TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10483:2014 (ISO 23647:2010) VỀ DẦU MỠ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT SÁP BẰNG SẮC KÍ KHÍ

Hiệu lực: Còn hiệu lực

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10483 : 2014

DẦU MỠ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT SÁP BẰNG SẮC KÝ KHÍ

Vegetable fats and oils – Determination of wax content by gas chromatography

Lời nói đầu

TCVN 10483:2014 hoàn toàn tương đương với ISO 23647:2010;

TCVN 10483:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F2 Dầu mỡ động vật và thực vật biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Dầu mỡ thực vật bao gồm chủ yếu các triacyglyxerol, nhưng cũng chứa lượng nhỏ các hợp chất không phải glyxerit thường gọi là các thành phần phụ. Thành phần của các thành phần phụ này (ví dụ: sterol, steryl este, triterpen dialcohol và chất sáp) cung cấp các thông tin rất đặc trưng về việc nhận biết các loại dầu. Do các biện pháp vật lý và biện pháp hóa học trong quá trình chế biến dầu mỡ thực vật có thể làm thay đổi thành phần và hàm lượng của chúng nên việc phân tích các thành phần phụ có thể áp dụng thích hợp để đặc trưng cho quá trình chế biến dầu.

Chất sáp là các hợp chất tự nhiên có mặt trong các loại dầu thực vật khác nhau và có thể dễ dàng kết tinh ở nhiệt độ thấp dẫn đến tình trạng bị vẩn đục. Loại bỏ sáp thường là một phần trong quá trình tinh luyện dầu thực vật (ví dụ: dầu hướng dương, dầu cám gạo, dầu ngô) và cần phải đo hiệu quả của quá trình này.

Tiêu chuẩn này không bao gồm phép phân tích chất sáp dầu oliu.

Với dầu oliu, hiện nay chưa có phương pháp chính thức đáng tin cậy để đo hàm lượng chất sáp và thành phần của dầu mỡ thực vật. Phép thử lạnh không cho các kết quả định tính và định lượng; phương pháp được xây dựng cho dầu oliu không áp dụng cho dầu lấy từ hạt và có thể gây ra nhiều vấn đề trong việc diễn giải các kết quả. Cần có tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho dầu mỡ thực vật thô, dầu mỡ thực vật tinh luyện, dầu mỡ thực vật đã loại sáp sơ bộ, dầu mỡ thực vật đông lạnh và dầu mỡ thực vật tinh luyện hoàn toàn.

Chất sáp từ các loại dầu mỡ thực vật khác nhau được tách khỏi các triacylglyxerol và các hợp chất không phải là glyxerit khác chứa liên kết đôi bằng sắc kí cột sử dụng cột nhồi hỗn hợp có chứa silica gel và silica gel tẩm AgNO₃.

Phần chất sáp tiếp đó được phân tích bằng sắc kí khí mao quản. Phương pháp này cũng cho thông tin về hàm lượng các chất sáp tổng số và thành phần của chúng. Sử dụng các thông tin trong phương pháp này có thể dễ dàng kiểm tra chất lượng dầu cũng như theo dõi hiệu quả của quá trình loại bỏ chất sáp.

DẦU MỠ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT SÁP BẰNG SẮC KÍ KHÍ

Vegetable fats and oils – Determination of wax content by gas chromatography

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp sắc kí khí để xác định hàm lượng chất sáp trong dầu thực vật thô, dầu thực vật đã khử gum, dầu thực vật đã trung hòa, dầu thực vật đông lạnh và dầu thực vật tinh luyện như dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu hạt cải, dầu ngô và dầu cám gạo. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho dầu oliu hoặc dầu bã oliu.

Chất sáp là este của axit béo và ancol béo mạch dài (có 20 nguyên tử cacbon hoặc mạch cacbon bão hóa dài hơn).

Hàm lượng chất sáp được tính bằng miligam trên kilogam dầu.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6128 (ISO 661), Dầu mỡ động vật và thực vật – Chuẩn bị mẫu thử.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ và định nghĩa sau đây:

3.1. Hàm lượng chất sáp (wax content)

Phần khối lượng các chất trong mẫu thử xác định được theo các điều kiện quy định trong tiêu chuẩn

CHÚ THÍCH: Hàm lượng chất sáp được tính bằng miligam trên kilogam dầu.

4. Nguyên tắc

Tách chất sáp bằng sắc kí cột sử dụng cột nhồi hỗn hợp chứa silica gel và silica gel tẩm AgNO₃. Tiến hành xác định chất sáp bằng sắc kí khí mao quản (GC), sử dụng chất chuẩn nội đã bổ sung vào dầu từ trước.

5. Thuốc thử, vật liệu thử

CẢNH BÁO – Cần chú ý các quy định về việc xử lý các chất gây nguy hiểm, cần tuân thủ các biện pháp an toàn kỹ thuật, an toàn đối với tổ chức và cá nhân .

Trong suốt quá trình phân tích, chỉ sử dụng các thuốc thử loại tinh khiết phân tích dùng cho sắc kí cột HPLC, nước cất hoặc nước đã khử khoáng hoặc nước có độ tinh khiết tương đương, trừ khi có quy định khác.

5.1. n-Hexan.

5.2. Diclometan.

5.3. n-Heptan.

5.4. Cloroform.

5.5. Silica gel 60, cỡ hạt từ 0,063 mm đến 0,200 mm (từ 70 mesh đến 230 mesh), ví dụ: Merck số 107734 1)

5.6. Bạc nitrat (AgNO₃).

5.7. Hexatriacontan 2) (paraffin C₃₆).

5.7.1. Dung dịch chuẩn nội, nồng độ khối lượng 0.1 mg/ml trong n-heptan.

5.7.2. Chất chuẩn dùng để xác định hệ số đáp ứng, nồng độ khối lượng 1 mg/ml trong n-heptan.

5.8. Chất chuẩn dùng để nhận dạng pic trong sắc kí khí, chất sáp tinh khiết 3), ví dụ: C₄₀ và C₄₄.

5.8.1. Chất chuẩn dùng để xác định hệ số đáp ứng, stearyl stearat hoặc este stearyl trong axit stearic (chất sáp C₃₆), nồng độ khối lượng 1 mg/ml trong cloroform.

5.9. Chất sáp hướng dương đã kết tinh, được chuẩn bị bằng cách kết tinh bánh dầu hướng dương đông lạnh hoặc dầu hướng dương thô. Đối với quá trình chuẩn bị, xem Phụ lục C.

5.10. Bông sợi, loại dùng trong phẫu thuật, không thấm nước.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Cột sắc kí, bằng thủy tinh, đường kính trong 30 mm, dài 450 mm, được trang bị nắp polytetrafloetylen (PTFE).

6.2. Đũa thủy tinh, dài khoảng 600 mm.

6.3. Pipet Pasteur, đáp ứng yêu cầu của TCVN 7152 (ISO 7712) ^[4].

6.4. Bộ có quay chân không.

6.5. Bình cầu đáy tròn, dung tích 250 ml (để thu phần chất sáp).

6.6. Bình hình quả lê, dung tích 25 ml (để thu phần chất sáp cô đặc).

6.7. Máy sắc kí khí, được trang bị detector ion hóa ngọn lửa, bơm mẫu chia dòng/không chia dòng, bộ ghi hoặc hệ thống thu nhận dữ liệu.

6.8. Cột mao quản silica nóng chảy, dài 25 m, đường kính trong 0,32 mm hoặc tốt nhất là 0,20 mm, được tráng dimetylpolysiloxan (ví dụ: HP-1 hoặc OV-1 hoặc loại tương đương), độ dày màng 0,11 μm.

7. Lấy mẫu

Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Nên lấy mẫu theo TCVN 2625 (ISO 5555) ^[1].

Mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải đúng là mẫu đại diện. Mẫu không bị hư hỏng hoặc thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.

8. Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 6128 (ISO 661).

Làm nóng mẫu phòng thử nghiệm đến 130 °C. Trộn đều mẫu để làm nóng chảy hoàn toàn các chất sáp dạng tinh thể và loại hết ẩm (có thể sử dụng máy khuấy từ hoặc lò vi sóng).

9. Cách tiến hành

9.1. Chuẩn bị silica gel 60 tẩm bạc nitrat

Cho 100 g silica gel 60 (5.5) vào chén sứ. Rót dung dịch bạc nitrat có chứa 5 g AgNO₃ (5.6) đã hòa tan trong 240 ml nước vào silica gel, sau khi trộn kĩ, làm phẳng bề mặt dung dịch. Đặt huyền phù này vào tủ sấy điện, gia nhiệt đến 170 °C và hoạt hóa gel qua đêm. Để nguội từ từ trong tủ sấy điện đến 50 °C (ở nơi tối). Để cột nhồi này trong chai đã được đậy kín ở nơi tối. Loại bỏ các hạt màu đen ra khỏi bề mật gel sillica đã được tẩm, nếu cần.

Gel có chứa 5 % khối lượng AgNO₃.

9.2. Cột nhồi

Dùng đũa thủy tinh (6.2) cho nút bông (5.10) vào đầu dưới cột (6.1) rồi ấn xuống. Rót khoảng 30 ml n-hexan (5.1) vào cột và loại bỏ không khí bằng cách dùng đũa ấn nút bông xuống. Cho lớp dung môi tăng khoảng từ 2 mm đến 3 mm trên nút bông để tráng rửa trước khi cho silica gel vào cột.

Cho 3 g silica gel đã tẩm (9.1) vào cột thủy tinh (6.1), loại bỏ tất cả không khí bị giữ tại và làm phẳng bề mặt. Thêm 12 g silica gel 60 (5.5) qua đỉnh cột nhồi trước rồi loại bỏ tất cả không khí và bảo vệ cột nhồi tránh ánh sáng. Rửa cột nhồi bằng khoảng 90 ml đến 100 ml n-hexan, loại bỏ tất cả bọt khí bằng cách gõ nhẹ, nếu cần. Nên mở khóa khi bổ sung dung môi làm sạch. Cho khoảng 5 mm lớp dung môi trên cột nhồi trước khi thêm dung dịch mẫu.

9.3. Tách các chất sáp

9.3.1 Chuẩn bị mẫu

Hỗn hợp dung môi A: n-hexan (5.1) và diclometan (5.2), phần thể tích của hexan = 95 ml/100 ml và diclometan = 5 ml/100 ml.

Cần mẫu theo hàm lượng chất sáp dự kiến (dầu hướng dương: cân 3 g từ dầu thô và dầu trung tính, cân từ 4 g đến 4,5 g từ dầu tách sáp và dầu tinh luyện, các loại dầu khác: cân từ 4 g đến 4,5 g). Thêm 3 ml dung dịch chất chuẩn nội (5.7.1) và thêm 7 ml hỗn hợp dung môi A vào mẫu. Trộn Kĩ và dùng pipet Pasteur (6.3) chuyển khoảng 2 ml dung dịch này vào cột.

Chỉnh tốc độ dòng từ 1,5 ml/min đến 2 ml/min và làm sạch mặt trong cột thủy tinh ba lần mỗi lần khoảng 3 ml hỗn hợp dung môi A. Không để cho cột chạy khô, cho khoảng 5 mm lớp dung môi trên cột nhồi trước khi thêm phần dung môi tiếp theo.

9.3.2. Cột sắc kí

Hỗn hợp dung môi B: n-hexan (5.1) và diclometan (5.2), phần thể tích của hexan, =80 ml/100 ml và diclometan = 20 ml/100 ml.

Rửa giải chất sáp bằng 190 ml dung môi B. Chỉnh tốc độ dòng đến khoảng 3 ml/min.

Thu toàn bộ vật liệu rửa giải từ cột vào bình cầu đáy tròn (6.5) và làm bay hơi dung môi bằng bộ cô quay chân không (6.4). Pha loãng phần cặn trong một lượng nhỏ cloroform (5.4), chuyển dung dịch vào bình hình quả lê (6.6), làm bay hơi dung môi lần nữa và hòa tan lại chất sáp trong khoảng 1 ml cloroform. Tiến hành phân tích GC dung dịch này.

9.4. Xác định chất sáp bằng sắc kí khí

9.4.1. Các điều kiện của sắc kí khí được khuyến cáo:

Cột: HP-1 (kích thước 25 mm x 0,20 mm, độ dày màng 0,11 μm);

Lò: 170 °C (0,1 min), từ 170 °C đến 350 °C (6 °C/min), đẳng nhiệt ở 350 °C (20 min);

Khí mang: H₂;

Tốc độ dòng: 1,4 ml/min;

Bộ bơm mẫu: 355 °C, tỉ lệ chia dòng: 1:30;

Detector: 360 °C (FID);

Các điều kiện này có thể được điều chỉnh theo đặc tính của thiết bị sắc kí khí và cột để tách hết các hợp chất sáp.

9.4.2. Xác định hệ số đáp ứng

Trộn các thể tích bằng nhau các dung dịch chất chuẩn (5.7.2 và 5.8.1) và bơm 1 hỗn hợp vào GC để xác định hệ số đáp ứng, F_r

F_r =

Trong đó:

A_I_S là diện tích pic hexatriacontan (5.7.2);

A là diện tích pic stearyl stearat;

ρ là nồng độ khối lượng stearyl stearat (5.8.1);

ρ_IS là nồng độ khối lượng hexatriacontan (5.7.2).

Giá trị F_r nên từ 1,1 đến 1,2. Để dung dịch này trong Iọ đậy kín ở nơi tối và lặp lại phép xác định khi cần, thông thường một lần một tuần.

9.4.3. Tính hàm lượng chất sáp

Bơm từ 1,5 μl đến 2 μl dung dịch chất sáp (tách được theo 9.3) vào GC. Thứ tự rửa giải như sau: dung môi, hydrocacbon, chất chuẩn nội (hexatriacontan), chất sáp.

Nếu thực hiện đúng quá trình tách (9.3) thì phần chất sáp (đặc biệt là chất sáp hướng dương) phải cho đồ thị điển hình: diện tích pic giảm liên tiếp sau khi cho C₄₈ (xem Hình A.1 và Bảng C.1). Tuy nhiên, các pic chồng lên nhau hoặc các pic lớn (ví dụ: các este sterol và các triglycerid) tại điểm cuối của vùng chất sáp có thể gây khó khăn trong quá trình phân tích dữ liệu. Trường hợp này, lặp lại phép xác định sắc kí cột (xem Hình A.4)

9.4.3.1. Dầu hướng dương

Thành phần chính trong chất sáp hướng dương là: các chất sáp C₄₄, C₄₆, C₄₈. Chất sáp hướng dương có chứa phần lớn các chất sáp có số nguyên tử cacbon chẵn ví dụ: C₄₄, C₄₆, C₄₈, C₅₀, C₅₂, C₅₄. Giữa các pic chính này, cũng có thể có các pic phụ có số nguyên tử cacbon lẻ. Tất cả các pic (pic chính và pic phụ) được sử dụng trong tính kết quả.

Việc tính toán dựa vào dãy các phép đo trước và tài liệu (Tài liệu tham khảo [5], [6], [7]). Hàm lượng chất sáp, w_t được biểu thị bằng phần trăm khối lượng tính bằng milligam trên kilogam dầu, theo công thức:

Trong đó:

F_r là hệ số đáp ứng (9.4.2);

A_>C44 là tổng diện tích pic tùy thuộc vào tất cả các chất sáp có nhiều hơn C₄₄;

A_C44 là diện tích pic chất sáp C₄₄;

A_IS là diện tích pic hexatriacontan;

k là hệ số thực nghiệm (k = 1,0 đối với dầu tinh luyện và dầu đông lạnh, k = 0,5 đối với dầu không tinh luyện, xem Tài liệu tham khảo [5])

m_IS là khối lượng chất chuẩn nội đã bổ sung vào dầu, tính bằng microgam (μg);

m là khối lượng dầu, tính bằng gam (g).

9.4.3.2. Các loại dầu khác

Thành phần chất sáp chính của dầu thực vật (dầu đậu nành, dầu hạt cải và dầu ngô) là: các chất sáp C₄₀, C₄₁, C₄₂, C₄₄, C₄₆. Hàm lượng của chúng thường dưới 20 mg/kg trong dầu tinh luyện đã khử mùi. Trường hợp ngoại lệ dầu cám gạo thô có thể có hàm lượng chất sáp từ 1 500 mg/kg đến 2 000 mg/kg với thành phần tương tự hạt hướng dương.

9.4.3.2.1. Dầu cám gạo

Hàm lượng chất sáp, w_t được biểu thị bằng phần khối lượng tính bằng milligam trên kilogam dầu, theo công thức:

Trong đó

F_r là hệ số đáp ứng (9.4.2);

A_>C42 là tổng diện tích pic tùy thuộc vào tất cả các chất sáp có C₄₂ và trên C₄₂

A_I_S là diện tích pic hexatriacontan;

m_IS là khối lượng chất chuẩn nội đã bổ sung vào dầu, tính bằng microgam (μg)

m là khối lượng dầu, tính bằng gam (g).

9.4.3.2.2. Các loại dầu khác (dầu đậu nành, dầu hạt cải, dầu ngô)

Hàm lượng chất sáp, w_t được biểu thị bằng phần khối lượng tính bằng miligam trên kilogam dầu, theo công thức:

Trong đó:

F_r là hệ số đáp ứng (9.4.2);

A_>C44 là tổng diện tích pic tùy thuộc vào tất cả các chất sáp có nhiều hơn C₄₄;

A_C44 là diện tích pic chất sáp C₄₄;

A_IS là diện tích pic hexatriacontan;

k là hệ số thực nghiệm k = 0,5 (xem Tài liệu tham khảo [5])

m_IS là khối lượng chất chuẩn nội đã bổ sung vào dầu, tính bằng microgam (μg);

m là khối lượng dầu, tính bằng gam (g).

CHÚ THÍCH: Đối với dầu đậu nành, tổng tất cả các pic của chất sáp có thể cho hàm lượng chất sáp rất cao.

10. Độ chụm

10.1. Kết quả phép thử liên phòng thử nghiệm

Chi tiết của phép thử liên phòng thử nghiệm về độ chụm của phương pháp được nêu trong Phụ lục B. Các giá trị thu được từ phép thử liên phòng thử nghiệm này không áp dụng cho các dải nồng độ và chất nền mẫu khác với các giá trị đã nêu.

10.2. Độ lặp lại

Chuyên lệch tuyệt đối giữa các kết quả của hai phép thử đơn lẻ, độc lập thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, tiến hành trên cùng một loại vật liệu thử, trong cùng một phòng thử nghiệm, do một người phân tích, sử dụng cùng thiết bị, thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn, không được quá 5 % các trường hợp vượt quá các giá trị nêu trong Bảng B.1.

10.3. Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa các kết quả của hai phép thử đơn lẻ thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, tiến hành trên cùng một vật liệu thử, trong các phòng thử nghiệm khác nhau, do những người khác nhau thực hiện, sử dụng các thiết bị khác nhau, không được quá 5 % các trường hợp vượt quá các giá trị nêu trong Bảng B. 1.

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ:

a) mọi thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về mẫu thử;

b) phương pháp lấy mẫu đã dùng, nếu biết;

c) phương pháp thử, viện dẫn tiêu chuẩn này;

d) tất cả các chi tiết thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được xem là tùy chọn, cùng với mọi tình huống bất thường có thể ảnh hưởng đến kết quả;

e) kết quả thu được;

f) nếu kiểm tra độ lặp lại thì nêu kết quả cuối cùng thu được.

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

Sắc kí đồ

a) Sắc kí đồ A – Sắc kí đồ đầy đủ

b) Sắc kí đồ B – Sắc kí đồ phóng đại

CHÚ DẪN:

I đáp ứng

t thời gian

1 dung dịch chất chuẩn nội hexatriacontan, nồng độ 0,1 mg/ml trong n-heptan

Hình A.1 – Ví dụ về sắc kí đồ điển hình thành phần chất sáp trong dầu hướng dương thô

CHÚ DẪN:

I đáp ứng

t thời gian

1 dung dịch chất chuẩn nội hexatriacontan, nồng độ 1 mg/ml trong n-heptan

2 stearat stearyl nồng độ 1,032 mg/ml trong cloroform

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp này, hệ số đáp ứng, F_r = 1.09

Hình A.2 – Sắc kí đồ điển hình thể hiện phép xác định hệ số đáp ứng