Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13564:2023 về Đồ uống không cồn - Đồ uống đại mạch - Xác định hàm lượng etanol bằng phương pháp sắc ký khí

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13564:2023

ĐỒ UỐNG KHÔNG CÒN - ĐỒ UỐNG ĐẠI MẠCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ETANOL BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Non-alcoholic beverages - Malt beverages - Determination of ethanol content by gas chromatographic method

Lời nói đầu

TCVN 13564:2023 được xây dựng trên cơ sở tham khảo EBC Method 9.3.2 (2014);

TCVN 13564:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F9 Đồ uống biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

ĐỒ UỐNG KHÔNG CÒN - ĐỒ UỐNG ĐẠI MẠCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ETANOL BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Non-alcoholic beverages - Malt beverages -
Determination of ethanol content by gas chromatographic method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng etanol trong đồ uống đại mạch bằng sắc ký khí sử dụng bộ lấy mẫu không gian hơi tự động và detector ion hóa ngọn lửa.

Giới hạn định lượng của phương pháp là 0,12 % thể tích.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

TCVN 13563, Đồ uống đại mạch

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Đồ uống đại mạch/Thức uống đại mạch (malt beverages)

Sản phẩm đồ uống được chế biến bằng phương pháp thích hợp từ các nguyên liệu chính là dịch chiết malt đại mạch (hoặc dịch chiết malt đại mạch cô đặc), chế phẩm từ hoa houblon (Humulus lupulus L.) và nước, có thể sử dụng nấm men và phụ gia thực phẩm, đáp ứng quy định về hàm lượng etanol nêu trong TCVN 13563.

3.2

Hàm lượng etanol (ethanol content)

Phần thể tích của chất xác định được bằng quy trình quy định trong tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Hàm lượng etanol được biểu thị bằng phần trăm thể tích.

4  Nguyên tắc

Mẫu thử được pha loãng với một lượng đã biết của chất nội chuẩn (n-butanol). Sau khi ổn định mẫu ở nhiệt độ xác định trước, một phần của không gian hơi được bơm vào máy sắc ký khí bằng bộ lấy mẫu không gian hơi tự động. Etanol có trong mẫu được tách trên cột sắc ký khí và được phát hiện bằng detector ion hóa ngọn lửa. Sử dụng phương pháp nội chuẩn để xác định hàm lượng etanol có trong mẫu thử.

Đối với các sản phẩm có hàm lượng etanol cao hơn 0,12 %, cần pha loãng mẫu thử.

CHÚ THÍCH: Phương pháp này đặc hiệu với etanol và không bị nhiễu bởi các loại rượu khác.

5  Thuốc thử và vật liệu thử

Chỉ sử dụng thuốc thử tinh khiết phân tích, nước sử dụng ít nhất là loại 3 theo TCVN 4851 (ISO 3696) hoặc nước có chất lượng tương đương, trừ khi có quy định khác.

5.1  Etanol, tuyệt đối (> 99,8 % thể tích). Có thể sử dụng nồng độ thấp hơn nếu đã biết độ tinh khiết.

5.2  n-Butanol, tuyệt đối (> 99,8 % thể tích). Có thể sử dụng nồng độ thấp hơn nếu đã biết độ tinh khiết.

5.3  Dung dịch n-butanol nội chuẩn

Rót 100 mL nước vào bình định mức 250 mL (6.5.3). Dùng pipet thủy tinh (6.5.5) lấy 10,0 mL n-butanol (5.2) cho vào bình định mức. Thêm nước đến 250 mL và trộn kỹ.

Việc chuẩn bị dung dịch được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Dung dịch bảo quản trong tủ lạnh (nhiệt độ từ 0 °C đến 10 °C) có thể bền trong 1 tháng.

5.4  Dung dịch chuẩn gốc etanol

Rót khoảng 20 mL nước vào bình định mức 100 mL (6.5.3). Dùng pipet định mức 30 mL (6.5.4) lấy 30,0 mL etanol (5.1) cho vào bình định mức. Thêm nước đến 100 mL và trộn kỹ.

Việc chuẩn bị dung dịch được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Dung dịch bảo quản trong tủ lạnh (nhiệt độ từ 0 °C đến 10 °C) có thể bền trong 1 tuần.

Dung dịch chuẩn gốc thu được có nồng độ 30 % thể tích. Tính nồng độ chính xác của etanol trong dung dịch chuẩn gốc etanol (5.4), C_e, biểu thị bằng phần trăm thể tích, theo Công thức (1):

(1)

Trong đó:

V_e là thể tích etanol cho vào bình định mức, tính bằng mililit (mL);

V_t là dung tích của bình định mức, tính bằng mililit (mL).

5.5  Các dung dịch chuẩn hiệu chuẩn

Rót từ từ nước có nhiệt độ trong khoảng từ 0 °C đến 10 °C vào bình định mức 250 mL (6.5.3) đến vạch.

Dùng pipet định mức hoặc bộ phân phối (6.5.2) lấy 2,0 mL dung dịch n-butanol nội chuẩn (5.3) cho vào từng bình pha loãng (6.5.1). Thêm ngay lượng nước đựng trong bình định mức 250 mL nêu trên vào các bình pha loãng. Đậy kín bằng nắp vặn và màng cao su, sau đó trộn kỹ.

Dùng xyranh 1 000 μL (6.5.6) thêm qua màng cao su vào mỗi bình pha loãng lần lượt 0, 50, 100, 250, 500, 750, 1 000 μL dung dịch chuẩn gốc etanol (5.4) và trộn kỹ.

Chờ ít nhất 5 min rồi mở các bình pha loãng để cân bằng. Lấy 5 mL mỗi dung dịch chuẩn hiệu chuẩn đã chuẩn bị vào từng lọ thủy tinh dung tích 10 mL (6.5.7). Đậy ngay nắp lọ.

Tính nồng độ của etanol trong dung dịch chuẩn hiệu chuẩn, C, biểu thị bằng phần trăm thể tích, theo Công thức (2):

(2)

Trong đó:

V_a là thể tích dung dịch chuẩn gốc etanol đã sử dụng, tính bằng microlit (μL);

C_e là nồng độ etanol của dung dịch chuẩn gốc etanol (xem 5.4), tính bằng phần trăm thể tích (%);

1 000 là hệ số chuyển đổi từ microlit (μL) sang mililit (mL);

V là thể tích dung dịch đã chuẩn bị, tính bằng mililit (ở đây V = 250 mL).

5.6  Khí hydro (H₂).

5.7  Khí nitơ (N₂).

6  Thiết bị, dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và các thiết bị, dụng cụ sau đây:

6.1  Máy sắc ký khí, được gắn với cột mao quản có bộ chia dòng/không chia dòng và detector ion hóa ngọn lửa (FID).

6.2  Bộ lấy mẫu không gian hơi tự động, ví dụ: CombiPal 1).

6.3  Máy tính có phần mềm chạy sắc ký.

6.4  Cột phân tích, ví dụ: cột DBWaxETR ¹⁾, chiều dài 60 m x đường kính trong 0,32 mm, chiều dày màng 1 μm bằng silica nung chảy FD.

6.5  Dụng cụ thủy tinh

6.5.1  Bình pha loãng (infusion bottle), có nắp đậy và màng cao su (septum), ví dụ: loại có dung tích 300 mL, có thể sử dụng các thể tích khác nếu cần giữ tỷ lệ của các thành phần bằng nhau.

6.5.2  Bộ phân phối hoặc pipet định mức, có thể phân phối được thể tích 2 mL.

6.5.3  Bình định mức, dung tích 250 mL và 100 mL.

6.5.4  Pipet định mức, có thể phân phối được thể tích 30 mL.

6.5.5  Pipet định mức, có thể phân phối được thể tích 50 mL.

6.5.6  Xyranh, dung tích 1 000 μL.

6.5.7  Lọ thủy tinh (vial), dung tích 10 mL, có nắp vặn và màng ngăn lót Teflon.

6.6  Nồi cách thủy, có thể kiểm soát được ở nhiệt độ 20,0 °C ± 0,1 °C.

7  Lấy mẫu

Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, khi lấy mẫu sản phẩm trong quá trình sản xuất hoặc từ các thùng chứa, phải giữ không gian hơi (khoảng trống phía trên) trong vật chứa mẫu càng nhỏ càng tốt.

Mẫu phòng thử nghiệm nhận được phải đúng là mẫu đại diện và không bị hư hỏng hoặc thay đổi trong quá trình vận chuyển và bảo quản.

8  Cách tiến hành

8.1  Chuẩn bị dung dịch thử

Bảo quản mẫu thử trong tủ lạnh ở nhiệt độ trong khoảng từ 0 °C đến 10 °C trong thời gian ít nhất 3 h để ngăn tạo bọt.

Rót từ từ mẫu thử vào bình định mức 250 mL (6.5.3). Loại bỏ lượng mẫu dư và/hoặc bọt để thu được 250 mL.

Dùng pipet định mức hoặc bộ phân phối (6.5.2) lấy 2,0 mL dung dịch n-butanol nội chuẩn (5.3) cho vào bình pha loãng (6.5.1) và thêm ngay 250 mL mẫu thử từ bình định mức. Đậy màng ngăn cao su, vặn chặt nắp bình pha loãng và trộn kỹ.

Chuẩn bị các mẫu theo cách như trên. Sau khi chuẩn bị, dãy các bình pha loãng chứa mẫu phải được đậy kín trong ít nhất 5 min để tránh bọt tràn. Lấy các thể tích 5 mL dung dịch thử đã chuẩn bị trong bình pha loãng cho vào từng lọ thủy tinh dung tích 10 mL (6.5.7). Đậy ngay nắp lọ.

Dung dịch thử đã chuẩn bị nếu chưa sử dụng ngay có thể được bảo quản trong tủ lạnh (nhiệt độ từ 0 °C đến 10 °C) trong 2 ngày.

8.2  Chuẩn bị dung dịch mẫu trắng

Không khí xung quanh được bơm vào làm mẫu trắng.

Trong quá trình chuẩn bị mẫu trắng, bơm dung dịch đầu tiên trong dãy (xem 5.5) vào một lọ thủy tinh (6.5.7) đã vặn chặt nắp để kiểm tra etanol trong không khí xung quanh và hiệu quả làm sạch xyranh (bộ lấy mẫu không gian hơi tự động).

8.3  Thông số hoạt động của thiết bị

Các thông số hoạt động sau đây được coi là thích hợp:

a) Đối với máy sắc ký khí (6.1):

- nhiệt độ lò giới hạn: 150 °C;

- nhiệt độ buồng bơm mẫu: 155 °C;

- nhiệt độ detector: 155 °C;

- khí mang: hydro (5.6) hoặc nitơ (5.7);

- tốc độ: 4,0 ml/min (tốc độ không đổi);

- tỷ lệ chia dòng: 1 : 3.

Khi hydro được sử dụng làm khí mang, phải xem xét tốc độ dòng đi ra khỏi cột khi thiết lập khí của detector.

Chương trình nhiệt độ lò cột:

- Giữ nhiệt độ ở 40 °C trong thời gian 1 min;

- Tăng nhiệt độ đến 70 °C với tốc độ 20 °C/min và giữ trong thời gian 7 min;

- Tăng nhiệt độ đến 150 °C với tốc độ 60 °C/min và giữ trong thời gian 4 min.

b) Đối với bộ lấy mẫu không gian hơi tự động (6.2):

- Nhiệt độ của bộ lấy mẫu:	40 °C;
- Thời gian cân bằng bộ lấy mẫu:	20 min;
- Thể tích bơm của bộ lấy mẫu:	từ 0,5 mL đến 0,75 mL;
- Nhiệt độ xyranh của bộ lấy mẫu:	60 °C.

8.4  Dựng đường chuẩn

Phân tích các dung dịch chuẩn hiệu chuẩn (5.5) trên máy sắc ký khí (6.1).

Xác định diện tích của pic etanol và pic nội chuẩn, dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa tỳ lệ diện tích của pic etanol và pic nội chuẩn với nồng độ etanol trong các dung dịch chuẩn hiệu chuẩn (xem 5.5). Đường chuẩn phải đạt R² ≥ 0,9985, trong đó R là hệ số tương quan.

Từ đường chuẩn nêu trên, tính độ dốc (hệ số đáp ứng). Hệ số đáp ứng được biểu thị bằng ít nhất bốn chữ số có nghĩa.

8.5  Xác định

Sử dụng bộ lấy mẫu không gian hơi tự động (6.2) để lấy phần mẫu thử từ lọ thủy tinh dung tích 10 mL (xem 8.1). Đưa phần mẫu thử vào máy sắc ký khí (6.1) với cùng điều kiện như khi bơm dung dịch chuẩn.

Xác định diện tích pic etanol và diện tích pic của chất nội chuẩn (n-butanol) của dung dịch thử.

9  Tính và biểu thị kết quả

Tính hàm lượng etanol trong mẫu thử, X, biểu thị bằng phần trăm thể tích, theo Công thức (3):

(3)

Trong đó:

S_es là diện tích của pic etanol trong dung dịch thử (xem 8.5), tính bằng milivolt trên phút (mV/min);

S_ISTDs là diện tích của pic của chất nội chuẩn trong dung dịch thử (xem 8.5), tính bằng milivolt trên phút (mV/min);

RF là hệ số đáp ứng của etanol (xem 8.4).

Hàm lượng etanol được biểu thị đến ba chữ số sau dấy phẩy.

10  Độ chụm

Các giá trị độ chụm dưới đây được xác định từ dữ liệu thử nghiệm liên phòng của 16 phòng thí nghiệm ở năm mức trong dải hàm lượng etanol từ 0,012 % đến 0,100 % (thể tích). Các giá trị độ chụm này có thể không áp dụng được cho các dải nồng độ và nền mẫu khác với dải nồng độ và nền mẫu đã nêu.

10.1  Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, đơn lẻ về hàm lượng etanol, thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, trên vật liệu thử giống hệt nhau, trong cùng một phòng thử nghiệm, do cùng một người thực hiện, sử dụng cùng thiết bị, trong cùng một khoảng thời gian ngắn, không được quá 5 % các trường hợp lớn hơn giá trị giới hạn lặp lại r₉₅ = 0,062m + 0,001.

Trong đó m là giá trị trung bình của hàm lượng etanol.

10.2  Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm đơn lẻ về hàm lượng etanol, thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, trên vật liệu thử giống hệt nhau, trong các phòng thử nghiệm khác nhau, do những người khác nhau thực hiện, sử dụng thiết bị khác nhau, không được quá 5 % các trường hợp lớn hơn giá trị giới hạn tái lập R₉₅ = 0,126m + 0,003.

Trong đó m là giá trị trung bình của hàm lượng etanol.

11  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin dưới đây:

a) mọi thông tin cần thiết về việc nhận biết đầy đủ mẫu thử;

b) phương pháp lấy mẫu đã sử dụng, nếu biết;

c) phương pháp thử đã sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này;

d) các điểm đặc biệt quan sát được trong quá trình thử nghiệm;

e) mọi chi tiết thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được cho là tùy chọn, cùng với các chi tiết bất thường nào khác có thể ảnh hưởng tới kết quả;

f) kết quả thử nghiệm thu được;

g) nếu kiểm tra độ lặp lại thì nêu kết quả cuối cùng thu được.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 8668:2011, Quả - Xác định dư lượng ethephon bằng phương pháp sắc ký khí (GC)