Nguyễn như thượng xác định hàm lượng benzen trong một số sản phẩm chứa đồng thời muối benzoat và acid ascorbic bằng phương pháp sắc ký khí khổi phổ gc ms luận văn thạc sĩ dược học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN NHƯ THƯỢNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BENZEN TRONG MỘT SỐ SẢN PHẨM CHỨA ĐỒNG THỜI MUỐI BENZOAT VÀ ACID ASCORBIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỔI PHỔ GC-MS LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN NHƯ THƯỢNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BENZEN TRONG MỘT SỐ SẢN PHẨM CHỨA ĐỒNG THỜI MUỐI BENZOAT VÀ ACID ASCORBIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỔI PHỔ GC-MS LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC VÀ ĐỘC CHẤT MÃ SỐ: 8720210 Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Cao Sơn TS Vũ Ngân Bình HÀ NỘI 2023 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến hai giảng viên hướng dẫn tôi, TS Trần Cao Sơn TS Vũ Ngân Bình, hai thầy tận tình dẫn tạo điều kiện thuận lợi tối đa để tơi hồn thành luận văn Tiếp theo xin gửi lời cảm ơn tới đồng nghiệp cơng tác Viện kiểm nghiệm An tồn Vệ sinh Thực phẩm Quốc gia, đặc biệt đồng nghiệp khoa Dinh dưỡng phụ gia thực phẩm giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy giáo, cô giáo trường Đại học Dược Hà Nội tận tâm giảng dạy, tạo điều kiện học tập tốt cho thời gian học cao học nhà trường Lời cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, người bên, động viên hỗ trợ tơi thời điểm khó khăn Hà Nội, ngày 31 tháng 03 năm 2023 i MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung benzen 1.1.1 Cơng thức cấu tạo tính chất benzen 1.1.2 Nguồn gốc benzen 1.1.3 Con đường hình thành benzen thực phẩm 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo thành benzen 1.1.5 Tác hại benzen 10 1.1.6 Hàm lượng benzen thực phẩm 11 1.1.7 Quy định hành benzen 13 1.2 Phương pháp xử lý mẫu phân tích benzen 14 1.2.1 Kỹ thuật lấy mẫu không gian (HS) 14 1.2.2 Kỹ thuật vi chiết pha rắn 15 1.2.3 Kỹ thuật sục khí bẫy lại (purge and trap) 16 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.2.1 Khảo sát điều kiện sắc ký 20 2.2.2 Khảo sát điều kiện xử lý mẫu 20 2.2.3 Xác nhận giá trị sử dụng phương pháp 20 2.2.4 Đánh giá hàm lượng benzen số đối tượng thực phẩm 21 2.3 Vật liệu nghiên cứu 21 2.3.1 Thiết bị, dụng cụ 21 2.3.1.1 Thiết bị 21 2.3.1.2 Dụng cụ 21 2.3.2 Dung mơi, hóa chất 22 2.3.3 Chất chuẩn 22 2.3.4 Chuẩn bị dung dịch chuẩn 22 ii 2.4 Phương pháp nghiên cứu 23 2.4.1 Phương pháp xử lý mẫu 23 2.4.2 Phương pháp sắc ký khí khối phổ 24 2.4.3 Phương pháp thẩm định 24 2.4.3.1 Tính đặc hiệu 24 2.4.3.2 Giới hạn phát LOD giới hạn định lượng LOQ 25 2.4.3.3 Khảo sát khoảng tuyến tính xây dựng đường chuẩn 26 2.4.3.4 Xác định độ lặp lại độ tái lặp phương pháp 26 2.4.3.5 Xác định độ đúng: 27 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 28 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Khảo sát điều kiện phân tích hệ thống GC-MS 29 3.1.1 Khảo sát điều kiện GC-MS 29 3.1.2 Khảo sát kỹ thuật tiêm mẫu 30 3.2 Khảo sát quy trình xử lý mẫu 32 3.2.1 Khảo sát nhiệt độ chưng cất 32 3.2.2 Khảo sát thời gian chưng cất 33 3.2.3 Khảo sát nồng độ pH đệm 34 3.3 Thẩm định phương pháp 37 3.3.1 Độ đặc hiệu 37 3.3.2 Giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) 39 3.3.3 Xây dựng đường chuẩn 40 3.3.4 Độ lặp lại độ tái lặp phương pháp 42 3.2.5 Độ thu hồi 43 3.4 Ứng dụng phân tích mẫu thực phẩm 45 CHƯƠNG IV BÀN LUẬN 49 4.1 Phương pháp phân tích benzen 49 4.1.1 Lựa chọn phương pháp phân tích benzen 49 4.1.2 Khảo sát pH nồng độ đệm trình chưng cất 49 iii 4.1.3 Khảo sát nhiệt độ thời gian chưng cất 50 4.2 Thẩm định phương pháp phân tích 51 4.3 Đánh giá hàm lượng benzen 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ tiếng Anh Tên đầy đủ tiếng Việt AOACI Association of Official Analytical Collaboration International Hiệp hội hợp tác phân tích thống quốc tế C6D6 Deuterated Benzen / Benzen – d6 Đồng vị Benzen Deuterium EI Electron Ionization Ion hóa điện tử FDA Food and Drug Administration Cơ quan quản lý thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ GC Gas chromatography Sắc ký khí HS Headspace Lấy mẫu khơng gian IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry Liên minh Quốc tế Hóa học túy Hóa học ứng dụng IARC International Agency of Research on Cancer Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế LOD Limit of detection Giới hạn phát LOQ Limit of quantification Giới hạn định lượng MS Mass Spectrometry Khối phổ RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối SD Standard deviation Độ lệch chuẩn v SIM Selected ion monitoring Chế độ giám sát ion SPME Solid phase microextraction Kỹ thuật vi chiết pha rắn WHO World Health Organization Tổ chức y tế giới VOC Volatile organic compounds Hợp chất hữu dễ bay TCVN Vietnamese national standards Tiêu chuẩn Việt Nam vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Số trang Bảng 1.1 Đặc điểm cấu tạo số tính chất hóa lí benzen Bảng 1.2 Phơi nhiễm benzen phân loại theo hoạt động Bảng 1.3: Tổng hợp triệu chứng hít phải benzen 11 Bảng 1.4: Hàm lượng benzen số thực phẩm 12 Bảng 1.5 Một số quy định giới hạn hàm lượng benzen 14 Bảng 1.6 Tổng quan phương pháp phân tích 18 Bảng 2.1 Giới hạn sai lệch cho phép tối đa tỷ lệ ion 25 Bảng 3.1 Các mảnh ion chất phân tích 30 Bảng 3.2 Tỷ lệ diện tích ion định tính/ ion định lượng chất 39 Bảng 3.3 Mối tương quan nồng độ tỉ lệ diện tích pic benzen/benzen-d6 41 Bảng 3.4 Kết phân tích độ lặp lại độ tái lặp mẫu 42 Bảng 3.5 Kết đánh giá độ thu hồi phương pháp 44 Bảng 3.6 Kết phân tích hàm lượng benzen 46 Bảng 3.7 Kết phân tích muối benzoat acid ascorbic 48 Bảng 4.1 So sánh phương pháp xây dựng với TCVN 7873:2008 benzoat acid ascorbic 51 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số trang Tên hình Hình 1.1 Cấu trúc benzen Hình 1.2 Sự khử nhóm COOH acid benzoat Hình 1.3 Mơ hình kỹ thuật lấy mẫu khơng gian 15 Hình 1.4 Mơ hình kỹ thuật vi chiết pha rắn SPME 16 Hình 1.5 Các bước quy trình sục khí bẫy ion 17 Hình 2.1 Quy trình phân tích dự kiến 24 Hình 3.1 Khảo sát chế độ tiêm mẫu 31 Hình 3.2 Kết khảo sát nồng độ dung dịch đệm chưng cất mẫu 32 Hình 3.3 Kết khảo sát pH chưng cất mẫu 33 Hình 3.4 Kết khảo sát nhiệt độ chưng cất 34 Hình 3.5 Kết khảo sát thời gian chưng cất 35 Hình 3.6 Sơ đồ qui trình xử lí mẫu tối ưu 36 Hình 3.7 Sắc ký đồ khảo sát ảnh hưởng đệm đến hình thành benzen 37 Hình 3.8 Sắc ký đồ phân tích mảnh ion mẫu trắng, mẫu chuẩn, mẫu thêm chuẩn mức nồng độ 10 µg/kg benzen 38 Hình 3.9 Sắc đồ LOQ mẫu trắng thêm chuẩn benzen nồng độ 0,15 µg/kg 40 Hình 3.10 Đường chuẩn benzen 41 Hình 3.11 Hàm lượng benzen số mẫu thực phẩm 47 viii Phụ lục Phổ benzen đo so sánh với thư viện phổ thiết bị Phụ lục.4 Phổ benzen-d6 đo so sánh với thư viện phổ thiết bị Phụ lục Sắc ký đồ khảo sát chế độ tiêm mẫu Phụ lục Sắc ký đồ khảo sát gradient nhiệt độ Phụ lục Kết khảo sát giá trị pH nồng độ đệm khác A- pH = 7; B- pH = 8; C- pH = 9; D- pH = 10; E- pH = 12; F- pH = 11; G- nồng độ 0,2 M; H- nồng độ 0,4 M; I- nồng độ 0,6 M; K- nồng độ 0,8 M; L- nồng độ M; M- Sắc ký đồ khơng có đệm Phụ lục Sắc ký đồ đường chuẩn Phụ lục Sắc ký đồ độ lặp lại độ tái lặp mẫu nước giải khát Phụ lục 10 Sắc ký đồ thu hồi mẫu nước giải khát Phụ lục 11 Sắc đồ độ lặp lại mẫu mứt Phụ lục 12 Sắc đồ độ thu hồi mẫu mứt Phụ lục 13: Sắc ký đồ phân tích benzen mẫu thực Hình PL 13.1 Sắc ký đồ benzen mẫu tương ớt mã-525 Hình PL 13.2 Sắc ký đồ benzen mẫu tương ớt mã-425 Hình PL 13.3 Sắc ký đồ benzen mẫu tương ớt mã-NS Hình PL 13.4 Sắc ký đồ benzen mẫu nước giải khát mã – 296-4 Hình PL 13.5 Sắc ký đồ benzen mẫu nước giải khát mã – 274-3 Hình PL 13.6 Sắc ký đồ benzen mẫu nước giải khát mã – 10602-2 Phụ lục 14: Sắc ký đồ phân tích hàm lượng acid ascorbic Sắc ký đồ chuẩn acid ascorbic /12.375/5015774 mAU 250 241nm,4nm (1.00) 225 200 175 150 125 100 75 50 25 -25 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 Sắc ký đồ phân tích acid ascorbic mAU /12.907/652550 mAU 35 241nm,4nm (1.00) 30 25 241nm,4nm (1.00) 7.5 20 5.0 15 10 2.5 0.0 -5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 mAU 175 241nm,4nm (1.00) 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 /12.889/4213810 mAU 150 125 241nm,4nm (1.00) 450 400 350 300 100 250 /12.331/990551 200 75 150 50 100 25 50 0 -50 -25 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 Phụ lục 15: Sắc ký đồ phân tích hàm lượng muối benzoat Sắc ký đồ chuẩn natri benzoat 11.991 - 1374194 0.015 AU 0.010 0.005 0.000 -0.005 0.00 5.00 10.00 Minutes 15.00 20.00 0.010 12.007 - 88887 0.015 0.015 0.010 AU 7.920 - 309864 0.020 AU 12.111 - 752247 Sắc ký đồ mẫu phân tích muối benzoat 0.005 0.005 0.000 0.000 10.00 20.00 Minutes 25.00 12.128 - 1587844 AU 0.020 15.00 0.010 30.00 35.00 40.00 0.00 10.00 Minutes 0.015 12.165 - 740700 5.00 AU 0.00 0.010 0.005 0.000 0.000 0.00 10.00 Minutes 20.00 0.00 10.00 Minutes 20.00 20.00 Minutes 40.00 0.00 AU 0.000 20.00 Minutes 40.00 0.00 12.260 - 592504 0.000 0.005 7.922 - 773583 0.005 0.010 12.296 - 648827 AU 0.010 7.910 - 858977 0.015 Hình PL 5.2 Sắc ký đồ phân tích muối benzoat