TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9519-1:2012 (EN 1988-1:1998) VỀ THỰC PHẨM – XÁC ĐỊNH SULFIT – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP MONIER-WILLIAMS ĐÃ ĐƯỢC TỐI ƯU HÓA

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9519-1:2012

EN 1988-1:1998

THỰC PHẨM – XÁC ĐỊNH SULFIT- PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP MONIER-WILLIAMS ĐÃ ĐƯỢC TỐI ƯU HÓA

Foodstuffs – Determination of sulfite – Part 1:Optimized Monier – Williams method

Lời nói đầu

TCVN 9519-1:2012 hoàn toàn tương đương với EN 1988-1:1998;

TCVN 9519-1:2012 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F13

Phương pháp phân tích và lấy mẫu biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Sulfit có thể được dùng để bảo quản thực phẩm. Để giảm thiểu ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe, nhiều quốc gia đã quy định việc sử dụng sulfit trong thực phẩm. Do đó, cần thiết phải xây dựng một số phương pháp phân tích để phát hiện sự có mặt và xác định hàm lượng của sulfit các loại thực phẩm khác nhau.

THỰC PHẨM – XÁC ĐỊNH SULFIT – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP MONIER-WILLIAMS ĐÃ ĐƯỢC TỐI ƯU HÓA

Foodstuffs – Determination of sulfite – Part 1:Optimized Monier – Williams method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chưng cất để xác định hàm lượng sulfit, được biểu thị bằng lưu huỳnh dioxit (SO₂) trong thực phẩm có chứa hàm lượng sulfit ít nhất 10 mg/kg. Phương pháp này có thể áp dụng được khi có mặt các hợp chất lưu huỳnh bay hơi khác.

Tiêu chuẩn này không áp dụng được đối với bắp cải, tỏi khô, hành khô, gừng, tỏi tây và protein đậu tương[1]⁾. Tiêu chuẩn này cho kết quả dương tính giả đối với protein đậu tương.

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 kỹ thuật và phương pháp thử.

3. Nguyên tắc

Xác định sulfit tự do cùng với phần sulfit liên kết sinh ra (như các sản phẩm bổ sung carbonyl) trong thực phẩm. Phần mẫu thử được gia nhiệt với dung dịch axit clohydric đối lưu để chuyển sulfit thành lưu huỳnh dioxit. Dòng nitơ được đưa vào dưới bề mặt dung dịch đối lưu để đẩy lưu huỳnh dioxit qua sinh hàn được làm lạnh bằng nước và có bầu gắn vào sinh hàn, để đi vào dung dịch hydro peroxit, ở đó lưu huỳnh dioxit oxi hóa thành axit sulfuric. Axit sulfuric tạo thành được chuẩn độ bằng dung dịch natri hydroxit chuẩn. Hàm lượng sulfit liên quan trực tiếp đến axit sulfuric được tạo thành, xem [1], [2].

4 . Thuốc thử

Chỉ sử dụng các thuốc thử loại tinh khiết phân tích và sử dụng nước loại 3 được quy định trong TCVN 4851 (ISO 3696), trừ khi có quy định khác.

4.1. Axit clohydric, nồng độ c(HCl) = 4 mol/l.

Đối với mỗi phép phân tích, chuẩn bị 90 ml dung dịch bằng cách cho cẩn thận 30 ml axit clohydric đậm đặc (36 %) vào 60 ml nước và trộn. Chuẩn bị dung dịch mới trong ngày sử dụng.

4.2. Dung dịch chuẩn natri hydroxit, c(NaOH) = 0,010 mol/l.

4.3. Chất chỉ thị đỏ metyl.

Hòa tan 250 mg đỏ metyl trong 100 ml etanol.

4.4. Dung dịch hydro peroxit, j(H₂O₂) = 3 % thể tích.

Ngay trước khi sử dụng, thêm 3 giọt chất chỉ thị đỏ metyl và chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn natri hyđroxit (4.2) đến điểm kết thúc màu vàng. Nếu thêm quá điểm kết thúc thì chuẩn bị lại.

4.5. Etanol hoặc rượu metyl hóa.

4.6. Hỗn hợp etanol-nước, j etanol = 5 % thể tích.

4.7. Nitơ

Nitơ có độ tinh khiết cao, được sử dụng với bộ điều chỉnh để duy trì tốc độ dòng 200 ml/min.

Để bảo đảm khí nitơ không chứa oxy, sử dụng chất hấp phụ như đã dùng trong phân tích sắc kí khí.

Cách khác, dùng dung dịch khử oxy, ví dụ có thể sử dụng kiềm 1,2,3 trihydroxibenzen (pyrogallol), trong chai rửa khí. Chuẩn bị chai rửa khí như sau: cho 4,5 g 1,2,3 trihydroxibenzen vào chai rửa khí. Làm sạch chai rửa khí bằng nitơ trong 2 min đến 3 min. Chuẩn bị dung dịch kali hydroxit bằng cách cho 65 g kali hydroxit vào 85 ml nước (Chú ý: có phản ứng sinh nhiệt). Cho dung dịch kali hydroxit vào chai rửa khí trong khi vẫn duy trì môi trường của khí nitơ trong chai rửa khí.

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Thiết bị chưng cất

Lắp thiết bị [2]⁾ (xem Hình 1) với các bộ phận như sau.

– Đầu vào bộ điều chỉnh (1) có ống nối và bầu cao su để cấp áp lực trên dung dịch. Không nên dùng phễu nhỏ giọt cân bằng áp suất vì phần ngưng tụ có thể chứa lưu huỳnh dioxit đọng trong phễu và tay cầm.

– Phễu nhỏ giọt hình trụ (2) dung tích ³ 100 ml.

– Bình cầu ba cổ đáy tròn (3), dung tích 1 lít.

– Ống dẫn khí (4) có chiều dài đủ để có thể đưa nitơ vào, cách đáy bình cầu khoảng 25 mm.

– Sinh hàn bầu (5), dài 300 mm.

– Bầu (6) bằng thủy tinh, kích thước như Hình 2.

– Bình (7), đường kính trong khoảng 25 mm và dài khoảng 180 mm.

CHÚ THÍCH: Nếu áp suất ngược được giữ thấp đến mức có thể, thì có thể tránh được sự thất thoát lưu huỳnh dioxit qua các kẽ hở. Bôi một lớp mỡ mỏng lên các bề mặt tiếp giáp của tất cả các khớp nối, trừ khớp nối giữa phễu nhỏ giọt hình trụ và bình cầu. Các khớp được giữ chặt cùng với nhau sẽ giúp cho việc đảm bảo kín hoàn toàn trong quá trình phân tích.

CHÚ DẪN

1. Đầu vào bộ điều chỉnh                       5. Sinh hàn bầu

2. Phễu nhỏ giọt hình trụ                        6. Bầu

3. Bình cầu đáy tròn                              7. Lọ nhỏ

4. Ống dẫn khí

Hình 1 – Thiết bị chưng cất dùng cho phương pháp Monier-Williams đã được tối ưu

Kích thước tính bằng milimet

Hình 2 – Sơ đồ của bầu dùng cho thiết bị chưng cất đã được phóng to

5.2. Buret, dung tích 10 ml, có ống thoát tràn và ống bảo vệ chứa natri hydroxit hấp thụ trên silic dioxit hoặc các dụng cụ rửa khí tương tự cho phép duy trì môi trường không khí không chứa cacbon dioxit trên dung dịch chuẩn natri hydroxit (4.2).

5.3. Chất làm lạnh sinh hàn

Làm lạnh sinh hàn bằng chất làm lạnh, ví dụ hỗn hợp tuần hoàn của 1 thể tích metanol và 2 thể tích nước, hoặc dòng nước liên tục được duy trì ở không quá 15 °C.

5.4. Thiết bị gia nhiệt, có thể kiểm soát được nhiệt độ từ 20 °C đến 120 °C.

5.5. Máy xử lý thực phẩm hoặc máy trộn.

5.6. Chất hấp thụ oxy, để loại oxi ra khỏi nitơ (4.7).

6. Cách tiến hành

6.1. Yêu cầu chung

Chuẩn bị và phân tích mẫu càng nhanh càng tốt để tránh làm thất thoát các dạng sulfit không bền.

CHÚ THÍCH: Để làm quen và thành thạo phương pháp trước khi sử dụng, nên phân tích phần mẫu thực phẩm      có chứa hàm lượng sulfit đã biết. Tiến hành phân tích theo cách sao cho ngăn ngừa được mọi thất thoát sulfit do oxi hóa hoặc do phản ứng với các thành phần có trong thực phẩm. Vì sulfit phản ứng với không khí, các chất nền thực phẩm và thường không bền, nên các phần mẫu thử được bổ sung là góc sulfit bền, không chứa muối natri sulfil và các loại muối tương tự.

Natri hydroxymethylsulfonate (HMS) là sản phẩm bổ sung bisulfit dạng formadehyt và có cấu trúc tương tự với một số dạng kết hợp của sulfit có trong thực phẩm là rất có ích để chuẩn bị vật liệu thử nghiệm bổ sung bền.

Để phân tích chuyển vào bình cầu (chi tiết 3: Hình 1) 50 g mẫu thực phẩm đã chuẩn bị không chứa sulfit. Cho vào bình một lượng dung dịch muối natri HMS Dung dịch này được phân tích ngay.

Độ thu hồi của HMS từ chất nền thực phẩm đã bổ sung ở mức 10 mg/kg cần lớn hơn 80 % để đảm bảo dữ liệu phân tích chính xác.

6.2. Chuẩn bị mẫu

6.2.1. Mẫu dạng rắn

Chuyển 50 g thực phẩm, hoặc một lượng thực phẩm chứa từ 500 mg đến 1500 mg lưu huỳnh dioxit vào máy xử lý thực phẩm hoặc máy trộn. Thêm 100 ml hỗn hợp etanol/nước (4.6) và nghiền nhanh hỗn hợp. Tiếp tục nghiền hoặc trộn cho đến khi thực phẩm được cắt thành các miếng nhỏ đủ để lọt qua các khớp nối thủy tinh mài của bình cầu (chi tiết 3, Hình 1).

6.2.2. Mẫu dạng lỏng

Trộn 50 g mẫu thử, hoặc một lượng thực phẩm có chứa từ 500 mg đến 1500 mg lưu huỳnh dioxit với 100 ml hỗn hợp etanol/ nước (4.6).

6.3. Chuẩn bị hệ thống

Dùng thiết bị chưng cất (5.1) được lắp ráp như trong Hình 1, đặt bình cầu (chi tiết 3; Hình 1) vào thiết bị gia nhiệt (5.4) và thêm 400 ml nước vào bình. Đóng khóa phễu (chi tiết 2; Hình 1) và thêm 90 ml dung dịch axit clohydric (4.1) vào phễu. Bắt đầu thổi khí nitơ ở tốc độ 200 ml/min ±10 ml/min và bắt đầu làm lạnh sinh hàn (5.3). Thêm 30 ml dung dịch hydro peroxit 3 % (4.4) vào lọ nhỏ (chi tiết 7, Hình 1). Sau 15 min, oxy được loại khỏi nước và có thể cho phần mẫu thử vào trong thiết bị.

6.4. Cho mẫu vào thiết bị và chưng cất

Tháo phễu nhỏ giọt ra (chi tiết 2; Hình 1) và chuyển định lượng phần mẫu thử trong etanol pha nước vào bình cầu (chi tiết 3; Hình 1). Làm sạch cổ bình bằng khăn giấy sạch, tra mỡ vào phía ngoài khớp nối của phễu và đưa phễu trở lại bình cầu. Kiểm tra từng khớp nối để chắc chắn rằng đã kín.

Dùng bầu cao su có khóa để tạo sức nén trên dung dịch axit clohydric trong phễu. Mở khóa phễu và cho dung dịch axit clohydric chảy vào bình cầu. Tiếp tục duy trì đủ áp lực trên dung dịch axit clohydric để ép dung dịch dung dịch chảy vào bình cầu. Có thể đóng khóa, nếu cần, để bơm áp suất trên axit, sau đó mở khóa lại. Đóng khóa trước khi còn 2 ml đến 3 ml chảy ra khỏi phễu để bảo vệ tránh thất thoát lưu huỳnh dioxit trong phễu.

Bật nguồn nhiệt, điều chỉnh nguồn nhiệt sao cho tạo được tốc độ ngưng tụ từ 80 giọt/min đến 90 giọt/min quay trở lại bình cầu từ bộ ngưng. Đun sôi hỗn hợp trong 105 min, sau đó tháo lọ nhỏ (chi tiết 7; Hình 1).

6.5. Xác định và tính kết quả

6.5.1. Chuẩn độ

Chuẩn độ ngay (5.2) lượng chứa trong bình (chi tiết 7; Hình 1) bằng dung dịch chuẩn natri hydroxit (4.2) đến điểm kết thúc màu vàng ổn định lâu hơn 20 s. Tính phần khối lượng của sulfit, W, làm tròn kết quả đến số nguyên và biểu thị hàm lượng sulfit theo miligam lưu huỳnh dioxit trên kilogam, dùng Công thức (1).

                                    (1)

Trong đó

32,03 là đương lượng gam SO₂, tính bằng gam trên mol (g/mol);

N là nồng độ mol của dung dịch chuẩn natri hydroxit, tính bằng mol/lit (mol/l);

V là thể tích của dung dịch chuẩn natri hydroxit, với N = 0,010 mol/l tiêu tốn để đạt điểm kết thúc, tính bằng mililit (ml);

1 000 là hệ số chuyển đổi đương lượng gam thành mili đương lượng gam;

m  là khối lượng phần mẫu thử được cho vào bình cầu đáy tròn (chi tiết 3; Hình 1), tính bằng gam (g).

6.5.2. Phép xác định trắng

Thực hiện phép xác định trắng trên thuốc thử bằng cách chuẩn độ và hiệu chỉnh các kết quả tương ứng, nếu cần.

7. Độ chụm

7.1. Yêu cầu chung

Các chi tiết của phép thử liên phòng thử nghiệm về độ chụm của phương pháp theo ISO 5725:1986 (xem [4]) được nêu trong Phụ lục A. Các giá trị thu được từ phép thử liên phòng thử nghiệm này có thể không áp dụng được cho các dải nồng độ của chất phân tích và chất nền khác với dải nồng độ phân tích và các chất nền đã nêu trong Phụ lục A.

7.2. Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, riêng rẽ thu được khi sử dụng cùng phương pháp trên vật liệu giống thử hệt nhau, do một người thực hiện, sử dụng cùng thiết bị. thực hiện trong cùng một khoảng thời gian ngắn nhất, không được quá 5 % các trường hợp vượt quá giới hạn lặp lại. r.

Các giá trị đó là:

Cháo ngô Nước quả Thực phẩm có nguồn gốc thủy sản

= 9,2 mg/kg  = 8,1mg/l  = 10,4 mg/kg

r = 3,7 mg/kg r = 3,8 mg/l r = 4,1 mg/kg

7.3. Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm riêng rẽ thu được khi sử dụng cùng phương pháp, tiến hành thử trên vật liệu giống thử hệt nhau, trong hai phòng thử nghiệm không được quá 5 % vượt quá giới hạn tái lập R.

Các giá trị là:

Cháo ngô Nước quả Thực phẩm có nguồn gốc thủy sản

= 9,2 mg/kg  =8,1mg/l  = 10,4 mg/kg

r = 4,0 mg/kg r = 4,5 mg/l r = 7,8 mg/kg

8. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải ít nhất bao gồm các thông tin sau:

– mọi thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về mẫu;

– viện dẫn tiêu chuẩn này;

– các kết quả và đơn vị biểu thị kết quả;

– ngày lấy mẫu và phương pháp lấy mẫu (nếu biết);

– ngày nhận mẫu;

– ngày thử nghiệm;

– các điểm đặc biệt quan sát được trong khi thử nghiệm;

– mọi chi tiết thao tác khác với quy định trong tiêu chuẩn này hoặc tùy chọn cũng như mọi sự cố bất thường có thể ảnh hưởng đến kết quả.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

Dữ liệu về độ chụm

Theo ISO 5725:1986 (xem [4]), các thông số sau đây được xác định trong phép thử liên phòng thử nghiệm (xem [2]). Phép thử này do Cơ quan Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) thực hiện.

Bảng A.1

Mẫu	Cháo ngô	Nước quả	Thực phẩm có nguồn gốc thủy sản
Năm tiến hành phép thử liên phòng thử nghiệm	1986	1986	1986
Số lượng các phòng thử nghiệm tham gia	21	21	21
Số lượng mẫu	9	9	9
Số lượng các phòng thử nghiệm còn lại sau khi loại trừ ngoại lệ	18	21	20
Số lượng các phòng thử nghiệm ngoại lệ	3	0	1
Số lượng các kết quả được chấp nhận	39	42	41
Giá trị trung bình	9,17 mg/kg	8,05 mg/1	10,41 mg/kg
Độ lệch chuẩn lặp lại (Sr)	1,33 mg/kg	1,36 mg/l	1,47 mg/kg
Độ lệch chuẩn tương đối lặp lại (RSDr)	14,49 %	16,90 %	14,13%
Giới hạn lặp lại (r)	3,72 mg/kg	3,81 mg/l	4,12 mg/kg
Độ lệch chuẩn tái lập (SR)	1,42 mg/kg	1,62 mg/l	2,77 mg/kg
Đô lệch chuẩn tương đối lặp lại (RSDR)	15,50 %	20,14%	26,62 %
Giới hạn tái lập (R)	3,98 mg/kg	4,54 mg/l	7,76 mg/kg

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Association of Official Analytical Chemists (AOAC International): Official Methods of Analysis (1995), 16th Edition, method 990.28, 47.3.43.

[2] Hillary et al: J Assoc. Off. Anal. Chem. (Vol. 72. No.3, 1989), p 470.

[3] TCVN 6641:2000 (ISO 5522:1981), Rau, quả và sản phẩm rau quả – Xác định hàm lượng lưu huỳnh dioxit tổng số.

[4] ISO 5725:1986, Precision of test methods – Determination of repeatability and reproducibility for a standard test method by inter-laboratory tests