HẠT CÓ DẦU - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DẦU - PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG SIÊU TỚI HẠN (SFE)
Oilseed - Determination of oil content - Supercritical fluid extraction (SFE) method
Lời nói đầu
TCVN 11081:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo AOAC 999.02 Oil in oilseed. Supercritical fluid extraction (SFE) method;
TCVN 11081:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F2 Dầu mỡđộng vật và thực vật biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
HẠT CÓ DẦU - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DẦU - PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG SIÊU TỚI HẠN (SFE)
Oilseed - Determination of oil content - Supercritical fluid extraction (SFE) method
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng dầu trong hạt có dầu bảng phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn (SFE).
Phương pháp này đã được thử nghiệm trên hạt đậu tương, hạt bông, hạt cải dầu, hạt rum và hạt hướng dương. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có thể áp dụng cho các loại hạt thương phẩm khác.
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 9608 (ISO 664), Hạt có dầu - Phương pháp lấy mẫu thử từ mẫu phòng thử nghiệm.
Chiết dầu từ hạt có dầu đã được xử lý bằng chất lỏng siêu tới hạn (cacbon dioxit lỏng) và được lắng trực tiếp trên bông thủy tinh đựng trong bình thu nhận. Sau khi cho bay hơi ẩm và các chất bổ chính tồn dư giữ lại trong bông thủy tinh và bình thu nhận thì xác định khối lượng dầu chiết được và tính phần trăm dầu trong mẫu thử.
Chỉ sử dụng thuốc thử đạt chất lượng phân tích. Nước sử dụng là nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương, trừ khi có quy định khác.
CẢNH BÁO - Phương pháp SFE sử dụng khí nén như chất chiết lỏng, do đó để đảm bảo an toàn phòng thử nghiệm nên lưu giữ và bảo quản khí nén trong xylanh nén khí. Thiết bị SFE phải được chế tạo và vận hành trong điều kiện làm việc thích hợp để giảm thiểu sự thay đổi của chất chiết lỏng làm giảm áp, gây cháy nổ.
Mặc dù cacbon dioxit là khí không độc nhưng cần phải duy trì thông khí đầy đủ trong phòng thử nghiệm thích hợp để tránh khả năng thay thế quá nhiều ôxy. Cần duy trì sự thông khí thích hợp khi sử dụng môi trường cải biến để tránh hít phải hơi độc hữu cơ.
4.1 Cacbon dioxit.
4.2 Etanol, tinh khiết, loại dùng cho HPLC hoặc tương đương, độ ẩm < 1 mg/kg.
4.3 Đất diatomit, dạng hạt hoặc loại tương đương (ví dụ: Hydromatrix™ hoặc Wetsupport™ hoặc LeocoDry ™)1).
4.4 Bông thủy tinh, loại thủy tinh borosilicat.
Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và các thiết bị, dụng cụ cụ thể sau:
5.1 Bộ chiết chất lỏng siêu tới hạn, tạo áp suất 51,7 kPa và nhiệt độ 100 oC, có gắn với bộ phận khống chế nhiệt độ (có thể điều chỉnh được hoặc cố định dòng chảy) duy trì nhiệt độ cabon dioxit trên 40 °C. Để chiết bằng cabon dioxit+ 15 % etanol thì sử dụng bơm đẳng dòng. Hàm lượng dầu tháp có thể do sự rò rỉ của thiết bị SFE hoặc việc chiết dầu không hiệu quả.
Trước mỗi lần sử dụng bộ chiết và định kỳ, cần chiết lặp lại 400 mg phần mẫu thử dầu đậu tương trên đất diatomit dạng hạt, sử dụng các điều kiện cài đặt nhất định và quytrình làm khô để kiểm tra tình trạng của thiết bị, hiệu quả thu hồi và quytrình.
Độ thu hồi dầu phải > 99 % và khi quan sát không xuất hiện sol khí dầu trên bông thủy tinh trong suốt quá trình chiết.
5.2 Cuvet chiết, dung tích 5 ml đến 10 ml
5.3 Bình thu nhận dịch chiết bằng thủy tinh, thích hợp với hệ thống chiết.
Bình phải có khả năng nhồi không quá 1,0 g bông thủy tinh.
5.5 Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 10,0001 g.
5.6 Tủ sấy chân không và bơm chân không, có thể duy trì các điều kiện làm khô với nhiệt độ cho phép từ 20 °C đến 25 °C trên điểm sôi của nước, ở áp suất làm việc ≤13,3 kPa (100 mmHg) [(72 °C đến 77 °C) ± 1 °Cở áp suất làm việc 13,3 kPa; (58 °C đến 63 °C) ± 1 °Cở áp suất làm việc 6,65 kPa].
5.7 Tủ sấy, thông gió bằng không khí cưỡng bức, vận hành ở nhiệt độ 130 °C ± 1 °C, được sử dụng nếu không có sẵn tủ sấy chân không.
Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này, nên lấy mẫu theo TCVN 8946 (ISO 542)[1].
Mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải đúng là mẫu đại diện và không bị hư hỏng hoặc thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển và bảo quản.
Chuẩn bị mẫu thử theo TCVN 9608 (ISO 664).
Cân 2 g mẫu thử, chính xác đến 0,0001 g, cho vào cuvet chiết (5.2) có nắp đậy ở đầu ra. Vỗ nhẹ bề mặt cuvet vài lần để nhồi vật liệu vào trong, ngang bằng với van nhồi ở cuối đầu ra của cuvet. Bề mặt trên của van phải bằng phẳng. Đổ các hạt đất diatomit (4.3) vào phần trống còn lại của cuvet. Lau hết các hạt đất bị rơi ra bên ngoài cuvet.
Lấy không quá 1 g bông thủy tinh (4.4) và nhồi vào trong từng bình thu nhận (5.3) cho đến khi cách đỉnh của van cách ít nhất 2,5 cm tính từ đáy bình. Cân bình thu nhận có bông thủy tinh, chính xác đến ±0,0001 g.
CHÚ THÍCH: Không cầnsửdụng nắp hoặc vách ngăn, trừ khi nhà sản xuất thiết bị SFE yêu cầu.
Lắp từng bình thu nhận lên guồng quay của bộ chiết (hệ thống tự động) hoặc lắp từng bình thu nhận có bộ khống chế hoặc ống dẫn từ bộ khống chế nối càng sâu càng tốt trong nút bóng thủy tinh (hệ thống nạp tải thủ công). Một số thiết bị có thể cần điều chỉnh độ sâu của bộ khống chế hoặc bổ sung bông thủy tinh để đảm bảo bộ khống chế hoặc ống dẫn nằm trong bông thủy tinh.
Lắp từng cuvet chiết lên guồng quay (hệ thống tự động) hoặc lắp từng cuvet chiết vào trong bộ chiết (hệ thống nạp thủ công). Chỉnh cuvet sao cho phần thử nằm ở cuối đầu ra. Chiết bằng cacbon dioxit 30 min trong các điều kiện sau:
Áp suất: 51,7 kPa;
Nhiệt độ: 100 °C
Tốc độ dòng chảy thông thường: 3,4 g/min (có thể từ 2,6 g/min đến 3,4 g/min);
Nhiệt độ bộ khống chế phải đảm bảo sao cho cacbon dioxit bay hơi ở khoảng nhiệt độ từ80 °Cđến100 oC (có thể chấp nhận được từ 40 °C đến 130 °C).
Nhiệt độ cacbon dioxit giãn nở trong bình thu nhận sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm và/hoặc các chất bổ chính nền được lôi cuốn vào dầu chiết và do đó cần có thời gian để loại bỏ các yếu tố này trước khi cần. Việc quá nhiệt có thể gây ra hao hụt nhiều hơn các loại dầu dễ bay hơi. Tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị đối với bộ khống chế/cài đặt nhiệt độ thu nhận sao cho giảm thiểu thời gian loại bỏ độ ẩm (và chất bổ chính nền, nếu sử dụng). Có thể sử dụng thiết bị có bộ gia nhiệt cho bình thu nhận, nếu nhiệt độ cacbon dioxit thấp hơn.
Đối với một số thiết bị, có thể không cần loại bỏ tiếp độ ẩm hoặc chất bổ chính nền khỏi dịch chiết. Kiểm tra bằng cách sấy dịch chiết (tham khảo Phụ lục A) để đảm bảo không xảy ra hao hụt đáng kể, trước khi loại bỏ bước sấy khô.
Tháo từng bình thu nhận khỏi thiết bị, nếu cần loại bỏ phần ẩm còn lại thì sấy trong tủ sấy chân không (5.6) hoặc tủ sấy (5.7) đến khối lượng không đổi theo nhiệt độ và áp suất khuyến cáo. Ghi lại khối lượng bình thu nhận cuối cùng, chính xác đến 0,0001 g.
8.2 Chiết bằng cacbon dioxit + 15 % etanol
Chuẩn bị mẫu thử, cân phần mẫu thử cho vào cuvet chiết, chuẩn bị và lắp cuvet chiết và binh thu nhận vào thiết bị SFE như trong 8.1. Sau khi đổ đầy đất diatomit vào cuvet trống, nén bề mặt trên khoảng 3 mm để nhồi kín và lắp lồng vào đầu ra.
Chiết 60 min bằng cacbon dioxit + 15 % etanol (4.2) trong các điều kiện sau:
Áp suất: 51,7 kPa;
Nhiệt độ: 100 °C;
Tốc độ dòng chảy chuẩn: 2,1 g/min (có thể tử 1,6 g/min đến 2,6 g/min);
Nhiệt độ bộ khống chế phải đảm bảo sao cho cacbon dioxit bay hơi ở khoảng nhiệt độ từ 80 °Cđến100 °C (có thể chấp nhận được từ 40 °C đến 130 °C).
Nhiệt độ cacbon dioxit giãn nở trong bình thu nhận sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm và/hoặc các chất bổ chính nền được lôi cuốn vào dầu chiết và do đó cần có thời gian để loại bỏ các yếu tố này trước khicân. Việc quá nhiệt có thể gây ra hao hụt nhiều hơn các loại dầu dễ bay hơi. Tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị đối với bộ khống chế/cài đặt nhiệt độ thu nhận sao cho giảm thiểu thời gian loại bỏ độ ẩm (và chất bổ chính nền, nếu sử dụng). Có thểsử dụng thiết bị có bộ gia nhiệt cho bình thu nhận, nếu nhiệt độ cacbon dioxitthấp hơn.
Đối với một số thiết bị, có thể không cần loại bỏ tiếp độ ẩm hoặc chất bổ chính nền khỏi dịch chiết. Kiểm tra bằng cách sấy dịch chiết (tham khảo Phụ lụcA) để đảm bảo không xảy ra hao hụt đáng kể, trước khi loại bỏ bước sấy khô.
Tháo từng bình thu nhận khỏi thiết bị, nếu cần loại bỏ phần ẩm còn lại bằng cách sấy trong tủ sấy chân không (5.6) hoặc tủ sấy (5.7) đến khối lượng không đổi theo nhiệt độ và áp suất khuyến cáo. Ghi lại khối lượng bình thu nhận cuối cùng, chính xác đến 0,0001 g.
Tính hàm lượng dầu, X, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, theo Công thức sau:
Trong đó:
W1 là khối lượng bình thu nhận, tính bằng gam (g);
W2 là khối lượng bình thu nhận sau khi chiết, tính bằng gam (g);
W là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g);
Báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ:
- mọi thông tin cần thiết cho việc nhận biết đầy đủ về mẫu;
- phương pháp lấy mẫu, nếu biết;
- phương pháp thử, viện dẫn tiêu chuẩn này;
- 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 thểảnh hưởng đến kết quả;
- kết quả thử nghiệm thu được.
(Tham khảo)
Phương pháp sấy dùng tủ sấy chân không
Nếu mẫu mềm, làm ấm nhẹ và lấy cẩn thận để không bị tan chảy. Khi mẫu đủ mềm, trộn kỹ bằng máy trộn cơ học.
Cân 5 g ± 0,2 g mẫu đã chuẩn bịvào đĩa nhôm có đường kính 5 cm và sâu 2 cm có nắp đậy kín. Sấy đến khối lượng không đổi trong tủ sấy chân không ở nhiệt từ 20 °C đến 25 °C trên điểm sôi của nước, ở áp suất làm việc không quả 100 mmHg (13.3 kPa). Làm nguội bình hút ẩm 30 min và cân. Duy trì khối lượng không đổi sau khi sấy 1 h, chênh lệch khối lượng không quá 0,05 %. Ghi lại phần trăm hao hụt ẩm và chất bay hơi.
(Tham khảo)
Kết quả nghiên cứu của phép thử liên phòng thử nghiệm
Phép thử liên phòng thử nghiệm do Hiệp hội các nhà phân tích hóa dầu Mỹ (AOCS) tổ chức năm 1995 đến 1996, kết quả được nêu trong Bảng B.1 và Bảng B.2.
Bảng B.1 - Kết quả nghiên cứu liên phòng thử nghiệm có sử dụng cacbon dioxit để xác địnhhàm lượng dầu trong các loại hạt có dầu
Mẫu | Đậu tương 4 | Đậu tương 7 | Hạt hướngdương 1 | Hạt hướng dương 3 | Hạt cải dầu 4 | Hạt cải dầu 3 | Hạt rum 2 | Hạt rum 1 | Hạt bông 1 | Hạt bông 2 |
Số lượng phòng thử nghiệm được chấp nhận | 14 | 14 | 15 | 15 | 15 | 15 | 14 | 14 | 14 | 14 |
Số lượng các phòng thử nghiệm còn lại sau khi trừ ngoại lệ | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Giá trị trung bình, | 19,2 | 19,2 | 38,9 | 41,6 | 39,8 | 37,7 | 36,6 | 35,7 | 19,1 | 18,4 |
Độ lệch chuẩn lặp lại, Sr | 0,30 | 0,90 | 1,02 | 1,65 | 0,45 | 0,67 | 1,39 | 0,86 | 0,46 | 0,34 |
Độ lệch chuẩn tương đối lặp lại, RSDr, % | 1,6 | 4,7 | 2,6 | 4,0 | 1,1 | 1,8 | 3,8 | 2,4 | 2,4 | 1,9 |
Giới hạn lặp lại,r[r = 2,8 x Sr] | 0,83 | 2,51 | 2,86 | 4,62 | 1,26 | 1,88 | 2,25 | 2,40 | 1,28 | 0,95 |
Độ lệch chuẩn tái lập,SR | 0,45 | 0,91 | 1,68 | 2,30 | 0,90 | 1,03 | 1,66 | 1,08 | 0,51 | 0,38 |
Độ lệch chuẩn tương đối tái lập,RSDR, % | 2,4 | 4,8 | 4,3 | 5,5 | 2,3 | 2,7 | 4,6 | 3,0 | 2,7 | 2,1 |
Giới hạn tái lập, R [R = 2.8 xSR] | 1,27 | 2,55 | 4,70 | 6,45 | 2,51 | 2,89 | 4,65 | 3,03 | 1,44 | 1,06 |
Bảng B.2 - Kết quả nghiên cứu liên phòng thử nghiệm sử dụng cacbon dioxit có chất bổ chính nền etanol để xác định hàm lượng dầu trong các loại hạt có dầu
Mẫu | Đậu tương 4 | Đậu tương 7 | Hạt hướng dương 1 | Hạt hướng dương 3 | Hạt cải dầu 4 | Hạt cải dầu 3 | Hạt rum 2 | Hạt rum 1 | Hạt bông 1 | Hạt bông 2 |
Số lượng phòng thử nghiệm được chấp nhận | 12 | 13 | 12 | 12 | 12 | 14 | 12 | 12 | 12 | 14 |
Số lượng các phòng thử nghiệm còn lại sau khi trừ ngoại lệ | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 1 |
Giá trị trung bình, | 20,5 | 20,4 | 39,7 | 43,0 | 43,5 | 40,2 | 38,0 | 36,7 | 19,7 | 19,3 |
Độ lệch chuẩn lặp lại, Sr | 0,43 | 0,58 | 0,44 | 0,63 | 0,37 | 0,86 | 0,77 | 0,67 | 0,18 | 0,35 |
Độ lệch chuẩn tương đối lặp lại, RSDr % | 2,1 | 2,9 | 1,1 | 1,5 | 0,9 | 2,2 | 2,0 | 1,8 | 0,9 | 1,8 |
Giới hạn lặp lại,r[r = 2,8 x Sr] | 1,19 | 1,63 | 1,22 | 1,78 | 1,04 | 2,42 | 2,15 | 1,86 | 0,50 | 0,98 |
Độ lệch chuẩn tái lập,SR | 0,77 | 0,87 | 1,65 | 1,64 | 1,32 | 1,43 | 1,14 | 1,48 | 0,52 | 0,52 |
Độ lệch chuẩn tương đối tái lập,RSDR, % | 3,8 | 4,3 | 4,2 | 3,8 | 3,0 | 3,6 | 3,0 | 4,0 | 2,7 | 2,7 |
Giới hạn tái lập, R [R = 2.8 xSR] | 2,16 | 2,43 | 4,63 | 4,59 | 3,68 | 4,00 | 3,18 | 4,15 | 1,46 | 1,46 |
Bảng B.3 - So sánh phương pháp SFE với phương pháp chiết dung môi
Hạt có dầu a và phương pháp | x | Sr | r | SR | RSDr, % | RSDR,% |
Đậu tương 4 | ||||||
SFE- cacbon dioxit đơn | 19,2 | 0,30 | 0,083 | 0,45 | 1,6 | 2,4 |
SFE- cacbon dioxit + 15% etanol | 20,5 | 0,43 | 1,19 | 0,77 | 2,1 | 3,8 |
AOCS Ac 3-44b[4] | 19,0 | 0,03 | 0,08 | 0,36 | 0,2 | 1,9 |
Đậu tương 7 | ||||||
SFE- cacbon dioxit đơn | 19,2 | 0,90 | 2,51 | 0,91 | 4,7 | 4,8 |
SFE- cacbon dioxit + 15% etanol | 20,4 | 0,58 | 1,63 | 0,87 | 2,9 | 4,3 |
AOCS Ac 3-44b | 19,3 | 0,05 | 0,14 | 0,39 | 0,3 | 2,0 |
Hạt hướng dương 1 | ||||||
SFE- cacbon dioxit đơn | 38,9 | 1,02 | 2,86 | 1,68 | 2,6 | 4,3 |
SFE- cacbon dioxit + 15% etanol | 39,7 | 0,44 | 1,22 | 1,65 | 1,2 | 4,2 |
AOCS Ai 3-75b[5] | 38,5 | 0,10 | 0,28 | 1,24 | 0,3 | 3,2 |
AOCS Am 2-93c[6] | 41,8 |
|
|
|
|
|
Hạt hướng dương 3 | ||||||
SFE- cacbon dioxit đơn | 41,6 | 1,65 | 4,62 | 2,30 | 4,0 | 5,5 |
SFE- cacbon dioxit + 15% etanol | 43,0 | 0,63 | 1,78 | 1,64 | 1,5 | 3,8 |
AOCS Ai 3-75b | 42,7 | 0,09 | 0,25 | 0,50 | 0,2 | 1,2 |
AOCS Am 2-93c | 46,0 |
|
|
|
|
|
a Hạt có dầu từ chương trình thử nghiệm thành thạo do AOCS thực hiện năm 1995 đến 1996. b Dung môi chiết, phương pháp chiết ống Butt, phương pháp phân tích AOCS thích hợp với tinh dầu,chương trìnhthử nghiệm thành thạo do AOCS thực hiện năm 1995 đến1996. c Dung môi chiết, phương pháp phân tích AOCS Am 2-93, phương pháp FOSFA. | ||||||
THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TCVN 8946 (ISO 542), Hạt có dầu-Lấy mẫu
[2] AOCS Official Method and recommended practice, 5th Ed., 1988, American Oil Chemists', Society, Champaign, IL 61826, USA, Official Method Am 3-96. Revise: March 2002
[3] AOAC 926.12 Moisture and volatile matter in oil and fats
[4] AOCS Ac 3-44 Soybeans. Oil Content
[5] AOCSAi 3-75 Sunflower Seed. Oil Content
[6] AOCS Am 2-93 Oil in Oilseeds (FOSFA Method).
1) Hydromatrix ™ là sản phẩm của Công ty Chuẩn bị mẫu sản phẩm, 24201 Frampton Ave, thành phố Harbor, CA 90710, Mỹ; WetsupportTM là sản phẩm của Isoo, 4700 đường Superior, Lincoln, NE 68504, Mỹ hoặc LeocoDryTM là sản phẩm của Leo Corp., 3000 Lakeview Ave, thành phố Joseph, MI 49085, Mỹ. Các thông tin đưa ra tạo thuận tiện cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không ấn định phải sử dụng chúng. Có thể sử dụng các sản phẩm tương tự nếu cho kết quả tương đương.