TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8765:2012 (ISO 6493:2000) VỀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TINH BỘT – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHÂN CỰC

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8765 : 2012

ISO 6493:2000

THỨC ĂN CHĂN NUÔI – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TINH BỘT – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHÂN CỰC

Animal feeding stuffs – Determination of starch content – Polarimetric method

Lời nói đầu

TCVN 8765:2012 hoàn toàn tương đương với ISO 6493:2000;

TCVN 8765:2012 do Cục Chăn nuôi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

THỨC ĂN CHĂN NUÔI – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TINH BỘT – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHÂN CỰC

Animal feeding stuffs – Determination of starch content – Polarimetric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp đo phân cực để xác định hàm lượng tinh bột của thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu thức ăn chăn nuôi.

Phương pháp này không áp dụng cho các sản phẩm ngoài tinh bột còn chứa các chất khác có hoạt tính quang học trong quá trình phân tích và không hòa tan trong etanol 40 %. Ví dụ về các sản phẩm này là: khoai tây, củ cải đường cắt lát, lá củ cải đường, ngọn củ cải đường, nấm men, các sản phẩm từ đậu tương, đậu lupin và các sản phẩm giàu inulin (như: củ cải, cây atiso Jerusalem). Trong các trường hợp này, hàm lượng tinh bột được xác định bằng phương pháp enzym.

Phương pháp này không áp dụng để định lượng tinh bột có hàm lượng amyloza vượt quá 40 % (ví dụ như loại tinh bột ngô có amyloza cao như Hylon VII).

CẢNH BÁO – Tùy thuộc vào mức độ xử lý nhiệt/ẩm đối với sản phẩm được phân tích, mà kết quả xác định hàm lượng tinh bột có thể sẽ quá thấp.

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 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm – Yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử.

TCVN 6952: 2001 (ISO 6498 : 1998), Thức ăn chăn nuôi – Chuẩn bị mẫu thử.

ISO 3310-1, Test sieves – Technical requirements and testing – Part 1: Test sieves of metal wire cloth, (Sàng thử – Yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử – Phần 1: Sàng thử có lưới thép).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Tinh bột (starch)

Các hợp chất cao phân tử thực vật tự nhiên chứa các mạch dài không phân nhánh của các đơn vị glucoza liên kết a-1,4 (amyloza) và/hoặc các mạch dài phân nhánh a-1,6 của các đơn vị glucoza liên kết a-1,4 (amylopectin).

3.2. Hàm lượng tinh bột (starch content).

Phần khối lượng của tinh bột và các sản phẩm phân tử lượng cao của nó, không tan trong etanol 40 % và được xác định theo tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Hàm lượng tinh bột được biểu thị bằng gam trên kilogam.

4. Nguyên tắc

Phân hủy một phần mẫu thử bằng axit clohydric loãng, sau đó tinh bột hòa tan được gelatin hóa và thủy phân một phần.

Xác định tổng độ quay cực của dịch lọc thu được.

Việc hiệu chỉnh được thực hiện với độ quay cực tạo ra bởi các chất khác, là những chất tan trong etanol 40 % và có tính quang hóa sau khi xử lý với axit clohydric loãng.

Hàm lượng tinh bột được tính toán bằng cách nhân độ quay cực đã hiệu chỉnh với một hệ số đã biết.

5. Thuốc thử

Chỉ sử dụng thuốc thử thuộc loại tinh khiết phân tích.

5.1. Nước, phù hợp với loại 3 của TCVN 4851 (ISO 3696).

5.2. Etanol (C₂H₅OH), 40 % thể tích.

5.3. Metyl đỏ, dung dịch trong etanol (96 % thể tích), r (metyl đỏ) = 1g/l.

5.4. Axit clohydric, c(HCl) = 0,31 mol/l.

Kiểm tra nồng độ bằng cách chuẩn độ với dung dịch natri hydroxit 0,100 mol/l sử dụng metyl đỏ làm chất chỉ thị. Với một lượng 10 ml dung dịch axit clohydric phải trung hòa hết (31,0 ± 0,1) ml dung dịch natri hydroxit.

CẢNH BÁO – Nồng độ axit clohydric quá thấp hoặc quá cao sẽ gây sai số cho quá trình xác định hàm lượng tinh bột.

5.5. Axit clohydric, c(HCl) = 7,73 mol/l.

5.6. Dung dịch làm trong, theo Carrez, như sau

5.6.1. Dung dịch kali hexacyano sắt (II), c[K₄Fe(CN)₆] = 0,25 mol/l.

Hòa tan 106 g kali hexacyano sắt (II) ngậm ba phân tử nước, [K₄Fe(CN)₆].3H₂O trong nước vào bình định mức 1 l. Pha loãng và định mức tới vạch bằng nước cất.

5.6.2. Kẽm axetat, dung dịch trong axit axetic 0,5 mol/l, c[Zn(CH₃COO)₂] = 1 mol/l.

Hòa tan 219,5 g kẽm axetat ngậm hai phân tử nước [Zn(CH₃COO)₂.2H₂O] và 30 g axit axetic băng trong nước vào bình định mức 1l. Pha loãng và định mức tới vạch bằng nước cất.

5.7. Dung dịch sacaza, r(C₁₂H₂₂O₁₁) = 100,0 g/l.

6. Thiết bị, dụng cụ

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

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

6.2. Máy đo pH, có thể đo chính xác đến 0,1 đơn vị pH.

6.3. Nồi cách thủy đun sôi, có khả năng duy trì nước sôi trong suốt quá trình ngâm bình nón

CẢNH BÁO – Nếu nồi cách thủy không được duy trì sôi liên tục thì kết quả hàm lượng tinh bột xác định được sẽ quá cao.

6.4. Máy đo phân cực, chính xác đến ít nhất 0,01^o và phù hợp với các ống dài 200 mm.

Đo độ quay quang học tại bước sóng 589,3 nm (vạch natri D). Khi sử dụng các ống phân cực có chiều dài khác, đo với độ chính xác tương ứng.

Có thể sử dụng máy đo độ đường nếu độ chính xác của phép đo của máy đo độ đường ít nhất bằng với độ chính xác của máy đo độ phân cực. Trong trường hợp này, chuyển cách đọc sang độ.

Máy đo độ phân cực cần được hiệu chỉnh với dung dịch sacaza (5.7). Dung dịch sacaza này tạo ra độ quay cực là 13,30 ^o khi đo tại (20 ± 1) ^oC sử dụng ống phân cực 200 mm.

6.5. Buret

6.6. Bộ sinh hàn hồi lưu

6.7. Bình định mức, dung tích 100 ml.

Nếu cần gắn bình định mức với bộ sinh hàn hồi lưu (xem 9.3.3) thì nên sử dụng bình nón Kohlrausch cổ rộng.

CHÚ THÍCH: Bình nón Kohlrausch là các bình định mức thông dụng được dùng để xác định đường.

7. Lấy mẫu

Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Nên lấy mẫu theo TCVN 4325 (ISO 6497) [1].

Điều quan trọng mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải là mẫu đại diện và không bị hỏng hay biến đổi trong quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.

8. Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 6952 (ISO 6498).

Với mẫu rắn, mẫu phòng thử nghiệm (thường là 500 g) được đem nghiền nhỏ để thu được mẫu có kích thước lọt hoàn toàn qua sàng có đường kính lỗ sàng là 0,5 mm phù hợp với ISO 3310-1. Trộn đều.

9. Cách tiến hành

9.1. Xác định lượng axit sử dụng để phân hủy

9.1.1. Cân khoảng 2,5 g mẫu thử đã chuẩn bị, chính xác đến 1 mg và chuyển toàn bộ vào bình nón 50 ml. Thêm 25 ml nước, lắc cho đến khi tạo huyền phù đồng nhất.

9.1.2. Đặt điện cực của máy đo pH (6.2) vào dung dịch huyền phù nêu trên, dùng buret, thêm axit clohydric (5.4) cho đến khi pH của dung dịch huyền phù đạt 3,0 ± 0,1. Kiểm tra lượng axit dùng để phân hủy hoàn toàn phần mẫu thử bằng cách lắc mạnh dung dịch huyền phù và để yên 2 min. Nếu trong suốt thời gian này, pH tăng vượt giá trị 3,1 thì sử dụng buret thêm tiếp axit clohydric (5.4), nếu cần thiết thêm nhiều lần cho đến khi không cần thêm axit để phân hủy nữa.

9.1.3. Tính lượng axit sử dụng để phân hủy phần mẫu thử từ thể tích axit clohydric (5.4) đã thêm vào.

9.2. Xác định tổng độ quay cực

9.2.1. Cân khoảng 2,5 g mẫu thử đã chuẩn bị (m₁), chính xác đến 1 mg, chuyển toàn bộ vào bình định mức khô 100 ml (6.7). Thêm 25 ml axit clohydric (5.4). Lắc cho đến khi tạo huyền phù đồng nhất, sau đó, thêm tiếp 25 ml axit clohydric (5.4).

9.2.2. Bổ sung lượng axit sử dụng để phân hủy phần mẫu thử (xem 9.1) bằng cách thêm axit clohydric có nồng độ phù hợp sao cho tổng thể tích dung dịch trong bình định mức thay đổi không quá 1 ml.

VÍ DỤ: Giả sử cần 5,0 ml axit clohydric 0,1 mol/l để bổ sung cho mẫu trong 9.1.2, thì tổng lượng acid để phân hủy mẫu là 0,5 mmol (9.1.3). Trong trường hợp này, cần thêm 0,5 ml axit clohydric 1,0 mol/l vào 9.2.2.

CẢNH BÁO: Nếu nồng độ axit clohydric trong dung dịch huyền phù lệch với 0,31 mol/l thì sẽ gây sai lệch đối với hàm lượng tinh bột được xác định. Nồng độ axit clohydric quá cao hoặc quá thấp sẽ lần lượt cho kết quả quá thấp hoặc quá cao khi xác định hàm lượng tinh bột.

9.2.3. Ngâm bình định mức vào trong bể điều nhiệt đang sôi (6.3). Trong suốt 3 min đầu, lắc mạnh và đều bình để ngăn sự vón cục và để nhiệt được phân bố đều trong toàn bộ huyền phù. Khi lắc, phải giữ cho bình luôn luôn được ngâm trong bể nước.

Trong trường hợp phân tích nhiều mẫu, ngâm các bình định mức trong khoảng thời gian thích hợp để giữ cho bể nước luôn luôn ở điểm sôi.

Sau 15 min ± 5 s, nhấc bình ra khỏi bể. Thêm ngay 30 ml nước (5.1) có nhiệt độ không quá 10^oC và trộn đều. Làm mát tới nhiệt độ khoảng 20 ^oC dưới vòi nước lạnh.

CẢNH BÁO: Nếu bình để trong bể điều nhiệt quá lâu hoặc nhiệt độ giảm quá chậm, thì hàm lượng tinh bột sẽ được xác định quá thấp.

Thêm 5 ml dung dịch kali hexacyano sắt (II) (5.6.1) và lắc trong 1 min. Thêm 5 ml dung dịch kẽm axetat (5.6.2) và lắc tiếp 1 min. Pha loãng tới vạch với nước, lắc và lọc. Bỏ đi vài mililit dịch lọc đầu.

Xác định độ quay cực của dịch lọc (a₁) bằng máy đo phân cực hoặc máy đo độ đường (6.4).

9.3. Xác định độ quay cực của các chất tan trong etanol

9.3.1. Cân khoảng 5 g mẫu thử đã chuẩn bị (m₂), chính xác đến 1 mg, chuyển toàn bộ vào bình định mức khô 100 ml (6.7). Thêm 40 ml etanol (5.2). Lắc cho đến khi tạo huyền phù đồng nhất, sau đó thêm tiếp 40 ml etanol (5.2).

9.3.2. Bổ sung lượng axit phân hủy phần mẫu (xem 9.1) bằng cách thêm axit clohydric có nồng độ phù hợp sao cho tổng thể tích dung dịch trong bình định mức thay đổi không quá 1 ml. Theo nguyên tắc, lượng axit clohydric được thêm vào nhiều gấp đôi lượng đã được thêm vào trong 9.2.2.

9.3.3. Lắc mạnh và để yên trong 1h tại nhiệt độ phòng. Trong suốt thời gian này, lắc mạnh ít nhất 10 min một lần.

Nếu lượng lactoza của mẫu vượt quá 50 g/kg (như bột whey và bột sữa), hòa tan mẫu bằng cách gia nhiệt bình định mức được gắn với một sinh hàn hồi lưu, trong một bể điều nhiệt ở (50 ± 2) ^oC trong 30 min.

Pha loãng tới vạch bằng etanol (5.2), trộn và lọc. Bỏ đi vài mililit dịch lọc đầu.

Hút 50 ml dịch lọc cho vào bình định mức 100 ml (6.7). Thêm 2,0 ml axit clohydric (5.5) và khuấy mạnh. Gắn sinh hàn hồi lưu vào bình định mức và ngâm bình trong bể điều nhiệt (6.3).

Sau 15 min ± 5 s, nhấc bình ra khỏi bể. Ngay lập tức, thêm 30 ml nước (5.1) có nhiệt độ không quá 10 ^oC và trộn. Làm mát tới nhiệt độ khoảng 20 ^oC dưới vòi nước mát.

Thêm 5 ml dung dịch kali hexacycno sắt (II) (5.6.1) và lắc 1 min. Thêm 5 ml dung dịch kẽm axetat (5.6.2) và lắc tiếp 1 min. Pha loãng tới vạch với nước, lắc và lọc. Bỏ đi vài mililit dịch lọc đầu.

Xác định độ quay cực của dịch lọc trong (a₂) bằng máy đo phân cực hoặc máy đo độ đường (6.4).

10. Tính kết quả

Tính toán hàm lượng tinh bột trong mẫu thử theo công thức:

trong đó:

w là hàm lượng tinh bột trong mẫu thử, tính bằng gam trên kilogam;

a₁ là độ quay cực tổng được đo trong 9.2, tính bằng độ;

a₂ là độ quay cực của các chất tan trong etanol được đo trong 9.3, tính bằng độ;

m₁ là khối lượng của phần mẫu thử dùng để xác định độ quay cực tổng (9.2), tính bằng gam;

m₂ là khối lượng của phần mẫu thử dùng để xác định độ quay cực của các chất tan trong etanol (9.3), tính bằng gam;

là độ quay cực riêng của tinh bột nguyên chất được đo tại bước sóng 589,3 nm (vạch Na D), tính bằng độ;

= 185,9 đối với tinh bột gạo;

= 185,7 đối với tinh bột khoai tây (xem Phụ lục A);

= 184,6 đối với tinh bột ngô;

= 184,0 đối với tinh bột lúa mạch đen;

= 183,6 đối với tinh bột sắn (xem Phụ lục A);

= 182,7 đối với tinh bột lúa mì;

= 181,5 đối với tinh bột lúa mạch;

= 181,3 đối với tinh bột yến mạch;

= 184,0 đối với các tinh bột loại khác và hỗn hợp tinh bột trong nguyên liệu thức ăn chăn nuôi.

Làm tròn kết quả tới ít nhất 1g/kg.

11. Độ chụm

11.1. Phép thử liên phòng thử nghiệm

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

11.2. Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm đơn lẻ thực hiện trên vật liệu thử giống hệt nhau, do cùng một người thực hiện, sử dụng cùng một thiết bị, trong một khoảng thời gian ngắn có thể, không quá 5 % các trường hợp vượt quá giới hạn lặp lại r được đưa ra trong Bảng 1.

Bảng 1 – Giới hạn lặp lại (r) và giới hạn tái lập (R)

11.3. Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm đơn lẻ, sử dụng cùng một phương pháp trên cùng vật liệu thử, tại các phòng thí nghiệm khác nhau bởi người thực hiện khác nhau, sử dụng các thiết bị khác nhau, không quá 5 % các trường hợp vượt quá giới hạn tái lập R được đưa ra trong Bảng 1.

12. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ:

– tất cả các thông tin cần thiết để nhận biết toàn diện về mẫu thử;

– phương pháp lấy mẫu, nếu biết;

– phương pháp thử đã sử dụng cùng với viện dẫn trong tiêu chuẩn này;

– tất cả các chi tiết về thao tác không qui định trong tiêu chuẩn này cùng với các chi tiết bất thường khác có thể ảnh hưởng đến kết quả;

– kết quả thu được hoặc hai kết quả thu được nếu có kiểm tra độ lặp lại.

Phụ lục A

(tham khảo)

Giải thích độ quay cực riêng của tinh bột khoai tây và tinh bột sắn

A.1. Tinh bột khoai tây

Với tinh bột khoai tây, trong thực tế xuất hiện 3 giá trị độ quay cực riêng khác nhau.

Trong xuất bản lần đầu tiên bởi Ewer (xem tài liệu [2] trong thư mục Tài liệu tham khảo) 2 giá trị biểu thị cho độ quay cực riêng của khoai tây là:

= 185,7^o: xử lý mẫu tinh bột trong bể điều nhiệt với axit clohydric 0,31 mol/l.

= 195,4^o: xử lý mẫu tinh bột trong bể điều nhiệt với axit clohydric 0,10 mol/l.

Xác định độ phân cực của hàm lượng tinh bột theo tài liệu tham khảo [2] với axit hydrochloric 0,10 mol/l không chuẩn. Thông thường, để xác định hàm lượng tinh bột sử dụng axit hydrochloric 0,31 mol/l tương ứng với độ quay cực riêng là 185,7^o.

Trước đây, hai giá trị này trong tài liệu tham khảo [2] đã bị từ chối trong các xuất bản của Cộng đồng Châu Âu (EC) (xem thư mục tài liệu tham khảo) khi nói về độ quay cực riêng của tinh bột khoai tây. Điều này gây nên sự nhầm lẫn.

Trong tạp chí của Cộng đồng Châu Âu năm 1967 (tài liệu tham khảo [3]) đưa ra giá trị đúng 185,7^o. Sau khi EC xem xét lại vào năm 1972, tại tạp chí chính thức [4] có đề cập đến giá trị sai 195,4^o này.

Năm 1980, trong tạp chí của Cộng đồng Châu Âu (Official Journal [5]) đã đính chính độ quay cực riêng của khoai tây từ 195,4^o thành 185,4^o. Tuy nhiên, sau đó lại được chỉnh thành 185,7^o.

Năm 1987, giá trị không đúng 195,4^o được EC giới thiệu đã được chấp nhận bởi Analytical Working Party thuộc nhóm các nhà nghiên cứu tinh bột (Starch Experts Group – STEX) của Hiệp hội tinh bột Châu Âu (European Starch Association – ESA) trong tài liệu tham khảo [6].

Sau này, giá trị đính chính bởi EC là 185,4^o được chấp nhận trong ISO/CD 10520. Trong ISO/DIS 10520 (1994) đưa ra giá trị đúng 185,7^o. Mặc dù giá trị sai 185,4^o được đưa trở lại trong ISO/DIS 10520.2 (1995), phiên bản được xuất bản của ISO 10520:1997 [7] vẫn chứa giá trị đúng 185,7^o.

A.2. Tinh bột sắn

Giá trị 183,6^o cho độ quay cực riêng của tinh bột sắn được chấp nhận từ Tài liệu tham khảo [8].

Phụ lục B

(tham khảo)

Các kết quả của phép thử liên phòng thử nghiệm

Độ chụm của phương pháp được thiết lập năm 1997 bởi phép thử liên phòng thử nghiệm được thực hiện theo ISO 5725-2 [10]. Phép thử này có 15 phòng thí nghiệm tham gia. Các mẫu khảo sát là sắn khô, thức ăn cho gà đẻ, gluten ngô, đậu đỗ và thức ăn cho lợn con.

Bảng B.1 Tóm tắt các kết quả thống kê của phép thử

Bảng B.1 – Các kết quả thống kê

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 4325:2007 (ISO 6497), Thức ăn chăn nuôi – Lấy mẫu.

[2] Ewers, Zeitschrift fur offentliche Chemie, 14, 1908, pp. 150 – 157.

[3] Tạp chí của cộng đồng Châu Âu 2927/67 of 1967-06-30 (Official Journal of the European Communities 2927/67 of 1967-06-30).

[4] Tạp chí của cộng đồng Châu Âu L 123/6-9 of 1972-05-29. (Official Journal of the European Communities L 123/6-9 of 1972-05-29).

[5] Tạp chí của cộng đồng Châu Âu L 320/43 of 1980-11-27. (Official Journal of the European Communities L 320/43 of 1980-11-27).

[6] Stärke, 12(7), 1984, pp. 14-416.

[7] ISO 10520:1997, Tinh bột tự nhiên – Xác định hàm lượng tinh bột – phương pháp đo độ phân cực. (Native starch – Determination of starch content – Ewers polarimetric method).

[8] DIN 10300:1971, Bestimmung des Rohstarkegehaltes – Salzsaure-Verfahren. Xác định hàm lượng tinh bột thô – phương pháp dùng axit clohydric. (Determination of crude starch content – Hydrochloric acid method).

[9] TCVN 6910-1:2001 (ISO 5725-1:1994), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả – Phần 1: Định nghĩa và nguyên tắc chung.

[10] TCVN 6910-2:2001 (ISO 5725-2:1994), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả – Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.