Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet

Xác định hàm lượng lipid tổng số (Determination of Total Lipid Concentration) trong thực phẩm đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp thông tin chính xác ghi nhãn dinh dưỡng và đảm bảo sản phẩm đầu ra đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất. Phương pháp Soxhlet xác định hàm lượng lipid là phương pháp chiết dung môi bán liên tục thường được sử dụng nhất để tăng hiệu quả chiết lipid từ thực phẩm.

Lưu ý, các thuật ngữ chất béo, dầu và lipid thường được các nhà nghiên cứu sử dụng thay thế nhau. Đôi khi thuật ngữ chất béo (fat) được sử dụng cho chất béo rắn ở nhiệt độ xác định, trong khi thuật ngữ dầu (oil) mô tả những chất béo lỏng ở nhiệt độ xác định.

1. Tầm quan trọng của lipid trong thực phẩm

Lipid là một nguồn cung cấp năng lượng và các thành phần dinh dưỡng thiết yếu quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày.

Trong nhiều thực phẩm, lipid đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định các tính chất cảm quan như hương vị, cấu trúc và cảm giác ngon miệng. Do đó, rất khó để phát triển các sản phẩm thay thế chứa ít béo (low-fat) cho một số thực phẩm, vì khi mất thành phần lipid, tính chất đặc trưng có thể bị mất đi.

Ngoài ra, nhiều loại chất béo dễ bị oxy hóa, dẫn đến biến đổi mùi vị và có khả năng gây hại cho sức khỏe.

Các phân tích quan trọng khi đánh giá thành phần lipid của thực phẩm:

Xác định hàm lượng lipid tổng số
• Phân tích lipid thành phần
• Tính chất hóa lý của lipid: nhiệt độ đông đặc, điểm nóng chảy, điểm khói, tính chất lưu biến, tỷ trọng và màu sắc
• Phân bố cấu trúc của lipid trong thực phẩm.

2. Lưu ý quan trọng khi tiến hành chiết lipid

Lipid có khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ như este, hexan hoặc chloroform, nhưng không hòa tan trong nước. Các nhà nghiên cứu đã dựa trên tính chất này để tách lipid trong thực phẩm khỏi các thành phần hòa tan trong nước khác như protein, carbohydrate và khoáng chất.

Trên thực tế, chiết bằng dung môi là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để chiết lipid từ thực phẩm và xác định hàm lượng lipid tổng.

Lipid trong thực phẩm là một hỗn hợp nhiều phân tử thuộc các nhóm khác nhau. Do đó, việc cân nhắc lựa chọn dung môi thích hợp để thu được hiệu quả chiết cao nhất là rất cần thiết.

3. Các bước chuẩn bị mẫu

Việc chuẩn bị mẫu xác định hàm lượng lipid thường bao gồm các bước:

Làm khô mẫu. Mẫu nên được làm khô trước khi tiến hành chiết do nhiều dung môi hữu cơ có thể gặp khó khăn khi đi vào mẫu có ẩm cao, quá trình chiết sẽ không hiệu quả.

Giảm kích thước hạt. Cần nghiền mịn mẫu khô  trước khi đem xác định hàm lượng lipid để tạo hỗn hợp mẫu đồng nhất và tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của lipid với dung môi. Quá trình nghiền thực hiện ở nhiệt độ thấp để giảm nguy cơ xảy ra quá trình oxy hóa lipid.

Thủy phân mẫu bằng axit. Một số thực phẩm chứa thành phần lipid liên kết với protein (lipoprotein) hoặc polysaccharid (glycolipid). Để định lượng được các thành phần phức tạp này, cần phá vỡ các liên kết giữa lipid và các thành phần không phải lipid.

Thủy phân bằng axit thường được sử dụng để giải phóng lipid liên kết thành dạng dễ chiết xuất. Ví dụ: thủy phân mẫu bằng cách đun nóng nó trong 1 giờ với axit HCl 3N.

4. Lựa chọn dung môi chiết

Dung môi lý tưởng được lựa chọn phải có khả năng hòa tan tốt với chất béo và khả năng hòa tan thấp hoặc không đối với protein, axit amin và carbohydrate.

Ethyl ether và Petroleum ether là những dung môi được sử dụng phổ biến nhất, pentan và hexan được sử dụng để chiết dầu đậu nành.

Ethyl ether có điểm sôi ở 34,6°C, là dung môi chiết béo tốt hơn petroleum ether, nhưng giá thành cao, dễ gây cháy nổ hơn, có tính hút ẩm và tạo thành peroxide.

Petroleum ether có nhiệt độ sôi từ 35–38°C và kỵ nước hơn ethyl ether. Nó có tính chọn lọc với nhiều lipid kỵ nước hơn, giá thành thấp hơn, ít hút ẩm hơn và ít có khả năng gây cháy hơn ethyl ether.

Sự kết hợp của hai hoặc ba dung môi cũng thường được sử dụng.

5. Nguyên lý hoạt động của bộ thiết bị chiết Soxhlet

Phương pháp Soxhlet được công nhận là phương pháp chính thức xác định hàm lượng lipid cho nhiều loại thực phẩm. Nguyên tắc hoạt động của bộ thiết bị Soxhlet được mô tả chi tiết dưới đây.

Bộ phận chiết lipid chứa mẫu phân tích, bên dưới là bình gia nhiệt (cũng là bình thu dung môi chiết) đặt trên thiết bị gia nhiệt. Khi gia nhiệt bình thu, dung môi được làm nóng và bay hơi, hơi di chuyển lên hệ thống ống sinh hàn, ngưng tụ và nhỏ giọt vào bộ phận chứa mẫu. Sau một thời gian, dung môi ngưng tụ trong bộ phận chiết và hoàn toàn bao quanh mẫu.

Buồng chiết được thiết kế để khi dung môi vượt quá một mức nhất định, nó sẽ tràn và bị kéo ngược lại vào bình thu. Lúc này, dung môi đã mang theo chất béo sau thời gian ngâm chiết.

Quá trình bay hơi dung môi liên tục xảy ra như vậy, các chất béo đã được chiết vẫn được giữ tại bình gia nhiệt do khả năng bay hơi thấp.

Cuối cùng, hàm lượng chất béo được đo bằng trọng lượng giảm của mẫu hoặc bằng trọng lượng của chất béo được chiết.

6. Quy trình tiến hành xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet

Bước 1. Cân khoảng 2 g mẫu đã xử lý, chính xác đến mg, cho vào ống giấy lọc bịt một đầu có độ xốp cho phép dung môi chảy qua nhanh. Đậy ống bằng bông thủy tinh, đặt vào bộ phận chiết của bộ cất sao cho đầu trên của ống giấy thấp hơn miệng ống hồi lưu.

Bước 2. Cân bình thu đã được sấy trước.

Bước 3. Lắp ráp bình đun sôi, bình Soxhlet và bình ngưng.

Bước 4. Đổ dung môi vào ống chiết qua ống sinh hàn hồi lưu để dung môi trào một lần và đổ tiếp gần ngập ống giấy.

Bước 5: Gia nhiệt bộ thiết bị trên bếp ở nhiệt độ 70°C (với petroleum ether) và 50°C (với ethyl ether) trong 8 giờ. Trong một giờ phải có 7 – 8 lần trào dung môi. Nếu dung môi hao hụt do bay hơi phải bổ sung để đảm bảo quá trình hồi lưu.

Quá trình chiết kết thúc khi thử bằng cách hứng 1 giọt dung môi dưới bộ phận chiết vào mặt kính, dung môi bay hơi hết trên mặt kính không còn vết chất béo.

Bước 6: Chưng cất xong, để dung môi chuyển lên hết phần chiết lấy thu hồi. Tháo bình cầu có chất béo ra khỏi bộ cất.

Đun cho bay hơi hết dung môi còn lại, sau đó cho vào tủ sấy ở 105°C trong 2 giờ, để nguội trong bình hút ẩm và cân. Quá trình lặp lại đến khối lượng không đổi.

7. Công thức xác định hàm lượng lipid tổng số

Hàm lượng lipid tổng số tính bằng % được tính toán theo công thức sau:

KẾT LUẬN

Chiết Soxhlet là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để xác định hàm lượng lipid tổng số trong thực phẩm khô. Nguyên nhân do cách tiến hành khá đơn giản và là phương pháp được công nhận chính thức (theo AOAC International) cho một loạt các phép xác định hàm lượng chất béo.

Nhược điểm chính của phương pháp Soxhlet là trước khi chiết lipid cần thời gian sấy khô mẫu (nếu mẫu phân tích có độ ẩm cao). Trong quá trình sấy này, thành phần trong mẫu có thể bị biến đổi đáng kể. Do vậy, với thực phẩm hàm lượng ẩm cao, tốt hơn nên sử dụng kỹ thuậttách chiết lipid theo mẻ hoặc kỹ thuật xác định hàm lượng lipid không dùng dung môi.

Hiện nay, việc sử dụng các thiết bị tự động hiện đại cho kết quả nhanh và tự động hơn theo nguyên lý Soxhlet đã được sử dụng rộng rãi trong quá trình kiểm soát chất lượng như Soxtec^TM.

CÁC CÂU HỎI THƯỜNG GẶP (FAQS)

Thời gian hoặc số chu kỳ cần thiết để quá trình chiết tách béo bằng phương pháp Soxhlet hoàn thành?

Trên thực tế, số chu kỳ cần thiết phụ thuộc vào hàm lượng lipid của mẫu, thời gian hoàn thành quá trình chiết lại phụ thuộc vào thời gian hoàn thành một chu kỳ. Ví dụ, một quá trình chiết lipid hướng tới hiệu suất cao cần ít nhất 16 chu kỳ, hoàn thành trong khoảng 6-8 giờ.

Nguồn bài viết: https://foscitech.vn/xac-dinh-ham-luong-lipid-bang-phuong-phap-soxhlet/