Nghiên cứu nhằm xác định chất béo được trình bày là kết quả của sự hợp tác giữa BUCHI và Nestlé. Mục đích của nghiên cứu này là để so sánh Kết quả chiết xuất chất lỏng có áp suất (PLE) được thu thập bằng cách áp dụng Mojonnier và phương pháp Weibull-Stoldt (Soxhlet). Phương pháp được mô tả đã được xác nhận nội bộ cùng với các mẫu khác dành cho sốt mayonnaise và sô cô la và có thể mở rộng sang các loại thực phẩm khác. Kết quả tách chiết bằng SpeedExtractor E-916 là tương đương với kết quả đạt được bằng các phương pháp chiết xuất cổ điển (tức là Mojonnier và Weibull-Stoldt).

Giới thiệu

Chiết xuất chất lỏng có áp suất (PLE) là một phương pháp thay thế được sử dụng rộng rãi để chiết xuất lipid và/hoặc các thành phần khác nhau nhanh hơn và rẻ hơn nhưng ít được sử dụng hơn để xác minh nhãn chất béo trong các sản phẩm thực phẩm. Một quy trình nhanh chóng và đáng tin cậy sử dụng PLE để xác định hàm lượng chất béo trong các mẫu có chất béo dễ tiếp cận được trình bày dưới đây. Quá trình chiết được thực hiện bằng cách sử dụng SpeedExtractor E-916 kết hợp với MultivaporTM P-12 để làm bay hơi dung môi song song. Hàm lượng chất béo được xác định bằng phương pháp trọng lượng sau khi dịch chiết được sấy khô đến khối lượng không đổi.

Thí nghiệm

Thiết bị đo: SpeedExtractor E-916, MultivaporTM P-12 với bơm chân không V-700 và bộ điều khiển V-855, lò sấy

Mẫu: Mayonnaise và sô cô la (Thử nghiệm vòng tròn MCL-3/2011)

Các mẫu được nghiền bằng đất diatomit trong cối thành bột đồng nhất và chuyển định lượng vào bình chiết 20 ml. Quá trình chiết được thực hiện bằng SpeedExtractor E-916 sử dụng các thông số trong Bảng 1. Các mẫu được chiết ba lần. Mỗi vị trí (mẫu) sử dụng khoảng 30 ml dung môi.

Bảng 1: Phương pháp chiết để xác định chất béo bằng SpeedExtractor E-916

Nhiệt độ	100°C
Áp suất	100 bar
Hoá chất	n-Hexane 90 %; Ethanol 10 %
Tế bào	20 ml
Lọ thuỷ tinh	60 ml
Vòng	2
Làm nóng	1/1 min
Giữ nóng	10/10 min
Công suất	2/2 min
Rửa với hoá chất	1 min
Rửa với gas	3 min
Tổng thời gian	42 min

Trong quá trình chiết, dịch chiết của từng mẫu được thu đồng thời vào các lọ 60 ml. Làm bay hơi dung môi đến khô bằng Multivapor™ P-12 với gradient áp suất như trong Hình 2.

Dịch chiết được sấy khô đến khối lượng không đổi trong máy đông khô (102°C) và tính hàm lượng chất béo.

Kết quả

Hàm lượng chất béo của sốt mayonnaise và sôcôla được thể hiện ở Bảng 2. Kết quả tương ứng với giá trị tham chiếu.

Bảng 2. Hàm lượng chất béo xác định trong các mẫu thực phẩm, chất béo tính bằng g/100 g (độ lệch chuẩn tương đối của kết quả thí nghiệm trong ngoặc), n = 3

Mẫu thử	Hàm lượng chất béo mong muốn	Kết quả thí nghiệm
Chocolate	40.62	40.84 (0.26 %)
Mayonnaise	79.03	79.29 (0.30 %)

Phần kết luận

Việc xác định hàm lượng chất béo trong các mẫu thực phẩm bằng PLE bằng SpeedExtractor E-916 mang lại kết quả đáng tin cậy và có thể lặp lại tương ứng với các giá trị mong đợi. Phương pháp này làm tăng năng suất mẫu và thân thiện với môi trường hơn do tiêu thụ ít dung môi hơn so với phương pháp chiết Soxhlet.

Acknowledgement

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu Nestlé, Thụy Sĩ vì sự hỗ trợ của họ trong việc phát triển ghi chú ứng dụng này.

References

Hướng dẫn sử dụng SpeedExtractor E-916. Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy tham khảo Ghi chú ứng dụng 088/2012

1. Introduction: 

Các quy trình chiết xuất cổ điển để xác định tổng lượng chất béo trong các sản phẩm thực phẩm tiêu tốn thời gian và dung môi. Chiết xuất chất lỏng có áp suất (PLE) là một giải pháp thay thế được sử dụng rộng rãi để chiết xuất lipid và/hoặc các thành phần khác nhau nhanh hơn và rẻ hơn nhưng ít được sử dụng hơn để xác minh nhãn chất béo trên các sản phẩm thực phẩm. Ở nhiệt độ cao, sự thâm nhập của chất nền, tốc độ khuếch tán cũng như khả năng phá vỡ sự tương tác giữa chất nền và chất phân tích đều tăng lên, do đó nâng cao hiệu quả chiết. Áp suất cao chủ yếu được sử dụng để giữ dung môi ở trạng thái lỏng và đảm bảo tế bào chiết nhanh chóng được đổ đầy dung môi mới. Trong nghiên cứu này, PLE được thực hiện bằng SpeedExtractor E-916 của BUCHI kết hợp với MultivaporTM để bay hơi dung môi song song.

Công trình được trình bày là kết quả của sự hợp tác giữa BUCHI và Nestlé. Mục đích của nghiên cứu này là so sánh kết quả PLE với kết quả thu thập được bằng cách áp dụng phương pháp Mojonnier và Weibull-Stoldt (Soxhlet) cổ điển và bỏ qua quá trình thủy phân bằng axit trước khi chiết xuất các sản phẩm được chọn. Phương pháp này đã được thử nghiệm như một quy trình thay thế để xác định hàm lượng chất béo tổng số (nhằm xác minh nhãn thực phẩm) nhằm đẩy nhanh quá trình, giảm tiêu thụ dung môi và hạn chế người vận hành tiếp xúc với dung môi.

Phương pháp được mô tả đã được xác nhận nội bộ cùng với các mẫu khác đối với sốt mayonnaise và sô cô la, đồng thời có thể mở rộng sang các loại thực phẩm khác. Ngoài ra, phương pháp chiết được mô tả cũng thích hợp để xác định thành phần chất béo (ví dụ: axit béo).

Hai quy trình chuẩn bị mẫu khác nhau được sử dụng. Một quy trình áp dụng cho sản phẩm khô chứa chất béo dễ tiếp cận (còn gọi là chất béo tự do), quy trình thứ hai áp dụng cho sản phẩm ướt (độ ẩm trên 50%) chứa chất béo dễ tiếp cận.

Kết quả chiết xuất bằng SpeedExtractor E-916 tương đương với kết quả đạt được bằng các phương pháp chiết xuất cổ điển (tức là Mojonnier và Weibull-Stoldt).

Nghiên cứu này chỉ ra rằng thời gian và mức tiêu thụ dung môi bằng phương pháp chiết Soxhlet (hoặc các kỹ thuật khác) có thể giảm đáng kể bằng cách sử dụng công nghệ PLE (ví dụ: SpeedExtractor) để xác định hàm lượng chất béo (ví dụ: chất béo được dán nhãn) trong các loại thực phẩm khác nhau. Chúng tôi kết luận rằng SpeedExtractor E-916 là giải pháp được thiết kế dành cho các phòng thí nghiệm nhằm tăng năng suất phân tích và cũng bảo vệ nhân viên tiếp xúc với dung môi.

2. Thiết bị:

• Máy chiết tách E-916 với 20 ml cells
• Máy cô quay TM P-12
• Bơm chân không V-700 với bộ điều khiển chân không V-855
• Bể ổn nhiệt F-108
• Cân phân tích (độ chính xác +/- 0.1 mg)
• Máy đông khô
• Tủ hút ấm

3. Hoá chất và vật liệu:

• n-Hexane, cho phân tích, Merck (104391)
• Ethanol, cho phân tích, Merck (100983)
• Đất tảo cát, BUCHI (053201)
• Vữa và nhụy hoa
• Đĩa cân BUCHI (053202)

4. Mẫu:

• Mayonnaise à la française, Thomy, khai béo: 79,03 g/100 g
• Sô cô la MCL-3/2011, thử nghiệm vòng tròn 2011, khai báo chất béo: 40,62 g/100 g (dr: 0,603 %)

5. Quy trình:

Việc xác định chất béo trong mẫu thực phẩm bao gồm các bước sau:

• Đồng nhất mẫu
• Chuẩn bị mẫu
• Chuẩn bị tế bào
• Chuẩn bị lọ
• Chiết xuất chất béo bằng SpeedExtractor E-916
• Làm bay hơi dung môi bằng MultivaporTM P-12
• Sấy khô dịch chiết đến khối lượng không đổi
• Xác định trọng lượng của dịch chiết và tính hàm lượng chất béo

5.1 Đồng nhất mẫu

• Mayonnaise: dùng trực tiếp từ tuýp
• Sô-cô-la: Bẻ thành từng miếng nhỏ và cắt bằng thìa

5.2 Chuẩn bị mẫu

• Đặt đĩa cân lên cân
• Cho 3 g đất tảo cát vào đĩa cân và tạo thành một rãnh nhỏ trên đó
• Cân
• Cân 1,0 +/- 0,1 g sốt mayonnaise hoặc 2,0 +/- 0,1 g sô cô la lên đất tảo cát
• Ghi lại lượng mẫu
• Đổ thêm khoảng 0,5 g đất tảo cát lên mẫu và chuyển mẫu vào cối
• Nghiền mẫu và đất tảo cát thành bột đồng nhất và thêm một lượng nhỏ đất tảo cát (nếu cần)

5.3 Chuẩn bị tế bào

• Đặt bộ lọc sợi thủy tinh (11055932), frit kim loại (049568) và đóng lại bằng phích cắm (053209) ở đáy bình chiết
• Xoay cốc chiết và chuyển định lượng mẫu đã xay vào cốc chiết 20 ml bằng phễu (053396)
• Dùng bàn chải lau mẫu cặn từ mẫu chiết vào bình chiết
• Đổ đầy đất tảo cát vào bất kỳ khoảng trống nào của tế bào cho đến khi cách vành tế bào khoảng 1 cm.
• Đặt bộ lọc cellulose (049572) lên trên bằng pít tông

5.4 Chuẩn bị lọ

• Trước khi chiết, sấy khô lọ trong tủ sấy đến khối lượng không đổi ở 102°C trong 30 +/- 5 phút
• Để các lọ nguội đến nhiệt độ môi trường trong ít nhất 45 phút trong bình hút ẩm và ghi lại khối lượng.

5.5 Chiết tách chất béo bằng SpeedExtractor E-916

Tiến hành chiết theo các thông số trong Bảng 1. Mỗi mẫu được chiết ba lần.

Bảng 1: Thực hiện chiết tách với Thiết bị E-916

Nhiệt độ	100°C
Áp suất	100 bar
Hoá chất	Hexane 90 %
Ethanol	10%
Tế bào	20 ml
Lọ thuỷ tinh	60 ml
Vòng	2
Làm nóng	1/1 min
Giữ nóng	10/10 min
Công suất	2/2 min
Rửa với hoá chất	1 min
Rửa với gas	3 min
Tổng thời gian	42 min

Tổng thời gian để chiết xuất là 42 phút và khoảng 30 ml dung môi được sử dụng cho mỗi vị trí (mẫu).

5.6 Làm bay hơi dung môi bằng MultivaporTM P-12

• Nếu cần, loại bỏ pha nước phía dưới bằng pipet Pasteur thủy tinh dài mà không hút lớp hữu cơ trên cùng.
• Làm bay hơi hỗn hợp hexane-etanol trong lọ bằng cách sử dụng các thông số sau trên MultivaporTM P-12 (Bảng 2).

Bảng 2: Thông số cho MultivaporTM P-12

5.7 Sấy khô dịch chiết đến khối lượng không đổi

• Sau khi làm bay hơi dung môi đến khô, loại bỏ vết dung môi cuối cùng bằng cách đặt các lọ vào tủ sấy đến khối lượng không đổi ở 102°C trong 30 +/- 5 phút.
• Để các lọ nguội đến nhiệt độ môi trường trong ít nhất 45 phút trong bình hút ẩm và ghi lại khối lượng. Đảm bảo rằng thời gian làm nguội của các lọ trong bình hút ẩm trước và sau khi chiết là như nhau. Sự khác biệt về nhiệt độ của lọ làm hỏng kết quả.

5.8 Xác định trọng lượng của dịch chiết và tính hàm lượng chất béo

Tính kết quả phần trăm chất béo theo công thức (1).

%Fat: phần trăm chất béo trong mẫu

m(total) : trọng lượng lọ rỗng + chiết xuất [g]

m(vial) : trọng lượng lọ rỗng [g]

m(sample) : trọng lượng mẫu [g]

6. Kết quả

Kết quả xác định hàm lượng chất béo trong sốt mayonnaise bằng máy SpeedExtractor E-916 được trình bày trong Bảng 3.

Bảng 3: Kết quả tách béo mayonnaise; hàm lượng chất béo dự kiến: 79,03 g/100 g (Weibull-Stoldt)

Kết quả xác định chất béo trong sôcôla bằng máy SpeedExtractor E-916 được trình bày trong Bảng 4.

Bảng 4: Kết quả tách béo sôcôla; hàm lượng chất béo dự kiến: 40,62 g/100 g (Mojonnier)

7. So sánh việc xác định chất béo với phương pháp chiết Soxhlet và phương pháp chiết chất lỏng có áp suất (PLE)

Việc xác định chất béo trong các mẫu thực phẩm như sôcôla hoặc sốt mayonnaise có thể được thực hiện bằng phương pháp chiết Soxhlet. Liên quan đến thời gian và mức tiêu thụ dung môi, Bảng 5 cho thấy sự so sánh giữa chiết Soxhlet và PLE bằng SpeedExtractor E-916

Bảng 5: So sánh giữa chiết Soxhlet và chiết lỏng có áp suất

	Chiết tách Soxhlet (Bộ chiết E-816 SOX)	PLE (Bộ chiết E-916)
Chiết tách	120 phút	42 phút
Quay rửa	5 phút
Đông khô	25 phút	~35 phút (thực hiện với MultivaporTM P-12, 12 mẫu song song)
Sấy	30 phút	30 phút
Làm mát đến nhiệt độ môi trường trong tủ hút ẩm	60 phút	45 phút
Tổng thời gian	240 phút	152 phút
Tiêu thụ hoá chất	130 ml	30 ml

8. Kết luận:

Việc xác định chất béo bằng phương pháp chiết chất lỏng có áp suất sử dụng SpeedExtractor E-916 cho kết quả đáng tin cậy và có thể lặp lại, tương ứng với các giá trị tham chiếu của mẫu mayonnaise và kết quả của phép thử vòng tròn đối với mẫu sô cô la. Lưu ý ứng dụng này mô tả quy trình áp dụng cho các mẫu có chất béo dễ tiếp cận và độ ẩm thấp.

So với chiết Soxhlet, quy trình xác định chất béo bằng cách sử dụng Chiết chất lỏng có áp suất nhanh hơn (Giảm tổng thời gian phân tích xuống 1,5 giờ) với mức tiêu thụ dung môi ít hơn (Tiêu thụ dung môi giảm 100 ml mỗi mẫu). Sử dụng SpeedExtractor E-916, công suất mẫu có thể tăng lên đồng thời ít gây tác động đến môi trường hơn.

9. Acknowledgements

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn bà Elisabeth Gouézec và Tiến sĩ Petra Kopeckà từ Phòng Chất lượng & An toàn – Nhóm Xác thực, Trung tâm Nghiên cứu Nestlé, Thụy Sĩ vì đã hỗ trợ phát triển lưu ý ứng dụng này.

10. References

Hướng dẫn sử dụng SpeedExtractor E-916
Hướng dẫn vận hành MultivaporTM P-12
Hướng dẫn Lao động Nestlé (LI-00.017)

Xem thêm tại:

Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp các sản phẩm hãng Buchi.