Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành cà phê giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam – quốc gia xuất khẩu cà phê lớn thứ hai thế giới (sau Brazil) và là thành viên của Hiệp hội Cà phê Quốc tế (ICO). Mặt hàng nông sản này chỉ đứng sau gạo về kim ngạch xuất khẩu, trong đó dòng cà phê Robusta chiếm tỷ trọng áp đảo (khoảng 90–95% sản lượng xuất khẩu và chiếm đa số thị phần tiêu thụ nội địa nhờ gu thưởng thức vị đắng đậm đà).
Tuy nhiên, trong quá trình chế biến và thương mại hóa, nhiều nhà sản xuất thường bổ sung phụ gia (đường, muối, bơ, nước mắm, chất tạo hương) và phối trộn thêm bắp, đậu nành rang nhằm tăng độ sánh, ngậy và làm dịu vị đắng. Hiện tượng lạm dụng tỷ lệ phối trộn bắp và đậu nành quá mức để hạ giá thành và tăng lợi nhuận đã dẫn đến tình trạng "cà phê giả", "cà phê bẩn" tràn lan trên thị trường, gây ảnh hưởng đến quyền lợi người tiêu dùng và chất lượng sản phẩm.
Các phương pháp phân tích tiêu chuẩn hiện hành bộc lộ một số hạn chế trong kiểm nghiệm nhanh diện rộng:
- Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC-UV theo TCVN 9723:2013) và Sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa (GC-FID): Đạt độ chính xác cao nhưng quy trình xử lý mẫu phức tạp, chi phí thiết bị và vận hành lớn, đòi hỏi kỹ thuật viên bậc cao, đồng thời tiêu tốn nhiều dung môi hữu cơ đắt tiền và độc hại (Methanol, Chloroform, Benzen).
- Phương pháp phổ hồng ngoại gần (NIR) kết hợp hóa trắc lượng (Chemometrics): Cho phép đo trực tiếp mẫu bột không phá hủy nhưng độ lặp lại và tính chính xác bị phụ thuộc lớn vào độ mịn của hạt bột và độ đồng nhất của nền mẫu rắn.
Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận đặt ra các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Nhiệm vụ 1: Kế thừa và mở rộng bộ dữ liệu từ khóa luận năm 2014 (của sinh viên Đinh Thị Ngọc Diễm), nâng cao tính đại diện của phổ hấp thu UV-VIS cho các mẫu cà phê, bắp và đậu nành trên thị trường.
- Nhiệm vụ 2: Ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) để kiểm tra khả năng phân loại và tách biệt các nền mẫu đơn lẻ (100% cà phê, 100% bắp, 100% đậu nành).
- Nhiệm vụ 3: Thiết lập mô hình hồi quy bình phương tối thiểu từng phần (PLS) trên dữ liệu phổ UV-VIS để định lượng hàm lượng phần trăm cà phê trong các hỗn hợp phối trộn.
- Nhiệm vụ 4: Xây dựng mô hình PLS định lượng nhanh hàm lượng caffeine trong mẫu cà phê rang xay bằng quang phổ UV-VIS, đối chiếu và thẩm định kết quả với phương pháp đối chứng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC-UV).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng: Cà phê nguyên hạt rang (chủ yếu là Robusta và Arabica), hạt bắp rang, hạt đậu nành rang và các sản phẩm cà phê rang xay thương mại.
- Phạm vi không gian: Các mẫu đơn và mẫu thương phẩm được thu thập ngẫu nhiên tại các cơ sở rang xay, cửa hàng phân phối trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
- Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện và hoàn thành năm 2019 tại Bộ môn Hóa phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP.HCM.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và cơ sở hóa học
- Thành phần hóa học của cà phê:
- Nhóm tạo vị đắng: Caffeine (hợp chất alkaloid nhóm methylxanthine, nhiệt độ thăng hoa 178 °C, nhiệt độ nóng chảy 238 °C) và Trigonelline (alkaloid phân hủy một phần khi rang tạo thành pyridine và nicotinic acid/vitamin B).
- Nhóm tạo vị béo: Lipid chiếm tỷ lệ đáng kể, trong đó triacylglycerol chiếm khoảng 75%, đóng vai trò làm chất mang giữ các hợp chất thơm bay hơi.
- Nhóm tạo màu và mùi: Carbohydrate tham gia phản ứng Maillard với các acid amin chứa lưu huỳnh (cystine, cysteine, methionine) ở nhiệt độ cao để tạo thành đại phân tử polymer màu nâu đặc trưng là melanoidin.
- Nhóm acid hữu cơ: Acid chlorogenic (CGA) là các ester tan trong nước giữa trans-cinnamic acid và quinic acid. Trong quá trình rang, CGA phân hủy một phần tạo thành chlorogenic lactone (quinine) gây vị đắng chủ yếu và một số acid tự do đóng góp vị chua.
- Tiêu chuẩn viện dẫn: Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9723:2013 về xác định hàm lượng caffeine bằng phương pháp HPLC-UV.
Phương pháp phân tích dữ liệu đa biến (MVDA)
- Phân tích thành phần chính (PCA): Thuật toán nén và giảm số chiều dữ liệu từ không gian $K$ biến ban đầu (các bước sóng hấp thu) thành các biến ngầm trực giao (Principal Components - PC), bảo toàn phần lớn phương sai của tập dữ liệu. Dữ liệu phổ được xử lý sơ bộ qua phép quy đồng phương sai (Unit Variance scaling) và cân bằng trung điểm (Mean Centering). Đánh giá sự phân nhóm qua biểu đồ điểm số (Score Plot) và biểu đồ tải số (Loading Plot).
- Hồi quy bình phương tối thiểu từng phần (PLS): Thiết lập quan hệ tuyến tính giữa ma trận biến độc lập $X$ (dữ liệu phổ trắc quang) và ma trận biến phụ thuộc $Y$ (hàm lượng % cà phê hoặc nồng độ caffeine).
- Các thông số thống kê đánh giá mô hình:
- $R^2$ (năng lực giải thích) và $Q^2$ (năng lực dự đoán tích lũy qua kiểm định chéo).
- Tránh hiện tượng khớp quá mức (Overfitting) bằng cách so sánh sự suy giảm của $Q^2$ và sự gia tăng của sai số RMSEP.
- Tầm quan trọng của biến trong phép chiếu ($VIP$): Lọc các bước sóng có ý nghĩa ($VIP > 1.0$).
- Phát hiện điểm dị biệt (outliers): Sử dụng khoảng cách tới mô hình trong không gian $X$ ($DModX > D_{crit} = 0.05$) và thống kê khoảng cách định mức Hotelling's $T^2$ ($T^2 > T^2_{crit} 99%$).
- Sai số: Căn bình phương trung bình sai số ước tính ($RMSEE$) cho tập chuẩn (training set) và căn bình phương trung bình sai số dự đoán ($RMSEP$) cho tập kiểm chứng (test set).
Phương pháp thực nghiệm và thiết bị
- Thiết bị và phần mềm:
- Máy quang phổ hấp thu phân tử UV-VIS hai chùm tia UV-1800 (Shimadzu, Nhật Bản), quét trong dải bước sóng 250–450 nm, bước nhảy 0.5 nm, tốc độ quét trung bình.
- Hệ thống HPLC-UV Shimadzu: Bơm 4 kênh LC-20AD, buồng ổn nhiệt cột CTO-10AS VP, đầu dò UV SPD-20A; cột phân tích SunFire C18 ($150 \text{ mm} \times 4.0\ \mu\text{m}$); pha động Methanol : Acid Acetic 1% chạy theo chương trình rửa giải gradient.
- Thiết bị phụ trợ: Bể siêu âm Power Sonic 410, máy lắc Vortex Super-Mixer, máy ly tâm Harmonic Series, tủ sấy Dream Scientific.
- Phần mềm hóa trắc lượng: SIMCA-P (Umetrics, Thụy Điển).
- Hóa chất và chất chuẩn: Chuẩn Caffeine tinh khiết (Viện Kiểm nghiệm Thuốc TP.HCM - IDQC); Ethanol, Methanol, $n$-Hexane HPLC, Acid Acetic 100%, Magnesium Oxide (MgO).
- Quy trình xử lý mẫu:
- Chuẩn bị mẫu thô: Hạt sấy ở 100 °C trong 60 phút, xay mịn và rây qua rây kích thước $0.45\ \mu\text{m}$, bảo quản trong hũ nhựa PET kín ở 25 °C.
- Chiết mẫu đo UV-VIS: Chiết bột mẫu bằng hỗn hợp dung môi Ethanol : Nước ($50:50\text{ v/v}$) trong bể siêu âm ở 30–35 °C trong 15 phút, sau đó lọc lấy dịch trong.
- Làm sạch mẫu cho HPLC: 5 mL dịch chiết Ethanol-nước được chiết lặp 3 lần với $n$-hexane (mỗi lần 3 mL, lắc vortex 2 phút, ly tâm tách pha) để loại bỏ hoàn toàn chất béo; lấy $20\ \mu\text{L}$ dịch sau chiết định mức lên 1.5 mL bằng nước cất hai lần để nạp vào hệ thống HPLC-UV.
Nội dung chính theo từng chương
Tổng quan
Chương này hệ thống hóa các kiến thức chuyên ngành về cây cà phê và hạt cà phê thương phẩm:
- Trình bày chi tiết thành phần hóa học chính trong hạt Arabica và Robusta (carbohydrate, protein, amino acid tự do, khoáng chất, lipid, acid chlorogenic và caffeine). So sánh đặc tính cảm quan: hạt Arabica hình bầu dục rãnh chữ S lượn sóng, vị chua thanh, ít đắng; hạt Robusta hình tròn rãnh thẳng, vị đắng gắt đến trung tính.
- Phân tích cơ chế biến đổi hóa học qua các phản ứng nhiệt phân trong quá trình rang: phản ứng Maillard sinh melanoidin, phản ứng phân hủy trigonelline sinh acid nicotinic, và phản ứng chuyển hóa CGA thành chlorogenic lactone gây vị đắng đặc trưng.
- Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp phân tích cà phê hiện hành (HPLC-UV, GC-FID, NIR) và cơ sở toán học của phân tích dữ liệu đa biến (PCA, PLS) trong hóa học phân tích.
- Khái quát thực trạng tiêu thụ cà phê tại Việt Nam và vấn đề gian lận thương mại thông qua phối trộn độn bắp, đậu nành rang cháy.
Dụng cụ và phương pháp
Nội dung chương mô tả chi tiết toàn bộ điều kiện thực nghiệm, thông số thiết bị, hóa chất và quy trình chuẩn bị dữ liệu:
- Danh mục quy cách thiết bị đo quang, sắc ký lỏng, cột phân tích và phần mềm xử lý dữ liệu SIMCA-P.
- Quy trình lấy mẫu và tiền xử lý: Mở rộng thêm 54 mẫu cà phê mới so với khóa luận năm 2014, nâng tổng số mẫu nghiên cứu lên 106 mẫu cà phê, 10 mẫu bắp và 12 mẫu đậu nành thu mua trên thị trường TP.HCM.
- Tối ưu hóa điều kiện chiết quang phổ: Tỷ lệ dung môi chiết tối ưu là Ethanol : Nước ($50:50\text{ v/v}$), chiết siêu âm ở nhiệt độ 30–35 °C trong thời gian 15 phút.
- Thiết lập quy trình sắc ký HPLC-UV đối chứng: Đầu dò UV bước sóng 273 nm, cột SunFire C18, chương trình gradient kênh dung môi MeOH/Acid Acetic 1%. So sánh thực nghiệm quy trình chiết mẫu bằng Ethanol-Nước với quy trình sử dụng nước sôi kết hợp MgO theo TCVN 9723:2013.
- Xây dựng ma trận dữ liệu hỗn hợp nhân tạo từ 0% đến 100% tỷ lệ phối trộn giữa cà phê, bắp và đậu nành để phục vụ dựng đường chuẩn đa biến.
Kết quả và biện luận
Chương tập trung trình bày và phân tích kết quả của hai mô hình hóa trắc lượng chính:
1. Mô hình xác định hàm lượng % cà phê trong hỗn hợp
- Mô hình PCA: Phân tích trên tập mẫu đơn nguyên chất (100% cà phê, 100% bắp, 100% đậu nành). Biểu đồ Score cho thấy 3 nhóm mẫu tách biệt hoàn toàn trong không gian chiếu. Khi chồng biểu đồ Score và Loading, các bước sóng đặc trưng nhận diện cà phê tập trung tại vùng 275 nm (caffeine) và 325 nm (acid chlorogenic/acid hữu cơ).
- Phổ hấp thu của 106 mẫu cà phê có độ biến động tuân theo phân bố chuẩn: 60 mẫu nằm trong khoảng $\mu \pm 1\sigma$ (56.7%), 40 mẫu nằm trong khoảng $\pm 1\sigma$ đến $\pm 2\sigma$, và 6 mẫu nằm trong khoảng $\pm 2\sigma$ đến $\pm 3\sigma$.
- Mô hình PLS định lượng cà phê:
- Chọn 16 mẫu cà phê đại diện (13 mẫu vùng $\pm 1\sigma$, 5 mẫu vùng $\pm 2\sigma$) phối trộn với mẫu bắp và đậu nành gộp đại diện tạo thành 203 mẫu hỗn hợp mới kết hợp với 106 mẫu cũ.
- Sử dụng 6 thành phần chính (PC) tối ưu nhằm tránh overfitting. Loại bỏ mẫu lệch thô "Cu_Mo" do vi phạm ngưỡng $T^2_{crit}$ và $DModX$. Giữ lại mẫu "N" do đại diện cho nền đậu nành.
- Đánh giá khả năng dự đoán trên bộ kiểm chứng 65 mẫu: Mô hình dự đoán chính xác với các mẫu có hàm lượng cà phê $> 30%$, sai số tăng lên khi tỷ lệ cà phê $< 30%$ hoặc mẫu có phổ lệch xa đường trung bình.
2. Mô hình xác định hàm lượng caffeine
- Khảo sát phương pháp chiết: So sánh hiệu suất chiết giữa hệ dung môi Ethanol : Nước ($50:50$) và nước nóng có MgO theo TCVN 9723:2013 trên 3 mẫu (hàm lượng CAF thấp, trung bình, cao). Phương pháp chiết Ethanol-Nước cho hàm lượng caffeine cao hơn khoảng 10% và độ lặp lại tốt hơn ($RSD = 1\text{–}5%$ so với $\sim 5%$ của TCVN). Công thức quy đổi kết quả: $\text{Hàm lượng CAF (TCVN)} \approx \text{Hàm lượng CAF (EtOH:H}_2\text{O)} \times 1.1$.
- Đường chuẩn HPLC-UV: Đạt hệ số tương quan tuyến tính $R^2 = 0.9993$.
- Xây dựng mô hình PLS định lượng caffeine:
- Tập dữ liệu gồm 193 điểm mẫu chuẩn. Lọc biến bước sóng theo $VIP > 1.0$, giữ lại hai dải sóng then chốt: 250–280 nm (vùng hấp thu của caffeine) và 300–350 nm (vùng hấp thu của acid hữu cơ).
- Mô hình PLS tối ưu sử dụng 4 PC cho các thông số: $R^2_Y = 0.991$, $Q^2 = 0.983$, $RMSEE = 0.05%$, $RMSEP = 0.07%$.
- Kiểm định trên bộ 30 mẫu kiểm tra tự phối trộn: 21 mẫu có $RSD < 5%$, 6 mẫu có $RSD \approx 6\text{–}7%$, 3 mẫu có $RSD \approx 10%$.
- Ứng dụng kiểm tra 16 mẫu cà phê thương mại trên thị trường: 8 mẫu có độ lệch $< 5%$, 6 mẫu lệch $\sim 6%$, 2 mẫu lệch $\sim 9%$ so với kết quả HPLC-UV.
Kết quả và đóng góp
Số liệu thực nghiệm tổng hợp
| Mô hình phân tích |
Số PC tối ưu |
$R^2_Y$ |
$Q^2$ |
$RMSEE$ (%) |
$RMSEP$ (%) |
| Mô hình định lượng % Cà phê (PLS) |
6 |
0.941 |
- |
5.08 |
5.18 |
| Mô hình định lượng Caffeine toàn dải (250–450 nm) |
- |
- |
- |
0.10 |
0.50 |
| Mô hình định lượng Caffeine chọn lọc $VIP > 1.0$ |
4 |
0.991 |
0.983 |
0.05 |
0.07 |
Đánh giá hàm lượng trên một số mẫu cà phê thương mại
| STT |
Tên mẫu thương phẩm |
Hãng sản xuất |
% Cà phê dự đoán (PLS) |
% Caffeine (HPLC-UV) |
% Caffeine dự đoán (PLS) |
% Sai lệch RSD |
| 1 |
Thunder Culi Robusta |
1864 Café |
93.7 |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
| 2 |
Sơn Tùng Robusta |
Sơn Tùng |
73.5 |
1.8 |
1.7 |
4.8 |
| 3 |
Highlands Di sản |
Highlands Coffee |
106.3 |
1.4 |
1.4 |
3.5 |
| 4 |
Chinh phục S |
Trung Nguyên |
49.8 |
1.4 |
1.4 |
5.9 |
| 5 |
Sáng tạo 1 Culi Robusta |
Trung Nguyên |
38.0 |
0.9 |
0.9 |
6.0 |
| 6 |
Việt nguyên chất 1 |
NESCAFÉ |
117.0 |
1.9 |
1.8 |
3.7 |
| 7 |
Cà phê Chocolate |
Phúc Long |
111.4 |
1.2 |
1.1 |
5.7 |
| 8 |
Phương Vy Robusta |
Phương Vy |
34.9 |
0.9 |
0.9 |
2.2 |
| 9 |
Bùi Văn Thọ Robusta |
Bùi Văn Ngọ |
103.0 |
1.7 |
1.6 |
4.7 |
| 10 |
Robusta Thượng Hạng |
Light Coffee |
106.4 |
1.0 |
1.0 |
3.9 |
Đóng góp mới của đề tài
- Mở rộng dung lượng và tính đại diện của tập mẫu: Bổ sung 54 mẫu cà phê mới, nâng tổng số mẫu khảo sát lên 106 mẫu cà phê, phản ánh sát thực tế phân bố phổ trên thị trường (phù hợp quy luật phân bố chuẩn).
- Nâng cao năng lực dự đoán ($RMSEP$): Mô hình mở rộng đã cải thiện đáng kể sai số dự đoán trên tập mẫu độc lập ($RMSEP$ đạt 5.18% so với mô hình sơ bộ năm 2014).
- Đơn giản hóa quy trình định lượng caffeine: Thiết lập thành công mô hình trắc quang UV-VIS kết hợp PLS lọc biến bằng $VIP$, cho phép định lượng caffeine nhanh chóng, giảm thiểu tối đa việc sử dụng hóa chất độc hại và thiết bị đắt tiền so với phương pháp sắc ký truyền thống.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế được ghi nhận trong văn bản
- Phụ thuộc bước chiết lỏng: Phương pháp vẫn bắt buộc phải trải qua công đoạn trích ly bằng dung môi Ethanol-Nước và hỗ trợ siêu âm trước khi đo phổ UV-VIS, chưa đạt tới mức phân tích trực tiếp trên mẫu bột khô.
- Sai số tăng ở dải nồng độ thấp: Năng lực dự đoán của mô hình định lượng % cà phê bị suy giảm rõ rệt đối với các mẫu có tỷ lệ cà phê quá thấp ($< 30%$) hoặc các mẫu có đặc tính quang phổ lệch xa giá trị trung bình ($\pm 2\sigma$ đến $\pm 3\sigma$).
- Số lượng mẫu phụ gia còn hạn chế: Số lượng mẫu bắp (10 mẫu) và đậu nành (12 mẫu) đưa vào khảo sát còn ít hơn nhiều so với cà phê, dẫn đến giá trị sai số $RMSEE$ của hai thành phần này trong mô hình còn tương đối cao ($\sim 9%$).
Hướng nghiên cứu tiếp
- Nghiên cứu cải tiến kỹ thuật đo phổ nhằm tiến tới phân tích trực tiếp trên nền mẫu bột rắn không qua bước chiết dung môi, giúp tối ưu hóa thời gian, tiết kiệm chi phí và hỗ trợ người phân tích không đòi hỏi kỹ năng thao tác hóa ướt phức tạp.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp luận hữu ích cho các đối tượng sau:
- Sinh viên và học viên ngành Hóa phân tích, Hóa học thực phẩm, Đảm bảo chất lượng (QA/QC): Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình ứng dụng hóa trắc lượng (Chemometrics) xử lý dữ liệu phân tích hiện đại.
- Kỹ thuật viên phòng kiểm nghiệm thực phẩm: Tham khảo quy trình chiết mẫu thân thiện môi trường (Ethanol : Nước) và phương pháp sàng lọc nhanh hàm lượng caffeine thay thế HPLC.
- Phần đáng tham khảo nhất trong văn bản:
- Quy trình thiết kế thí nghiệm đa biến trên phần mềm SIMCA-P (Chương 2, Mục 7 và Chương 3).
- Phương pháp xử lý và sàng lọc biến số bằng chỉ số $VIP$ kết hợp kiểm soát điểm ngoại lai qua $DModX$ và Hotelling's $T^2$ (Chương 3, Mục 2.3).
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đề tài lại chọn giải pháp phân tích dữ liệu đa biến (MVDA) trên phổ UV-VIS thay vì đo quang thông thường tại một bước sóng cố định?
Phổ hấp thu UV-VIS của dịch chiết cà phê là sự chồng chập tín hiệu của hàng trăm hợp chất hữu cơ phức tạp (caffeine, trigonelline, các acid chlorogenic, sản phẩm phản ứng Maillard...). Phép đo đơn biến tại một bước sóng không thể giải quyết hiện tượng giao thoa nền nghiêm trọng khi cà phê bị phối trộn bắp và đậu nành. MVDA (với PCA và PLS) cho phép khai thác toàn bộ ma trận số liệu phổ từ 250 đến 450 nm, trích xuất các biến ngầm đại diện cho từng thành phần hóa học để phân loại và định lượng chính xác.
2. Tiêu chí lựa chọn số lượng biến ngầm (PC) tối ưu cho các mô hình PLS trong khóa luận là gì?
Số lượng PC được lựa chọn dựa trên sự cân bằng giữa năng lực dự đoán tích lũy $Q^2$ đạt cực đại và sai số dự đoán $RMSEP$ thấp nhất. Ví dụ, ở mô hình định lượng % cà phê, dù $Q^2$ đạt giá trị lớn nhất tại 12 PC, tác giả chỉ chọn 6 PC để mô tả mô hình nhằm ngăn chặn hiện tượng khớp quá mức (Overfitting) – tình trạng mô hình "ghi nhớ" tập dữ liệu chuẩn mà mất đi khả năng dự đoán chính xác trên các mẫu mới.
3. Việc lọc biến bước sóng bằng thông số VIP mang lại lợi ích gì cho mô hình định lượng caffeine?
Chỉ số $VIP$ (Variable Influence on Projections) giúp loại bỏ các bước sóng gây nhiễu và giữ lại các biến có đóng góp quan trọng ($VIP > 1.0$). Trong đề tài, các bước sóng có $VIP > 1.0$ tập trung chính xác vào vùng 250–280 nm (vùng hấp thu cực đại của caffeine) và 300–350 nm (vùng hấp thu của các acid hữu cơ). Việc chọn lọc này giúp mô hình giảm $RMSEE$ từ 0.10% xuống 0.05% và giảm $RMSEP$ từ 0.50% xuống 0.07%, tăng độ tin cậy khi định lượng.
4. Hiệu suất trích ly caffeine bằng dung môi Ethanol : Nước khác biệt như thế nào so với quy trình chuẩn TCVN 9723:2013?
Kết quả đối chứng trên HPLC cho thấy phương pháp chiết siêu âm với Ethanol : Nước ($50:50\text{ v/v}$) cho hiệu suất thu hồi caffeine cao hơn khoảng 10% và độ lệch chuẩn tương đối ổn định hơn ($RSD = 1\text{–}5%$) so với phương pháp chiết nước sôi có bổ sung MgO theo TCVN 9723:2013 ($RSD \approx 5%$). Do đó, khi cần quy đổi kết quả định lượng về chuẩn TCVN, nồng độ xác định từ dung môi Ethanol-Nước được nhân với hệ số điều chỉnh tương ứng.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Võ Phương Duyên đã xây dựng thành công quy trình phân tích hàm lượng cà phê và caffeine trong cà phê rang xay bằng quang phổ UV-VIS kết hợp phân tích dữ liệu đa biến (PCA và PLS). Nghiên cứu mở rộng tập mẫu lên 106 mẫu cà phê thị trường, tối ưu hóa các điều kiện trích ly thân thiện môi trường và xác lập mô hình định lượng caffeine có độ chính xác cao ($R^2_Y = 0.991, RMSEP = 0.07%$). Kết quả nghiên cứu chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng các thiết bị đo quang phổ thông thường kết hợp thuật toán hóa trắc lượng để kiểm soát chất lượng cà phê và phát hiện gian lận thương mại một cách nhanh chóng, kinh tế.
