NGŨ CỐC - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TỔNG SỐ VÀ TINH BỘT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LANE-EYNON
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại hạt ngũ cốc như gạo, mì, ngô... cũng như các sản phẩm của ngũ cốc và quy định phép thử xác định hàm lượng đường tổng số và tinh bột bằng phương pháp Lane-Eynon.
Đường khử trong dịch thuỷ phân đường tan và thuỷ phân tinh bột có khả năng khử Cu+2 trong hỗn hợp pheling về Cu+ (Cu2O) không tan, màu đỏ. Thể tích dung dịch đường khử cần thiết để khử hoàn toàn một thể tích nhất định hỗn hợp pheling được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với chất chỉ thị xanh metylen.
Hàm lượng tinh bột được tính bằng hàm lượng glucoza trong dịch thuỷ phân tinh bột nhân với hệ số chuyển đổi 0,9.
- Máy nghiền phòng thí nghiệm
- Rây có đường kính lỗ sàng 0,5 mm
- Nồi cách thuỷ có bộ điều chỉnh nhiệt độ tự động
- Nhiệt kế
- Bếp điện
- Máy lắc
- Cân phân tích có độ chính xác đến 0,0001g
- Bình định mức dung tích 100, 250 và 500 ml
- Buret đầu cong dung tích 50 ml
- Pipet 5, 10, 25 và 50 ml
- Bình tam giác dung tích 150, 250 ml
- Cốc thuỷ tinh
- Phễu lọc đường kính 7 cm
- Giấy lọc định lượng.
Tất cả thuốc thử phải có độ sạch phân tích. Sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.
4.1. Hỗn hợp thuốc thử pheling: Trộn hai thể tích tương đương của dung dịch pheling A (4.2) và pheling B (4.3) ngay trước khi sử dụng.
4.2. Dung dịch đồng sunfat (pheling A): Hoà tan 34,639 gam CuSO4.5H2O trong nước cất và định mức đến 500 ml. Nếu thấy dung dịch đục thì có thể lọc qua giấy lọc.
4.3. Dung dịch kali-natri tactrat (pheling B): Hoà tan 173 gam KNaC4H4O6.4H2O (muối Secnhet) và 50 gam NaOH trong nước cất và định mức đến 500 ml. Để yên 2 ngày và lọc qua giấy lọc.
4.4. Dung dịch chỉ thị
4.4.1. Dung dịch xanh metylen 1%: Hoà tan 1 gam xanh methylen bằng nước cất và định mức đến 100 ml.
4.4.2. Dung dịch phenolphtalein 1%: Hoà tan 1 gam phenolphtalein trong 70 ml ethanol 98%, sau đó định mức đến 100 ml bằng nước cất.
4.5. Dung dịch chì axetat 45%: Hoà tan 225 gam Pb(CH3COO)2.3H2O trong nước cất nóng, để nguội và định mức đến 500 ml.
4.6. Dung dịch kali oxalat 22%: Hòa tan 110 gam K2C2O4.H2O trong nước cất và định mức đến 500 ml.
4.7. Axit clohydric đặc (d=1,19 g/ml)
Dung dịch axit clohydric 5% và 10%.
4.8. Natri hydroxit : Dung dịch 20% và dung dịch 1N.
4.9. Dung dịch đường chuẩn
4.9.1. Chuẩn bị dung dịch đường chuẩn 1%: Cân chính xác 9,5 gam đường Saccarose tinh khiết cho vào bình định mức dung tích 1 lít (1000 ml), thêm vào khoảng 100 ml nước cất và 5 ml axit clohydric đậm đặc. Để yên dung dịch 3 ngày ở nhiệt độ 20-25oC hoặc 7 ngày ở nhiệt độ 12-15oC. Sau đó thêm nước cất đến vạch định mức. Dung dịch đã axit hoá này có thể sử dụng trong vài tháng.
4.9.2. Trung hoà và pha loãng dung dịch đường chuẩn tới nồng độ thích hợp trước khi dùng được tiến hành như sau: Dùng pipet hút 50 ml dung dịch đường chuẩn 1% (4.9.1) cho vào bình định mức dung tích 200 ml, thêm tiếp khoảng 100 ml nước cất. Dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị, trung hoà dung dịch đường chuẩn bằng dung dịch NaOH 1N đến khi xuất hiện màu hồng. Sau đó, thêm từng giọt dung dịch HCl 1N đến khi mất màu hồng. Thêm nước cất đến vạch mức và trộn đều. 1ml dung dịch đường chuẩn này ứng với 2,5 mg đường khử.
5. Chuẩn hoá, xác định hệ số pheling
Lấy 2 bình tam giác dung tích 150 ml, dùng pipet cho vào mỗi bình 10 ml hỗn hợp pheling (3.1), thêm tiếp 10-20 ml nước cất, lắc đều.
5.1. Định phân sơ bộ: Thêm vào bình thứ nhất 2-3 giọt chỉ thị xanh metylen, lắc đều và đặt lên bếp điện có lưới amiăng, điều chỉnh nhiệt độ sao cho sau 1-2 phút thì dung dịch sôi. Tiếp tục đun và từ buret nhanh chóng nhỏ dung dịch đường chuẩn (4.9.2) vào bình cho tới khi mất màu xanh của chỉ thị. Tổng thời gian định phân không quá 3 phút.
5.2. Định phân chính: Dựa vào số ml dịch đường tiêu hao đã biết trong quá trình định phân sơ bộ ta tiến hành định phân chính như sau: Từ buret chứa dung dịch đường chuẩn (4.9.2) nhỏ xuống bình thứ hai gần hết lượng đường chuẩn cần tiêu tốn được biết ở thí nghiệm sơ bộ (5.1), chỉ bớt lại 0,5-1 ml. Đun sôi nhẹ trong 2 phút, vẫn để mẫu sôi , thêm tiếp 2-3 giọt chỉ thị xanh metylen (chú ý tránh nhỏ vào thành bình). Tiếp tục nhỏ từ từ dung dịch đường chuẩn vào hỗn hợp đang sôi cho đến khi mất màu xanh của chỉ thị và dung dịch chỉ còn màu đỏ của Cu2O có từ trước khi thêm chỉ thị. Ghi thể tích của dung dịch đường chuẩn đã tiêu tốn trong quá trình định phân. Thông thường thể tích này là 20,37 ±0,05 ml (đối với 10 ml hỗn hợp pheling). Nếu sai khác mức đó thì cần phải kiểm tra lại thuốc thử pheling.
Ta có hệ số F của dung dịch pheling như sau:
F= a x 2,5
Trong đó: a là số ml của dung dịch đường chuẩn đã tiêu tốn khi chuẩn độ 10ml hỗn hợp dung dịch pheling.
6.1. Tiến hành lấy mẫu theo TCVN 5451-91 (ISO 950-1979).
6.2. Từ mẫu thử được lấy theo 6.1, tiến hành nghiền khoảng 100 gam mẫu đến kích thước lọt hoàn toàn qua mắt sàng 0,5 mm.
7.1. Chuẩn bị dung dịch chiết đường tan
Từ mẫu phân tích đã được nghiền nhỏ theo mục 6.2, cân chính xác đến 0,1mg khoảng 2-3 gam mẫu cho vào cốc thuỷ tinh hoặc bình cầu dung tích 150 ml, thêm khoảng 50-60 ml nước cất nóng 40oC và lắc trên máy lắc tốc độ 200 vòng/phút trong thời gian 15-20 phút, cần đậy nút để mẫu khỏi bắn ra ngoài. Sau đó lọc cẩn thận qua giấy lọc định lượng và cho toàn bộ nước lọc vào bình định mức 100 ml. Rửa phần không tan trên giấy lọc 2-3 lần bằng nước cất nóng, làm nguội dung dịch và thêm nước cất đến vạch định mức, trộn đều. Dung dịch nhận được là phần dịch chiết đường tan trong mẫu thử.
7.2. Thuỷ phân dung dịch chiết
Dùng pipet hút chính xác 50 ml dịch chiết đường tan (7.1) cho vào bình tam giác dung tích 150 ml, thêm tiếp 5 ml dung dịch HCl 10%, lắc đều và thuỷ phân trong nồi cách thuỷ ở nhiệt độ 70-80oC trong 30 phút, thỉnh thoảng lắc đều mẫu. Làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Sau đó trung hoà bằng dung dịch NaOH 20% với chỉ thị phenolphtalein như tiến hành đối với dung dịch đường chuẩn (Xem 4.9..2).
Dịch mẫu thử sau khi thuỷ phân và trung hoà được chuyển hoàn toàn vào bình định mức dung tích 200 ml. Khử tạp chất có trong dịch mẫu bằng cách thêm 2ml chì axetat 45%, để yên 5 phút. Nếu thấy xuất hiện lớp chất lỏng trong suốt ở trên lớp cặn thì việc khử tạp chất đã xong. Loại ion Pb2+ dư bằng cách thêm 2,5 ml dung dịch kali oxalat 22%. Lắc đều, để lắng kết tủa trong 10 phút. Kiểm tra việc loại ion Pb2+ bằng cách cho hết sức cẩn thận một vài giọt kali oxalat vào thành bình, nếu không thấy vẩn đục khi các lớp chất lỏng tiếp xúc với nhau có nghĩa là đã loại hết ion Pb2+ trong mẫu. Thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều và lọc qua giấy lọc định lượng. Dịch lọc thu được là dung dịch đường khử sau khi đã thuỷ phân. Dung dịch này được nạp vào buret có đầu cong để định phân. Việc chuẩn độ tiếp theo được tiến hành theo phương pháp chuẩn.
7.3. Tiến hành chuẩn độ
Khi chưa biết nồng độ của đường khử trong dung dịch mẫu thử (7.1), trước tiên cần chuẩn độ sơ bộ để biết được sự pha loãng thích hợp.
7.3.1 Định phân sơ bộ
Hút chính xác 10ml hỗn hợp pheling (4.1) cho vào bình tam giác dung tích 150 ml. Nhỏ từ buret 15 ml dung dịch đường khử của mẫu thử (7.2), lắc đều và đun đến sôi trên bếp điện có lưới amiăng. Để sôi nhẹ 15 giây. Nếu hỗn hợp mất mầu xanh chứng tỏ lượng đường dư, cần pha loãng dung dịch đường khử (7.2) đến nồng độ thích hợp. Nếu vẫn còn mầu xanh, cho thấy thuốc thử pheling chưa bị khử hoàn toàn, cần tiếp tục nhỏ dung dịch đường khử của mẫu thử vào hỗn hợp đang sôi cho đến khi còn mầu xanh nhạt. Thêm 3 - 4 giọt dung dịch xanh metylen và tiếp tục chuẩn độ cho đến khi mất mầu xanh của chất chỉ thị. Ghi thể tích dung dịch đường khử (7.2) đã tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ. Tổng thời gian định phân tốt nhất là không quá 3 phút.
7.3.2 Định phân chính
Dựa vào số ml dịch đường tiêu hao đã biết trong quá trình định phân sơ bộ ta tiến hành định phân chính như sau: Dùng pipet hút chính xác 10 ml hỗn hợp thuốc thử pheling (4.1) cho vào bình tam giác dung tích 150 ml, thêm tiếp 20 ml nước cất, lắc đều. Từ buret nhỏ xuống bình tam giác gần hết lượng thể tích cần thiết dung dịch đường khử của mẫu thử (7.2) đã biết trong định phân sơ bộ, chỉ bớt lại 0,5 - 1 ml. Đun đến sôi trên bếp điện có lưới amiăng. Để sôi nhẹ 15 giây và nhanh chóng thêm dung dịch đường của mẫu thử cho đến khi chỉ còn mầu xanh rất nhạt. Sau đó thêm 3 - 4 giọt xanh metylen và hoàn thành việc chuẩn độ bằng cách nhỏ tiếp dung địch đường đến khi mất mầu xanh của chất chỉ thị. Ghi tổng thể tích dung dịch đường khử của mẫu thử đã tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ.
7.3.3. Tính toán kết quả
Hàm lượng đường tổng số tính bằng % khối lượng (X1) được tính theo công thức:
Trong đó: F là hệ số tương ứng của dung dịch pheling
V1 là thể tích dịch chiết đường tan , tính bằng ml.
V2 là thể tích dịch chiết đường khử sau khi thuỷ phân, tính bằng ml
V0 là thể tích dịch chiết đường tan đem thuỷ phân bằng axit, tính bằng ml
T là tổng thể tích dịch của dung dịch đường khử đã dùng để chuẩn độ 10ml hỗn hợp pheling, tính bằng ml
m là khối lượng mẫu thử, tính bằng g
Kết quả của phép thử là hệ số trung bình của 2 lần xác định song song và được tính đến số lẻ thứ hai sau dấu phẩy. Sự sai khác giá trị giữa hai lần phân tích song song không được phép vượt quá 0,5%.
8.1. Thuỷ phân tinh bột
Cân chính xác đến 0,1mg từ 1-2 g mẫu thử đã được chuẩn bị theo 6.2. Tiến hành chiết rút lượng đường tan bằng nước cất nóng theo 7.1. Khẽ chọc thủng giấy lọc và chuyển hoàn toàn phần không tan trên phễu vào bình tam giác hay bình cầu dung tích 150 ml bằng 50 ml dung dich HCl 5%. Đậy kín bình bằng nút cao su có lắp ống sinh hàn hồi lưu và đun cách thuỷ hỗn hợp trong 3- 4 giờ. Thử sự thuỷ phân hoàn toàn bằng dung dịch iot. Làm nguội, trung hoà hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 20% với chỉ thị phenolphtalein, sau đó chuyển hoàn toàn hỗn hợp vào bình định mức 250 ml, kết tủa tạp chất bằng dung dịch chì axetat 45% và loại bỏ ion Pb2+ dư bằng dung dịch kali oxalat 22% ( xem 7.2). Định mức đến 250 ml bằng nước cất. Lắc đều và lọc qua giấy lọc định lượng. Dịch lọc thu được là dung dịch đường khử sau khi thuỷ phân tinh bột.
8.2. Tiến hành chuẩn độ
Khi chưa biết nồng độ đường khử trong dung dịch thuỷ phân tinh bột, trước tiên cần chuẩn độ sơ bộ để biết được sự pha loãng thích hợp. Việc chuẩn độ tiếp theo được tiến hành theo phương pháp chuẩn.
8.2.1 Định phân sơ bộ
Tiến hành tương tự 7.3.1.
8.2.2 Định phân chính
Dùng pipet hút chính xác 10 ml hỗn hợp pheling (4.1) cho vào bình tam giác dung tích 150 ml, thêm tiếp 20 ml nước cất, lắc đều. Từ buret nhỏ xuống bình tam giác gần hết lượng đường khử cần thiết đã biết khi định phân sơ bộ, chỉ bớt lại 0,5-1ml. Đun nóng đến sôi nhẹ trên bếp điện có lưới amiăng. Để sôi 15 giây và nhanh chóng thêm tiếp dung dịch cho đến khi chỉ còn màu xanh rất nhạt. Sau đó thêm 2-3 giọt xanh metylen và hoàn thành việc chuẩn độ bằng cách nhỏ tiếp dung dịch đường khử cho đến mất màu xanh của chỉ thị. Ghi tổng thể tích dung dịch đường khử của mẫu thử đã tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ. Tổng thời gian chuẩn độ tốt nhất là không quá 3 phút.
8.3. Tính kết quả
Hàm lượng tinh bột tính bằng % khối lượng (X2) được tính theo công thức:
Trong đó:
F là hệ số pheling
V là tổng thể tích dung dịch sau thuỷ phân, tính bằng ml
T là tổng thể tích dung dịch đường khử của mẫu thử dã dùng để chuẩn độ l0 ml hỗn hợp pheling, tính bằng ml
m là khối lượng mẫu thử, tính bằng g
0,9 là hệ số chuyển đổi đường glucoza về tinh bột
Kết quả phép thử là hệ số trung bình của hai lần xác định song song và được biểu thị đến số lẻ thứ nhất sau dấu phẩy. Sự sai khác giá trị giữa hai lần phân tích song song không được phép vượt quá 0,5%.