TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10116-1:2013 (ISO 8292-1:2008) VỀ DẦU MỠ ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT BÉO DẠNG RẮN BẰNG PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TẠO XUNG (NMR) – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10116-1:2013

ISO 8292-1:2008

DẦU MỠ ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT BÉO DẠNG RẮN BẰNG PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TẠO XUNG (NMR) – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP

Animal and vegetable fats and oils – Determination of solid fat content by pulsed NMR – Part 1: Direct method

Lời nói đầu

TCVN 10116-1:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 8292-1:2008;

TCVN 10116-1:2013 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.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10116 (ISO 8292) Dầu mỡ động vật và thực vật – Xác định hàm lượng chất béo dạng rắn bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân tạo xung (NMR) gồm có các phần sau:

TCVN 10116-1:2013 (ISO 8292-1:2008), Phần 1: Phương pháp trực tiếp;

TCVN 10116-2:2013 (ISO 8292-2:2008), Phần 2: Phương pháp gián tiếp.

DẦU MỠ ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT BÉO DẠNG RẮN BẰNG PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TẠO XUNG (NMR) – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP TRỰC TIẾP

Animal and vegetable fats and oils – Determination of solid fat content by pulsed NMR – Part 1: Direct method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp trực tiếp để xác định hàm lượng chất béo dạng rắn trong dầu mỡ động vật và thực vật (được gọi là “chất béo”) sử dụng phép đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân tạo xung độ phân giải thấp (NMR).

Có hai phương pháp xử lý nhiệt sơ bộ khác: một phương pháp dùng cho mục đích chung khi chất béo không thể hiện rõ nhiều hình thái và phần lớn ổn định ở dạng β’-polymorph; và một phương pháp dùng cho chất béo tương tự bơ cacao thể hiện rõ nhiều hình thái và ổn định ở dạng β-polymorph. Các phương pháp xử lý nhiệt khác có thể phù hợp hơn với các mục đích cụ thể được nêu trong Phụ lục.

Phương pháp trực tiếp dễ thực hiện và có độ tái lập cao nhưng không chính xác bằng phương pháp gián tiếp vì phương pháp này chỉ tính được kết quả gần đúng.

CHÚ THÍCH: Phương pháp gián tiếp qui định trong TCVN 10116-2 (ISO 8292-2).

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.

TCVN 10116-2 (ISO 8292-2), Dầu mỡ động vật và thực vật – Xác định hàm lượng chất béo dạng rắn bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân tạo xung (NMR) – Phần 2: Phương pháp gián tiếp.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Hàm lượng chất béo dạng rắn (solid fat content)

SFC

Tỷ lệ phần trăm của số lượng proton trong pha rắn so với số lượng proton trong pha rắn và lỏng ở nhiệt độ quy định.

CHÚ THÍCH: SFC được biểu thị theo phần trăm khối lượng chất béo ở trạng thái rắn. Không tiến hành hiệu chính đối với các mật độ proton khác nhau ở pha rắn và lỏng vì điều này cần phải xác định chính xác thành phần pha rắn và lỏng của hỗn hợp chất béo ở từng nhiệt độ. Phương pháp này không tính đến sai số hệ thống, nghĩa là các giá trị SFC thu được bằng phương pháp này cao hơn so với hàm lượng thực của chất béo dạng rắn khoảng 0,5% đến 1,0%.

3.2. Hàm lượng chất béo dạng lỏng (liquid fat content)

Phần trăm phần khối lượng chất béo ở trạng thái lỏng tại nhiệt độ quy định.

CHÚ THÍCH: Hàm lượng chất béo dạng lỏng bằng 100 – w_SFC, trong đó w_SFC là hàm lượng chất béo dạng rắn.

3.3. Ổn định nhiệt (tempering)

Việc xử lý nhiệt chất béo sau khi kết tinh và trước khi cân bằng ở nhiệt độ đo, bao gồm việc giữ chất béo ở nhiệt độ quy định trong thời gian quy định để chuyển dạng chất béo thành dạng đa hình mong muốn, và/hoặc để đảm bảo đạt được sự cân bằng pha và/hoặc đảm bảo kết thúc quá trình kết tinh.

3.4. Nhiệt độ đo (measurement temperature)

Nhiệt độ mà tại đó thực hiện phép đo hàm lượng chất béo dạng rắn.

3.5. Thời gian lặp lại (repetition time)

Khoảng thời gian giữa các lần xung liên tiếp.

3.6. Thời gian chết (dead time)

Thời gian mà bộ phận ghi của thiết bị không thể ghi được tín hiệu phân rã.

CHÚ THÍCH: Thời gian chết thường nhỏ hơn 10 ms sau xung.

3.7. Qui trình đo (measurement protocol)

Mô tả toàn bộ phép xác định hàm lượng chất béo dạng rắn qui định rõ việc áp dụng, các điều kiện của thiết bị, phương pháp, nhiệt độ và các phép đo theo dãy hoặc song song.

CHÚ THÍCH: Qui trình đo được liệt kê trong Bảng 1 và Phụ lục C.

4. Ký hiệu và từ viết tắt

f là hệ số chuyển đổi (ngoại suy) để hiệu chính tín hiệu NMR quan sát được tại 11 ms với tín hiệu ở thời điểm zero.

n_P là số lượng xung

S₁ là tín hiệu phân rã từ hóa đo được ở khoảng 11 ms

S₂ là tín hiệu phân rã từ hóa đo được ở khoảng 70 ms

SFC là hàm lượng chất béo dạng rắn

S_L là tín hiệu phân rã từ hóa tương ứng với pha lỏng

S_S là tín hiệu phân rã từ hóa tương ứng với pha rắn

S_S+L là tín hiệu phân rã từ hóa tương ứng với cả pha lỏng lẫn pha rắn

t_rep là thời gian lặp lại

w_SFC,i là SFC ’’thực’’ [đo được theo TCVN 10116-1 (ISO 8292-1)]

w_SFC,T là SFC ở nhiệt độ đo, T

5. Nguyên tắc

Mẫu được làm ổn định đến trạng thái không đổi ở nhiệt độ cụ thể, sau đó được gia nhiệt và ổn định ở nhiệt độ đo. Thông thường nhiệt độ đo có thể là nhiệt độ bất kỳ hoặc tất cả các nhiệt độ sau: 0⁰C; 5⁰C; 10⁰C; 20⁰C; 25⁰C; 27,5⁰C; 30⁰C; 32,5⁰C; 35⁰C; 37,5⁰C; 40⁰C; 45⁰C; 50⁰C; 55⁰C; 60⁰C, trừ khi có qui định khác.

Sau khi cân bằng điện từ trong từ trường tĩnh của máy đo phổ NMR và áp dụng độ xung tần số radio 90⁰ thì tín hiệu phân rã từ tính từ proton trong pha rắn và lỏng ghi được ở khoảng 11 ms và khoảng 70 ms (hoặc ở thời điểm khuyến cáo của nhà sản xuất máy đo phổ, xem 6.1). Sau đó tính SFC.

Có thể tiến hành đo theo dãy hoặc song song.

Đổ đầy từng mẫu thử vào một ống đo khi thực hiện đo theo dãy. Sau khi ổn định theo yêu cầu ở 0⁰C, chuyển từng ống sang nhiệt độ đo thứ nhất, giữ trong khoảng thời gian quy định, đo SFC, sau đó chuyển sang nhiệt độ đo thứ hai và cứ tiếp tục như vậy. Theo cách này, chỉ một ống cần cho tất cả các mẫu thử, không quan tâm nhiều đến nhiệt độ đo được sử dụng. Tuy nhiên, SFC ghi được ở nhiệt độ đo đã định, phụ thuộc vào nhiệt độ đo và thời điểm đo trước đó.

Đổ đầy mỗi mẫu vào các ống đo tương ứng với các nhiệt độ đo khi thực hiện các phép đo song song. Sau khi ổn định ở 0⁰C thì chuyển từng ống đồng thời hoặc không đồng thời sang từng nhiệt độ đo yêu cầu và giữ trong khoảng thời gian quy định trước khi đo SFC.

Cho dù, trong phép đo song song cần đến nhiều ống đo hơn so với cho phép đo theo dãy thì mỗi phép xác định w_SFC,T­ đều là một phép xác định độc lập. Ngoài ra, tổng thời gian thực hiện các phép đo được rút ngắn đáng kể.

VÍ DỤ: Đối với thời gian lưu giữ ở 0⁰C trong 90 min và thời gian lưu giữ ở nhiệt độ đo 10⁰C, 20⁰C, 30⁰C và 40⁰C trong 60 min nếu đo theo dãy thì phải mất 5,5 h, trong khi đo song song chỉ mất 2,5 h.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân tạo xung, độ phân giải thấp

Máy đo phổ NMR phải có:

a) nam châm có trường đồng đều đủ để đảm bảo rằng chu kỳ bán rã từ tính của mẫu chuẩn chất béo dạng lỏng dài hơn 1000 ms;

b) khoảng thời gian chết của phép đo cộng với thời gian của xung nhỏ hơn 10 ms;

c) bộ đo tự động có thể tiến hành đo càng sớm càng tốt ngay khi đưa các ống đo vào (6.2.1).

d) thời gian lặp lại của phép đo có thể điều chỉnh được;

e) cuvet 10 mm/đầu dò để đo các ống ở nhiệt độ được kiểm soát là 40⁰C;

Thời gian tín hiệu phân rã chính xác, tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất máy đo phổ; thông thường ở khoảng 11 ms, khoảng 70 ms và người sử dụng không cần phải thay đổi.

Tốt nhất là thiết bị được trang bị máy tính tự động thực hiện các phép đo theo yêu cầu, thực hiện các phép tính theo yêu cầu và biểu thị kết quả trực tiếp trên màn hình máy tính hoặc cách hiển thị khác.

6.2. Ống nghiệm

6.2.1. Ống đo, bằng thủy tinh có nắp đậy bằng chất dẻo, đường kính ngoài (10 ± 0,25) mm, chiều dày thành ống (0,9 ± 0,25) mm và chiều dài ít nhất là 150 mm, hoặc theo quy định của nhà sản xuất máy đo phổ NMR.

6.2.2. Ống hiệu chuẩn, có độ nhạy đã biết để hiệu chuẩn máy đo phổ và để kiểm tra phương pháp trực tiếp.

CHÚ THÍCH : Vật liệu hiệu chuẩn nhựa trong dầu với độ nhạy đã biết, cho hệ số f trong dải từ 1,4 đến 1,45 thích hợp với thiết bị để sử dụng trực tiếp không cần ổn định và sử dụng các qui trình khác (xem Bảng 1 và Phụ lục C) do nhà sản xuất ống đo chuẩn cung cấp. Các vật liệu có phần khối lượng SFC 0%, khoảng 30% và khoảng 70% là thích hợp. Các giá trị này không phụ thuộc vào nhiệt độ. Ống hiệu chuẩn cần được hiệu chuẩn lại ở các khoảng thời gian do nhà cung cấp quy định1).

6.3. Thiết bị duy trì nhiệt độ

6.3.1. Yêu cầu chung

Về nguyên tắc, các buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3) có lợi thế hơn nồi cách thủy (6.3.2) vì các ống nghiệm không tiếp xúc với nước. Thực tế, với buồng nhôm trong nồi cách thủy thì các ống nghiệm có thể mất một thời gian đáng kể để đạt đến nhiệt độ cài đặt. Việc truyền nhiệt có thể được cải thiện nếu khoang đựng ống nghiệm được thổi bằng khí khô. Các buồng này cũng khó kiểm soát độ chính xác hơn nồi cách thủy, mặc dù việc kiểm soát bằng điện tử hiện đại có thể cho độ chụm yêu cầu.

6.3.2. Nồi cách thủy

Nồi kiểm soát được nhiệt độ (0 ± 0,1) ⁰C, (60 ± 0,1) ⁰C và chính xác đến ± 0,1⁰C, nhiệt độ đo và nhiệt độ làm ổn định yêu cầu phụ thuộc vào qui trình đo được chọn. Ở nhiệt độ 60⁰C, nhiệt độ đo, các nồi ổn định nhiệt độ, buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3) có thể thay thế.

Mỗi nồi cách thủy phải được trang bị một giá nhôm (6.3.2.1) hoặc một giá kim loại (6.3.2.2) để giữ các ống đo (6.2.1) chìm trong nước đến độ sâu 60 mm.

Giá kim loại tốt nhất là bằng nhôm, đặc biệt khi cần đo một lượng lớn mẫu thử có SFC cao hoặc khi sử dụng qui trình đo nhanh hoặc cực nhanh. Khi sử dụng giá nhôm, có thể chờ một khoảng thời gian đáng kể sau khi đưa ống đo vào trước khi chất béo trong ống đạt được nhiệt độ cài đặt của nồi cách thủy. Tác dụng của giá là có thể giữ ống nghiệm khô và không cần phải lau khô bằng giấy lau trước khi đưa vào máy đo phổ. Tuy nhiên trong thực tế, ống vẫn cần được làm khô do nước bắn ra hoặc ngưng tụ hơi nước, xem 8.9.

6.3.2.1. Giá nhôm, có đường kính lỗ (10,35 ± 0,1) mm, và sâu 70 mm. Chiều dày của kim loại dưới các lỗ và khoảng cách giữa mép lỗ ngoại biên và bề mặt cạnh gần nhất phải là 10 mm. Khoảng cách giữa các trục của hai lỗ liền kề ít nhất bằng 17 mm (từ tâm đến tâm).

6.3.2.2. Giá kim loại, cạnh mở, có đường kính lỗ từ 11 mm đến 15 mm; khoảng cách giữa các trục của hai lỗ liền kề ít nhất bằng 20 mm (từ tâm đến tâm).

6.3.3. Buồng kiểm soát nhiệt độ, có lỗ

Buồng này có bộ điều khiển điện tử, có thể duy trì ở nhiệt độ cài đặt ± 0,1⁰C. Các buồng này có thể được sử dụng thay cho nồi cách thủy [trừ nồi 0⁰C (6.3.2), vì cần làm mát một lượng lớn]. Đường kính lỗ phải là (10,35 ± 0,1) mm.

Các buồng này đặc biệt thích hợp với nhiệt độ 35⁰C hoặc cao hơn khi không cần làm mát (giả sử nhiệt độ phòng thấp hơn 22⁰C) và khi kiểm soát nhiệt độ chính xác là không cần thiết do các mức chất béo dạng rắn thấp hơn.

6.4. Tủ sấy, có quạt

Tủ sấy có thể duy trì được nhiệt độ ở (80 ± 2) ⁰C.

Mục đích của tủ này là làm tan chảy phần mẫu thử và hủy bỏ quá trình nhiệt trước đó của mẫu, nhiệt độ này phải cao hơn nhiệt độ nóng chảy của chất béo ít nhất 20⁰C. Nếu không, cần tăng dần nhiệt độ tủ và ghi lại nhiệt độ thực tế trong báo cáo thử nghiệm (Điều 11). Điều này ít khi xảy ra vì chất béo có chứa lượng lớn axit béo bão hòa mạch dài, ví dụ: dầu thực vật dạng lỏng đã hydro hóa hoàn toàn.

Mặc dù có thể sử dụng nồi cách thủy (6.3.2) hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3) có thể đạt được nhiệt độ 80⁰C nhưng tốt nhất là sử dụng tủ sấy. Trong buồng kiểm soát nhiệt độ hoặc nồi cách thủy hầu hết không thể tránh được chất béo tiếp xúc với thành, ở nhiệt độ phía trên phần nhúng chìm các ống nghiệm khi đổ đầy mẫu. Tủ cần đảm bảo rằng tất cả các chất béo đựng trong ống nghiệm đã tan chảy hoàn toàn và không còn hạt kết tinh. Do đó, sử dụng tủ để cho các kết quả lặp lại và đáng tin cậy hơn.

6.5. Đồng hồ bấm giờ

Đồng hồ có kim giây dải quét rộng là tốt nhất, nhưng có thể sử dụng đồng hồ điện tử.

7. Lấy mẫu

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

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

8. Tiến hành

8.1. Quy trình đo và yêu cầu mẫu thử

Chọn quy trình cần thiết trong Bảng 1 tùy theo dạng mẫu và các yêu cầu khác. Đối với một số loại mẫu hoặc các ứng dụng của chất béo thì qui trình đưa ra trong Bảng 1 là không thích hợp. Các qui trình đo nêu trong Phụ lục C có thể phù hợp hơn.

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

8.2. Tủ sấy, nồi cách thủy và buồng kiểm soát nhiệt độ

Cài đặt các thiết bị này ở các nhiệt độ yêu cầu như quy định trong quy trình.

8.3. Xác định hệ số chuyển đổi (khi cần)

Do thiết bị có thời gian chết nên phép đo đầu tiên có thể được tiến hành chỉ sau khi tín hiệu từ pha rắn đã giảm đáng kể. Hệ số chuyển đổi hiệu chỉnh gần đúng đối với hiệu ứng này.

Mặc dù các ống hiệu chuẩn có chứa các chất chuẩn nhựa trong dầu cho kết quả tái lặp nhưng chỉ gần đúng, hệ số chuyển đổi đối với các chất béo có β’-polymorphic dùng cho mục đích chung được tính trung bình trên dải nhiệt độ liên quan, chúng không cho hệ số hiệu chính đối với chất béo β-polymorphic như bơ cacao. Các chất béo này hoặc bất kỳ chất béo khác hoặc hỗn hợp của chất béo chưa biết polymorphism, để tránh sai số hệ thống đáng kể, có thể cần xác định hệ số chuyển đổi ước tính.

Đối với các chất béo hoặc hỗn hợp chất béo liên quan, cài đặt việc xác định SFC phù hợp với TCVN 10116-2 (ISO 8289-2) cũng như tiêu chuẩn này, nghĩa là đo chuẩn dầu dạng lỏng theo cả hai tiêu chuẩn. Ghi lại SFC xác định được bằng tiêu chuẩn này nhưng cũng ghi lại S₁ và S₂ cho phép đo đó (Tham khảo sổ tay hướng dẫn sử dụng của máy đo phổ).

Đối với từng mẫu thử, tính SFC “thực”, w_SFC,i sử dụng TCVN 10116-2 (ISO 8292-2).

Đối với từng phần mẫu thử, tính hệ số ngoại suy, f, cần thiết cho phép xác định SFC trực tiếp và gián tiếp theo Công thức (1):

             (1)

Trong đó:

w_SFC,i là SFC “thực”;

S₁ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 11 ms;

S₂ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 70 ms;

Bảng 1 – Các qui trình đo

Các hệ số tính được này thay đổi theo hỗn hợp/mẫu và nhiệt độ. Điều này đúng, đặc biệt là trường hợp nhiệt độ dao động thì không thực hiện phương pháp trực tiếp. Tính trung bình các kết quả tốt nhất. Đánh giá các kết quả trung bình trong dải nhiệt độ từ 20⁰C đến 30⁰C, vì khi đó gần như đến 50% khối lượng chất rắn bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi hệ số. Đối với bơ cacao và các chất béo tương tự kết tinh trong β-polymorph thì hệ số này nằm trong dải từ 1,6 đến 1,7.

Vì không thể biết được hệ số thực đối với nhiều hỗn hợp của chất béo β-polymorphic, như bơ cacao với chất béo β’-polymorphic, như chất béo sữa hoặc các phần dầu cọ, nên khuyến cáo sử dụng TCVN 10116-2 (ISO 8292-2) đối với tất cả các hỗn hợp để xác định SFC thực.

Có thể dễ dàng tính lại được các kết quả, sử dụng hệ số không hiệu chính theo Công thức (2):

       (2)

Trong đó chỉ số trên “err” và “corr” liên quan đến các giá trị chưa đúng và đã hiệu chỉnh, tương ứng. Ví dụ: nếu giá trị w_SFC,30 của mẫu thử bơ cacao đã đo được là 49,0% thì khối lượng sử dụng f = 1,41 (nghĩa là w_SFC = 49,0), tuy nhiên đã biết giá trị đúng của thiết bị là f = 1,64 thì Công thức (2) cho = 52,8%.

Không thể tránh khỏi một vài thay đổi về f giữa các thiết bị khác nhau, vì f phụ thuộc một phần vào thiết bị. Do đó, trong quá trình ký kết hợp đồng thương mại, mẫu chuẩn phải được trao đổi để thỏa thuận hàm lượng chất rắn và sử dụng hệ số f thích hợp. Ví dụ: để đo theo qui trình 2D thì cần thay đổi mẫu bơ cacao chuẩn đối chứng thích hợp khi xác định hệ số f hiệu chính.

8.4. Máy đo phổ NMR

8.4.1. Hiệu chuẩn

Sử dụng các ống hiệu chuẩn (6.2.2), hiệu chuẩn máy đo phổ theo hướng dẫn của nhà sản xuất và ở các tần suất khuyến cáo của nhà sản xuất.

8.4.2. Điều kiện của thiết bị

Cài đặt các điều kiện đối với máy đo phổ theo qui trình đo được chọn trong 8.1.

8.4.3. Kiểm tra

Hàng ngày hoặc trước mỗi phép xác định trực tiếp, kiểm tra máy đo phổ như sau:

a) đưa lần lượt ba ống hiệu chuẩn (6.2.2) vào trong máy đo phổ và ghi lại SFC;

b) lặp lại các phép đo;

c) SFC đo được của mỗi ống không được lệch quá 0,3 % giá trị tuyệt đối của mẫu hiệu chuẩn đã biết.

Nếu có sai lệch SFC bất kỳ thì phải thay f và lặp lại phép kiểm tra cho đến khi ba ống hiệu chuẩn không lệch quá 0,3%. Ngoài ra, có thể cần hiệu chuẩn lại máy đo phổ (xem 8.4.1).

8.5. Làm đầy các ống đo

Làm đầy các ống đo với khoảng 2 ml chất béo hoặc có độ sâu khoảng 30 mm đến 50 mm hoặc theo quy định của nhà sản xuất thiết bị. Đậy nắp ống và đặt trong giá để giữ ống thẳng đứng. Nếu dùng giá kim loại (6.3.2.2) thì rất thuận tiện và tiết kiệm thời gian để đặt các ống đã đổ đầy trực tiếp vào giá. Các phần mẫu thử có được chuyển sang tủ và vào nồi cách thủy mà không cần dịch chuyển và xử lý tiếp.

Đối với phép đo song song, làm đầy một ống đo từ một mẫu thử đối với từng nhiệt độ đo; đối với phép đo theo dãy, làm đầy mỗi ống đo riêng lẻ lần lượt từ mỗi mẫu thử.

8.6. Loại bỏ nhiệt trước đó

Khi tất cả các ống đã làm đầy theo yêu cầu, chuyển các ống này vào tủ (6.4). Giữ ở nhiệt độ tủ ít nhất 15 min.

8.7. Cân bằng ở nhiệt độ ban đầu

Chuyển tất cả các ống vào nồi cách thủy 60⁰C (6.3.2) hoặc trong buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3). Giữ ít nhất 15 min. Thời gian này có thể kéo dài hơn nhưng không được ngắn hơn, nếu không sẽ không thể đạt được sự cân bằng hoàn toàn.

8.8. Kết tinh và ổn định nhiệt

Từ giai đoạn này trở đi tất cả thời gian phải được duy trì trong dung sai quy định hoặc được quy định trong qui trình đo.

Nếu chọn theo qui trình đo, chuyển các ống này vào trong bể ở 0⁰C. Để ống trong bể ở nhiệt độ 0⁰C trong khoảng thời gian quy định như cột “lần thứ nhất ở 0⁰C” của Bảng 1 hoặc Phụ lục C.

Nếu chọn theo qui trình đo, chuyển các ống này sang bể ổn định nhiệt cài đặt ở nhiệt độ qui định. Để yên trong bể này trong khoảng thời gian qui định.

Ở khoảng thời gian (1,0 ± 0,5) min hoặc (2,0 ± 0,5) min, chuyển các ống vào bể 0⁰C (hoặc nitơ lỏng để nhanh hơn). Để trong bể 0⁰C trong thời gian quy định trong cột “lần thứ nhất ở 0⁰C” của Bảng 1 hoặc Phụ lục C. Xem 8.9 để chọn khoảng thời gian thích hợp.

8.9. Đo SFC

Hầu hết các trường hợp và như đã nêu trong Bảng 1, đều tiến hành các phép đo song song.

CHÚ THÍCH: Phép đo theo dãy có thể thích hợp khi chỉ có một lượng mẫu thử nhỏ hoặc ít thời gian chuẩn bị. Điều này cũng thích hợp như trong qui trình 4D (xem Phụ lục C) khi cần so sánh với, phép đo độ nở, phương pháp xác định hàm lượng chất rắn trước đó.

8.9.1. Phép đo song song

Ở các khoảng thời gian (1,0 ± 0,5) min hoặc (2,0 ± 0,5) min, chuyển các ống đối với từng phần mẫu thử vào từng nồi cách thủy (6.3.2) hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3) ở các nhiệt độ đo. Số lượng ống đo được chuyển vào lần lượt cách nhau 1 min hoặc 2 min phải giống nhau theo số lượng nhiệt độ đo. Việc lựa chọn khoảng thời gian phụ thuộc vào số lượng ống/nhiệt độ cần đo, do kỹ năng của người vận hành và cách bố trí thiết bị.

CHÚ THÍCH: Kinh nghiệm cho thấy rằng có thể dễ dàng chuyển ống đo từ nồi cách thủy hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ vào máy đo phổ và tiến hành đo trong vòng 15 s. Do đó, có thể tiến hành đo sáu ống/sáu nhiệt độ đo trong vòng 2 min.

Sau khoảng thời gian qui định trong qui trình đo, theo đúng trình tự như khi đặt vào nồi cách thủy hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ, chuyển các ống này vào máy đo phổ ở cùng khoảng thời gian (1,0 ± 0,5) min hoặc (2,0 ± 0,5) min. Lau từng ống bằng giấy lụa mềm để loại hết nước, trước khi đặt vào cuvet đo. Ghi lại số đọc SFC. Ghi lại số đọc là zero nếu phần mẫu thử trong hoàn toàn.

8.9.2. Đo theo dãy

Ở các khoảng thời gian (1,0 ± 0,5) min, chuyển ống chứa phần mẫu thử vào nồi cách thủy ở nhiệt độ đo đầu tiên (6.3.2) (nhiệt độ thấp nhất) hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ (6.3.3).

Sau thời gian qui định trong qui trình đo, theo đúng trình tự như khi đặt vào nồi cách thủy hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ, chuyển các ống vào máy đo phổ. Lau từng ống bằng giấy lụa mềm để loại hết nước, trước khi đặt vào cuvet đo. Ghi lại số đọc SFC.

Chuyển các ống đo chứa từng phần mẫu thử vào nồi cách thủy hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ thứ hai (sau nhiệt độ đo thấp nhất) ở các khoảng thời gian (1,0 ± 0,5) min.

Lặp lại các qui trình đo từ đoạn thứ hai đến khi tất cả các ống được đo.

Nếu máy đo phổ NMR không được trang bị máy tính hoặc các thiết bị tính toán tự động khác thì sau đó ghi lại tín hiệu và tính SFC theo Công thức (3) (xem Điều 9).

ĐIỀU QUAN TRỌNG – Để có được các kết quả đáng tin cậy và tái lập cần tuân thủ thời gian và dung sai qui định. Điều này dễ đạt được bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giờ của phòng thử nghiệm (6.5), tốt nhất là dùng đồng hồ có kim giây dải quét rộng, lấy các ống ngay khi kim giây quay một vòng. Ngoài ra, nếu sử dụng đồng hồ điện tử thì nên cài đặt ở 0:00 hoặc 12:00 để bắt đầu.

8.10. Số phép xác định

Thực hiện một phép xác định trên hai phần mẫu thử từ cùng một mẫu trong hai ống nghiệm riêng rẽ.

8.11. Lau sạch các ống đo

Trước khi đổ đầy phần mẫu thử, các ống đo phải sạch, khô và không có chất béo từ các phép đo trước đó. Do đường kính của ống hẹp nên việc làm sạch thường khó khăn. Thường sử dụng dung môi hoặc bàn chải nhỏ. Các ống có thể được làm sạch trong máy rửa tự động của phòng thử nghiệm hoặc máy rửa gia dụng chuẩn. Tuy nhiên, để làm sạch hiệu quả thì cần đảm bảo rằng các ống hoàn toàn không có chất béo và được giữ thẳng đứng trong máy rửa. Có thể thực hiện như sau:

Sử dụng cả máy rửa phòng thử nghiệm có dụng cụ rửa chuyên dụng phù hợp với ống và bơm dung dịch rửa nóng vào bên trong.

Hoặc sử dụng máy rửa không có dụng cụ rửa chuyên dụng, có giá đựng ống nghiệm bằng lưới có khe hở. Giá đựng cần có nắp đậy bằng lưới kim loại để giữ ống nghiệm khi giá nghiêng. Việc sử dụng giá tiện lợi cho phép đo tiếp theo, các ống có thể được úp trực tiếp xuống giá và sau đó giá đầy ống được đặt vào tủ ở nhiệt độ 80⁰C để cho chất béo tan chảy và rửa sạch hoàn toàn. Khi úp xuống giá có thể được chuyển vào máy rửa. Sau khi rửa và sấy khô, giá đựng ống có thể sử dụng làm bộ giữ ống hoặc ống được lấy ra và bảo quản để sẵn sàng dùng lại.

9. Biểu thị kết quả

Nếu máy đo phổ NMR không được trang bị máy tính hoặc dụng cụ tính toán tự động khác để đọc các kết quả, thì sử dụng tín hiệu được ghi để tính SFC ở nhiệt độ đã cho, w_SFC,T, tính theo phần trăm phần khối lượng, sử dụng công thức (3):

w_SFC,T = x 100               (3)

Trong đó:

f là hệ số chuyển đổi (ngoại suy) để hiệu chuẩn tín hiệu NMR quan sát được ở 11 ms với tín hiệu ở thời điểm zero;

S₁ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 11 ms.

S₂ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 70 ms.

Chi tiết về lý thuyết xem Phụ lục B.

Biểu thị kết quả là trung bình cộng của hai phép xác định (8.10) đáp ứng được yêu cầu về độ lặp lại (10.2) của từng giá trị w_SFC,T. Báo cáo kết quả đến một chữ số thập phân.

10. Độ chụm

10.1. 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 A. Các giá trị thu được từ phép thử liên phòng thử nghiệm này có thể không áp dụng cho các dải SFC và chất béo khác với các dải SFC và các chất béo đã nêu.

10.2. Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử độc lập, đơn lẻ, thu được khi sử dụng cùng phương pháp, tiến hành trên vật liệu thử giống hệt nhau, trong cùng một phòng thử nghiệm, do một người thực hiện, sử dụng cùng một thiết bị, trong một khoảng thời gian ngắn, không được quá 5% các trường hợp lớn hơn giới hạn lặp lại r, đã cho hoặc được lấy từ Bảng 2 và Bảng 3.

10.3. Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử đơn lẻ, thu được khi sử dụng cùng phương pháp, tiến hành thử trên vật liệu giống thử giống hệt nhau, 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 lớn hơn giới hạn tái lập R, đã cho hoặc được lấy từ Bảng 2 và Bảng 3.

Bảng 2 – Giới hạn lặp lại, r, và giới hạn tái lập, R, đối với qui trình đo 1D

Bảng 3 – Giới hạn lặp lại, r, và giới hạn tái lập, R, đối với qui trình đo 2D

CHÚ THÍCH: Chi tiết của các chất béo được sử dụng trong nghiên cứu cộng tác đưa ra trong Phụ lục A. Số liệu phân tích thống kê không được đưa ra khi chỉ có một mẫu thử ở một nhiệt độ.

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải nêu rõ:

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

b) chi tiết của máy đo phổ NMR được sử dụng;

c) phương pháp đã sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này;

d) qui trình đo đã sử dụng;

e) nhiệt độ đo đã sử dụng;

f) nồi cách thủy có giá nhôm, nồi cách thủy có giá kim loại hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ được dùng để kiểm soát nhiệt độ;

g) các kết quả thu được;

h) mọi điều kiện 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 các kết quả.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Kết quả phép thử liên phòng thử nghiệm

Bảng A.1 – Đánh giá số liệu phân tích thống kê – Đối với qui trình đo 1D

Bảng A.2 – Đánh giá số liệu thống kê – Đối với qui trình đo 2D

Phụ lục B

(Tham khảo)

Lý thuyết của phương pháp trực tiếp

Xung tần số radio ngắn được áp dụng làm quay từ trường qua 90^o, nghĩa là vuông góc với từ trường phổ biến được áp dụng bởi nam châm vĩnh cửu. Phần lớn do hồi phục spin-spin mà tín hiệu từ hóa trong detector phân rã trên vài trăm miligiây như trong Hình B.1.

CHÚ DẪN

1 là xung

2 là thời gian chết

S là tín hiệu phân rã từ đo được

S₁ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 11 ms

S₂ là tín hiệu phân rã từ đo được ở khoảng 70 ms

S_L là tín hiệu phân rã từ tương ứng với pha lỏng sau khoảng 70 ms

S_S là tín hiệu phân rã từ tương ứng với pha rắn ở thời gian là 0

S’_S là tín hiệu phân rã từ tương ứng với pha rắn sau khoảng 11 ms

S_S+L là tín hiệu phân rã từ tương ứng với cả pha rắn và pha lỏng ở thời gian là 0

S’_S+L là tín hiệu phân rã từ tương ứng với cả pha rắn và pha lỏng sau khoảng 11 ms

t là thời gian

Hình B.1 – Tín hiệu phân rã từ của mẫu chất béo sau khi áp dụng độ xung tần số radio đơn 90⁰

Sự phân rã tín hiệu từ các proton ở trạng thái rắn là rất nhanh, xuất hiện trên mười phần triệu giây, trong khi sự phân rã tín hiệu từ các proton ở trạng thái lỏng chậm hơn nhiều, xuất hiện trên hàng chục đến hàng trăm phần triệu giây. Thực tế, thiết bị bench-top thương mại có tín hiệu lỏng sẽ phân rã trong vài phần triệu giây. Bằng kỹ thuật điện tử thích hợp có thể đo tín hiệu của pha rắn cộng pha lỏng và tín hiệu pha lỏng riêng rẽ và do đó xác định được SFC. Tuy nhiên, như chỉ ra trong Hình B.1 cho thấy thiết bị có thời gian chết sau xung khi không tiến hành đo. Do đó, tín hiệu tổng S_S+L không thể đo được mà chỉ đo được S’_S+L sau khoảng 11 ms. Máy đo phổ NMR ghi lại hai tín hiệu, S₁ và S₂ ở khoảng 11 ms và 70 ms, tương ứng với S’_S+L và S_L.

Đối với phương pháp trực tiếp thì phép ngoại suy tuyến tính từ S’_S+L ở khoảng 11 ms thành S_S+L tại thời điểm đo bằng 0 được giả định là:

S_S = f S’_s                            (B.1)

Trong đó f là hệ số ngoại suy được xác định bằng thực nghiệm

Từ đó

S­­_S+L­ = S­­_s – S_L                      (B.2)

Sau đó

S_s = f (S’_S+L + S_L)                    (B.3)

Cho

w_SFC,T = x 100                (B.4)

Đây là cách biểu thị khác của Công thức (3)

Phương pháp trực tiếp chỉ cho giá trị SFC gần đúng do:

a) phép ngoại suy tuyến tính có sai lệch về đường phân rã không tuyến tính;

b) giá trị f thay đổi theo sự dịch chuyển phân tử, nghĩa là nhiệt độ, kiểu của proton (polymorphism), cũng như kích cỡ tinh thể – đối với các giá trị đã cho bởi máy đo phổ điển hình, xem Bảng B.1;

c) f thay đổi theo nhiệt độ do pha lỏng giãn nở.

Bảng B.1 – Các giá trị f theo polymorphism

Tuy nhiên, phương pháp trực tiếp thường được dùng phổ biến hơn do độ tái lập tốt và dễ hiệu chuẩn. Khi có nhiều chất béo thực tế tồn tại chủ yếu ở dạng b’-polymorph, thì giá trị f từ 1,40 đến 1,45 thường được dùng cho tất cả nhiệt độ và được cài đặt trước để hiệu chuẩn, sử dụng các chuẩn nhựa trong dầu.

Phụ lục C

(Tham khảo)

Các qui trình đo bổ sung

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 2625 (ISO 5555) Dầu mỡ động vật và thực vật – Lấy mẫu.

[2] TCVN 6910-1 (ISO 5725-1) Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo – Phần 1: Nguyên tắc và định nghĩa chung

[3] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2) Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo – Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn

[4] GRIBNAU, M.C.M. Determination of solid/liquid ratios of fats and oils by low-resolution pulsed NMR. Trends Food Sci. Technol. 1992, 3, p. 186-190

[5] SHUKLA, V.K.S. Studies on the crystallization behaviour of the cocoa butter equivalents by pulsed nuclear magnetic resonance – Part I. Fette Seifen Anstrichmittel, 1983, 85, p. 467-471

[6] TIMMS, R.E, Chapter 4, Section A. In : Confectionery fats handbook, p. 63-78. Oily Press, Bridgwater, 2003

[7] VAN DUYNHOVEN, J., DUBOURG, I., G-J GOUDAPPEL, G.-J., ROIJERS, E. Determination of MG and TG phase composition by time-domain NMR. J Am. Oil Chem. Soc. 2002, 79, p. 383-388

[8] WADDINGTON, D. Some applications of wide-line NMR in the oils and fats industry. In: HAMILTON, R.J., BHATI, A., editors. Fats and oils: Chemistry and technology, p. 25-45. Applied Science Publishers, London, 1980

[9] AOCS method Cd 10-57, Solid fat index