Nghiên cứu cải tiến quy trình và ứng dụng phân tích độc tố acrylamide trong cà phê bằng sắc ký lỏng ghép khối phổ lc msms

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH ĐỘC TỐ ACRYLAMIDE TRONG CÀ PHÊ BẰNG SẮC KÝ LỎNG GHÉP KHỐI PHỔ LC-MS/MS Ngành: HỐ PHÂN TÍCH Mã ngành: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 Cơng trình hồn thành Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Đình Vũ Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Thành phần Hợi đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: - Chủ tịch Hội đồng - Phản biện - Phản biện - Ủy viên - Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TS Lê Văn Tán TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Cường BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Bích Phương MSHV: 20000231 Ngày, tháng, năm sinh: 03/12/1983 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Ngành: Hố phân tích Mã ngành: 8440118 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cải tiến quy trình ứng dụng phân tích đợc tố acrylamide cà phê sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: (1) Nghiên cứu cải tiến quy trình phân tích đợc tố acrylamide mẫu cà phê với kỹ thuật sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS đáp ứng đầy đủ thông số thẩm định đáp ứng tiêu chuẩn hóa Châu Âu CEN ISO/IEC 17025:2017 (2) Ứng dụng quy trình phân tích để đánh giá thực trạng nhiễm acrylamide sản phẩm cà phê hạt rang xay, cà phê hòa tan thương phẩm thị trường Thành phố Hồ Chí Minh II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo Quyết định số 622/QĐ-ĐHCN ngày 10/03/2022 Hiệu trưởng Trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh III NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/09/2022 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Đình Vũ Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 … NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ ngành Hóa phân tích với đề tài “Nghiên cứu cải tiến quy trình ứng dụng nghiên cứu đợc tố acrylamide sản phẩm cà phê sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS” kết trình cố gắng, nỗ lực khơng ngừng thân đợng viên, giúp đỡ hỗ trợ, khích lệ quý Thầy Cô, bạn bè đồng nghiệp người thân gia đình suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Đình Vũ trực tiếp hướng dẫn thực đề tài dạy tận tình trình học tập trường Tôi chân thành cảm ơn Ban giám đốc Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm Tp Hồ Chí Minh, anh chị em đồng nghiệp phịng Phân tích sắc ký bạn Võ Thị Mọng Trinh, anh Lý Tuấn Kiệt, anh Nguyễn Thành Duy, chị Nguyễn Lâm Kiều Diễm, anh Trần Văn Huệ, chị Đặng Thị Kim Hằng, anh Nguyễn Thanh Phong, anh Trương Văn Nhân, anh chị Trường The Coffaholic Roastery bạn lớp cao học giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi, khích lệ Tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn thầy phịng sau đại học hỗ trợ, hướng dẫn rất nhiều học trường i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao ghép hai lần khối phổ (LC-MS/MS) thẩm định áp dụng để phân tích hàm lượng đợc tố acrylamide mẫu cà phê Dưới điều kiện tối ưu thực nghiệm, khoảng tuyến tính phân tích acrylamide từ 50-1000µg/L với giới hạn phát phương pháp 30 µg/L Hiệu suất thu hồi đạt từ 85,15% tới 97,30% Ở mức nồng độ khác acrylamide, độ lặp lại phương pháp cao thể qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD%) từ sáu lần thí nghiệm lặp lại nhỏ 3,55%, độ không đảm bảo đo 12,3% Phương pháp đáp ứng nỗ lực tiêu chuẩn hóa phương pháp sử dụng để phát đợc tố acrylamide thực phẩm Thực tế áp dụng để phân tích mợt số mẫu cà phê hạt rang thị trường Thành phố Hồ Chí Minh Kết phân tích thu cho thấy 51,47% có chứa acrylamide với nồng đợ từ 50,99-560,48 µg/kg mẫu vượt ngưỡng tối đa cho phép chiếm 10,29% Kết cho thấy mức độ ô nhiễm acrylamide cà phê có mức đợ rang vừa nhiều so với rang nhạt rang đậm vừa Điều cho thấy mức độ ô nhiễm acrylamide cà phê rang xay thị trường đáng báo đợng cần có biện pháp kiểm sốt an tồn vệ sinh thực phẩm cà phê ii ABSTRACT High-performance liquid chromatography-coupled mass spectrometry (LC-MS/MS) has been validated and applied to analyze acrylamide in coffee samples Under optimal experimental conditions, the linear range quantitation for acrylamide was from 50-1000 µg/L with the method detection limit of 30 µg/L At different concentrations of acrylamide, the high repeatability of the method expressed in the relative standard deviation (RSD%) from six replicates is less than 3.55%, and the measurement uncertainty is 12.3% The recovery efficiency ranged from 85.15% to 97.30% The method responds to efforts to standardize the method used for the detection of acrylamide toxins in foods The method is practically applied to analyze some samples of roasted coffee beans on the market in Ho Chi Minh City The analytical results showed that 51.47% of samples contained acrylamide with concentrations from 50.99-560.48 µg/kg, exceeding the maximum allowable threshold, accounting for 10.29% The results also showed that the acrylamide contamination level of coffee with a medium roast level was much higher than that of light roast and medium dark roast This indicates that the level of acrylamide contamination in roasted coffee in the market is alarming, and there is a need for food safety and hygiene control measures for coffee iii LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Nguyễn Thị Bích Phương, học viên cao học chuyên ngành Hóa Phân tích, lớp CHHOPT10A, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Tơi cam đoan kết nghiên cứu trình bày luận văn cơng trình tơi với hướng dẫn giảng viên hướng dẫn TS Lê Đình Vũ, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Những kết nghiên cứu tác giả khác sử dụng luận văn có trích dẫn đầy đủ Học viên Nguyễn Thị Bích Phương iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu .4 4.1 Phương pháp luận 4.2 Phương pháp thực 4.2.1 Phương pháp tổng hợp biên hội tài liệu 4.2.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 5 Ý nghĩa đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.1 Cấu tạo, tính chất Acrylamide 1.1.2 Cơ chế hóa học hình thành acrylamide cà phê 1.1.3 Hàm lượng acrylamide chế độ rang 11 1.1.4 Sức khỏe tính chất gây hại acrylamide 13 1.1.5 Quy định acrylamide 16 1.2 Phương pháp phân tích acrylamide 17 i 1.2.1 Các phương pháp xử lý mẫu 17 1.2.2 Phương pháp phân tích .19 1.2.3 Kết phương pháp phân tích 20 1.2.4 Ưu điểm hạn chế phương pháp 22 1.2.5 Kết luận 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 23 2.1 Hoá chất, thiết bị 23 2.1.1 Hệ sắc ký lỏng ghép khối phổ 23 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ dùng thí nghiệm 23 2.1.3 Hoá chất, chất chuẩn 24 2.2 Chuẩn bị hóa chất, pha đợng, dung dịch chuẩn 25 2.2.1 Chuẩn bị pha động 25 2.2.2 Chuẩn bị hóa chất .25 2.2.3 Chuẩn bị dung dịch chuẩn 26 2.3 Đồng nhất, chuẩn bị mẫu khảo sát 27 2.3.1 Đồng nhất mẫu 27 2.3.2 Chuẩn bị mẫu khảo sát .28 2.4 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 28 2.4.1 Xây dựng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ 28 2.4.1 Xây dựng phương pháp cho hệ sắc ký hiệu cao 29 2.5 Xây dựng phương pháp xử lý mẫu 30 2.5.1 Chọn khối lượng mẫu xử lý 30 2.5.2 Xây dựng phương pháp xử lý mẫu 31 2.6 Thẩm định quy trình phân tích acrylamide 37 2.6.1 Tính phù hợp hệ thống 37 2.6.2 Tính đặc hiệu, đợ chọn lọc 37 2.6.3 Xác định khoảng tuyến tính đường chuẩn 38 2.6.4 Xác định giới hạn phát .38 2.6.5 Giới hạn định lượng 39 2.6.6 Độ lập lại độ tái lập 39 ii 2.6.7 Độ phương pháp .40 2.6.8 Độ không đảm bảo đo 41 2.7 Ứng dụng quy trình định lượng acrylamide mẫu cà phê hạt cà phê hòa tan thị trường .41 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .43 3.1 Kết phương pháp sắc lỏng hiệu cao 43 3.1.1 Kết tối ưu hóa điều kiện khối phổ 43 3.1.2 Xây dựng điều kiện sắc ký lỏng 44 3.2 Kết khảo sát quy trình xử lý mẫu 51 3.2.1 Kết ảnh hưởng nhiệt đợ q trình chiết rắn – lỏng 51 3.2.2 Xử lý mẫu với Carrez 53 3.2.3 Dung môi chiết mẫu 55 3.2.4 Q trình làm với cợt chiết pha rắn 56 3.2.5 Kết khảo sát dung môi rửa giải 59 3.2.6 Ảnh hưởng dung môi định mức 61 3.2.7 Ảnh hưởng mẫu 62 3.3 Kết thẩm định phương pháp phân tích 63 3.3.1 Tính đặc hiệu 63 3.3.3 Khoảng tuyến tính 66 3.3.4 Giới hạn phát giới hạn định lượng .67 3.3.5 Xác định độ xác 68 3.3.6 Xác định độ .69 3.3.7 Xác định độ không đảm bảo đo .70 3.4 Áp dụng phương pháp đánh giá hàm lượng acrylamide cà phê .71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 Kết luận 76 Kiến nghị 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 88 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .124 iii Sắc ký đồ mẫu RL2 Sắc ký đồ mẫu RL3 112 Sắc ký đồ mẫu RL4 Sắc ký đồ mẫu RL5 113 Sắc ký đồ mẫu RL6 Sắc ký đồ mẫu RL7 114 Sắc ký đồ mẫu RM1 Sắc ký đồ mẫu RM2 115 Sắc ký đồ mẫu RM3 Sắc ký đồ mẫu RM4 116 Sắc ký đồ mẫu RM5 Sắc ký đồ mẫu RM6 117 Sắc ký đồ mẫu RM7 Sắc ký đồ mẫu RMD1 118 Sắc ký đồ mẫu RMD5 Sắc ký đồ mẫu RMD6 119 Sắc ký đồ mẫu RMD7 Sắc ký đồ mẫu RM8 120 Sắc ký đồ mẫu M4 Sắc ký đồ mẫu M5 121 Sắc ký đồ mẫu M6 Sắc ký đồ mẫu INS1 122 Sắc ký đồ mẫu INS2 Sắc ký đồ mẫu INS3 123 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ tên: Nguyễn Thị Bích Phương Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 03/12/1983 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Email: phuongnguyencasevn@yahoo.com Điện thoại:0903714189 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Học thạc sĩ chun ngành HĨA PHÂN TÍCH trường Đại Học Cơng Nghiệp TP.HCM khóa 2020-2022 III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN: Thời gian Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm 09/2006 đến Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP.HCM Kiểm nghiệm viên XÁC NHẬN CỦA Tp HCM, ngày tháng Năm 2022 CƠ QUAN / ĐỊA PHƯƠNG Người khai (Ký tên, đóng dấu) (Ký tên) Nguyễn Thị Bích Phương 124 125 NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ – CHUN NGÀNH HĨA PHÂN TÍCH NĂM 2022 GÁY BÌA LUẬN VĂN NHÃN CD LUẬN VĂN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chun ngành: HĨA PHÂN TÍCH Mã chuyên ngành: 8440118 Người hướng dẫn: TS Lê Đình Vũ Học viên: Nguyễn Thị Bích Phương MSHV: 20000231 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH VÀ ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH ĐỘC TỐ ACRYLAMIDE TRONG CÀ PHÊ BẰNG SẮC KÝ LỎNG GHÉP KHỔI PHỔ LC-MS/MS TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 126