Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
1
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 3
1. Lý do chọn đề tài 3
2. Phạm vi nghiên cứu. 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu. 3
4. Phương pháp nghiên cứu. 3
PHẦN NỘI DUNG 4
A. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT. 4
I. Định nghĩa. 4
II. Lịch sử ra đời của giấm. 4
III. Phân loại. 5
IV. Thành phần hóa học của giấm. 6
V. Công dụng của giấm. 7
V.1. Đối với sức khỏe con người. 7
V.2. Đối với sắc đẹp. 7
VI. Những lưu ý khi sử dụng giấm. 8
VII. Quy trình sản xuất giấm 9
VII.1. Quy trình sản xuất giấm. 9
VII.2. Các phương pháp lên men. 9
VII.2.1. Phương pháp lên men chìm. 9
VII.2.2 Phương pháp kết hợp. 9
VII.2.3. Phương pháp lên men chậm. 10
VII.2.4. Phương pháp lên men nhanh. 10
VII.3. Các chỉ tiêu sản xuất giấm. 11
VII.4. Một số hiện tượng hư hỏng trong quá trình sản xuất giấm. 12
VII.4.1. Giấm bị đục và giảm độ chua. 12
VII.4.2. Hiện tượng lươn giấm. 12
VII.4.3. Bọ giấm. 12
2. Phạm vi nghiên cứu.
Nghiên cứu một số mẫu giấm trên thị trường.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Xác định hàm lượng axit axetic của một số mẫu giấm.
- Xác định xem trong giấm có andehit hay không.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Thực hành
- Nghiên cứu các tài liệu trong sách giáo trình, mạng internet. Trong cuộc sống, giấm vốn rất quen thuộc đối với
mỗi chúng ta. Giấm có thể được dùng để làm gia vị,
chữa bệnh, làm đẹp và ứng dụng vào những tình
huống đơn giản trong cuộc sống. Tuy nhiên vai trò
quan trọng nhất của giấm vẫn là gia vị. Với mục đích
xác định hàm lượng của một số mẫu giấm trên thị
trường đang bán mà chúng ta đang sử dụng, để biết
xem những mẫu giấm đó có đạt chuẩn hay không- có
đảm bảo cho sức khỏe cho người tiêu dùng hay
không, tôi đã lựa chọn đề tài: XÁC ĐỊNH HÀM
LƯỢNG AXIT AXETIC TRONG MỘT SỐ MẪU
GIẤM TRÊN THỊ TRƯỜNG. Hi vọng với đề tài
này, tôi sẽ kiểm tra được độ an toàn của các mẫu
gọi đó là gia vị được ban phước.
Năm 1864, nhà hóa học Louis Pasteur đã chứng minh giấm là kết quả từ một quá trình lên
men tự nhiên, ông đã tìm ra lý do tại sao rượu lại trở thành giấm. Ông khám phá ra vi sinh vật
sẽ biến rượu trở thành giấm và gọi đó là quá trình lên men giấm. Một phân tử cồn sẽ trở thành
một phân tử giấm. Sự biến đổi có tỷ lệ 1:1. Loại rượu với lượng cồn nhất định sẽ cho ra giấm
với nồng độ tương đương.
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
5
Trong quá khứ, nhiều phương pháp khác đã được dùng để tạo giấm. Sự chuyển từ rượu hay
nước trái cây sang giấm là quá trình hóa học trong đó rượu etylic bị oxi hóa tạo axit axetic. Ở
phương pháp chậm, vại rượu táo để mở đặt trong nhiệt độ phòng. Suốt khoảng vài tháng, nước
trái cây lên men thành rượu và sau đó bị oxi hóa thành axit axetic. Phương pháp Orleans
(Pháp) được gọi là phương pháp liên tục. Nước trái cây được thêm định kì vào những mẻ giấm
nhỏ và trữ trong thùng gỗ. Khi nước trái cây chua, ta sẽ vớt ra ở trên thùng. Cả phương pháp
chậm và liên tục đều đòi hỏi vài tháng để sản xuất giấm. Trong sản xuất giấm thương mại hiện
nay, phương pháp thông thường và phương pháp lên men chìm được ứng dụng. Những phương
pháp này dựa trên mục tiêu pha trộn nhiều oxi đến mức có thể vào sản phẩm rượu.
III. Phân loại.
Giấm thường được phân loại dựa trên nguyên liệu và màu sắc.
Giấm đỏ: được làm từ gạo hồng do có mùi vị đặc trưng nhưng ít chua hơn giấm trắng. Loại
giấm này được sản xuất ở Trung Quốc nên gọi là giấm Tiều hay giấm Tàu.
Giấm đen: được làm từ gạo nếp than ít chua hơn cả giấm đỏ, nhưng có mùi vị nồng hơn.
Giấm táo: được làm từ nước táo cho lên men thành rượu, sau đó thành giấm. Giấm thường
có màu vàng nhạt.
Hình 3. Giấm nho
Hình 5. Giấm táo
Hình 6. Giấm gạo
Hình 4. Giấm nho
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
7
- Giấm có thành phần axit amin phong phú: 18 loại axit amin cơ thể người không tổng hợp
được trong giấm đều có, có 8 loại axit amin thực vật cung cấp.
- Trong giấm có vitamin B1, B2, C … bắt nguồn từ kết quả trao đổi chất vi sinh vật trong quá
trình lên men thức ăn và nguyên liệu.
- Muối vô cơ trong giấm vô cùng phong phú như Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P…
- Ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng Ca, Fe, Cu, P…
V. Công dụng của giấm.
V.1. Đối với sức khỏe con người.
- Đẩy lùi và trừ bệnh tật: trong giấm có axit hữu cơ xúc tiến thay thế đường và làm cho axit lactic
và axit axetic tồn trữ trong cơ bắp gây nên việc phân giải các chất gây mệt mỏi nên hết bệnh.
- Giúp tiêu hóa, lợi cho hấp thụ: thức ăn chua có thể nâng cao độ axit dịch dạ dày, các chất
trong giấm cũng như axit amin… có thể kích thích trung khu thần kinh não của người làm cho
bộ máy tiêu hóa tiết ra giúp tăng cường chức năng tiêu hóa của dạ dày. Đồng thời giấm có khả
năng làm hòa tan các chất dinh dưỡng muối vô cơ photphat, Fe, Ca… trong thức ăn càng
nhiều, nó có khả năng phòng chống sự phá hoại của vitamin C.
- Phòng già yếu: giấm có khả năng ức chế và hạ thấp trong cơ thể hình thành loại mỡ oxi hóa
có tác dụng trì hoãn cơ thể già yếu.
- Diệt khuẩn kháng độc: ví dụ như vi trùng que bệnh thương hàn, vi trùng qua đại tràng… khi
gặp giấm điều bị tiêu diệt hoặc ngừng phát triển.
- Phòng trị cao huyết áp và sơ cứng động mạch.
- Tăng cường chức năng bài tiết của thận, phòng ngừa sỏi thận: nước tiểu của con người thường
mang tính axit, dễ dàng làm muối trong nước tiểu kết tinh thành sỏi, giấm có thể làm nước tiểu
béo thì có hại.
Các phản ứng sinh hóa trong cơ thể đòi hỏi pH hằng định, trong khi đó các quá trình
chuyển hóa có xu hướng chuyển pH về phía axit để duy trì pH trong môi trường cơ thể ở phạm
vi 7,4 ± 0,05, một quá trình kiềm hóa nhằm trung hòa độ axit được tiến hành và sự cân bằng
này là vấn đề cơ bản cho hoạt động của các hệ thống đệm, của phổi và thận.
Nếu ăn uống quá nhiều giấm với mục đích giảm béo thì quá trình kiềm hóa dễ bị rối
loạn bởi dự trữ kiềm của cơ thể giảm mạnh, không trung hòa được axit nữa. Khi pH chưa giảm
(vẫn là 7,4), song dự trữ kiềm đã sụt thì người ta gọi là nhiễm axit còn bù; Khi pH cũng sụt là
tình trạng mất bù và nhiễm độc axit xảy ra. Tùy theo uống ít hay nhiều giấm mà sự nhiễm độc
ít hay nhiều. Trong trường hợp nếu pH trong môi trường cơ thể giảm nhiều sẽ ảnh hưởng đến
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
9
các chức phận khác của cơ thể, nhất là thần kinh. Đó là chưa tính đến việc uống giấm nhiều sẽ
trực tiếp gây hại cho dạ dày. Không nên nghe lời mách bảo uống giấm để giảm béo. Nếu đã lỡ
uống thì cần ngưng ngay để tạo thuận lợi cho môi trường pH trong cơ thể được hằng định.
VII. Quy trình sản xuất giấm.
VII.1. Quy trình sản xuất giấm.
Các phản ứng trong sản xuất giấm ăn: CH
3
-CH
2
-OH → CH
3
-CHO + 2H
Sau sự hydrate hóa axetandehit sẽ diễn ra phản ứng cho hidro lần thứ 2:
CH
3
CH(OH)
men. Mục đích cho axit axetic vào trước là tạo điều kiện cho vi khuẩn lên men phát triển, mặt
khác để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát triển, không bị nhiểm tạp chất, lên men ở nhiệt độ
23- 340
0
C. Sau một thời gian trên bề mặt sẽ tạo thành váng chứa nhiều axit axetic. Vì thế mà
quá trình oxi hóa xảy ra chậm và kết thúc sau vài tuần. Khi kiểm tra rượu còn lại 0,3- 0,5% sẽ
lấy giấm ra, cho dịch dinh dưỡng mới vào. Nếu để lâu, chất lượng giấm bị giảm nhanh do quá
trình oxi hóa giấm xảy ra tiết tục. Giấm thu được thường có lượng axit axetic 5- 6 %. Muốn để
lâu phải đem đi thanh trùng Pasto.
VII.2.4. Phương pháp lên men nhanh.
Phương pháp này do người Đức thức hiện theo quy mô công nghiệp. Thiết bị lên men là
một thùng gỗ cao 2,5- 6 m, đường kính 1,2- 3m. Tỉ lệ đường kính so với chiều cao khoảng 1/2
là thích hợp nhất. Nguyên liệu lên men là bột ngô, bột ngô được xem như là chất mang, giữ vi
sinh vật trong quá trình lên men, nhờ đó mà vi sinh vật không đi theo vào sản phẩm cuối cùng.
Ngoài ra, ở đáy thiết bị người ta lắp thêm hệ thống phân phối, không khí đi từ dưới lên, môi
trường được đưa vào từ trên xuống. Hình 8. Thùng giấm
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
11
Tiến hành: Ta dùng axit axetic có nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phôi bào hay lõi bắp có mục
đích thanh trùng vừa có tác dụng axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh vật dễ thích nghi trong
quá trình lên men. Sau đó, dùng nước cất rữa qua và nhúng vi khuẩn axit axetic vào, vi khuẩn
axit axetic sẽ bám vào phoi bào hay lõi bắp. Tiếp đó ta cho dòng môi trường đi từ trên xuống
qua hệ thống phân phối dạng phun, môi trường sẽ được phân phối đều khắp vật liệu, cồn sẽ thấm
thấu vào tế bào vi khuẩn và cung cấp khí bằng hệ thống thổi khí từ dưới lên tạo điều kiện để vi
khuẩn lên men, vi khuẩn oxi hóa rượu thành axit axetic sẽ thấm thấu qua màng tế bào ra ngoài,
theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men, ta thu sản phẩm từ đáy thiết bị lên men. Hình 9. Quá trình oxi hóa rượu thành axit axetic
VII.3. Các chỉ tiêu sản xuất giấm.
Trong quy trình sản xuất giấm để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cần đảm bảo những yêu
cầu sau đây:
- Phải được chưng cất và đóng gói trong điều kiện vệ sinh tối ưu.
- Các nguyên liệu thô dùng trong sản xuất phải có nguồn gốc từ nông nghiệp.
- Chất sunfua đioxin dùng để bảo quản không vượt quá 70mg/kg.
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
12
- Chất chống ô xi hoá không quá 400mg/kg .
- Không có bất kỳ chất phụ gia nào bắt nguồn từ vi sinh vật gây hại .
- Các kim loại gây ô nhiễm không được lớn hơn số lượng cho phép sau đây:
Thạch tín
1mg/kg
Chì
10mg/kg
Đồng, kẽm
10mg/kg
Sắt
10mg/kg
VII.4. Một số hiện tượng hư hỏng trong quá trình sản xuất giấm.
VII.4.1. Giấm bị đục và giảm độ chua.
Trong sản xuất giấm, thường xảy ra hai quá trình oxy hóa:
+ Quá trình oxy hóa C
thành CO
2
và H
2
O xảy ra do nấm men candida, acetobacter xylinum, acetobacter aceti gây ra. Các
giống vi sinh vật này có khả năng tạo màng nhầy làm cho giấm đục và tạo cặn.
VII.4.2. Hiện tượng lươn giấm.
Lươn giấm có tên khoa học là Angiullula aceti. Chúng thuộc loại động vật như giun tròn,
rất nhỏ, có màu hồng. Con đực ở tuổi trưởng thành có kích thước 1mm, con cái ở tuổi trưởng
thành có kích thước 1-2 mm.
Nếu nồng độ giấm < 6%, lươn giấm rất dễ phát triển. Nồng độ giấm cao khoảng > 9%,
chúng bị ức chế và không thể phát triển được.
Lươn giấm thường sử dụng vi khuẩn axetic như nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên, chúng cũng
có khả năng sử dụng C
2
H
5
OH, CH
3
COOH, đường, các chất hữu cơ chứa nito để phát triển.
Chúng thường không gây độc cho người mà chỉ gây đục giấm và làm giảm hiệu suất lên men.
VII.4.3. Bọ giấm.
Trong sản xuất giấm, người ta thường thấy hai loại bọ giấm:
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
13
- Loại to, màu trắng, có kích thước 0,8-1,5 mm.
- Loại nhỏ, màu nâu, có kích thước 0,3-0,4 mm.
Bọ giấm làm thay đổi chất lượng của giấm.
VII.4.4. Ruồi giấm.
Phương trình phản ứng chuẩn độ:
CH
3
COOH + NaOH → CH
3
COONa + H
2
O
Hình 10. Mô hình axit axetic.
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
14
HAc C
o
V
o
CH
3
COO
-
+ H
2
O
CH
3
COOH + OH
-
K
-9,26
Tại điểm tương đương thể tích tăng gấp hai lần nên nồng độ giảm một nửa.
→ [OH
-
] =
-9,26
10 .0.05
= 5,26 . 10
-6
→ pOH = 5,28 → pH = 8,72
VIII.2.1. Tìm bước nhảy, chọn chỉ thị.
Phương trình tính sai số:
q = P-1=
i o o i
oi
K W W
C C - h- -C h- +C
K+h h h
W
C C + h-
h
W
h-
h
nên :
q=
io
io
C +C
Wh
- h- -
h C .C K+h
(III)
(III) là phương trình sai số tại những thời điểm sát điểm tương đương.
Căn cứ vào biểu thức (III) và chấp nhận một giá trị sai số cho phép nào đó để tìm pH
đ
và pH
c
.
NaOH C
i
V
i
(NaOH)= 1 lít
- pH
0
: pH của dung dịch CH
3
COOH 0,1M
[H
+
]=
a
K .C
=
87,25
101,0.10.8,1
→pH
0
= 2,87
- pH
đ:
Khi chấp nhận giá trị sai số q= -0,1%
Thay vào (III) ta tính được pH
đ
=7,74
- pH
tđ
: được tính dựa vào ion CH
3
10.5
= K
b
=10
-9,26
ĐK : x << 5.10
-2
Kết quả tính được [OH
-
] = 5,26 . 10
-6
hay pH
tđ
= 5,28
- pH
c
: Khi chấp nhận giá trị sai số q= 0,1 % thay vào ta tính được pH
c
= 9,7
- Vậy bước nhảy chuẩn độ trường hợp này là 7,74-9,7 chỉ thị thích hợp là chỉ thị có pT
nằm trong bước nhảy và ta thấy chỉ có thể dùng phenolphtalein là thích hợp nhất (pT=9).
VIII.2.2. Đường cong chuẩn độ.
Áp dụng định luật bào toàn điện tích ta có:
+ - + -
H - OH + Na - Ac =0 2
a
i0
a
ii
00
0i
K
W
C C - h-
K +h h
CV
P= = I
CV
W
C C + h-
h
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
P
q%
3,0
10
-3
0,9823
0,0175
-98,25
4,0
10
-4
0,8474
0,151
-84,9
5,0
10
-5
0,3570
0,643
-35,7
6,0
10
-6
0,0530
0,947
-3,16. 10
-6
1,7. 10
-4
0,99989
-0,01
9,0
-10
-5
5,5. 10
-5
1,00014
+0,01
10,0
-10
-4
5,5. 10
-6
1,002
+0,2
11,0
-10
-3
5,5. 10
Khai triển (3) ta rút ra được:
i0
i0
a
0i
C .C .h
W
h- C +C +
h K +h
q= - II
W
C C + h-
h
(III) là phương trình tính sai số tại những thời điểm sát điểm tương đương.
Từ kết quả của bảng 1 ta dựng đường cong chuẩn độ ở hình vẽ 11.
Trong đa số trường hợp để xây dựng đường cong chuẩn độ người ta không cần phải tính
nhiều giá trị như ở bảng 1 mà chỉ cần tính 4 giá trị pH
0
, pH
đ
, pH
tđ
và pH
c
. Căn cứ vào biểu
thức (III) và chấp nhận một giá trị sai số cho phép nào đó để tìm pH
đ
và pH
c
.
pH
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
I. Mẫu.
Nhóm đã tiến hành lấy các mẫu giấm sau:
Giấm Long An
Giấm Quảng Trị
Giấm Đồng Nai
Giấm 321 Chi Lăng-Huế
Giấm 50/271 Chi Lăng-Huế
Giấm hoa quả siêu thị.
II. Xác định nồng độ axit axetic trong các mẫu giấm đã thu thập.
II.1. Pha chế dung dịch NaOH tiêu chuẩn.
Lấy ống đựng dung dịch NaOH tiêu chuẩn (0,1M) cho vào bình định mức 1000ml,
thêm nước cất đến vạch và lắc đều. Ta có dung dịch NaOH với nồng độ chính xác 0,1M được
dùng để tiến hành chuẩn độ các mẫu giấm trên.
II.2. Tiến hành chuẩn độ để xác định nồng độ mol của các mẫu giấm.
a. Cách tiến hành.
Chuẩn bị mẫu giấm cần phân tích, dùng pipet lấy chính xác 10ml mẫu giấm đó cho vào
bình định mức 100ml, thêm nước cất đến vạch và lắc đều. Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung
dịch mẫu cho vào bình nón đã rửa sạch, thêm 2 – 3 giọt chỉ thị phenolphtalein. Đổ dung dịch
NaOH tiêu chuẩn vào buret đã rửa sạch và tráng qua NaOH. Tiến hành chuẩn độ mẫu giấm từ
không màu sang màu hồng thì dừng lại. Làm 5 lần.
b. Công thức tính.
33
CH COOH 3
3
CH COOH CH COOH NaOH NaOH
M CH COOH NaOH
V .N .10/100 = V .N
C =N = V /10 (1)
c. Kết quả thực nghiệm.
7,9
8
7,95
7,5
8,1
Giấm 321 Chi Lăng
2,3
2,25
2,2
2,1
2,3
Giấm 50/271 Chi Lăng
2
2
2
2
2,05
Dựa vào công thức (1), xác định được nồng độ mol của các mẫu giấm như sau:
Mẫu
V
(ml)
Nồng độ mol (M)
Giấm Long An
7.28
0,728
Giấm hoa quả Bến Tre
3.17
0,317
Giấm Quảng Trị
II.4. Xác định nồng độ % trong giấm
Dựa vào nồng độ mol và tỷ trọng của các mẫu giấm, xác định nồng độ % theo công thức:
M
C .M
C%=
10.d
Kết quả thu được như sau:
Mẫu
Nồng độ mol (M)
Tỷ trọng d (g/cm
3
)
Nồng độ %
Giấm Long An
0,728
1,0020
4,36
Giấm hoa quả Bến Tre
0,317
0,9940
1,91
Giấm Quảng Trị
0,215
0,9973
1,29
Giấm Đồng Nai
0,789
1,0022
4,72
Lần lượt thử phản ứng tráng bạc của các mẫu giấm với dung dịch trên.
2. Kết quả.
Không thấy có kết tủa Ag bám vào ống nghiệm. Tức là không có andehit trong các mẫu giấm.
Xác định hàm lượng axit axetic trong một số mẫu giấm trên thị trường
Hồ Thị Ngọc Lan- Hóa 3A
21
PHẦN KẾT LUẬN
Nhóm đã xác định được hàm lượng axit axetic nguyên chất trong các mẫu giấm đã chọn và
nhận thấy hàm lượng của axit axetic trong các mẫu không đạt giá trị chuẩn (5%).
Nguyên nhân:
Vì mục đích lợi nhuận nên nhà sản xuất cho quá nhiều nước vào trong giấm.
Một số mẫu giấm ở chợ được pha chế không đúng cách từ giấm gốc chứ không phải qua điều chế.
Quá trình bảo quản không đúng yêu cầu khiến giấm bị hư hỏng.
Một số hình ảnh về nơi lấy mẫu.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………