Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13819:2023 về Nước quả - Xác định tỷ số đồng vị cacbon bền (13C/12C) của thịt quả - Phương pháp đo khối phổ tỷ số đồng vị

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13819:2023

NƯỚC QUẢ - XÁC ĐỊNH TỶ SỐ ĐỒNG VỊ CACBON BỀN (¹³C/¹²C) CỦA THỊT QUẢ - PHƯƠNG PHÁP ĐO KHỐI PHỔ TỶ SỐ ĐỒNG VỊ

Fruit juices - Determination of stable carbon isotope ratio (¹³C/¹²C) in the pulp - Isotope ratio mass spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 13819:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F10 Rau quả và sản phẩm rau quả biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

NƯỚC QUẢ - XÁC ĐỊNH TỶ SỐ ĐỒNG VỊ CACBON BỀN (¹³C/¹²C) CỦA THỊT QUẢ - PHƯƠNG PHÁP ĐO KHỐI PHỔ TỶ SỐ ĐỒNG VỊ

Fruit juices - Determination of stable carbon isotope ratio (¹³C/¹²C) in the pulp - Isotope ratio mass spectrometric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định tỷ số đồng vị cacbon bền (¹³C/¹²C) của thịt quả trong nước quả. Phép xác định này được dùng làm chuẩn nội để so sánh với giá trị hàm lượng cacbon 13 (δ¹³C) thu được đối với đường.

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 thử nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

TCVN 13816:2023 Nước quả - Xác định tỷ số đồng vị cacbon bền (¹³C/¹²C) của đường - Phương pháp đo khối phổ tỷ số đồng vị.

3  Nguyên tắc

Cacbon có trong thịt quả được đốt cháy hoàn toàn thành cacbon dioxit. Tỷ số hai đồng vị cacbon bền (¹³C và ¹²C) sau đó được đo bằng máy đo khối phổ tỷ số đồng vị. Giá trị này có thể được so sánh với giá trị thu được đối với đường (xem TCVN 13816:2023). Nếu có chênh lệch quá lớn giữa giá trị trong thịt quả và trong đường thì điều này có thể cho thấy đã có sự bổ sung đường dẫn xuất từ một loại đường C₄ thực vật như đường mía hoặc đường ngô.

4  Thuốc thử

Chỉ sử dụng thuốc thử tinh khiết phân tích và nước tối thiểu đạt loại 3 của TCVN 4851 (ISO 3696).

4.1  Canxi hydroxit [Ca(OH)₂].

4.2  Axit sufuric (H₂SO₄), 95 % đến 97 % (khối lượng).

4.3  Axeton (C₃H₆O).

4.4  Chuẩn NSB 22 1).

5  Thiết bị, dụng cụ

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

5.1  Máy đo khối phổ tỷ số đồng vị

Có khả năng xác định thành phần đồng vị ¹³C của khí cacbon dioxit phân bố trong tự nhiên có độ chụm nội bộ không nhỏ hơn 0,05 ‰, biểu thị bằng giá trị δ tương đối (xem Điều 7).

Máy đo khối phổ tỷ số đồng vị được gắn ba bộ thu nhận với bộ ghi đồng thời ở các số khối là 44, 45 và 46. Máy đo khối phổ cũng được gắn với hệ thống dẫn kép, để đo lần lượt mẫu thử và mẫu chuẩn hoặc sử dụng hệ thống trực tiếp để đốt cháy mẫu trong máy phân tích nguyên tố (EA) (5.2) hỗn hợp khí được tách bằng cột sắc ký khí, trước khi xác định bằng máy đo khối phổ tỷ số đồng vị. Phương pháp cho độ chính xác cao nhất đối với phép xác định độ biến thiên thành phần đồng vị trong dải phân bố tự nhiên. Tuy nhiên, các kết quả chính xác có thể đạt được khi sử dụng phương pháp trực tiếp với điều kiện dùng mẫu chuẩn thứ.

5.2 Thiết bị đốt mẫu (máy phân tích nguyên tố), có thể chuyển hóa tất cả cacbon của mẫu thành cacbon dioxid và có thể chuyển hóa tất cả dạng nitơ ôxit thành khí nitơ, trong quá trình ôxy hóa và loại bỏ tất cả các sản phẩm cháy khác, bao gồm cả hơi nước, ra khỏi cacbon dioxit.

5.3  Máy ly tâm, có thể tạo gia tốc ly tâm 1 400 g ở đáy ống ly tâm (5.4).

CHÚ THÍCH: Tốc độ quay cần để tạo gia tốc ly tâm chính xác có thể tính được theo Công thức (1):

Trong đó:

a  là gia tốc ly tâm;

r  là bán kính của máy ly tâm đo được từ điểm giữa (trục ly tâm) đến đáy ống ly tâm khi quay, tính bằng xentimet (cm);

n  là tốc độ vòng quay, tính bằng vòng trên phút (r/min).

5.4  Ống ly tâm, dung tích 50 ml.

6  Cách tiến hành

6.1  Chuẩn bị mẫu thử

Ly tâm 50 ml nước quả (tự nhiên hoặc hoàn nguyên) ở 1 400 g trong 10 min để tách chất rắn lơ lửng (thịt quả). Rửa ống ly tâm bằng nước để loại hết đường bám dính. Để đạt được điều này, hòa các hạt nhỏ thu được trong 40 ml nước và khuấy trong 5 min. Sau đó, ly tâm huyền phù và loại bỏ nước. Thêm lượng nước mới và tiến hành lặp lại quy trình. Dùng một lượng nước nữa cho lần rửa thứ ba và lần rửa cuối cùng.

Sau lần rửa thứ ba bằng nước, hòa lại phần thịt quả trong 40 ml axeton để chiết hết chất béo. Sau khi khuấy trong axeton, thịt quả được ly tâm như trên và tách khỏi dung môi. Thêm một lượng axeton và tiến hành lặp lại quy trình thêm hai lần nữa.

Để thu được các kết quả có nghĩa thì cần tiến hành rửa kỹ bằng cả nước và axeton để đảm bảo tất cả đường và chất béo hấp thụ đều được loại ra. Nếu thịt quả không được rửa đúng cách thì chất béo sẽ gây ra sai số đáng kể về hàm lượng δ¹³C của thịt quả.

Thịt quả sau khi rửa, như mô tả ở trên, được làm khô lần cuối trong chân không, để thu được chất rắn có màu trắng/xám có thể dễ dàng đồng hóa.

6.2  Đốt cháy thịt quả

Đốt mẫu thu được trong 6.1 sử dụng quy trình như trong 6.3 của TCVN 13816:2023.

Tiến hành cẩn thận để đảm bảo khử được hết tất cả các nitơ dioxit tạo thành từ nitơ có chứa trong các hợp chất của thịt quả. Nếu không, nitơ dioxit sẽ có mặt trong khí cacbon dioxit và làm tăng nồng độ của ion 46. Điều này dẫn đến việc hiệu chính không chính xác đối với ôxy 17 và cho hàm lượng cacbon 13 của thịt quả quá thấp.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng hệ thống chưng cất vi phân cố bán sẵn.

6.3  Xác định

Xác định tỷ số đồng vị ¹³C/¹²C trong cacbon dioxit thu được từ quá trình đốt cháy thịt quả, nêu trong 6.2, bằng máy đo khối phổ tỷ số đồng vị (5.1). Xác định tỷ số các loại đồng vị ¹³CO₂/¹²CO₂ cụ thể từ các cường độ tương ứng.

7  Tính kết quả

Ngoài việc sử dụng phân bố khối lượng đồng vị (tính bằng phần nghìn của các nguyên tử), có thể biểu thị thành phần đồng vị theo độ lệch tương đối δ¹³C (tính bằng phần nghìn) giữa tỷ số đồng vị ¹³C/¹²C của mẫu thử so với chuẩn (chuẩn PDB). Giá trị δ¹³C chỉ được sử dụng để nhận biết sự thay đổi (của chữ số thập phân thứ ba) trong phân bố đồng vị tự nhiên.

Chuẩn PDB là canxi cacbonat hóa thạch có tỷ số đồng vị (¹³C/¹²C)_PDB = 0,011 237 2 đối với cacbon dioxit thu được. Giá trị này là điểm chuẩn của thang đo PDB chuẩn quốc tế thông dụng, đối với giá trị δ¹³C, biểu thị theo phần nghìn (‰), được tính theo Công thức (2):

Trong đó:

R_s  là tỷ số đồng vị ¹³C và ¹²C của mẫu thử (xem 6.3):

R_PDB  là tỷ số đồng vị ¹³C và ¹²C của chuẩn PDB.

Chuẩn thứ cấp phù hợp thường sử dụng trong phương pháp này là NBS 22 (4.4), có giá trị -29,80 ‰ so với chuẩn PDB.

8  Độ chụm

Chi tiết của phép thử liên phòng thử nghiệm về độ chụm của phương pháp được nêu trong Phụ lục A. Giá trị độ chụm thu được từ phép thử liên phòng thử nghiệm có thể không áp dụng cho dải nồng độ và chất nền khác với dải nồng độ và chất nền đã nêu trong Phụ lục A.

8.1  Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, đơn lẻ, 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 quá 5 % các trường hợp lớn hơn giới hạn lặp lại r.

Các giá trị là:

8.2  Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm đơn lẻ, 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 quá 5 % các trường hợp lớn hơn giá trị giới hạn tái lập R.

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải gồm các thông tin sau:

- mọi thông tin cần thiết để nhận biết mẫu thử (loại mẫu, nguồn gốc mẫu, ký hiệu);

- viện dẫn tiêu chuẩn này;

- ngày và loại quy trình lấy mẫu (nếu có);

- ngày nhận mẫu;

- ngày thử nghiệm;

- các kết quả thử và đơn vị biểu thị;

- mọi điểm đặc biệt quan sát được trong quy trình thử nghiệm;

- mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc tùy chọn có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Kết quả thống kê của phép thử liên phòng thử nghiệm

Các thông số sau đã được xác định trong phép thử liên phòng thử nghiệm phù hợp với ISO 5725:1986*) Phép thử đã được xây dựng bởi nhóm công tác 1 (đồng vị) của Ban kỹ thuật tiêu chuẩn CEN/TC 174.

Năm tiến hành thử nghiệm liên phòng           1995

Số lượng phòng thử nghiệm tham gia          19

Số lượng mẫu thử                                       6

Bảng A.1 - Kết quả của phép thử liên phòng thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ENV 13070:1998, Fruit and vegetable juices - Determination of the stable carbon isotope ratio (¹³C/¹²C) in the pulp of fruit juices - Method using isotope ratio mass spectrometry

[2] ISO 5725:1986 Precision of the test methods - Determination of repeatability and reproducibility for a standard test method by inter-laboratory tests

[3] H.Craig, Geochim. Cosmochi, Acta, (1957) 133

[4] Hut, Consultants’ Group Meeting on stable Isotope Reference Sample for Geochimical and Hydrological Investigations, IAEA, Vienna, 16-18 September 1985, IAEA Report, April 1987

[5] Determination of carbon-13 content of sugars of fruit an vegetable juice (Internal Reference Method), Analytica Chimica Acta, (1997) 340, 21-29.