Phương Pháp Xác Định Độ Ẩm Trong Thực Phẩm Phổ Biến

Phương pháp xác định độ ẩm trong thực phẩm có rất nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào từng loại nguyên vật liệu trong thực phẩm. Bài viết dưới đây của Thiết bị Hiệp Phát sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò của độ ẩm cũng như cách xác định độ ẩm trong thực phẩm phổ biến trong phòng thí nghiệm hiện nay.

Tại sao cần phải đo độ ẩm trong thực phẩm?

Việc xác định độ ẩm đóng vai trò rất quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của ngành công nghiệp thực phẩm, từ kiểm kiểm soát chất lượng, kiểm soát hàng hóa đầu vào, đến các công đoạn bảo quản cũng như phát triển sản phẩm mới.

Độ ẩm cũng là yếu tố then chốt quyết định chi phí nguyên vật liệu và từ đó tác động đến giá thành cũng như lợi nhuận của từng sản phẩm đem lại cho đơn vị sản xuất. Sản phẩm được chế biến từ các loại nguyên liệu thô và nguyên liệu đã sơ chế đều có độ ẩm tối ưu để mang lại công thức, hương vị, độ đặc, hình thức và thời hạn sử dụng tốt nhất có thể.

Các chất quá ẩm có thể kết tụ và làm tắc nghẽn đường ống, máy móc hoặc dẫn đến giảm thời hạn sử dụng. Trong khi đó, các chất có độ ẩm thấp có thể gây ra vấn đề phóng tĩnh điện trong quá trình sản xuất hoặc ảnh hưởng đến độ đặc của sản phẩm cuối cùng.

Bên cạnh đó, ngành công nghiệp thực phẩm luôn phải chịu áp lực phải giữ chi phí ở mức tối thiểu trong khi sản xuất số lượng lớn sản phẩm với chất lượng đồng đều. Việc xác định độ ẩm đảm chính xác sẽ giúp bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất. Phương pháp xác định độ ẩm nhanh chóng và đáng tin cậy cho phép các kỹ thuật viên thực phẩm trong quá trình sản xuất can thiệp kịp thời và tránh bị gián đoạn hoặc thậm chí tạm dừng trong quá trình sản xuất.

Thách thức trong việc đo độ ẩm thực phẩm

Môi trường, tính chất và trạng thái vật lý của nước có thể khác nhau đáng kể tùy theo từng mẫu. Nhiệt độ, áp suất và liên kết có thể thay đổi điều kiện vật lý của nước trong mẫu, làm tăng độ phức tạp của mỗi phân tích và dẫn đến các kết quả gây nhiễu nếu dữ liệu được phân tích không chính xác. Ví dụ, carbohydrate có thể phân hủy ở nhiệt độ thấp tới 50°C, tại thời điểm đó chúng trải qua phản ứng hóa học giải phóng nước và thêm vào tổng hàm lượng nước đo được. Tuy nhiên, “nước bổ sung” này không được coi là hàm lượng nước của sản phẩm thực phẩm.

Các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia xác định ngưỡng độ ẩm/hàm lượng nước cho phép đối với các sản phẩm được bán trên thị trường. Các cơ quan quản lý và tiêu chuẩn như BRC (Hiệp hội bán lẻ Anh), IFS (Tiêu chuẩn nổi bật quốc tế), GFSI (Sáng kiến an toàn thực phẩm toàn cầu), ISO (Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế) và AOAC (Hiệp hội các nhà hóa học nông nghiệp chính thức) đang tăng cường các quy định về sản xuất, chế biến và kinh doanh thực phẩm. Điều này làm tăng công việc cần thiết để đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng, đồng thời đòi hỏi các giải pháp hiện đại và hiệu quả hơn.

Nhiều nhà sản xuất thực phẩm có các tiêu chí nghiêm ngặt về độ chính xác, độ tin cậy và khả năng truy xuất nguồn gốc để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các SOP (Quy trình vận hành tiêu chuẩn) này mô tả các quy trình đo lường và chuẩn bị mẫu, bao gồm thể tích mẫu, số lượng phép đo cần thiết, độ lệch tối đa có thể chấp nhận được và các quy trình khi các nhà khoa học phát hiện ra lỗi.

Các phương pháp xác định độ ẩm trong thực phẩm

Dưới đây là liệt kê tóm tắt các phương pháp được sử dụng để xác định độ ẩm:

• Phân tích nhiệt trọng trường (sử dụng tủ sấy, sấy halogen/hồng ngoại (IR), sấy vi sóng, …)
• Phân tích hóa học (chuẩn độ Karl Fischer, kiểm tra canxi cacbua)
• Phân tích quang phổ (quang phổ IR, quang phổ vi sóng, quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân H-NMR)
• Khác (ví dụ: sắc ký khí, xác định tỷ trọng, đo khúc xạ, …)

Tùy thuộc vào mẫu phân tích, phương pháp xác định độ ẩm được lựa chọn dựa trên các yếu tố: khối lượng mẫu, số lượng mẫu, thời gian phân tích, mức độ tự động, độ chính xác hoặc các tính chất hóa lý của mẫu.

Giải pháp xác định độ ẩm bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng trường

Trong các phương pháp được liệt kê ở trên, phương pháp phân tích nhiệt trọng trường (Thermogravimetric Analysis – TGA) là phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. Độ ẩm của mẫu thực phẩm được xác định dựa vào nguyên tắc hao hụt khối lượng sau quá trình sấy.

Nguyên tắc của phương pháp: Mẫu được gia nhiệt để làm bay hơi nước, chênh lệch giữa khối lượng trước và sau sấy được dùng để tính toán độ ẩm.

Để xác định độ ẩm trong các mẫu thực phẩm, có 2 giải pháp rất được ưa chuộng hiện nay. 2 Giải pháp bao gồm: Sử dụng tủ sấy và sử dụng cân sấy ẩm.

Công thức tính độ ẩm bằng phương pháp dựa vào nguyên tắc hao hụt khối lượng khi sấy:

Công thức hao hụt khối lượng khi sấy

Sử dụng tủ sấy

Nguyên tắc của phương pháp: Mẫu đem cân và ghi lại khối lượng chính xác, sau đó gia nhiệt mẫu bằng tủ sấy để loại hơi ẩm. Tiếp đó, làm nguội mẫu trong bình hút ẩm trước khi cân lại. Độ ẩm được tính bằng hiệu số của khối lượng ướt và khô.

Với phương pháp này, độ chính xác của cân là vô cùng quan trọng. Bên cạnh đó, nhiệt độ và thời gian là các thông số quan trọng để duy trì điều kiện giống nhau giữa các lần lặp và thu được kết quả chính xác. Cách tiến hành phương pháp đơn giản, tuy nhiên dễ gây sai số do thao tác thực hiện thủ công.

Sử dụng cân sấy ẩm

Cân sấy ẩm là thiết bị cân có khả năng cân trọng lượng, phân tích độ ẩm và sấy ẩm mẫu nhanh chóng, chính xác.

Trên thực tế, có 2 công nghệ đã và đang được áp dụng cho các dòng cân sấy ẩm, đó là công nghệ sấy ẩm hồng ngoại và công nghệ sấy ẩm halogen.

Nguyên tắc xác định độ ẩm bằng cân sấy ẩm hồng ngoại không khác so với phương pháp sử dụng tủ sấy, sự khác biệt chính nằm ở nguồn nhiệt được sử dụng. Với tủ sấy, mẫu được làm nóng bằng đối lưu không khí trong khi cân sấy ẩm hồng ngoại làm mẫu được làm nóng bằng cách hấp thụ bức xạ hồng ngoại.

Trong khi đó Công nghệ sấy ẩm bằng đèn halogen là công nghệ mới hơn, thông dụng hơn ngày nay, có thể đo độ ẩm trong hầu hết các chất. Bóng đèn halogen kết hợp với cân chính xác tích hợp để đo và lưu lại khối lượng mẫu trước, trong và sau khi thoát ẩm. Nhờ công nghệ gia nhiệt tiên tiến, cân sấy ẩm halogen có khả năng cho kết quả nhanh chóng và chính xác.

Hơn nữa, xác định độ ẩm tự động giúp loại bỏ sai số trong quá trình thao tác và tính toán.

So sánh sự khác biệt giữa phương pháp tủ sấy và phương pháp cân sấy ẩm

Các Văn bản Tiêu chuẩn đo độ ẩm trong thực phẩm

• Xác định độ ẩm ngũ cốc TCVN 9306

• Độ ẩm và hàm lượng chất bay hơi dầu thực vật và mỡ động vật TCVN 6120:2018
• Xác định độ ẩm hạt cacao TCVN 7520-2005
• Xác định hao hụt khối lượng, độ ẩm các loại cà phê: Cà phê rang xay (TCVN 5250-2015), cà phê bột (TCVN 7035:2002), cà phê nhân (TCVN 6928 : 2001), cà phê hòa tan (TCVN 5567:1991),…

• Xác định độ ẩm sữa bột – TCVN 7729:2007
• Xác định hao hụt khối lượng khi sấy đường TCVN 6332:2010

Hy vọng rằng bài viết trên đây đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các phương pháp xác định độ ẩm trong thực phẩm cũng như một vài tiêu chuẩn đo độ ẩm trong thực phẩm đạt chuẩn TCVN. Thiết bị Hiệp Phát hiện đang là nhà phân phối các dòng tủ sấy phòng thí nghiệm, cân sấy ẩm, đảm bảo đạt chuẩn xác định độ ẩm thực phẩm bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng trường. Nếu quý khách hàng đang có nhu cầu tìm mua các dòng tủ sấy, cân sấy ẩm, hoặc các loại thiết bị phòng thí nghiệm khác, đừng ngần ngại liên hệ với Thiết bị Hiệp Phát qua Sđt: 0919.537.653 – Mr. Tú hoặc Email: sales5@thietbihiepphat.com để được hỗ trợ kịp thời.