Nghiên cứu phương pháp xác định vitamin d (d2, d3) và vitamin k2 trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 2 lần (lc msms)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu phương pháp xác định vitamin D (D2, D3) vitamin K2 thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng khối phổ lần (LC-MS/MS) PHẠM THỊ ĐOAN Doan.PT202044M@sis.hust.edu.vn Ngành Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Hồng Sơn Viện: Công nghệ Sinh học Cơng nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 2022 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Đoan Đề tài luận văn: Xác định vitamin D (D2, D3) vitamin K2 thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng khối phổ lần (LC-MS/MS) Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số SV: 20202044M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 27/04/2022 với nội dung sau: Giải thích thêm vai trị vitamin K2 q trình hấp thu canxi Bổ sung phần bàn luận kết phân tích Bổ sung kết phân tích mẫu thực tế số mẫu thực phẩm Bổ sung phụ lục gồm số liệu thô sắc ký đồ chuẩn, mẫu phân tích Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2022 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu phương pháp xác định vitamin D (D2, D3) vitamin K2 thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng khối phổ lần (LC-MS/MS) Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên TS Vũ Hồng Sơn LỜI CẢM ƠN Để hoàn tất luận văn thạc sĩ yêu cầu tập trung, cố gắng độc lập nghiên cứu Bản thân sau năm tháng học tập vất vả nghiên cứu cố gắng để hoàn thành luận văn Tôi ghi nhận đóng góp giúp đỡ, ủng hộ, hỗ trợ nhiệt tình người bên cạnh mình, nhân muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới họ Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS.Vũ Hồng Sơn-Trưởng môn Quản lý chất lượng, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người hướng dẫn tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Đặc biệt xin chân thành cảm ơn ThS Lê Hồng Dũng ThS Trần Quang Thủy anh chị làm việc Khoa Hóa thực phẩm, Viện dinh dưỡng bảo tận tình chuyên môn tác phong làm việc suốt thời gian làm việc nghiên cứu khoa Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Bộ phận sau Đại học, Phòng đào tạo, phòng khảo thí Đại học Bách khoa Hà Nội, tạo điều kiện cho tơi học tập làm khóa luận cách thuận lợi Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể lớp 20BCNTP qua tháng ngày miệt mài học tập, chia sẻ niềm vui nỗi buồn, động viên tơi qua khó khăn, để tơi vững bước vượt qua vất vả, tâm hoàn thành luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn gia đình bạn bè mang tới tất niềm tin, định hướng theo dõi suốt chặng đường đời Nâng đỡ đến bên tơi giây phút khó khăn sống, tạo điểu kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực đề tài hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Đề tài: Nghiên cứu phương pháp xác định vitamin D (D2, D3) vitamin K2 thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng khối phổ lần Tác giả luận văn: Phạm Thị Đoan Khóa: 2020B Giáo viên hướng dẫn: TS Vũ Hồng Sơn Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài: Vitamin D K biết đến vitamin quan trọng sức khỏe người Trong vitamin D3 K2 phần thiết yếu sức khỏe xương Khi nói đến tăng trưởng chiều cao trẻ nhỏ, yếu tố di truyền quy định “chiều cao tiềm năng”, dinh dưỡng lại yếu tố quan trọng định trẻ có đạt mức chiều cao tối đa khơng Do để tăng chiều cao giai đoạn tiền dậy cần "khuyến khích" hormone tăng trưởng sản xuất làm việc hết công suất, nhờ chế độ ăn uống cân với loại vitamin khống chất để tăng cường hình thành, phát triển xương Trong số đó, vitamin K2, với Canxi vitamin D vi chất quan trọng giúp hình thành, phát triển đảm bảo sức khỏe xương, thời kỳ 6-11 tuổi Phần lớn vitamin D2 D3 chế độ ăn uống đến từ việc tăng cường thực phẩm sản phẩm sữa Vì cần đảm bảo mức độ bổ sung sản phẩm thực phẩm xác, thử nghiệm cần có phương pháp thân thiện với người dùng, tốn thời gian,và xác Cũng nhu cầu ước tính hàm lượng vitamin phần ăn hàng ngày Vì chúng tơi lựa chọn đề tài nghiên cứu phương pháp “Xác định vitamin D (D2, D3) vitamin K2 thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng khối phổ lần (LC-MS/MS)” b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Mục tiêu cụ thể:  Khảo sát chọn lựa quy trình chiết phân tích sắc ký phù hợp để xác định Vitamin D Vitamin K2 thực phẩm  Thẩm định thông số quy trình phân tích theo tiêu chuẩn AOAC Đối tượng nghiên cứu: Đối với Vitamin D2 tiến hành nghiên cứu đối tượng: nấm Viatmin D3: thịt lợn Vitamin K2: sữa bột, thịt bị c) Tóm tắt đọng nội dung phương pháp nghiên cứu: - Tổng quan vitamin D2-D3 vitamin K2, phương pháp nghiên cứu trước - Khảo sát, tối ưu thông số vận hành thiết bị LC-MS/MS để phân tích định lượng vitamin D2, D3, K2 - Tối ưu quy trình tách chiết chất cần phân tích mẫu lựa chọn - Phương pháp phân tích sau khảo sát lựa chọn điều kiện phù hợp thẩm định nhằm xác nhận giá trị sử dụng theo yêu cầu tiêu chuẩn AOAC 2012 Tác giả mong muốn để nghiên cứu hồn thiện nữa, hướng phát triển đề tài đặt sau:  Do chưa có đủ điều kiện thời gian, vật chất nên nhóm nghiên cứu hạn chế đối tượng mẫu nghiên cứu, chúng tối mong muốn tiếp tục xây dựng quy trình phân tích vitamin D, K mẫu khác sản phẩm dinh dưỡng công thức, thực phẩm bảo vệ sức khỏe  Ứng dụng quy trình xây dựng để phân tích loại thực phẩm sản phẩm có mặt thị trường HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Phạm Thị Đoan MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VITAMIN D VÀ K 1.1 Tổng quan vitmin D2, D3 K2 Nguồn gốc tính chất Vitamin D Nguồn gốc tính chất vitamin K 1.2 Tổng quan nghiên cứu liên quan Các nghiên cứu liên quan đến vitamin D2 D3 Các nghiên cứu liên quan đến vitamin K 1.3 Tổng quan kỹ thuật sắc ký lỏng ghép hai lần phối khổ (lc-ms/ms) .8 Nguyên lý chung Các loại đầu dò khối phổ Nguồn ion hóa đầu dị khơi phổ 10 1.3.3.3 Ion hóa photon áp suất khí (APPI) 12 Một số kỹ thuật ghi phổ đầu dò khối phổ 12 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 14 Đối tượng nghiên cứu 14 Hóa chất thiết bị 14 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 16 Khảo sát, tối ưu thống số vận hành thiết bị LC-MS/MS 16 Tối ưu quy trình chiết mẫu 18 2.3 Thẩm định phương pháp 22 Tính chọn lọc 22 Khoảng tuyến tính đường chuẩn 22 Giới hạn phát (LOD); Giới hạn định lượng (LOQ) 23 Độ lặp lại 23 Độ thu hồi 24 Tiêu chuẩn AOAC 25 Tính tốn kết 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Điều kiện vận hành thiết bị LC-MS/MS 26 Điều kiện khối phổ 26 Lựa chọn điều kiện sắc ký 29 i 3.2 Quy trình chiết mẫu 37 Quy trình chiết vitamin D2 D3 37 Quy trình chiết vitamin K2 38 3.3 Thẩm định phương pháp 40 Độ ổn định thiết bị 40 Tính chọn lọc 40 Khoảng tuyến tính đường chuẩn 45 Giới hạn phát LOD giới hạn định lượng LOQ 46 Độ lặp lại độ thu hồi phương pháp 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo viatmin D2 D3 Hình 1.2 Cấu tạo vitamin K1 K2 Hình 1.3Sơ đồ tạo ion dương nguồn ESI 10 Hình 1.4 Lựa chọn kiểu tạo ion 11 Hình 1.5 Thiết bị LC-MS/MS Qtrap 5500 Sciex 13 Hình 1.6 Mơ hình phân tích tứ cực chập ba 13 Hình 2.1Xác định LOD cách tính S/N 23 Hình 3.1 Phổ khảo sát ion vitamin D2 – Q1 27 Hình 3.2 Phổ khảo sát ion vitamin D2, mảnh 397,4 Da – Q3 27 Hình 3.3 Phổ khảo sát ion vitamin D3 – Q1 28 Hình 3.4 Phổ khảo sát ion vitamin D3, mảnh 385,4 Da – Q3 28 Hình 3.5 Phổ khảo sát ion vitamin K2 – Q1 29 Hình 3.6 Phổ khảo sát ion vitamin K2, mảnh 445,4 Da – Q3 29 Hình 3.7 Chuẩn mix 200ppb cột ODS 30 Hình 3.8 Chuẩn mix 200ppb cột XDB 31 Hình 3.9 Mix chuẩn 200ppb Pha động điều kiện đẳng dòng tốc độ 1ml/phút 32 Hình 3.10 Mix chuẩn 50ppb pha động điều kiện đẳng dịng tốc độ 1ml/phút 33 Hình 3.11 Mix chuẩn 200ppb pha động gradient 34 Hình 3.12 Mix 200ppb Pha động gradient (AOAC) 35 Hình 3.13 Mix 200ppb pha động gradient 36 Hình 3.14 Sắc ký đồ mẫu chuẩn,dung môi, mẫu blank, mẫu nạp chuẩn vitamin D2 nấm 41 Hình 3.15 Sắc ký đồ mẫu chuẩn, mẫu blank, mẫu nạp chuẩn vitamin D3 thịt lợn 42 Hình 3.16 Sắc ký đồ mẫu chuẩn, mẫu blank, mẫu nạp chuẩn vitamin K2 thịt bò 43 Hình 3.17 Sắc ký đồ mẫu chuẩn, mẫu blank, mẫu nạp chuẩn vitamin K2 sữa bột 44 Hình 3.18 Đường chuẩn vitamin D2 46 Hình 3.19 Đường chuẩn vitamin D3 46 Hình 3.20 Đường chuẩn vitamin K2 46 Hình 3.21 Sắc ký đồ chuẩn vitamin D2_2ppb 47 iii Hình 3.22 Sắc ký đồ chuẩn vitamin D3_2ppb 47 Hình 3.23 Sắc ký đồ chuẩn vitamin K2_1ppb 47 Hình 3.24 Sắc ký đồ mẫu blank mẫu nạp chuẩn D2 nấm 52 Hình 3.25 Sắc ký đồ mẫu blank mẫu nạp chuẩn D3 thịt lợn 55 Hình 3.26 Sắc ký đồ mẫu blank mẫu nạp chuẩn K2 sữa bột 57 Hình 3.27 Sắc ký đồ mẫu blank mẫu nạp chuẩn K2 thịt bò 58 iv chuẩn nồng độ cao 500ppb ( 333,3ng/g) có độ lệch chuẩn tương đối 3,92% độ thu hồi R% = 88,07% Theo nghiên cứu cơng bố Food Chemistry [15] phân tích xác định hàm lượng Vitamin D thực phẩm, kết nghiên cứu cho thấy hệ số biến thiên sau làm lặp lại ba lần Vitamin D3 D2