Luận văn ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích một số dạng crom trong thực phẩm

1 MỞ ĐẦU Crom diện khắp nơi xung quanh chúng ta, khơng khí, đất, nước nhiều loại thực phẩm Cũng giống nguyên tố vi lượng khác, Crom tồn với lượng nhỏ thực phẩm nồng độ dao động phụ thuộc vào trình phơi nhiễm loại thực phẩm với Crom mơi trường trình sản xuất Vì cần phải phân tích, kiểm sốt hàm lượng Crom kim loại nặng khác thực phẩm Độc tính kim loại phụ thuộc vào dạng tồn chúng, Cr(III) dạng có lợi cho sức khỏe người (tham gia vào trình điều tiết chuyển hóa đường, protein thể, ngăn ngừa bệnh lý tim mạch, ) Cr(VI) lại thành phần độc tố người (Cr(VI) cho nguyên nhân gây bệnh da, bệnh đường tiêu hóa, hơ hấp, ung thư, đột biến gen, …) Chính xác định dạng tồn việc cần thiết, đặc biệt dạng tồn thực phẩm Trong năm gần đây, nhu cầu địi hịi có phương pháp quy trình phân tích xác, nhạy để xác định Cr(VI) mẫu khác ngày cấp bách dẫn đến phát triển nhiều quy trình Một số kỹ thuật xác định Cr(VI) bao gồm phương pháp quang phổ, quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS), quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (ETA-AAS), phổ khối nguồn plasma cao tần cảm ứng (ICP-MS), quang phổ phát xạ nguồn plasma cao tần cảm ứng kết hợp với hóa khơng lửa, sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) nhiên phương pháp đòi hỏi đầu tư trang thiết bị tốn kém, kinh phí vận hành, trì cao, thao tác phức tạp khơng phù hợp với hầu hết phịng thí nghiệm Việc xác định hàm lượng siêu vết thực cách kết hợp kỹ thuật tách chiết giai đoạn đầu trước phân tích Nhiều kỹ thuật tách chiết nghiên cứu phát triển để định lượng Cr(VI) bao gồm: chiết lỏng-lỏng, vi chiết đơn giọt, chiết pha rắn, đồng kết tủa, phân tích dạng sắc ký ion, phương pháp phân tích dạng không lửa quang học Các kỹ thuật tương đồng độ nhạy độ chọn lọc số gặp nhiều khó khăn sử dụng lượng lớn dung môi độc hại cho sức khoẻ người gây nhiễm mơi trường Vì nhằm đưa phương pháp tách chiết, làm giàu chất phân tích cách đơn giản, dễ thực thân thiện với môi trường, sử dụng kỹ thuật chiết điểm mù để tách làm giàu chất phân tích Kỹ thuật chiết điểm mù (cloud point extraction – CPE) có nhiều ưu điểm hẳn phương pháp tách chiết kể đơn giản, có hiệu kinh tế cao, sử dụng dung môi thân thiện môi trường, lượng dung môi sử dụng ít, kết hợp với nhiều phương pháp khác phù hợp với điều kiện trang thiết bị phịng thí nghiệm Việt Nam Vì chúng tơi chọn đề tài “Ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích số dạng Crom thực phẩm” Trong nghiên cứu Cr(VI) tạo phức với 1,5-diphenylcarbazide (DPC) tạo thành phức chất có màu tím đỏ chiết với Triton X-100 chất hoạt động bề mặt khơng ion Sau Cr(VI) xác định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ICP-MS Một số dạng khác Cr bao gồm tổng Cr Cr(III) xác định phương pháp tương tự Trong trình sản xuất, đóng gói, Crom dễ bị phơi nhiễm vào thực phẩm, đo cần phải phân tích xác định hàm lượng Cr thực phẩm đặc biệt thực phẩm dành cho trẻ em Do chúng tơi chọn sữa bột công thức dành cho trẻ em đối tượng nghiên cứu đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CROM 1.1.1 Vai trò Crom với người Đặc tính, độc tính kim loại phụ thuộc vào dạng chúng Crom tồn chủ yếu hai dạng oxi hóa Crom hóa trị +3 (Cr(III)) Crom hóa trị +6 (Cr(VI)) Trong Cr(III) đóng vai trị quan trọng chuyển hóa đường, insulin protein, Cr(VI) lại coi tác nhân gây đột biến ung thư Cr(VI) bị nghi ngờ thể độc tính cao hít phải, tác dụng lên đường hơ hấp, gan, thận, hệ tiêu hóa hệ miễn dịch máu Nghiên cứu dịch tễ học công nhân tiếp xúc với Cr(VI) cho thấy hít phải Cr(VI) làm tăng nguy ung thư phổi Khi tiếp xúc với Cr(VI) gây viêm da, mọc mụn, loét da Có nhiều nghiên cứu chứng minh khả gây ung thư Cr(VI) sau tiến hành thí nghiệm cho chuột uống nước có chứa Cr(VI) Tuy nhiên độc tính Cr thực phẩm cịn thảo luận Cr(VI) bị giảm đáng kể mơi trường axit dày Vì phơi nhiễm Cr(VI) qua hô hấp tiếp xúc gây nhiều vấn đề so với phơi nhiễm qua đường ăn uống.[1] Thông thường, hàm lượng crom thể động vật thực vật vào khoảng 10-3 – 10-4 %, thể người khoảng 10-3 – 10-6 %, nhu cầu crom ngày thể người khoảng 50 – 200 µg Crom có ích cho thể người lớn việc đồng hóa cacbonhydrat lipit kép Sự thiếu crom thể dẫn đến tăng đường huyết Y học khuyến cáo phụ nữ mang thai mẹ thời kì cho bú, bệnh nhân tiểu đường người 45 tuổi nên sử dụng thực phẩm chứa nhiều crom thuốc lên men, gan động vật, rau tươi.[2] Crom kích thích hoạt động insulin, loại hormon giúp tiêu thụ thành phần glucose tế bào để dự trữ sản sinh lượng cho thể Nó cịn hỗ trợ hoạt động tuyến tuỵ việc sản sinh insulin Hơn thế, Crom tác động đến chuyển hoá chất béo việc đốt cháy lipit, giảm lượng cholesterol có hại thể ngừa béo phì bệnh lý tim mạch, chứng xơ vữa động mạch Crom hỗ trợ vận chuyển đường huyết (glucose) từ mạch máu đến tế bào, điều khiển lượng đường máu kiểm sốt bệnh tiểu đường loại Crom tác động tích cực đến thị giác, người có hàm lượng crom thấp nguy mắc bệnh tăng nhãn áp cao Crom làm giảm thiểu q trình canxi, giúp ngăn ngừa tình trạng lỗng xương phụ nữ tiền mãn kinh Đối với phụ nữ mang thai, mẹ bầu thường mắc chứng tiểu đường thai kỳ, để giữ cho mức đường thể mức bình thường, Crom làm việc với hormon insulin để trì lượng đường Crom thúc đẩy việc tạo thành protein mô tế bào lớn dần em bé bụng, góp phần vào phát triển thai nhi Nhu cầu Crom phụ nữ có thai cho bú khoảng 55 – 60 µg, chí có tài liệu đề cập cao Thiếu crom gây triệu chứng lo lắng, buồn bực, mắc số bệnh vành tim, bệnh tiểu đường, bệnh đường huyết thấp hay làm rối loạn chức gây béo phì Thừa crom gây số bệnh liên quan đến dày, hạ đường huyết, nặng gây tổn thương gan, thận, thần kinh gây nhịp tim bất thường.[2] Crom tồn men, thịt, khoai tây, phô mai, mật đường, gia vị, loại ngũ cốc nguyên hạt trái rau củ tươi sống Bên cạnh đó, crom có mặt số loại sữa cơng thức Tỷ lệ Crom có thực phẩm gan bò, lòng đỏ trứng, men bia thường thấp 10µg/100g, tỷ lệ nhiều chút ngô, khoai tây, bánh mỳ đen, đậu xanh, nấm, thịt bị.[2] Hình 1.1 Các nguồn thực phẩm giàu Crom Độc tính Crom người Các nguồn phát thải Crom vào môi trường (sự phong hóa đất đá, núi lửa hoạt động, hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thuộc da…) thải lượng Crom vào mơi trường tạo tích lũy Crom mơi trường (đất, nước, khơng khí, trầm tích) Khi người động thực vật tiếp xúc trao đổi chất với môi trường làm cho lượng Crom mơi trường đưa vào tích lũy thể người loài động thực vật Sau động thực vật lại sử dụng làm thực phẩm hay chế phẩm để cung cấp cho người Do làm cho lượng Crom tích lũy thể người tăng lên Sự tích lũy thời gian dài gây số bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe người Với đặc tính hóa lý Crom (như: nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi cao, khó oxi hóa, cứng, tính bảo vệ cao…) mà Crom ngày ứng dụng rộng rãi đời sống cơng nghiệp Cùng với việc ô nhiễm kim loại Crom môi trường ngày gia tăng, tác hại gây cho người ngày nhiều Crom xếp vào nhóm có khả gây ung thư, tùy vào dạng tồn mà có tác động đến người khác Crom thường tồn dạng Cr(III) Cr(VI), Cr(III) tham gia vào điều tiết insulin chuyển hóa glucose thể Cr(VI) độc (độc gấp 100 lần so với Cr(III)), tác nhân chủ yếu dẫn đến bệnh ung thư, đột biến gen, bệnh da cho người Tuy nhiên người lại hấp thụ Cr(VI) nhiều Cr(III), crom kim loại khơng độc.[3, 4] Crom xâm nhập vào người thông qua ba đường: tiêu hóa, hơ hấp tiếp xúc Sau xâm nhập vào thể Crom hịa tan máu nồng độ 0,001mg/l, sau chúng hịa tan vào hồng cầu (tốc độ hòa tan tăng nhanh từ 10-20 lần) Từ hồng cầu crom chuyển vào tổ chức phủ tạng giữ lại phổi, xương, thận, gan, phần lại chuyển qua nước tiểu Ở quan phủ tạng, crom hòa tan dần vào máu, đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm.[3] Qua tiếp xúc: Khi tiếp xúc với da, hợp chất Cr(VI) gây lở loét, mọc mụn cơm Khi Cr(VI) xâm nhập vào thể qua da, kết hợp với protein tạo thành phản ứng kháng nguyên, kháng thể gây tượng dị ứng, bệnh tái phát Khi tiếp xúc trở lại, bệnh tiến triển không cách ly trở thành tràm hóa Qua đường hơ hấp: Khi trực tiếp hít phải dẫn đến viêm đường hơ hấp, viêm yết hầu, viêm quản niêm mạc bị kích thích (sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy nước mũi) Khi dạng hóa chất gây bỏng nghiêm trọng cho hệ hô hấp người bị thấm nhiễm Qua đường tiêu hóa: Crom xâm nhập vào thể người chủ yếu qua đường thức ăn, lên mô để tạo phát triển tế bào không nhân, gây ung thư Tuy nhiên với hàm lượng cao, Crom làm kết tủa protein, axit nuclêic ức chế lên men Cr(VI) hấp thụ qua dày, ruột nhiều Cr(III) Mức độ hấp thụ qua đường ruột tùy thuộc vào dạng hợp chất mà hấp thụ cịn thấm qua màng tế bào Nếu Cr(III) hấp thụ 1% lượng hấp thụ Cr(VI) lên tới 50% 1.1.2 Tính chất dạng tồn Crom Crom có số oxi hóa đa dạng từ +1 đến +6, số oxi hóa +3 +6 hai dạng bền có ứng dụng rộng rãi đời sống Crom hợp chất có số oxi hóa khác có màu đặc trưng khác nhau: Cr(VI) thể tính oxi hóa mạnh dung dịch có màu vàng da cam, Cr(III) có màu xanh (đây dạng bền crom), Cr(II) thể tính khử dung dịch có màu xanh da trời (ngoài hợp chất Cr(II) có màu khác CrO màu đen, Cr(OH)2 màu vàng, CrS màu đen, CrCl2 màu trắng) [5-7] Crom (III) Hợp chất Cr(III) tồn chủ yếu dạng: Cr(NO3)3, Cr(CH3COO)3 Cr2O3 Cr(III) thu cách hòa tan nguyên tố Crom axit HCl, H2SO4 thu cách khử Cr(VI) cytochrom C7 Crom (III) có xu hướng hình thành phức bát diện, Clorua hydrat crom (III) thương mại phức chất màu xanh đậm [CrCl2(H2O)4]Cl, hợp chất [CrCl(H2O)5]Cl2 có màu xanh nhạt, [Cr(H2O)6]Cl3 màu violet Nếu Clorua crom (III) màu xanh cây, khơng ngậm nước hịa tan nước dung dịch màu xanh chuyển sang màu tím sau thời gian clorua cầu liên kết thay nước Crom (III) hydroxit (Cr(OH)3) chất lưỡng tính, hịa tan dung dịch axit tạo thành [Cr(H2O)6]3+ dung dịch bazơ tạo thành [Cr(OH)6]3- Nó bị tách nước đun nóng tạo thành Cr2O3 có màu xanh có cấu trúc tinh thể giống hệt corundum Crom (VI) Các hợp chất Crom (VI) chất oxi hóa pH thấp trung tính, Cr(VI) chủ yếu tồn dạng CrO42- Cr2O72- Chúng tồn trạng thái cân bằng, phụ thuốc vào pH [CrO4]2−+ H+⇌ [Cr2O7]2−+ H2O Các halogenua Cr(VI) bao gồm CrF6 CrO2Cl2 Cả CrO42- Cr2O72- tác nhân oxi hóa mạnh pH thấp Cr2O2−7 + 14 H3O+ + e− → 2Cr3+ + 21H2O (ε0= 1,33V) Tuy nhiên chúng bị oxi hóa vừa phải pH cao CrO2−4 + 4H2O + e− → Cr(OH)3 + 5OH−(ε0= −0,13V) Axit Cromic có cơng thức giả thiết H2CrO4, hóa chất chưa mơ tả rõ ràng, nhiều có nhiều Cromat dicromat xác định rõ CrO3 có màu đỏ sẫm, anhydrit axit axit cromic bán dạng axit cromic cơng nghiệp Nó sản xuất cách trộn lẫn axit sunfuric với dicromat, tác nhân oxi hóa mạnh Một số dạng oxi hóa khác Crom Các hợp chất Cr(V) hiếm, chúng tồn hợp chất trung gian nhiều phản ứng liên quan đến qúa trình oxi hóa cromat Hợp chất nhị phân Cr(V) CrF5, chất rắn màu đỏ dễ bay hơi, điểm nóng chảy 30°C, nhiệt độ sôi 117°C Một trạng thái khác Cr(V) Peroxocromat (V) (K3[Cr(O2)4]), hợp chất có màu đỏ nâu, ổn định nhiệt độ phòng tự phân hủy cách tự nhiên 150 – 170°C Các hợp chất Cr(IV) phổ biến so với Cr(V), chủ yếu hợp chất Crom với halogen: CrF4, CrCl4, CrBr4 Các hợp chất thường dễ bị phân hủy không ổn định nước Nhiều hợp chất Cr(II) biết đến như: CrCl2, CrO, CrSO4 Nhiều cacboxylat crom biết đến crom đỏ (II) acetat (Cr2(O2CCH3)4) có liên kết cực Hầu hết hợp chất Cr(I) thu cách oxi hóa phức Crom bát phân giàu electron Các phức Cr(I) khác chứa phối tử cyclopentadienyl Hợp chất Crom xác định thực nghiệm để chứa liên kết ngũ phân Cr-Cr Hầu hết hợp chất Cr(O) dẫn xuất hợp chất crom hexacarbonyl bis(benzen) 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CROM 1.2.1 Phương pháp Von-Ampe hồ tan Phương pháp Von-Ampe hịa tan phương pháp điện hóa có độ nhạy cao, có khả xác định nhiều ion kim loại có nồng độ nhỏ khoảng 10-6 – 10-8 mol/l với sai số – 15 % điều kiện tối ưu Phương pháp cho phép xác định định lượng vết khoảng thời gian ngắn, kỹ thuật phân tích đơn giản, tốn hóa chất, máy móc khơng phức tạp [8, 9] Nguyên tắc phương pháp dựa bước: + Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích bề mặt điện cực làm việc khoảng thời gian xác định điện cực xác định + Bước 2: Hịa tan chất phân tích làm giàu bề mặt điện cực cách quét chiều (anot catot) theo kỹ thuật điện hóa xác định Sự hịa tan tạo thành dòng hòa tan Dòng đo ghi lại Trên đường Von-Ampe hòa tan xuất pic nguyên tố cần phân tích Nồng độ chất cần phân tích tính tốn dựa chiều cao pic Một số cơng trình nghiên cứu: Các tác giả Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Văn Hợp, Hoàng Thái Long, Nguyễn Hải Phong, Lưu Thị Hương, Lê Quốc Hùng nghiên cứu xác định Crom phương pháp Von-Ampe hịa tan hấp thụ Phương pháp sử dụng Vơn kế hấp phụ sóng vng (SqW-AdSV) với điện cực màng bismuth (BiFE) áp dụng để xác định crom (Cr) mẫu trầm tích sơng Hương đầm phá Tam Giang – Cầu Hai Kết thu cho thấy hàm lượng crom mẫu trầm tích sông từ 0,01 – 4,5 ppm (trọng lượng khô); mẫu trầm tích đầm từ 5,6 – 20,9 ppm (trọng lượng khô) [10] Zorica Stojanovic cộng nghiên cứu xác định Cr(VI) phương pháp vôn kế anốt cách sử dụng điện cực carbon thủy tinh mạ bạc Nghiên cứu sử dụng phép đo điện áp tước anốt xung vi sai (DP-ASV) để xác định lượng vết crom hóa trị sáu (Cr (VI)) điện cực carbon thủy tinh mạ bạc Kết cho thấy giới hạn phát LOD 0,1 µM; độ thu hồi từ 97 – 105 %, khoảng nồng độ tuyến tính từ 0,35 – 40 µM Cr(VI) [11] 1.2.2 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES Nguyên tắc: Dùng nguồn sáng để hóa ngun tử cần phân tích sau cung cấp nguồn lượng cho nguyên tử nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích Trạng thái tồn thời gian ngắn, nguyên tử có xu hướng chuyển trạng thái ban đầu bền vững Khi chuyển trạng 10 thái ban đầu giải phóng lượng mà hấp thụ Bức xạ phổ phát xạ ngun tử ghi tín hiệu ghi lại Dựa vào vị trí vạch phổ mà ta xác định thành phần nguyên tố có mẫu Đo cường độ vạch phổ để xác định hàm lượng chất cần phân tích [8, 9, 12] Phương pháp khái quát qua bước sau: [12] + Bước 1: Nguyên tử hóa mẫu: trước hết mẫu chuyển dạng (khí) nguyên tử hay Ion tự mơi trường kích thích Sau dùng nguồn lượng phù hợp để kích thích đám để chúng phát xạ + Bước 2: Thu, phân li ghi toàn phổ phát xạ vật mẫu nhờ hệ thống máy quang phổ + Bước 3: Đánh giá phổ ghi mặt định tính định lượng theo yêu cầu đặt Sự đời nguồn phát xạ nguyên tử cảm ứng cao tần (ICP) bước tiến lớn phương pháp, làm cho phương pháp sử dụng rộng rãi khoảng 20 năm trở lại Các cơng trình nghiên cứu: Takashi Sumida cộng xác định dạng Cr(III) Cr(VI) bước sóng 267,7 nm với LOD 0,04 μg/L 0,09 μg/L.[13] Jamshid L Manzoori Farzaneh Shemirani sử dụng phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES kết hợp cảm ứng cao tần ICP để xác định Cr(VI) Cr tổng sau làm giàu chiết dung môi chiết ngược Tổng Cr xác định sau oxi hóa Cr(III) lên Cr(VI) KMnO4 mơi trường axit Cr(III) tính chênh lệch Cr tổng Cr(VI) Kết cho thấy độ lệch chuẩn cho 10 lần phân tích lặp lại 1,8 % (đối với 20 µg/l Cr(VI)) 1,6 % (đối với 40 µg/l Cr tổng) Giới hạn phát Cr(VI) Cr tổng 1,0 0,9 µg/l [14] 1.2.3 Phương pháp ICP-MS Nguyên tắc: Phổ khối nguồn cảm ứng cao tần plasma (ICP-MS) hoạt động dựa nguyên tắc: mẫu (đã đưa dạng lỏng) đưa vào 60 12 4,5 0,1403 13 5,0 0,159 14 5,5 0,1642 15 6,0 0,1714 16 6,5 0,1751 17 7,0 0,1779 0.2500 y = 0.0313x + 0.0011 R² = 0.9993 Độ hấp thụ (ABS) 0.2000 0.1500 0.1000 0.0500 0.0000 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 Nồng độ Cr (mg/L) Hình 3.12 Đường chuẩn xác định Crom Hình 3.12 cho thấy có khoảng tuyến tính từ – mg/l, đường chuẩn xác định Cr có dạng y = 0,0313x + 0,0011 với hệ số tương quan R2 = 0,9993 Đường chuẩn sử dụng trình xác định Cr tổng số Cr6+ mẫu phân tích 3.3 ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP VÀ ÁP DỤNG VÀO PHÂN TÍCH MẪU THỰC 3.3.1 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp Giới hạn phát nồng độ thấp phát được, nồng độ lớn mẫu trắng với độ tin cậy 99% 61 Trong nghiên cứu này, xác định giới hạn phát phương pháp cách đo lặp lại lần mẫu dung dịch chuẩn Cr(VI) có nồng độ 0,1 µg/g, điều kiện thiết lập lập đường chuẩn, chấp nhận sai khác độ lệch chuẩn mẫu mẫu trắng không đáng kể Độ lệch chuẩn lần đo lặp lại là: SD = 0,0034 Chỉ số %RSD = 3,523 Giới hạn phát hiện: LOD = 3SD = 0,01 µg/g Giới hạn định lượng: LOQ = 10SD = 0,034 µg/g Ta có hệ số HR = 0,0965/0,01 = 9,65, cho thấy nồng độ dung dịch thử phù hợp kết qủa LOD tính đáng tin cậy Bảng 3.13 Kết quả phân tích lần lặp lại mẫu Cr6+ 0,1 µg/g STT Hàm lượng Cr (µg/g) Độ thu hồi (%) 0,0942 94,2 0,0969 96,9 0,0988 98,8 0,102 102 0,0912 91,2 0,0961 96,1 0,0963 96,3 TB 0,0965 96,5 SD 0,0034 3.3.2 Độ lặp lại phương pháp Độ lặp lại phương pháp phân tích hàm lượng dạng Crom mẫu đánh giá cách phân tích lần mẫu để tính giá trị trung 62 bình, độ lệch chuẩn hệ số biến thiên (%RSD) Kết Bảng 3.14 Bảng 3.14 Đánh giá độ lặp lại phương pháp Giá trị trung bình (µg/g) Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên (%RSD) Glico 0,499 0,011 2,204 Mironaga 0,393 0,008 2,036 Loại mẫu Từ số liệu thu Bảng 3.14 ta thấy phương pháp có độ lặp lại tốt ổn định có hệ số biến thiên nhỏ (% RSD < 5%) 3.3.4 Độ thu hồi phương pháp Để đánh giá độ thu hồi phương pháp dùng phương pháp thêm chuẩn Lấy 5,0 ml dung dịch mẫu sau phá mẫu Sau đó, thêm 0,5 µg/g 1,0 µg/g dung dịch chuẩn Crom Tiến hành chuẩn bị mẫu xác định Độ thu hồi (giá trị trung bình lần đo lặp lại) đưa Bảng 3.15 Bảng 3.15 Đánh giá độ thu hồi phương pháp Lượng Cr mẫu STT Mẫu sữa chưa thêm chuẩn (µg/g) Glico Mironaga Lượng Cr chuẩn thêm vào (µg/g) Lượng Cr đo (µg/g) Độ thu hồi (%) Hệ số biến thiên (%RSD) 0,5 0,944 ± 0,009 89,0 0,953 1,0 1,506 ± 0,027 100,7 1,793 0,5 0,839 ± 0,01 89,2 1,192 1,0 1,398 ± 0,023 100,5 1,645 0,499 0,393 63 So sánh với phương pháp đo trực F-AAS, chúng tơi tiến hành phân tích Cr theo F-AAS để xác định độ thu hồi Kết xác định hàm lượng Cr mẫu cách đo trực tiếp mẫu phương pháp F-AAS thể Bảng 3.16 Bảng 3.16 Số liệu đo mẫu trực tiếp phương pháp F-AAS Lượng Cr mẫu STT Mẫu sữa chưa thêm chuẩn (µg/g) Glico Mironaga Lượng Cr chuẩn thêm vào (µg/g) Lượng Cr đo (µg/g) 0,5 1,011 ± 0,007 101,4 0,692 1,0 1,509 ± 0,022 100,5 1,458 0,5 0,944 ± 0,007 101,8 0,741 1,0 1,445 ± 0,021 101,0 1,453 Hệ số Độ thu biến hồi (%) thiên (%RSD) 0,504 0,435 So sánh kết phương pháp nghiên cứu với kết đo mẫu trực tiếp cho thấy mẫu có độ thu hồi tốt, đáng tin cậy, hệ số biến thiên nhỏ (dưới 5%), đáp ứng yêu cầu phép phân tích lượng vết 3.3.5 Quy trình phân tích dạng crom thực phẩm Mẫu sau qua trình xử lý mẫu (để đưa mẫu dạng dung dịch) tiến hành phân tích crom kỹ thuật chiết điểm mù kết hợp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Quá trình xác định tiến hành với điều kiện tối ưu CPE theo khảo sát Các điều kiện tối ưu thể Bảng 3.17 Bảng 3.17 Các điều kiện tối ưu CPE Điều kiện STT pH Giá trị 64 Nồng độ DPC (%) 0,1 % 0,1 mL Nồng độ Triton X-100 (%) 2% 0,5 mL Nhiệt độ đun cách thủy (°C) 90 Thời gian đun cách thủy (phút) 110 Nồng độ chất điện li NaCl (%) 1,0 mL Thời gian ly tâm (phút) 10 3500 vịng/phút Khoảng tuyến tính (mg/L) Giới hạn phát (LOD) (µg/g) 0,01 10 Giới hạn định lượng (LOQ) (µg/g) 0,034 – 5,0 Quy trình phân tích mẫu sữa bột cơng thức dành cho trẻ em thực sau: + Lấy 5,0 ml dung dịch mẫu thực sau tiến hành phân hủy mẫu + Thêm axit HCl 0,1M để dung dịch có pH=2 + Thêm 0,1 ml dung dịch 1,5-diphenylcarbazide 0,1 % + Thêm 0,5 ml Triton X-100 % + Thêm 1,0 ml dung dịch NaCl % + Định mức 10 ml đun cách thủy 90°C 110 phút + Sau đó, lấy ly tâm 10 phút với tốc độ ly tâm 3500 vòng/phút, làm lạnh 15 phút + Tách lấy phần nhớt sau hịa tan dung dịch axit HNO3 0,1M Metanol định mức thành 10 ml Xác định nồng độ Cr phương pháp F-AAS để xác định hàm lượng Cr có mẫu 65 3.3.6 Kết phân tích dạng crom mẫu sữa công thức cho trẻ em Các kết khảo sát bên ta chọn điều kiện tối ưu pH, nồng độ lượng thuốc thử DPC, nồng độ lượng chất hoạt động bề mặt Triton X-100, nhiệt độ thời gian đun cách thủy, chất điện li thời gian ly tâm phương pháp chiết điểm mù Từ ta đưa quy trình phân tích Crom mẫu sữa bột sau: Quy trình phân tích Crom tổng số mẫu sữa bột: xử lý mẫu mục 2.5.2 sau dung dịch sau phân hủy mẫu tiến hành chiết điểm mù xác định hàm lượng Cr tổng mẫu Xác định Cr(VI) tổng chiết mẫu sữa bột: trình phân hủy mẫu thực mục 2.5.2 sau đem xác định Cr(VI) kỹ thuật chiết điểm mù kết hợp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Xác định hàm lượng Cr(III) mẫu sữa bột: Hàm lượng Cr(III) tính chênh lệch hàm lượng Cr tổng số hàm lượng Cr(VI) Phân tích mẫu thực tế: Mẫu thực tế dùng làm đối tượng nghiên cứu mẫu sữa bột dành cho trẻ em thương hiệu sữa khác lưu thông thị trường Các mẫu sữa thu thập địa bàn Hà Nội Thời gian địa điểm lấy mẫu thể Bảng 3.18 Bảng 3.18 Thông tin mẫu sữa bột công thức cho trẻ em STT Ký hiệu mẫu M1 Glico (0 – 12 tháng tuổi) Đông Anh – Hà Nội 03/03/2019 M2 Hikid ILDONG (110 tuổi) Hà Đông – Hà Nội 05/03/2019 Tên mẫu Địa điểm Thời gian 66 M3 Pediasure (1-10 tuổi) Thanh Xuân – Hà Nội 06/03/2019 M4 Mironaga (1-3 tuổi) Từ Liêm – Hà Nội 06/03/2019 M5 Alula S26 Gold (1-3 Cầu Giấy – Hà Nội tuổi) 11/03/2019 Kết tích mẫu thực tế: Các mẫu phân tích tiến hành xử lý mẫu phân tích theo quy trình đưa bên Thực phân tích lặp lại lần với tất mẫu thu kết trung bình thể Bảng 3.19 Bảng 3.19 Kết quả phân tích mẫu thực tế Ký hiệu STT mẫu Kết (ng/g) Tỉ lệ (%) Cr tổng Cr(VI) Cr(III) Cr(VI) Cr(III) M1 499 22 477 4,4 95,6 M2 564 64 500 11,3 88,7 M3 613 69 544 11,3 88,7 M4 393 20 373 5,1 94,9 M5 435 12 423 2,8 97,2 67 700 600 Hàm lượng Cr (ng/g) 500 400 300 200 100 M1 M2 Cr tổng M3 Cr(III) M4 M5 Cr(VI) Hình 3.13 Hàm lượng dạng Crom mẫu thực Kết cho thấy Crom mẫu sữa tồn chủ yếu dạng Cr(III), thành phần có lợi cho sức khỏe người, hàm lượng Cr(VI) tìm thấy mẫu sữa có hàm lượng thấp (từ 12 – 70 ng/g) Mặc dù chưa có quy chuẩn giới hạn cho phép hàm lượng Crom tổng số hàm lượng Cr(VI) mẫu sữa bột Cr(VI) thành phần độc tố, gây nguy hiểm cho sức khỏe người, yêu cầu hàm lượng mẫu thực phẩm phải giới hạn cho phép Kết phù hợp với kết công bố hàm lượng Cr(VI) sữa cơng thức trẻ em nhóm tác giả Maria E Soares, Maria L Bastos Margarida Ferreira (2000) [54] 68 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết thu từ đề tài: “Ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích số dạng Crom thực phẩm”, rút kết luận sau: Đã xây dựng thành cơng quy trình xác định dạng Cr thực phẩm kỹ thuật chiết điểm mù (CPE) kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Đánh giá giá trị sử dụng phương pháp thông qua xác định giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ lặp lại độ thu hồi: Các giá trị LOD LOQ 0,01 µg/g 0,034 µg/g; phương pháp cho thấy có độ lặp lại tốt (hệ số biến thiên 5%), độ thu hồi thông qua phương pháp thêm chuẩn (89,0 – 100,7%) mẫu sữa đáp ứng yêu cầu phép phân tích lượng vết Xây dựng quy trình tách xác định hàm lượng dạng Cr số mẫu sữa bột dành cho trẻ em lưu thông thị trường kỹ thuật chiết điểm mù (CPE) kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Crom mẫu sữa tồn chủ yếu dạng Cr(III) hàm lượng Cr(VI) thấp (từ 12 – 70 ng/g) KIẾN NGHỊ Từ kết cho thấy phương pháp có độ nhạy cao, quy trình phân tích nhanh, đơn giản, dễ tiến hành, khơng địi hỏi trang thiết bị đắt tiền, phù hợp với nhiều phịng thí nghiệm nước Chúng tơi mở rộng phân tích dạng Crom nhiều loại mẫu khác sữa bột loại mẫu thực phẩm, đồ uống, thực phẩm chức năng… Từ kết mở rộng đối tượng phân tích, ngồi việc xác định dạng crom, chúng tơi xác định dạng kim loại khác mẫu thực phẩm 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO F Séby and V Vacchina, 2018, Critical assessment of hexavalent chromium species from different solid environmental, industrial and food matrices, Trends in Analytical Chemistry, 104, p 54-68 https://suckhoedoisong.vn/crom-cong-va-toi-n33064.html Trịnh Thị Thanh., 2003, Độc học, môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt., 2008, Hóa học vô cơ, 2, Nhà xuất Giáo Dục Hồ Việt Quý., 2000, Phức chất hóa học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Nhâm., 2001, Hố học vơ cơ– Tập 2, Nhà xuất Giáo dục Hồng Nhâm., 2001, Hố học vơ cơ– Tập 3, Nhà xuất Giáo Dục Phạm Luận., Trần Chương Huyến., Từ Vọng Nghi., 1990, Một số phương pháp phân tích điện hóa đại, Đại học Tự nhiên Hà Nội Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Ri., Từ Vọng Nghi., Nguyễn Xuân Trung., 2003, Hóa học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích cơng cụ, Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Nguyễn Thị Huệ., Nguyễn Văn Hợp., Hoàng Thái Long., Nguyễn Hải Phong., Lưu Thị Hương., Lê Quốc Hùng., 2016, Xác định crom trầm tích phương pháp von-ampe hịa tan hấp phụ, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Tập 21(4) 11 Z Stojanovic., Z Koudelkova., E Sedlackova., D Hynek., L Richtera and V Adam., 2018, Determination of chromium(VI) by anodic stripping voltammetry using a silver-plated glassy carbon electrode, Analytical Method, 10(24), p 2917-2923 12 Phạm Luận., 2006, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 70 13 T Sumida, A Sabarudin, M Oshima, S Motomizu, 2006, Speciation of Chromium in Seawater by ICP-AES with Dual Mini-columns Containing Chelating Resin, Analytical Sciences, 22(1), p 161-164 14 Jamshid L Manzoori and F Shemirani., 1995, Determination of chromium(VI) and total chromium by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry after preconcentration using solvent extraction and back-extraction, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 10, p 881-883 15 Phạm Luận., 2002, Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử, phép đo ICP-MS, Trường Đại học Khoa học tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội 16 TCVN 9520:2012, Thực phẩm - xác định crom,selen molipden phương pháp phổ khối lượng Plasma cảm ứng cao tần (ICP-MS) 17 Võ Thị Thu Hương., 2014, Nghiên cứu xác định hàm lượng Crom Gecmani số loài nấm lớn lấy từ vườn quốc gia Pù Mát – Nghệ An phương pháp phổ khối lượng Plasma cảm ứng (ICP-MS), Trường Đại học Vinh 18 F Laborda., María P Górriz., E Bolea and Juan R Castillo., 2007, Determination of total and soluble chromium(VI) in compost by ion chromatography–inductively coupled plasma mass spectrometry, International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 87(3), p 227-235 19 ALPHA, METHOD 3500-Cr, 1992 20 Angeline M.Stoyanova., 2004, Determination of Cr(VI) by a catalyticSpectrometic Method in the presence of p-Aminobenzoic acid, Turkish Journal of Biochemistry, 9, p 367-375 21 Hoàng Việt Phương., 2016, Nghiên cứu phân tích Crom phương pháp trắc quang đánh giá ô nhiễm nước, gạo rau muống số địa điểm ven sông Nhuệ thuộc tỉnh Hà Nam., Đại học Sư phạm Hà Nội 22 Kefa K Onchoke and Salomey A Sasu., 2016, Determination of Hexavalent Chromium (Cr(VI)) Concentrations via Ion Chromatography and 71 UV-Vis Spectrophotometry in Samples Collected from Nacogdoches Wastewater Treatment Plant, East Texas (USA), Advances in Environmental Chemistry, 2016, p 1-10 23 Cao Thị Mai Hương., 2011, Xác định Crom mẫu sinh học phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa, Trường Đại học Khoa học tự nhiên 24 Nguyễn Đăng Đức., Lê Thị Vân., Nguyễn Tô Giang., Nguyễn Thị Nga., 2013, Xác định hàm lượng đồng crôm chè xanh thái nguyên phương pháp phổ hấp thụ ngun tử, Tạp chí Khoa học cơng nghệ, 104(4), p 101-107 25 Y Xiao., W Liu, J Ling, W Li, T Lou, J Gao, 2013., Determination of the Contents of Cr (III) and Cr (VI) in Man-Made Chromium-Enriched Foodstuffs by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, CHEMICAL RAPID COMMUNICATIONS, 1(2), p 44-49 26 Emanueli Nascimento da Silva and N Baccan and S Cadore., 2012, Determination of chromium in biological material by electrothermal atomic absorption spectrometry method, Journal of the Brazilian Chemical Society, 24(8), p 1267-1275 27 A Nawrocka and J Szkoda., 2012, Determination of chromium in biological material by electrothermal atomic absorption spectrometry method Bull Vet Inst Pulawy, 56, p 585-589 28 Phạm Luận., 2014, Phương pháp phân tích sắc ký chiết tách, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội 29 Z Chen and R Naidu and A Subramanian., 2001, Separation of chromium (III) and chromium (VI) by capillary electrophoresis using 2,6pyridinedicarboxylic acid as a pre-column complexation agent Journal of chromatography A, 927(1-2), p 219-227 30 A R Timerbaev., O P Semenova., and W.B.a.G.K Bonn, 1996, Speciation studies by capillary electrophoresis- Simultaneous determination of 72 chromium(III) and chromium(VI), Fresenius Journal of Analytical Chemistry, 354(4), p 414–419 31 Nguyễn Văn Ri., 2007, Các phương pháp tách sắc ký, Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội 32 Đặng Ngọc Định., Trương Thị Hương, Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Xuân Trung, 2015, Nghiên cứu sử dụng vật liệu vỏ trấu biến tính làm vật liệu chiết pha rắn kết hợp với phương pháp F-AAS để xác định lượng vết crơm, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 20(3), p 49-56 33 A Moghimi., 2013, Solid phase extraction and determination of Chromium species using multiwalled carbon nanotubes by solid phase extraction: Flame atomic absorption spectrometry (FAAS), African Journal of Pure and Applied Chemistry, 7(4), p 146-156 34 M Tuzen, M.S., Multiwalled carbon nanotubes for speciation of chromium in environmental samples, Journal of Hazardous Materials, 2007 147(1-2): p 219-225 35 Evangelos K Paleologos., Dimosthenis L Giokas., and Miltiades I Karayannis., 2005, Micelle-mediated separation and cloud-point extraction, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 24(5), p 426-436 36 Maria Fernanda Silva., Estela Soledad Cerutti., and Luis D Martinez., 2006, Coupling cloud point extraction to instrumental detection systems for metal analysis, Microchimica Acta, 155(3), p 349-364 37 K Pytlakowska., V Kozik., and M Dabioch., 2013, Complex-forming organic ligands in cloud-point extraction of metal ions: A review, Talanta, 110, p 202-228 38 Nguyễn Thị Hiên, 2015, Nghiên cứu xác định số dạng Mn chè., Đại học Khoa học tự nhiên 39 Nguyễn Xuân Trung, Lê Thị Hạnh, 2016, Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù (cloud point extraction) phương pháp quang phổ hấp thụ 73 nguyên tử (aas) xác định lượng vết ion kim loại Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 21(1), p 14-22 40 L Wang., J Wang., and Z Zheng and P Xiao., 2010, Cloud point extraction combined with high-performance liquid chromatography for speciation of chromium(III) and chromium(VI) in environmental sediment samples, Journal of Hazardous Materials, 177(1-3), p 114-118 41 Z Sun and P Liang., 2008, Determination of Cr(III) and total chromium in water samples by cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometry, Microchimica Acta, 162(1-2), p 121-125 42 X Zhu., B Hu., and Z Jiang and M Li., 2005, Cloud point extraction for speciation of chromium in water samples by electrothermal atomic absorption spectrometry, Water Research, 39(4), p 589-595 43 S Tiwari and M Kanti Deb and Bhupendra K Sen., 2017, Cloud point extraction and diffuse reflectance-Fourier transform infrared spectroscopic determination of chromium(VI): A probe to adulteration in food stuffs, Food Chemistry, 221, p 47-53 44 M Nafti., C Hannachi., R Chakroun., J Hseini., B Hamrouni and H Nouaigui., 2017., Optimization of a cloud point extraction protocol for hexavalent chromium determination in Tunisian tannery effluents using electro-thermal atomic absorption, Journal of the Tunisian Chemical Society, 19, p 213-217 45 C Wang., Dean F., and Martin and Barbara B Martin., 1999, Cloud‐ point extraction of chromium(III) ion with 8‐hydroxyquinoline derivatives, Journal of Environmental Science and Health Part A, A34(3), p 705-719 46 Phạm Luận., 2000, Giáo trình phương pháp kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Khoa Hóa học – Trường Đại học KHTN- Đại học Quốc gia Hà Nội 47 https://vi.wikipedia.org/wiki/Triton_X-100 48 http://www.merckmillipore.com/INTL/en/product/15Diphenylcarbazide, M.C.- 74 49 https://vi.wikipedia.org/wiki/Kali_dicromat 50 TCVN 6400:2010 (ISO 707:2008), Tiêu Chuẩn Quốc Gia: Sữa Và Sản Phẩm Sữa - Hướng Dẫn Lấy Mẫu 51 US EPA, 1996, METHOD 3060A ALKALINE DIGESTION FOR HEXAVALENT CHROMIUM 52 A Shrivastava, V.G., Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods, Chronicles of Young Scientists, 2011 2(1): p 21-25 53 Shrivastava, A and V Gupta, Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods Chronicles of Young Scientists, 2011 2(1), p 21-25 54 MARIA E SOARES, M.L.B., and MARGARIDA FERREIRA, 2000, Selective Determination of Chromium (VI) in Powdered Milk Infant Formulas by Electrothermal Atomization Atomic Absorption Spectrometry after Ion Exchange, Journal of AOAC International, 83(1), p 220-223 ... nhiều kỹ thuật để xử lý mẫu phân tích để đảm bảo tốt yêu cầu phân tích Tùy thuộc vào nguyên tố yêu cầu phân tích dạng nguyên tố cần phân tích mà sử dụng kỹ thuật xử lý mẫu phù hợp như: kỹ thuật. .. phân tích cách đơn giản, dễ thực thân thiện với môi trường, sử dụng kỹ thuật chiết điểm mù để tách làm giàu chất phân tích Kỹ thuật chiết điểm mù (cloud point extraction – CPE) có nhiều ưu điểm. .. chọn đề tài ? ?Ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích số dạng Crom thực phẩm” Trong nghiên cứu Cr(VI) tạo phức với 1,5-diphenylcarbazide (DPC) tạo thành phức chất có màu tím đỏ chiết với Triton