Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11485:2016
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11485:2016 quy định phương pháp phổ hồng ngoại gần (NIR) để xác định nhanh, không phá hủy mẫu đối với độ ẩm và hàm lượng protein trong malt (đại mạch nảy mầm). Đây là công cụ phân tích hiện đại, tối ưu hóa thời gian và chi phí cho các phòng thử nghiệm và cơ sở sản xuất bia, cồn ngọt. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.
Điều 1: Phạm vi áp dụng
Điều này vạch rõ ranh giới ứng dụng thực tế của phương pháp phân tích phổ hồng ngoại gần đối với sản phẩm malt:
- Phương pháp này áp dụng trực tiếp cho việc xác định đồng thời hoặc riêng rẽ độ ẩm và hàm lượng protein trong hạt malt nguyên hoặc malt đã được nghiền.
- Tiêu chuẩn hướng tới việc chuẩn hóa quy trình đo nhanh tại các nhà máy sản xuất malt, nhà máy bia và các trung tâm kiểm nghiệm chất lượng nông sản.
- Phương pháp phổ hồng ngoại gần (NIR) được sử dụng như một phương pháp sàng lọc hoặc kiểm tra nhanh, đòi hỏi phải được hiệu chuẩn định kỳ bằng các phương pháp hóa học chuẩn (phương pháp trọng tài).
Điều 2: Tài liệu viện dẫn
Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, người sử dụng cần viện dẫn và phối hợp thực hiện cùng các tài liệu kỹ thuật cốt lõi sau:
- Các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế về lấy mẫu malt để đảm bảo tính đại diện của mẫu phân tích trước khi đưa vào máy quét phổ.
- Các tiêu chuẩn quy định phương pháp tham chiếu (phương pháp trọng tài) để xác định độ ẩm (phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi) và hàm lượng protein (phương pháp Kjeldahl xác định nitơ tổng số).
- Các tài liệu hướng dẫn về vận hành, bảo dưỡng và hiệu chuẩn thiết bị quang phổ hồng ngoại gần theo tiêu chuẩn ISO hoặc các tiêu chuẩn đo lường quốc gia tương đương.
Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm kỹ thuật chuyên ngành nhằm thống nhất cách hiểu và vận hành hệ thống đo NIR:
- Phổ hồng ngoại gần (Near-Infrared Spectroscopy - NIR): Kỹ thuật đo sự hấp thụ, phản xạ hoặc truyền qua của bức xạ điện từ trong vùng bước sóng từ khoảng 780 nm đến 2500 nm bởi mẫu thử.
- Mô hình hiệu chuẩn (Calibration Model): Phương trình toán học hoặc thuật toán thống kê thiết lập mối quan hệ giữa dữ liệu phổ NIR thu được từ mẫu và kết quả phân tích thu được từ phương pháp hóa học tham chiếu.
- Sai số chuẩn của dự báo (Standard Error of Prediction - SEP): Chỉ số thống kê dùng để đánh giá độ chính xác của mô hình hiệu chuẩn khi áp dụng trên một tập dữ liệu kiểm định độc lập.
- Độ lặp lại và độ tái lập: Các giới hạn sai lệch cho phép giữa các lần đo song song trên cùng một thiết bị hoặc giữa các phòng thử nghiệm khác nhau.
Điều 4: Nguyên tắc của phương pháp
Nguyên lý hoạt động của phương pháp phổ hồng ngoại gần trong việc xác định độ ẩm và protein của malt dựa trên các cơ sở khoa học sau:
- Mẫu malt (nguyên hạt hoặc đã nghiền) được chiếu bằng bức xạ hồng ngoại gần. Các liên kết hóa học đặc trưng trong mẫu như C-H, O-H (đại diện cho nước/độ ẩm) và N-H (đại diện cho liên kết peptide trong protein) sẽ hấp thụ năng lượng ở các bước sóng cụ thể.
- Thiết bị đo lượng ánh sáng phản xạ khuếch tán (diffuse reflectance) hoặc ánh sáng truyền qua từ mẫu thử, sau đó chuyển đổi thành dữ liệu phổ số hóa.
- Dữ liệu phổ này được xử lý bằng phần mềm máy tính tích hợp sẵn mô hình hiệu chuẩn đã được thiết lập trước đó để tính toán trực tiếp ra phần trăm độ ẩm và hàm lượng protein của mẫu malt.
- Độ chính xác của kết quả phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng của tập mẫu hiệu chuẩn ban đầu và việc bảo trì mô hình hiệu chuẩn định kỳ bằng cách so sánh với phương pháp hóa học tiêu chuẩn.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 11485:2016
MALT - XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ HÀM LƯỢNG PROTEIN - PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI GẦN
Malt - Determination of moisture and protein content - Near infrared spectrometric method
Lời nói đầu
TCVN 11485:2016 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn của Hiệp hội Đồ uống châu Âu EBC Method 4.17 (1997) Moisture and total nitrogen in malt by near infrared spectroscopy,
TCVN 11485:2016 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.
MALT - XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ HÀM LƯỢNG PROTEIN - PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI GẦN
Malt - Determination of moisture and protein content - Near infrared spectrometric method
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phổ hồng ngoại gần để xác định độ ẩm và hàm lượng protein của malt.
Phương pháp này có thể được áp dụng đối với malt nguyên hạt hoặc malt đã nghiền.
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 10788:2015, Malt - Xác định độ ẩm - Phương pháp khối lượng
TCVN 10791:2015, Malt - Xác định hàm lượng nitơ tổng số và tính hàm lượng protein thô - Phương pháp Kjeldahl
3 Nguyên tắc
Trong phương pháp này, khái niệm “phổ hồng ngoại gần” (NIRS) được dùng bao gồm cả “phổ phản xạ hồng ngoại gần” (NIR) và “phổ truyền qua hồng ngoại gần” (NIT) (xem thêm Phụ lục C của Tài liệu tham khảo [2]).
Đo phổ hồng ngoại gần là kỹ thuật nhanh sử dụng công cụ để phân tích malt. Kỹ thuật này dựa trên sự hấp thụ năng lượng hồng ngoại gần trong dải bước sóng từ 750 nm đến 2 500 nm của các liên kết phân tử đặc hiệu. Có hai phương pháp cơ bản được sử dụng để phân tích mẫu, là đo độ phản xạ và đo độ truyền qua. Việc vận hành thiết bị tại chế độ đo phản xạ thường sử dụng vùng bước sóng từ 1 100 nm đến 2 500 nm. Việc vận hành thiết bị tại chế độ đo bức xạ truyền qua thường sử dụng vùng bước sóng từ 800 nm đến 1 100 nm. Bước sóng ánh sáng được sử dụng để tiến hành phân tích có thể được kiểm soát bởi bộ lọc hoặc máy đơn sắc. Quá trình xử lý toán học đối với dữ liệu phổ và việc hiệu chuẩn theo phương pháp chuẩn thích hợp sẽ cho thành phần cần xác định.
4 Thiết bị, dụng cụ
Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường của phòng thử nghiệm và cụ thể như sau:
4.1 Thiết bị hồng ngoại gần, được trang bị máy đơn sắc hoặc bộ lọc cố định trong vùng bước sóng từ 800 nm đến 2500 nm, vận hành ở chế độ đo phản xạ và đo bức xạ truyền qua, thích hợp để xử lý hạt nguyên hoặc hạt nghiền.
4.2 Máy nghiền, có thể tạo sản phẩm nghiền mịn với cỡ hạt 1 mm hoặc nhỏ hơn.
4.3 Máy tính cá nhân, có phần mềm hiệu chuẩn (nếu không tích hợp với 4.1).
5 Lấy mẫu
Mẫu gửi đến phòng thử nghiệm phải đúng là mẫu đại diện. Mẫu không bị hư hỏng hoặc không bị thay đổi trong suốt quá trình vận chuyển hoặc bảo quản.
Việc lấy mẫu không quy định trong tiêu chuẩn này. Nên lấy mẫu theo TCVN 10787:2015 [1].
6 Chuẩn bị mẫu thử
Trước khi phân tích, làm sạch mẫu malt để loại bỏ tạp chất. Nếu cần phân tích malt nguyên hạt thì không cần chuẩn bị gì thêm.
Nếu cần nghiền mẫu thì nghiền từ 20 g đến 50 g mẫu đã làm sạch, sử dụng cùng máy nghiền (4.2).
Kiểm soát nhiệt độ mẫu trong khoảng ± 5 °C so với nhiệt độ của mẫu hiệu chuẩn.
7 Cách tiến hành
7.1 Hiệu chuẩn thiết bị
Hiệu chuẩn thiết bị sử dụng ít nhất 50 mẫu malt đã biết độ ẩm và hàm lượng protein. Đảm bảo rằng dải độ ẩm và hàm lượng protein của mẫu hiệu chuẩn bao trùm dải dự kiến của mẫu cần phân tích. Từ các phép phân tích này, dựng mô hình hiệu chuẩn.
Kiểm tra việc hiệu chuẩn bằng cách quét bộ mẫu độc lập mới đã biết thành phần. Bộ dự đoán này phải gồm ít nhất 20 mẫu.
Sử dụng TCVN 10788:2015 và TCVN 10791:2015 làm các phương pháp chuẩn tương ứng để xác định độ ẩm và hàm lượng protein.
7.2 Phép đo
Thực hiện theo các hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp thiết bị.
Các mẫu đã chuẩn bị cần đưa đến nhiệt độ trong dải nhiệt độ của phép đánh giá xác nhận.
7.3 Đánh giá kết quả
Kết quả có hiệu lực khi nằm trong phạm vi của mô hình hiệu chuẩn được sử dụng (xem 7.1).
8 Biểu thị kết quả
Biểu thị kết quả xác định độ ẩm và hàm lượng protein theo % khối lượng mẫu thử tính theo chất khô.
9 Độ chụm
Các giá trị độ chụm dưới đây được xác định từ dữ liệu phân tích các mẫu malt ở 4 mức trong dải độ ẩm từ 4,0 % đến 4,3 % khối lượng tính theo chất khô và dải hàm lượng protein từ 9,9 % đến 11,4 % khối lượng tính theo chất khô. 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.
9.1 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 giá trị r95 bằng 0,2 % khối lượng tính theo chất khô đối với độ ẩm và 1,3 % khối lượng tính theo chất khô đối với hàm lượng protein.
9.2 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 R95 bằng 0,5 % khối lượng tính theo chất khô đối với độ ẩm và 1,2 % khối lượng tính theo chất khô đối với hàm lượng protein.
10 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:
a) mọi thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về 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) mọi chi tiết thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này, hoặc tùy chọn, cùng với mọi tình huống bất thường khác có thể ảnh hưởng đến kết quả;
e) kết quả thử nghiệm thu được, hoặc nếu thỏa mãn yêu cầu về độ lặp lại thì nêu kết quả cuối cùng thu được.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] TCVN 10787:2015, Malt - Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
[2] TCVN 11018:2015 (ISO 12099:2010), Thức ăn chăn nuôi, ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc nghiền - Hướng dẫn áp dụng kỹ thuật đo hồng ngoại gần
[3] TCVN 9663:2013 (ISO 21543:2006), Sản phẩm sữa - Hướng dẫn áp dụng đo phổ hồng ngoại gần
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9663:2013 (ISO 21543:2006) về Sản phẩm sữa - Hướng dẫn áp dụng đo phổ hồng ngoại gần
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10787:2015 về Malt - Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10788:2015 về Malt - Xác định độ ẩm - Phương pháp khối lượng
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10791:2015 về Malt - Xác định hàm lượng nitơ tổng số và tính hàm lượng protein thô - Phương pháp Kjeldahl
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11018:2015 (ISO 12099:2010) về Thức ăn chăn nuôi, ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc nghiền - Hướng dẫn kỹ thuật đo hồng ngoại gần
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8766:2011 về Sữa và sản phẩm sữa – Xác định hàm lượng protein - Phương pháp nhuộm da cam axit 12
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11034:2015 về Sôcôla sữa - Xác định hàm lượng protein sữa - Phương pháp Kjeldahl
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8125:2015 (ISO 20483:2013) về Ngũ cốc và đậu đỗ - Xác định hàm lượng nitơ và tính hàm lượng protein thô – Phương pháp Kjeldahl
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11483-2:2016 về Malt - Xác định hàm lượng nitơ hòa tan - Phần 2: Phương pháp quang phổ
- 1 Quyết định 4220/QĐ-BKHCN năm 2016 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9663:2013 (ISO 21543:2006) về Sản phẩm sữa - Hướng dẫn áp dụng đo phổ hồng ngoại gần
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8766:2011 về Sữa và sản phẩm sữa – Xác định hàm lượng protein - Phương pháp nhuộm da cam axit 12
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10787:2015 về Malt - Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10788:2015 về Malt - Xác định độ ẩm - Phương pháp khối lượng
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10791:2015 về Malt - Xác định hàm lượng nitơ tổng số và tính hàm lượng protein thô - Phương pháp Kjeldahl
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11034:2015 về Sôcôla sữa - Xác định hàm lượng protein sữa - Phương pháp Kjeldahl
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8125:2015 (ISO 20483:2013) về Ngũ cốc và đậu đỗ - Xác định hàm lượng nitơ và tính hàm lượng protein thô – Phương pháp Kjeldahl
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11483-2:2016 về Malt - Xác định hàm lượng nitơ hòa tan - Phần 2: Phương pháp quang phổ
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11018:2015 (ISO 12099:2010) về Thức ăn chăn nuôi, ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc nghiền - Hướng dẫn kỹ thuật đo hồng ngoại gần