Công nghệ thực phẩm - Kiểm nghiệm và phân tích thực phẩm

Nội dung text: Công nghệ thực phẩm - Kiểm nghiệm và phân tích thực phẩm

1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM    LÊ THỊ MÙI KIỂM NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH THỰC PHẨM Đà Nẵng, tháng 04 năm 2009
2. LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay công nghiệp thực phẩm ở nước ta đang phát triển với tốc độ nhanh. Xã hội càng phát triển, nhu cầu của con người đòi hỏi chất lượng thực phẩm ngày càng cao. Để đáp ứng yêu cầu này, ngành công nghiệp thực phẩm cần phải chú trọng đến công tác phân tích chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm. Việc kiểm tra chính xác phẩm chất sản phẩm sẽ giúp kiểm nghiệm viên ở cơ sở sản xuất đánh giá đúng đắn kết quả công việc của mình, điều khiển sản xuất theo hướng đã định, phát hiện những thiếu sót về sử dụng nguyên liệu, qui trình, thao tác, tìm ra nguyên nhân không đảm bảo phẩm chất để điều chỉnh kịp thời. Thông qua việc kiểm tra chất lượng của nguyên liệu, bán sản phẩm và sản phẩm để phân cấp chất lượng, trên cơ sở đó, tìm ra biện pháp nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả thu hồi sản phẩm nghĩa là nâng cao hiệu quả kinh tế. Bài giảng Kiểm nghiệm và phân tích thực phẩm gồm 3 phần thể hiện trong 6 chương: Phương pháp lấy mẫu, Phân tích cảm quan, Phân tích lý hóa, Phân tích vi sinh, Phân tích độc chất trong thực phẩm và Đánh giá một số mặt hàng thực phẩm Trên cơ sở các kiến thức lý thuyết và thực hành sẽ giúp các kiểm nghiệm viên nắm vững những kiến thức cơ bản để vận dụng đánh giá chất lượng của các mặt hàng thực phẩm. Đà Nẵng, tháng 4 năm 2009 3
3. PHẦN I PHÂN TÍCH CƠ SỞ CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU 1.1. Ý nghĩa của việc lấy mẫu - Lấy mẫu là một giai đoạn quan trọng trong việc đánh giá chất lượng lô sản phẩm, công việc đòi hỏi hết sức thận trọng, bởi vì mẫu phải phản ánh chính xác mọi đặc điểm chất lượng và phải đặc trưng cho thành phần trung bình của lô sản phẩm. - Trong thực tế nhiều cuộc tranh cãi về chất lượng hàng hóa, hiệu quả làm việc của thiết bị, hiệu suất, năng suất của một xí nghiệp bao giờ cũng được giải quyết bằng phương pháp lấy mẫu và kết quả phân tích mẫu. Cho nên lấy mẫu nếu không cẩn thận và không đúng phương pháp, thì dù phương pháp phân tích có chính xác cũng dẫn đến việc đánh giá nhầm lẫn thực chất sản phẩm. - Dù kiểm tra những chỉ tiêu nào và bằng phương pháp gì đối với loại sản phẩm nào đều phải thông qua việc lấy mẫu và phải biết cách lấy mẫu. Đối với mỗi loại sản phẩm tùy thuộc vào đặc tính riêng biệt mà có các quy tắc cho việc lấy mẫu khác nhau. Bởi vì khó mà vạch ra được những quy tắc cố định được chấp nhận cho mỗi tình huống và cho mọi sản phẩm. - Lấy mẫu thường nhằm các mục đích sau: + Kiểm tra quá trình sản xuất + Kiểm tra nghiệm thu + Xác định đặc trưng của lô hàng + Để tiến hành các phép thử + Đánh giá thị trường 1.2. Một số khái niệm chung 1.2.1. Mẫu Là một đơn vị hoặc nhóm đơn vị sản phẩm lấy từ một tập hợp (tổng thể để cung cấp thông tin và có thể làm cơ sở đưa ra quyết định đối với tập hợp. 1.2.2. Phép lấy mẫu Là thủ tục lấy mẫu hoặc tạo mẫu 1.2.3. Tập hợp Tập hợp (tổng thể) là toàn bộ các đơn vị sản phẩm được xét. Tùy trường hợp tổng thể có thể là một lô, một số lô hay một quá trình sản xuất. 1.2.4. Đơn vị sản phẩm Đơn vị sản phẩm là một đối tượng cụ thể hoặc một lượng vật chất nhất định để tiến hành các phép thử. 4
4. 1.2.5. Đơn vị lấy mẫu Là đơn vị sản phẩm mà từ đó lấy mẫu để phân tích. Đơn vị lấy mẫu có thể là một hay một nhóm đơn vị sản phẩm. 1.2.6. Lô hàng Lô hàng hay lô sản phẩm là lượng hàng nhất định có cùng một tên gọi, cùng một hạng chất lượng, cùng một loại bao gói, cùng một nhãn hiệu, sản xuất trong cùng một xí nghiệp và cùng một khoảng thời gian gần nhau, cùng một giấy chứng nhận chất lượng, vận chuyển cùng một phương tiện và được giao nhận cùng một lúc. 1.2.7. Mẫu ban đầu Là một lượng sản phẩm được lấy cùng một lúc từ một đơn vị tổng thể (có bao gói hoặc không có bao gói). 1.2.8. Mẫu riêng Mẫu riêng (còn gọi là mẫu cơ sở) là mẫu thu được bằng cách phối hợp nhiều mẫu ban đầu lấy từ một tập hợp để làm đại diện cho tập hợp đó. 1.2.9. Mẫu chung Là tập hợp tất cả các mẫu riêng của một tập hợp. 1.2.10. Mẫu trung bình Là mẫu được chuẩn bị từ mẫu chung nhằm để tiến hành các phân tích. 1.2.11. Mẫu phân tích Là mẫu trung bình trộn đều và chia làm nhiều phần như nhau, lấy một ít làm mẫu phân tích. 1.3. Yêu cầu chung của việc lấy mẫu - Mẫu lấy phải đại diện về mặt phẩm chất cho một mặt hàng. - Mẫu phải có phẩm chất ổn định trong suốt thời gian lưu và bảo quản mẫu. - Mẫu phải đúng quy cách, dụng cụ, cách lấy và số lượng lấy từng loại sản phẩm cụ thể theo quy định. 1.4. Phương pháp lấy mẫu 1.4.1. Chỉ dẫn ban đầu 1.4.1.1. Địa điểm lấy mẫu Lấy mẫu tại nơi bảo quản, bốc dỡ hay vận chuyển, tại từng điểm (hoặc sau từng thiết bị) trong quá trình sản xuất, tại điểm nhập nguyên liệu và xuất thành phẩm. 1.4.1.2. Kiểm tra sơ bộ lô sản phẩm Trước khi lấy mẫu phải kiểm tra sơ bộ tính đồng nhất của lô hàng dựa theo các quy định chung và đối chiếu với hồ sơ lô hàng kèm theo và kiểm tra đầy đủ tình trạng bao bì trong lô hàng đó. Nếu lô hàng đang bảo quản trong kho thì cần kiểm tra tình trạng kho. Trong trường hợp sản phẩm không đồng nhất (như hư hỏng từng phần hay ẩm ướt, nhiều quy trình sản xuất khác nhau ) thì phải chia lô hàng ra nhiều phần nhỏ, mỗi phần có tính chất gần như nhau làm một lô hàng riêng biệt. Trước khi lấy mẫu cần xem xét bao gói của sản phẩm và chừng mực có thể cần xem xét bao gói của từng đơn vị sản phẩm. Sản phẩm trong bao gói bị hư hỏng phải 5
5. được loại bỏ và ghi chú trong biên bản lấy mẫu. 1.4.1.3. Vị trí lấy mẫu Vị trí lấy mẫu được xác định theo vị trí ngẫu nhiên nhưng cần làm sạch sản phẩm lấy ra không bị dây bẩn. 1.4.1.4. Trường hợp dây bẩn ngẫu nhiên Nếu như ngẫu nhiên trên bề mặt sản phẩm bị dây bẩn thì phải nhẹ nhàng bỏ đi. Trường hợp khi sự dây bẩn lại ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm hoặc làm thay đổi tính chất của sản phẩm thì không được loại bỏ mà phải xem đó như một thành phần của sản phẩm. 1.4.2. Dụng cụ lấy mẫu 1.4.2.1. Hình dáng Đối với các loại sản phẩm khác nhau, hình dáng của các loại dụng cụ đựng mẫu cũng khác nhau. Cần sử dụng những dụng cụ nào có thể cho ta khả năng lấy được mẫu ban đầu từ những độ dày bất kỳ của các lớp khác nhau của lô hàng. Hình dáng, vật liệu chế tạo và độ lớn, độ dài của dụng cụ lấy mẫu và dụng cụ chứa mẫu đều phải dựa vào các tiêu chuẩn phù hợp cho từng loại sản phẩm riêng biệt. Ngoài ra các chi tiết phụ như que, dây, ống dẫn, nút cũng phải bảo đảm chất lượng dưới tác dụng hóa lí của sản phẩm. Đối với các sản phẩm dạng lỏng hoặc khí thì thường dùng các dụng cụ như ống dây từ vật liệu bằng nhựa hay thủy tinh. Dụng cụ lấy mẫu từ túi hàng: xiên bao tải, hình trụ xiên, hình nón, muỗng xúc cầm tay. Dụng cụ lấy mẫu từ đống hàng gồm xẻng, muỗng xúc cầm tay, dụng cụ lấy mẫu hình trụ, hình nón, máy lấy mẫu và các dụng cụ khác. Ngoài ra còn có các dụng cụ chung khác như: - Dụng cụ mở hòm - Khay trộn mẫu (phải khô sạch, không có mùi lạ). - Túi đựng mẫu bằng PE hay lọ thủy tinh nút mài, sạch khô không có mùi lạ - Cân kỹ thuật - Đèn cồn, dao, kéo 1.4.2.2. Chuẩn bị dụng cụ để lấy mẫu Dụng cụ lấy mẫu phải được rửa sạch, sấy hoặc lau khô, ít nhất phải được tráng cồn hoặc vài lần bằng sản phẩm cần lấy mẫu. Sản phẩm đã dùng để tráng dụng cụ cần thiết không được dùng lại để làm mẫu phân tích (không được trộn chung với mẫu). Cần đặc biệt giữ gìn cẩn thận để bảo đảm tất cả các dụng cụ lấy mẫu và các vật chứa mẫu đều sạch, khô không bị nhiễm bẩn ngẫu nhiên như nước, bụi. 1.4.3. Các dạng mẫu thường lấy để kiểm tra Mẫu lấy từ dây chuyền sản xuất gồm mẫu nguyên liệu, bán thành phẩm hoặc thành phẩm. Đây là một hệ thống mẫu liên tục, việc lấy mẫu cho phép kiểm tra quy trình sản xuất có ổn định hay không. Mẫu lấy trong một lô, thường là mẫu lấy trong kho nguyên liệu hoặc kho bán 6
6. thành phẩm. Đó là một tập hợp đã xác định. Mẫu đó cho phép xác định và đánh giá chất lượng của sản phẩm, thông thường là đánh giá theo tỉ lệ khuyết tật. Thông thường tùy theo các loại mặt hàng mà quy định mẫu sao cho phù hợp, dễ đại diện, dễ phân tích: Đối với sản phẩm lỏng đóng chai, đóng hộp như nước khoáng, nước giải khát, sữa đơn vị mẫu là chai hoặc hộp. Đối với sản phẩm rời như quả trứng, quả cam, kẹo bánh thì đơn vị mẫu là quả, thùng hay một đơn vị khối lượng, nhưng đối với sản phẩm quả nhỏ như nho thì đơn vị mẫu là chùm hoặc kilogam. Phải tiến hành lấy mẫu nhanh chóng và với điều kiện không để cho tính chất của sản phẩm bị ảnh hưởng ( như mưa, nắng, bụi, nóng, lạnh ). Trong quá trình lấy mẫu ban đầu và trong tất cả các thao tác tiếp theo phải cẩn thận để tránh không gây nhiễm bẩn mẫu hoặc bất kì một sự biến đổi nào khác có thể gây ảnh hưởng bất lợi đến dư lượng hoặc công việc phân tích hay làm cho mẫu thí nghiệm đại diện cho mẫu chung. 1.4.3.1. Lấy mẫu sản phẩm có bao gói Các bao gói được lấy độc lập với dự kiến của người lấy dù chất lượng trong các bao gói đó là tốt hay xấu. Khi lấy mẫu ngẫu nhiên các bao gói để lấy mẫu ban đầu tiến hành vào lúc bốc dỡ hay xếp sản phẩm thì phải sử dụng quy tắc: Lấy mẫu đều đặn nghĩa là việc lấy bao gói hoặc mẫu ban đầu tiến hành trong khoảng thời gian gần bằng nhau (để các mẫu thu được có giá trị gần bằng nhau). Nếu việc bốc dỡ hay vận chuyển xảy ra với nhịp độ không đều (tức là trong một đơn vị thời gian vận chuyển một lượng sản phẩm không bằng nhau) thì số lượng bao gói hoặc số mẫu ban đầu phải lấy với lượng gần bằng nhau trong những khoảng thời gian khác nhau tùy thuộc vào tốc độ vận chuyển. Mẫu ban đầu phải lấy từ các vị trí khác nhau của bao gói ở các độ dày khác nhau của lô. 1.4.3.2. Lấy mẫu sản phẩm lỏng, sệt, bột nhão Trường hợp sản phẩm đang chảy hoặc được khuấy đảo tốt thì cần làm với dụng cụ đựng sản phẩm để lấy mẫu. Khi lấy cần chú ý đến bề sâu của vật chứa và chiều cao của cột chất lỏng. Cần phải lấy mẫu ở tất cả các độ cao của chất lỏng. Mẫu phải được trộn kĩ bởi vì chỉ một lượng nhỏ của mẫu cũng có thể cho thông tin chính xác về tổng thể của nó. Nếu khó trộn thì có thể lấy mẫu theo từng lớp, vùng, cụm. Chú ý không nên lấy chất lỏng ở gần thành ống, tại các chỗ uốn, gấp, chất lỏng tại đây không phản ánh giá trị thực của tổng thể. Chất lỏng có độ nhớt quá lớn thường không đồng đều vì vậy có thể đun nóng hoặc làm đông đặc để sử dụng phương pháp lấy mẫu chất rắn. 1.4.3.3. Lấy mẫu chất khí * Trường hợp lấy mẫu chất khí ở trạng thái động Ống lấy mẫu cần đặt vào giữa dòng không khí. Nếu trong dòng khí có chất rắn 7
7. (bụi , hạt ) thì ống lấy mẫu phải thẳng, miệng rộng để dễ lau chùi và sửa chữa. Khi lấy mẫu cần phải để cho khí trong ống lấy mẫu được thay thế hoàn toàn, bởi vậy ống lấy mẫu cần ngắn và xác định đúng thời gian khi tổng thể thay thế hoàn toàn khí của ống. Khi lấy mẫu khí tại nơi có áp suất âm (thấp hơn môi trường) cần kiểm tra sự rò rỉ của ống, sau khi lấy cần cân bằng áp suất để tránh lọt ra ngoài hoặc ngược lại. * Trường hợp lấy mẫu chất khí ở trạng thái tĩnh Trường hợp này do khí đã được trộn sẵn nên có thể lấy mẫu tại một điểm bất kỳ. Tuy nhiên cũng cần kiểm tra việc trộn và tránh sự không đồng đều do tỷ trọng khác nhau gây nên. * Nếu khí ở trạng thái nửa tĩnh. Chúng ta coi như mẫu đồng đều nhưng cần tránh lấy ở miệng bình, lấy ở nơi được coi là trộn kỹ. * Lấy mẫu sản phẩm dạng rời và không bao gói Với sản phẩm có dạng hạt, nói chung có sự khác nhau về giá trị của chỉ tiêu giữa hạt lớn và hạt nhỏ, vì vậy cần tạo mẫu sao cho sự phân bố giữa các hạt trong mẫu gần giống với sự phân bố giữa các hạt trong lô. Trong sản xuất (trong quá trình làm sạch, chế biến, đóng gói, vận chuyển, bốc dỡ ) hoặc trong thời gian bảo quản các loại hạt có cùng kích thước và tỷ trọng thường tập trung vào một nơi, vì vậy nên lấy mẫu khi sản phẩm ở trạng thái động và nên tăng số lượng mẫu ban đầu và mẫu riêng. 1.4.4. Chuẩn bị mẫu 1.4.4.1. Lấy mẫu sản phẩm có bao gói Tất cả các mẫu ban đầu lấy được cho vào bình đựng sạch và khô có nắp đậy kín. Mẫu chung nhận được bằng cách đó được trộn cẩn thận để thu được một hỗn hợp đồng nhất, sau đó lấy từ hỗn hợp này mẫu trung bình thí nghiệm. 1.4.4.2. Chuẩn bị mẫu sản phẩm dạng hạt và cục Tất cả các mẫu ban đầu lấy được cho vào một dụng cụ (chai, túi ni lông hai lớp) sao cho sản phẩm không bị dây bẩn hoặc bị hút ẩm, bay hơi nước. Trong trường hợp sản phẩm dạng cục trước tiên phải nghiền thành cục nhỏ hơn (với kích thước không quá 25mm). Dụng cụ nghiền phải làm từ vật liệu cứng hơn so với sản phẩm và không được làm bẩn hay thay đổi tính chất của sản phẩm. Nếu trong mẫu có lẫn cục khác biệt với sản phẩm thì hoặc nghiền nhỏ rải đều hoặc bỏ đi và trong tính toán cuối cùng phải tính luôn cả phần tạp chất này. Sau khi nhận được mẫu chung bằng cách trên, cần trộn đều và tiếp tục nghiền cho nhỏ đến kích thước yêu cầu (tùy thuộc từng loại sản phẩm) và lược giản để được mẫu trung bình thí nghiệm. 1.4.5. Bao gói , vận chuyển, bảo quản mẫu trung bình Mẫu trung bình thí nghiệm được đụng trong các dụng cụ sạch, trơ để tránh sự nhiễm bẩn từ bên ngoài tránh làm hư hỏng mẫu trong khi vận chuyển. Dụng cụ chứa mẫu phải được niêm phong sao cho có thể phát hiện được trường 8
8. hợp mở trái phép và gửi ngay đến phòng thí nghiệm càng sớm càng tốt để tránh mất mát hay hư hỏng. Mẫu lưu phải được bảo quản trong điều kiện khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát ở nhiệt độ và độ ẩm của không khí phù hợp với từng loại sản phẩm. Trên mỗi bao gói mẫu sản phẩm phải ghi rõ: • Tên và loại sản phẩm • Số lô hàng • Tên cơ sở sản xuất • Ngày tháng sản xuất • Khối lượng mẫu • Người lấy mẫu, ngày và nơi lấy mẫu Nơi giữ mẫu phải kèm theo biên bản lấy mẫu và phiếu yêu cầu kiểm nghiệm. - Khi gửi mẫu đi phải kèm theo báo cáo ghi rõ tình trạng lô hàng khi lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu (theo phương pháp nào của TCVN, Tiêu Chuẩn Quốc tế). Nếu lấy mẫu khác với tiêu chuẩn đặt ra thì cần thuyết minh rõ cơ sở của phương pháp được sử dụng. - Mẫu gửi đi kiểm nghiệm phải được niêm phong kỹ, nếu gửi mẫu đi xa hoặc có sự tranh chấp thì phải dán giấy có đóng dấu ở phía ngoài nút dây buộc hay kẹp dấu xi cẩn thận. - Đối với mẫu dễ bị hư hỏng thì phải đưa gấp đến nơi kiểm nghiệm để đảm bảo mẫu không bị biến đổi khi đưa vào kiểm nghiệm. - Ngoài bao bì đựng mẫu phải có nhãn, nội dung của nhà SX như sau: + Tên và số lượng lô hàng + Nơi lấy mẫu + Ngày, giờ lấy mẫu + Nơi cất giữ mẫu kiểm nghiệm 1.4.6. Biên bản lấy mẫu Khi lấy mẫu phải lập biên bản, nội dung của biên bản lấy mẫu như sau: + Họ, tên, chức vụ của người lấy mẫu + Tên và địa chỉ cơ quan lấy mẫu + Họ, tên người hay tên cơ quan có hàng cần phân tích + Nơi lấy mẫu + Ngày, giờ lấy mẫu + Tên hàng và số lượng hàng + Số lượng mẫu + Cách lấy mẫu + Bao gói mẫu + Chữ ký của người có hàng và người lấy mẫu 9
9. CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CẢM QUAN So với các kỹ thuật phân tích dùng trong lĩnh vực thực phẩm, phân tích cảm quan có đặc trưng là: con người không chỉ là kỹ thuật viên mà còn là “thiết bị phân tích” cung cấp số liệu. Đặc trưng này đã giải thích cho việc ra đời rất sớm của môn “nếm thử” và việc phát triển rất nhanh của phương pháp phân tích cảm quan trong hai thập kỷ vừa qua. Phân tích cảm quan không đòi hỏi đào tạo nhiều: việc thành lập và huần luyện một nhóm đánh giá cảm quan không khó khăn, chi phí ít. Hơn nữa để phân tích và đánh giá chất lượng mùi vị của sản phẩm, phương pháp cảm quan là không thể thay thế. Tuy nhiên mức độ nhạy cảm của người thử thay đổi theo nhiều yếu tố và rất khác nhau giữa những người thử dẫn đễn việc khai thác chúng hạn chế hơn phương pháp dùng thiết bị. Hiện nay ở các nước phát triển, khoa học cảm quan được đánh giá cao trong số các phương pháp kiểm tra chất lượng thực phẩm. Việc ứng dụng tin học trong đánh giá cảm quan là khá phổ biến. Ngoài việc cất giữ và xử lý số liệu theo các chuẩn thống kê, tin học còn tham gia “điều hành” một buổi thử. Đó là những thiết bị chuyên dụng giúp nhân viên phòng cảm quan lựa chọn phương pháp thử, số lượng và phương pháp chuẩn bị mẫu, cách đặt câu hỏi và cho phép các thành viên trả lời để xử lý kết quả. 2.1. Khái niệm 2.1.1. Định nghĩa “Phân tích cảm quan là kỹ thuật sử dụng các cơ quan cảm giác của con người để tìm hiểu, mô tả và định lượng các tính chất cảm quan của một sản phẩm thực phẩm như màu sắc, hình thái, mùi vị và cấu trúc”. Trong phân tích cảm quan, các giác quan của người thử được sử dụng như một dụng cụ đo để tìm hiểu và mô tả để chỉ ra các tính chất cảm quan khác nhau của thực phẩm. Các tính chất này được nhận biết bởi các cơ quan cảm giác và có tính chất khách quan vốn có của sản phẩm, nó không phụ thuộc vào người thử. Khi phân tích các tính chất thị hiếu bị loại bỏ và yêu cầu người thử hãy mô tả sản phẩm theo những tính chất riêng biệt, đặc trưng. Sau đó định lượng tỷ trọng của từng tính chất trong số các tính chất được chỉ ra để khẳng định mức độ quan trọng của các chỉ tiêu cảm quan. “Đánh giá cảm quan” thực phẩm ngoài mục đích phân tích sản phẩm theo các tính chất cảm quan vốn có còn bao hàm cả nội dung thị hiếu đối với các tính chất hoặc với chính sản phẩm đó. Nội dung thị hiếu thường là câu trả lời câu hỏi “thích hay không thích”, “thích nhiều hay thích ít”. Người ta nói đánh giá cảm quan biểu thị “phản ứng” của người tiêu thụ về sản phẩm, cho nên kết quả thường phân tán. Kết quả của một phép thử cảm quan lên sản phẩm đối với một chỉ tiêu nào đó thường được lượng hóa bằng điểm hay bằng lời đều là kết quả “đánh giá” chỉ tiêu đó khi đã “phân tích" sản phẩm để hiểu biết bản chất của từng chỉ tiêu. 10
10. 2.1.2. Tính khách quan và chủ quan của phương pháp Phương pháp khách quan là phương pháp mà trong đó hệ quả của ảnh hưởng của con người khi thao tác được tối thiểu hóa. Phương pháp chủ quan là phương pháp mà trong đó hệ quả của ảnh hưởng của con người khi thao tác không được tối thiểu hóa. Để đảm bảo cho phương pháp phân tích cảm quan là một phương pháp khách quan cẩn tuân thủ các điều kiện sau: Các nghiên cứu phải được thực hiện theo quy định cụ thể, từ mở đầu cho đến khi viết báo cáo. Những người tham gia công tác cảm quan cần được huấn luyện khi đó loại bỏ được những thủ thuật các nhân. Chon lựa chính xác các phép thử sẽ làm giảm hiệu ứng của những ảnh hưởng bên ngoài, chúng ta sẽ thu được những kết quả khách quan. Những kết quả này nếu được xử lí một cách đúng đắn, chúng ta sẽ có những kết quả chính xác. “Phương pháp cảm quan là phương pháp dùng các giác quan của con người để đánh giá chất lượng của sản phẩm thực phẩm thông qua các chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm đó”. 2.2. Giác quan và cảm giác nhận được 2.2.1. Thông tin cảm giác Việc nhận được những tính chất cảm quan của thực phẩm là nhờ tác động của các giác quan. Nguyên lý chung của việc tiếp nhận, truyền và xử lý thông tin của hệ thống giác quan là tương tự nhau. Trước hết phải có cơ chế kích thích như các chất hóa học trong mùi, vị; ánh sáng trong kích thích thị giác, âm thanh trong kích thích thính giác, nhiệt độ hay trạng thái trong kích thích xúc giác. Cơ quan thụ cảm của giác quan là những trung tâm bề mặt. Trên trung tâm bề mặt, hệ thống truyền tin được xây dựng và tập trung từ hàng nghìn đến hàng triệu chuỗi khuếch đại song song tạo nên một điện thế được khuếch đại lớn để truyền thông tin và truyền dưới dạng điện. Quá trình vận chuyển thông tin xảy ra khá phức tạp qua những khớp thần kinh để tới bán cầu đại não. Cường độ của chất kích thích được xác định bởi tần số của dòng điện có bản chất kích thích (vị chua, mặn, khét ) được xác định bởi một cơ chế khá phức tạp. 2.2.2. Vị Vị là một cảm giác hóa học gây ra bởi các phân tử hay ion trong dung dịch khi tiếp xúc với các cơ quan thụ cảm vị. Ở người các cơ quan thụ cảm này nằm trên mặt lưỡi, trong vòm miệng và yết hầu. Người ta ghi nhận có 4 vị cơ bản với 4 chất gây vị đặc trưng là: Ngọt – đường saccaroza Mặn – muối ăn Chua – axit citric Đắng – cafein 11
11. Vị được tiếp nhận chủ yếu và nhạy bén nhất trên bề mặt lưỡi. Bằng mắt thường chúng ta cũng cảm nhận thấy bề mặt lưỡi được bao phủ bởi các nhú có hình dạng và kích thước khác nhau. Đó là các gai vị giác. Có 4 loại gai vị giác phân bố trên bề mặt lưỡi tương ứng với các vùng cảm nhận cực đại của 4 vị cơ bản. Vị đóng vai trò rất quan trọng trong đánh giá cảm quan thực phẩm. Các sản phẩm rắn hay lỏng khi nhai hay uống đều cho cảm giác vị. Khi đánh giá vị, nếu sản phẩm rắn thì phải nhai nhỏ, cho nước bọt hòa tan và trải đều trên bề mặt lưỡi để cho khả năng nhận vị cao nhất. Đối với sản phẩm lỏng, có thể rít khí qua kẽ răng để chất lỏng tráng đều trên bề mặt lưỡi và có thể tới yết hầu. Đối với sản phẩm có vị đắng chát như chè, café, kẹo socôla, rượu vang, việc đưa sản phẩm về cuối lưỡi và nuốt một ít sản phẩm là quan trọng vì các vị này được nhận biết mạnh ở cuối lưỡi. 2.2.3. Mùi Mùi là cảm giác hóa học gây ra bởi sự tác động của các phân tử chất bay hơi sau khi vào mũi hòa tan trong chất lỏng của niêm dịch mũi với những cơ quan thụ cảm nằm trên lông mao của màng nhầy khứu giác. Mũi có thể nhận biết mùi của những chất bay hơi có nồng độ rất thấp khoảng từ 107 – 1017 phân tử trong 10 ml không khí. Khả năng nhận biết và cường độ mùi nhận được phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ chất bay hơi chứa trên bề mặt chất mang. Khi so sánh cường độ mùi của các mẫu, sản phẩm phải được chứa trong dụng cụ có cùng hình dạng, kích thước. Thể tích không khí trên bề mặt thoáng phải như nhau. Khi ngửi, mũi phải để cách sản phẩm một khoảng cách như nhau đối với tất cả các mẫu. 2.2.4. Màu sắc và hình dáng Cảm giác màu nhận được là do tác động của chùm tia sáng lên mắt. Mắt người nhận rõ chùm tia sáng có màu sác từ tím chuyển sang lam., lục, vàng, da cam, rồi đến màu đỏ trong bước sóng khoảng 380 – 740 nm. (Vùng bước sóng nhỏ hơn 380 nm là vùng tia cực tím, vùng lớn hơn 740 nm là vùng hồng ngoại). Các chất màu trong thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên như màu xanh của clorophin hoặc sinh ra trong gia công chế biến bởi phản ứng caramen, malanoidine Ngoài ra các chất màu cũng có thể được bổ sung trong công đoạn hoàn thành sản phẩm như các loại nước giải khát 2.2.5. Hình trạng Hình trạng và cấu trúc của vật chất nhận biết được là do các kích thích về cơ học và nhiệt lên các cơ quan xúc giác. Những kích thích cơ học khi tiếp xúc với sản phẩm đã làm thay đổi hình dạng phần cơ và cho ta cảm giác về hình dạng, cấu trúc của vật. Kích thích nhiệt cho ta biết sự khác nhau về nhiệt độ của vật đối với da. Người ta coi da và niêm mạc nhìn thấy là cơ quan xúc giác. Trong đó bàn tay với các đầu ngón tay rất nhạy cảm với nhiệt, với hình dáng cấu trúc của vật rắn và nhớt. Trong miệng bề mặt lưỡi và phần cơ xung quanh vòm miệng nhạy cảm với hình dạng cấu trúc và tính chất bề mặt của sản phẩm: răng có tác dụng xác định cấu trúc vật khi nhai. Để xác định độ cứng hay mềm của sản phẩm có thể xác định bằng cách bấm, bẻ, bóp bằng đầu ngón tay, hoặc cắn, nhai bằng miệng. Độ mịn, độ nhớt có thể xác 12
12. định bằng đầu ngón tay hay miệng như đối với các sản phẩm bột nhuyễn hay các loại xirô. 2.2.6. Âm thanh Âm thanh nhận biết được là kết quả của một nguồn sóng âm truyền trong môi trường đàn hồi thống nhất và tác động lên màng nhĩ tai. Tai người nhận biết âm thanh có tần số trong khoảng 20Hz – 20000Hz. (Vùng sóng nhỏ hơn 20Hz gọi là vùng hạ âm và cao hơn 20000Hz gọi là siêu âm). Sóng âm sau khi truyền qua tai ngoài, đến tai giữa, tác động lên màng nhĩ, được truyền qua xương búa, xương đe để tác động lên tai trong (còn gọi là ốc tai), là một ống cuộn hình con ốc là phần cơ bản nhận và truyền âm thanh lên não. Thính giác dùng nhận biết độ dòn của vật khi bị cắn vỡ, bị bẻ gãy có phát ra âm thanh. Âm thanh này nếu phát ra từ trong miệng khi nhai (miệng khép kín sẽ được truyền từ miệng lên ốc tai và cho ta âm thanh khác với âm thanh khi nhai mà miệng không khép kín. Hầu hết các âm thanh nhận được đều là hỗn hợp của các âm thanh có tần số khác nhau gọi là hợp âm. Ví dụ: kẹo, bánh đa, vỏ bánh mì Đôi khi thông qua độ dòn, người ta xác định được độ ẩm của sản phẩm như chè, hạt café sau sấy, có thể bóp bằng tay hay cắn vỡ hạt. 2.2.7. Ngưỡng cảm giác 2.2.7.1. Định nghĩa Khi thử nếm, mỗi một mức kích thích cho ta một cảm giác khác nhau. Thí dụ khi nếm chè ướp hương nhài ở nồng độ hương rất thấp, chúng ta chỉ có thể biết là có ướp hương nhưng chưa dám khẳng định là hương nhài hay hương sen. Khi nồng độ hương cao hơn, chúng ta nhận được cường độ hương càng lớn nhưng phải cần một cường độ đủ lớn để có thể phân biệt được nó với cường độ thơm trước đó. Mỗi một mức cảm giác nhận được đó gọi là ngưỡng cảm giác. Ngưỡng cảm giác là giá trị của một kích thích cảm giác cần thiết để đạt được cảm giác đặc trưng nào đó. Đối với mùi vị, các giá trị ngưỡng được đo bằng nồng độ các chất kích thích trên một chất mang nào đó. 2.2.7.2. Các loại ngưỡng cảm giác Ngưỡng cảm phát hiện: là giá trị của một kích thích cảm giác có thể gây một cảm giác. Ngưỡng cảm xác định: là giá trị của kích thích cảm giác nhỏ nhất cho phép xác định bản chất của kích thích đó. Ngưỡng cảm cuối cùng: là giá trị tối đa của kích thích mà vượt qua đó cường độ cảm giác không tăng nữa. Ngưỡng( phân biệt) sai biệt: Là sự khác nhau nhỏ nhất về cường độ vật lí của một kích thích để có thể nhận biệt được sự khác nhau đó. Giá trị ngưỡng cảm này khác nhau ở những nồng độ khác nhau. 13
13. Việc huấn luyện có thể cho phép giảm ngưỡng cảm và giảm độ phân tán giữa các thành viên. Người có ngưỡng cảm thấp, câu trả lời sẽ mang lại nhiều thông tin hơn và sẽ có ý nghĩa hơn. Ngưỡng cảm giác có vai trò quan trọng trong đánh giá cảm quan. Thông qua nó để ghi nhận các kết quả trả lời của hệ thống giác quan và đánh giá độ tin cậy của những câu trả lời đó. 2.3. Phép thử cảm quan 2.3.1. Quan hệ giữa kích thích và cảm giác Các phép thử đều dựa trên một cơ sở chung: khi có độ kích thích đủ lớn, cơ quan cảm giác sẽ tiếp nhận, xử lí về bản chất và cường độ của kích thích đó. Khi cường độ kích thích tăng thì cường độ cảm giác nhận được cũng tăng theo. Mối quan hệ được biểu diễn theo hàm số mũ: S = k.In Hoặc lnS = nlnI + K Trong đó: S: cường độ cảm giác I: cường độ kích thích K và k: hằng số n: hệ phụ thuộc phép thử, bản chất kích thích và thao tác thực hành 2.3.2. Phân loại và lựa chọn phép thử Trong thực hành đánh giá cảm quan, người ta chia 2 nhóm phép thử: nhóm phép thử phân biệt và nhóm phép thử thị hiếu (tiếp thị). 2.3.2.1. Nhóm phép thử phân biệt Thường dùng trong phân tích cảm quan để so sánh hoặc mô tả sự khác nhau về một hay nhiều tính chất của sản phẩm. Khi sự khác nhau rất nhỏ, người ta thường dùng các phép thử sai biệt để xem xét sự khác nhau đó có phát hiện được không: phép thử tam giác, phép thử 2 – 3. Khi sự khác nhau là rõ ràng, thường dùng phép thử mô tả để biểu diễn mức độ sai khác của các sản phẩm: phép thử so hàng, cặp đôi, mô tả, ước lượng, cho điểm 2.3.2.2. Phép thử thị hiếu Dùng lấy ý kiến của người tiêu thụ về sự ưa thích và mức độ ưa thích đối với sản phẩm. Người ta thường dùng các phép thử cặp đôi thị hiếu, so hàng thị hiếu hay mô tả theo thang cường độ thị hiếu. Ngoài ra nhóm các phép thử “đánh giá chất lượng” và “phép thử tiếp thị” bao hàm cả hai nội dung phân biệt và thị hiếu. Đứng trước một vấn đề của sản xuất hay kiểm tra chất lượng được đặt ra, việc đầu tiên là chọn chính xác phép thử. Nói chung không nên đặt ra quá nhiều yêu cầu (nhiều câu hỏi khác nhau cho các thành viên) vì sẽ làm cho kết quả phân tán và khó xử lí. Cách tiến hành từng phép thử sẽ được mô tả cụ thể phần sau. 2.3.3. Một số phép thử khi biết tính chất cần so sánh 2.3.3.1. Phép thử so sánh cặp đôi 14
14. Trong phép thử so sánh cặp đôi, các mẫu được chuẩn bị theo từng cặp và được kí hiệu bằng mã số. Trong mỗi cặp có một mẫu chuẩn và một mẫu cần thử. Hãy xác định trong hai mẫu đó, mẫu nào có cường độ lớn hơn hoặc bé hơn đối với một chỉ tiêu nào đó (ngọt, chua, thơm ). Nếu so sánh nhiều hơn hai mẫu với nhau, hãy sắp xếp các giá trị có cường độ tăng hay giảm dần theo thứ tự. Câu hỏi thường đặt ra là mẫu nào hơn mẫu nào?. Trong thử thị hiếu của người tiêu thụ câu hỏi có thể là: bạn thích mẫu nào hơn?. Nếu muốn thì đặt thêm câu hỏi về mức độ ưa thích từ ít đến nhiều theo thang điểm từ 1 đến 5 hoặc từ 1 đến 9. Nếu người thử không nhận thấy mẫu nào hơn thì phải chọn một mẫu bất kì trong hai mẫu. Vì vậy xác suất câu trả lời đúng ngẫu nhiên là ½. Ứng dụng: Phương pháp này dùng để so sánh qui trình sản xuất mới và cũ. Chứng minh hay không chứng minh thực sự tăng hay giảm nồng độ chất của một chỉ tiêu nào đó trong những trường hợp ta nhận thức được. 2.3.3.2. Phép thử cho điểm Trong thực tế nhiều khi người ta muốn so sánh nhiều mẫu với nhau về nhiều tính chất cảm quan, ở nhiều mức độ khác nhau. ta có thể sử dụng phương pháp cho điểm theo các điểm khác nhau. Mỗi giá điểm ứng với một chất kích thích nhất định thu nhận được. 2.3.3.3. Phép thử sắp xếp thứ tự (so hàng) Cho phép đánh giá một loạt mẫu thử, thành viên cần sắp xếp theo cường độ hay mức độ tăng hay giảm dần đối với một chỉ tiêu nào đó. Để tiến hành so sánh hàng theo cách thức vị trí hàng của các mẫu, cần chú ý: - Thứ tự thử: từ trái qua phải - Không lắc mạnh hay khuấy trộn (mất CO2) - Hình thức trình bày các mẫu phải đồng nhất, chú ý quá trình ngẫu nhiên hóa thứ tự mẫu thử. Ứng dụng: Phép thử này có thể dùng trong các nhóm phép thử phân biệt hay nhóm các phép thử thị hiếu. So sánh các sản phẩm trong quá trình thực nghiệm hoặc trong quá trình cải tiến các sản phẩm dựa trên các ưu thế theo các giá trị cường độ, mức độ ưa thích của một sản phẩm nào đó. 2.3.3.4. Phép thử mô tả mùi, vị (profil) Phép thử gồm hai hay nhiều mẫu thử được kí hiệu bằng mã số. Dùng chữ hoặc số với thang thích ứng để mô tả mùi vị của các sản phẩm thực phẩm. Người thử được mời xác định xem các mẫu này khác nhau ở những đặc tính nào và độ lớn của sự khác nhau này bao nhiêu? Phép thử này yêu cầu phải qua 3 bước: - Chọn các đặc tính cần đánh giá - Thực hiện các phép thử sơ bộ để các thành viên cùng thống nhất cách sử dụng thang cường độ đã đưa ra. - Đánh giá cường độ của các đặc tính đã lựa chọn 15
15. Các kết quả được biểu diễn dưới dạng đồ thị hay hoa gió. Trong kiểu hoa gió, các tính chất tốt được biểu diễn ở phần nằm trên trục ngang, còn tính chất xấu ở dưới. Khi chỉ có một sản phẩm, người ta thường biểu diễn kiểu hình bán khuyên, còn khi có nhiều sản phẩm biểu diễn kiểu biểu đồ. Ví dụ vẽ biểu diễn đồ thị: Dưới đây là biểu diễn kết quả đánh giá hai loại bánh bích qui A và B dưới dạng đồ thị. Điểm trung bình cho từng mẫu đối với từng chỉ tiêu được dùng để vẽ. Ta đánh dấu điểm trung bình của từng mẫu đối với từng chỉ tiêu vào thang cường độ. Sau đó nối các điểm của sản phẩm A lại với nhau và tương tự như vậy nối các điểm của sản phẩm B. Ta có thể biểu diễn kết quả đánh giá của nhiều mẫu (không nhất thiết phải 2 mẫu). Sản phẩm: bánh qui * Ngoại hình và trạng thái: - Màu sắc - Độ giòn - Hình dạng * Ngửi sản phẩm - Mùi thơm đặc trưng - Mùi bơ - Mùi cháy khét - Mùi bột * Nếm sản phẩm - Vị ngọt - Vị mặn - Độ dễ tan Hình 2.1.Kết quả đánh giá hailoại - Độ dính răng bánh bích quy A và B bằng đồ thị Ví dụ biểu diễn hình hoa gió Dưới đây là biểu diễn kết quả đánh giá hai loại bánh bích qui A và B dưới dạng hoa gió. Các tính chất đặc trưng của sản phẩm được biểu diễn trên trục nằm ngang (màu sắc, độ giòn ) còn tính chất không đặc trưng được biểu diễn ở dưới (độ dính răng, mùi bột ). Điểm trung bình cho từng mẫu đối với từng chỉ tiêu được dùng để vẽ. Ta đánh dấu điểm trung bình của từng mẫu đối với từng chỉ tiêu vào thang cường độ (từ 1 đến 9). Sau đó nối các điểm của sản phẩm A lại với nhau và tương tự như vậy nối các điểm của sản phẩm B. Ta có thể biểu diễn kết quả đánh giá của nhiều mẫu (không nhất thiết phải 2 mẫu). 16
16. Sản phẩm: Bánh qui Mùi thơm Độ giòn Hình 2.2. Kết quả đánh giá hai loại bánh bích qui A và B dưới dạng hoa gió Nhìn vào kết quả biễu diễn profil, chúng ta có thể nhận ra 2 đặc tính của sản phẩm: - Tính chất nào là tính chất nổi bật trong số các tính chất nghiên cứu. Đó là những tính chất có giá trị cường độ cảm quan lớn. - Trong số các tính chất nghiên cứu (nhất là những tính chất đặc trưng), tính chất nào khác nhau giữa hai sản phẩm. Trong phương pháp này, các kiểm nghiệm viên phải được huấn luyện kĩ, có trình độ cao, phải nắm vững các kiến thức về mùi vị để mô tả, vì trong phương pháp này không áp dụng phương pháp thống kê. Ứng dụng: - Được sử dụng trong trường hợp người ta đã biết chắc chắn các mẫu có sự khác nhau nhưng chưa biết được đặc trưng của sự khác nhau đó là gì? - So sánh các sản phẩm trong quá trình thực hiện, trong quá trình phát triển các sản phẩm cũng như đánh giá trình độ công nghệ, mức chất lượng đã đạt được. 2.3.3.5. Phép thử ước lượng độ lớn Cường độ cảm giác S nhận được quan hệ với cường độ chất kích thích theo hàm: lnS = n.lnI + K 17
17. Trong thực tế sản xuất, người ta thường đặt vấn đề: - Với cường độ cảm giác xác định nhận được khi thử nếm thì mẫu có nồng độ (hay cường độ chất kích thích) là bao nhiêu? - Nếu bổ sung một lượng xác định chất kích thích vào sản phẩm thì cường độ cảm giác nhận được là bao nhiêu?. 2.3.4. Một số phép thử khi biết tính chất cần so sánh Các phép thử này dùng để xác định sự khác nhau giữa các mẫu khi người ta không biết bản chất sự khác nhau. Khi thử các thành viên phải tự tìm ra bản chất sự khác nhau giữa các sản phẩm. 2.3.4.1. Phép thử tam giác Có 3 mẫu thử kí hiệu bằng mã số, được biết rằng trong 3 mẫu này có 2 mẫu giống nhau. Người thử được mời xác định xem mẫu nào là mẫu không lặp lại. Nếu người thử không xác định được mẫu không lặp lại thì họ vẫn phải trả lời một mẫu bất kỳ. Do đó, bắt buộc phải có sự “chọn lựa gượng” nếu như người thử không thể phân biệt sự khác nhau giữa các mẫu, xác suất chọn đúng cho câu hỏi này là 1/3. Ứng dụng: + Đánh giá các thành viên trong hội đồng + Trả lời cho nhà sản xuất biết có sự khác biệt hay không để các nhà sản xuất có thể tăng hay giảm nồng độ chất đó. 2.3.4.2. Phép thử 2-3 Có 3 mẫu, trong đó có 2 mẫu giống nhau. Một trong 2 mẫu giống nhau này là mẫu chuẩn kiểm chứng. Người thử được mời xác định xem trong số 2 mẫu còn lại, mẫu nào giống mẫu kiểm chứng. Trong phép thử này, xác suất câu trả lời đúng ngẫu nhiên là 1/2. Ứng dụng: Phép thử 2 -3 hay được dùng hơn phép thử tam giác trong trường hợp sản phẩm có dư vị mạnh, vì nó đòi hỏi ít lần nếm mẫu hơn, do đó các kiểm nghiệm viên đánh giá dễ dàng hơn. 2.3.5. Phép thử cho điểm sản phẩm Phương pháp này được sử dụng để đánh giá tổng quát mức chất lượng của một sản phẩm so với tiêu chuẩn hoặc so với một sản phẩm cùng loại trên tất cả các chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi vị, trạng thái Tình trạng chất lượng của mỗi chỉ tiêu được đánh giá bằng điểm. Giá trị điểm tăng theo mức tăng chất lượng. Tùy theo sản phẩm và quốc gia mà thang điểm sử dụng rất khác nhau (thang 10, 20, 50, 100 điểm). Ở Việt Nam, dùng phương pháp này để đánh giá chất lượng của sản phẩm thực phẩm: phân cấp chất lượng của sản phẩm thực phẩm, cho phép hay không cho phép sản xuất sản phẩm. Trong phương pháp này, các kiểm nghiệm viên dựa vào sự đánh giá để cho điểm theo một thang điểm quy định. Ở nước ta, phương pháp này được quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 3215 – 79. Phương pháp này sử dụng hệ 20 điểm xây dựng trên một thang điểm thống nhất có 6 bậc (từ 0 – 5) và điểm từ 1 – 5 ứng với mức khuyết tật giảm dần, điểm 0 ứng với 18
18. chất lượng sản phẩm “bị hỏng”. Ở điểm 5, sản phẩm coi như không có sai lỗi trong tính chất đang xét (bảng 2.1). Bảng 2.1. Sáu bậc đánh giá chất lượng sản phẩm Bậc Điểm chưa đánh có trọng CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ giá lượng Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt đặc 1 5 trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm không có sai lỗi và khuyết tật nào Sản phẩm có khuyết tật nhỏ hoặc sai lỗi nhỏ hoặc có cả 2 4 hai nhưng không làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm đó Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc có cả hai. Số lượng và mức độ khuyết tật hoặc sai lỗi làm giảm giá trị 3 3 cảm quan của sản phẩm đó, nhưng sản phẩm vẫn đạt theo tiêu chuẩn Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc có cả hai. Số lượng và mức độ khuyết tật hoặc sai lỗi làm cho sản 4 2 phẩm không đạt mức chất lượng qui định trong tiêu chuẩn, nhưng còn khả năng bán được. Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mực độ trầm trọng, không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm đó. 5 1 Song sản phẩm vẫn chưa gọi là hỏng. Sản phẩm đó không thể bán được, nhưng sau khi tái chế thích hợp, vẫn có thể sử dụng được. Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ rất trầm 6 0 trọng, sản phẩm bị coi là “hỏng”, không sử dụng được. Qui trình đánh giá phải được thực hiện trong phòng phân tích cảm quan đạt yêu cầu. Việc chuẩn bị mẫu phải phù hợp với từng loại sản phẩm theo qui định chặt chẽ. Hội đồng chỉ gồm từ 5 đến 12 chuyên gia có hiểu biết về sản phẩm được đánh giá. Hội đồng có chủ tịch và thư ký để lãnh đạo hội đồng trong quá trình làm việc. Mỗi sản phẩm sẽ có một bảng điểm qui định theo TCVN 3215 – 79. Khi đánh giá, mỗi cảm quan viên làm việc độc lập, căn cứ kết quả ghi nhận được, đối chiếu với bảng mô tả các chỉ tiêu và dùng các số nguyên để cho điểm từ 0 đến 5, ghi vào phiếu và nộp cho thư kí sau giờ làm việc. Thư kí hội đồng sẽ tổng kết điểm của các thành viên và từ đó tính ra điểm chất lượng của sản phẩm. Điểm chưa có trọng lượng: Là điểm từ 0 đến 5 mà các cảm quan viên cho điểm từng chỉ tiêu của một sản phẩm. Điểm trung bình chưa có trọng lượng: Là trung bình cộng các điểm chưa có hệ số quan trọng đối với từng chỉ tiêu của các kiểm nghiệm viên, lấy chính xác đến hai chữ số thập phân sau dấu phẩy. 19
19. Hệ số quan trọng: Trong một sản phẩm, các chỉ tiêu cảm quan có mức độ quan trọng khác nhau nên cần có một hệ số quan trọng để biểu thị mức độ quan trọng của chỉ tiêu đó. Do vậy, giá trị điểm đối với mỗi chỉ tiêu được nhân với một giá trị tương ứng đó gọi là hệ số quan trọng. Khi đánh giá chứng nhận chất lượng đối với sản phẩm mới hoặc sản phẩm cải tiến, hệ số quan trọng được cơ quan có thẩm quyền về kiểm tra chất lượng tạm thời qui định sau khi đã tham khảo ý kiến của các cơ quan có liên quan. Các chỉ tiêu có vai trò lớn thì có hệ số quan trọng lớn hơn. Các hệ số quan trọng mà đối với chỉ tiêu được cho biết trước và tổng các hệ số quan trọng của tất cả các chỉ tiêu đánh giá cho một sản phẩm là 4. Điểm trung bình có trọng lượng: Là tích của điểm trung bình chưa có trọng lượng của một chỉ tiêu với hệ số quan trọng của chỉ tiêu đó. Điểm chung: Là tổng điểm trung bình có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan. Điểm chung gọi là điểm chất lượng vì nó quyết định mức chất lượng của một sản phẩm. Để phân cấp chất lượng, TCVN 3215 – 79 qui định các cấp chất lượng đối với các sản phẩm thực phẩm có điểm chung và điểm trung bình chưa có trong lượng đối với một số chỉ tiêu tương ứng trong bảng 2.2. Bảng 2.2. Bảng phân cấp chất lượng sản phẩm. Yêu cầu về điểm TB chưa Điểm Cấp chất lượng có trọng lượng đối với các chung chỉ tiêu 18,6 ÷ 20,0 Các chỉ tiêu quan trọng nhất Loại tốt ≥ 4,7 15.2 ÷ 18,6 Các chỉ tiêu quan trọng nhất Loại khá ≥ 3,8 Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 2,8 Loại kém (không đạt mức chất lượng 7,2 ÷ 11,1 qui định trong tiêu7 chuẩn nhưng còn Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,8 khả năng bán được) Loại rất kém (không có khả năng bán 4 ÷ 7,1 được nhưng sau khi tái chế thích hợp Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,0 còn sử dụng được) Loại hỏng (không còn sử dụng được) 0 ÷ 3,9 * Chú ý: Để đạt yêu cầu về chất lượng thì loại sản phẩm đó phải đạt cấp chất lượng loại trung bình trở lên, nghĩa là số điểm trung bình chưa có trọng lượng của mỗi chỉ tiêu cảm quan phải đạt ít nhất là 2,8 điểm và điểm số chung ít nhất phải là 11,2 đối với một sản phẩm. Nếu một chỉ tiêu nào đó có điểm 0 thì nên tiến hành đánh giá lại chỉ tiêu đó. Khi hội đồng đã quyết định cho một chỉ tiêu nào đó điểm 0 thì sản phẩm đó bị đánh giá với số điểm bằng 0. Sản phẩm bị đánh giá là: loại hỏng. 20
20. Đối với mẫu sản phẩm đồng nhất, nhận xét của một thành viên trong hội đồng bị bác bỏ khi nhận xét đó chênh lệch quá 1,5 điểm so với điểm trung bình chưa có trọng lượng. Ví dụ: Có 7 kiểm nghiệm viên (kí hiệu A, B, C, D, E, F, G) đánh giá sản phẩm bia với kết quả trình bày ở bảng 2.3 Bảng 2.3. Điểm đánh giá sản phẩm bia của 7 kiểm nghiệm viên. Điểm của các KNV Tổng Điểm TB Hệ số Điểm Tên chỉ tiêu A B C D E F G số chưa có quan TB có điểm TL trọng TL - Màu sắc, độ trong 3 4 3 3 4 3 3 23 3,29 0,4 1,32 - Độ tạo bọt 4 4 3 3 3 2 3 22 3,14 0,8 2,51 - Mùi 3 3 4 3 4 4 3 24 3,43 0,8 2,74 - Vị 3 3 3 4 3 3 4 23 3,29 2 6,58 Điểm chung 13,15 Loại bia trên có điểm chung 13,15 và điểm trung bình chưa có trong lượng của các chỉ tiêu lớn hơn 2,8 nên theo TCVN 3215 – 79 thì bia trên đạt cấp chất lượng loại “trung bình”. 2.4. Một số yêu cầu đánh giá cảm quan 2.4.1. Phòng đánh giá cảm quan (hình 2.3.) Phòng đánh giá cảm quan phải thoáng, sạch, không bị ồn. Các thành viên phải được yên tĩnh và độc lập nên phải làm vách ngăn tạo nên các phòng ốc giữa các thành viên. Hình 2.3. 21
21. Hình 2.4. 2.4.2. Yêu cầu về dụng cụ cảm quan Nhằm đạt mục đích chung là các mẫu khi cung cấp cho cảm quan viên phải đồng nhất và không gây ấn tượng gì về cơ sở sản xuất hoặc một thành kiến nào khác, các mẫu phải được chuẩn bị cẩn thận và chứa trong các dụng cụ đúng qui định và giống nhau. Tất cả các dụng cụ và đồ dùng phục vụ trong buổi đánh giá phải rửa, giặt sạch trước và sau khi đánh giá. Không được dùng xà phòng thơm để giặt, rửa, không được lau mà phải sấy khô hoặc để khô dụng cụ trên các giá bằng nhựa hay tốt nhất bằng thủy tinh, sứ, thép không gỉ. Trước lúc sử dụng phải kiểm tra lại cẩn thận, đảm bảo các dụng cụ và đồ dùng không có mùi vị gì khác lạ. Tùy từng sản phẩm, các dụng cụ được qui định một cách cụ thể. Nguyên tắc chung: - Dụng cụ phải bằng thủy tinh không màu hay màu trắng (hình 2.5). Có thể bằng vật liệu khác không màu hay màu trắng nhưng phải dễ làm sạch, không giữ mùi vị và không ảnh hưởng đến màu sắc, trạng thái mùi vị của sản phẩm. - Dụng cụ cung cấp cho những cảm quan viên trong hội đồng phải giống nhau về hình dạng, kích thước và vật liệu. Điều này rất quan trọng, nếu không sẽ ảnh hưởng đến kết quả đánh giá. Ví dụ: cùng một loại rượu nho sẽ có màu khác nhau nếu chứa trong 2 cốc có kích thước khác nhau. Nếu không có qui định gì đặc biệt, thông thường các dụng cụ sau đây được dùng để thực hiện đánh giá. Dụng cụ để chuẩn bị mẫu: - Dao, dụng cụ để mở chai, hộp. - Bình thủy tinh to để đấu trộn (chất lỏng). 22
22. Hình 2.5. Các loại dụng cụ đánh giá cảm quan 23
23. - Thố, tô to để trộn (đồ hộp, kẹo). - Muỗng, nĩa, kẹp trắng thép không gỉ. Dụng cụ để cảm quan: - Cốc để cảm quan chất lỏng làm bằng thủy tinh tốt, không màu, có nắp đậy. - Chai thủy tinh tốt không màu, có nút nhám để đánh giá màu sắc, độ trong. - Cốc đánh giá bia. - Cốc đánh giá rượu. - Cốc đánh giá trà. - Bình pha trà. - Đĩa cá nhân bằng sứ, sắt tráng men hay thủy tinh trắng. 2.4.3. Nhân viên phòng đánh giá cảm quan Nhân viên phòng đánh giá cảm quan là những người chịu trách nhiệm về chất lượng cảm quan của sản phẩm trước khi đưa ra thị trường. Nhân viên phòng đánh giá cảm quan phải có kiến thức tâm lí học, sinh lí người, toán thống kê, công nghệ thực phẩm, nấu ăn và tin học. 2.4.4. Người thử cảm quan Là những người không có bệnh tật về các giác quan, đều có thể tham gia đánh giá cảm quan thực phẩm. Giới tính, lứa tuổi và tính nghiện hút đều có ảnh hưởng phần nào đến kết quả cảm quan. Những người có ngưỡng cảm thấp sẽ cho các kết quả tin cậy hơn. Trước khi tham gia với tư cách là thành viên của hội đồng đánh giá cảm quan, cảm quan viên phải thực hiện những điều đã được cơ quan tổ chức hội đồng qui định. Cảm quan viên phải có khả năng đánh giá khách quan, có khả năng phân biệt cảm giác, có kiến thức chuyên môn tốt và kiến thức phân tích cảm quan. Tất cả các cảm quan viên phải được kiểm tra trình độ định kì, 6 tháng hoặc 1 năm 1 lần. Trước khi đánh giá 30 phút: - Không được ăn uống và hút thuốc - Không dùng son phấn, nước hoa, xà phòng thơm - Nếu bị mệt, cảm cúm, nhức đầu thì không tham gia buổi thử hôm đó Trong thời gian đánh giá cảm quan: - Không nói chuyện, gây ồn trong phòng - Sử dụng triệt để thời gian làm việc, không ra khỏi phòng sớm - Không tự tiện vào phòng chuẩn bị mẫu 2.4.5. Nhóm thử cảm quan “Nhóm” là từ chung chỉ những người tham gia đánh giá cảm quan trong một thí nghiệm nào đó, còn từ “hội đồng” thường để chỉ một nhóm được thành lập từ những “chuyên gia” tham gia thử nếm định kì đối với một loại sản phẩm. Số lượng thành viên trong một nhóm phụ thuộc dạng đánh giá mà nhóm sẽ thực hiện, thường là không dưới 5 người. Trước khi đánh giá một sản phẩm, nhóm sẽ được lựa chọn, thành lập và huấn luyện. 24
24. Hội đồng cảm quan phải có ít nhất là 5 người và nhiều nhất là 12. Ưu tiên chọn cảm quan viên với số lượng lẻ. Hội đồng phải có chủ tịch và thư kí để lãnh đạo trong quá trình làm việc. Trong trường hợp ít người, cán bộ của phòng cảm quan có thể là thư kí hội đồng, người này có thể hoặc không tham gia đánh giá. Hội đồng hoạt động trên tinh thần thay thế một phòng thí nghiệm để đánh giá các chỉ tiêu của sản phẩm. Kết quả đành giá chỉ có giá trị trên mẫu đã được đánh giá. Phiếu kết quả phải được thủ trưởng cơ quan tổ chức hôi đồng xác nhận và không được phép sửa đổi. 2.4.6. Huấn luyện cảm quan viên 2.4.6.1. Huấn luyện cơ bản Nhằm trau dồi kĩ năng nhậ định và so sánh các sai biệt rất nhỏ về màu sắc, mùi, vị và được thực hiện nhiều lần với các bước sau: - Nhận biết 4 vị cơ bản: Xếp cường độ cảm giác tăng dần theo nồng độ các chất gây vị, xác định cường độ vị của chất tan trong hỗn hợp dung dịch so với dung dịch đơn chất - Nhận biết các mùi thông thường (khoảng 20 loại tinh dầu thực vật), khi ở dạng đơn chất và trong hỗn hợp pha trộn khác nhau. So sánh cường độ mùi ở nồng độ khác nhau. - Sắp xếp theo thứ tự tăng dần của màu sắc khi nồng độ chất tan thay đổi (màu tím, vàng, xanh, nâu) hoặc tỉ lệ màu phối trộn thay đổi. - Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về khối lượng, độ ráp, độ cứng, độ dẻo của các dãy mẫu thí nghiệm. 2.4.6.2. Tuyển lựa và bồi dưỡng nghiệp vụ cho các cảm quan viên Trước hết các cảm quan viên phải giải được các bài kiểm tra cơ bản nêu trên. Muốn được tuyển lựa là cảm quan viên có quyền tham gia vào một hội đồng cảm quan một sản phẩm nào đó, cảm quan viên còn phải đạt được các điều kiện do cơ quan tổ chức hội đồng qui định. Sau khi được tuyển lựa, cảm quan viên phải được tiếp tục huấn luyện thường xuyên bằng cách tham gia cac hoạt động của hội đồng cảm quan. Thỉnh thoảng nên có chương trình huấn luyện đặc biệt. Tùy theo trình độ của kiểm nghiệm viên, có thể chuẩn bị các bài huần luyện dựa trên các phương pháp đã nêu trên. Việc huấn luyện các kiểm nghiệm viên và bố trí họ luân phiên nhau tham gia đánh giá trong các hội đồng nhằm nâng cao chất lượng cảm quan của hội đồng, đặc biệt trong các phương pháp sai biệt. Có nhiều nguyên lí lựa chọn và huần luyện thành viên phân tích cảm quan thực phẩm. Sau đây là Nguyên lí SPENCER, việc lựa chọn được tiến hành theo 3 bước, nếu làm được bước trước mới được làm bước sau: Bước 1: Người thử nhận 4 dung dịch: - Đường: 20g/l - Acid citric: 0,7g/l - Muối ăn: 2g/l - Cafeine: 0.7g/l Sau khi thử phải trả lời đúng 4 vị cơ bản nhận được đối với dung dịch tương ứng. Không được phép sai. 25
25. Bước 2: So sánh cường độ vị ngọt theo nồng độ của 4 dung dịch đường: 70, 100, 125, 150 g/l. không được phép sai. Bước 3: Người thử nhận một lúc 20 mẫu chất thơm khác nhau, ngửi và ghi ra giấy tên những mùi nhận được trong 15 phút. Phải nhận đúng ít nhất 11 mùi mới được mời vào nhóm thử cảm quan. 2.4.7. Các bước tiến hành đánh giá cảm quan 2.4.7.1. Kiểm tra sức khỏe thường xuyên Cả Hội đồng phải dự các cuộc kiểm tra này kể cả chủ tịch. Nếu thư kí không tham gia đánh giá thì không cần kiểm tra. Cán bộ phòng thí nghiệm tổ chức kiểm tra rồi thông báo kết quả kiểm tra ngay cho những người dự kiểm tra biết. Những người không đủ điều kiện để đánh giá ngày hôm đó, không được tham gia đánh giá. Người tổ chức hội đồng chú ý phải mời số người nhiều hơn 5 để dự phòng có người bị ốm không đánh giá được. Hội đồng vẫn đủ số người tối thiểu để đánh giá. 2.4.7.2. Vệ sinh cá nhân và phương tiện làm việc Các phương tiện làm việc và phòng ốc phải sạch sẽ và được chuẩn bị đầy đủ. Cán bộ phòng thí nghiệm và những người đánh giá phải vệ sinh cá nhân, rửa tay, súc miệng trước khi làm việc. 2.4.7.3. Tại phòng họp Sau khi thống nhất với cán bộ phòng thí nghiệm cảm quan, chủ tịch hội đồng thông báo cho cán bộ cảm quan các vấn đề sau đây: - Tên, loại sản phẩm - Số mẫu phải đánh giá - Tiêu chuẩn hoặc mẫu chuẩn của sản phẩm - Thống nhất một số vấn đề về kĩ thuật đánh giá và qui trình đánh giá, nếu là sản phẩm chưa quen thuộc Khi thông báo và bàn bạc, cán bộ phụ trách chuẩn bị mẫu không được để lộ cho hội đồng biết cơ sở sản xuất ra sản phẩm và các đặc điểm về sản phẩm có thể ảnh hưởng đến nhận xét sau này của hội đồng. Cùng với cán bộ phòng thí nghiệm quyết định thứ tự các mẫu đánh giá và các bài kiểm tra thường xuyên trước khi đánh giá. Thông báo các qui định chung (không được trao đổi ý kiến khi đánh giá ). 2.4.7.4. Tại phòng cảm quan Chủ tịch và các thành viên hội đồng kiểm tra xem xét lại các phương tiện, điều kiện làm việc có theo quy định chưa, thông báo cho cán bộ phòng thí nghiệm biết và bổ sung nếu thiếu. Các cảm quan viên ngồi vào vị trí và sắp xếp theo các biểu mẫu, đồ dùng cho thoải mái nhất. 2.4.7.5. Tiến hành đánh giá Việc đánh giá được thực hiện theo đúng quy trình được đề ra. 26
26. Sau mỗi mẫu, mỗi cảm quan viên phải báo điểm cho thư ký Hội đồng biết bằng cách đưa bảng có ghi số điểm cho từng chỉ tiêu hoặc ghi vào phiếu và nộp sau mỗi mẫu. Nghỉ, dùng thức ăn, uống thanh vị, chờ đánh giá mẫu tiếp. Sau mỗi nhóm sản phẩm, cần nghỉ 15 phút hoặc sau 1 giờ đánh giá cần nghỉ 20 đến 30 phút. Cả Hội đồng phải nghỉ ở phòng họp để cán bộ phòng thí nghiệm chuẩn bị tại phòng thí nghiệm và các điều kiện làm việc. 2.4.8. Các bước tiến hành đánh giá cảm quan Quy trình kiểm nghiệm cảm quan một sản phẩm cụ thể nhằm cụ thể hóa TCVN 3215-79 đối với sản phẩm đó. Các Hội đồng nhất thiết phải có quy trình mới tiến hành đánh giá một sản phẩm. Thông thường, quy trình được biên soạn và ban hành dựa vào TCVN 3215-79 và các tiêu chuẩn về yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Qui trình được phổ biến cho tất cả các cảm quan viên đối với mỗi sản phẩm. Khi cần thiết phải tổ chức tập huấn để thống nhất về thao tác và quen thuộc mẫu chuẩn. Thông thường quy trình kiểm nghiệm cảm quan gồm các phần sau: 2.4.8.1. Phạm vi áp dụng: Sơ lược phân loại sản phẩm 2.4.8.2. Quy trình cảm quan • Mẫu • Phòng cảm quan • Dụng cụ • Danh mục chỉ tiêu và hệ số quan trọng • Chuẩn bị mẫu thử • Chuẩn bị thanh vị • Tiến hành thử • Bảng điểm • Xử lý và báo cáo kết quả 27
27. CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LÝ HÓA 3.1. Ý nghĩa của việc lấy mẫu Trong các loại thực phẩm, hàm lượng nước rất khác nhau: 10-20% trong ngũ cốc, 60-75% trong thịt, 80-90% trong quả và rau tươi, 90-95% trong nấm ăn. Nước không phải là hợp chất cung cấp năng lượng mà ngược lại nước làm cho chất lượng của thực phẩm bị giảm đi trong quá trình bảo quản. Do đó người ta thường tìm cách làm giảm lượng nước trong chúng đến mức tối đa. Thông thường đối với các sản phẩm thực phẩm, người ta cần biết hàm lượng nước của chúng vì những lý do sau: - Về yêu cầu công nghệ, muốn biết lượng nước để có quyết định và biện pháp hợp lý về thu hoạch, phơi sấy, bảo quản và chế biến công nghiệp. Hàm lượng nước là chỉ số cần thiết để đánh giá và làm chủ được các nguy cơ gây hư hỏng trong thời gian cất giữ thực phẩm. - Về yêu cầu của việc đánh giá chất lượng, muốn biết cụ thể hàm lượng nước để quy các kết quả phân tích các chỉ tiêu về một cơ sở cố định là chất khô hay hàm lượng nước chuẩn. - Về yêu cầu về thương mại, các hợp đồng mua bán thường có quy định giới hạn trên của hàm lượng nước không cho phép trong một thực phẩm. - Về yêu cầu của quy chế, vì lý do vệ sinh thực phẩm và trung thực trong thương mại, người ta quy định hàm lượng nước giới hạn hay hàm lượng chất khô tối thiểu của một thực phẩm. Độ ẩm của một sản phẩm thực phẩm là hàm lượng nước có trong 100 gam sản phẩm. Chất khô hay bã khô là tất cả những gì còn lại sau khi tách độ ẩm từ mẫu nghiên cứu. Vì vậy xác định độ khô có thể suy ra được độ ẩm và ngược lại. 3.2. Các phương pháp xác định độ ẩm 3.2.1. Phương pháp sấy mẫu ở nhiệt độ vừa phải Phương pháp này có thể dùng cho các thực phẩm dạng rắn. Thường sấy sản phẩm trong một khí quyển có độ ẩm tương đối bằng không. Nước được kéo ra khỏi mẫu sản phẩm đã được nghiền nhỏ, để ở nhiệt độ vừa phải (50-800C), dưới áp suất thấp, nhờ một tác nhân hút ẩm có khả năng tạo được một độ ẩm tương đối bằng không ở trong lòng. Việc cân bằng với áp suất khí quyển có áp suất hơi nước bằng không có thể nhận ra được thông qua sự không thay đổi của khối lượng mẫu trong giới hạn xác định. Thực tế có thể tạo được áp suất hơi nước bằng không bằng cách dùng những chất rất háo nước như P2O5. Việc tạo ra ngay ban đầu một áp suất thấp mà không phải bơm liên tục sẽ làm 28
28. giảm nguy cơ oxy hóa các chất sẽ dễ dàng làm cho sự di chuyển các phân tử nước từ mẫu vật đến chất hút nước vốn đạt được trực tiếp với nó. Khi gia nhiệt sẽ làm tăng nhanh quá trình nhả nước từ mẫu vật. Tuy nhiên nhiệt độ tối đa thường trong khoảng 45-800C có khi đến 1000C tùy theo sản phẩm. 3.2.2. Phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi (sấy nhiệt độ từ 100-1300C) 3.2.2.1. Nguyên lý Dựa vào khả năng tách rời hơi nước và các chất dễ bay hơi khỏi mẫu trong cùng một áp suất và nhiệt độ. Dùng sức nóng làm bay hơi nước trong sản phẩm thực phẩm. 3.2.2.1. Tiến hành Chén sứ được sấy khô ở 1100C đến trọng lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân chén trên cân phân tích, chính xác đến 0,001g. Cân chính xác 2-10 g mẫu trong chén sấy. Cho chén sấy đựng mẫu vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 1050C – 1100C, trong 2 giờ. Lấy chén ra cho vào bình hút ẩm và đem cân. Tiếp tục sấy chén trong tủ sấy tiếp 30 phút, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và đem cân. Làm như vậy cho đến khi kết quả của 2 lần cân cuối gần như không thay đổi. Ghi kết quả của lần cân cuối cùng. 3.2.2.3. Tính kết quả Độ ẩm của mẫu được tính bằng % theo công thức: − G1 G 2 .100 %W = − G1 G Trong đó: G1: Trọng lượng của chén và mẫu trước khi sấy (g) G2: Trọng lượng của chén và mẫu sau khi sấy (g) G: Trọng lượng của chén sấy (g) Chú ý: Đối với một số sản phẩm khó sấy khô, để rút ngắn thời gian sấy cần nghiền nhỏ hay thái mỏng, có thể sử dụng nhiệt độ sấy là 1300C hoặc trộn lẫn với cát khô sạch (đã xử lý bằng HCl) trong khi sấy. Đối với những sản phẩm có nhiều nước thì phải làm bốc hơi trên nồi cách thủy đến kiệt nước sau đó mới cho vào tủ sấy. 3.2.3. Phương pháp chưng cất với dung môi Thông thường người ta chỉ áp dụng phương pháp này cho những sản phẩm tự khuếch tán được trong chất lỏng dùng để kéo cất. Với một số loại sản phẩm như đồ hộp, ngoài nước còn chứa một lượng chất dễ bay hơi như axit, este, tinh dầu do đó nếu xác định độ ẩm theo phương pháp sấy khô đến trọng lượng không đổi sẽ gặp sai số lớn. Phương pháp này có thể áp dụng để xác định nước trong bơ, dầu, các sản phẩm giàu chất béo cũng như một số giàu gia vị. Một số sản phẩm chứa nhiều đường khi sấy sẽ bị caramen hóa. 3.2.3.1. Nguyên lý Khi đun sôi dung môi đã trộn lẫn với sản phẩm, dung môi bốc hơi kéo theo nước có trong sản phẩm. Hơi dung môi và hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành lỏng và 29
29. đọng lại ống đo có chia vạch, đọc thể tích nước trong ống đo, từ đó tính độ ẩm có trong sản phẩm. Yêu cầu đối với dung môi: - Nhiệt độ sôi của dung môi gần bằng nhiệt độ sôi của nước - Dung môi được hòa tan hoàn toàn trong nước ống sinh hàn Có thể dùng các loại dung môi sau: Toluen: 1110C Benzen: 800C Xylen: 1400C 0 CCl4: 77 C Nhược điểm chủ yếu là không trích ly được hoàn toàn nước ở trong mẫu. 3.2.3.2. Tiến hành - Cân chính xác 5-10g mẫu cho vào bình cầu có chứa dung môi (thường là toluen). Tráng lại chén bằng toluen cho vào bình cầu. Thêm toluen vào khoảng 100-150ml. - Lắp máy cất, đun bình cầu, toluen sôi mạnh Hình 3.1. Dụng cụ chưng cất bốc hơi cuốn theo nước và ngưng tụ (điều chỉnh nguồn nhiệt sao cho 100 giọt/phút) trong ống đo có chia vạch. Tiếp tục đun đến khi mức nước ở ống đo (lớp nước nằm ở dưới lớp toluen) không đổi, ngưng đun. Để nguội, đọc thể tích nước (ml) trong ống đo. 3.2.3.3. Tính kết quả Độ ẩm được tính bằng % theo công thức N % W = .100 (%) m Trong đó: N: khối lượng nước ở ống đo (suy từ thể tích nước đọc được) (g) m: khối lượng mẫu (g) 3.3. Xác định hàm lượng tro 3.3.1. Hàm lượng tro toàn phần (tro cacbonat) 3.3.1.1. Nguyên lí Dựa vào khả năng tách được các chất hữu cơ dễ cháy ra khỏi các chất hữu cơ không cháy trong mẫu phân tích ở nhiệt độ cao. Nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ trong sản phẩm thực phẩm ở nhiệt độ cao. Cân phần tro còn lại sẽ tính được hàm lượng tro có trong thực phẩm. 3.3.1.2. Tiến hành - Nung chén sứ đã rửa sạch trong lò nung ở 6000C đến trọng lượng không đổi. Để nguội chén nung trong bình hút ẩm và cân trên cân phân tích (chính xác đến 0,001g). - Cân chính xác 1-3g mẫu cho vào chén nung (cho vào lo nung tăng nhiệt độ 30
30. từ từ cho đến 6000C, giữ nhiệt độ này từ 3-6 giờ đến khi tro trắng. Nếu lấy ra thấy cho còn đen, làm nguội cho thêm vài giọt HNO3 nung đến trắng). - Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, cần tiếp tục nung khoảng 30 phút, lấy ra để nguội và cân đến khối lượng không đổi. 3.3.1.3. Tính kết quả Hàm lượng tro toàn phần tính bằng % theo công thức m − m Hàm lượng tro = 2 0 .100 − m1 m0 Trong đó: m0: khối lượng của chén nung (g) m1: khối lượng của mẫu và chén trước khi nung (g) m2: khối lượng của chén và tro sau khi nung (g) Chú ý: - Khi xác định tro đối với các sản phẩm dễ bốc cháy (đường, mỡ ) phải đun nhẹ trên bếp điện trước khi cho đến khi thành than đen không bốc cháy nữa nới cho vào lò nung. - Nếu là sản phẩm lỏng phải cô đặc đến khô mới cho vào lò nung. - Khi chén nung còn nóng cho vào bình hút ẩm, phải hé nắp bình, để chén nung nguội bớt mới đóng kín nắp bình. 3.3.2. Hàm lượng tạp chất Những chất bẩn đất, cát lan vào trong thực phẩm là những chất có thành phần tro toàn phần của thực phẩm nhưng không tan trong HCl gọi là tạp chất hay tro không tan trong HCl. 3.3.2.1. Nguyên lý Lấy tro toàn phần cho vào HCl, sau đó lọc, phần tro không tan được nằm lại trên giấy lọc, đem rửa sạch, nung và cân. Từ đó tính toán được hàm lượng tạp chất. 3.3.2.2. Tiến hành - Nung mẫu đến tro trắng (tro toàn phần), lấy ra để nguội, thêm vào 30 ml HCl 10%. - Đun cách thủy chén tro trong 30 phút. - Lọc qua giấy lọc không tàn, rửa sạch cặn trên giấy lọc bằng nước cất đun sôi - cho đến khi nước lọc không còn Cl (kiểm tra bằng AgNO3 10%). - Đưa giấy lọc vào lại chén nung trên, nung trong lò nung ở 5500C đến khi trọng lượng không đổi. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm và cân. 3.3.2.3. Tính kết quả Hàm lượng tạp chất tính bằng % theo công thức: m − m X = 2 0 .100 (%) − m1 m 0 Trong đó: m0: khối lượng của chén nung m1: Khối lượng của chén + mẫu trước khi nung (g) m2: Khối lượng của chén +tạp chất sau khi nung (g) 31
31. 3.4. Xác định hàm lượng glucid Glucid là chất hữu cơ thường chiếm từ 85 – 90% chất khô của thực vật, trong các loại hạt và bột ngũ cốc glucid thường chiếm từ 60 - 80 %. Xác định glucid trong lương thực, thực phẩm là xác định tổng số các đường và tinh bột. Sự xác định dựa trên nguyên tắc các glucid đều có thể bị axit thủy phân thành glucozơ, rồi định lượng đường glucozơ và suy ngược lại sẽ tính được glucid. Đường có trong các mặt hàng thực phẩm dưới các dạng khác nhau và với hàm lượng cũng khác nhau. trong các thực phẩm nói chung hàm lượng đường có trong bản thân nguyên liệu sẵn có hay trong quá trình chế biến tạo nên và cũng có những mặt hàng như bánh, kẹo nguyên liêuh chính là đường. Khi phân tích hàm lượng đường trong thực phẩm, người ta phân thành các loại đường như sau: đường chung (đường tan) bao gồm đường khủ và đường không khử. Đường chung được tách ra từ sản phẩm khi ta dung nước hay dung môi để hòa tan. 3.4.1. Đường khử Đường khử là đường có tính khử mà trong phân tử của chúng có chứa nhóm aldehyt, hay nhóm – OH glucozid. Ví dụ: glucozơ, Fructozơ, mantozơ, lactozơ 3.4.1.1. Phương pháp Bertrand * Nguyên lý Trong môi trường kiềm , đường khử dễ dàng khử ion Cu2+ trong dung dịch + Felin tạo thành Cu dưới dạng Cu2O kết tủa đỏ gạch. Dung dịch Felin gồm: Dung dịch Felin A: CuSO4 Dung dịch Felin B: NaOH, Kali natri tactrat Phản ứng xảy ra khi trộn chung 2 dung dịch Felin A và Felin B CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 HO COOK O COOK CH CH Cu(OH)2 + → Cu +2H2O CH CH HO COOKNa O COONKa Đường khử khử hỗn hợp Felin O COOK HO COOK ↑ CH CH R–CHO + 2Cu Cu +2H2O → Cu2O +2 +RCOOH CH CH O COONa HO COONa Hòa tan Cu2O kết tủa bằng dung dịch Fe2(SO4)3 trong môi trường H2SO4 đậm đặc: Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 → 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O Dùng chất chuẩn KMnO4 0,1N để chuẩn độ lượng FeSO4 tạo thành: 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8H2SO4 → K2SO4+5 Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 +8H2O 32
32. Tại thời điểm kết thúc định phân, dung dịch có màu hồng. Từ lượng KMnO4 0,1N tiêu tốn sẽ tính được hàm lượng đường khử. Chú ý: - Trong các dung dịch thực phẩm để xác định hàm lượng đường khử thường có chứa một số tạp chất có tính khử do đó làm kết quả sai số. Do đó trước khi xác định hàm lượng đường khử cần phải tẩy tạp chất. - Thông thường để tẩy tạp chất dùng axetat chì. Axetat chì có tác dụng kết tủa hầu hết các chất phi đường. - Axetat chì được dùng dưới dạng bột hay dung dịch 20% hoặc 30%. * Tiến hành Chuẩn bị mẫu: - Cân chính xác G(g) mẫu vào cốc thủy tinh (G: tùy thuộc vào từng loại mẫu phân tích). Hòa tan hoàn toàn bằng nước cất. Chuyển sang bình định mức 100ml. Tráng cốc bằng nước cất cho vào bình định mức trên. Thêm nước cất đền vạch định mức. - Thêm một ít axetat chì bột (1,5g) lắc đều và lọc qua giấy lọc. Hứng dung dịch lọc vào cốc khô sạch (gọi là dung dịch mẫu). Tạo kết tủa: - Cho vào bình nón 250 ml: 10 ml dung dịch mẫu, 10 ml felin A và 10 ml felin B, lắc nhẹ. - Đặt bình nón lên trên bếp điện, đun sôi, sôi đúng 3 phút. - Lấy bình nón ra để nghiêng cho kết tủa lắng xuống. Dung dịch bên trên lớp 2+ kết tủa Cu2O phải còn màu xanh của Cu . Nếu mất màu xanh nghĩa là không đủ lượng Cu2+ cần thiết để phản ứng. Do đó, phải làm lại với thể tích dung dịch lọc ít hơn (5 ml), nhưng phải thêm nước cất cho đủ 10 ml. Gạn lọc kết tủa: - Khi kết tủa Cu2O lắng xuống, gạn phần nước bên trên và lọc qua phễu lọc xốp cắm xuyên qua nút cao su của bình lọc có nhánh nối với máy hút chân không. - Rửa kết tủa bằng nước đã đun sôi và gạn lọc tiếp tục vào phễu cho đến khi trong bình nón gắn với máy hút mất màu xanh. Trong quá trình gạn lọc, không để chân không kết tủa Cu2O lọt vào phễu và luôn luôn giữ có một lớp nước trên mặt Cu2O để tránh tiếp xúc với Hình 3.2. Bộ lọc chân không không khí. Hòa tan kết tủa: - Lần cuối cùng gạn hết nước và cho ngay 10 – 20 ml Fe2(SO4)3 và H2SO4 đặc để hòa tan Cu2O trong bình nón. - Thay bình lọc hút bằng bình lọc hút khác. Đổ dung dịch Fe2(SO4)3 đã hòa tan Cu2O cho đến khi không còn vết Cu2O trong bình nón và phễu. Tráng phễu, rửa lại 33
33. bằng nước cất đun sôi rồi đổ cả vào phễu và hút hết xuống bình lọc. Chuẩn độ: Lấy bình lọc hút ra và chuẩn độ ngay bằng KMnO4 0,1M cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây. * Tính kết quả Hàm lượng đường khử được tính bằng % theo công thức: a.100.V R = 0 (%) s G.V.1000 Trong đó: a: lượng glucoza tìm được theo bảng tra từ số ml KMnO4 tiêu tốn (mg) (bảng tra lượng glucose xem phần phụ lục) V0: thể tích bình định mức V: thể tích dung dịch lấy để thử (ml) G: lượng cân mẫu (g) Ví dụ tính toán về cách tính a khi tra bảng Khi chuẩn dùng hết 3,7 ml KMnO4 0,1N. tính a (mg) Tra bảng ta có: 3,55 ml KMnO4 0,1 N → 11 mg Glucozơ 3,87 ml KMnO4 0,1 N → 12 mg Glucozơ Dùng phương pháp nội suy ta tính: (12 −11).(3,7 − 3,55) a = 11 + = 11,46 mg Glucozơ (3,87 − 3,55) 3.4.1.2. Phương pháp metylen xanh (Bectơrăng trực tiếp) Đối với một số sản phẩm có hàm lượng đường khử thấp, người ta dùng phương pháp Bectơrăng trực tiếp. * Nguyên lí Đường khử có khả năng khử làm mất màu metylen xanh. Vì vậy dùng metylen xanh làm chất chỉ thị cho phản ứng oxy hóa đường khử bằng Felin. Cho vài giọt metylen xanh vào dung dịch và đun sôi, rồi nhỏ từng giọt đường khử vào, đầu tiên đường khử sẽ khử đồng đẳng của Felin, màu của metylen xanh không đổi. Khi tất cả đồng đẳng của Felin đã bị khử hết, đường sẽ khử metylen xanh làm nó mất màu, đó là dấu hiệu kết thúc định phân. Yêu cầu:Tiến hành định phân nhanh và luôn giữ trạng thái dung dịch sôi ổn định vì hợp chất dễ bị oxy hóa và trở về trạng thái màu ban đầu. * Tiến hành - Chuẩn bị mẫu: giống phương pháp Bertrand. - Lấy dung dịch mẫu đã chuẩn bị cho vào buret. - Cho vào bình nón 250 ml: 5 ml felin A, 5 ml felin B và 20 ml nước cất, lắc nhẹ. Đặt bình nón lên trên bếp và đun nhanh đến sôi. Tiếp tục đun sôi trong 2 phút, thêm 3 – 5 giọt metylen xanh, dung dịch phải có màu xanh. Nếu dung dịch không có màu xanh, chứng tỏ lượng đường trong mẫu quá lớn, cần bớt lượng mẫu. 34
34. - Để buret cao hơn bình 2 -3 cm. tiếp tục dịnh phân, giữ cho bình sôi mạnh và không nâng bình lên khỏi bếp cho đến khi mất màu xanh hoàn toàn. Lắc đều mỗi khi cho dung dịch đường vào (chú ý không làm gián đoạn sự sôi). Quá trình định phân sau khi cho thêm metylen xanh vào kéo dài 1 phút. - Dùng lượng dung dịch định phân này để là số liệu sơ bộ cho lần sau. - Lần thí nghiệm sau cho gần hết lượng mẫu tiêu tốn ở trên vào bình trước khi đun sôi chỉ chừa lại 1 – 2 ml để định phân kết thúc trên bếp, bảo đảm thời gian định phân nhanh. Ghi số ml dung dịch mẫu tiêu tốn là V (ml). - Làm thí nghiệm như trên nhưng chuẩn bằng glucose tiêu chuẩn. - Ghi số ml glucose tiêu chuẩn 0,5 % đã tiêu tốn là f (ml). * Tính kết quả Hàm lượng đường khử của mẫu được xác định bằng % theo công thức: 0,5 f.V 100 R = . 0 . (%) S 100 V G Trong đó: f: thể tích glucoza tiêu chuẩn 0,5 % tiêu tốn (ml) V0: thể tích bình định mức (ml) V: thể tích dung dịch mẫu tiêu tốn (ml) G: lượng cân mẫu 3.4.2. Đường Saccazozơ 3.4.2.1. Nguyên lí Đường Saccarozơ là đường không có tính khử do nó không khử được dung dịch felin. Trong môi trường acid, đường Saccharose thủy phân thành hỗn hợp đường nghịch đảo Glucose và Fructose, hỗn đường này là đường khử: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Glucose Fructose Xác định hàm lượng đường khử này bằng phương pháp Bertrand hoặc phương pháp metylen xanh. Từ đó tính được hàm lượng đường Saccharose. Chú ý khi xác định hàm lượng đường Saccharose phải xác định hàm lượng đường khử ban đầu trước. 3.4.2.2. Tiến hành Chuẩn bị dịch mẫu: - Cân chính xác G(g) mẫu (1-5g), hòa tan hoàn toàn bằng nước cất, cho vào bình định mức dung tích 100ml, thêm 20 ml nước cất, 5ml HCl đậm đặc (d = 1,19g/ml). - Đặt bình vào nồi cách thủy, nhiệt độ 700C, thời gian là 15 phút, lấy bình ra và làm nguội nhanh dưới dòng nước lạnh. - Trung hòa acid dư bằng NaOH 20% với chỉ thị phenolphtalein đến dung dịch có màu hồng. Thêm nước cất đến vạch, thêm ít acetat chì bột, lắc đều và lọc qua giấy lọc, hứng dung dịch lọc bằng cốc khô và sạch. 35
35. Xác định hàm lượng đường khử: Lấy dung dịch lọc trên xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand hay phương pháp Metylen xanh. 3.4.2.3. Tính kết quả Hàm lượng đường Saccarozơ được tính bằng % theo công thức: Saccarozơ = (a - b).0,95 (%) Trong đó: a: Hàm lượng đường khử sau khi thủy phân (%) b: Hàm lượng đường khử có trong mẫu trước khi thủy phân (%) Nhận xét: - So với phương pháp Bertrand, kết quả giảm 1-2% - Phương pháp này đơn giản, ít tốn thời gian - Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đườngmía, đường glucozơ, sản xuất bánh kẹo và các sản phẩm lên men. 3.4.3. Tinh bột 3.4.3.1. Nguyên lý Dựa vào tính chất: ở 1000C, với tác nhân HCl đặc, trong 3 giờ, tinh bột thủy phân hoàn toàn thành glucozơ: (C6H10O5)n + n H2O  nC6H12O6 Dùng phương pháp đã học Bertrand hay Metylen xanh để xác định lượng đường khử này. Từ đó sẽ tính được hàm lượng tinh bột. Chú ý: - Trước khi xác định hàm lượng tinh bột phải xác định hàm lượng đường chung - Hàm lượng đường chung là tổng của tất cả các loại đường quy theo glucozơ - Hàm lượng đường được xác định bằng cách: thủy phân ở nhiệt độ 700C, trong thời gian 15 phút, môi trường acid HCl đặc sau đó xác định hàm lượng đường khử sau khi đã thủy phân. 3.4.3.2. Tiến hành Chuẩn bị dịch mẫu: - Cân chính xác G(g) mẫu (1-5g), cho vào bình định mức dung tích 250ml, thêm vào 100ml nước cất lắc cho tan hoàn toàn thêm tiếp 5ml HCl đậm đặc (d = 1,19g/ml). Đậy nình bằng nút cao su có gắn ống thủy tinh dài. - Đặt bình vào nồi cách thủy, nhiệt độ 1000C, thời gian là 3 giờ kể từ lúc bắt đầu sôi. - Lấy bình ra làm nguội nhanh dưới dòng nước lạnh đến nhiệt độ phòng. Trung hòa acid dư bằng NaOH 20% với chỉ thị phenolphtalein đến dung dịch có màu hồng. - Chuyển sang bình định mức dung tích 250 ml, dùng nước cất tráng bình nón chuyển sang bình định mức (2-3 lần), thêm nước cất đến vạch, thêm ít acetat chì bột, lắc đều và lọc qua giấy lọc, hứng dung dịch lọc bằng cốc khô và sạch. 36
36. Xác định hàm lượng đường khử: Lấy dung dịch lọc trên xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand hay phương pháp Metylen xanh. 3.4.3.3. Tính kết quả Hàm lượng tinh bột được tính bằng % theo công thức: X = (a – b).0,9 (%) Trong đó: a: hàm lượng đường khử sau khi thủy phân (%) b: hàm lượng đường chung tính theo glucozơ (%) 3.4.4. Đường tổng số (glucid) Xác định hàm lượng Glucid là xác định tổng số bao gồm các loại đường và tinh bột. Cách xác định: giống cách xác định tinh bột Tính kết quả: Quy theo hàm lượng tinh bột Glucid = a.0,9 (%) (tinh bột) a: hàm lượng đường khử (%) sau khi đã thủy phân 1000C, 3 giờ, HCl đặc 3.5. Xác định chất béo Xác định bằng thiết bị chiết Soxhlet. Phần lớn các nguyên liệu dùng để chế biến thực phẩm đều chứa một hàm lượng chất béo nhất định. Bởi vậy, việc xác định hàm lượng chất béo là rất cần thiết. Không những Ống làm nó đánh giá chất lượng nguyên liệu mà trong lạnh một số trường hợp cần phải biết hàm lượng chất béo để đặt ra quá trình xử lý công nghệ. 3.5.1. Nguyên lý − Dựa vào tính tan hoàn toàn của chất béo vào dung môi hữu cơ. − Dùng dung môi hữu cơ trích ly chất béo có trong sản phẩm thực phẩm. Sau đó làm bay hơi hết dung môi, chất béo còn lại đem cân, tính ra hàm lượng chất béo có trong Ống chiết đựng mẫu sản phẩm thực phẩm. Yêu cầu của dung môi: Ống xiphông • Chất béo phải hoàn toàn trong dung Bình cầu môi hữu cơ • Có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với Hình 3.3. Bộ chiết Soxhlet chất béo (có thể bay hơi ở nhiệt độ thường) • Thường chọn các dung môi sau: 37
37. + Ete etylic + Ete dầu hỏa (petrol) + Tetraclorua cacbon (CCl4) 3.5.2. Tiến hành Chuẩn bị mẫu và lắp hệ thống máy trích ly Soxhlet - Cân 5g mẫu đã nghiền nhỏ, cho vào ống giấy xốp hay gói bằng giấy cho vào tháp trích ly của máy Soxhlet (chú ý: đầu trên của ống giấy thấp hơn đỉnh ống xiphông của tháp trích ly). - Lắp bình cầu đã sấy khô vào máy. Qua cổ ống sinh hàn rót dung môi vào bình cầu. Lượng dung môi rót vào khoảng 2/3 thể tích bình cầu hoặc hai lần dung tích tháp trích ly. Cho nước chảy liên tục vào ống làm lạnh. Trích ly chất béo - Đun từ từ dung môi trong bình cầu bằng bếp cách thủy (nếu dung môi là CCl4 thì có thể đun trên bếp điện) - Dung môi sôi, bay hơi gặp lạnh, ngưng tụ ở tháp trích ly, trong thời gian này, dung môi sẽ trích ly chất béo, đến khi dung môi trong tháp trích ly vượt quá đầu ống xiphông sẽ tràn về bình cầu kéo theo chất béo, ta gọi là một chu trình. Dung môi lại tiếp tục bay hơi, còn chất béo do có nhiệt độ sôi cao hơn nên không bay hơi, còn chất béo do có nhiệt độ sôi cao hơn không bay hơi ở lại bình cầu, quá trình lại diễn ra tiếp tục. - Để tránh tổn thất dung môi, dung môi trong bình cầu không được sôi mạnh, đảm bảo khoảng 5 - 6 chu trình trong 1 giờ. Trong quá trình chiết cần chú ý: + Kiểm tra nước làm lạnh có chạy liên tục hay không? + Kiểm tra dung môi nếu thấy hao hụt phải gia thêm vào. + Khi cần máy nghỉ giữa chừng cần giữ ống giấy ngập trong dung môi. Muốn biết quá trình chiết đã kết thúc hay chưa, lấy túi giấy lọc ra cho nhỏ vài giọt vào mặt kính đồng hồ hoặc tờ giấy lọc, khi dung môi bay hơi hết, trên mặt kính hay mặt giấy lọc không có vết chất béo thì quá trình chiết đã kết thúc. Cất dung môi - Sau khi quá trình chiết kết thúc, bỏ túi giấy lọc ra rồi tiến hành cất dung môi ngay trong tháp để thu hồi dung môi (trường hợp nếu dung môi trong bình cầu đục, có lẫn bột nghiền thì phải lọc qua giấy lọc rồi mới cất thu hồi dung môi). - Chuyển chất béo trong bình cầu vào cốc thủy tinh (đã sấy khô và biết khối lượng). Tráng bình cầu bằng một ít dung môi trong cốc thủy tinh bay hơi ở nhiệt độ thường (chú ý tránh bụi). - Sau đó cho cốc thủy tinh vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 100-1050C trong 1 giờ, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và cân, sấy tiếp trong 30 phút, sấy đến trọng lượng sai lệch nhau không quá 0,002gam là được. 3.5.3. Tính kết quả Hàm lượng chất béo trong mẫu tính bằng % theo công thức: 38
38. m − m Chất béo = 1 2 .100(%) G Trong đó: m1: khối lượng của cốc (g) m2: khối lượng của cốc và khối lượng của chất béo sau khi sấy(g) G: khối lượng mẫu (g) 3.6. Xác định protid 3.6.1. Xác định hàm lượng Nitơ tổng số Xác định bằng phương pháp Kjendanl trên máy cất đạm Pacnat Vacne (Panazz- Wagner). Trong thực phẩm, những hợp chất có chứa nitơ thường ở dưới dạng protit, acid amin, peptit ngoài ra còn có một số chất khác như: amit, muối amoni Xác định hàm lượng nitơ toàn phần là xác định hàm lượng N trong tất cả các hợp chất có chứa nitơ. 3.6.1.1. Nguyên lý Các chất protit được vô cơ hóa bằng axit sunfuric đậm đặc (H2SO4 đ). Làm xúc tác cho quá trình vô cơ hóa là đồng sunfat, H2O2, thủy ngân, selen, kali pemanganat và các hỗn hợp khác. Dùng kali sunfat hay natri sunfat để làm tăng nhiệt độ sôi của acid sunfuric, đẩy nhanh quá trình oxi hóa. Sản phẩm của sự vô cơ hóa protit là amoniac: 0 CxHyOzNt + O2(KK) H 2 S O 4 đ đ , t NH3↑ + SO2↑ + CO2↑ +H2O Cu S O 4 , K 2 SO 4 + NH3↑ vừa mới sinh ra tác dụng ngay với H2SO4 đđ 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 + Dùng kiềm mạnh đẩy (NH4)2SO4 ra 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 bằng NaOH 0,1N + Từ lượng NaOH 0,1N tiêu tốn tính lượng Nitơ + Sau khi tính được hàm lượng Nitơ, muốn tính hàm lượng protit toàn phần trong thực phẩm, ta tính như sau: Protit 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 39
39. 3.6.1.2. Tiến hành Lấy mẫu Tùy hàm lượng protein có trong thực phẩm hoặc tùy theo dạng sản phẩm cách lấy mẫu như sau: Sản phẩm khô Hàm lượng protein nhiều: cân 0,3 – 0,5g mẫu trên cân phân tích. Hàm lượng protein ít : cân 1 – 2g mẫu trên cân phân tích. Sản phẩm khô sau khi cân gói vào giấy lọc không tro, cho vào bình hút ẩm. Sản phẩm ướt Tùy mẫu có ít hay nhiều protein mà cân lượng mẫu, thường cân 1g vào cốc. Chuyển mẫu vào bình Kiendan, cho nước cất tráng cốc và cho vào bình Kiendan (dùng càng ít nước càng tốt). Sản phẩm lỏng (nước mắm, nước chấm ) Dùng pipet lấy chính xác 2 - 5 ml mẫu cho vào bình Kiendan (hình 3.4). Vô cơ hóa mẫu - Thêm vào bình Kiendan đã chứa mẫu 1g K2SO4, 2g CuSO4, 3ml H2SO4 đậm đặc, dùng ít nước Hình 3.4. Vô cơ hóa mẫu sạch tráng sạch cổ bình, đặt miệng phễu lên miệng bình trong bình Kiendan Kiendan, cặp bình Kiendan vào giá, đáy bình đặt nghiêng một góc 450đặt trên bếp điện hay đèn cồn. - Đun nhẹ, sau vài phút chuyển sang đun mạnh cho đến khi toàn bộ dung dịch trong bình Kiendan có màu xanh của sunfat đồng hay xanh vàng thì ngừng. - Để nguội bình đến nhiệt độ phòng, chuyển sang bình định mức 100 ml, tráng bình f Kiendan bằng nước cất rồi thêm nước cất đến g Hình 3.5. Máy cất đạm vạch định mức, lắc đều. a. Bình cầu Cất mẫu b. Bình bảo hiểm Tiến hành trên máy c. Bình cất d. Ống sinh hàn cất đạm. e. Phễu - Đun xong, để f. Bình tam giác nguội rồi lắp bình g. Đèn cồn 40
40. Kiendan vào máy cất đạm. - Hút 20ml H2SO4 0,1N cho vào bình tam giác f 250ml, 5 – 10 ml nước cất và 2-3 giọt chỉ thị fenolftalein rồi đặt bình vào đầu dưới sinh hàn của máy cất đạm, sao cho đầu ống sinh hàn phải nhúng ngập vào dung dịch trong bình tam giác. - Dùng pipet lấy 10ml dung dịch ở bình định mức cho vào bầu cất c của máy cất đạm, thêm vào 10 – 15 ml NaOH 30% (nhỏ vào 5 giọt chất chỉ thị fenolftalein 0,1% và cho từ từ NaOH 30% qua phễu vào bình cất, nếu dung dịch trong bình cất chưa chuyển qua màu hồng thì cho thêm NaOH đến khi xuất hiện màu hồng đậm), nút kín. - 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 trong bình cầu khoảng 20 – 25 phút, dùng giấy quỳ thử khi nước ngưng thoát ra không còn phản ứng kiềm là được. Cất xong dùng bình tia rửa sạch acid bám ở ống ngưng nhúng trong bình tam giác. Chuẩn độ: Chuẩn độ lượng H2SO4 0,1N dư trong bình tam giác bằng NaOH 0,1N đến khi dung dịch trong bình tam giác chuyển sang màu hồng. Cất mẫu trắng Cất một mẫu trắng với lượng thuốc thử và thao tác như trên nhưng thay 100ml dung dịch trong bình định mức bằng 10ml nước cất. 3.6.1.3. Tính kết quả Hàm lượng nitơ toàn phần được tính theo công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt: (V − V ).0,0014.100V X = 1 2 0 (%) G.V + Đối với sản phẩm lỏng: (V − V ).0,0014.100V X = 1 2 0 (g/ml) V.V' Trong đó: V0 : thể tích bình định mức (ml) V’ : thể tích dung dịch mẫu lấy để cất (ml) V1 : số ml NaOH 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu trắng V2 : số ml NaOH 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu thử V : số ml mẫu phân tích G : lượng cân mẫu (g) 0,0014: lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,1N 3.6.2. Xác định hàm lượng Nitơ formol (Nitơ foocmon) 3.6.2.1. Nguyên lý Xác định hàm lượng nitơ foocmon là xác định hàm lượng tống số các axit amin và muối amôni có trong thực phẩm. Trong thực tế, lượng muối amoni là rất ít, nên có thể xem như xác định nitơ foocmon chủ yếu là xác định các acid amin. Trong các phân tử acid amin đều có chứa nhóm amin và nhóm cacboxyl 41
41. (-COOH) có tính acid, nên trong dung dịch nó không thể hiện rõ tính acid hay bazơ. Nếu cho acid amin tác dụng với foocmon thì nhóm amin sẽ kết hợp với foocmon thành nhóm – N = CH2 (metylenic) làm cho tính bazơ yếu đi rõ rệt và tính axit tăng lên rõ rệt. Do đó có thể chuẩn độ được bằng chất chuẩn kiềm và chất chỉ thị axit – bazơ để kết thúc quá trình định phân. Các phản ứng xảy ra: + Phản ứng giữa axit amin và foocmon: H H RCCOOH + HCHO RCCOOH +H2O CH NH2 N 2 Để phản ứng này xảy ra hòa toàn thì pH phải nằm trong khoảng 9,1 – 9,6 + Phản ứng chuẩn độ bởi kiềm : H H RCCOOH + NaOH RCCOONa +H2O N CH2 N CH2 + Nếu trong sản phẩm có muối amoni thì nó cũng tác dụng với Foocmon tạo thành acid: 4NH4Cl + 6HCHO → 4HCl + (CH2)6N4 + 6H2O Acid tạo thành cũng tác dụng với kiềm khi chuẩn độ Để kết thúc quá trình chuẩn độ, người ta chọn chất chỉ thị. Tùy thuộc vào chất chỉ thị ta có các phương pháp Sorensen hay phương pháp chỉ thị hỗn hợp. 3.6.2.2. Phương pháp Sorensen Phương pháp Sorensen dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị, điểm tương đương để chuẩn độ các acid amin bằng NaOH đến màu đỏ thắm, nhằm đảm bảo điểm kết thúc định phân nằm trong khoảng pH = 9,1 – 9,6. Trong điều kiện này, người ta coi nhóm cacboxyl được chuẩn độ bằng kiềm chính là số phân tử axit amin trong mẫu. Đối với các acid amin đi cacboxylic (acid glutamic, axit aspatic ) thì phải trung hòa trước nhóm cacboxylic tự do đến pH = 7. Từ lượng NaOH 0,2N đã dùng để chuẩn độ suy ra lượng nitơ trong mẫu. Do khó nhận biết lúc chuyển màu nên thường dung dịch màu tiêu chuẩn như sau: lấy 100ml Na2 HPO4 0,1N và cho thêm 0,5ml phenolphtalein 0,1%. Tiến hành: Chuẩn bị dung dịch mẫu Sản phẩm đặc: nghiền nhuyễn, cân chính xác 3-5g mẫu cho vào bình định mức dung tích 100ml, thêm 50ml nước cất, lắc mạnh cho tan hết, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều, để yên 10 phút, lọc qua giấy lọc. 42
42. Sản phẩm lỏng: dùng pipet lấy chính xác 10ml cho vào bình định mức 100ml, cho nước cất đến vạch định mức. Trung hòa mẫu Dùng pipet lấy chính xác 20ml dung dịch mẫu cho vào bình nón dung tích 250ml, cho tiếp 2 ml phenolphtalein 0,5%, 20ml nước cất, trung hòa dung dịch với NaOH 0,1N nếu mẫu có tính axit đến màu hồng nhạt hoặc trung hòa dung dịch mẫu với HCl 0,1N nếu mẫu có tính bazơ đến không màu và lấy lại màu hồng nhạt bằng vài giọt NaOH 0,1N. Chuẩn độ: theo 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: chuẩn độ dung dịch đã trung hòa bằng NaOH 0,1N từ màu hồng nhạt sang màu hồng. - Giai đoạn 2: tiếp tục chuẩn độ dung dịch bằng NaOH 0,2N từ màu hồng nhạt sang màu đỏ thắm (pH = 9,1). - Giai đoạn 3: cho 10ml foocmon trung tính dung dịch sẽ mất màu, tiếp tục chuẩn độ dung dịch bằng NaOH 0,2N đến khi có màu hồng nhạt (pH = 8,3). - Giai đoạn 4:tiếp tục chuẩn độ dung dịch bằng NaOH 0,2N từ màu hồng sang màu đỏ thắm (giống màu tiêu chuẩn) (pH = 9,6). Tính kết quả: Hàm lượng Nitơ foocmon được tính bằng công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt: V.0,0028.100.V0 X = ' % GV + Đối với sản phẩm lỏng: V.0,0028.100.V (g/l) X = 0 VmV Trong đó: V0 : thể tích bình định mức (ml) V’ : thể tích dung dịch mẫu lấy để chuẩn độ (ml) V : số ml NaOH 0,2N tiêu tốn để chuẩn Vm : số ml mẫu phân tích G : lượng cân mẫu (g) 0,0028 : lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,2N (g) Nhận xét: Phương pháp này có những nhược điểm sau: Người phân tích khó nhận biết được điểm tương đương do sự chuyển màu của chỉ thị không đột ngột. Do đó để nhận biết chính xác sự đổi màu của chất chỉ thị thì mắt người phân tích phải tốt, nhận biết màu đỏ thắm quen và có dung dịch chuẩn. 3.6.2.3. Phương pháp hỗn hợp chỉ thị Phương pháp này dùng chỉ thị hỗn hợp Phenolphtalein và Bromothymol xanh do đó có sự chuyển màu đột ngột dễ nhận biết. 43
43. Tiến hành: - Chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn: giống phương pháp Sorensen. - Dùng pipet lấy 10ml dung dịch mẫu đã chuẩn bị ở trên cho vào bình tam giác có dung tích 250ml, thêm 15 giọt Bromothymol xanh 0,04%. Nếu dung dịch có màu vàng thì nhỏ thêm từng giọt NaOH đến khi xuất hiện màu xanh. - Nếu dung dịch trên có màu xanh thì nhỏ từng giọt HCl 0,1N đến khi có màu vàng rồi lại lấy màu xanh bằng vài giọt NaOH 0,1N. - Cho tiếp 5 giọt Phenolphtalein 0,5% 5ml foocmon trung tính, rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,05N đến khi màu của dung dịch chuyển từ xanh sang tím. - Ghi thể tích NaOH 0,05N tiêu tốn. Tính kết quả: Hàm lượng Nitơ Foocmon được tính bằng công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt: V.0,0007.100.V0 X = ' % GV + Đối với sản phẩm lỏng: V.0,0007.100.V (g/l) X = 0 VmV Trong đó: V0 : thể tích bình định mức (ml) V’ : thể tích dung dịch mẫu lấy để chuẩn độ (ml) V : số ml NaOH 0,2N tiêu tốn để chuẩn Vm : số ml mẫu phân tích G : lượng cân mẫu (g) 0,0007 : lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,05N (g) Nhận xét: - Ranh giới chuyển màu trước và sau điểm tương đương rất rõ ràng nên kết quả ổn định. - Thời gian phân tích nhanh , điều kiện tiến hành đơn giản và ít tốn hóa chất. 3.6.3. Xác định hàm lượng đạm amoniac Đạm amoniac bao gồm các muối amoni và các loại tương tự như urê, chúng là các hợp chất phi protein được tạo thành trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm do sự phân hủy của protein dưới tác dụng của men proteaza và nhiệt độ. Trong thực phẩm mà chứa nhiều đạm amoniac thì chất lượng sản phẩm kém. 3.6.3.1. Nguyên lý Dùng kiềm mạnh đẩy NH3 ra khỏi muối amoni: + + NH4 + NaOH → NH3↑ + H2O + Na Cất NH3 trên máy cất đạm và dùng H2SO4 0,1N hấp phụ: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Chuẩn độ lượng H2SO4 0,1N dư bằng dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1N với chỉ thị hỗn hợp: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O 44
44. Chuẩn đến khi dung dịch chuyển từ màu tím sang màu xanh lá mạ. Từ số ml NaOH 0,1N tiêu tốn tính được hàm lượng đạm amoniac. 3.6.3.2. Tiến hành Quá trình chuẩn bị mẫu, cất trên máy cất đạm, hấp phụ, chuẩn độ giống như phần tiến hành xác định hàm lượng nitơ toàn phần ( không qua quá trình vô cơ hóa mẫu). 3.6.3.3. Tính toán kết quả Giống như phần xác định nitơ toàn phần. 45
45. CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH VI SINH 4.1. Đại cương về vi sinh vật 4.1.1. Đặc điểm chung của vi sinh vật Vi sinh vật(VSV) là tên gọi chung để chỉ tất cả các sinh vật có hình thể bé nhỏ, muốn thấy rõ được người ta phải sử dụng tới kính hiển vi. Virut là nhóm VSV đặc biệt, chúng nhỏ bé tới mức chỉ có thể quan sát được qua kính hiển vi điện tử. Virut chưa có cả cấu trúc tế bào. Các VSV khác thường là đơn bào hoặc đa bào nhưng có cấu trúc đơn giản và chưa phân hóa thành các cơ quan sinh dưỡng. VSV không phải là một nhóm riêng biệt trong sinh giới. Chúng thậm chí thuộc về nhiều giới sinh vật khác nhau. Giữa các nhóm có thể không có không có quan hệ mật thiết với nhau. Chúng có chung những đặc điểm sau đây: - Kích thước nhỏ bé. Mắt con người khó thấy được rõ những vật nhỏ hơn 1nm. Vậy mà VSV thường được đo bằng μm, virut thường được đo bằng nm. Vì vi sinh vật có kích thước nhỏ bé cho nên diện tích bề mặt của một tập đoàn VSV hết sức lớn. Chẳng hạn số lượng cầu khuẩn chiếm thể tích 1cm3 có diện tích bề mặt là 6m2. - Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh. VSV tuy nhỏ bé nhất trong sinh vật nhưng năng lực hấp thu và chuyển hóa của chúng có thể vượt xa các sinh vật bậc cao. Chẳng hạn vi khuẩn lactic trong 1 giờ có thể phân giải một lượng đường lactoza nặng hơn 1.000 - 10.000 lần khối lượng của chúng. Nếu tính lượng O2 mà mỗi mg chất khô của cơ thể sinh vật tiêu hao trong một giờ (biểu thị bằng Q ) thì ở mô lá hoặc mô rễ O2 thực vật là 0,5 - 4, ở tổ chức gan và thận động vật là 10 - 20, còn ở nấm men rượu là 110, ở vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas là 1.200, ở vi khuẩn thuộc chi Azotobacter là 2.000. Năng lực chuyển hóa sinh hóa mạnh mẽ của vi sinh vật dẫn đến những tác dụng hết sức lớn lao của chúng trong thiên nhiên cũng như trong hoạt động sống của con người. - Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh. So với các sinh vật khác thì VSV có tốc độ sinh trưởng và sinh sôi nảy nở cực kỳ lớn. Vi khuẩn Escherichia coli lúc điều kiện thích hợp thì cứ khoảng 12 - 20 phút lại phân cắt một lần, nếu lấy thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 lần, 24 giờ phân cắt từ một tế bào ban đầu sẽ sinh ra 4.722.366.500.000.000.000.000 tế bào. Tất nhiên, trong thực tế không thể tạo ra các điều kiện sinh trưởng lí tưởng như vậy được cho nên số lượng vi khuẩn thu được trong 1ml dịch nuôi cấy thường chỉ đạt tới mức độ 108 - 109 tế bào. Thời gian thế hệ của nấm men Saccharon cerevisiae là 120 phút. Khi nuôi cấy để thu nhận sinh khối (biomass) giàu protein phục vụ chăn nuôi, người ta nhận thấy tốc độ sinh tổng hợp của 46
46. nấm men này cao hơn của bò tới 100.000 lần. Thời gian thế hệ của tảo Chlorella là 7 giờ, của vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ. - Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị. Năng lực thích ứng của VSV vượt rất xa so với động vật và thực vật. Trong quá trình tiến hóa lâu dài, VSV đã tạo cho mình những cơ chế điều hòa trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất bất lợi. Người ta nhận thấy số lượng enzim thích ứng chiếm tới 10% lượng chứa protein trong tế bào sinh vật. Sự thích ứng của vi sinh vật nhiều khi vượt quá sự tưởng tượng của con người. Phần lớn vi sinh vật có thể giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ của nitơ lỏng (-1960C), thậm chí ở nhiệt độ hidro lỏng (-2530C). Một số vi sinh vật có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 2500C, thậm chí 3000C. Một số vi sinh vật có thể thích nghi với nồng độ 32% NaCl (muối ăn), vi khuẩn Thiobacillus thioxidans có thể sinh trưởng ở pH = 0,5 trong khi vi khuẩn Thiobacillus denitrificans lại thích hợp phát triển ở pH = 10,7. Vi khuẩn Micro radiodurans có thể chịu được cường độ bức xạ tới 750.000 rad. Ở nơi sâu nhất trên đại dương (11.034m) nơi có áp lực tới 1103,4 atm vẫn thấy có VSV sinh sống. Nhiều VSV thích nghi với điều kiện sống hoàn toàn thiếu oxi (vi sinh vật yếm khí bắt buộc). Một số nấm sợi có thể phát triển thành váng ngay trong bể ngâm xác có nồng độ phenol rất cao. VSV rất dễ phát sinh biến dị bởi vì thường là đơn bào, đơn bội, sinh trưởng nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống. Hình thức biến dị thường gặp là đột biến gen và dẫn đến những thay đổi về hình thái, cấu tạo, kiểu trao đổi chất, sản phẩm trao đổi chất, tính kháng nguyên, tính đề kháng, Chẳng hạn khi mới tìm ra khả năng sinh chất kháng sinh của nấm sợi Penicillium chrysogenum, người ta chiết xuất tới sản lượng 20 đơn vị penixilin trong 1 ml dịch lên men. Ngày nay, trong các nhà máy sản xuất penixilin, người ta đã đạt tới năng suất 100.000đơn vị/ml. Bên cạnh những biến dị có lợi, vi sinh vật cũng thường sinh ra những biến dị có hại đối với nhân loại, chẳng hạn biến dị về tính kháng thuốc. Năm 1946, tỉ lệ các chủng Staphylocin aureus kháng thuốc phân lập được ở bệnh viện là khoảng 14%, đến năm 1996 đã tăng lên đến trên 97%. Người ta chỉ tiêm cho bệnh nhân mỗi ngày khoảng 100.000 đơn vị penixilin, hiện nay có lúc phải tiêm đến 10.000.000 – 20.000.000 đơn vị. - Phân bố rộng, chủng loại nhiều. VSV phân bố ở khắp mọi nơi trên Trái đất. Chúng có mặt trong cơ thể người, động vật, thực vật, trong đất, trong nước, trong không khí, trên mọi đồ dùng, vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, đến độ cao tới 84km trong không khí hay khoan sâu tới 427m dưới các lớp đá trầm tích người ta vẫn phát hiện được vi khuẩn sống. Về chủng loại, trong khi toàn bộ giới động vật có khoảng 1,5 triệu loài, thực vật khoảng 0,5 triệu loài thì VSV cũng có tới trên 100 ngàn loài, bao gồm 69 ngàn loài nấm; 23 ngàn loài vi tảo; 2,5 ngàn loài vi khuẩn lam; 1,5 ngàn loài vi khuẩn; 1,2 ngàn loài virus và ricketxi 47
47. Nhà vi sinh học Nga nổi tiếng đã viết “VSV mà ta biết đến hiện nay nhiều lắm cũng không quá được 10% tổng số VSV có sẵn trong thiên nhiên”. Chẳng hạn về nấm, trung bình mỗi năm bổ sung thêm 1.500 loài mới. Trong quá trình hoạt động sống, bên cạnh những đặc tính có ích, VSV cũng gây nhiều tác hại cho người, động vật, thực vật như : làm biến đổi chất lượng thuốc, hỏng thực phẩm, một số có khả năng gây bệnh hoặc sinh độc tố có hại Để phục vụ cho việc kiểm nghiệm thực phẩm và thuốc bằng các thử nghiệm VSV ta cần tìm hiểu một số đặc điểm chính của 2 nhóm vi sinh vật là vi khuẩn và vi nấm 4.1.2. Vi khuẩn (Bacteria) 4.1.2.1. Đặc điểm Vi khuẩn là những VSV đơn bào có cấu tạo tế bào tiền nhân(Procaryote), có kích thước rất nhỏ. Đường kính tế bào phần lớn thay đổi trong khoảng 0,2 - 2 μm, chiều dài từ 2 - 8 μm. Vi khuẩn có nhiều hình dạng khác nhau, như hình cầu, hình que, xoắn, dấu phẩy. Vi khuẩn chỉ sinh sản vô tính, một số tạo bào tử. Mỗi tế bào vi khuẩn chỉ có một bào tử. Một số vi khuẩn có khả năng di động nhờ sự có mặt của một hoặc nhiều lông. 4.1.2.2. Phân loại Việc phân loại vi khuẩn rất phức tạp, phải dựa vào nhiều đặc điểm, hình thái, sinh lý, sinh hóa để chia vi khuẩn thành các họ, chi, loài khác nhau. Với mục đích phục vụ cho công tác kiểm nghiệm thuốc và thực phẩm, ta không đi sâu vào nghiên cứu phân loại, nhưng cần tìm hiểu vi khuẩn, theo các nhóm dựa trên hình thể, tính chất bắt màu thuốc nhuộm Gram và khả năng hô hấp của chúng. - Theo hình thể: + Cầu khuẩn (Coccus): Vi khuẩn hình cầu, có thể đứng riêng rẽ (Micrococcus), thành từng đám (Staphylococcus), hoặc chuỗi hay xếp thành từng đôi. + Trực khuẩn (Bacillus): Vi khuẩn hình que ngắn đứng riêng lẻ hay thành chuỗi hoặc hình que hai đầu tròn. + Xoắn khuẩn (Spirillum): Vi khuẩn hình lò xo như Treponema Pallidum. + Phẩy khuẩn (Vibrio): Vi khuẩn hình dấu phẩy như Vibrio Cholerae - Theo tính chất bắt màu thuốc nhuộm Gram. + Vi khuẩn có màu tím sau khi nhuộm Gram: Vi khuẩn Gram + + Vi khuẩn có màu đỏ sau khi nhuộm Gram: Vi khuẩn Gram - 48
48. - Theo đặc tính của quá trình hô hấp + Sử dụng oxy tự do trong quá trình hô hấp: Vi khuẩn hiếu khí + Phát triển cả trong điều kiện hiếu khí và kị khí, có quá trình hô hấp nitrat: Vi khuẩn kị khí không bắt buộc. + Chỉ sống trong điều kiện kị khí, có quá trình hô hấp Sulfat: Vi khuẩn kị khí bắt buộc. 4.1.2.3. Sinh sản của vi khuẩn Vi khuẩn sinh sản bằng cách phân đôi tế bào. Sự phân chia tế bào xảy ra rất nhanh. Trong điều kiện môi trường thích hợp và không có các yếu tố kìm hãm thì một tế bào vi khuẩn sau 6 giờ có thể sinh ra 250.000 tế bào mới. Tuy nhiên, sự nhân lên của vi khuẩn không phải là vô tận, nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. trong môi trường nuôi cấy, sự sinh sản của vi khuẩn sau một thời gian nhất định sẽ ngừng lại vì nhiều nguyên nhân như: thực ăn bị hết dần hoặc vi khuẩn có thể tiết ra những chất kìm hãm sự phát triển của chúng. Tốc độ phát triển của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy tĩnh thay đổi theo thời gian và tuân theo một quy luật nhất định bao gồm 4 pha: Pha lag, pha logarit, pha ổn định và pha tử vong. Sự phát triển của vi khuẩn trong môi trường lỏng có thể quan sát sau khoảng 18-24 giờ nuôi cấy. Chúng có thể làm đục môi trường, tạo váng trên bề mặt hoặc lắng cặn ở đáy ống nghiệm. Trên các môi trường đặc, khuẩn lạc của các vi khuẩn thường nhỏ hơn khuẩn lạc của vi nấm, bề mặt nhẵn, bóng, ướt hoặc nhăn nheo, Khuẩn lạc của vi khuẩn tạo sắc tố với các màu như: trắng (Staphylococcus albus), vàng (Staphylococcus aureus), hồng (Micrococcus), xanh (Pseudomonas aeruginosa), Mỗi vi khuẩn có đặc tính riêng về hình dạng, kích thước, màu sắc khuẩn lạc. Các đặc tính này giúp cho việc xác định vi khuẩn trong quá trình kiểm nghiệm dược phẩm. 4.1.3. Vi nấm (Microfungi) 4.1.3.1. Đặc điểm: Vi nấm có cấu tạo tế bào nhân thật (Eucaryote). Tế bào vi nấm rất nhỏ, muốn quan sát cần dùng kính hiển vi. Nấm không có chất diệp lục, sống hoại sinh hoặc ký sinh, sinh sản vô tính hoặc hữu tính. Vi nấm bao gồm hai loại là nấm men và nấm mốc. Trong kiểm nghiệm vi sinh vật, cần phát hiện hai loại này có trong dược phẩm, thực phẩm. 4.1.3.2. Nấm men (Yeast): 49
49. Nấm men có cấu tạo đơn bào, sinh sản chủ yếu bằng nẩy chồi. Tế bào nấm men có kích thước, hình dạng khác nhau tùy loài. Chúng có thể hình cầu, bầu dục, hình quả chanh, hình ống, Khuẩn lạc nấm men bao gồm nhiều cá thể thường thuộc một loài phát triển từ một cá thể mẹ tạo thành một khối. Khuẩn lạc nấm men thường to hơn khuẩn lạc vi khuẩn, bề mặt có nếp nhăn hoặc trơn nhẵn, không tạo sợi. Nấm men thường được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm như làm bánh mỳ, bia, rượu, Nhưng nhiều nấm men gây bệnh hoặc làm hỏng thực phẩm, thuốc. 4.1.3.3. Nấm mốc (Mold) Nấm mốc có cấu tạo sợi, sinh sản bằng bào tử, sống hoại sinh, chúng thường phát triển trên bề mặt cơ chất dưới dạng những lớp hình sợi, mạng nhện hoặc khối sợi bông. Sợi nấm rất nhỏ, đường kính trung bình 5μm, chiều dài có thể vài chục centimeters. Sợi nấm có vách ngăn hoăc không có vách ngăn. Toàn bộ sợi nấm và các nhánh phát triển từ một bào tử nấm rồi đan kết nhau thành một khối gọi là hệ sợi nấm. Trên môi trường thạch nuôi cấy, hệ sợi nấm phát triển thành một khối có tiết diện hình tròn hoặc gần tròn gọi là khuẩn lạc. Khuẩn lạc được đặc trưng bởi màu sắc của sợi nấm và của bào tử. Bề mặt khuẩn lạc có thể mượt, dạng hạt, dạng sợi hoặc xốp Nấm sinh sản bằng bào tử: bào tử vô tính hoặc bào tử hữu tính. Sự sinh sản vô tính và hữu tính luôn đan kết nhau trong quá trình sinh trưởng của nấm. Vì vậy, nấm phát triển rất nhanh trên bề mặt các cơ chất. Nấm mốc thường gây nên những biến đổi về màu sắc, mùi vị, chất lượng của thuốc. Một số sinh các độc tố có hại cho người và động vật. 4.1.4. Sự ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đối với quá trình phát triển của vi sinh vật Sinh trưởng và trao đổi chất của VSV liên quan chặt chẽ đến các điều kiện của môi trường bên ngoài. Các điều kiện này bao gồm hàng loạt các yếu tố khác nhau, tác động qua lại với nhau. Đa số các yếu tố đều có một đặc tính, tác dụng chung biểu hiện ở ba điểm hoạt động: tối thiểu, tối ưu, cực đại. Khi một yếu tố có tác dụng tối ưu, VSV phát triển với tốc độ cực đại. Nếu yếu tố này có tác dụng cực đại, VSV ngừng sinh trưởng và thường chết. 50
50. Các yếu tố bên ngoài có ảnh hưởng đến đời sống của VSV là vật lý, hóa học và sinh học, trong đó, các yếu tố vật lý là đáng chú ý nhất. Yếu tố vật lý bao gồm nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng. 4.1.4.1. Nhiệt độ: Nhiệt đố là yếu tố quan trong nhất đối với đời sống VSV. Mỗi loài VSV có một giới hạn nhiệt độ phát triển thích hợp. Nói chung đối với VSV, nhiệt độ phát triển thường từ 15 - 450C. Ở nhiệt độ cao sẽ làm thay đổi quá trình trao đổi chất của VSV, VSV bị chết. Các tế bào sinh dưỡng thường bị chết ở nhiệt độ 600C trong khoảng 20 - 30phút. Các bào tử chỉ bị tiêu diệt ở nhiệt độ 1200C trong khoảng 30 - 40phút. Tính chất này được ứng dụng trong việc tiệt trùng. Nhiệt độ thấp chỉ có tác dụng kìm hãm sự phát triển của VSV (trừ VSV ưa lạnh). 4.1.4.2. Độ ẩm: Hầu hết quá trình sống của VSV có liên quan đến nước. Khi thiếu nước xảy ra hiện tượng loại nước khỏi tế bào VSV, trao đổi chất bị giảm, tế bào sẽ chết. Vì vậy, để bảo quản thực phẩm, dược phẩm, dược liệu tránh khỏi tác động của VSV cần có một giới hạn độ ẩm nhất định. 4.1.4.3. Ánh sáng: Ánh sáng mặt trời gồm các tia bức xạ như: tử ngoại, hồng ngoại, gamma có tác dụng phá hủy tế bào VSV, đặc biệt là tia tử ngoại. Bức xạ UV bước sóng 260nm có tác dụng diệt khuẩn mạnh nhất. Dưới ảnh hưởng của UV, VSV bị chết hoặc đột biến tùy theo liều lượng. Để ngăn ngừa tác hại của VSV đối với thuốc, thực phẩm, các tác nhân vật lý trên cần được vận dụng trong quá trình sản xuất và bảo quản nhằm hạn chế tối đa số lượng VSV gây nhiễm ban đầu. Đồng thời các chế phẩm phải được quy định giới hạn VSV cho phép. 4.1.5. Môi trường nuôi cấy VSV Môi trường nuôi cấy là những chất dinh dưỡng thích hợp nhằm đảm bảo cho VSV sinh trưởng và phát triển. Môi trường cần có ba điều kiện sau: đầy đủ chất dinh dưỡng theo yêu cầu thí nghiệm, có pH trong khoảng quy định và phải vô trùng. Môi trường gồm ba loại: 51
51. - Môi trường tự nhiên: Nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật hay thực vật (như cao thịt, cao men, tinh bột, ). Thành phần có thể thay đổi tùy theo nguồn gốc nguyên liệu. - Môi trường tổng hợp: bao gồm các hóa chất thuần khiết đã được quy định và thường hòa tan trong nước. - Môi trường bán tổng hợp: trong thành phần môi trường có cả nguyên liệu tự nhiên và tổng hợp. Độ chính xác của kết quả thí nghiệm phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng môi trường. 4.1.5.1. Phương pháp pha chế môi trường. Khi pha chế môi trường cần tiến hành qua 6 bước sau: - Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất: Dụng cụ pha chế môi trường tốt nhất là bằng men hoặc thủy tinh. Các dụng cụ phải rửa sạch hoặc tiệt trùng nóng trước khi sử dụng. Nguyên liệu pha chế môi trường phải đảm bảo chất lượng, hóa chất phải tinh khiết. - Cân đong nguyên liệu: Các nguyên liệu phải được cân đong chính xác, nhất là những hóa chất hoặc nguyên tố vi lượng có thể gây ức chế vi khuẩn (muối, mật, sắt, ) phải được cân bằng cân phân tích. - Hòa tan nguyên liệu: thường dùng nước cất hoặc nước khử khoáng để pha môi trường. Các hóa chất được hòa tan nóng, lạnh tùy theo tính chất của chúng. Môi trường không có thạch nên hòa tan lạnh hoặc nóng nhẹ. Môi trường có thạch cần đun cho thạch tan hoàn toàn sau đó mới cho các thành phần khác vào. - Điều chỉnh pH: Khi điều chỉnh pH của môi trường nên thực hiện ở nhiệt độ 45-500C để pH ít bị thay đổi sau khi tiệt trùng. Các dung dịch NaOH 1N và HCl 1N thường được sử dụng để điều chỉnh pH. Sau khi điều chỉnh pH cần bổ sung nước cho đủ thể tích quy định. - Làm trong môi trường: Các môi trường lỏng (bao gồm các chất hòa tan) phải trong để dễ quan sát sự phát triển của VSV. Sau khi hòa tan các chất, nếu môi trường đục cần phải lọc vải gạc hoặc giấy. - Đóng ống tiệt trùng: Môi trường được cho vào ống nghiệm bình nón hoặc bình cầu, tùy theo yêu cầu thí nghiệm. Khi đóng ống, không được để môi trường dính vào miệng ống hoặc bình. Môi trường cần phải được tiệt trùng ngay sau khi đóng gói, nếu để lâu tạp khuẩn sẽ phát triển làm hỏng môi trường. Các môi trường thông thường được tiệt trùng ở 1100C trong 30 phút hoặc 1200C trong 20 phút. 52
52. Môi trường của các chất dễ bị phá hủy bởi nhiệt cần được tiệt trùng ở nhiệt độ thấp bằng phương pháp Tyndall, Pasteur, hoặc dùng lọc vi khuẩn. Môi trường được lấy ra khỏi nồi hấp ngay sau khi tiệt trùng xong. Nếu để lâu trong nồi hấp, môi trường bị đổi màu và giảm chất lượng. Người ta có thể pha chế môi trường bằng hỗn hợp bột môi trường có sẵn chứa đầy đủ các thành phần theo yêu cầu, chất lượng đảm bảo và ổn định. Khi làm thí nghiệm, môi trường được pha với nước theo tỷ lệ quy định nhưng phải dùng nước mới cất hoặc nước khử khoáng, trung tính để pha chế. 4.1.5.2. Bảo quản môi trường Môi trường bột khô được giữ ở nhiệt độ 10-120C trong điều kiện khô, tránh ánh sáng. Môi trường đã pha chế được bảo quản ở 4-100C trong 1-2 tháng tùy theo thành phần môi trường. 4.1.5.3. Các phương pháp tiệt trùng Tiệt trùng là một quá trình làm cho một vật hoặc một sản phẩm không còn VSV sống được. Tiệt trùng được thực hiện bằng phương pháp vật lý và hóa học. Chọn phương pháp tiệt trùng phụ thuộc vào tính chất lý hóa và độ bền vững của môi trường. - Tiệt trùng bằng nhiệt khô: Phương pháp này được sử dụng để tiệt trùng các dụng cụ thí nghiệm bền với nhiệt như bông băng, vải, gạc, dụng cụ thủy tinh. Điều kiện tiệt trùng là 1800C/ 30phút hoặc 1700C/ 1giờ hoặc 1600C/ 2 giờ. Các dụng cụ thủy tinh để đóng môi trường phải được tiệt trùng khô trước khi dùng - Tiệt trùng bằng hơi nước: Phương pháp dùng nhiệt ướt thường được dùng để tiệt trùng môi trường nuôi cấy và các dụng cụ phẫu thuật. Môi trường thường được tiệt trùng bằng nồi hấp ở 1210C/ 15phút. Các môi trường dễ bị hỏng bởi nhiệt như môi trường có đường, sữa, bia, máu, cần tiệt trùng ở nhiệt độ thấp bằng các phương pháp sau: Tiệt trùng gián đoạn (phương pháp Tyndall): Môi trường được hấp 3 - 4 lần ở nhiệt độ không quá 1000C trong 30 - 40phút, cách nhau 24giờ. Giữa hai lần hấp cho môi trường vào ủ ở 28-320C/ 24giờ cho bào tử nảy mầm. Các bào tử sống sót nảy mầm sẽ bị tiêu diệt ở lần hấp tiếp theo. Khử trùng nhiệt độ thấp (phương pháp Pasteur): Đun cách thủy môi trường 600C/ 30phút hoặc 730C/ 15phút sau đó làm lạnh đột ngột dưới 100C. Phương pháp này không diệt được bào tử. - Phương pháp lọc: được dùng để tiệt trùng các chất dễ bị phá hủy bởi nhiệt. Cho chất lỏng chảy qua màng lọc có kích thước lỗ lọc ≤ 0,22μm. Phần chảy qua phễu 53