1 Đại cương protid o Protid thành phần quan trọng thể sinh vật Protid có chứa nguyên sinh chất nhân tế bào động vật thực vật Protid gắn liền với sống, đâu có sống có protid o Về phương diện hóa học, protid hợp chất hữu mà thành phần cấu tạo gồm cacbon (~52%), oxy (~22%), hydro (~6,8%), nitơ (~16%) lượng nhỏ lưu huỳnh photpho o Protid bao gồm axit amin hợp chất (peptit, protein) thủy phân cho nhiều loại axit amin o Còn protein protid khác (không có dây nối speptit) chia thành homoprotein thủy phân cho axit amin, heteroprotein hợp chất axit amin chất phi protein 1.1 Vai trò protid dinh dưỡng người Protid cần thiết cho chuyển hóa bình thường chất dinh dưỡng khác Đặc biệt vitamin chất khoáng Protid tạo nên áp lực keo máu trì áp lực keo mức độ định Ở người bị bỏng, xơ gan, thiếu dinh dưỡng, thận hư nhiễm mỡ việc cung cấp protid thể không đủ nhu cầu dẫn đến rối loạnbệnh lý nghiêm trọng Protid tham gia vào việc trì thăng kiềm toan thể a) Protid yếu tố tạo hình : thành phần cấu tạo chủ yếu nhân nguyên sinh chất tế bào Một số protid đặc hiệu tham gia vào thành phần bắp, máu, bạch huyết, hormon, men, kháng thể Do vai trò này, protid có liên quan đến chức sống thể (tuần hoàn, hô hấp, sinh dục hoạt động thần kinh tinh thần) Ở thể bình thường, có mật nước tiểu không chứa protid b) Protid tham gia vào hầu hết chức sống thể: Protid cần thiết cho chuyển hóa bình thường chất dinh dưỡng khác Ðặc biệt vitamin chất khoáng - Protid giữ vai trò định để trì sụ định nội môi Protid tạo nên áp lực kéo máu trì áp lực keo mức độ định Ở người bị bỏng, xơ gan, thiếu dinh dưỡng, thận hư nhiễm mỡ việc cung cấp protid thể không đủ nhu cầu dẫn đến rối loạn bệnh lý nghiêm trọng - Protid tham gia vào việc trì thăng kiềm toan thể c) Protid kích thích thèm ăn, giữ vai trò để tiếp nhận chế độ ăn khác d) Protid chất bảo vệ thể có mặt ba hàng rào thể là: da, huyết bạch huyết tế bào miễn dịch e) Cung cấp lượng: Ngoài nhiệm vụ cấu tạo thể, protid nguồn cung cấp lượng Trong thể, 1gam protid sau đốt cháy hoàn toàn cung cấp cho thể Kcal 1.2 Giá trị dinh dưỡng protid - Các protid cấu thành từ acid amin Các acid amin kết hợp với theo tỉ lệ định tạo nên protid khác nhau: giá trị sinh học dinh dưỡng loại protid phụ thuộc vào cân đối acid amin, mà cân đối “hợp lý” lại thành phần acid amin thể người định Không có loại thực phẩm có thành phần acid amin hoàn toàn giống với thành phần acid amin thể - Do đó, để đáp ứng nhu cầu thể CẦN PHỐI HỢP CÁC LOẠI PROTID THỨC ĂN để có thành phần acid amin cân đối Có loại acid amin thể người tổng hợp được, tổng hợp với lượng Đó Leucin, Isoleucin, Lysin, Tryptophan, Phenylalanin, Valin, Treonin Methionin Ngoài ra, thể trẻ em phải kể thêm Histidin Arginin Người ta gọi chúng acid amin cần thiết Một Protein có giá trị dinh dưỡng cao loại protein có đủ loại acid amin cần thiết với tỷ lệ cân đối ngược lại Thường chất lượng loại protid nguồn gốc động vật cao, nguồn gốc thực vật thấp Phân tích đạm toàn phần 2.1 Định nghĩa  Trong thực phẩm, hợp chất có chứa nitơ thường dạng protit, acid amin, peptit…ngoài có số chất khác như: amit, muối amoni…  Xác định hàm lượng nitơ toàn phần xác định hàm lượng N tất hợp chất có chứa nitơ 2.2 Các phương pháp phân tích đạm toàn phần 2.2.1 Phương pháp Kjendalh a Nguyên tắc Các chất protid vô hóa axit sunfuric đậm đặc (H 2SO4 đ) Làm xúc tác cho trình vô hóa đồng sunfat, H 2O2, thủy ngân, selen, kali pemanganat hỗn hợp khác • Dùng kali sunfat hay natri sunfat để làm tăng nhiệt độ sôi acid sunfuric, đẩy nhanh trình oxi hóa • Sản phẩm vô hóa protid amoniac: • • CxHyOzNt + O2(KK) • Kỹ thuật chuẩn độ ngược: NH3↑ + SO2↑ + CO2↑ +H2O NH3↑ vừa sinh tác dụng với H2SO4 đđ NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Dùng kiềm mạnh đẩy (NH4)2SO4 dạng tự do: 2NaOH đđ + (NH4)2SO4 → 2NH3 + Na2SO4 + H2O Cất NH3, dùng H2SO4 0,1N (đã biết trước thể tích) để hấp phụ NH3 + Chuẩn lượng H2SO4 0,1N dư NaOH 0,1N Từ lượng NaOH 0,1N tiêu tốn tính lượng Nitơ Kỹ thuật chuẩn độ thế: NH4OH + H3BO3 → NH4H2BO3 → chuẩn dộ dd HCl với có mặt thị tashiro Điểm cuối chuẩn độ dd chuyển từ xanh lục sang xám bẩn NH4OH + H3BO3 → NH4H2BO3 + H2O • NH4H2BO3 + HCl → NH4Cl +H3BO3 b Dụng cụ - hóa chất Dụng cụ - Bình phá mẫu - Bếp đun - Bộ chưng cất Kjeldahl định lượng Nitơ gồm: Bình cất đạm (bình Kjeldahl) Ống dẫn khí Ống sinh hàn Bình hứng (becher 250ml) Bi thủy tinh - Pipet 20ml; pipet 10ml - Erlen 250ml c Hóa chất + nguyên liệu - Bột đậu nành (0.1g), nước tương 1-2 ml - H2SO4 đậm đặc - NaOH 40% - H2SO4 0.1N chuẩn - NaOH 0.1N chuẩn Vô hóa mẫu - Thuốc thử Tashiro - Chất xúc tác: hỗn hợp K2SO4 : CuSO4 (3:1) Hệ thống Kjeldahl tự động gồm vô hoá mẫu chưng cất d Tiến hành Lấy mẫu Tùy hàm lượng protein có thực phẩm tùy theo dạng sản phẩm cách lấy mẫu sau: Sản phẩm khô Hàm lượng protein nhiều: cân 0,3 - 0,5g mẫu cân phân tích Hàm lượng protein : cân - 2g mẫu cân phân tích Sản phẩm khô sau cân gói vào giấy lọc không tro, cho vào bình hút ẩm Sản phẩm ướt Tùy mẫu có hay nhiều protein mà cân lượng mẫu, thường cân 1g vào cốc Chuyển mẫu vào bình Kiendan, cho nước cất tráng cốc cho vào bình Kiendan (dùng nước tốt) Sản phẩm lỏng (nước mắm, nước chấm…) Dùng pipet lấy xác - ml mẫu cho vào bình Kiendan Vô hóa mẫu - Thêm vào bình Kiendan chứa mẫu 1g e K2SO4, 2g CuSO4, 3ml H2SO4 đậm đặc, dùng nước tráng cổ bình, đặt miệng phễu lên miệng bình Kiendan, cặp bình Kiendan vào giá, đáy bình đặt nghiêng góc 450 đặt bếp điện hay đèn cồn - Đun nhẹ, sau b d c a vài phút chuyển sang đun mạnh toàn f Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống Kjeldahl cổ điển dung dịch bình a Bình cầu Kiendan có màu xanh b Bình bảo hiểm c Bình cất sunfat đồng hay xanh vàng ngừng - Để nguội bình đến nhiệt độ phòng, chuyển sang bình định mức 100 ml, tráng bình Kiendan nước cất thêm nước cất đến vạch định mức, lắc Cất mẫu Tiến hành máy cất đạm - Đun xong, để nguội lắp bình Kiendan vào máy cất đạm - Hút 20ml H2SO4 0,1N cho vào bình tam giác f 250ml, - 10 ml nước cất 2-3 giọt thị fenolftalein đặt bình vào đầu sinh hàn máy cất đạm, cho đầu ống sinh hàn phải nhúng ngập vào dung dịch bình tam giác - Dùng pipet lấy 10ml dung dịch bình định mức cho vào bầu cất c máy cất đạm, thêm vào 20 - 30 ml NaOH 30% - Cho nước cất vào khoảng 2/3 thể tích bình cầu a, mở nước làm lạnh chảy vào ống làm lạnh - Đun sôi dung dịch bình cầu khoảng 20 - 25 phút, dùng giấy quỳ thử nước ngưng thoát không phản ứng kiềm Cất xong dùng bình tia rửa acid bám ống ngưng nhúng bình tam giác Chuẩn độ: Chuẩn độ lượng H2SO4 0,1N dư bình tam giác NaOH 0,1N đến dung dịch bình tam giác chuyển sang màu hồng Cất mẫu trắng Cất mẫu trắng với lượng thuốc thử thao tác thay 100ml dung dịch bình định mức 10ml nước cất e Tính toán + Sau tính hàm lượng Nitơ, muốn tính hàm lượng protit toàn phần thực phẩm, ta tính sau: Protid toàn phần = K hàm lượng Nitơ toàn phần K = 5,7 Lúa mì, đậu K = 6,0 Ngô K= 6,25 Thực phẩm có nguồn gốc động vật K= 6,38 Sữa K = 8,0 Khoai tây Công thức tính Độ đạm = %N × K %N = m ĐN ×[(NV)H+ – (NV)OH-]× %N = m ĐN × (NV)H+ × ×f = m ĐN ×[(NV)H+ – (NV)OH-]× ×f = m ĐN × (NV)H+ × ×f ×f 2.2 Phương pháp Dumas Dumas phương pháp định lượng để xác định lượng nitơ chất, dựa phương pháp mô tả Jean-Baptiste Dumas 2.2.1 2.2.2 Nguyên tắc: Phương pháp đốt cháy để xác định protid thô Quy trình dùng thiết bị lò điện đun nóng mẫu phân tích lên đến 600 lò phản ứng bịt kín với diện oxy Hàm lượng nitơ khí đốt sau đo cách dùng máy dò dẫn nhiệt Mỗi lần xác định cần khoảng phút Cách tiến hành: Mẫu phân tích kết dạng viên, đốt cháy nhiệt độ cao, thời gian, trình xúc tác diễn việc khí oxy áp suất khí Khí cháy sinh gồm CO2 , H2O, NOx, đưa qua lò thấp nơi mà khí NOx chuyển thành khí Nx Hơi ẩm H2O CO2 tách riêng phận hấp thụ, thành phần khí Nx đo Detector độ dẫn TCD Tất trình diễn thời gian ngắn Dựa vào hàm lượng Nito ta xác định hàm lượng đạm sau: Nito tổng= nito protid + nito protid Trong nguyên liệu sinh học hàm lượng nito phi protein nhỏ việc tách riêng phức tạp nên người ta tính hàm lượng protid theo Nito tổng gọi protid thô hay protid tổng Protid (%) = Nito(%) x 6.25 2.2.3 Thiết bị Thiết bị phân tích đạm theo phương pháp Dumas sau: Thông tin thiết bị: • • • • • • • • • • Model: DNA 70 thiết bị Velp-Italy Thiết bị thiết kế bao gồm lấy mẫu tự động lên tới 116 vị trí, khối lượng mẫu lớn 1g Detetor: loại Detetor độ dẫn TCD tự động chuẩn Độ lặp RSD: nhỏ 0.1% mẫu chuẩn EDTA(9.57%) Recovery: 99.5% Gới hạn Detector: 0.01mgN Khí sử dụng:He O2 Độ tinh khiết khí He: 99.999%( grade 5.0) Độ tinh khiết khí O2: 99.999%(grade 5.0) Máy nén khí Nitro gen: không dầu nước, độ tinh khiết: 99.6% • • • • • • • • Áp suất khí He: Bar Áp suất khí O2: Bar Áp suất khí nén: Bar Cổ giao diện: USB RS 232 Công suất điện: 1400W Nguồn điện sử dụng: 230/50Hz Trọng lượng máy: 55kg Kích thước máy: 710x 51x 410mm(710x685x410mm với lấy mẫu tự động) Tính kỹ thuật máy chưng cất đạm tự động: * Máy dùng để phân tích mẫy dạng lỏng , dạng paste, dạng rắn tốn cho trình tiền xử lý * Phép phân tích trực tiếp hòan tòan tự động theo phương pháp Dumas * Tiết kiệm thời gian : tốn thời gian vào công việc phá hủy mẫu acid * Môi trường phân tích không độc hại : không dùng chất xúc tác độc hại * Thời gian phân tích ngắn : vài phút từ đưa mẫu vào Nguyên lý phương pháp chưng cất đạm tự động Dumas: * Nguyên lý đo thiết bị phân tích rapid N III dựa phương pháp Dumas tiếng Thành phần hữu mẫu đốt cháy hòan toàn nhiệt độ cao (khoảng 1000 oC ) môi trường oxi * Tất hợp chất bốc tách khỏi vùng đốt dòng khí mang Hỗn hợp khí qua nhiều chất xúc tác, vài vùng đun nóng, hấp phụ tất chất xúc tác thể rắn Các thành phần không mong muốn loại ra, tất hợp chất Nitơ mẫu định lương theo hàm lượng nguyên tố Nitơ Khí mang/hỗn hợp khí nitơ cuối qua dò độ dẫn nhiệt Tích phân theo thời gian tín hiệu đầu tỷ lệ với lượng nitơ diện dòng khí nghĩa tỉ lệ với hàm lượng nitơ tuyệt đối mẫu máy chưng cất đạm tự động * Chức hiệu chuẩn đường thẳng giúp ta tính tóan khối lượng nitơ (mg) Máy phân tích cho ta khối lượng nitơ , nồng độ % nitơ , hàm lượng protein mẫu *Điều khiển vận hành xử lý liệu : PC dùng cho vận hành điều khiển , chạy chương trình Windows , cổng giao tiếp kết nối với cân PC tích hợp sẵn , sẵn sàng cho viễc bổ sung LIMS network khác *Khí sử dụng cho máy chưng cất đạm tự động: CO2 99.995% tinh khiết , lit cho phép phân tích O2 99.995% tinh khiết , 0.4 lit cho phép phân tích *Nguồn điện cung cấp : 230V , 50/60Hz , 1.4kW ; 110V có yêu cầu *Kích thước : 780 x 600 x 700mm L x W x H *Khối lượng máy : 110kg 2.3 Xác định đạm tổng thực phẩm (cụ thể: nước mắm) phương pháp Nesslerization (P.P đo quang) 2.3.1 Nguyên tắc • Amoniac tự định lượng nhờ phản ứng ammoniac với thuốc thử nessler sinh hợp chất mang màu • Cường độ màu phụ thuộc vào hàm lượng NH3 có mẫu 2.3.2 Hóa chất – dụng cụ • Dung dịch N 20ppm (ml) : dung dịch dựng chuẩn • Hợp chất xúc tác: có tác dụng làm cho lực hoạt hóa nito giảm • • • • xuống Dung dịch mẫu: để xác định hàm lượng đạm toàn phần Đệm Ph = (ml) : làm chất che Thuốc thử nessler: đóng vai trò Ligand ( vàng nhạt sang vàng nâu) H2 SO4 đậm đặc : làm cho hợp chất hữu co bị cháy Khi đốt nóng mẫu H2 SO4 đậm đặc chất hữu bị oxi hóa thải SO3 Chất phân ly SO2 oxi nguyên tử oxi thải oxi hóa hidro cacbon hợp chất hữu tạo thành CO2 H2O • NaOH 1% : để trung hòa lượng axit dư 2.3.3 Chuẩn bị mẫu Mẫu lắc trộn đều, lấy xác 50 μl thêm 0,4 mg hỗn hợp xúc tác • ml H2SO4 dd (tất cho vào bình định mức 25 ml khô) • Cho lên bếp cách cát nhiệt độ 200°C , vô hóa đến dung dịch có màu xanh suốt (khoảng10p) 2.3.4 Quy trình xác định Lấy mẫu Xử lý mẫu Tính toán Định mức Dựng dãy chuẩn Đo trắc quang Vd Chuẩn bị bình định mức khô cho hóa chất sau Becher Dung dịch N 20ppm (ml) Dung dịch mẫu 0.2 0.6 1.2 1.8 2.4 0 0 0 ml Đệm Ph = ml 4 4 4 4ml Thuốc thử nessler (giot) N (μg) 5 5 5 12 24 36 48 CX NAOH 1% 0 0 0 ml Nước cất lần Định mức tới vạch Bình mẫu Sau tiến hành đo quang λ = 440nm 2.3.5 Tính toán Lập đồ thị chuẩn hệ tọa độ A- C Từ ta tính hàm lượng đạm có mẫu Ví dụ: 2.3 So Sánh số phương pháp định lượng protid 2.3.1 So sách mẫu bia có không qua thẩm tích 2.3.2 Kết luận  Các phương pháp khác cho kết không giống Hằng năm giới sản xuất khoảng tỷ thực phẩm có protid số lượng thực phẩm cần phải phân tích protid lớn  Vì người ta không ngừng nghiên cứu cải thiện phương pháp phân tích protid cho nhanh chóng, xác rẻ TÀI LIỆU THAM KHẢO Th.s Tán Văn Hậu Giáo trình kiểm tra chất lượng tiêu dùng Trường đại học công nghiệp thực phẩm Tp Hồ Chí Minh, 2014 Nguyễn Văn Mùi Hóa sinh học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà nội, 2001 Holtzhauer M Basic Methods for the Biochemical Lab Springer, 2006 Ronald E Current Protocols in Food Analytical Chemistry John Wiley & Sons, Inc., 2003 [...]... chưng cất đạm tự động: * Máy dùng để phân tích các mẫy dạng lỏng , dạng paste, dạng rắn không phải tốn kém cho quá trình tiền xử lý * Phép phân tích trực tiếp hòan tòan tự động theo phương pháp Dumas * Tiết kiệm thời gian : không phải tốn thời gian vào công việc phá hủy mẫu bằng acid * Môi trường phân tích không độc hại : không dùng chất xúc tác độc hại * Thời gian phân tích ngắn : chỉ mất vài phút từ... ammoniac với thuốc thử nessler sinh ra 1 hợp chất mang màu • Cường độ màu phụ thuộc vào hàm lượng NH3 có trong mẫu 2.3.2 Hóa chất – dụng cụ • Dung dịch N 20ppm (ml) : dung dịch dựng chuẩn • Hợp chất xúc tác: có tác dụng làm cho năng lực hoạt hóa của nito giảm • • • • xuống Dung dịch mẫu: để xác định hàm lượng đạm toàn phần Đệm Ph = 6 (ml) : làm chất che Thuốc thử nessler: đóng vai trò là Ligand ( vàng nhạt... nối với cân và PC được tích hợp sẵn , sẵn sàng cho viễc bổ sung LIMS và các network khác *Khí sử dụng cho máy chưng cất đạm tự động: CO2 99.995% tinh khiết , 4 lit cho 1 phép phân tích O2 99.995% tinh khiết , 0.4 lit cho 1 phép phân tích *Nguồn điện cung cấp : 230V , 50/60Hz , 1.4kW ; 110V nếu có yêu cầu *Kích thước : 780 x 600 x 700mm L x W x H *Khối lượng máy : 110kg 2.3 Xác định đạm tổng trong thực... Nitơ Khí mang/hỗn hợp khí nitơ cuối cùng sẽ đi qua bộ dò độ dẫn nhiệt Tích phân theo thời gian của tín hiệu đầu ra sẽ tỷ lệ với lượng nitơ hiện diện trong dòng khí nghĩa là tỉ lệ với hàm lượng nitơ tuyệt đối trong mẫu của máy chưng cất đạm tự động * Chức năng hiệu chuẩn đường thẳng giúp ta tính tóan khối lượng nitơ (mg) Máy phân tích cho ta khối lượng nitơ , nồng độ % nitơ , hàm lượng protein trong... SO3 Chất này phân ly ra SO2 và oxi nguyên tử oxi thải ra sẽ oxi hóa hidro và cacbon của hợp chất hữu cơ tạo thành CO2 và H2O • NaOH 1% : là để trung hòa lượng axit dư 2.3.3 Chuẩn bị mẫu Mẫu được lắc trộn đều, lấy chính xác 50 μl thêm 0,4 mg hỗn hợp xúc tác và • 1 ml H2SO4 dd (tất cả cho vào bình định mức 25 ml sạch và khô) • Cho lên bếp cách cát ở nhiệt độ 200°C , vô cơ hóa đến khi dung dịch có màu... (khoảng10p) 2.3.4 Quy trình xác định Lấy mẫu Xử lý mẫu Tính toán Định mức Dựng dãy chuẩn Đo trắc quang Vd Chuẩn bị 6 bình định mức sạch và khô và cho các hóa chất như bản sau Becher 1 2 3 4 5 6 Dung dịch N 20ppm (ml) Dung dịch mẫu 0 0.2 0.6 1.2 1.8 2.4 0 0 0 0 0 0 5 ml Đệm Ph = 6 ml 4 4 4 4 4 4 4ml Thuốc thử nessler (giot) N (μg) 5 5 5 5 5 5 5 0 4 12 24 36 48 CX NAOH 1% 0 0 0 0 0 0 2 ml Nước cất 2 lần Định... phương pháp khác nhau cho kết quả không giống nhau Hằng năm trên thế giới sản xuất khoảng 4 tỷ tấn thực phẩm có protid và vì vậy số lượng thực phẩm cần phải phân tích protid là rất lớn  Vì vậy người ta vẫn không ngừng nghiên cứu cải thiện phương pháp phân tích protid sao cho nhanh chóng, chính xác và rẻ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Th.s Tán Văn Hậu Giáo trình kiểm tra chất lượng tiêu dùng Trường đại học công... tích không độc hại : không dùng chất xúc tác độc hại * Thời gian phân tích ngắn : chỉ mất vài phút từ khi đưa mẫu vào Nguyên lý của phương pháp chưng cất đạm tự động Dumas: * Nguyên lý đo của thiết bị phân tích rapid N III dựa trên phương pháp Dumas nổi tiếng Thành phần hữu cơ của mẫu được đốt cháy hòan toàn ở nhiệt độ cao (khoảng 1000 oC ) trong môi trường oxi * Tất cả các hợp chất bốc hơi đều được