Bài viết này hướng dẫn Phương pháp xác định hàm lượng diacetyl trong bia và các chất diceton khác (Method of determination for diaxetyl and dicetones) theo TCVN 6058:1995. Nội dung được trình bày ngắn gọn, nhấn mạnh các lưu ý và giải quyết các vấn đề phát sinh để người thực hiện dễ dàng áp dụng và hạn chế sai sót.
MỤC LỤC
1. Diacetyl là gì?
Diacetyl là một hợp chất thuộc nhóm vicinal diketone. Hợp chất này được hình thành trong quá trình lên men bia; như sản phẩm phụ của quá trình tổng hợp axit amin (valine và isoleucine tương ứng) bởi nấm men Saccharomyces.
Trong quá trình trao đổi chất của nấm men, tiền chất α-acetolactate được tạo thành và sau đó chuyển hóa thành diacetyl thông qua phản ứng carboxyl tự phát không enzyme.
2. Nguyên tắc phương pháp xác định hàm lượng diacetyl trong bia
Các chất diceton hay diacetyl trong bia được tách ra khỏi bia bằng cách chưng cất. Phần chưng cất đem phản ứng với dung dịch O-fenilendiamin (o-phenylenediamine) và tạo chất dẫn xuất của quinoxalin. Axit hóa và đo quang phổ UV-VIS các chất thu được từ phản ứng.
Nồng độ diacetyl trong bia hay vicinal diketone được tính toán dựa trên hệ số thu được từ chất chuẩn.
Phương pháp xác định hàm lượng diacetyl trong bia được áp dụng cho các loại bia vào cuối giai đoạn lên men chính, trước khi bia được lọc và đóng gói.
3. Thuốc thử và thiết bị định lượng diacetyl
3.1. Thuốc thử
- Axit clohydric, HCl 4M
- Dung dịch O-fenilendiamin/ o-phenylenediamine 10 g/l: Cân chính xác 250 mg O-fenilendiamin, hòa tan và định mức đến 25 mL bằng dung dịch HCl 4M
- Dung dịch diceton gốc 5 g/l trong nước.
- Dung dịch diceton chuẩn 250 mg/l: Pha loãng 5 ml dung dịch gốc trong bình định mức tối màu có dung tích 100 ml và thêm nước cất tới vạch.
3.2. Thiết bị phân tích
- Dụng cụ chưng cất Parnas hay Markam
- Bình định mức, ống nghiệm chia vạch, 25 ml và 100 ml.
- Máy đo quang phổ;
- Cuvet thạch anh, 10 mm.
4. Quy trình xác định hàm lượng hàm lượng các chất diceton TCVN 6058:1995
Chuẩn bị mẫu thử:
Quay li tâm hoặc lọc mẫu thử còn chứa nấm men.
Đinh lượng các chất diceton
- Lấy 100 ml mẫu bằng một ống nghiệm định cỡ vạch và đưa mẫu vào thiết bị chưng cất. Cất mẫu sao cho thu được 25 ml dịch cất trong ống nghiệm định cỡ vạch (Ống phải được ngâm trong đá lạnh). Thời gian đun nóng không hơn 6 phút, thời gian chưng cất từ 8 đến 10 phút. Lắc trộn đều mẫu chưng cất
- Dùng pipet lấy 10 ml dịch cất được cho vào một ống nghiệm khô. Thêm 0,5 ml dung dịch O-fenilendiamin vào ống kiểm tra. Hòa trộn đều hai dung dịch và để yên trong chỗ tối khoảng 20 ÷ 30 phút. Sau đó dùng pipet thêm 2 ml HCl 4M vào hỗn hợp phản ứng.
- Đo độ hấp thụ bằng máy quang phổ ở bước sóng 335 nm so sánh với nước (A335).
Chuẩn bị mẫu trắng
- Mẫu blank được thực hiện song song với mẫu bia, bằng cách sử dụng nước cất thay thế mẫu chưng cất.
- Quá trình thực hiện tương tự như ở mẫu bia
- Đo độ hấp thụ bằng máy quang phổ ở bước sóng 335 nm so sánh với nước (Abl).
Chuẩn bị chất chuẩn
- Mẫu chất chuẩn được chuẩn bị bằng cách dùng pipet cho 9,9 ml nước vào một ống nghiệm khô. Bổ sung thêm 0,1 ml dung dịch chuẩn diaxetyl và lắc đều cho đồng nhất.
- Quá trình thực hiện tương tự như ở mẫu bia
- Đo độ hấp thụ bằng máy quang phổ ở bước sóng 335 nm so sánh với nước (Aet).
Công thức tính hàm lượng các chất diceton
Tính hàm lượng các chất diceton, biểu thị mg/l diacetyl, được tính công thức sau:
Trong đó:
- A335: độ hấp thụ của dung dịch thử ở 335 nm trong cuvet 10 mm
- Abl: độ hấp thụ của mẫu trắng ở 335 nm trong cuvet 10 mm
- Aet: độ hấp thụ của chất chuẩn ở 335 nm trong cuvet 10 mm
- Mẫu số (Aet – Abl) phải gần số 0,230, trong trường hợp ngược lại tìm nguyên nhân bằng cách chuẩn bị một dung dịch chuẩn mới vào lúc bắt đầu chưng cất lại diacetyl.
ĐỌC THÊM BÀI VIẾT LIÊN QUAN: Diketon và 5 kỹ thuật loại bỏ diacetyl trong công nghệ sản xuất bia; Quá trình lên men bia: Nấm men hấp thu và chuyển hóa dịch nha.
5. Lưu ý khi tiến hành xác định
- Trong lúc tiến hành phân tích diaxetyl, khi thao tác với O-fenilendiamin độc và có thể gây dị ứng, phải được thực hiện hết sức thận trọng, mang khẩu trang và găng tay bằng cao su để bảo vệ người thao tác. Tránh tràn đổ hóa chất ra môi trường.
- Việc chuẩn bị hóa chất và thuốc thử trong phản ứng ảnh hưởng đến độ chính xác của phép phân tích:
- O-fenilendiamin nên được chuẩn bị cùng một ngày và bảo quản trong chỗ tối
- Dung dịch diceton gốc bảo quản dung dịch này trong lọ thủy tinh mẫu nâu và để ở trong tủ lạnh. Thời gian bảo quản là 6 tháng;
- Dung dịch dixeton chuẩn bảo quản dung dịch này trong lọ thủy tinh tối màu. Thời gian bảo quản: 6 tháng.
- Dung dịch sau phản ứng đem đi đo quang phải đảm bảo trong.
6. Hàm lượng diacetyl và các chất diceton trong một số loại bia
| Sản phẩm | Hàm lượng diacetyl cho phép trong bia | Nguồn tham khảo |
| Bia thành phẩm | 0,2 mg/L (hoặc 0,2 ppm) | QCVN 6-3:2010/BYT |
| Bia hộp, bia hơi | không lớn hơn 0,2 mg/L | TCVN 6057:2013, TCVN 7042:2013 |
7. Các câu hỏi thường gặp (FAQs)
Xác định hàm lượng diacetyl trong bia để làm gì?
Việc xác định hàm lượng diacetyl trong bia nhằm đánh giá chất lượng cảm quan và mức độ hoàn thiện của quá trình lên men, do hợp chất này có thể ảnh hưởng đáng kể đến hương vị và mùi thơm của sản phẩm.
Diacetyl trong bia tạo ra mùi và vị bơ đặc trưng, với ngưỡng cảm nhận cảm quan thấp là xấp xỉ 0,1 mg/l, trong khi 2,3-pentanedione có ngưỡng cảm nhận cao hơn khoảng mười lần. Các tính chất cảm quan của các vicinal diketone góp phần tạo mùi thơm tổng thể của một số loại nia lên men nổi (ale), nhưng trong hầu hết các loại bia lên men chìm (lager) chúng là mùi vị không mong muốn.
Tại sao hàm lượng diacetyl lại không mong muốn trong sản phẩm bia lên men chìm (Lager beer)?
Bia Lager được đánh giá cao nhờ đặc tính cảm quan thanh nhẹ, sạch vị và hài hòa. Do đó, sự hiện diện của diacetyl trong bia là không mong muốn vì hợp chất này có hoạt tính cảm quan mạnh, tạo ra mùi và vị bơ đặc trưng, làm suy giảm chất lượng hương vị và che lấp các hợp chất hương đặc trưng của malt và hoa houblon.
Ngoài ra, bia Lager thường có hàm lượng ethanol ở mức trung bình (khoảng 4–5% v/v), nên khả năng che lấp các mùi vị ngoại lai tương đối hạn chế. Ngược lại, một số dòng bia Ale có hàm lượng ethanol cao hơn (khoảng 5–10% v/v) và chứa nhiều hợp chất ester, alcohol bậc cao, tạo nên cùng với cấu trúc hương vị đậm hơn, có thể làm giảm mức độ cảm nhận của diacetyl trong sản phẩm.
TỪ VỰNG TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
- Diacetyl in beer: diacetyl trong bia
- Fermentation: Lên men
- Distillation: Chưng cất
- Absorbance: Độ hấp thụ
- Buttery flavor: Vị bơ
- Vicinal diketones (VDKs): hợp chất diketone lân cận;
- Calibration curve: đường chuẩn;
- Standard solution: dung dịch chuẩn;
- Sample preparation: chuẩn bị mẫu;
- Distillation: chưng cất;
- Absorbance: độ hấp thụ quang;
- Detection limit (LOD): giới hạn phát hiện;
- Quantification limit (LOQ): giới hạn định lượng;
- Residual diacetyl: hàm lượng diacetyl dư.
1. TCVN 6058 : 1995 Bia – Phương pháp xác định diaxetyl và các chất dixeton khác. Beer – Method of determination for diaxetyl and dicetones.
2. Trần Công Tước, “Sản xuất bia Lý thuyết và Thực hành”, NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 2016
3. CN105954219A – Method for determining content of diacetyl in wine.
Tham khảo bài viết vui lòng ghi rõ nguồn: https://foscitech.vn/phuong-phap-xac-dinh-ham-luong-diacetyl-trong-bia/
