TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11033:2015 VỀ SẢN PHẨM CACAO – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ TỔNG SỐ VÀ TÍNH HÀM LƯỢNG PROTEIN THÔ – PHƯƠNG PHÁP KJELDAHL

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11033:2015

SẢN PHẨM CACAO – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ TỔNG SỐ VÀ TÍNH HÀM LƯỢNG PROTEIN THÔ – PHƯƠNG PHÁP KJELDAHL

Cacao Products – Determination of the total nitrogen content and calculation of the crude content – Kjeldahl method

Lời nói đầu

TCVN 11033:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo AOAC 970.22 Nitrogen (total) in cacao products;

TCVN 11033:2015 do tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F16/SC2 Cacao và sản phẩm cacao biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

SẢN PHẨM CACAO – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ TỔNG SỐ VÀ TÍNH HÀM LƯỢNG PROTEIN THÔ – PHƯƠNG PHÁP KJELDAHL

Cacao Products – Determination of the total nitrogen content and calculation of the crude content – Kjeldahl method

CẢNH BÁO – Việc áp dụng tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các vật liệu, thiết bị và các thao tác gây nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không thể đưa ra được hết tất cả các vấn đề an toàn liên quan đến việc sử dụng chúng. Người sử dụng tiêu chuẩn này phải tự thiết lập các thao tác an toàn thích hợp và xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng tiêu chuẩn.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp Kjeldahl để xác định hàm lượng nitơ tổng số và tính hàm lượng protein thô trong các sản phẩm cacao.

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 4851:1989 (ISO 3696:1987), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Hàm lượng nitơ (nitrogen content)

Phần khối lượng của nitơ được xác định bằng quy trình quy định trong tiêu chuẩn này.

3.2. Hàm lượng protein thô (crude protein content)

Hàm lượng nitơ (3.1) nhân với hệ số 6,25.

4. Nguyên tắc

Phân hủy các hợp chất nitơ có trong mẫu thử bằng axit sulfuric đặc nóng, có mặt chất xúc tác, để thu được amoni sulfat. Sản phẩm phân hủy được kiềm hóa bằng dung dịch natri hydroxit và giải phóng amoniac bằng cách chưng cất vào lượng dư dung dịch axit boric. Chuẩn độ amoniac bằng dung dịch chuẩn axit. Hàm lượng nitơ được tính từ lượng amoniac tạo thành.

5. Thuốc thử và vật liệu thử

Chỉ sử dụng các thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước cất đạt yêu cầu loại 1 theo quy định của TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987), trừ khi có quy định khác.

5.1. Axit sulfuric (H₂SO₄), 95 % đến 98 % (khối lượng), không chứa nitơ.

5.2. Hỗn hợp chất xúc tác, gồm kali sulfat dạng bột, titan dioxit và đồng sulfat ngậm năm phân tử nước theo tỉ lệ tương ứng 1000 : 30 : 30 (phần khối lượng).

Có thể sử dụng viên xúc tác bán sẵn có thành phần tương tự.

5.3. Dung dịch axit boric, 20 g/l.

5.4. Dung dịch axit sulfuric (H₂SO₄) chuẩn, c(H₂SO₄) = 0,25 M hoặc 0,05 M khi lượng nitơ nhỏ, hoặc dung dịch axit clohydric chuẩn, c(HCl) = 0,5 M hoặc 0,1 M khi lượng nitơ nhỏ.

Chuẩn bị dung dịch axit sulfuric chuẩn như Bảng 1.

Bảng 1 – Các thể tích axit sulfuric đậm đặc được yêu cầu để chuẩn bị các dung dịch có nồng độ mol gần đúng

CHÚ THÍCH Cần xác định lại nồng độ chính xác của axit sulfuric bằng dung dịch natri hydroxit chuẩn.

Chuẩn bị dung dịch axit clohydric chuẩn như Bảng 2.

Bảng 2 – Các thể tích axit clohydric đậm đặc được yêu cầu để chuẩn bị các dung dịch có nồng độ mol gần đúng

CHÚ THÍCH Cần xác định lại nồng độ chính xác của axit clohydric bằng dung dịch natri hydroxit chuẩn.

5.5. Chất chỉ thị, hỗn hợp bromocresol xanh và metyl đỏ

Trộn dung dịch bromocresol xanh (3,3’-5,5’-tetrabromocresol sulfonic phthalein) nồng độ 1 g/l trong etanol 95 % (thể tích) với dung dịch metyl đỏ (axit p-dimethylaminoazobenzeneo- cacboxylic) nồng độ 1 g/l trong etanol 95 % (thể tích), với tỷ lệ thể tích 10:4.

Chất chỉ thị này có màu hồng trong môi trường axit, màu xám tại điểm kết thúc chuẩn độ và màu xanh lam trong môi trường kiềm.

5.6. Natri hydroxit (NaOH), dạng rắn hoặc dung dịch, không chứa nitrat.

Đối với dung dịch thì hòa tan khoảng 450 g natri hydroxit dạng rắn trong nước, để nguội rồi thêm nước đến 1 lít.

5.7. Chất chống tạo bọt, parafin hoặc silicon.

5.8. Sacarose, tinh khiết.

6. Thiết bị, dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau:

6.1. Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,1 mg.

6.2. Bộ phân hủy mẫu.

6.3. Bình Kjeldahl, dung tích 500 ml.

6.4. Bộ chưng cất

6.5. Nồi cách thủy, có thể duy trì nhiệt độ ở 50 °C.

6.6. Ống thủy tinh hoặc ống kim loại đường kính 4 mm đến 10 mm, được trang bị pittông để đẩy phần mẫu thử ra khỏi ống.

7. Lấy mẫu

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

Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Xem tiêu chuẩn cụ thể có liên quan đến sản phẩm. Nếu chưa có tiêu chuẩn cụ thể liên quan đến sản phẩm thì các bên có liên quan nên thỏa thuận với nhau về vấn đề này.

8. Cách tiến hành

8.1. Chuẩn bị mẫu thử

8.1.1. Đối với các sản phẩm cacao bột

Trộn kỹ mẫu và bảo quản trong lọ có nắp đậy kín khí.

8.1.2. Đối với các sản phẩm sôcôla

Làm lạnh khoảng 200 g sôcôla ngọt hoặc sôcôla đắng cho đến khi cứng. Sau đó nạo hoặc cạo để có được các hạt mịn. Trộn đều kỹ rồi bảo quản trong lọ có nắp đậy ở nơi lạnh.

Cách khác, làm tan chảy khoảng 200 g sôcôla đắng, sôcôla ngọt hoặc sôcôla sữa bằng cách cho vào vật chứa thích hợp được ngâm một phần trong nồi cách thủy (6.5) ở khoảng 50 °C. Khuấy liên tục cho đến khi phần mẫu thử tan chảy và đạt đến nhiệt độ từ 45 °C đến 50 °C. Lấy vật chứa ra khỏi nồi cách thủy, khuấy kỹ và trong khi mẫu vẫn đang còn nhão, dùng ống thủy tinh hoặc ống kim loại (6.6) lấy ra phần mẫu thử để phân tích.

8.2. Phân hủy mẫu

CẢNH BÁO – Các thao tác sau phải thực hiện trong tủ thông gió tốt, chịu được axit sulfuric.

Dùng cân (6.1) cân từ 0,7 g đến 2,2 g phần mẫu thử đã chuẩn bị, chính xác đến 1 mg, chuyển định lượng vào bình Kjeldahl khô (6.3). Thêm khoảng 15 g hỗn hợp xúc tác dạng bột hoặc dạng viên (5.2), trộn đều.

Thêm 25 ml axit sulfuric 98 % (5.1), xoay nhẹ bình để trộn và làm ẩm lượng chứa trong bình. Nếu sử dụng phần mẫu thử lớn hơn 2,2 g thì tăng lượng axit sulfuric (5.1) thêm 10 ml đối với từng 1 g phần mẫu thử tăng thêm. Đặt nghiêng bình và đun nhẹ cho đến khi ngừng tạo bọt, bổ sung một lượng nhỏ parafin hoặc silicon (5.7) để giảm tạo bọt, nếu cần. Đun sôi từ 1 h đến 2 h cho đến khi dung dịch trong. Để nguội dịch phân hủy.

8.3. Chưng cất

Cẩn thận pha loãng dịch phân hủy với 200 ml nước đã được làm mát ở nhiệt độ nhỏ hơn 25 °C, thêm một lượng nhỏ parafin hoặc silicon (5.7) để giảm tạo bọt, nghiêng bình và thêm một ít natri hydroxit (5.6), không khuấy, để tạo thành hai lớp rõ rệt [Cứ mỗi 10 ml axit sulfuric đặc hoặc một lượng tương đương trong axit sulfuric loãng được sử dụng thì thêm 15 g natri hydroxit (5.6) hoặc dung dịch natri hydroxit đủ để tạo kiềm mạnh]. Lắp bình với ống bảo vệ và nối với bộ sinh hàn, chú ý không làm xáo trộn các lớp chất lỏng. Đầu ra của bộ sinh hàn phải nhúng ngập trong dung dịch axit boric (5.3).

Xoay mạnh bình để trộn nhanh lượng chứa trong bình và gia nhiệt đủ. Bật sẵn thiết bị gia nhiệt trước khi nối bình, để giảm thiểu nguy hiểm do chất lỏng chảy ngược trở lại qua sinh hàn. Ngay sau khi trộn, cần tháo bình chứa axit boric để làm khô đầu ra của bình sinh hàn và để cân bằng áp suất trong bình chưng cất.

Chưng cất amoniac vào lượng dư axit boric nồng độ 20 g/l, có chứa 0,5 ml chất chỉ thị (5.5). Lấy tối thiểu 150 ml dịch chưng cất và chuẩn độ amoniac bằng dung dịch axit chuẩn độ (5.4). Điểm kết thúc chuẩn độ đạt được khi dung dịch chuyển sang màu xám.

8.4. Mẫu trắng

Thực hiện mẫu trắng thuốc thử, dùng 1,000 g sacarose (5.8) thay cho phần mẫu thử.

9. Tính kết quả

9.1. Tính hàm lượng nitơ tổng số

a) Khi sử dụng axit clohydric chuẩn thì hàm lượng nitơ tổng số, X_N, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, được tính bằng Công thức (1):

                         (1)

Trong đó

V₁ là thể tích dung dịch axit clohydric chuẩn dùng cho mẫu thử (8.3), tính bằng mililit (ml);

V₀ là thể tích dung dịch axit clohydric chuẩn dùng cho mẫu trắng (8.4), tính bằng mililit (ml);

c_M là nồng độ mol của dung dịch axit clohydric, tính bằng mol trên lit (mol/l);

14,007 là khối lượng mol của nitơ, tính bằng gam trên mol (g/mol);

m là khối lượng phần mẫu thử (xem 8.2), tính bằng gam (g);

1 000 là hệ số chuyển từ milimol sang mol.

b) Khi sử dụng axit sulfuric chuẩn thì hàm lượng nitơ tổng số, X_N, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, được tính bằng Công thức (2):

                                 (2)

Trong đó

V₁ là thể tích dung dịch axit sulfuric chuẩn dùng cho mẫu thử (8.3), tính bằng mililit (ml);

V₀ là thể tích dung dịch axit sulfuric chuẩn dùng cho mẫu trắng (8.4), tính bằng mililit (ml);

c_M là nồng độ mol của dung dịch axit sulfuric, tính bằng mol trên lit (mol/l);

m là khối lượng phần mẫu thử (xem 8.2), tính bằng gam (g);

1 000 là hệ số chuyển từ milimol sang mol.

9.2. Tính hàm lượng protein thô

Hàm lượng protein thô của mẫu thử, X_p, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, được tính bằng Công thức (3):

X_p = X_N x 6,25                           (3)

Trong đó

X_N là hàm lượng nitơ của mẫu thử, tính bằng phần trăm khối lượng (%) theo 9.1;

6,25 là hệ số chuyển đổi nitơ thành protein thô.

10. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ:

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

b) phương pháp lấy mẫu đã sử dụng, nếu biết;

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

d) mọi thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này, hoặc những điều được coi là tự chọn, và bất kỳ chi tiết nào có ảnh hưởng tới kết quả;

e) kết quả thử nghiệm thu được.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] AOAC 970.20, Cacao Products. Preparation of laboratory sample. Procedure

[2] TCVN 10034:2013 (ISO 1871:2009), Thực phẩm và thức ăn chăn nuôi – Hướng dẫn chung về xác định hàm lượng nitơ bằng phương pháp Kjeldahl

[3] TCVN 10791:2015, Malt – Xác định hàm lượng nitơ tổng số và tính hàm lượng protein thô – Phương pháp Kjeldahl

[4] TCVN 8125:2009 (ISO 20483:2006), Ngũ cốc và đậu đỗ – Xác định hàm lượng nitơ và tính hàm lượng protein thô – Phương pháp Kjeldahl

[5] TCVN 8099-1:2009 (ISO 8968-1:2001), Sữa – Xác định hàm lượng nitơ – Phần 1: Phương pháp Kjeldahl

[6] TCVN 10732:2015, Sản phẩm cacao – Xác định hàm lượng tro