BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÀ HÓA SINH THỰC PHẨM ĐỊNH TÍNH CARBONHYDRATE

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌCBỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

MÔN THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÀ HÓA SINH THỰC PHẨMĐỊNH TÍNH CARBONHYDRATE

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị NguyênNhóm 2 – HK232 – Buổi chiều thứ 6 – Tuần 15

A Định lượng lipid tổng theo phương pháp soxhletI Cơ sở lý thuyết

Phạm vi áp dụng: Các nguyên liệu, sản phẩm dạng rắn Nguyên tắc:

Dùng dung môi kỵ nước trích ly hoàn toàn lipit từ nguyên liệu đã được nghiền nhỏ Một số thành phần hòa tan trong chất béo cũng được trích ly theo bao gồm sắc tố, các vitamin tan trong chất béo, các chất mùi,… tuy nhiên hàm lượng của chúng thấp Do có lẫn tạp chất, phần trích ly được gọi là lipit tổng hay dầu thô.

Hàm lượng lipit tổng có thể tính bằng cách cân trực tiếp lượng dầu sau khi chưng cất loại sạch dung môi hoặc tính gián tiếp từ khối lượng bã còn lại Ưu điểm của cách tính gián tiếp là có thể đồng thời trích ly được nhiều mẫu trong cùng một trụ chiết.

II Chuẩn bị thí nghiệm1 Dụng cụ thiết bị

– Bộ Soxhlet (bình cầu, trụ chiết, ống sinh hàn), tủ sấy 105 , cân phân tích.℃, cân phân tích – Cối chày sứ, bình hút ẩm, giấy lọc gấp thành túi đựng nguyên liệu.

– Một bóng đèn 100w làm nguồn nhiệt.

2 Nguyên liệu, hóa chất

– Đậu phộng.

– Dung môi trích ly lipid: diethyl ether hoặc ether petrol Dung môi ether phải không chứa peroxyt, nước, rượu và có độ sôi khoảng 40 – 50 Xử lý ether như sau:℃, cân phân tích.

– Ether: 500mL

– Dung dịch NaOH hay KOH 40%: 5mL – Dung dịch KmnO4 4%: 50 mL

– Để trong 24 giờ, thình thoảng lắc đều, sau đó rửa 4 – 5 lần nước cất, loại bỏ nước bằng phểu chiết, cho thêm 50g Na2SO4 khan và để trong 24 giờ, chưng cất ether, bảo quản trong chai thủy tinh màu.

III Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Cân khoảng 2,5g đậu phộng rồi nghiền nhỏ, và đem sấy đến khối lượng không

Bước 2: Gấp giấy lọc thành túi để đựng nguyên liệu Chú ý gói mẫu phải có bề rộng

nhỏ hơn đường kính ống trụ và chiều dài ngắn hơn chiều cao ống chảy tràn Sấy khô đến khối lượng không đổi và đem cân trên cân phân tích 4 số lẻ Ghi lại số liệu.

Bước 3: Cân chính xác 2g đậu phộng nghiền nhỏ đã được sấy khô cho vào bao giấy.Bước 4: Dùng bút chì viết lên bao giấy khối lượng bì và mẫu Đặt bao giấy vào trụ

chiết Lắp trụ chiết vào bình cầu và gắn ống sinh hàn.

Bước 5: Qua đầu ống sinh hàn, dùng phều cho dung môi vào trụ chiết sao cho một

lượng dung môi đã chảy xuống bình cầu và một lượng trên phễu chiết còn đủ ngập mẫu Dùng bông làm nút đầu ống sinh hàn Mở nước lạnh vào ống sinh hàn Mở công tắc đèn và bắt đầu trích lipid.

Bước 6: Điều chỉnh nhiệt độ trích ly sao cho chu kì hoàn lưu của dung môi dạt từ 5 đến

8 lần trong một giờ Chiết cho đến khi trích ly hoàn toàn chất béo (ước tính khoảng từ 8 – 12 giờ) Thử bằng cách lấy vài giọt ether ở cuối ống xiphong nhỏ lên giấy lọc, dung môi bay hơi không để lại vết dầu loang thì kết thúc.

Bước 7: Cho ether chảy xuống hết bình cầu Lấy bao giấy ra, đặt dưới tủ hotte cho bay

hơi hết ether ở nhiệt độ thường rồi cho vào tủ sấy, sấy ở 100 – 105 trong 1,5 giờ Để℃, cân phân tích nguội trong bình hút ẩm, cân xác dịnh khối lượng bằng cân 4 số lẻ.

IV Kết quả thí nghiệm và nhận xét

Tính kết quả: Hàm lượng phần trăm chất béo tính theo công thức:

X =M1− M2

trong đó: M1 - khối lượng bao giấy và mẫu ban đầu, g

M2 - khối lượng bao giấy và mẫu sau khi trích ly lipit và sấy khô, g m - khối lượng mẫu ban đầu, g

Hàm lượng phần trăm chất béo trong đậu phộng là:

X =M1− M2

2,9661 −

2,0101 =¿

So sánh kết quả với lý thuyết:

Kết quả mà nhóm tính được là phù hợp với lượng chất béo có trong đậu phộng theo như lý thuyết Thông thường hàm lượng phần trăm chất béo trong đậu phộng dao động từ 45-50%.

Bảng thống kê thành phần dinh dưỡng, các loại khoáng chất trong 100g lạc

So sánh kết quả với các nhóm khác:

– Từ bảng kết quả ta thấy được sai lệch giữa các nhóm là không lớn và tất cả đều nằm trong khoảng dao động của hàm lượng chất béo trong đậu phộng 45-50% Điều này đạt được là nhờ các nhóm cùng cho vào chung một bình Soxhlet nên mọi điều kiện trong lúc chiết là hoàn toàn giống nhau.

– Sai lệch giữa các nhóm có thể bắt nguồn từ các nguyên nhân sau:

+ Các nhóm phải nghiền nhỏ đậu phộng và cho vào tủ sấy để giảm lượng ẩm nên có thể kích thước hạt đậu lúc đó giữa các nhóm sẽ không giống nhau.

+ Lúc chiết trong bình Soxhlet thì lượng nước sẽ vì vậy theo ra ngoài làm tăng hàm lượng chất béo thu được (vì chúng ta chỉ cân khối lượng mẫu sau khi chiết).

B Phản ứng Benedict (đường đơn)I Nguyên tắc

Phản ứng Benedict là phản ứng đặc trưng phát hiện đường khử Độ nhạy của phản ứng này rất cao, có thể phát hiện đường khử ở nồng độ 0,1%

Nguyên tắc của phương pháp là trong môi trường kiềm dung dịch đường khử sẽ khử ion Cu2+

II Phương trình phản ứng

III Chuẩn bị thí nghiệm

– Thuốc thử Benedict: Hòa tan 173g citrat natri trong 700 ml nước sôi Thêm vào 100g cacbonat natri Na2CO3 khan, làm lạnh Thêm dần 100 ml dung dịch CuSO4.5H2O 17,3% Thêm nước cất tới 1000 ml.

– Dung dịch glucoza, sacaroza, lactoza 1% (w/v)

IV Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Dùng pipette lấy vào 3 ống nghiệm, ống thứ nhất 2 ml glucoza, ống thứ hai 2

ml sacaroza, ống thứ ba 2 ml lactoza.

Bước 2: Thêm vào mỗi ống 2 ml thuốc thử Benedict bằng pipette.Bước 3: Đun các ống nghiệm ở 95oC trong 2 phút Ghi nhận kết quả.

V Hiện tượng và biện luận kết quả1 Hiện tượng

Ống 1 Màu xanh lam Màu đỏ cam và xuất hiện kết tủa đỏ gạch

Ống 2 Màu xanh lam Màu xanh dương (không có sự thay đổi)

Ống 3 Màu xanh lam Màu đỏ cam và xuất hiện kết tủa đỏ gạch

2 Biện luận

+ Dung dịch ở ống 1 chuyển sang màu đỏ, cam và xuất hiện kết tủa Chứng tỏ mẫu trong ống nghiệm có khả năng khử ion Cu2+ tạo thành tủa Cu2O có màu đỏ cam Vì vậy,

ta có thể kết luận glucoza là đường khử và trong mô thực vật cũng có sự xuất hiện của đường khử.

+ Saccaroza được hình thành từ gốc α – glucoza và gốc β – fructoza liên kết với nhau qua nguyên tử O ở giữa C1 của glucoza và C2 của fructoza Saccaroza thuộc loại dissaccarit không có tính khử bởi nhóm –OH hemiaxetal tự do không còn do đó không chuyển thành dạng andehit nên không có tính khử Vậy nên sacaroza không phản ứng với dung dịch Benedict nên vẫn giữ màu xanh lam là màu của ion Cu2+.

+ Ống 3 có sự chuyển sang màu đỏ cam nên lactoza cũng có tính khử Lactoza được cấu tạo từ 1 phân tử galactoza và 1 phân tử glucoza Kết hợp giữa nhóm –OH glucozit của glucoza và nhóm –OH ở vị trí số 4 của galactoza tạo thành liên kết β –1,4 – glicosidic Lactoza có tính khử do còn nhóm OH hemiaxetal nên có khả năng mở vòng tạo –CHO.

C12H22O11 (Lactoza) + 2CuSO4 + 2Na2CO3 to

→ C12H22O12 + Cu2O↓ + 2Na2SO4 + 2CO2↑

VI So sánh với các nhóm khác

Nhìn chung, các nhóm đều ra kết quả màu giống nhau và không có sự khác biệt đáng kể giữa các ống.

C Phản ứng với thuốc thử Fehling I Nguyên tắc

Trong môi trường kiềm đun nóng, monosaccharide ở dạng enol–diol không bền, dễ dàng khử các kim loại nặng như Cu2+, Ag+, Hg2+ Monosaccharide sẽ khử Cu2+ trong thuốc thử Fehling thành Cu+ có kết tủa đỏ gạch

– Thuốc thử Fehling (chỉ pha trước khi sử dụng): trộn đều một thể tích dung dịch Fehling A và một thể tích dung dịch Fehling B theo tỷ lệ 1:1

– Dung dịch glucoza, fructoza, saccaroza, lactoza 1% (w/v)

IV Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Lấy 4 ống nghiệm và đánh số từ 1 đến 4 Cho vào ống 1: 2 ml glucoza 1%;

ống 2: 2 ml fructoza 1%; ống 3: 2 ml saccaroza 1%; ống 4: 2 ml lactoza 1%.

Bước 2: Thêm vào mỗi ống 2 ml thuốc thử Fehling, sau đó đem đun nóng tới 95°C

trong 2 phút.

V Hiện tượng, biện luận kết quả và tài liệu tham khảo1 Hiện tượng

Ống 1 Màu xanh dương Màu cam, có kết tủa đỏ gạch

Ống 2 Màu xanh dương Màu vàng cam, có kết tủa đỏ gạch

Ống 3 Màu xanh dương Màu xanh dương (không có sự thay đổi)

Ống 4 Màu xanh dương Màu vàng, có kết tủa đỏ gạch

2 Biện luận

– Ống 1,2,4 có sự xuất hiện kết tủa đỏ gạch nên glucoza, fructoza và lactoza là đường khử Tuy đều xuất hiện kết tủa Cu2O đỏ gạch nhưng màu ở ống 1 đậm hơn ống 2 và đậm

hơn ống 3 Điều này được giải thích là do nhóm – CHO của glucoza có tính khử mạnh hơn hơn nhóm –C=O của fructoza Còn màu ở ống 4 nhạt nhất là do lactoza là disaccharide nhưng vẫn còn 1 nhóm – OH glycoside nên tính khử yếu hơn ống 1 và 2.

– Ống 3 không xuất hiện kết tủa đỏ gạch nên saccaroza là đường không khử.

 So sánh với kết quả trong phản ứng Benedict:

– Giống nhau:

+ Cả 2 phản ứng đều ra kết quả giống nhau, giúp xác định được tính khử của đường + Kết quả đều cho ra kết tủa đỏ gạch sau khi đun nóng đối với các đường có tính khử + Cả 2 loại thuốc thử đều có màu xanh dương.

– Khác nhau:

+ Màu của các ống nghiệm chứa đường khử ở thí nghiệm với thuốc thử Fehling có màu đậm hơn và ngã sang nâu Trong khi đó, màu này ở thí nghiệm với thuốc thử Benedict có màu đỏ, cam tươi hơn.

+ Trong thuốc thử Fehling thì thành phần hoạt động chính là tartrate đồng (II), còn ở thuốc thử Benedict là citrate đồng (II).

D Phân biệt monosacarit và disacaritI Cơ sở lý thuyết

Thuốc thử axetat đồng được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của monosacarit Phản ứng này dựa trên quá trình khử đồng(II) axetat thành Cu2O tạo kết tủa màu đỏ gạch

RCHO + 2Cu(C2H3O2)2 + 2H2O t→o RCOOH + Cu2O↓ + 4HC2H3O2

II Chuẩn bị thí nghiệm

– Dung dịch glucoza, fructoza, lactoza 1%.

III Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Dùng pipette lấy vào 3 ống nghiệm, ống thứ nhất 2 ml glucoza, ống thứ hai 2

ml fructoza, ống thứ ba 2 ml lactoza

Bước 2: Thêm vào mỗi ống 2 ml thuốc thử axetat đồng bằng pipette Bước 3: Đặt trong nồi cách thủy đun sôi 5 phút.

IV Kết quả thí nghiệm và giải thích hiện tượng

Ống 1,2: Glucoza và fructoza là monosacarit nên tác dụng được với thuốc thử axetat đồng, khử Cu2+ thành Cu+ tạo kết tủa đỏ gạch.

C5H11O5CHO + 2Cu(C2H3O2)2 + 2H2O t→o C5H11O5COOH + Cu2O↓ + 4HC2H3O2

Ống 3: Lactoza là disacarit nên không tác dụng được với thuốc thử axetat đồng, dung dịch giữ nguyên màu xanh là màu của Cu2+.

E SỰ HỒ HÓA TINH BỘTI Cơ sở lý thuyết

Tinh bột, còn có tên gọi là –D–glucan vì là một loại polysaccharide thuần, chứa các phân tử –Dglucose liên kết với nhau bằng liên kết glucoside tạo thành hai loại: amylose (AM – sợi thẳng không phân nhánh, chứa liên kết 1,4–glucoside) và amylopectin (AP – sợi thẳng có phân nhánh, chứa liên kết 1,4 và 1,6 –glucoside)

Cấu tạo của tinh bột trên kính hiển vi là những hạt có hình dạng và kích thước khác nhau, tùy loại tinh bột Mỗi hạt chứa vài triệu phân tử AM và AP Phía ngoài hạt tinh bột hình thành cấu trúc vỏ hạt, thành phần cũng vẫn là các phân tử AM và AP nhưng liên kết với nhau chặt chẽ hơn

Quá trình hồ hóa là quá trình phá vỡ cấu trúc hạt của tinh bột bằng tác nhân nhiệt độ, nước và sự khuấy trộn, lôi kéo các phân tử AM và AP ra môi trường nước, và hình thành một số khả năng mới cho tinh bột:

[1] Khả năng hòa tan – lớp vỏ nước hoàn chỉnh chung quanh các phân tử AM và AP đã giúp chúng phân tán tốt trong môi trường nước

[2] Khả năng tạo gel – liên kết tại nút mạng là liên kết hydro nên gel tinh bột thường mềm.

[3] Thủy phân – dễ dàng bị tấn công bởi các tác nhân thủy phân Bài thí nghiệm này nhằm xác định nhiệt độ hồ hóa của tinh bột và thời gian hồ hóa tinh bột

II Chuẩn bị thí nghiệm1 Dụng cụ, thiết bị

III Tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Dùng cân 4 số lẻ cân chính xác 4g tinh bột gạo Cho toàn bộ lượng tinh bột

vào becher 250 ml.

Bước 2: Dùng ống đong đong khoảng 200 ml nước cất, cho và becher có tinh bột.

Khuấy đều ta thu được 200 g dịch huyền phù tinh bột gạo 4%.

Bước 3: Cho becher lên bếp điện, gia nhiệt nhanh becher chứa dịch huyền phù đến

80°C, vừa đun vừa khuấy Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế.

Bước 4: Sau khi nhiệt độ của dịch huyền phù đạt 60°C, chuyển nhanh becher sang bể

điều nhiệt đã được chỉnh nhiệt độ 60°C sẵn, khuấy nhẹ nhàng.

Bước 5: Bắt đầu tính thời gian (t=0 phút) và đo độ nhớt tương đối của dịch huyền phù.

Đồng thời, quan sát sự đổi màu của 1 giọt thuốc thử hồ tinh bột với thuốc thử Liugol.

Bước 6: Lặp lại việc đo độ nhớt và quan sát màu dịch với Liugol 2 phút 1 lần.

Bước 7: Ngừng thí nghiệm khi độ nhớt bắt đầu giảm hoặc thời gian hồ hóa kéo dài trên

60 phút.

Cách đo độ nhớt:

– Dùng ống bóp cao su hút đúng chính xác 1 ml dịch huyền phù bằng pipette 1 ml – Thả tay ra và dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 1 ml dịch huyền phù chảy hết ra khỏi pipette Ta ghi nhận được thời gian time(i) (giây)

– Làm tương tự các thao tác trên, thay dịch hồ tinh bộ bằng nước, ta ghi nhận được thời gian time(w) (giây)

– Độ nhớt tương đối của dịch chưa hồ tinh bọt được tính theo công thức sau:

μ=time(i)time(w)

– Dựa vào bảng số liệu trên, ta tiến hành vẽ đồ thị thể hiện độ nhớt tương đối của dung dịch hồ tinh bột theo thời gian

– Điều kiện để hồ hóa: nước, nhiệt độ, thời gian hồ hóa.

– Ta thấy độ nhớt ban đầu đạt giá trị 0,608 (cP) và có xu hướng tăng lên trong khoảng thời gian 12 phút đầu tiên Sau khi đạt đến điểm cực đại μ=1,971 cP, độ nhớt có dấu hiệu giảm xuống rõ rệt Như vậy, sau khoảng 12 phút, tinh bột được hồ hóa hoàn toàn.

2 Giải thích kết quả

– Nhiệt độ có tác động ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tinh bột, còn được gọi là phương pháp làm biến tính tinh bột Khi tác dụng nhiệt, lớp màng ngoài hạt tinh bột bị phá vỡ, có thể quan sát được các rãnh tạo cấu trúc xốp hạt Các lỗ xốp này được hình thành thông qua các rãnh vô định hình kéo dài từ bề mặt tới tâm của hạt Chính vì vậy, nước từ bên ngoài đi được vào bên trong làm trương nở tinh bột, đồng thời phá vỡ các liên kết hydro

giữa các phân tử trong cấu trúc tinh thể, tạo điều kiện cho tác dụng phân huỷ enzyme, giải phóng Amylopectin và Amylose gây cho môi trường xung quanh có một độ nhớt nhất định Ở mỗi khoảng nhiệt độ khác nhau sẽ duy trì độ nhớt khác nhau.

– Sau khi để dịch tinh bột ở nhiệt độ 60°C, độ nhớt có dấu hiệu tăng lên đáng kể sau mỗi 2 phút Điều này hoàn hoàn hợp lý vì khi hạt tinh bột bị phá vỡ, các sợi Amilose và Amilopectin phân tán vào nước, liên kết lại với nhau để tạo cấu trúc gel, làm tăng độ nhớt dịch.

– Sau 12 phút, khi quá trình hồ hóa hoàn thành, hạt đạt độ trương nở tối đa và sự phân hủy của hạt bắt đầu xảy ra nhanh hơn, các liên kết hydro cũng giảm do đó độ nhớt cũng giảm theo.

So sánh với giá trị thời gian hồ hóa tinh bột của các nhóm khác ở cùng nhiệt độ, giá trị của nhóm có sai số đáng kể, điều này có thể lý giải bởi các nguyên nhân sau:

+ Thời gian bấm giờ không đồng đều nhau.

+ Khả năng điều chỉnh nhiệt độ 60°C giữa các nhóm là khác nhau.