Tài liệu Phương pháp phân tích kiểm tra chất lượng trong sản xuất rượu vang.

Phân tích thực phẩm MỞ ĐẦU Rượu vang là một loại thức uồng được lên men vi sinh từ một số loại quả. Trong quá trình lên men phải chịu tác động của nhiều yếu tố sinh hóa. Vì vậy, để thu được rượu vang thành phẩm thơm ngon và đảm bảo an toàn thực phẩm thì cả nhà sản xuát lẫn cơ quang quảng lý thực phẩm cần phải có những “phương pháp kiểm tra chất lượng trong sản xuất rượu vang” từ chỉ tiêu vi sinh cho đến hóa học, từ khâu nguyên liệu cho đến thành phẩm. Rượu vang ngày càng được nhiều người ưa chuộng bởi nó có nhiều công dụng tốt đối với sức khỏe. Tuy nhiên, chúng chỉ thật sự tốt nếu như đảm bảo chất lượng và được người tiêu dùng sử dụng hợp lý. CHƯƠNG I: TỔNG QUANG VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỰC PHẨM Hóa phân tích là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu các phương pháp phân tích để định tính và định lượng một chất hay nhiều chất , một nguyên tố hay nhiều nguyên tố có trong sản phẩm mà mình đang nghiên cứu . Thực phẩm là những thức ăn , nước uống là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người, vật nuôi ….do vậy để đáp ứng các yêu cầu trên thực phẩm phải cần được kiểm nghiệm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ. Thực phẩm có đáp ứng các tiêu chuẩn hóa học về vệ sinh? Có bị ôi thiu, hư hỏng và biến thành chất độc hại hoặc có chứa những chất độc do thối ra từ bao bì, hóa chất cho thêm vào. Kiểm nghiệm phân tích thực phẩm bằng phương pháp hóa học ngoài ra còn phân tích trạng thái cảm quan, vi sinh vật… Kiểm nghiệm hóa học thực phẩm ( Analytical Food) : nhằm xác định thực phẩm có đáp ứng các tiêu chuẩn hóa học về phẩm chất và thành phần dinh dưỡng theo đúng như quy định hoặc có bị gian dối và gỉa mạo hay không? Đối tượng của hóa phân tích thực phẩm là các chất dinh dưỡng như đạm, béo, bột,…có trong thịt, cá, nước uống,…Để định lượng các chất dinh dưỡng các nguyên tố Trang 1 Phân tích thực phẩm hóa học hay định danh cấu trúc thành phần của các chất đồi hỏi phải có phương pháp phân tích chính xác và phù hợp với các đối tượng nghiên cứu. Trong hóa phân tích người ta thường chia các phương pháp phân tích thành hai cách: dựa trên bản chất của phương pháp phân tích và hàm lượng chất phân tích chứa trong mẫu. 1. Phân loại theo bản chất phương pháp phân tích Chia thành ba nhóm:  Phương pháp phân tích hóa học Sử dụng các phản ứng hóa học thích hợp để phân tích chất cần xác định. Ưu điểm: có độ chính xác cao, dụng cụ phân tích đơn giản. Tuy nhiên, trong phân tích dùng mắt để quan sát các hiện tượng đã xảy ra, nên phương pháp có độ nhạy không cao, chỉ có thể phân tích các chất khi hàm lượng trong mẫu lớn hơn 10 -2, ngoài ra không thể tự động hóa được quá trình phân tích. Trong nhóm phân tích hóa học có các phương pháp: Phân tích khối lượng, phân tích thể tích.  Phương pháp phân tích bằng công cụ Gồm các phương pháp phân tích hóa lý và phân tích vật lý Phương pháp hóa lý: Dùng các công cụ để đo các đại lượng vật lý có liên quang đến phản ứng hóa học đã xảy ra. Phương pháp hóa lý có độ nhạy khá cao, cho phép xác định được các mẫu với hàm lượng của chất phân tích nhỏ tới 10 -6 % như phương pháp so màu, phương pháp cực phổ,… Phương pháp vật lý: sử dụng các công cụ để đo các đại lượng vật lý có liên quang đến thành phần cần phân tích. Phương pháp có độ nhạy rất cao, cho phép phân tích các thành phần rất nhỏ trong mẫu, chỉ chiếm khoảng 10 -8 – 10-9 %. Cõ thể đồng thời định tính và định lượng nhiều chất (phương pháp cực phổ, phương pháp quang phổ rơn ghen, quang phổ phát xạ, quang phổ hấp thụ nguyên tử, các phương pháp sắc ký…) và đôi khi không cần phải phá hủy mẫu (phương pháp quang phổ rơn ghen, quang phổ phát xạ,…) Phương pháp phân tích công cụ có ưu điểm Trang 2 Phân tích thực phẩm - Có độ nhạy cao nên có thể dùng phân tích mẫu với khối lượng nhỏ hoặc mẫu có chứa lượng nhỏ thành phần cần phân tích. - Khả năng tự động hóa cao. Nhược điểm là đắt tiền, chi phí vận hành máy đo lớn.  Phương pháp phân tích sinh hóa Trong đó phương pháp phân tích công cụ và phân tích bằng công cụ là thông dụng nhất. 2. Phân loại theo khối lượng và lượng chứa của chất phân tích trong mẫu Dựa vào khối lượng mẫu lấy phân tích và lượng chứa của chất phân tích trong mẫu Tên phương pháp Mới Cũ Lượng mẫu Lượng chứa chất phân tích (g) Thành phần lượng thô Thành Chính (1 – Phụ phần vi 100 %) (0,001 – 1 lượng  %) 0,01 % Gram Thường lượng  10-1  10-3  10-5 10-5 Xentigram Bán vi lượng 10-2 – 10-1 10-3 – 10-1 10-5 – 10-3  10-5 Miligram Vi lượng 10-4 – 10-2 10-6 – 10-2 10-8 – 10-4  10-5 Microgram Siêu vi lượng  10-4  10-4  10-6  10-5 3. Chọn lựa phương pháp phân tích Nguyên tắc chung: lượng mẫu nhiều, hàm lượng lớn dùng phương pháp phân tích kém nhạy và ngược lại lượng mẫu ít, hàm lượng bé dùng phương pháp có độ nhạy cao. Các yêu cầu lựa chọn phương pháp phân tích Khi chọn phương pháp và thiết bị sử dụng để phân tích phải đạt được các yêu cầu sau: Trang 3 Phân tích thực phẩm - Độ đúng và độ chính xác cao của phương pháp cũng như của thiết bị sử dụng. - Phương pháp có tính chọn lọc cao. - Độ nhạy cao, cực tiểu phát hiện nhỏ. - Thời gian phân tích nhanh và có khả năng phân tích đồng thời nhiều nguyên tố. - Giảm chi phí phân tích. - Thiết bị dể sử dụng, dễ bảo trì. CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG CHUYÊN DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG 1. Quy trình sản xuất rượu vang và các yếu tố ảnh hưởng 1.1. Nguyên liệu Nho phải được thu hoạch đúng thời điểm đạt độ chín kỹ thuật. Tại thời điểm này, trong trái nho phải có hàm lượng đường và acid theo một tỷ lệ cân đối và thích hợp nhất cho mục đích xuất vang nho, loại bỏ những quả thối, quả bệnh mang vào những bào tử nấm, vi khuẩn cản trở hoạt động của men. Những dụng cụ chuyên chở nên bằng gỗ, tre, chất dẻo không có dính sắt hoặc đồng 1.2. Xử lý nguyên liệu Nho mua về phải rửa sạch để ráo nước. Đối với công nghệ sản xuất rượu đi từ dịch quả không xác thì ta phải tiến hành loại bỏ cuống, hạt quả sau đó mới tiến hành xay nhuyễn để lấy dịch quả. Xay nhuyễn: nho sau khi đuợc tiếp nhận và kiểm tra mẫu, cần được nhanh chóng đưa vào xay nhuyễn để tránh kéo dài thời gian lưu trữ ở nơi tiếp nhận có thể dẫn tới hiện tượng lên men tự phát, nhất là vào những ngày trời nắng, nhiệt độ môi trường trên 300C. Nếu chưa xử lý được ngay cần có biện pháp chống oxy hóa cho nước. Phối trộn: là công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất rượu vang theo phương pháp thủ công. Ở đây cần chú ý đến hàm lượng đường cho vào. Đường cung cấp năng lượng và cacbon cho "con men" dạng glucose là thích hợp nhất vì tất cả các loài men đều đồng hóa được. Mục đích cho đường vào là để tiêu diệt các vi sinh vật Trang 4 Phân tích thực phẩm chuyển hóa đường. Tỷ lệ đường càng cao thì rượu càng nhiều cồn etylic cho nên thêm đường vào nước quả là một biện pháp rất phổ biến. Tiệt trùng: Đun sôi nhẹ ở nhiệt độ 85 – 870C trong 30 phút, chú ý không đun sôi đến 1000C để tránh các chất trong dịch quả bay hơi làm thất thoát lượng mẫu. Mục đích chính của quá trình này là tiêu diệt hết các vi khuẩn, men dại trước khi cấy men chọn lọc vào. Lọc: dịch nước quả nho khi xay nhuyễn còn khá đục bởi những phần tử nho vỏ, kể cả những phần thịt quả chưa nhuyễn cùng với những hợp chất hữu cơ, vô cơ không tan trong nuớc nho. Vì vậy ta phải tiến hành lọc để thu được dịch quả trong phục vụ cho quả trình lên men. 1.3. Lên men Đây là công đoạn then chốt trong quy trình sản xuất rượu vang theo phương pháp thủ công, trong đó vai trò của nấm men giữ vị trị quan trọng. Theo phân loại mới, có ít nhất là 36 loài loài men sản sinh ra bào tử hợp thành 8 chi, trong đó phổ biến nhất là chi Saccharomyces và 31 loài men không sản sinh ra bào tử hợp thành 7 chi trong đó phổ biến là chi Kloeckena, Toeulopsis thường gọi là men dại. Loại men sử dụng phổ biến nhất là men Saccharomyces ellipsoideus (hay Saccharomyces cerevisiae) có thể phân huỷ được đường glucose, galactose, saccharose, maltose. Hiện tuợng lên men tự nhiên với cường độ chưa đủ mạnh, men tốt chưa ức chế được men dại, do phải cấy men nhân tạo. Khó nhất trong vấn đề cấy men nhân tạo là vấn đề đối kháng, ảnh hưởng qua lại giữa men tự nhiên và men mang đến. 1.3.1. Các điều kiện chính của quá trình lên men rượu - Nồng độ đường: thích hợp nhất là 20 – 28%, nếu cao hơn thì năng lực lên men giảm và ngược lại nếu thấp sẽ không tạo được điều kiện cho quá trình lên men. Trên thực tế, ở nồng độ đường 30 – 35% thì sự lên men bị đình chỉ. - Oxy: nấm men là loại vi sinh vật hô hấp tùy tiện và chỉ trong điều kiện yếm khí nó mới tiến hành lên men rượu, nếu trong môi trường chứa nhiều oxy nó sẽ oxy hoá đường, CO2 và nước đồng thời sinh sản rất mạnh, do đó cần tạo điều kiện yếm khí. - pH môi trường: có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men, thông thường pH:4 – 4.5 Trang 5 Phân tích thực phẩm - Nhiệt độ: từ 28 – 300C, khoảng 500C và dưới 00C thì lên men bị đình chỉ. Trong thực tế người ta lên men ở nhiệt độ 4 – 280C. - Nồng độ rượu và CO2: có tác dụng kiềm hãm sự sinh sản cũng như khả năng lên men của nấm men. Sự sinh sản của nấm men bị chậm lại khi nồng độ rượu có trong môi trường là 2% và sẽ bị ngừng lại ở nông độ rượu 5%. Đa số nấm men chỉ lên men được tới nồng độ rượu 12 – 14%, việc thoát khí CO 2 có tác dụng tốt đến quá trình lên men. Sự thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men luôn luôn bị khuấy động, kéo dài được trạng thái lơ lửng của nấm men do đó làm tăng nhanh sự lên men. 1.3.2. Quá trình lên men rượu vang Trải qua 2 giai đoạn: lên men hiếu khí và lên men yếm khí - Quá trình lên men hiếu khí: Xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình lên men sau khi dịch quả được bổ sung nấm men. Diễn ra trong thời gian ngắn nhưng đóng vai trò rất quan trọng. Thực chất đây là quá trình tăng sinh khối của nấm men. Yêu cầu oxy cao nhất khi lên men bắt đầu, số lượng tế bào men tăng nhanh. Mục đích và yêu cầu của lên men là biến nhanh biến hết đường thành ruợu vạy phải tạo điều kiện tối thích cho "con men" sinh ra nhiều tế bào men, hoạt động nhiều và liên tục cho đến khi tất cả đường bị phân hủy. - Quá trình len men yếm khí: xảy ra ở giai đoạn sau khi nấm men đã tăng sinh khối đấy đủ, chuyển sang giai đoạn lên men rượu cần tạo điều kiện không có O2. Nhận biết bằng cách quan sát dịch quả khi không thấy có bọt nổi lên nữa thì tiến hành lên men yếm khí ở điều kiện thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp chiếu vào, chú ý không di chuyển bình trong thời gian này để tránh xảy ra quá trình lên men acid làm rượu bị chua. + Thời gian lên men: khoảng một tháng. Tuy yêu cầu lên men đường nhưng thực tế khi trong 1 lít còn vài 3g khử thì người ta cho là lên men xong, lúc này bọt CO 2 không còn nổi lên trên mặt nước quả, bây giờ mới gọi là rượu mới. + Theo dõi lên men: quan trọng nhất vẫn là độ nhiệt, rượu vang trắng nhiều đường nên lượng nhiệt độ tủa ra nhiều hơn. Nếu ổn định được ở nhiệt độ men ở 20 0C là lý tưởng. Thông qua việc theo dõi biến động của nhiệt độ, lượng CO2 thoát ra, độ dày và màu sắc của lớp bọt và nhất là tốc độ giảm dần của hàm lượng đường ta sẽ xác định được thời điểm cực đại của quá trình lên men vang. Sau đó quá trình lên men vang sẽ yếu dần đi đến khi kết thúc quá trình lên men chính (đông nghĩa với bắt đầu quá trình lên Trang 6 Phân tích thực phẩm men phụ hay còn gọi là lên men phụ tĩnh). Một chu trình lên men chính có thể kéo dài từ 7 – 10 ngày. Ở thời kỳ lên men phụ, lượng đường sót tiếp tục chuyển hoá thành CO 2 và C2H5OH dù rất yếu và chậm chạp. Quá trình lên men phụ kéo dài từ 2 – 3 tuần, có khi dài hơn tùy thuộc vào hàm lượng đượng có trong dịch nho và hoạt độ của nấm men thuần mạnh hay yếu. + Cần nhớ rằng, việc kéo dài thời gian lên men phụ của vang nho không phải bao giờ cũng cho kết quả tốt hơn, ngược lại đôi khi lượng đường sót lại là nguồn thức ăn tốt cho vi sinh vật gây hại. Đây chính là nguyên nhân dẫn tới một số bệnh thường gặp ở rượu vang. Một sản phẩm được coi là đã lên men hoàn toàn khoẻ mạnh, nếu hàm lượng còn sót ít hơn 1 – 2g /l. 1.4. Lắng, lọc Có tác dụng làm trong rượu, vừa có tác dụng tiệt trùng và làm ổn định rượu. Làm trong bằng phương pháp lạnh: sử dụng hơi lạnh để làm rượu tách lớp, gạn lấy lớp nước trong, sau đó lọc phần còn lại, bỏ bã. Nguyên nhân làm cho rượu đục: Rượu vang quả là một dung dịch thật vì trong rượu có những phần tử nhỏ như cồn, đường, muối khoáng…(dung dịch thật bao giờ cũng trong), lại vừa là một dung dịch keo vì có những phân tử như glyxerin, pectin, protein…Dung dịch keo vẫn có thể trong, nhưng khi vì một lý do nào đó các phân tử kết với nhau thành những hạt keo lớn thì rượu thành đục do không để ánh sáng lọt qua dễ dàng. Có nhiều nguyên nhân làm cho rượu kết tủa trong thành đục. a) Kết tủa Sắt: - Nếu trong rượu vang có từ 12 – 25 mg/l sắt tổng cộng, lại sẵn có photphat thì khi tiếp xúc với không khí sẽ hình thành FePO4 không hoà tan được. - Biện pháp: giữ cho quả sạch, không lẫn những mảnh đất vụn có thành phần sắt, không cho nước quả hoặc rượu tiếp xúc với dụng cụ sắt. b) Kết tủa đồng: - Nếu hàm lượng đồng trong rượu đạt nồng độ tối thiểu là 0.5 mg/l và trong điều kiện khử oxy kết tủa thành một thứ bột màu đỏ. - Biện pháp: không cho nước quả và rượu tiếp xúc với đồng. Trang 7 Phân tích thực phẩm c) Kết bông protein: Protein của nước quả bị tiêu hủy một phần bởi "con men", một phần nữa bị các chất tanin làm kết bông, nhưng vẫn có mặt ở trong rượu trẻ. Nếu lượng tanin trong rượu tăng lên sẽ gây ra kết tủa bông protein dưới dạng những vẫn đục màu trắng, sền sệt như bột gạo lỏng đem nấu chín. d) Kết tủa oxydaza: - Trong nước quả thường có các men oxydazahay polyfenola oxydaza oxy hoá các chất polyfenola làm cho polyfenola chuyển màu, rượu bị đục. - Biện pháp: tốt nhất là xử lý nhiệt ở 60 – 700C. 1.5. Điều vị Bằng cách bổ sung rượu gạo nhằm làm tăng độ cồn cho sản phẩm. Ngoài ra người ta còn bổ sung thêm hương, siro (lượng hương không quá 200ml/l rượu để đảm bảo không gây độc hại cũng như mất đi hương vị của sản phẩm vang nho). Đối với rượu vang thông thường bổ sung từ 0.5 – 1ml hương. Điều vị nhằm tạo hương vị hài hoà cho sản phẩm, khắc phục những sự cố như chưa đủ độ cồn, độ chua, độ ngọt do quá trình lên men chưa đạt yêu cầu, nâng cao giá trị cảm quan và dinh dưỡng cho sản phẩm vang nho. Không nên pha chế gì thêm sau khi rượu đã chín và đem ra tiêu thụ, chỉ nên bổ sung trước khi để cho rượu chín. Chỉ dùng những nguyên liệu co chất lượng cao. Pha chế đúng liều lượng và tùy trường hợp. 1.6. Đóng chai, thanh trùng và bảo quảng Đóng chai, thanh trùng ở 600C, thời gian 20 phút nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây hại. Bảo quản: trong thùng kín ở nhiệt độ thường, thoáng mát, sản xuất nhỏ dụng cụ chứa là chai hoặc lọ, lọ miệng càng to càng tốt, nếu miệng nhỏ thì phải để trống 1 khoảng phía trên (1/3 – 1/5 chai), giai đoạn này không cần nút kín, chỉ 5 – 10 ngày là qua giai đoạn này. Cuối cùng khi cho rượu chín dài hạn, có thể dùng chai nút thật kín, cũng có thể dùng những hũ, lọ có nắp bằng sành, được láng da trơn bóng để chống ẩm.Hũ sành bảo đảm kín nắp để tránh oxy xâm nhập, có thể chôn xuống hoặc để trong khô, đậy kín cách ly rượu với môi trường xung quanh. 2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích chất lượng chuyên dùng trong sản rượu vang Trang 8 Phân tích thực phẩm 2.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích chất lượng nguyên liệu 2.1.1. Xác định acid tổng số - Nguyên lý Dùng một dung dịch kiềm chuẩn (NaOH) để trung hòa hết các acid trong mẫu, với phenolphthalein làm chỉ thị màu. - Dụng cụ, thiết bị - hóa chất Buret, pipet, bình tam giác, dung dịch NaOH 0,1 N, nước cất, phenolphthalein 1% trong cồn 900. - Tiến hành Nhỏ NaOH 0,1N từ buret xuống, cho đến khi dịch thử có màu hồng nhạt bền vững. - Tính kết quả Độ acid toàn phần theo phần trăm (X1) bằng công thức: X 1  K .n. Vcd .100 V .P Trong đó: n: số ml NaOH 0,1N sử dụng để chuẩn độ V ml dịch thử. Vcd: thể tích mẫu cô đặc ml P: trọng lượng mẫu thử, g. K: hệ số của loại acid, K = 0,006904. 2.1.2 Xác định độ ẩm Nguyên liệu ẩm, có thể coi như hỗn hợp cơ học gồm chất khô tuyệt đối và nước tự do: m = mo + w (1) Trong đó: m - Khối lượng chung của nguyên liệu ẩm mo- Khối lượng chất khô tuyệt đối (không có ẩm) w - Khối lượng nước chứa trong nguyên liệu. Trang 9 Phân tích thực phẩm + Độ ẩm tương đối (ω) của nguyên liệu ẩm: Là tỷ số giữa khối lượng nước trên khối lượng chung (m) của nguyên liệu ẩm, tính bằng phần trăm:  w w .100  .100% m m0  w (2) + Độ ẩm tuyệt đối (ωo) của nguyên liệu ẩm: là tỷ số giữa nước (w) và khối lượng chất khô tuyệt đối (mo) của nguyên liệu ẩm, %: ωo = (w / mo) 100 ; % Muốn quan sát quá trình sấy bằng đường cong lấy một cách rõ ràng (tạo thành các điểm uốn ở các giai đoạn sấy) người ta thường sử dụng độ ẩm tuyệt đối, còn độ ẩm tương đối biểu thị trạng thái ẩm của nguyên liệu. Vì vậy trong sản xuất, xác định thành phần ẩm hay độ ẩm của nguyên liệu người ta thường xác định và tính toán độ ẩm tương đối (ω) bằng % theo biểu thức (2) ở trên. 2.1.3. Xác định hàm lường đường tổng và đường khử Định lượng đường khử, đường tổng bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với ferrycyanure - Nguyên tắc Khi cho ferrycyanure phản ứng với đường khử, sản phẩm thu được là ferrocyanure. Dựa vào phản ứng này, ta có thể suy ra lượng đường khử có mặt trong dung dịch cần xác định. Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm NaOH, khi đun nóng với chỉ thị xanh metylen. Phương trình phản ứng: CH2OH(CHOH)4CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH  CH2OH(CHOH)4COONa + NaK3Fe(CN)6 + H2O Phương pháp này đơn giản hơn phương pháp dùng dung dịch kiềm của sulfat đồng do không tạo tủa và phản ứng kết thúc rỏ rang. Kết quả tính toàn không dựa vào phương trình lý thuyết, mà dùng công thức thực nghiệm. Độ chính xác của kết quả phụ thuộc nhiều yếu tố, nhưng trình tự tiến hành và thao tác là quang trọng nhất. Trang 10 Phân tích thực phẩm Tất cả monosacarit và oligosacarit là đường khử. Các oligosacarit và polysacarit dễ bị thủy phân thành monosacarit vì vậy có thể định lượn đượng khử trước và sau thủy phân để tính hàm lượng của chúng. - Hóa chất và dụng cụ Dụng cụ: Bếp đện, kẹp, lưới amiang, nồi cách thủy, phễu, ống đong, bình định mức, becher, erlen, burette, pipette Hóa chất: K3Fe(CN)6 1%, đường glucoza 0,5% (w/v), NaOH 5%, HCl 5%, CCl3COOH 10%, methyl red 1%, methylen blue 0,04%. - Tiến hành Cân 10 g nguyên liệu, cho vào bình định mức. Nhỏ 3 giọt chỉ thị metyl đổ và cho từng giọt NaOH 5% vào đến khi xuất hiện màu hồng nhạt. Lắc đều trong 10 phút định mức đén vạch và đem lọc.  Định lượng đường khử Sau khi lọc, lấy dung dịch mẫu chứa đường khử, cho vào burette. Cho vào bình nón 10 ml dung dịch K3Fe(CN)6 1% và 2,5 ml dung dịch NaOH 2,5N. Đun sôi và chuẩn độ ngay trên bếp bằng dung dịch đường khử từ burette, cho từng giọt một, lắc mạnh. Dung dịch ban đầu có màu vàng chanh của ferrycyanure. Điểm dừng chuẩn độ xác định khi màu vàng chanh biến mất, dung dịch trong suốt không màu trong khoảng 30 giây rồi chuyển sang màu vàng rơm rất nhạt của ferrocyanure. Trong trường hợp khó nhận điểm chuyển màu, có thể kiểm tra điểm kết thúc bằng cách nhỏ một giọt chỉ thị metylen xanh và một giọt đường thừa sẽ làm mất nàu xanh cho biết phản ứng đã kết thúc. Lập lại thí nghiệm chuẩn độ 3 lần - Tính kết quả Trong thí nghiệm Vk ml đung dịch mẫu và Vg dung dịch glucose 0,5% cùng phản ứng với một đung dịch ferrycyanure ở một nồng độ nhất định. Như vậy, Vk ml Trang 11 Phân tích thực phẩm dung dịch mẫu tương ứng với Vg ml dung dịch glucose 0,5% có (0,5 x Vg)/100 g glucose. Lượng đường khử được tính bằng công thức Xk  0,5.Vg.V .100 100.Vk .m + Xk: lượng đường khử, g/100 g hay g/100ml + Vg: thể tích dung dịch glucoza 0,5% cho chuẩn độ, ml + Vk: thể tích dung dịch đường khử cho chuẩn độ, ml. + V: thể tích định mức. ml + m: lượng mẫu thí nghiệm, g hoặc ml  Định lượng đường tổng Đường tổng bao gồm các gluxit hòa tan trích ly được trong nước. Xử lý mẫu tương tự như định lượng đường tổng. Sauk hi lọc , lấy chính xác 50 ml dung dịch mẫu cho vào bình tam giác 250 ml. Thêm 20 ml dung dịch HCl 5%, và đem đun cách thủy trong 30 – 45 phút. Sau đó, làm nguội nhanh và trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 2,5N hoặc dung dịch Na2CO3 bão hòa với chỉ thị metyl red. Sau đó, cho vào bình định mức 250 ml và định mức tới vạch Tiến hành định mức tương tự như định mức đường khử. Hàm lượng đường tổng được tính bằng công thức: Xt  0,5.Vg.V1 .V2 .100 100.Vt.50.m Trong đó: + Xt: hàm lượng đường tổng, % + Vg: thể tích dung dịch glucoza 0,5% cho chuẩn độ, ml + Vt: thể tích dung dịch đường tổng cho chuẩn độ, ml + V1: thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường khử, ml + V2: thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường tổng, ml Trang 12 Phân tích thực phẩm + m: lượng mẫu cân thí nghiệm, g hoặc ml Định lượng glucose chuẩn 0,5%: tiến hành tương tự đối với dung dịch đường chuẩn là glucose 0,5%. Thay lượng đường khử trên burette bằng dung dịch glucose chuẩn 0,5% và chuẩn độ tương tự như định lượng đường khử. 2.1.4. Xác định hàm lượng protein thô và Nitơ hòa tan Các nguyên liệu và sản phẩm của ngành công nghiệp thực phẩm luôn chứa một lượng protit và sản phẩm thủy phân từ nó. Đây là chất cung cấp nguồn nitơ cho sự phát triển của nấm men và vi sinh vật. Nếu thiếu nitơ thì nấm men kém phát triển, thời gian lên men sẽ kéo dài và đạt hiệu quả thấp. Xác định protein thô thường thực hiện theo phương pháp Kjeldal - Nguyên tắc Đun nóng các mẫu hữu cơ trong H 2SO4 đậm đặc, trong điều kiện đun nóng, H2SO4 sẽ phân hủy thành SO2 và O2. Oxy vừa giải phóng ra sẽ oxy hóa các chất hữu cơ để tạo CO2 và nước, còn NH3 sẽ kết hợp với H2SO4 tạo NH4HSO4 bền trong môi trường acid. Trong môi trường kiềm NH 4HSO4 bị phân hủy tạo NH3. Khi cất NH3 bay ra sẽ được thu vào bình chứa H2SO4 0,1N. Từ đây suy ra lượng nitơ chứa trong mẫu thí nghiệm, sau đó nhân với 6,25 ta được protein thô. - Tiến hành Cân chính xác lượng mẫu trên cân phân tích, sau đó cho vào bình Kjeldal. Cho vào bình 20 ml H2SO4 đậm đặc, 0,5 g đồng sulfat và 1,0 g K2SO4. Lắc nhẹ 5 – 10 phút. Đặc bình lên bếp để trong tủ hút. Đun nhẹ lửa lúc bang đầu tránh trào bọt, thỉnh thoảng nhỏ vài giọt cồn. Đun đến khi xuất hiện màu xanh của CuSO 4 trong hỗn hợp. Thời gian đun thường kéo dài 4 đến 5 giờ. Đun xong để nguội rồi chuyển toàn bộ vào bình cầu. Sau đó đem chưng cất. Mặt khác lấy chính xác 25 ml H 2SO4 hoặc HCl 0,1 N tam giác, thêm thêm 10 – 15 ml nước cất và 3 giọt metyl da cam rồi đặc bình thu amoniac. Tiến hành Trang 13 Phân tích thực phẩm đun từ 30 – 60 phút, thường khi lượng chất lỏng ở bình cầu còn khoảng 1/3 là được. Thử nước ngưng với quỳ tím thấy không có phản ứng kiềm, đun xem như kết thúc. Đem dung dịch thu được chuẩn lại bằng NaOH 0,1 N để suy ra lượng acid đã phản ứng với NH3. - Tính kết quả Hàm lượng nitơ trong mẫu được tính theo công thức sau: ( a  b).0,0014 % m + a: số ml H2SO4 0,1N dùng hấp thu NH3 + b: số ml NaOH định phân acid dư + 0,0014: lượng gam nitơ ứng với 1 ml dung dịch H2SO4 0,1N. + m: lượng mẫu thí nghiệm Chú ý: nếu nồng độ H2SO4 và NaOH sai khác cần quy về 0,1N Lượng protein thô là: ( a  b).0,0014.6,25 % m 2.1.5. Xác định độ tro của dịch quả - Nguyên tắc Nung dịch quả đã sấy khô để tạo thành tro rồi tính kết quả. - Nguyên liệu, dụng cụ và hoá chất + Dịch quả mẫu + Chén sứ nung + Tủ sấy, lò nung, nồi cách thuỷ, pipet - Cách tiến hành Dùng pipet lấy 10ml dịch quả cho vào chén sứ nung loại 50ml (chén đã được sấy khô đến khối lượng không đổi). Đầu tiên dịch quả được cô đặc cạn trên nồi đun Trang 14 Phân tích thực phẩm cách thuỷ. Tiếp theo cho chén vào tủ nung và nung cho đến lúc tạo thành tro trắng và sấy cho đến khi khối lượng không đổi. - Tính toán kết quả Hàm lượng tro trong dịch quả được tính bằng công thức sau: X  m2  m1 m  m1 .1000  2 ,g /l 10.1000 10 Trong đó: + X - Hàm lượng tro có trong dịch quả, g/l + m2 - Khối lượng chén và tro, mg + m1 - Khối lượng chén sứ đã sấy khô, mg + 10: Số ml dịch quả lấy làm phân tích + 1000: Chuyển ra gam +1000: Chuyển ta lít 2.1.6. Xác định Tanin Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch A cho vào bát sứ trắng dung tích 1 lít, thêm 750ml nước cất và 10ml dung dịch chỉ thị Indigocacmin 0,1% và 10ml H 2SO4 1/4, chuẩn độ bằng dung dịch KMnO 4 0,1N khuấy mạnh bằng đũa thuỷ tinh. Chuẩn độ với tốc độ 1 giọt/s cho đến khi xuất hiện màu vàng xanh (màu hỗn hợp trong bát sứ dần dần biến đổi từ xanh qua xanh xám, xanh ánh, vàng xanh. Muốn có kết quả chính xác cần chuẩn độ 2 - 3 mẫu trong cùng điều kiện. Chuẩn độ một mẫu trắng song song (thay 10ml dung dịch A bằng 10ml nước cất). - Tính kết quả: - Hàm lượng % Tanin theo chất khô của dịch quả được tính theo công thức: X  (a  b).V2 .000487 .100 V1 .w Trong đó: + a: Thể tích KMnO4 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu dung dịch, ml Trang 15 Phân tích thực phẩm + b: Thể tích KMnO4 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu trắng, ml + V1: Thể tích dung dịch A: V2 = 1000ml + w: Lượng chất khô của dịch quả trong mẫu ban đầu * Ghi chú: Đây là phương pháp đơn giản nhất, tốt ít thời gian so với các phương pháp khác nên được dùng nhiều nhất trong các phòng thí nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là cùng một lúc xác định Tanin và các chất màu khác nên kết quả thường cao hơn các phương pháp khác có thể đến 5%. 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích chất lượng lên men rượu vang 2.2.1. Tính mức độ lên men Mức độ lên men là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình lên men, nó được tính bằng công thức sau: V  E e .100,% E Trong đó: V - Mức độ lên men E - Nồng độ chất khô co trong dung dịch lên men ban đầu d - Nồng độ chất kho có trong rượu thành phẩm 2.2.2. Xác định số lượng tế bào men Trong quá trình lên men ngoài việc theo dõi hai thông số độ đường và nhiệt độ trong buồn lên men, ta cần kiểm tra vi sinh vật để xác định chất lượng của nấm men giống với các thông số: - Tổng lượng tế bào nấm men trong 1 ml dịch đang lên men. - Tỷ lệ tế bào sống trên tổng lượng tế bào đếm được. - Tỷ lệ nấm men đang nẩy chồi trên tổng lượng nấm men sống. - Phát hiện những vi sinh vật dại nhiễm vào dịch đang lên men. Tuy nhiên, trong thực tế sản suất ta thường dùng pương pháp nhuộm màu với xanh methylen để xác định nhanh tế bào nấm men chết, qua thông số này ta cũng có Trang 16 Phân tích thực phẩm thể đânhs giá sơ bộ tình trạng chất lượng của men nấm. Phương pháp nhuộm màu nhanh của Lofler như sau: 0,5 g xanh methylen pha với 30 ml cồn ethylic 96%V và 2 ml KOH 0,1 N và them nước cất cho đủ 100 ml. Với dung dịch này ta nhuộm màu nấm men, chỉ có những tế bào nấm men chết mới bắt màu với xanh methylen. Thông qua việc kiểm tra vi sinh vật, ta theo dõi được tình trạng hoạt động của nấm men thuần, đồng thời sớm phát hiện những biểu hiện xấu do vi sinh vật gây ra trong bồn lên men, để điều chỉnh. 2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích chất lượng rượu vang thành phẩm 2.3.1. Xác định hàm lượng methylic Alcol methylic là chất lỏng không màu, hòa tan tốt trong nước. Nhiệt độ sôi 64,7 0C, là chất độc đối với cơ thể. Nếu uống vô từ 8 – 10 g thì có thể bị ngộ độc, mắt bị rối loạn và có thể gây mù lòa. Nếu uồng nhiều có thể gây tử vong. - Nguyên tắc Alcol methylic sẽ bị oxy hóa thành aldehyt trong môi trương acid. Sau đó aldehyt sẽ phản ứng với sunfit fucxin để tạo phản ứng màu. - Hóa chất + Dung dịch acid oxalic bão hòa (8 g/100 ml) + Dung dịch KMnO4 1% + Acid sunfuric đậm đặc (d = 1,83 – 1,86) + Dung dịch sunfit fucxin: cân 0,1 g fucxin rồi hòa với 20 – 30 ml nước nóng 800C, chuyển toàn bộ vào bình định mức 100ml vào thêm nước cất đến vạch. Tiếp đó chuyển dung dịch vào một bình khô lớn hơn, thêm vào đó 2,5 ml dung dịch NaHSO 3 (d = 1,262). Lắc đều và để yên 3 – 4 giờ. Khi dung dịch trở nên màu hồng nhạt hoặc không màu thì thêm 0,5 ml H 2SO4 đậm đặc. Lắc đều và để bình ngoài chỗ sáng 2 – 3 ngày cho đến khi màu của dung dịch trở nên vàng thì có thể đem dùng hoặc chuyển sang bình nâu và bảo quảng nơi tối mát. Trang 17 Phân tích thực phẩm Dung dịch mẫu có nồng độ methylic khác nhau được pha bằng cồn ethylic 96% nhưng không chứa methylic. Lấy 1 ml methylic tinh khiết cho vào bình định mức 100 ml rồi dùng ethylic không chứa methylic đổ đầy đến ngấn bình. Từ dung dịch này ta pha thành các dung dịch có nồng độ methylic khác nhau:  0,13% khi xác định hàm lượng methylic trong cồn thô  0,05% và 0,03% khi xác định cồn tinh khiết. - Tiến hành Lấy ống nghiệm to khô và sạch, cho vào đó 0,1 ml dịch rượu cộng 5 ml KMnO 4 0,1N và 0,4 ml H2SO4 đậm đặc. Lắc nhẹ và để yên, sau 3 phút thêm vào đó 1ml acid oxalic bão hòa để khử lượng KMnO4 dư: Khi dung dịch có màu vàng, thêm vào đó 1 ml H 2SO4 đậm đặc, khi mất màu dùng ống hút cho vào 5 ml dung dịch fucxin. Lắc nhẹ, và để khoảng 25 – 30 phút. Song song với thí nghiệm với dung dịch mẫu chứa methylic đẫ biết trước. Sau 25 – 30 phút nếu màu của ống chứa cồn thì nghiệm nhạt hơn hoặc bằng màu của dung dịch mẫu thì xem như rượu đạt tiêu chuẩn về hàm lượng methylic. Nếu màu của mẫu thí nghiệm đậm hơn, nghĩa là không đạt. 2.3.2. Xác định ester - Nguyên tắc Các este được xà phòng hoá hoàn toàn bởi kiềm dư rồi chuẩn độ lượng kiềm dư bằng dung dịch H2SO4 chuẩn. Từ đó tính ra hàm lượng este. - Hoá chất, dụng cụ + Bình cầu đáy tròn 250ml và bộ sinh hàn ngược + Nồi cách tthuỷ buret, pipet, KOH 0,1N H 2SO4 0,1N, lắc đều và chuẩn I2SO4 0,1N, phenolftalein dung dịch rượu 1%. - Tiến hành Hút 50ml rượu mẫu sau khi đã xác định lượng acid chung vào bình cầu đáy tròn, thêm 20ml KOH 0,1N, lắp bình vào bộ sinh hàn ngược, đặt bình vào nồi cách Trang 18 Phân tích thực phẩm thuỷ đun sôi trong 1 giờ để xà phòng hoá. Lấy bình ra làm nguội, thêm 20ml H 2SO4 0,1N lắc đều và chuẩn I2SO4 0,1N dư bằng KOH 0,1N với chỉ thị Phenolftalein 1%. Số ml KOH đã dùng để chuẩn độ đúng bằng số ml KOH dùng để xà phòng hoá các este trong rượu mẫu. - Tính kết quả Hàm lượng este (theo etylaxetat) được tính theo công thức; X5  a.8,81.1000 , mg / lít V X6 = 100. X5 /R , mg/lít rượu khan Trong đó: + a: Số ml KOH dùng để xà phòng hoá + 8,81: Số mg etylaxetat ứng với 1ml KOH 0,1N xà phòng hoá + V: Thể tích rượu mẫu đem phân tích 2.3.3. Xác định andehit Các Andehit là nguyên nhân chính gây nên vị xốc và nhức đầu khi uống rượu, làm cho rượu khó uống và có hại cho sức khoẻ. Trong việc xác định các chỉ tiêu andehit, furfurol, rượu bậc cao nhất thiết phải điều chỉnh độ rượu của rượu mẫu về 500: - Nếu độ rượu của rượu mẫu dưới 500: phải pha thêm một thể tích nhất định cồn etylic tinh khiết (không có tạp chất) có độ cồn 900. Các Andehit cho phản ứng cộng với thuốc thử Sip tạo thành hợp chất có màu hồng theo phản ứng: H2N-C6H4 H2N-C6H4-C-C6H4-NH2SO2 OH RCHO-SONH-C6H4I2-SONH-C6H4I2-C6H4-NH2 SO3H không màu màu hông Trang 19 Phân tích thực phẩm Rượu mẫu và dung dịch tiêu chuẩn chứa andehit đều tạo màu hồng với thuốc thử Sip. Đem 2 dung dịch màu hồng này do màu trên máy Đubốt. Từ lượng Andehit đã biết trong dung dịch tiêu chuẩn sẽ tính được lượng andehit có trong rượu mẫu. - Dụng cụ, hoá chất + Ống nghiệm, pipet, máy so màu Dubốt + Thuốc thử Sip pha như sau: . Dung dịch Fucsin 1%: 150ml . Dung dịch NaHSO2 đặc (d = 1,36): 100ml . H2SO4 đậm đặc (d = 1,84): 15ml Cho tất cả vào bình định mức 1 lít, thêm nước cất đến ngấn bình, lắc kỹ, cho vào bình thuỷ tinh tạo màu để ở chỗ tối và chỉ dùng sau vài ngày điều chế. + Tạo cồn tinh khiết: Nếu có cồn tuyệt đối hay cồn nồng độ cao 90 0 trở lên mà có chứa andehit thì phải tinh chế loại bỏ andehit như sau: Cho cồn tuyệt đối hay cồn nồng độ cao vào bình cầu, lắp bộ sinh hàn ngược, cho thêm vào 2g clohidrat phenylen diamin, chưng cách thuỷ trong một giờ. Sau đó chuyển cả dung dịch vào bình cất của bộ chưng cất, loại bỏ phần cồn đầu và cồn cuối chỉ lấy phần cồn giữa. Đem làm nguội và đo độ cồn bằng cồn kế, dùng nước cất để điều chỉnh về cồn 900 và 500 để dùng. + Tạo dung dịch andehit tiêu chuẩn: Cân 0,1387 gam amoni andehit (dùng cân phân tích chính xác đến 0,001 gam) tương đương với 0,1g andehit axetic, hoà tan với 50ml cồn tinh khiết 500. Cho tất cả vào bình định mức 100ml, thêm cồn tinh khiết 50 0 đến vạch mức, lắc kỹ. Dùng pipet hút 50ml dung dịch trên cho vào bình định mức 1000ml, thêm cồn tinh khiết 500 đến vạch mức, lắc kỹ. Như vậy trong 1 ml dung dịch này có chứa 0,05 mg andehit axetic. - Tiến hành Lấy 2 ống nghiệm cho vào 1 ống 10ml rượu mẫu đã điều chỉnh về đúng độ cồn 500, cho vào ống kia 10ml dung dịch andehit tiêu chuẩn. Thêm vào mỗi ống 4 ml thuốc thử ship. Dùng ngón tay bịt chặt ống nghiệm và lắc kỹ trong vài phút, để yên trong 20 phút. Nếu thấy ống màu hồng của hai ống gần như nhau thì cho ngay vào cuvet của máy so màu Đubốt, quan sát thật chính xác để xác định andehit. Trang 20