Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10635:2015 về Phụ gia thực phẩm - Propylen oxit

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10635:2015

PHỤ GIA THỰC PHẨM - PROPYLEN OXIT

Food additives - Propylene oxide

Lời nói đầu

TCVN 10635:2015 được xây dựng dựa trên cơ sở JECFA (1992), Propylene oxide;

TCVN 10635:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F4 Gia vị và phụ gia thực phẩm biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

PHỤ GIA THỰC PHẨM - PROPYLEN OXIT

Food additives - Propylene oxide

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hợp chất propylen oxit được sử dụng làm phụ gia thực phẩm.

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 6469: 2010, Phụ gia thực phẩm - Phương pháp đánh giá ngoại quan và xác định các chỉ tiêu vật lý

TCVN 8900-1:2012, Phụ gia thực phẩm - Xác định các thành phần vô cơ - Phần 1: Hàm lượng nước (Phương pháp chuẩn độ Karl Fischer)

TCVN 8900-2:2012, Phụ gia thực phẩm - Xác định các thành phần vô cơ - Phần 2: Hao hụt khối lượng khi sấy, hàm lượng tro, chất không tan trong nước và chất không tan trong axit

JECFA 2006, Combined compendium of food additive specifications, Volume 4: Analytical methods, test procedures and laboratory solutions used by and referenced in the food additive specifications (Tuyển tập quy định kỹ thuật đối với phụ gia thực phẩm, Tập 4: Các phương pháp phân tích, quy trình thử nghiệm và dung dịch phòng thử nghiệm được sử dụng và viện dẫn trong các yêu cầu kỹ thuật đối với phụ gia thực phẩm)

3. Mô tả

3.1. Tên gọi

Tên hóa học: Propylen oxit, metyl oxiran, 1,2-epoxypropan

3.2. Kí hiệu

C.A.S (mã số hóa chất): 75-56-9

3.3. Công thức hóa học: C₃H₆O

3.4. Công thức cấu tạo (xem Hình 1)

Hình 1 - Công thức cấu tạo của propylen oxit

3.5. Khối lượng phân tử: 58,08

3.6. Chức năng sử dụng: Chất bảo quản kháng vi khuẩn.

4. Các yêu cầu

4.1. Nhận biết

4.1.1. Ngoại quan

Chất lỏng không màu.

4.1.2. Mùi

Có mùi ngọt nhẹ.

4.1.3. Độ hòa tan

1 g mẫu thử có thể tan được trong 1,7 ml nước. Có thể hòa trộn trong etanol và trong ete.

4.1.4. Hấp thụ tia hồng ngoại

Khuyến cáo có phổ hồng ngoại.

4.1.5. Dải nhiệt độ chưng cất

Từ 32 ^oC đến 37 ^oC (ở 760 mmHg).

4.2. Các chỉ tiêu lí - hóa

Các chỉ tiêu lí - hóa của propylen oxit theo quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 - Chỉ tiêu lí - hóa của propylen oxit

5. Phương pháp thử

5.1. Xác định độ hòa tan, theo 3.7 của TCVN 6469:2010 .

5.2. Xác định độ hấp thụ tia hồng ngoại, theo JECFA 2006, Volume 4.

5.3. Xác định dải nhiệt độ chưng cất

5.3.1. Thiết bị, dụng cụ

5.3.1.1. Ống đong chia vạch, dung tích 100 ml.

5.3.1.2. Bình chưng cất.

5.3.1.3. Bộ ngưng.

5.3.1.4. Nồi cách thủy, làm bằng vật liệu trong suốt.

5.3.1.5. Đèn micro-Bunsen.

5.3.2. Cách tiến hành

Đong 100 ml mẫu thử ở 10 ^oC đến 15 ^oC vào ống đong chia vạch dung tích 100 ml (5.3.1.1) và chuyển trực tiếp vào bình chưng cất (5.3.1.2). Nối bình chưng cất với bộ ngưng (5.3.1.3). Đặt ống đong chia vạch đã dùng để đong thể tích mẫu, không tráng rửa hay sấy khô, vào đầu ra của ống ngưng sao cho ống ngưng đi vào ít nhất 2,5 cm nhưng không nằm dưới vạch 100 ml của ống đong. Nhúng ống đong qua vạch 100 ml trong nồi cách thủy trong suốt (5.3.1.4) được duy trì nhiệt độ từ 10 ^oC đến 15 ^oC. Đậy nắp ống đong bằng một mảnh giấy thấm sao cho vừa che kín đầu cuối của ống ngưng.

Dùng đèn micro-Bunsen (5.3.1.5) để gia nhiệt chậm và điều chỉnh (tốt nhất là dùng van kim - needle valve) sao cho giọt nước ngưng đầu tiên rơi vào bộ ngưng sau khoảng 5 min đến 10 min. Điều chỉnh ống đong thu nhận sao cho đầu cuối của ống ngưng chạm vào bên trong ống đong. Chỉnh nhiệt độ sao cho quá trình chưng cất đạt tốc độ khoảng 4 ml/min đến 5 ml/min. Duy trì tốc độ này và tiếp tục chưng cất đến khô. Ghi lại nhiệt độ khi giọt dịch cất đầu tiên rơi xuống từ cuối bộ ngưng. Ghi các số đọc khi mức dịch cất đạt 5 ml, 10 ml và mỗi lần bổ sung 10 ml, cho đến 90 ml, và tại mức 95 ml. Lấy số đọc cuối cùng khi chất lỏng không còn ở đáy bình chưng cất.

Điểm sôi quan sát được có thể được hiệu chính theo áp suất khí quyển bằng cách thêm vào điểm sôi quan sát được 0,044 ^oC trên mỗi milimet thủy ngân chênh lệch đối với áp suất nhỏ hơn 760 mmHg hoặc trừ đi một lượng như trên đối với áp suất lớn hơn 760 mmHg.

Dải nhiệt độ chưng cất tính theo chênh lệch giữa điểm bắt đầu sôi và điểm khô là từ 32 ^oC đến 37 ^oC.

5.4. Xác định hàm lượng nước, theo TCVN 8900-1:2012 (Phương pháp Karl Fisher).

5.5. Xác định chất không tan, theo 5.4 của TCVN 8900-2:2012 .

5.6. Xác định cặn không bay hơi, theo 5.6 của TCVN 8900-2:2012 .

5.7. Xác định độ axit tổng số

5.7.1. Thuốc thử

5.7.1.1. Thuốc thử phenolphthalein

Hòa tan 0,2 g phenolphthalein (C₂₀H₁₄O₄) trong 60 ml etanol 90 % (thể tích) đựng trong bình định mức dung tích 100 ml và thêm nước đến vạch.

5.7.1.2. Dung dịch natri hydroxit, 0,01 N.

5.7.2. Thiết bị, dụng cụ

5.7.2.1. Ống đong chia vạch, dung tích 100 ml.

5.7.2.2. Bình nón, dung tích 250 ml.

5.7.2.3. Bình định mức, dung tích 100 ml.

5.7.2.4. Pipet.

5.7.2.5. Buret.

5.7.3. Cách tiến hành

Đong 50 ml mẫu thử vào ống đong chia vạch dung tích 100 ml (5.7.2.1) đã được làm lạnh, sau đó chuyển vào bình nón 250 ml (5.7.2.2) đã được làm mát. Thêm 1 ml thuốc thử phenolphthalein (5.7.1.1) rồi chuẩn độ bằng dung dịch natri hydroxit 0,01 N (5.7.1.2) đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong ít nhất 15 s.

5.7.4. Tính kết quả

Độ axit tổng số của mẫu thử, X_a, tính bằng phần trăm khối lượng của axit axetic, theo công thức sau:

Trong đó:

V là thể tích dung dịch natri hydroxit 0,01 N dùng để chuẩn độ, tính bằng mililit (ml);

60 là khối lượng phân tử của axit axetic, tính bằng gam trên mol (g/mol);

V₀ là thể tích mẫu, tính bằng mililit (ml);

d là tỉ trọng của mẫu thử;

1000 là hệ số chuyển đổi từ mililit sang lít.

5.8. Xác định hàm lượng clorua tổng số

5.8.1. Phương pháp A

5.8.1.1. Thuốc thử và vật liệu thử

5.8.1.1.1. Nước cất hoặc nước có chất lượng tương đương.

5.8.1.1.2. Etylen oxit, dạng lỏng.

5.8.1.1.3. Dung dịch natri arsenit, 0,02 N.

5.8.1.1.4. Khí oxy.

5.8.1.1.5. Khí hydro.

5.8.1.1.6. Axit nitric.

5.8.1.1.7. Dung dịch metyl đỏ

Hòa tan 0,1 g metyl đỏ trong 100 ml etanol, lọc nếu cần.

5.8.1.1.8. Dung dịch bạc nitrat, 0,02 N.

5.8.1.2. Thiết bị, dụng cụ

5.8.1.2.1. Ống đong đựng mẫu, bằng thép không gỉ, dung tích 30 ml.

5.8.1.2.2. Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,1 g.

5.8.1.2.3. Bộ hấp thụ khí.

5.8.1.2.4. Bơm chân không.

5.8.1.2.5. Đèn đốt.

5.8.1.2.6. Cốc có mỏ, dung tích 250 ml.

5.8.1.2.7. Pipet.

5.8.1.2.8. Buret.

5.8.1.3. Cách tiến hành

Nối ống đong đựng mẫu đã được cân trước (5.8.1.2.1) với hộp đựng mẫu và thêm etylen oxit lỏng (5.8.1.1.2) để cân bằng trong vài giây. Khi lượng mẫu trong ống đạt từ 22 g đến 25 g thì đóng van ống đong. Cân ống đong chứa mẫu, chính xác đến 0,1 g.

Nối ống đong với đèn đốt (5.8.1.2.5). Rót 50 ml ± 0,5 ml dung dịch natri arsenit 0,02 N (5.8.1.1.3) vừa mới chuẩn bị vào bộ hấp thụ khí (5.8.1.2.3). Nối bộ hấp thụ với bộ ngưng bằng không khí. Nối bơm chân không (5.8.1.2.4) với bộ hấp thụ khí và tạo chân không nhẹ cho hệ thống.

Bật đèn đốt và đốt mẫu như sau: cho dòng khí oxy nhẹ (5.8.1.1.4) vào vòng đốt của đèn. Cho một dòng hydro nhỏ (5.8.1.1.5) vào đèn và bật đèn bằng bật lửa sử dụng đá lửa. Chỉnh ngọn lửa đến chiều cao khoảng 2,5 cm. Chỉnh dòng oxy vào đèn sao cho đầu côn phát lửa có chiều cao khoảng 1,3 cm. Đặt ống dẫn khí vào vị trí an toàn của kẹp. Đặt ống đong vào cốc có mỏ chứa nước nóng (50 ^oC). Mở van thật chậm và đưa mẫu vào để ngọn lửa có chiều cao khoảng 6,5 cm đến 7,5 cm. Chỉnh dòng oxy vào đầu đốt để đầu côn trong ngọn lửa cao 1,3 cm.

Khi cần, hút chân không để đảm bảo hệ thống luôn có chân không thấp. Cho mẫu cháy đến khi gần hết (từ 20 min đến 25 min), chỉnh dòng oxy vào đèn để giữ đầu côn ngọn lửa ở mức 1,3 cm. Chỉnh van của ống đong chứa mẫu trong quá trình chạy mẫu để khi kết thúc quá trình thì van mở hoàn toàn. Ngắt dòng khí oxy vào đầu đốt của đèn khi mẫu đã cháy hết, sau đó ngắt dòng khí hydro. Để vài phút cho hệ thống sạch khí oxy trong vòng bao quanh đèn. Tháo chân không và ngắt dòng khí oxy đi vào. Để bình ngưng và cốc nguội đến nhiệt độ phòng rồi tráng bằng một ít nước, cho vào máy lọc khí. Chuyển lượng chứa trong chai rửa khí vào cốc có mỏ 250 ml (5.8.1.2.6) và làm lạnh đến khoảng 5 ^oC trong tủ lạnh hoặc trong đá nghiền. Đặt bộ khuấy từ và điện cực bạc clorua sạch vào cốc có mỏ. Axit hóa dung dịch bằng axit nitric (5.8.1.1.6), dùng metyl đỏ (5.8.1.1.7) làm chất chỉ thị. Chuẩn độ điện thế dung dịch bằng dung dịch bạc nitrat 0,02 N (5.8.1.1.8).

Chuẩn bị dung dịch trắng đối với các thuốc thử và chất chuẩn.

Hàm lượng clorua tổng số không quá 0,1 %.

5.8.1.4. Tính kết quả

Hàm lượng clorua tổng số của mẫu thử, X_c, tính bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau:

Trong đó:

V₁ là thể tích dung dịch bạc nitrat dùng để chuẩn độ mẫu thử, tính bằng mililit (ml);

V₂ là thể tích dung dịch bạc nitrat dùng để chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililit (ml);

c_N là nồng độ đương lượng của dung dịch bạc nitrat (trong trường hợp này c_N = 0,02 N);

w là khối lượng mẫu, tính bằng gam (g);

35,5 là khối lượng phân tử của clo, tính bằng gam trên mol (g/mol);

1000 là hệ số chuyển đổi từ mililit sang lít.

5.8.2. Phương pháp B (phương pháp thay thế)

5.8.2.1. Thuốc thử và vật liệu thử

5.8.2.1.1. Nước cất hoặc nước có chất lượng tương đương.

5.8.2.1.2. Thuốc thử natri etoxit.

5.8.2.1.3. Metanol.

5.8.2.1.4. Dung dịch axit nitric, 1,5 N.

5.8.2.1.5. Dung dịch bạc nitrat, 0,025 N.

5.8.2.2. Thiết bị, dụng cụ

5.8.2.2.1. Ống đong chia vạch, dung tích 50 ml.

5.8.2.2.2. Bình nón, dung tích 250 ml.

5.8.2.2.3. Bộ ngưng hồi lưu.

5.8.2.2.4. Cốc có mỏ, dung tích 600 ml.

5.8.2.2.5. Pipet.

5.8.2.2.6. Buret.

5.8.2.3. Cách tiến hành

Làm mát ống đong chia vạch dung tích 50 ml (5.8.2.2.1) bằng cách nhúng trong nước đá hoặc đặt trong tủ lạnh ở nhiệt độ 0 ^oC trong khoảng 15 min. Rót 50 ml natri etoxit (5.8.2.1.2) và 70 ml metanol (5.8.2.1.3) vào bình nón 250 ml (5.8.2.2.2) và nhúng trong nước đá hoặc đặt trong tủ lạnh ở nhiệt độ 0 ^oC trong 30 min.

Rót càng nhanh càng tốt 30 ml mẫu thử vào ống đong đã làm mát và chuyển lượng chứa trong ống đong vào bình nón chứa natri etoxit đã làm nguội. Lắp bình vào bộ ngưng hồi lưu (5.8.2.2.3) với nước lạnh và đun nhẹ hỗn hợp trong 1 h. Làm nguội và chuyển hỗn hợp vào cốc có mỏ dung tích 600 ml (5.8.2.2.4), tráng bình nón bằng 100 ml nước. Thêm dung dịch axit nitric 1,5 N (5.8.2.1.4) để hỗn hợp lỏng vừa đủ có tính axit (thường dùng khoảng 130 ml), dùng giấy quỳ để kiểm tra và thêm tiếp 10 ml. Giữ cho dung dịch nguội (dưới 30 ^oC) và khuấy đều trong thời gian trung hòa. Chuẩn độ điện thế lượng clorua có mặt bằng dung dịch bạc nitrat 0,025 N (5.8.2.1.5).

Chuẩn bị mẫu trắng tương tự như trên nhưng không chứa phần mẫu thử.

5.8.1.4. Tính kết quả

Hàm lượng clorua tổng số của mẫu thử, X_c, tính bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau:

Trong đó:

V là thể tích dung dịch bạc nitrat dùng để chuẩn độ mẫu thử, tính bằng mililit (ml);

V_b là thể tích dung dịch bạc nitrat dùng để chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililit (ml);

c_N là nồng độ đương lượng của dung dịch bạc nitrat (trong trường hợp này c_N = 0,025 N);

1000 là hệ số chuyển đổi từ mililit sang lít;

V_s là thể tích mẫu, tính bằng mililit (ml);

35,5 là khối lượng phân tử của clo, tính bằng gam trên mol (g/mol);

0,89 là tỉ trọng của mẫu.

5.9. Phép thử aldehyd

5.9.1. Thuốc thử và vật liệu thử

5.9.1.1. Nước cất hoặc nước có chất lượng tương đương.

5.9.1.2. Dung dịch natri bisulfit, khoảng 0,5 N

Kiểm tra pH và chỉnh pH đến khoảng 3,0 đến 4,5 bằng axit sulfuric loãng hoặc natri hydroxit loãng.

5.9.1.3. Dung dịch iot, 0,1 N.

5.9.2. Thiết bị, dụng cụ

5.9.2.1. Ống đong.

5.9.2.2. Bình nón.

5.9.2.3. Pipet.

5.9.2.4. Buret.

5.9.3. Cách tiến hành

Đong 20 ml mẫu thử vào bình nón thủy tinh có nắp đậy, chứa 5 ml dung dịch natri bisulfit (5.9.1.2) đã làm lạnh và 25 ml nước. Đưa bình vào tủ lạnh trong thời gian đúng 15 min.

Chuẩn bị mẫu trắng cho mỗi dãy mẫu thử và thực hiện như đối với mẫu thử.

Chuẩn độ lượng dung dịch bisulfit dư trong mẫu trắng và mẫu thử bằng dung dịch iot 0,1 N (5.9.1.3) cho đến khi xuất hiện màu nâu vàng do iot được giải phóng.

5.9.4. Tính kết quả

Hàm lượng aldehyd của mẫu thử, X_p, tính theo phần trăm khối lượng propionic aldehyd (propanal) theo công thức sau:

Trong đó:

V_s là thể tích dung dịch iot dùng để chuẩn độ mẫu thử, tính bằng mililit (ml);

V_b là thể tích dung dịch iot dùng để chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililit (ml);

c_N là nồng độ đương lượng của dung dịch iot (trong trường hợp này c_N = 0,1 N);

1000 là hệ số chuyển đổi từ mililit sang lít;

V₀ là thể tích mẫu thử, tính bằng mililit (ml);

58 là khối lượng phân tử của propanal, tính bằng gam trên mol (g/mol);

2 là số mol iot tương ứng với 1 mol propanal;

d là tỉ trọng của mẫu.

5.10. Hàm lượng propylen oxit

5.10.1. Thuốc thử và vật liệu thử

5.10.1.1. Nước cất hoặc nước có chất lượng tương đương.

5.10.1.2. Axeton.

5.10.1.3. Thuốc thử pyridin clorua trong cloroform

Cho 75 g pyridin (C₅H₅N) dạng khan và khoảng 400 ml cloroform vào ống đong chia vạch dung tích 2 lít. Cân ống đong và làm lạnh trong bể nước đá. Sục dòng khí hydro clorua khô đi chậm qua dung dịch. Cứ sau khoảng vài phút thì ngắt dòng khí, lấy ống đong ra, làm khô và cân để xác định lưu lượng của dòng khí. Khi đã bổ sung được khoảng 35 g thì ngắt dòng khí, làm ấm hỗn hợp đến nhiệt độ phòng và đuổi hơi nước bằng dòng không khí khô. Thêm 100 ml pyridin khan và thêm cloroform đến 1 000 ml. Khi đã sử dụng gần hết thuốc thử thì loại bỏ 100 ml cuối cùng.

5.10.1.4. Metanol.

5.10.1.5. Thuốc thử phenolphthalein

Hòa tan 0,2 g phenolphthalein (C₂₀H₁₄O₄) trong 60 ml etanol 90 % (thể tích) đựng trong bình định mức dung tích 100 ml và thêm nước đến vạch.

5.10.1.6. Dung dịch natri hydroxit trong metanol, 1 N

Chuẩn bị dung dịch ngay trước khi sử dụng.

5.10.2. Thiết bị, dụng cụ

5.10.2.1. Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,1 mg.

5.10.2.2. Bầu thủy tinh mỏng, có đường kính 15 mm, cổ bầu dài 30 mm.

5.10.2.3. Tủ sấy.

5.10.2.4. Chai áp lực.

5.10.2.5. Đèn khí oxy.

5.10.2.6. Nồi cách thủy.

5.10.2.7. Pipet.

5.10.2.8. Buret.

5.10.3. Cách tiến hành

Cân từ 0,8000 g đến 1,3000 g mẫu thử, chính xác đến 0,1 mg, chuyển vào bầu thủy tinh mỏng (5.10.2.2) đã biết khối lượng, bọc trong đá khô. Hàn kín bầu bằng ngọn lửa của đèn khí oxy (5.10.2.5), lấy bầu thủy tinh ra khỏi đá khô, rửa bằng axeton (5.10.1.2), sấy trong tủ sấy (5.10.2.3) ở 60 ^oC, để nguội và cân.

Dùng pipet lấy 25 ml hỗn hợp pyridin clorua trong cloroform (5.10.1.3) đưa vào chai áp lực (5.10.2.4). Chèn bầu thủy tinh vào chai áp lực, đậy kín chai áp lực và đặt vào bể đá trong 30 min. Lấy chai áp lực ra khỏi bể đá, cho vào túi vải và lắc để làm vỡ bầu thủy tinh. Sau khi bầu thủy tinh vỡ, làm ấm chai áp lực đến nhiệt độ phòng và đưa vào nồi cách thủy (5.10.2.6) trong 20 min. Lấy chai áp lực ra và để nguội.

Sau khi chai áp lực nguội, tháo túi vải ra, rửa nắp và cổ chai bằng metanol (5.10.1.4), thêm 10 giọt phenolphthalein (5.10.1.5) và chuẩn độ bằng dung dịch natri hydroxit 1 N trong metanol (5.10.1.6).

Thực hiện hai mẫu trắng cùng với mẫu thử (có thể dùng dung dịch natri hydroxit nồng độ xác định nếu thêm metanol vào dung dịch cloroform trong chai áp lực).

5.10.4. Tính kết quả

Hàm lượng propylen oxit có trong mẫu thử, X, tính theo phần trăm khối lượng theo công thức sau:

Trong đó:

V là thể tích dung dịch natri hydroxit dùng để chuẩn độ mẫu thử, tính bằng mililit (ml);

c_N là nồng độ đương lượng của dung dịch natri hydroxit (trong trường hợp này c_N = 1 N);

1000 là hệ số chuyển đổi từ mililit sang lít;

w là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g);

58,08 là khối lượng phân tử của propylen oxit, tính bằng gam trên mol (g/mol).