BO GIAO DUC VA DAO TAO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
HOANG QUOC BINH
XAY DUNG QUY TRINH PHAN TICH FORMALDEHYDE TRONG THUC PHAM
BANG PHUONG PHAP TRAC QUANG - DONG HOC XUC TAC
LUAN VAN THAC SI KHOA HOC HOA HOC
Thira Thién Hue, 2019
Trang 2
MO DAU
Thực phẩm là nguồn dinh dưỡng thiết yếu đối với sự sống của loài người Ngày nay, con người đòi hỏi rất cao về chất lượng của thực phâm đối với hương thơm, mùi vị, màu sắc, hình dáng, cung cấp chất đinh đưỡng nhu cầu cần thiết cho cơ thê [26] Bên cạnh đó, thực phẩm luôn bị phân hủy bởi các yếu tố môi trường dẫn đến ôi, thiu và làm giảm thời gian sử đụng sản phẩm cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con người Vì thế, các nhà sản xuất thường thêm vào các loại phụ gia thực phẩm nói chung, các loại chất bảo quản nói riêng đề cải thiện chất lượng thực phẩm nhưng ít chú trọng đến những ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, vấn dé vé sinh an toàn thực phẩm luôn là vấn để nóng bỏng, cấp thiết của toàn thế giới, trong đó có nước ta
Một cách ngắn ngọn, những chất cải thiện những yếu tố của thực phẩm, bảo vệ thực phẩm tránh những tác nhân có hại từ môi trường đều gọi chung là phụ gia thực phẩm Trong phụ gia thực phẩm có bao gồm cả chất bảo quản Các chất bảo
quản tự nhiên và nhân tạo còn được con người sử dụng nhằm kéo dài thời hạn sử
dụng thực phẩm [26] Các chất bảo quản được thêm vào trong thực phẩm theo quy định của các cơ quan có thấm quyền Nếu sử dụng chất bảo quản không kiểm soát nghiêm ngặt về chất lượng, chủng loại, liều lượng theo đúng tiêu chuẩn gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người tiêu dùng, thậm chí, dẫn đến tử vong khi sử dụng với hàm lượng lớn [26]
Trước đây, formaldehyde là chất bảo quản thường được phép sử dụng ở một số nước trên thế giới Tuy nhiên, trong thập niên trở lại đây, các nhà khoa học của UNEP, ILO phối hợp cùng với WHO đã phát hiện và cảnh báo “khả năng gây ung
thư” của formaldehyde Thậm chí, ở một số tổ chức như: LARC, EU, USNTP đã công
Trang 3LOI CAM DOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Tất
cả số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa được người khác
công bố trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào
Học viên thực hiện
Trang 4MUC LUC Trang 9:8 1099.0090 1c i ).9/:8./000009.\(08:ìn)2 000 nmài ÔỎ iii DANH MUC CAC TU VIET TAT .cceccccceccssessessessseseesesseeseeseeseesesseeseeseeseeseens iv h9 00 1 NOI DUNG NGHIEN CU U sixszs5xstg8in12xE8 5 88H10 ng giữ g8ugET00.n18030s8s0s8 3 00 518/90) 1019090020077 3 1.1 Phụ gia thực phẩm 2-22 2S121121251151211211112122222 xe 3 1.2 Khái niệm về formaldehyde - 5-2222 2122122122222 6 6 1.3 Sự có mặt của formaldehyde trong thực phẩm và ảnh hưởng
đôi với sức khỏe sinh vật
1.4 Tiêu chuẩn giới hạn tiếp xúc với formaldehyde -s 5s 14 1.5 Các phương pháp xác định hàm lượng formaldehyde 15
1.6 Phương pháp xử lý mẫu - 2222221 512122121121221211221212221 2x xe 24 Chương 2 NỌI DUNG, ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 2 ©©2+++2EE LH HH HH 28
2/1 NỘI dung:nghiên:GÌỀU seezeesseesenersironiistieniedrdinsoseirezSiL0E18 000008061008 80502 C6 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu ch nhe 29 2.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 22 2s1211212212212212212212.2.xe 35
2.4 Hóa chất, dụng cụ và "7m 35
Chương 3 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN c2 555555 S5<SxeSxesxecxecxers 37
3.1 Khảo sát chọn bước sóng hấp thụ và các yếu tố ảnh hưởng đến
Trang 53.1.1 Bước sóng hấp thụ thích hợp - 22 2s 2512522122122122122.2 2e 37 3.1.2 Chọn nồng độ RhB S222 2121221221221 xe 38 3.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ KBrO¿ - 2222 2212122122122122.2e2 39 3.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ Haz§O¿, - 2222 2512112122121222222e2 40 3.1.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ 2 2222221221222 zze 4 3.1.6 Ảnh hưởng của thời gian - 2522222222222, 42
3.2 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng (Iog(Ao/As)) vào nồng độ
formaldehyde va đánh giá độ tin cậy của phương pháp csccccc se 43 3.3 Xây dựng phương pháp phân tích formaldehyde - -: 49 3.4 Xác định thời gian trên hệ thống chưng cất -2- 5222222222222 49 3.5 Xây đựng quy trình phân tích trên mẫu thực phẩm 50 3.6 Kết quả phân tích formaldehyde có trong một số thực phẩm 33 3.7 Nhận xét kết quả phân tích hàm lượng của formaldehyde
trên các đối tượng thực phẩm 2-52 2 2221221211111121111121122221222 2e 61
40000790 X 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 5sc 5c + 2S SE SrveExtrrxrtteerkrreerrrrrrree 65
Trang 6DANH MUC CAC BANG
Trang Bảng 1.1 Các đại lượng vật lý của formaldehyde .- csccc 2c Sex: 7
Bảng 1.2 Hàm lượng formaldehyde nội sinh trong một số thực phẩm 11
Bảng 3.1 Độ hấp thụ của RhB tại bước sóng 2 = 557 nm ở các nồng độ khác nhau 39
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ KBrO: đến tốc độ phản ứng - 40
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ H;SO¿ đến tốc độ phản ứng 41
Bang 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ dén téc d6 phan tg cece 42 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian đến tốc độ phản ứng 2 2222222222222 43 Bảng 3.6 Tốc độ phản ứng ở các nồng độ formaldehyde khác nhau 44
Bảng 3.7 Kết quả đánh giá độ tin cậy của phương pháp s55 2scsscss2 45 Bảng 3.8 So sánh phương pháp đang nghiên cứu với các nghiên cứu đã công bỐ - 2 225 1211211211211212212212211212212112122221212122122122 re 47 Bảng 3.9 Xác định thời gian trên hệ thống chưng cất 2252 2222222222222e2 50 Bảng 3.10 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cậy mẫu xúc xích 53
Bảng 3.11 Hàm lượng formaldehyde trong mẫu xúc xích - 22 55522 34 Bảng 3.12 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cậy mẫu pate 34
Bảng 3.13 Hàm lượng formaldehyde trong mẫu pate 55: ¿2522552 55 Bảng 3.14 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cậy mẫu thit x6ng khdi 55
Bang 3.15 Ham luong formaldehyde trong mau thit xông khói 56
Bảng 3.16 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cay mau mang chua 57
Trang 7Bang 3.20 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cay mau ca basa vién 59 Bảng 3.21 Hàm lượng formaldehyde trong mẫu cá basa viên - 59 Bảng 3.22 Kết quả phân tích và đánh giá độ tin cậy mẫu cá tra viên 60 Bảng 3.23 Hàm lượng formaldehyde trong mẫu cá tra viên -5 5¿¿ 61 Bảng 3.24 Tổng hợp các thông số đánh giá độ tin cậy và hệ số
biến động của các mẫu thực phẩm 2- 522222 22222221221221121222.2 6 62
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phân tích formaldehyde bang phuong phap FIA 18 Hình 2.1 Đồ thị biểu diễn sự sai lệch giữa (1) đường thẳng
thực nghiệm và đường thẳng lý thuyết (2) 22222 222212121222.2.2 e6 33 Hình 3.1 Phé hap thụ của RhB trong những hệ phản ứng khác nhau 37 Hình 3.2 Phổ hấp thụ của RhB ở các nồng độ khác nhau 2-22 2222222ss25z2 38
Hình 3.3 Ảnh hưởng của KBrO; đến tốc độ phan tng o.oo 39
Hình 3.4 Ảnh hưởng của HzSO¿ đến tốc độ phản ứng -2- 222222222 22ce2 40
Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng 2-22 s22 22 22c 41 Hình 3.6 Ảnh hưởng của thời gian đến tốc dé phan tng o.oo eee 42 Hình 3.7 Đường biểu diễn sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng (log (Ao/As))
vào nồng độ formaldehyde - 22 22 2225221221221221221221221211222222222 re 44 Hình 3.8 Sơ đồ quy trình phân tích formaldehyde trong mẫu thực phẩm 51 Hình 3.9 Bộ chưng cất lôi cuén hoi nUGe oo cece cece eee eee eee eee eee eee tte eeeeteeeees 52
Trang 9DANH MUC CAC TU VIET TAT
Từ viết tat Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
C.V Coefficient of Variation Hệ sô biên động
DKTN Diéu kién thi nghiém
EC European Commission Uy ban chau Au
‘ Cơ quan An toàn Vệ sinh thực
EFSA European Food Safety Authority phẩm Châu Âu
EPA United States Environmental Co quan Bao vệ Môi trường Protection Agency Hoa Ky
EU European Union Lién minh Chau Au FAO Food and Agriculture Tô chức Lương thực và
Organization of the United Nation | Néng nghiép Lién hợp Quốc FIA Flow injection analysis Phan tich dong chay
8 5 š Cục Quản lý Thực phẩm và FDA Food and Drug Administration Dược phẩm 1o Kỹ
Gas Chromatography with Mass Bape ke 1 2 Se —Me Spectrometer Detector Sa key kht— khot pho
High Performance Liquid #1 1a sÀ
HPLC €ñfnmmstagmmifig Sac ký lỏng hiệu năng cao HQ- Huỳnh quang - động học xúc
ĐHXT tác
International Agency for Research | Tô chức Nghiên cứu Ung thư
IARC on Cancer Quoc tê i ak
ILO International Labour Organization Tổ chức Lao động Quốc tế IPCS International Programme on Chương trình Quôc tê về An
Chemical Safety toàn Hóa chât
LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện
LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng
MHLW Ministry of Health, Labour and Bộ Y tê, Lao động và Phúc lợi
Welfare Nhat Ban
NLM Ngày lây mẫu
Rev Recovery Độ thu hồi
Trang 10
Rey D6 thu héi khi tién hanh thém 0 chuan 10 ppb Rev Độ thu hôi khi tiên hành thêm oval chuan 20 ppb RhB Rhodamine B
RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối
SPME Solid — phase microextraction Vi chiết pha rắn
TQ- ý ^ as
ĐHXT Trắc quang - động học xúc tác tow Thoi gian phan tng
United Nations Chương trình Môi trường
UNEP i
Environment Programme Liên hợp Quôc USOSHA United States Occupational Safety Cục Quản lý An toàn Nghề
Health Administration nghiệp và Sức khỏe Hoa Kỳ US "fon Docupationdd Safbty and Viện Quốc gia An toàn và Sức NIOSH Health khỏe nghê nghiệp Hoa Kỳ
United States National Toxicology |_ Chương trình Độc học Quôc USNTP Program gia Hoa Ky : 5:
UV - Vis Ultra violet - Visible Tử ngoại — khả kiên WHO World Health Organization Tô chức Y tê Thê giới
Hàm lượng formaldehyde có
X trong mâu thực phâm d y
AC Nông độ chât chuan thém vao mau
€ Biên giới tin cậy
Từ viết tắt Nghĩa tiếng Pháp Nghĩa tiếng Việt
AFSSA Agence Frangaise de Sécurité Cơ quan An toàn Vệ sinh thực Sanitaire des Aliments pham cua Phap
Trang 11
MO DAU
Thực phẩm là nguồn dinh dưỡng thiết yếu đối với sự sống của loài người Ngày nay, con người đòi hỏi rất cao về chất lượng của thực phâm đối với hương thơm, mùi vị, màu sắc, hình dáng, cung cấp chất đinh đưỡng nhu cầu cần thiết cho cơ thê [26] Bên cạnh đó, thực phẩm luôn bị phân hủy bởi các yếu tố môi trường dẫn đến ôi, thiu và làm giảm thời gian sử đụng sản phẩm cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con người Vì thế, các nhà sản xuất thường thêm vào các loại phụ gia thực phẩm nói chung, các loại chất bảo quản nói riêng đề cải thiện chất lượng thực phẩm nhưng ít chú trọng đến những ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, vấn dé vé sinh an toàn thực phẩm luôn là vấn để nóng bỏng, cấp thiết của toàn thế giới, trong đó có nước ta
Một cách ngắn ngọn, những chất cải thiện những yếu tố của thực phẩm, bảo vệ thực phẩm tránh những tác nhân có hại từ môi trường đều gọi chung là phụ gia thực phẩm Trong phụ gia thực phẩm có bao gồm cả chất bảo quản Các chất bảo
quản tự nhiên và nhân tạo còn được con người sử dụng nhằm kéo dài thời hạn sử
dụng thực phẩm [26] Các chất bảo quản được thêm vào trong thực phẩm theo quy định của các cơ quan có thấm quyền Nếu sử dụng chất bảo quản khơng kiểm sốt nghiêm ngặt về chất lượng, chủng loại, liều lượng theo đúng tiêu chuẩn gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người tiêu dùng, thậm chí, dẫn đến tử vong khi sử dụng với hàm lượng lớn [26]
Trước đây, formaldehyde là chất bảo quản thường được phép sử dụng ở một số nước trên thế giới Tuy nhiên, trong thập niên trở lại đây, các nhà khoa học của UNEP, ILO phối hợp cùng với WHO đã phát hiện và cảnh báo “khả năng gây ung
thư” của formaldehyde Thậm chí, ở một số tổ chức như: LARC, EU, USNTP đã công
Trang 12lớn [39] Một số thí nghiệm lâm sàng trên chuột, lợn, thỏ và khi cho thấy
formaldehyde gây tác hại đến đường tiêu hóa, hô hấp, gây ung thư [17], [42]
Chính vì những tác hại đó, việc xác định hàm lượng formaldehyde trên các đối tượng,
đặc biệt là thực phẩm để cảnh báo đến người tiêu đùng, các cơ quan chức năng là hết
sức cần thiết
Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học - công nghệ, các nhà khoa học đã dựa
vào nhiều phương pháp đề xác định formaldehyde như phương pháp sắc ký [30] [34] [41] phương pháp FIA [35], [44] phương pháp huỳnh quang [29], phương pháp trắc
quang (phổ hấp thụ UV - Vis) [9], [25] phương pháp động học — xúc tác [12], [20]
[24I [28] [31] [36] [37] Những phương pháp này có nhiều ưu điểm riêng (độ
chon lọc, độ nhạy, LOD, LOQ, .) Tuy nhiên, một số các phương pháp này do có
yêu cầu máy móc phức tạp, các hóa chất khó kiếm, đắt tiền, sử dụng với số lượng lớn, thời gian chuẩn bị mẫu dài, quy trình phân tích phức tạp, dẫn dén chi phi phân tích tăng, thời gian tiếp xúc với hóa chất độc hại kéo dài gây ảnh hưởng đến sức khỏe người phân tích Trong số những phương pháp trên, phương pháp TQ - ĐHXT, được lựa chọn như là phương pháp khắc phục nhược điểm của các phương pháp khác như: quy trình phân tích đơn giản, tiết kiệm thời gian, chi phí phân tích, hóa chất dễ tìm,
lượng hóa chất sử dụn gít, không những thế, độ nhạy, LOD, khoảng xác định phù hợp với việc xác định hàm lượng formaldehyde trong thực phẩm dựa trên mối quan hệ
Trang 13NOI DUNG NGHIEN CUU Chwong 1 TONG QUAN
1.1 PHU GIA THUC PHAM
1.1.1 Một số khái niệm
Phụ gia thực phẩm được định nghĩa bởi nhiều cơ quan, tổ chức trên thế giới
và ở nước ta như sau:
- FAO và WHO từ năm 1995 và sửa chữa năm 2012 đã đưa ra định nghĩa phụ gia thực phâm là những chất không được tiêu thụ thông thường như thực phẩm hoặc không được sử dụng thông thường như một loại thành phần đặc trưng của thực phẩm, dù có hay không có giá trị dinh đưỡng, việc bổ sung nó một cách có chủ ý vào thực phẩm nhằm đáp ứng mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, sơ chế, xử lý, đóng hộp, đóng gói, vận chuyển và bảo quản sản phẩm, hoặc có thể dự kiến kết quả có thé chấp nhận (trực tiếp hoặc gián tiếp) trong sản phẩm hoặc trong sản phâm phụ của nó để trở thành một thành phần hoặc ảnh hưởng đến những đặc điểm của những thực
phẩm đó [16]
- Phụ gia thực phẩm đã được FDA năm 1993 định nghĩa là bất kì chất nào mà mục đích sử dụng mang lại kết quả hoặc có thể mong đợi mang lại kết quả một cách
hợp lý, trực tiếp hoặc gián tiếp, trong việc trở thành một thành phần hoặc ảnh hưởng đến đặc điểm của bất kì thực phẩm nào [26]
- Theo định nghĩa của EC, phụ gia thực phâm là những chất không được tiêu thụ thông thường như một loại thực phẩm và không được sử dụng thông thường như một thành phần đặc trưng của thức ăn, dù có hoặc không có giá trị đinh dưỡng [46]
- MHLW ban hanh Dao luật Vệ sinh Thực pham vào năm 1947 và sửa đổi vào năm 1995, đã định nghĩa về phu gia thực phẩm là các chất được sử dụng trong hoặc
trên thực phẩm trong quá trình sản xuất thực phẩm hoặc là những chất được sử dụng
Trang 14- Ở Trung Quốc, phu gia thực phẩm được định nghĩa theo Luật An toàn Thực phẩm có hiệu lực năm 2009 như sau: Bắt kì chất tổng hợp hoặc tự nhiên nào được sử dụng hoặc cải thiện chất lượng, màu sac, hương thơm, mùi vị của thực phẩm, và được
thêm vào thực phẩm hoặc đặt cùng với thực phẩm đề ngăn ngừa sự hư hỏng, đuy trì độ tươi hoặc theo yêu cầu của công nghệ chế biến [23]
- Ở Việt Nam, theo quy định của Bộ Y Tế, phu gia thực phẩm được định nghĩa là những chất không được coi là thực phẩm hoặc một thành phần của thực phẩm Phụ
gia thực phâm có ít hoặc không có giá trị đinh dưỡng, được chủ động cho vào với mục đích đáp ứng yêu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bao gói, vận chuyển, bảo quản thực phẩm Phụ gia thực phẩm không bao gồm các chất ô nhiễm hoặc các chất bổ sung vào thực phẩm với mục đích tăng thêm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm [1]
1.1.2 Vai trò của phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong ngành thực phẩm Nó cho phép số lượng đân cư đô thị ngày càng tăng có nhiều sự chọn lựa đối với các loại thực phẩm ở bất cứ thời gian nào trong năm với khả năng bảo quản và cải thiện chất lượng thực phẩm Lợi ích của phụ gia thực phẩm bao gồm những lợi ích như sau:
* Duy trì và cải thiện chất lượng dinh dưỡng [15] [26]
Phụ gia thực phẩm có ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng chủ yếu là vitamin và khoáng chất Trong một số sản phẩm, nó được thêm vào nhằm nâng cao chất lượng hoặc bổ sung hàm lượng những chất đinh dưỡng bị mất mát trong quá trình chế biến Trong các sản phẩm khác, vitamin và khoáng chất có thê được thêm vào để củng cố, bỗ sung chất dinh dưỡng thường thiếu hụt trong bữa ăn hàng ngày
* Duy trì và cải thiện tính an toàn và chất lượng sản phẩm [15] [26]
Trang 15trong các thực phẩm chiên, nướng và các loại thực phẩm khác bị ôi thiu và có vi la
Bên cạnh đó, phụ gia thực phẩm có thể giúp duy trì chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm cho người tiêu đùng Chẳng hạn như các acid được thêm vào để ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật có thê gây bệnh từ thực phẩm
* Hỗ trợ trong chế biến hoặc quá trình chuẩn bị [15] [26]
Phụ gia thực phẩm được sử dụng trong hỗ trợ chế biến và sử dụng có
ảnh hưởng đến cấu trúc và thành phần của thực phẩm sau cùng Một số phụ gia được
phân loại thành chất nhũ hóa, chất ổn định, chất làm dày, chất lên men, chất giữ âm
và chất chống đông Hóa chất trong nhóm này của phụ gia thực phẩm được sử dụng
để điều chỉnh tính đồng nhất, tính ổn định và khối lượng của thực phẩm Chẳng hạn như chất nhũ hóa làm cho sản phẩm trở nên đặc hơn và ngăn cản sự rạn nứt trên bề mặt thực phẩm Trong khi đó, chất ổn định và chất làm dày làm đảm bảo cấu trúc của
sản phẩm không có sự thay đổi nhiều Chất chống đông lại giúp cho tránh hiện tượng vớn cục và giúp các thành phân trong thực phâm được phân bố đồng đều
* Tăng cường khả năng cảm nhận đối với thực phẩm [15] [26]
Phụ gia thực phẩm nhằm cải thiện hương vị và màu sắc thực phẩm để
khiến nó trở nên bắt mắt hơn đối với người tiêu dùng Hương liệu được sử dụng để khôi phục, cải thiện hương vị gốc của nguyên liệu thực phẩm hoặc khôi phục hương
vi bién mat trong qua trinh chế biến Màu sắc tự nhiên và nhân tạo được thêm vào để
gia tăng độ bắt mắt về thị giác đối với thực phẩm, để phân biệt màu sắc thực phẩm và cường độ màu sắc hoặc khôi phụ lại màu sắc đã mất trong quá trình chế biến
1.1.3 Ảnh hướng của phụ gia thực phẩm đến sức khỏe con người
Bên cạnh mặt có lợi của phụ gia thực phẩm thì nó vẫn có những ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Có 2 nguồn chính của phụ gia thực phâm gây nguy hiểm
và đe dọa đến sức khỏe và tính mạng của con người, đó là những chất được đưa vào như một phần của hoạt động chế biến, bao gồm: chất tạo màu, chất bảo quản, hương vị, chất tạo ngọt, chất tạo hình bề mặt và chất chế biến khác và những phụ gia được
Trang 16Ảnh hưởng trực tiếp của phụ gia thực phẩm hoặc ảnh hưởng trong 1 thời gian dài nếu việc tiếp xúc thường xuyên hoặc do sự tích lũy lâu dài có thể gây ra các tác
hại như:
- Ảnh hưởng trực tiếp có thể bao gồm đau đầu, rối loạn chuyển hóa, rối loạn trong việc tập trung trí óc và hệ miễn dịch [26]
- Ảnh hưởng lâu đài có thể dẫn đến các nguy cơ ung thư, bệnh tim mạch và gây suy thoái nội tạng trong cơ thê [26]
Ngày nay, chất phụ gia thực phẩm đang bị tranh cãi vì nó được xem là nguyên nhân gây ra các vấn dé hô hấp và các vấn đề sức khỏe khác Bên cạnh đó, chất phụ gia thực phẩm gây sốc phản vệ đối với những cá nhân mẫn cảm và đã có trường hợp tử vong trong vài phút trước khi được cấp cứu [26]
1.2 KHAI NIEM VE FORMALDEHYDE 1.2.1 Cấu tạo và tên gọi
Công thức phân tử: CH20 Công thức cấu tạo: H,C=O Tên thường: formaldehyde Danh pháp IUPAC: methanal
Các tên gọi khác: formic aldehyde, methyl oxide, methylene oxide,
oxymethylene, methyl aldehyde, oxomethane, fannoform, formalith, karsan [32],
[39]
1.2.2 Tinh chit vat ly
Trang 17Bang 1.1 Cac dai lugng vat ly cua formaldehyde [7], [32], [39], [42] Tén goi Don vi Gia tri Nhiệt độ nóng chảy °C (-92) -(-118) Nhiệt độ sôi °C (-21) - (19)
Thiéu nhiét kcal.g1 4.47
Áp suất hơi (ở 25 °C) kPa 516
Khối lượng riêng (ở -20 °C) g.em3 0.8153 Độ tan (ở 25 °C) g.Lt 100 - 550 Hé sé Herry (6 25 °C) Pa.m?.mol"! 2,2.107 -3,4.107 1.2.3 Tính chất hoa hoc [7], [8]
1.2.3.1 Phản ứng polyme hóa giữa các phan tw formaldehyde
Ở trạng thái dung dịch, với nồng độ của formaldehyde khoảng từ 40 % trở lên
và có mặt nước, nó có khả năng tự trùng hợp thành dạng polymer mạch hở, dưới dạng
kết tủa trắng, gọi là polyoxymethylene (hoặc paraformaldehyde) nHạC=O + HO > no—ƑcH,—o‡—H (n = 10 - 100) Ở thé khi, formaldehyde cé kha nang oligome héa thanh dang vong dudi dang trioxymethylene (trioxan) H,C cu, 3HCHO ¬› | | O /O Nery
1.2.3.2 Phan ung ngung tu giita formaldehyde voi amin bac 1 Cac aldehyde dé dang tham gia phản ứng với các amin bac 1 (mà thường không can phai ding xtc tac acid-base) tao thành các base Schiff - dễ bị thủy phân trong môi trường acid để tao thanh aldehyde va amin ban dau
HCHO + R-NH,~—» H,C==N—R + H,0
Trang 18Riéng formaldehyde khi phản ứng với NH: tạo thành hexamethylenetetramine (urotropin): HạC — Nou Jue] N—|-CH,-N + 6H,O | NW / cm ch, 6 HCHO+ 4NH, H 1.2.3.3 Phản ứng oxi hóa ˆ ?
Aldehyde dễ tự oxy hóa khi tiếp xúc với không khí hoặc khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hay khi có mặt một số ion kim loại như Fe, Mn” Tuy nhién formaldehyde bền trong nước do ở dạng hydrat hóa nên khó tham gia phản ứng này
2HCHO +0, —“» 2HCOOH
Nếu oxy hóa sâu hơn, formaldehyde tham gia phản ứng:
HCHO +O; — Cy CO, + HO
Các aldehyde béo không có H ở vị trí œ như formaldehyde có thể tham gia phản ứng Cannizzaro trong môi trường kiềm đặc dé tao acid va alcohol tuong tng
2HCHO+OH —*+ HCOO” + CHẠOH 1.2.4 Formaldehyde trong cong nghiép va tng dung
1.2.4.1 Sản xuất trong công nghiệp
Ngày nay, formaldehyde được sản xuất trong công nghiệp từ methanol trong không khí khi có mặt Ag (ở 650 °C) hoặc hỗn hợp oxide của sắt, molypden và vanadi (6 250 °C) [7], [8] [17]
2CH:ẠOH + O; —T> 2HCHO + 2H;O
Formaldehyde tinh khiết sản xuất với số lượng ít nhưng trên thị trường, nồng độ formaldehyde được bán thường thấy với nồng độ từ 30 - 50 % (w/w) Methanol là chất thường được thêm vào với formaldehyde như một chất ôn định [7] [8] [17]
1.2.4.2 Ứng dụng
Formaldehyde có rất nhiều ứng đụng trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, chẳng
Trang 19- Trong nông nghiệp: Trên thé giới, formaldehyde được sử dụng như phụ gia thực phẩm nhằm xử lý dầu, mỡ động thực vật trong thức ăn cho gia súc, phân bón
urea-formaldehyde được sử dụng như một nguồn nitơ, cải thiệt đặc tính sinh học cho
đất Bên cạnh đó, formaldehyde được đùng như chất xông để phòng nắm mốc, bảo quan lúa mì, yến mạch, đồng thời, là chất kháng khuẩn và diệt côn trùng cho cây
trồng và rau [39] [42]
- Trong sản xuất nhựa: formaldehyde được sử dụng trong sản xuất các loại nhựa chẳng hạn như nhựa amino (urea-formaldehyde và melamine-formaldehyde) được sử dụng trong ngành công nghệ đệt - da, trong ngành kĩ thuật điện như làm ổ cắm điện, các bộ phận trong động cơ điện, ngành công nghiệp xe cơ giới, đồ gia dụng và là thành phần của hệ thống ống nước, được dùng trong công nghiệp sơn, Bên cạnh đó, formaldehyde còn được dùng để sản xuất như nhựa phenolic (phenol—
formaldehyde) được sử dụng trong vật liệu đúc, chất kết dính tráng men, son va son
mài, Không những vậy, nó còn được đùng trong sản xuất nhựa POM (polyacetal hoặc polyoxomethylene) — được sử dụng trong trong các bộ phận của xe có động cơ
và máy móc chịu áp lực cơ học và nhiệt độ cao, trong ngành kỹ thuật thông tin liên
lac, đồ đùng gia đình và cả đường ống nước [32], [39] [42]
- Trong được phẩm, y tế: formaldehyde hiếm khi được sử dụng trực tiếp để khử trùng da và niêm mạc nhưng được sử dụng như chất bảo quản với hàm lượng rất
nhỏ vì có khả năng diệt virus, vị khuẩn, nắm, mốc và kí sinh trùng Bên cạnh đó,
formaldehyde được sử đụng trong tây uế, ướp xác [17] [39]
- Trong mỹ phẩm: formaldehyde được sử dụng như chất bảo quản quan trọng trong các loại mỹ phẩm lẫn sơn móng tay Bên cạnh đó, nó được sử dụng như chất chống ra mô hôi, chất làm mềm đa, kem đưỡng da, [39] [42]
- Trong hàng hóa tiêu dùng: formaldehyde được sử dụng như chất bảo quản thực phẩm, chat tay gia dụng, chất lỏng rửa chén bát, chất làm mềm vải, chống nhăn
Trang 201.2.5 Nguén phat thai formaldehyde
1.2.5.1 Nguồn tự nhiên
- Formaldehyde xuất hiện như một sản phẩm của nhiều quá trình khác nhau trong tự nhiên Chẳng hạn như trong quá trình đốt cháy rừng và động vật Trong nước, nó được hình thành bởi quá trình bức xạ ánh sáng với chất mùn Không những vậy, là một chất trao đổi trung gian, formaldehyde có mặt với nồng độ rất thấp ở hầu hết
các sinh vật sống được thải ra bởi vi khuẩn, tảo, động vật phù du, động thực vật trên cạn, [39]
- Bên cạnh đó, một lượng nhỏ formaldehyde được hình thành trên tan g đối lưu
bởi quá trình oxi quang hóa của nhiều hợp chất hữu cơ bao gồm các hợp chất tự nhiên
nhu methane, isoprene va nguồn ô nhiễm di động hoặc tĩnh như alkane, alkene (ethane, propene, ), aldehyde (acetaldehyde, acrolein, .) và aleohol (allyl aleohol,
methanol, ethanol, .) [39]
1.2.5.2 Nguồn nhân tao
- Đây là nguồn phát thải formaldehyde nhiều nhất vào môi trường hiện nay Bao gồm các quá trình đốt cháy xăng dầu, khí đốt, khí thải từ vật liệu xây dựng và sản phẩm tiêu dùng Mặc dù formaldehyde không có mặt trong xăng dầu, khí đốt nhưng nó là sản phẩm của quá trình đốt cháy khơng hồn toàn và được giải phóng từ động cơ đốt trong Lượng phát thải formaldehyde chủ yếu phụ thuộc vào thành phần
nhiên liệu, loại động cơ, tuổi thọ, trang bị lọc khí và tình trạng sữa chữa của các
phương tiện giao thông [39]
- Nguỗn đốt nhân tạo (bao gồm các nguyên liệu từ gỗ đến chất đẻo) bao gồm
củi đốt, lò sưởi, lò luyện kim, nhà máy điện, chất đốt nông nghiệp, lò đốt rác, khói
thuốc lá và cả quá trình chế biến thực phẩm Chất thải công nghiệp chứa
formaldehyde có thể xuất hiện ở bất cứ khâu nảo của quá trình sản Xuất, sử dụng, bảo
quản, vận chuyển, lưu trữ, Formaldehyde cũng được được tìm thấy trong khí thải của nhà máy sản xuất hóa chất, bột giấy, nhà máy sản xuất các sản phẩm từ rừng, nhà
máy cao su, nhà máy chế biến than đá và lọc dầu, nhà máy dệt, nhà máy sản xuất
Trang 21động cơ tự động Ngoài ra, chúng còn được phát hiện trong các sản phẩm như gỗ tắm,
gỗ ép, sơn, sản phẩm dét, nhua, [39]
SU CO MAT CUA FORMALDEHYDE TRONG THUC PHAM VA ANH HUONG DOI VOI SUC KHOE SINH VAT
1.3.1 Sự có mặt của formaldehyde trong thực phẩm
Trong cơ thể sinh vật luôn tổn tại một hàm lượng nhỏ formaldehyde vì
formaldehyde la một chất trung gian trong quá trình chuyền hóa chất của hầu hết sinh vật sống (chẳng hạn như nồng độ formaldehyde nội sinh trong một số loại trái cây có thê tăng lên đến 60 ppm), trong quá trình lão hóa của thịt, tuy nhiên, formaldehyde không được tích tụ với nồng độ cao trong các mô đo quá trình chuyên hóa thành các hợp chất khác nhau khi còn sống nhưng lại tích tụ trong quá trình bảo quản lạnh Trong cơ thể khi chết của cá và động vật giáp xác, do quá trình khử trimethylamine oxide da tao thành formaldehyde và dimethyl amine Ngoài ra, trong quá trình chuyên hóa protein, formaldehyde được sinh ra dé ting tính đẻo dai cho cơ bắp [42]
Trang 22Thit heo 20 Thit Thịt cừu 8 Thị gia cầm 5,7 Sữa dê 1 Sila vaisen phim từ sữa Sữa bò >33 Phô mai >33 Cá nước ngọt 88 (được xông khói) > Cá biển 20 (được xông khói) Cá Tuyết (đông lạnh) 28 Hai san Tôm tươi 1 Giáp xác (ở Địa Trung Hải) 1 ~60 Giap xac (6 dai 3.98 dương)
1.3.2 Ảnh hướng của formaldehyde đến sức khỏe sinh vật
Formaldehyde đã bị nghi ngờ, gây tranh cãi về khả năng gây ung thư từ đầu những năm 80 của thế kỉ XX Ngày nay, nhiều cơ quan, tô chức trên thế giới đã xếp formaldehyde vào nhóm những chất gây ung thư như [ARC đã đưa đưa formaldehyde từ nhóm “có khả năng gây ung thư cho người” (nhóm 2A, năm 1987) sang nhóm “gây ung thư cho người” (nhóm 1, năm 2004), hoặc theo phân loại của EU từ nhóm gây kích thích, gây độc tùy theo nồng độ từ năm 1976 sang nhóm “gây ung thư” (loại 3, năm 1994), hay USNTP cũng đã xếp formaldehyde ở nhóm “gây ung thư cho người” (năm 2005) dựa trên các nghiên cứu địch té hoc trong méi quan hệ giữ việc tiếp xúc formaldehyde và ung thư trên người Tuy nhiên, IPCS hợp tác cùng voi UNEP, ILO cùng với WHO đã xuất bản tài liệu Đánh giá Hóa chất Quốc tế (năm 2002) cho rằng
Trang 23formaldehyde chi la chat “ít gây ung thư” với những bằng chứng thuyết phục tại những vị trí tiếp xúc (như miệng, niêm mạc mũi) nhưng ý nghĩa về mặt thống kê không rõ ràng [ 13]
Formaldehyde 1a khi độc, gây kích thích tuyến trên của đường hô hấp do khả năng hòa tan cao trong nước và được giữ lại trên các đoạn đường của đường hô hấp Trong quá trình hô hấp qua mũi, lượng formaldehyde hầu hết được hấp thụ vào niêm mạc mũi và một số ít mới được tuyến đưới của đường hô hấp Nó tao mang nhay, gay khó chịu trong mũi, họng, thanh quản và các tuyến đưới của đường hô hấp [17]
Ở người, nồng độ formaldehyde cao hơn 0,4 ppm (w/v) gây ra khô mũi, khô họng và khô kết mạc Khi gia tăng mức độ tiếp xúc, gây kích thích tuyến hô hấp dưới Đồng thời, khi tiếp xúc dài ngày gây bỏng, gây đau đầu, buồn nôn và khó chịu Tiếp tục gia tăng mức độ tiếp xúc gây ra hiện tượng kích thích (ngứa) trong mắt, khoang
mũi, họng cho đến chảy nước mắt, nóng rát dữ dội trong mũi, cổ họng, khí quản và
gây ho và có thể gây ức chế hoạt động trên dây thần kinh sinh ba trong quá trình đài tiếp xúc Trong một số trường hợp khi hô hấp cấp tính với một liều lượng lớn formaldehyde, nan nhan có thê bị phù phối và tử vong, trong khi đó, với nồng độ thấp trong một thời gian dài có thê gây ra hoặc làm trầm trọng chứng hen suyễn Trong một trường hợp được báo cáo đã nuốt phải 240 ml formaldehyde 37 % dẫn đến đạ dày bị ăn mòn nghiêm trọng và gây tử vong [17]
Trong quá trình thí nghiệm về tiếp xúc formaldehyde của chuột, khi, lợn và thỏ đã cho thấy formaldehyde gây thoái hóa các tế bào bình thường và các tế bào ung thư phát triển, nhất là trên khoang mũi của chuột Trong ống nghiệm, formaldehyde tạo liên kết ngang với ADN khiến những ADN đơn lẻ bi phá vỡ dẫn đến nhiễm sắc thé bị sai khác gây ra đột biến gene trên loài gặm nhấm [42] Khi thay đổi nồng độ formaldehyde trong quá trình hô hấp hoặc tiếp xúc qua đường miệng ở chuột khiến nhiễm sắc thể trong tế bào phổi và nhân tế bào ở niêm mạc đường tiêu hóa bị thay đổi và thoái hóa Với việc tiếp xúc formaldehyde 16 ppm (w/v) trong 10h dẫn đến phôi bị phù nề và xuất huyết, trong một số trường hợp, gây trương phế nang và vỡ vách phế nang dẫn đến tử vong [17]
Trang 241.4 TIEU CHUAN GIOI HAN TIEP XUC VOI FORMALDEHYDE
1.4.1 Trong không khí
1.4.1.1 Ở khu dân cư
Theo WHO, giá trị hướng dẫn cho chất lượng không khí cho khu dân cư và những tòa nhà phi công nghiệp nói chung là 0,08 ppm (w/v) trong 30 phút cho mỗi lần tiếp xúc để tránh gây kích thích giác quan của người đân Điều này phù hợp với những phát hiện dịch tễ học gây ung thư mũi họng và xoang mũi khi tiếp xúc với
nông độ lớn hon 0,08 ppm (w/v) [13] 1.4.1.2 Ở nơi làm việc
Theo US OSHA -— một cơ quan pháp lý ở Hoa Kỳ và có thâm quyền để thiết lập mức độ giới hạn nguy hại, đã thiết lập giới hạn nồng độ cho người lao động ở môi trường làm việc dựa trên đánh giá của NIOSH Các mức này xây dựng cho “giá trị trung bình” của người lao động trong điều kiện sức khỏe tốt được công bố vào ngày 26/6/1992 trong đó: “giới hạn tiếp xúc trung bình của 1 người lao động trong môi trường làm việc không vượt quá 8h/ngày và 40h/tuần” (8h-PELs-TWA) là 0,75 ppm (w/v) và “giới hạn tiếp xúc ngắn hạn” (STEL) được phép tiếp xúc tối đa trong khoảng thời gian 15 phút là 2 ppm (w/v) [13]
1.4.2 Trong thực phẩm
Hiện nay, WHO chưa đưa ra giới hạn tiêu chuẩn lượng formaldehyde được
đưa vào cơ thê Tuy nhiên ở các quốc gia, giới hạn formaldehyde trong thực phẩm
cũng như liều lượng của nó được đưa vào cơ thể có sự khác biệt Chẳng hạn như EPA
đã đưa ra liều lượng tiêu chuẩn đưa vào bằng đường miệng của formaldehyde là 0,2 mg/kg trọng lượng cơ thể/ ngày [40]Trong khi đó, ở Bangladesh, lượng formaldehyde giới hạn đưa vào cơ thể ước tính khoảng 0,12 mg/kg trọng lượng cơ thê/ ngày [41] Bên cạnh đó, EFSA đã đưa ra mức giới hạn là nhỏ hơn 100 mg/kg
thực phẩm/ ngày [22] Ngoài, AFSSA là 11 mg/kg thực phẩm/ người/ngày [41]
Trang 251.5 CAC PHUONG PHAP XAC DINH HAM LUONG FORMALDEHYDE 1.5.1 Phuong phap sac ki
Phương pháp sắc ký dựa trên việc tach vật lý mà các thành phần được tách phân bố trên 2 pha, pha tĩnh và pha động di chuyển theo một hướng nhất định
[27]
1.5.1.1 Nguyên tẮc của phương pháp sắc kí
- Phương pháp HPLC: là phương pháp sắc ký lỏng có hiệu quả tách cao hơn so với các phương pháp sắc ký lỏng cô điển nhờ sử dụng các chất nhỏi có kích thước rất nhỏ (5 — 10m ) Ngoài ưu điểm trên, phương pháp HPLC còn có các
ưu điểm khác đó là tốc độ nhanh, độ tách tốt, độ nhạy cao, cột tách được sử dụng
nhiều lần, khả năng thu hồi mẫu cao do hầu hết detector không phá hủy mẫu, lượng mẫu cho phép bơm vào cột tách lớn hơn so với phương pháp sắc ký khí [10]
Nguyên tắc phương pháp này được mô tả như sau: Tiêm một thê tích
xác định một hỗn hợp mẫu được hòa tan trong dung môi phù hợp vào bộ phận tiêm
mẫu Hỗn hợp này đi chuyển nhờ dòng chảy liên tục của một dung môi — pha dong (thường chính là đung môi hóa tan mẫu) Chất rửa giải được bơm vào cột được nhỏi
chặt các hạt sắc ký Các cầu tử lần lượt thoát ra khỏi cột dựa vào sự phân bố khác
nhau giữa hai pha lỏng — rắn của các cấu tử và đi vào các detector thích hợp để đưa
ra kết quả [45]
- Phương pháp GC-MS: là sự kết hợp tuyết vời đê phân tích các chất có trong mẫu Các phương pháp vật lý đề giải thích cấu trúc (như đo phổ hồng ngoại
FT-IR, phố cộng hưởng từ hạt nhân H-NMR, phổ khối lượng MS, ) chỉ có sức thuyết phục khi chất phân tích đã được tách hắn ra khỏi nên trước khi tiến hành đo
phô, trong khi đó, phương pháp sắc kí khí cho phép tách các chất khác nhau ra khỏi nhau với độ tinh khiết khá cao trong một thời gian ngắn và lượng mẫu đủ lớn dé đo phô GC-MS có những ưu điểm như nghiên cứu được các hợp chất không bên, lượng
mẫu phân tích nhỏ (it hon 1 pL), tién hành tốt việc tách, nhận biết đồng thời hỗn hợp
Trang 26hạn chế (thích hợp với các hợp chất đễ bay hơi, không áp đụng được với những chất dễ phân hủy bởi nhiệt), gặp khó khăn với những mẫu phức tạp, mất nhiều thời gian
trong việc chuẩn bị mẫu, đòi hỏi phai co detector khối phổ (MS) để nhận biết các hợp
chất rất giống nhau [6] [11]
Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên sự phân bố khác nhau của
các cấu tử trên 2 pha khí — lỏng hoặc khí — rắn, từ đó câu tử đi ra khỏi cột tách với tốc độ khác nhau Sau khi đi ra khỏi cột, các phân tử được đưa vào nguồn 1on hóa của máy khối phô, tại đó, nó sẽ được phân mảnh thành các mảnh nhỏ đặc trưng trên cơ
sở từ trường và điện trường
1.5.1.2 Nghiên cứu trong việc xác dinh formaldehyde - Su dung HPLC:
+ Đối với mẫu trái cây, sữa, cá: Phương pháp HPLC sử dụng cột C18 với detector mảng diode quang với bước sóng đo 355 nm và chương trình nhiệt ở 30 °C với dung dich rửa giải H;O : CH:OH (35 : 65, v/v), vận tốc dòng chảy 1 mL.phút ! với thể tích tiêm vào hệ HPLC 1a 20pL Phuong phap HPLC đã xác định lượng formaldehyde trong khoang 1,3 - 100 ppm, LOD = 0,39 ppm, LOQ = 1,3 ppm déi véi
mẫu giả Trong khi đó, đối voi mau that, LOD = 0,32 - 1,75 ppm, LOQ = 1,08 - 5,83
ppm, khoảng xác dinh tt 1 - 5 ppm đến 100 ppm Rev đối với 3 mẫu xoài, sữa và cá đao động trong khoảng 83,25 - 115,56 % và RSD dao động trong khoảng 0,56 - 10,56 % với n = 6 [41]
+ Đối với mẫu sữa bò: tiến hành chiết lỏng — lỏng kết hợp phân vùng ở nhiệt độ thấp Sau quá trình xử lý, mẫu được tiến hành phân tích bằng HPLC và được đo ở 360 nm dựa vào sản phẩm sinh ra Kết quả cho thấy khoảng xác định của phương pháp này dao động trong khoảng 10 - 400 ppb, LOQ = 20 ppb, Rev = 102,2 % (n = 9) [34]
- Su dung GC — MS:
+ Đối với mẫu nước và keo dán gỗ có nhựa urea— formaldehyde Nhiệt độ hóa hơi trong buồng bơm mẫu là 250 °C trong 7 phút He là khí mang có tốc độ
Trang 27đòng 1 mL.phút! Chương trình nhiệt độ được lập trình như sau: nhiệt độ ban đầu là
60°C trong 2 phút, sau đó tăng lên 90 °C với tốc độ 5 °C.phút' rồi tăng 1én 250 °C
với tốc độ 50 °C.phút! và giữ nguyên nhiệt độ 250 °C trong 5 phút trước khi đưa về
nhiệt độ phòng Phân tích MS sử dụng phương pháp 1on hóa trên cơ sở va đập điện
tử (ED để định tính theo chế độ lựa chọn mảnh ion đặc trưng cho chất cần xác định
(SIM) Phương pháp này có LOD = 10 ppb, LOQ = 20 ppb, RSD = 1,8 % (n = 30) đối với mẫu chứa formaldehyde chuẩn với nồng độ I ppm và Rev = 102 % (n = 30)
[30]
1.5.2 Phuong phap phan tich dong chay
1.5.2.1 Nguyên tẮc của phương pháp phân tích dòng chấy
Phân tích dòng chảy dựa trên việc đưa mẫu hoặc thuốc thử và một dòng
chảy liên tục thông qua một thiết bị chia dòng nhanh [27] Mẫu phân tích ở dạng lỏng được bơm trực tiếp vào dòng chất mang chuyên động liên tục bằng bơm nhu động Trong vòng phản ứng, mẫu và thuốc thử phản ứng với nhau tạo ra sản phẩm Sản phẩm sinh ra được phát hiện và đo nhờ một detector thích hợp Các kỹ thuật phân tích FIA bao gồm kỹ thuật đo dòng liên tục và kỹ thuật đo dòng đừng Kỹ thuật đo dòng
liên tục được chia làm 2 loại, đó là kỹ thuật đo 1 dòng liên tục và kỹ thuật do nhiều
dòng Ưu điểm của phương pháp FIA bao gồm có độ nhạy tốt, tiết kiệm được thuốc
thử, hóa chất, hạn chế ảnh hưởng của thuốc thử và các sản phẩm kém bên, kết hợp được với nhiều bộ phân phụ trợ (cột tách, cột khử loại trừ các phản ứng gây nhiễu và
thay đổi thời gian phản ứng, không những vậy, đối với FIA dòng dừng còn tăng thời gian lưu, giảm độ phân tán mẫu đề tăng độ nhạy
1.5.2.2 Nghiên cứu trong việc xác định ƒormaldehyde
- Phản ứng giữa tỉnh thê tím (Tris(4-(dimethylamino)phenyl)methylium chloride) va bromate: Dung dich tinh thê tím Rị được tiêm vào dòng chất mang C đi qua van quay V, sau đó, dòng này sẽ được trộn với dòng chứa sẵn dung dịch bromate R¿ và cuối cùng, mẫu phân tích chứa formaldehyde S được bơm vào đòng trên Quá trình phản ứng diễn ra trong vòng phản ứng và sau đó đo độ hấp thụ ở bước sóng 600 nm Phương pháp này được áp dụng cho các mẫu khí, sơn và ván gỗ chứa nhựa của
Trang 28formaldehyde Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 18 ppb - 1,4 ppm, LOD = 7 ppb, RSD đối với việc xác định formaldehyde chuẩn có nồng độ l ppm va 0,1 ppm trong tng là 1,2 % và 2,3 %, Rev dao động trong khoảng 92 - 102 % [44] RC Lid po» T UP,
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phân tích formaldehyde bằng phuong phap FIA
- Phan tng giita formaldehyde với 5,5— dimethylcyclohexane—1,3— dione (dimedone): Tiém 100 uL mau phan tích vào hệ FIA 2 dòng mang sẵn nước cất,
dimedone 0,5% và đệm CH:COONH¿ ở pH = 5,5 Phản ứng tạo thành hợp chất phát
huỳnh quang, đo ở bước sóng kích thích 395 nm và bước sóng phát xạ 463 nm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 25 - 100 ppb RSD khi phân tích formaldehyde với nồng độ 50 ppb và 100 ppb là 0,6 % và 3,4 % với n = 10, LOD = 0,9 ppb Phương pháp này được áp đụng cho mẫu khí trong môi trường sống [35]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxy hóa Brilliant green bằng sulphite với xúc tác formaldehyde để xác định trên đối tượng mẫu gỗ Kết quả cho thấy khoảng xác dinh trong khoang 0,2 - 3 ppm, LOD = 0,02 ppm RSD < 6% và Rev dao động trong khoảng 92 - 106 % (n=5) khi tiến hành trên mẫu thực [14]
1.5.3 Phương pháp huỳnh quang
Phương pháp dựa trên việc dùng hiệu ứng phát quang do quá trình giải tỏa năng lượng sau khi bị kích thích bởi nguồn sáng để định tính và định lượng các chất Phương pháp huỳnh quang có 2 loại cơ bản là hóa huỳnh quang và huỳnh quang [5] Trong đó, người ta thường sử dụng phương pháp huỳnh quang để xác định formaldehyde
Trang 291.5.3.1 Nguyên tẮc của phương pháp
Trong việc xác định các hợp chất hữu cơ, người ta thường chuyền nó thành một sản phâm với thuốc thử huỳnh quang hữu cơ khác Việc định lượng bằng phương pháp huỳnh quang dựa trên nhiều cách khác nhau Trong đó việc xác định độ tắt huỳnh quang (độ giảm cường độ huỳnh quang) được sử dụng trong việc xác định formaldehyde, nghĩa là, với sự có mặt của formaldehyde, các thuốc thử phát huỳnh quang chuyên thành hợp chất mới bền hơn nhưng không phát quang hoặc phát quang rất yếu [5] [6] Ưu điểm của phương pháp đó là có thê tiến hành phân tích đồng thời nhiều chất mà không cần tách chúng ra khỏi nhau, tiết kiệm hóa chất và lượng mẫu phân tích, tuy nhiên, phương pháp này có độ chính xác phụ thuộc nhiều yếu tố như việc chuẩn bị nồng độ các đấy dung dịch chuẩn phải chính xác về thành phần và các điều kiện thí nghiệm phải gần giống với mẫu phân tích [6]
1.5.3.2 Nghiên cứu trong việc xác dinh formaldehyde
- Xac dinh formaldehyde dua trén phan tng Hantzch: Phản ứng Hantzch la phan ung gitta amino acetat, formaldehyde va acetoacetanilide Phuong pháp được sử dụng là phương pháp huỳnh quang đo độ tắt huỳnh quang Đối với phương pháp huỳnh quang đo ở bước sóng kích thích 370 nm và bước sóng phát xạ 470 nm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 0,I - 1 ppm, LOD = 20 ppb Rev dao động trong khoảng 97,1 - 103,5 % với n = 5 Phương pháp được áp dụng cho mẫu nước mưa [29]
1.5.4 Phương pháp trắc quang (phố hấp thụ UV — Vis)
Phương pháp này dựa trên việc đo cường độ dòng sáng còn lại sau khi đi qua dung dịch bị chất phân tích hấp thụ một phần [5]
1.5.4.1 Nguyên tắc của phương pháp trắc quang
Ngày nay, phương pháp trắc quang được đo bằng dụng cụ máy đo có tế bào quang điện, nhân quang điện, diode mảng Các chất chỉ tương tác quang học
mạnh ở một vùng phô hẹp và chỉ khi đó độ hấp thụ mới phụ thuộc vào chất phân tích
Trang 30là độ chọn lọc cao, kết quả tương đối khách quan và chính xác, được sử dụng phổ
biến hiện nay, LOD của phương pháp trắc quang trong khoảng từ 1 - 10 ppm Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều hạn chế như ảnh hưởng của nền mẫu, sự oligomer và polymer hóa của chất phân tích, các tia sáng không bị chất phân tích hấp thụ gây nhiễu cho kết quả đo [5] [6]
1.5.4.2 Một số nghiên cứu trong việc xác dinh formaldehyde
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng giữa formaldehyde với chromotropic
acid voi su hiện diện của MgSO¿ tạo thành sản phẩm phức bền
Mg"/cyclotetrachromotropylene va do ở bước sóng hấp thụ 535 nm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 3 - 11 ppm, LOD = 0,3 ppm va LOQ = | ppm RSD cua quá trình phân tích trong ngày va sau năm ngày có giá trị tương tng 1a 1,1 % và 1,72 % (n = 6) đối với việc phân tích formaldehyde chuẩn có nồng độ 7 ppm Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm khử trùng và thuốc làm mịn tóc được trộn formaldehyde một cách bất hợp pháp [25]
- Nghiên cứu dựa trên hệ phản ứng dựa trên phản ứng giữa formaldehyde với chromotropie acid trong HzSOx tạo thành sản phẩm được đo ở bước sóng 575 nm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 0,19 - 1,5 ppm, LOD = 0,057 ppm, LOQ = 0,19 ppm, RSD của phương pháp phân tích dao động trong khoảng 1,0 - 2,7 % (n = 5), Rev của phương pháp phân tích dao động trong khoảng 99,1 - 100,7 % (n = 5) đối với phân tich formaldehyde chuan cé néng d6 0,3 ppm và l ppm Nghiên cứu tiến hành trên các mẫu thực phẩm chế biến với RSD dao
động trong khoảng 7,4 - 9,5 % (n = 3), Rev dao động trong khoảng 94,5 - 116,8 % (n
=3) [9]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng giữa formaldehyde với tryptamine trong môi trường HzSOx có vết NaNO2 tạo sản phẩm có màu được đo ở bước sóng 558 nm Phương pháp được tiến hành trên mẫu nước, mẫu gỗ và khói thuốc lá Kết quả cho thấy khoảng xác định trong khoang 0,88 - 23 ppm, LOD = 0,29 ppb RSD đối với việc phân tich formaldehyde dao déng trong khoang 1,02 - 2,73 % (n = 6)
Trang 31Rev dao động trong khoảng 96,25 - 100,66 % (n = 6) Rev khi xác định trên mẫu dao
dong trong khoang 96 - 100 % (n = 6) [43] 1.5.5 Phương pháp động học — xúc tác
1.5.5.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp động học - xúc tác
Phương pháp động học — xúc tác là phương pháp phân tích dựa trên việc đo tốc độ phản ứng xảy ra trong hệ phản ứng chỉ thị có mặt của chất xúc tác thích hợp dựa trên mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng với nồng độ các chất phản ứng, trong đó có cả nồng độ chất xúc tác Thông qua sự thay đổi tốc độ phản ứng do sự thay đôi chất xúc tác tham gia vào quá trình phản ứng dẫn đến ảnh hưởng lên phản ứng đó nên
phương pháp có thể xác định được một lượn g rất nhỏ của các chất phân tích, đặc biệt
là các chất hữu cơ một cách nhanh chóng, đơn giản và LOD thấp [18] [33] Giả thiết có phản ứng không xúc tác như sau [18], [33]:
A+B@cC+D (1)
Với C, D là sản phẩm được sinh ra từ các chat phan tng A, B phản ứng Giả sử P là chất xúc tác, cơ chế của phản ứng (1) là:
A+P @ C+P* (cham) P*+ B —> P+D (nhanh)
A+B@ C+D
Ở đây, P* là chất trung gian trong quá trình phản ứng Tốc độ phản ứng được quyết định bởi giai đoạn chậm của phản ứng Tốc độ phản ứng (v) sẽ là tổng tốc độ của phản ứng có xúc tác và không xúc tác; được biêu điễn bởi phương trình tốc độ phản ứng như sau:
v- đIDJ đlA]_ dt at [A][B}[P] + k,-[A][B] qd)
Trong do, [A] la nong độ của chất A tại thời điểm t
k, ki là hằng số tốc độ phản ứng có xúc tác và không xúc tác
Trang 32Khi áp dụng phương pháp động học đề xác định chất xúc tác đòi hỏi đồ
thị biểu điễn động học ([D] = f{†)) phải tỉ lệ tuyến tính Chất xúc tác được xác định
bởi đường chuẩn được xây dựng bằng phương pháp phù hợp tùy theo bậc động học của phản ứng chỉ thị Hai phương pháp nhằm xác định tốc độ phản ứng đó là phương pháp vi phân và phương pháp tích phân, kết hợp với 3 cách xây dựng đường chuẩn là phương pháp tanz, phương pháp cô định thời gian và phương pháp biến đổi thời gian [18] [33]
Ưu điểm của phương pháp động học đó là giới hạn phát hiện thấp, độ
nhạy và độ chọn lọc cao, phương pháp tiến hành đơn giản, dễ thực hiện, không đòi
hỏi thiết bị, máy móc phức tạp, LOD trong khoảng từ 1 - 10 ppb [18], [33] 1.5.5.2 Một số nghiên cứu trong việc xác dinh formaldehyde * Xác định formaldehyde dựa trên phương pháp HỌ - ĐHXT:
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng giữa KCIOs và RhB trong môi trường HzSO¿ với xúc tác formaldehyde nhằm đo độ giảm độ huỳnh quang của RhB ở bước sóng phát xạ 576 nm (bước sóng kích thích 560 nm) Phương pháp được được tiến hành trên mẫu vải và không khí trong nhà Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 0,02 - 0,34 ppm, LOD = 5,73 ppb, RSD = 1,79 % déi với việc phân tích formaldehyde chuẩn có nồng độ 0,2 ppm (n = 11) [24]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxi hóa Natri fluorescein bằng NaBrO; trong môi trường acid với xúc tác formaldehyde nhằm đo độ giảm cường độ huỳnh quang của natri flourescein ở bước sóng phát xạ 510 nm (bước sóng kích thích 438 nm) Phương pháp tiến hành trên mẫu nước mưa Kết qủa cho thấy khoảng nồng độ
xác định là 0,05 - 1,22 ppm, LOD = 0,02 ppm RSD đối với việc phân tích
formaldehyde chuân có nồng độ 0,1 ppm; 0,5 ppm; 0,99 ppm tương ứng là 6,24 %; 2,6% và 1,0% (n = 6) Rev của phương pháp dao động trong khoảng 97 - 101 % (n = 6) Rev khi tiến hành trên mẫu thật dao động trong khoảng 98,1 - 99.6 % (n =5) [31]
Trang 33* Xác định formaldehyde dua trén phuong phap TO - DHXT:
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng giữa bromate va safranin trong môi trường HzSOx với xúc tác formaldehyde ở nhằm đo độ giảm độ hấp thụ của safranin ở 533 nm Phương pháp được tiến hành trên các mẫu nước sạch Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 20 ppb - 1,5 ppm, LOD = 9,5 ppb, RSD = 2,3 % (n= 5) đối với việc phân tích formaldehyde chuẩn có nồng độ 0,5 ppb, Rev dao động
trong khoảng 97 - 106,6 % (n = 4) [28]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng giữa KBrOs và RhB trong môi trường H;SO¿ nhằm đo độ giảm độ hấp thụ của RhB ở bước sóng 515 nm Phương pháp được tiến hành trên mẫu thực phẩm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 10 - 100 ppb, LOD = 2,9 ppb RSD đối với việc phân tích formaldehyde chuẩn có nồng độ 10 ppb và 60 ppb tương ứng là 3 % và 1,9 % (n = 5), Rev dao động
trong khoảng 98,3 - 101,3 % (n = 5) [20]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxy hóa Natri fluorescein bằng NaBrOa trong môi trường acid với xúc tác formaldehyde nhằm đo độ giảm độ hấp thụ của Natri fluorescein ở bước sóng 438 nm Phương pháp được tiến hành trên mẫu nước mưa Kết quả cho thấy khoảng xác định trong khoảng 0,5 - 7 ppm, LOD =0,16 ppm RSD đối với việc phân tích formaldehyde chuân có nồng độ 1 ppm; 3 ppm; 5 ppm tương ứng là 4,3 %; 1,7 % và 2,1 % (n = 6) Rev của phương pháp dao động trong khoảng 93 - 99% (n=6) Rev khi tiến hành trên mẫu thật dao động trong khoảng 97.1 - 99,2 % (n =5) [31]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxi hóa Malachite green bằng KBrO; trong môi trường H;SO¿ với xúc tác formaldehyde để đo độ giảm độ hấp thụ của Malachite green ở bước sóng 617 nm Kết quả cho thấy khoảng xác định trong khoảng 0,003 - 0,08 ppm, LOD = 1 ppb RSD đối với việc phân tích formaldehyde là 1,63 % (n = 10) [36]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxi hóa Eosin Y bằng KBrO; trong môi trường H;PO¿ với xúc tác formaldehyde để đo độ giảm độ hấp thụ của Eosin Y ở
Trang 34bước sóng 518 nm Phương pháp được tiến hành trên mẫu thực phẩm Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 0,03 - 0,6 ppm, LOD = 0,00988 ppm RSD đối với việc phân tích formaldehyde với nồng độ 0,12 ppm là 1,8 % (n= 5) [37]
- Nghiên cứu dựa trên phản ứng oxi hóa Janus green bằng bromate trong môi trường H;SO¿ với xúc tác formaldehyde đề đo độ giảm độ hấp thụ ở bước sóng 618 nm Phương pháp được tiến hành trên mẫu nhựa melamine - formaldehyde và nước thải công nghiệp Kết quả cho thấy khoảng xác định nằm trong khoảng 0,003 - 2,5 ppm, LOD = 1,5 ppb RSD đối với việc xác định formaldehyde với nồng độ 1 ppm là 2,3 % (n = 5) [12]
1.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU
1.6.1 Tro hóa mẫu hữu cơ
Tro hóa mẫu hữu cơ là phương pháp phân hủy mẫu được đề loại bỏ thành phần
có thể cháy được, không dựa vào việc dùng các acid mà dựa trên quá trình đốt trên
đèn khí hay bếp điện đến khi bốc khỏi rồi đưa vào lò nung ở nhiệt độ 450 - 500 °C đến lúc C cháy hết [21]
1.6.2 Phân hủy băng phương pháp ướt
Phân hủy bằng phương pháp ướt là phương pháp chuyên hóa thành phần của mẫu phân tích (thường là hợp chất hữu cơ) thành các đạng hợp chất đơn giản bằng
việc sử dụng năng lượng nhiệt như nguồn nhiệt thường (đèn khí đốt, bếp điện, bếp cach cat, .), nguồn vi song, nguồn tử ngoại, hoặc các hóa chất như acid mạnh và
có tính oxy hóa (như HCI, HzSOa, HNO:, HCIO¿, .) hay kết hợp cả hai để đưa nhiệt
độ phân hủy đến nhiệt độ sôi của mẫu Phân hủy ướt được tiến hành theo 2 cách, đó
là phân hủy trong hệ hở hoặc tiến hành trong hệ kín Phân hủy trong hệ hở có tốc độ phân hủy nhanh, dụng cụ rẻ tiền, đơn giản, đễ tự động hóa, tuy nhiên, quá trình phân hủy khó vượt qua nhiệt độ sôi của mẫu do quá trình truyền nhiệt ra bên ngoài, dé nhiễm bân và tốn hóa chất Trong khi đó, phân hủy trong hệ kín khắc phục được những hạn chế của phân hủy hở tuy nhiên thiết bị sử đụng đắt tiền và có thê gây nguy hiểm do áp suất trong bình cao [21]
Trang 351.6.3 Chiét Soxhlet
Chiết Soxhlet là phương pháp chiết dựa trên sự phân bố khác nhau giữa 2 pha không trộn lẫn vào nhau (thường là lỏng — rắn) đề tách chất phân tích ra khỏi nền mẫu
nhờ một dung môi thích hợp Ưu điểm của chiết Soxhlet đó là tiết kiệm dung môi,
không cần các thao tác phức tạp, có thé chiết kiệt chất phân tích do quá trình chiết
xảy ra liên tục, tuy nhiên, cũng tổn tại những hạn chế như kích thước thiết bị làm
giảm khối lượng mẫu, trong quá trình chiết, chất phân tích luôn nằm lại trong bình
cầu được đun nóng nên dễ bị phân hủy, giá thành thiết bị cao, thiết bị phu trợ khó tìm
dé thay thế, thời gian chiết liên tục và kéo dài [21] 1.6.4 Chiết bằng dòng siêu tới hạn (SFE)
SFE là phương pháp sử đụng chất lỏng siêu tới hạn (thường là COz) được dùng dé chiết chất phân tích ra khỏi nền mẫu Ưu điểm của phương pháp này đó là khả
năng khuếch tán của chất lỏng siêu tới hạn vào nên mẫu tốt, độ chọn lọc cao, chiết
triệt để chất phân tích, không nhiễm bân mẫu, dé áp dụng với quy mô công nghiệp,
thân thiện với môi trường, có khả năng tái sử dụng nên tiết kiệm chi phí thực hiện ở nhiệt độ phòng, tuy nhiên, nó cũng có hạn chế như thiết bị, máy móc đắt tiền, không
thích hợp cho chiết mẫu lỏng, khó áp dụng trên các mẫu lạ đo phải tìm hiểu các thông số tối ưu để chiết thành công [21]
1.6.5 Chiết bằng dung môi cao áp (PSE)
PSE là phương pháp chiết chất phân tích ra khỏi nền mẫu (thường là dạng rắn) bằng dung môi ở nhiệt độ và áp suất cao Ưu điểm của phương pháp này đó là hiệu quả, tốc độ chiết cao hơn phương pháp truyền thống, thường dùng dung môi nước
giúp bảo vệ môi trường và tránh tiếp xúc với các hóa chất độc hại, tuy nhiên, hiệu suất chiết không ổn định, phu thuộc vào nhiệt độ và áp suất, chất phân tích bị ảnh
hưởng do quá trình pha loãng [21]
1.6.6 Chiết siêu âm
Chiết siêu âm là phương pháp chiết chất phân tích ra khỏi nền mẫu nhờ vào sự dao động của sóng cơ học gây phá vỡ liên kết giữa chất phân tích với nền mẫu nằm
Trang 36trong một dung môi thích hợp Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian, tuy nhiên, hiệu suất chiết không cao như các phương pháp khác và có thể làm phân hủy một số
hợp chất [21]
1.6.7 Chiết pha rắn (SPE)
SPE là phương pháp được dùng đề làm tách, làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung địch bằng cách hấp phụ lên một cột pha rắn, sau đó rửa giải bằng dung môi thích hợp Ưu điểm của phương pháp SPE bao gồm hiệu suất thu hồi cao, khả năng làm sạch chất phân tích lớn, đễ tự động hóa, có khả năng tương thích với phân
tích sắc ky và tiết kiệm hóa chất [ L1]
SPE được thực hiện qua 4 bước gồm hoạt hóa cột pha rắn, cho mẫu chứa chất
phân tích chảy qua cột, loại bỏ ảnh hưởng của nên ra khỏi cột và rửa giải chất phân tích ra khỏi cột bằng đung môi phù hợp [11]
1.6.8 Vi chiết pha ran (SPME)
Kỹ thuật vi chiết pha rắn (SPME) dựa trên cơ chế hấp phụ của các chất hữu cơ cần phân tích từ pha lỏng hoặc khí lên sợi silica được phủ các lớp hấp phụ thích hợp nhu polydimethylsiloxane, divinyl benzene, polyacrylat, Phuong phap nay có ưu điểm như ít tốn hóa chất, đối với mô hình không gian hơi (headspace) có thể loại bỏ phân lớn các yếu tố gây nhiễu và nền mẫu, đồng thời, làm giàu chất phân tích từ đó làm giảm LOD Tuy nhiên, nó cũng có hạn chế như kết qủa không ồn định, sợi phủ silica dễ gấy, “hiệu ứng nhớ” xuất hiện gây nhiễu kết quả phân tích [21]
Nguyên tắc phương pháp này bao gồm 2 bước chính, đó là: phân bố chất phân tích giữa mẫu và pha tĩnh của sợi chiết, nghĩa là các chất hữu cơ cần phân tích hấp thụ/ phụ lên pha tĩnh để tách và làm giàu chất cần phân tích Tiếp theo, chất phân tích được giải hấp từ pha tĩnh của sợi chiết và chuyển vào bộ phận đetector [1 1] [21]
1.6.9 Chưng cất phân đoạn
Chưng cất phân đoạn là phương pháp chưng cất sử dụng cột cất phân đoạn Cột cất phân đoạn gồm nhiều nắc, mỗi nắc pha hơi ngưng tụ và sau đó lại chuyền
Trang 37thành trạng thái hơi một cách tuần hoàn liên tục, nhờ thế quá trình chưng cất diễn ra
nhiều lần liên tiếp, giúp chưng cất được chất phân tích với độ tỉnh khiết cao, đồng thời nó có khả năng chiết hỗn hợp các hợp chất có nhiệt độ sôi gần giống nhau [4]
1.6.10 Chưng cất lôi cuốn
Chưng cất lôi cuốn là phương pháp chưng cất sử dụng một dung môi bay hơi lôi cuốn chất cần phân tích, kéo chất phân tích ra khỏi mẫu và được ngưng tụ vào bình cất sau khi đi qua ống sinh hàn Ưu điểm của phương pháp này đó là quy trình
thực hiện đơn giản, thiết bị gọn nhẹ, dễ chế tạo, thời gian tiến hành tương đối nhanh
[4]
1.6.11 Chưng cất dưới áp suất thấp
Chưng cấy dưới áp suất thấp là phương pháp chưng cất được dùng dé giảm
nhiệt độ sôi và tránh sự phân hủy đối với những chất có nhiệt độ sôi cao và dễ bay
hơi và phân hủy bởi nhiệt hoặc để loại đung môi ra hoặc mẫu Phương pháp này giúp cho quá trình chưng cất trở nên nhanh hơn, triệt đề và an toàn hơn [4]
Trang 38Chương 2 NỘI DUNG, ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 NỌI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1.1 Cơ sở lý thuyết và chọn phương pháp nghiên cứu
Phương pháp đựa trên sự ảnh hưởng của formaldehyde đến hệ phản ứng giữa RhB - KBrO; trong môi trường HzSO¿ Cơ chế của phản ứng được để nghị như sau:
12 BrO: + 15 HCHO + 12 H' > 6Brz+ 15 COz+21HzO (1) Br2+ RhB (tím) —> sản phâm oxy hóa (không màu)+2Br (2) Phản ứng (1) chậm hơn nhiều so với phản ứng (2) nên tốc độ phản ứng phụ thuộc vào tốc độ phản ứng (1) Brz được sinh ra sẽ phản ứng với RhB làm giảm cường
độ RhB tại bước sóng 557 nm
Đề xác định tốc độ phản ứng, chúng tôi sử dụng phương pháp tích phân - cố định thời gian (At) va duoc biểu diễn qua biểu thức sau:
A
=log—* = (k,+k,.C
vlog s = (ky+k, neao)-At = k,+ Ky-Cycuo
Với Ao, As lần lượt là độ hap thụ của RhB trong phản ứng nên (phản ứng không xúc tác) và phản ứng có xúc tác trong khoảng thời gian At;
ki, k› lần lượt là hằng số tốc độ của phản ứng nền và phản ứng có xúc tác 2.1.2 Khảo sát các điều kiện thích hợp cho hệ phản ứng
Khảo sát các điều kiện thích hợp đề xây dựng quy trình xác định formaldehyde bằng phương pháp TQ - ĐHXT dựa trên hệ phản ứng RhB - KBrO; - HzSO¿ với xúc tác formaldehyde Các nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Chọn bước sóng thích hợp của phản ứng
- Chọn nông độ RhB thích hợp
Trang 39- Ảnh hưởng của nồng độ HzSOu - Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng - Ảnh hưởng thời gian phản ứng
2.1.3 Xây dụng mối tương quan giữa tốc độ phản ứng và nồng độ formaldehyde và xác định các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp
- Xây dựng khoảng tuyến tính của phương pháp
- Xác định các giá trị LOD, LOQ
- Xác định thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp: RSD và Rev 2.1.4 Áp dụng phân tích trên mẫu thục tế
- Phân tích trên một số mẫu thực phẩm chế biến: xúc xích, thịt nguội, pate, mang chua, kim chi, ca basa vién va ca tra viên
2.2 PHUONG PHAP NGHIEN CUU
2.2.1 Phương pháp khảo sát điều kiện thích hợp của hệ phản ứng
- Sử dụng phương pháp trắc quang (sử dụng phổ UV - Vis) để đo tín
hiệu hấp thu cua RhB
- Sử dụng phương pháp đơn biến để khảo sát các điều kiện thích hợp cho hệ phản ứng
- Sử dụng phương pháp tích phân - cố định thời gian dé đo tốc độ phản ứng
2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm
- Sử dụng phương pháp thống kê để xử lý và đánh giá kết quả số liệu - Sử dụng phần mềm Excel 2013 và Origin 8.5 để tính toán thống kê và
biéu diễn kết quả số liệu
Trang 402.2.3 Phương pháp xử lý mẫu
Dựa vào các tài liệu [2] [3], [20] để lựa chọn phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước để xử lý mẫu
2.2.4 Đánh giá độ tin cậy của phương pháp và xử lý số liệu thực nghiệm 2.2.4.1 Các yếu tô đánh giá độ tin cậy của phương pháp
a Độ lặp lai [19]
Độ lặp lại của một tập số liệu thực nghiệm cho biết sai số ngau nhién
của các giá tri riéng lé (xi) xung quanh gia trị trung bình (x) Có 2 loại độ lặp lại đó
là độ lặp lại (độ chụm) trong điều kiện thí nghiệm đồng nhất (cùng một người đo hoặc
đo trên cùng một thiết bị hay tiến hành cùng một phương pháp trong một khoảng thời
gian ngắn) Trong khi đó, loại thứ hai là độ lặp lại (độ tái lặp) trong điều kiện thí
nghiệm không đồng nhất (người đo khác nhau, thiết bị và phương pháp đo khác nhau)
Có 3 đại lượng mô tả độ lặp lại, trong đó RSD là đại lượng được dùng
dé đánh giá mức độ tin cậy của phương pháp Nó có biểu thức như sau: 5
RSD(%) = =.100% x
Đề đánh giá RSD khi đo nồng độ C bất kì có giá trị bao nhiêu thì có thê
chấp nhận được, người ta sử dụng phương trình Horwitz để xét như sau: RSD,„„„(%) = 239 thì phương pháp đo có độ lặp tốt và phương Nếu RSDprw < 2RSD„ „ pháp đo đáng tin cậy b Độ đúng [19]
Độ đúng mô tả độ gần của giá trị đo so với giá trị thực của nó Có 3
cách đánh giá độ đúng của phương pháp đo:
- Do mau CRM/RM tồi so sánh kết quả với giá trị thực ụụ - được thông báo trong Chứng chỉ của CRM/RM Khi giá trị trung bình x nằm trong khoảng giá