Nghiên cứu ứng dụng nanocomposite ausns định lượng vitamin c trong thực phẩm bluận văn thạc sĩ chuyên ngành hóa phân tích

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH TRƯƠNG CHUNG TÚ NHI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE Au/SnS ĐỊNH LƯỢNG VITAMIN C TRONG THUC PHAM Nganh: HOA PHAN TICH Mã ngành: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ THANH PHO HO CHi MINH, NAM 2023 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH TRƯƠNG CHUNG TÚ NHI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE Au/SnS ĐỊNH LƯỢNG VITAMIN C TRONG THUC PHAM Ngành: HÓA PHAN TICH Mã ngành: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ THANH PHO HO CHi MINH, NAM 2023 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hề Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thành Danh TS Đỗ Thị Long 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 ngày 07 tháng 10 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.PGS.TS Nguyễn Văn Cường - Chủ tịch Hội đồng PGS.TS Trần Quang Hiếu - Phản biện 3.PGS.TS Phạm Hữu Thiện - Phản biện TS Nguyễn Hữu Thắng - Ủy viên TS Bùi Thị Thu Thủy - Thư ky (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc Si) CHU TICH HOI DONG TRUONG KHOA CONG NGHE HOA HOC BỘ CƠNG THƯƠNG TRUONG DAI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH CONG HOA XA HOI CHU NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Ho tên học viên: Trương Chung Tú Nhi MSHV: 20000221 Ngày, tháng, năm sinh: 23/04/1995 Nơi sinh: TP Hề Chí Minh Ngành: Hóa Phân Tích Mã ngành: 8440118 I TEN DE TAI: Nghiên cứu ứng dụng nanocomposite Au/SnS định lượng Vitamin C thực phâm NHIEM VỤ VA NOI DUNG: Nghiên cứu ứng dụng nanocomposite Au/SnS định lượng Vitamin C nước ép trái phương pháp quang phê Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Au/SnS thấm định phương pháp xác định hàm lượng Vitamin C nước ép trái phương pháp quang phơ UV-Vis bước sóng 650nm II NGAY GIAO NHIEM VU: Theo QD sé 928/QD-DHCN 20/04/2022 II NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Theo đơn bảo vệ IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thành Danh TS Đỗ Thị Long Tp Hồ Chí Minh, ngày thang năm 20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHU NHIEM BO MÔN ĐÀO TẠO (Ho tên chữ ký) (Ho tên chữ ký) NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ho tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC (Ho tén va chit ky) LOI CAM ON Trước hết, em xin gứi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thành Danh, TS Đễ Thị Long, TS Đồn Văn Đạt - thầy giáo viên hướng dẫn hỗ trợ giúp đỡ cho em để hoàn thành luận văn Nhờ kiến thức mà thầy truyền đạt tận tình, động viên thầy q trình em thực nghiên cứu Đồng thời, em xin cảm ơn hỗ trợ từ phía bạn anh chị Viện Cơng nghệ Hóa học Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tro giúp đỡ cho em q trình thực thí nghiệm Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ, tạo điều kiện sở vật chất thuận lợi để em thực thí nghiệm đề tài nghiên cứu Cuối em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ em thời gian hoản thành luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Peroxidase nhóm enzyme co vai tro khác trình sinh học Chúng thường xúc tác cho phản ứng cho nhận điện tử Peroxidase nghiên cứu sử dụng phê biến, ứng dụng đặc tính tuyệt vời chúng, bao gồm tính đặc hiệu chất nên hiệu xuất xúc tác cao Tuy nhiên, hoạt tính xúc tác chịu tác động điều kiện môi trường ảnh hưởng pH, nhiệt độ chất ức chế khác ảnh hưởng đến trình xúc tác Hơn nữa, chi phi san xuất cao trình lưu trữ, vận chuyển hạn chế ứng dụng chúng Vì vậy, năm gần đây, người ta trọng đến việc xây dựng khám phá mô enzyme Trong nghiên cứu này, tiến hành tổng hợp nanocomposite Au/SnS để thay cho enzyme peroxidase xúc tác cho phản ứng HạO; TMB Vật liệu nano Au/SnS có kích thước nano Au 18.7 nm, nano SnS từ 20 — 100 nm, nano Au phân bố đồng chất SnS Sự kết hợp Au SnS làm tăng hiệu xúc tác cho phản ứng chứng minh thông qua so sánh khả xúc tác Au/Sn§ với Au SnS Các kết Raman, XRD cho thấy tỷ lệ tốt cia Au va SnS (2:1) Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng H›Oa TMB, thu điều kiện tối ưu pH thể tích TMB, nơng dé TMB, thoi gian phan ứng, nhiệt độ phản ứng Đường chuẩn phản ứng xây dựng khoảng nồng độ từ dén mM Ứng dụng tính khứ TMB acid Aseorbie để xác định Vitamin C nước ép trái Khoảng tuyến tính phân ứng từ đến 0.4 mM, đường chuẩn từ đến 0.2 mM Giới hạn phát phương pháp tìm thấy 1.92 uM giới hạn định lượng 6.48 uM Hiệu suất thu hồi 99.74 dén 102.3%, độ lặp lai (RSD,) tir 2.17 dén 3.94%, độ tái lặp (RSDR) từ 3.63 đến 5% Áp dụng phương pháp thấm định, xác định hàm lượng Vitamin C ba mẫu nước ép cam táo hãng Vfresh Twister thu kết Hàm lượng Vitamin C khoảng từ 0.75 đến 5.46 mM Đề đánh giá độ tin cậy phương pháp, chúng tơi tiến hành phân tích song song ba mẫu nước ép phương pháp HPLC làm phương pháp đối chứng khơng có khác biệt kết hai phương pháp il ABSTRACT Peroxidase is a group of enzymes that have different roles in biological processes They often catalyze electron donor and acceptor reactions Peroxidases have been studied and widely used, which are applied for their excellent properties, including substrate specificity and high catalytic efficiency However, the catalytic activity can be affected by environmental conditions such as the influence of pH, temperature and other inhibitors affecting the catalytic process Furthermore, their high production costs and storage and transportation processes also limit their applications Therefore, in recent years, much attention has been paid to the construction and discovery of new enzyme simulations In this study, we synthesized Au/SnS nanocomposite to replace peroxidase enzyme that catalyzes the reaction between H2O2 and TMB Au/SnS nanomaterials have Au nanoscale of 18.7 nm, SnS nanoscale from 20 to 100 nm, Au nanoscale uniformLy distributed on the SnS substrate The combination of Au and SnS increases the catalytic efficiency of the reaction as demonstrated by comparing the catalytic ability of Au/SnS with Au and SnS The Raman and XRD results show that the best ratio of Au and SnS is (2:1) Investigate the factors affecting the reaction between H2O2 and TMB, obtain optimal conditions in terms of pH, volume of TMB, concentration of TMB, reaction time, reaction temperature The standard curve of the reaction was built built in the concentration range from to mM Application of TMB reduction of Ascorbic acid to determine Vitamin C in fruit juice The linear range of the reaction is from to 0.4 mM, the standard curve is from to 0.2 mM The method's detection limit was found at 1.92 umol and the limit of quantification at 6.48 uM Recovery efficiency 99.74 to 102.3%, repeatability (RSDr) from 2.17 to 3.94%, reproducibility (RSDR) from 3.63 to 5% Applying the validated method, determining the Vitamin C content in three samples of orange and apple juice of Vfresh and Twister brands obtained results Vitamin C content ranges from 0.75 to 5.46 mM To evaluate the reliability of the method, we conducted parallel analysis of the three juice samples above by HPLC method as a control method, there was no difference in the results of the two methods 1H LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Trương Chung Tú Nhi, học viên cao học ngành Hóa Phân tích, lớp CHHOPTI10A, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Tơi xin cam đoan kết nghiên cứu trình bày luận văn kết thực nghiệm riêng hướng dẫn cúa giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Thành Danh (Viện Cơng nghệ Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) va TS Dé Thị Long (Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phế Hồ Chí Minh) Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên (Chữ ký) Trương Chung Tú Nhi 1V LỜI CÁM ƠN .2Q 2222 2222222122112121221122122121122122122212222222222222 re i TOM TẮT LUẬN VĂN THAC SĨ 222 222222222122212212222222222222 re ii ABSTRACT oc cccccssseessseessseesesesssesesserssstssversinetsietsnstsivstssessseesesenseseesesentaserssersnetees iii LOT CAM DOAN ooo occ ese sce see eseeeeete eet tte MỤC LỤC 55-2222 2215227152271 2712221212121 tet tetavetenteeneeeeeeeteneeeeenees iv errerde v DANH MỤC HÌNH ẢNH -22222222221222122212112211211211211222 re viii DANH MỤC BẢNG BIỂU .-2S222 222221222122211211211211211212122 2e x DANH MUC TU VIET TẮTT -2-©2222222232221122112211221122112211221122122122222 e0 xii MỞ ĐẦU 222222 2212212221221221121122112112211221122121122222222122222 ae Ra .- .Ẽ Mục tiêu nhiệm vụ nghiên CUU oe ceeceeceeeeseeeeeeeeeeseeeeescesseeaeeeeeesareeeeereatens 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu . -2-22222222212212212212212212221 22 xee 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Pham ¿00130 205 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu -2-©22222222222212221221221 22 22e CHƯƠNG 1.1 I TỔNG QUAN 222 2222212221221222122212212222212122222 re Tổng quan nanoeomposife s222 22222122122121121121212 xe 1.1.1 Giới thiệu vật liệu nanocoImpOSIfC .-ó- 5< 31x11 11112 1151111 xxx 1.1.2 Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano -s5 sse+sx++zsczxsez 1.1.3 Ứng dụng vật liệu nanocompOSif€ -+: ¿©5252 ++2E£+E+Ex2EzzExerxezrz 11 1.2 Gidi thiéu vat liéu Au/SnS 2.0 cece ccceescecesssesenseeseseeesesnesensneneeenneeeees 13 1.2.1 h0 1.2.2 NanO STIỂ ung gu go 01tS0400031ãG8Q10481043808G154145EL04334313358484818481448 20 1.2.3 Nanocomposlfe AU/SHŠ ssssssresesoiaxnaei114415112166551811611681110411661151/ 52 23 l8 13 a1A.a 26 1.4 Phương pháp phân tích sử dụng TMB — H¿Ö:: à.cciceeieree 28 1.5 _ Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 22- 222cc 29 1.5.1 Ý nghĩa khoa học -©-2-2222222221221122112111211111111111121121212re 29 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 22-222 22222212221211121112111211121112212212212 xe 30 CGHƯỚƠNG 2'THỤC NGHIỆM::::::iiiiiinicstiritivtiitttdditiixi2b©ieitrdtitttbviitrossa 31 2.1 Thiếtbi, dụng cụ hóa chất sử dụng nghiên cứu - - 31 Vv Bảng 2.4 Khảo sát nồng độ TMB Thế tích | Thể tích | Nơng độ STT| H;O;5 TMB Thể tích | Thêtích | TMB pH 0.5 p: mM(mL) | (w) | (mM) 06 30 H dém (mL) | tối 1.5 gian Q@M) | (phúÐ oe Thể Be tích ưu Au/SnS Thời tơi ưu Thai | Ol l gian t6i ưu Định mức mL Hỗn hợp quét phô hấp thu vùng bước sóng 400 nm đến 800 nm 2.4.1.5 Khảo sát thể tich TMB Lấy 0.6 mL HạO; nồng độ mM; thêm 10 dén 50 wL TMB nông độ tốt khảo sát (2.4.1.4; mL dung địch đệm có pH tốt khảo sát (2.4.7.3); thêm thê tích nano Au/SnS tốt khảo sát (2.4.1.1) nông độ 60 ug/mL Định mức mL, Định mức mL, để yên thời gian tốt khảo sát (2.4.1.2) Hỗn hợp đo quang cell 10 mm Các mẫu thí nghiệm kiếm tra phương pháp quét phố hấp thu vùng bước sóng 400 nm đến 800 nm Bảng 2.5 Khảo sát thể tích TMB Thể tích | Thể tích | Nong dé STT M025 TMB 'Phế TMB pH mM(mL) | q1) | (mM) 06 10 20 30 40 Nông pH ý độ ome OO | tái tor uu nh é tic dém (mL) ém (m , ưu Thể tích | Thời Au/SnS gian ø j Thê tích Thoi (aL) | (phú eee tor uu ý | van tối ưu 50 Dinh mirc mL Hén hợp quét phô hấp thu vùng bước sóng 400 nm đến 800 nm 2.4.1.6 Khoảng tuyến tính phản ứng H›Ĩ› TMMB Lấy thể tích đến mL HạO; nơng độ mM; thêm thể tích tốt khảo sát (2.4.1.5) cia TMB nồng độ tốt khảo sát (2.2.7.2); mL dung địch đệm có pH tốt khảo sát (2.4.7.3); thêm thể tích nano Au/SnS§ tốt khảo sat & (2.4.1.1) néng 46 60 ng/mL Dinh mite mL, dé yén thời gian tốt khảo 37 sát (2.4.1.2) Hén hợp đo quang cell 10 mm Các mẫu thí nghiệm kiểm tra cách đo độ hấp thu bước sóng 650 nm Bảng 2.6 Khoảng tuyến tính phản ứng HạO› TMB Thê tích — =] S] OC] O] ALD] mp BY] wl] troy STT | H20.5mM | (mL) 0.1 0.2 0-4 0.6 0.8 12 14 1.6 1.8 Thê tích | Nơng độ TMB (uL) TMB (mM) pH đệm (mL) Thế tích | Nồng độ tối ưu Thê tích tối ưu Thê tích Au/SnS (ul) pH Thể tích tối ưu tối ưu Thoi gian (phút) Thời gian tối ưu Định mức mL Hỗn hợp đo độ hấp thu quang bước sóng 650 nm 24.1.7 Đường chuẩn HO; Lấy thể tích đến mL HạO; nơng độ mM; thêm thể tích tốt khảo sát (2.4.1.5) TMB nỗng độ tết khảo sát (2.4.7.2); mL dung địch đệm có pH tốt khảo sát (2.4.7.3); thêm thể tích nano Au/SnS§ tốt khảo sát (2.4.1.7) nồng độ 60 g/mL Dinh mite mL, dé yén thời gian tốt khảo sát (2.4.1.2) Hén hợp đo quang cell 10 mm Các mẫu thí nghiệm kiểm tra cách đo độ hấp thu bước sóng 650 nm Xác định giá trị đo y theo nồng độ x (lặp lại hai lần lấy giá trị trung bình) Nếu x y có phụ thuộc tuyến tính, đường biểu diễn cho khoảng khảo sát thỏa phương trình sau [83]: y=axtb Trong đó: a: Giá trị độ đốc slope (hé số gốc) b: Giá trị hệ số chặn intercept Hệ số tương quang: 38 (2-3) p= DOTY @-® v3Œ¡ — X)? XỚi — Y) Nếu 0.995 < R < l: Có tương quan tuyến tính x y Tiêu chí chấp nhận đường chuẩn -_ Hệ số hồi quy tuyến tính (R - Hệ số tương quan hồi quy x y): Điều kiện để đánh giá đường chuẩn đạt có R hệ số tương quan hồi quy (Coefficient of correlation) dat yêu cầu [83] 0.995