Xác định độ axit và trị số axit trong dầu mỡ TCVN 6127:2010

Bài viết này hướng dẫn phương pháp xác định độ axit và trị số axit (Determination of acidity and acid value) trong dầu mỡ động vật và thực vật theo TCVN 16127: 2010. Tiêu chuẩn hoàn toàn tương đương với ISO 660 : 2009. 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.

1. Đối tượng áp dụng của TCVN 6127: 2010

TCVN 6127: 2010 quy định hai phương pháp chuẩn độ và một phương pháp đo điện thế) để xác định độ axit trong dầu mỡ động vật và thực vật. Để thuận tiện, độ axit được biểu thị theo trị số axit hoặc cách khác.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho dầu mỡ động thực vật dạng thô và tinh luyện, các axit béo gốc xà phòng hoặc axit béo kỹ thuật. Các phương pháp này không áp dụng cho sáp.

Vì các phương pháp này hoàn toàn không đặc trưng nên không áp dụng để phân biệt axit vô cơ, axit béo tự do và các loại axit hữu cơ khác. Do đó, trị số axit gồm cả axit vô cơ nếu có mặt.

2. Nguyên tắc xác định độ axit và trị số axit

Độ axit và trị số axit là hai chỉ số axit đại diện cho hàm lượng axit béo tự do (free fatty acid -FFA) trong các mẫu dầu mỡ động – thực vật. Mẫu thử được hòa tan trong dung môi thích hợp và các axit có mặt được chuẩn độ bằng dung dịch kali hoặc natri hydroxit trong etanol hoặc metanol.

Độ axit (acidity): Hàm lượng các axit béo tự do (FFA) xác định được theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn này. Độ axit được biểu thị theo tỷ lệ phần trăm khối lượng. Theo thông lệ, độ axit được biểu thị theo axit oleic.

Trị số axit (acid value): Số miligam kali hydroxit dùng để trung hòa các axit béo tự do có trong 1g chất béo, khi được xác định theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn. Trị số axit được biểu thị bằng miligam trên gam.

RCOOH + KOH –> RCOOK + H2O

3. Thuốc thử, thiết bị và dụng cụ cần thiết

3.1. Thuốc thử

1. Dung môi A dùng cho hỗn hợp dung môi: etanol, 96 % thể tích (có thể sử dụng propan-2-ol 99 % thể tích để thay thế).
2. Dung môi B dùng cho hỗn hợp dung môi: dietyl ete, không chứa peroxit (có thể sử dụng ter-butyl metyl ete, dầu nhẹ (dải sôi từ 40 °C đến 60 °C) hoặc toluen để thay thế).
   CẢNH BÁO – Dietyl ete rất dễ cháy và có thể tạo thành các peroxit gây nổ. Hết sức cẩn thận khi sử dụng.
3. Hỗn hợp dung môi, trộn các thể tích bằng nhau của các dung môi A và dung môi B (ví dụ: 50 ml dung dịch A/100 ml và 50 ml dung dịch B/100 ml).
   * Đối với các chất béo động vật hoặc chất béo dạng rắn, thì khuyến cáo sử dụng hỗn hợp gồm một phần thể tích dung môi A (ví dụ: 25 ml) và ba thể tích ter-butyl metyl ete hoặc toluen (ví dụ: 75 ml).
   * Ngay trước khi sử dụng, trung hòa bằng cách thêm dung dịch kali hydroxit với sự có mặt của 0,3 ml dung dịch phenolphtalein đối với 100 ml hỗn hợp dung môi.
   * Có thể sử dụng dung môi propan-2-ol để chuẩn độ với dung dịch KOH.
4. Etanol hoặc metanol, tối thiểu 95 % thể tích.
5. Natri hydroxit hoặc kali hydroxit, dung dịch chuẩn trong metanol hoặc etanol có nồng độ 0,1 mol/l và 0,5 mol/l. Nồng độ phải được kiểm tra bằng dung dịch chuẩn HCl.
   Dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit trong metanol hoặc etanol có thể được thay bằng dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit, chỉ khi lượng nước đưa vào không làm tách pha.
6. Phenolphtalein, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng 1 g/100 ml.
7. Thymolphtalein, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng 2 g/100 ml.
8. Alkali blue 6B, dung dịch trong etanol, nồng độ khối lượng 2 g/100 ml.

Đối với các chất béo có màu đậm, thì phải sử dụng alkali blue hoặc thymolphtalein.

3.2. Thiết bị và dụng cụ

1. Buret, dung tích 10 ml và 25 ml;
2. Cân phân tích, có thể đọc chính xác đến 0,001 g.
3. Dụng cụ chuẩn độ tự động, (dựa trên điện cực điện thế) hoặc máy đo điện thế.
4. Điện cực pH kết hợp, dùng để chuẩn độ axit/bazơ không nước.
5. Bình định mức, dung tích 1000 ml.

4. Quy trình xác định độ axit trong chất béo

4.1. Phương pháp dung môi lạnh sử dụng chất chỉ thị (Phương pháp chuẩn)

Tùy thuộc vào trị số axit dự kiến, chọn khối lượng phần mẫu thử và nồng độ kiềm theo Bảng 1.

Cân mẫu thử vào bình nón 250 ml. Thêm từ 50 ml đến 100 ml hỗn hợp dung môi đã trung hòa và hòa tan phần mẫu thử bằng cách làm nóng nhẹ, nếu cần. Đối với các mẫu có điểm tan chảy cao, thì sử dụng hỗn hợp etanol-toluen.

Sau khi thêm chất chỉ thị (Phenolphtalein, Thymolphtalein hoặc Alkali blue 6B), chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn kali hydroxit, lắc đều liên tục. Việc chuẩn độ được coi là kết thúc khi thêm một giọt kiềm sẽ tạo ra màu nhẹ nhưng việc đổi màu ổn định trong ít nhất 15 giây.

4.2. Phương pháp dung môi lạnh sử dụng chuẩn độ điện thế (Phương pháp chuẩn)

Cân một lượng đủ mẫu thử (dựa trên Bảng 1) vào cốc có mỏ 150 ml. Thêm từ 50 ml đến 100 ml hỗn hợp dung môi đã trung hòa và hòa tan mẫu, làm nóng nhẹ, nếu cần. Đối với các mẫu có điểm tan chảy cao thì sử dụng hỗn hợp etanol-toluen.

Đưa điện cực kết hợp vào hỗn hợp dung môi và nối điện cực với dụng cụ chuẩn độ tự động. Bật máy khuấy ít nhất 30 giây và chuẩn độ bằng dung dịch kali hydroxit chuẩn trong khi vẫn khuấy liên tục.

Ngay khi đạt được điểm tương đương, ghi lại lượng dung dịch chuẩn đã sử dụng.

4.3. Phương pháp dùng etanol nóng có sử dụng chất chỉ thị

Ở các điều kiện quy định trong phương pháp này, nếu có mặt các axit béo mạch ngắn thì chúng là loại bay hơi. Cân một lượng đủ mẫu thử (dựa trên Bảng 1) bình cầu thứ nhất.

Đun đến sôi 50 ml etanol chứa 0,5 ml chất chỉ thị phenolphtalein cho vào bình cầu thứ hai. Khi nhiệt độ của etanol vẫn còn cao hơn 70°C, thì trung hòa cẩn thận bằng dung dịch natri hydroxit hoặc kali hydroxit 0,1 mol/l.

Thêm etanol đã trung hòa vào phần mẫu thử vào bình cầu thứ nhất và trộn kỹ. Đun đến sôi lượng chứa trong bình và chuẩn độ bằng dung dịch kali hydroxit hoặc natri hydroxit, lắc mạnh bình trong quá trình chuẩn độ.

5. Cách tính độ axit và trị số axit

Đối với các phép tính sau đây, hàm lượng axit béo tự do (độ axit) (FFA) xấp xỉ được tính từ:
FFA = 0,5 x AV

5.1. Trị số axit

Trị số axit AV (%), được tính theo công thức sau:

Trong đó:

• c: nồng độ của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, mol/l;
• V: thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, ml;
• m: khối lượng phần mẫu thử (g).

5.2. Độ axit hay hàm lượng axit béo tự do

Độ axit hoặc hàm lượng axit béo tự do FFA (mg/g), được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng tùy thuộc vào loại chất béo (xem Bảng 2), tính được theo công thức sau:

Trong đó:

• V: thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, ml;
• c: nồng độ của dung dịch chuẩn natri hydroxit hoặc kali hydroxit đã sử dụng, mol/l;
• M: khối lượng mol của axit được chọn để biểu thị kết quả (xem Bảng 2), tùy theo loại chất béo, g/mol;
• m: khối lượng phần mẫu thử (g).

6. Lưu ý quan trọng khi tiến hành

• Toàn bộ thuốc thử sử dụng trong quá trình xác định độ axit của chất béo được pha bằng dung môi thích hợp để đảm bảo không bị tách pha khi có mặt chất béo.
• Việc chuẩn độ được coi là kết thúc khi thêm một giọt kiềm sẽ tạo màu nhẹ nhưng việc đổi màu ổn định trong ít nhất 15 giây.
• Có thể cần đến các thể tích etanol và chất chỉ thị lớn hơn đối với các loại chất béo có màu đậm. Ngoài ra, đối với các chất béo có màu đậm này, cần sử dụng alkali blule hoặc thymolphtalein.

7. Trị số axit của một số loại chất béo

Bảng dưới đây cho thấy giá trị axit của một số loại dầu thông thường và sáp ong.

7. Các câu hỏi thường gặp (FAQs)

Đọc thêm bài viết liên quan: Xác định độ axit chuẩn độ của ngũ cốc và sản phẩm nghiền từ ngũ cốc TCVN 8210 : 2009.