PHÂN TÍCH, ĐÁNG GIÁ HÀM LƯỢNG METHANOL TRONG MỘT SỐ LOẠI RƯỢU UỐNG TRÊN THỊ TRƯỜNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Hiện nay 70- 80% là rượu trôi nổi, rất khó kiểm soát chất lượng, bàn về giải pháp siếtchặt quản lý rượu, thượng tá Đinh Văn Hiếu - Phó Trưởng Phòng Y tế và An toàn thựcphẩm - Cục Cảnh sá

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

PHÂN TÍCH, ĐÁNG GIÁ HÀM LƯỢNG METHANOL TRONG MỘT

SỐ LOẠI RƯỢU UỐNG TRÊN THỊ TRƯỜNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Sinh viên thực hiện :

: : : :

Lưu Thị Hồng Duyên

Vũ Ngọc Hải Trần Lương TiếnTrương Duy TríNguyễn Minh Tuấn

2020DHKTHH02 – K15 2020DHKTHH02 – K15

2022DHKTHH01– K172022DHKTHH01– K172022DHKTHH01– K17

Giáo viên hướng dẫn : PGS TS Phạm Thị Mai Hương

Hà Nội , 2024

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

PHÂN TÍCH, ĐÁNG GIÁ HÀM LƯỢNG METHANOL TRONG MỘT

SỐ LOẠI RƯỢU UỐNG TRÊN THỊ TRƯỜNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Sinh viên thực hiện: Lưu Thị Hồng Duyên – Nữ

Dân tộc: Kinh năm thứ: 4/4

Vũ Ngọc Hải – NamDân tộc: Kinh năm thứ: 4/4Trần Lương Tiến – Nam Dân tộc: Kinh năm thứ: 2/4Trương Duy Trí – NamDân tộc: Kinh năm thứ: 2/4Nguyễn Minh Tuấn – Nam

Dân tộc: Kinh năm thứ: 2/4

2020DHKTHH02-K15 2020DHKTHH02-K152022DHKTHH01-K172022DHKTHH01-K172022DHKTHH01-K17

Khoa:

Ngành:

Công nghệ hóaCông nghệ kỹ thuật hóa học

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Thị Mai Hương

Hà Nội, 2024

đề tài nghiên cứu khoa học.

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô PSG TS Phạm Thị Mai Hương,người hướng dẫn và cũng là người đã luôn tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và độngviên em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu này Cũng như emxin cảm ơn thầy Nguyễn Mạnh Hà, cũng như các anh chị đang làm việc tại phòng phân tích

và ứng dụng khoa Công nghệ hóa trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội đã tận tình chỉ dẫn

và giúp đỡ trong quá trình tiến hành và hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học lần này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 5, tháng 5 năm 2024

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 6

MỞ ĐẦU 2

Lý do chọn đề tài 3

Mục đích của đề tài 4

Phương pháp nghiên cứu 4

Đối tượng nghiên cứu 4

Phạm vi nghiên cứu 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về rượu uống 5

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 5

1.1.2 Đặc điểm của rượu uống 5

1.1.3 Các thành phần có trong rượu 6

1.1.3.1 Ethanol 6

1.1.3.2 Hợp chất cacbonyl 7

1.1.3.3 Acol 9

1.1.4 Quá trình chưng cất rượu 11

1.2 Tổng quan về phương pháp phân tích methanol 13

1.2.1 Sắc ký khi ion hóa ngọn lửa GC – FID 13

1.2.1.1 Tổng quan về sắc ký khi ion hóa ngọn lửa GC – FID 13

1.2.1.2 Ứng dụng 13

1.2.2 Phương pháp phân tích điện hóa[3] 14

1.2.2.1 Tổng quan về phương pháp phân tích điện hóa 14

1.2.2.2 Ứng dụng của phương pháp phân tích điện hóa 14

1.2.3 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC 15

1.2.3.1 Tổng quan về phương pháp sắc lý lỏng HPLC 15

1.2.3.2 Ứng dụng của phương pháp sắc lý lỏng HPLC 16

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 17

2.1 Hóa chất và dụng cụ 17

2.1.1 Hóa chất 17

2.1.2 Dụng cụ 18

2.2 Thu mẫu và phân tích hàm lượng methanol 18

2.3 Thẩm định phương pháp phân tích 19

2.3.1 Xây dựng dường chuẩn định lượng methanol 19

2.3.2 Giới hạn phát hiện (MDL) và Giới hạn định lượng (LOQ) 20

2.3.3 Độ lặp và độ tái lặp 20

2.3.4 Độ thu hồi 20

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Các điều kiện chạy sắc ký khí GC-FID 21

3.2 Kết quả thẩm định phương pháp phân tích 23

3.2.1 Xây dựng đường chuẩn định lượng methanol 23

3.2.2 Xác định giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ) 24

3.2.3 Xác định độ lặp và độ tái lặp 26

3.2.4 Xác định độ thu hồi 27

3.3 Kết quả phân tích mẫu rượu trắng trên thị trường 28

KẾT LUẬN 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

PHỤ LỤC 34

DANH MỤC BẢNG BIỂU

bảng 2.1, Hóa chất sử dụng nghiên cứu 17

Bảng 2.2 Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 18

Bảng 3.1 Thông số điều kiện chạy GC - FID 21

Bảng 3.2 Giá trị đánh giá MDL, LOQ 24

Bảng 3.3 Giá trị độ lặp và độ tái lặp của phương pháp 26

Bảng 3.4 Độ thu hồi của phương pháp 27

Bảng 3.5 Hàm lượng methanol có trong mẫu rượu trắng 29

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Nhà máy rượu Fontaine ở Lò Đúc 5

Hình 1.2 Sơ đồ chuyển hóa ethanol và methanol khi vào cơ thể 10

Hình 1.3 Sơ đồ quá trình lên men lactate và ethanol 12

Hình 1.4 Quá trình chưng cất rượu 12

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí 13

Hình 2.1 Các mẫu rượu không nhãn mác 18

Hình 3.1; Phổ đồ GC-FID: (A)-của MeOH; (B)-của MeOH, ACN; (C)- của mẫu rượu cùng chất chuẩn MeOH và chất nội chuẩn ACN 22

Hình 3.2; Đồ thị đường chuẩn định lượng methanol 23 Hình 3.3; phổ đồ GC: mẫu chuẩn methanol 5mg/L; (B) của mẫu chuẩn methanol 25mg/L 25

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC Asociation of official Analytical Chemists

GC-FID Gas Chromatography Flame

Ionization Detector

Sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa

HPLC High Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao

LOQ Limit Of Quantification Giới hạn định lượng

PET Polyrthylene Terephalate

MỞ ĐẦU

Trong sản xuất và tiêu thụ rượu uống, việc đảm bảo chất lượng và an toàn của sảnphẩm là một vấn đề quan trọng đối với sức khỏe con người, trong số các chất có trong rượuuống có tồn tại methanol (hay còn được biết đến với tên gọi cồn metylic) là một trong cácchất gây hại đến sức khỏe con người

Methanol tồn tại tự nhiên trong một số loại trái cây và được sản xuất trong côngnghiệp, một lượng nhỏ methanol vượt quá mức cho phép trong rượu uống có thể gây ra cácvấn đề liên quan đến sức khỏe một cách nghiêm trọng đến hệ thần kinh, thị giác và thậm chígây tử vong

Trong nghiên cứu này, nhóm đã tiến hành nghiên cứu về các phương pháp xác địnhhàm lượng methanol với nhiều phương pháp khác nhau nhóm đã lựa chọn xác định hàmlượng methanol bằng phương pháp sắc ký khí với detecter ion hóa ngọn lửa (GC-FID), sửdụng chất nội chuẩn acetonitrile (ACN) với độ chính xác cao nhất

Bằng cách áp dụng phương pháp tiên tiến này, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ cung cấpmột phương pháp đáng tin cậy và chính xác trong việc xác định để đánh giá chất lượng rượuuống, từ đó đóng góp vào việc bảo vệ sức khỏe của người tiêu dùng

Hiện nay 70- 80% là rượu trôi nổi, rất khó kiểm soát chất lượng, bàn về giải pháp siếtchặt quản lý rượu, thượng tá Đinh Văn Hiếu - Phó Trưởng Phòng Y tế và An toàn thựcphẩm - Cục Cảnh sát phòng chống tội phạm về môi trường (C49) - cho rằng, ngoài giảipháp tăng cường rà soát các văn bản pháp luật để quản lý cồn y tế, cồn công nghiệp thì việctăng chế tài, tăng thẩm quyền, gắn với trách nhiệm của chính quyền địa phương.[ CITATION Thù171 \l 1033 ]

Hiện này, có nhiều phương pháp nghiên cứu để xác định hàm lượng methanol nhưphương pháp chuẩn độ, phương pháp so màu dãy chuẩn, phương pháp sắc ký lỏng hiệunăng cao Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều cho độ nhạy và độ chính xác khác nhau Do đó,việc xác định hàm lượng methanol sử dụng trong thực phẩm phải đòi hỏi sử dụng phươngpháp sử dụng phương pháp có độ nhạy cũng như độ chính xác cao

Việc xác định hàm lượng methanol có trong rượu trắng nhằm mục đích kiểm soátđược chất lượng các loại rượu đang được lưu hành trên thị trường, vậy nên việc nhằm đánhgiá rượu có đạt tiêu chuẩn Việt Nam hay không rất quan trọng Điều này được đánh giá theoTCVN 7043:2013 sử dụng phương pháp sắc ký khí detecter ion hóa ngọn lửa (GC-FID) vớichất nội chuẩn acetonitril để xác định hàm lượng methanol trong mẫu rượu trắng cùng vớiviệc xác nhận các giá trị sử dụng của phương pháp bao gồm giới hạn phát hiện, giới hạnđịnh lượng, độ lặp, độ tái lặp, độ thu hồi là cần thiết., trong tiêu chuẩn này hàm lượng củamethanol có trong rượu được quy về rượu 100° không được vượt quá 2000 mg/L

Với các lý do trên, nhóm nghiên cứu lựa chọn đề tài: “Phân tích, đáng giá hàm lượng methanol trong một số loại rượu uống trên thị trường thành phố Hà Nội”

Mục đích của đề tài

Xác định và phân tích hàm lượng methanol có trong rượu uống bằng sắc ký khí ionhóa ngọn lửa GC-FID

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích sắc ký khí ion hóa ngọn lửa GC – FID

Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu phương pháp phân tích methanol, các mẫu rượu trắng không nhãn mác cótrên địa bàn Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng và thẩm định phương pháp phân tích methanol bằng GC – FID

- Thu thập, phân tích các mẫu rượu uống trên thị trường tại địa bàn Quận Bắc Từ Liêm

- Đánh giá hàm lượng methanol có trong rượu uống theo TCVN 7043:2013

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về rượu uống

Hình 1.1 Nhà máy rượu Fontaine ở Lò Đúc

1.1.2 Đặc điểm của rượu uống

Rượu uống, là một loại thức uống có cồn có chứa ethanol, một số loại rượu được sảnxuất bằng cách lên men ngũ cốc, trái cây hoặc các nguốn đường khác Việc tiêu thụ rượuđóng một vai trò quan trọng trong nhiều nền văn hóa Hầu hết các quốc gia đều có luật điềuchỉnh sản xuất, bán và tiêu thụ đồ uống có cồn Một số quốc gia cấm các hoạt động như vậyhoàn toàn, nhưng đồ uống có cồn là hợp pháp ở hầu hết các nơi trên thế giới Ngành côngnghiệp đồ uống óc cồn toàn cấu có doanh thu vượt quá 1 nghìn tỷ đô la vào năm 2018

Rượu là một chất gây trầm cảm, ở liều thấp gây hưng phấn, giảm lo lắng và cải thiệntính xã hội Ở liều cao hơn, nó gây ra say rượu, choáng váng, bất tỉnh hoặc tử vong Sửdụng lâu dài có thể dẫn đến lạm dụng rượu, ung thư, lệ thuộc về thể chất và nghiện rượu.Rượu là một trong những loại thuốc giải trí được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, vớikhoảng 33% số người là những người uống rượu hiện tại Tính đến năm 2016 trung bình,phụ nữ uống 0,7 ly và nam 1,7 ly mỗi ngày Vào năm 2015, trong số những người Mỹ, 86%người trưởng thành đã uống rượu vào một thời điểm nào đó, 70% đã uống nó trong nămngoái và 56% trong tháng trước Đồ uống có cồn thường được chia thành ba loại – bia ,rượuvang và rượu mạnh Thông thường nồng độ cồn của các đồ uống này là từ 3% đến 50%.

Khám phá về những chiếc bình thời kỳ đồ đá muộn cho thấy đồ uống lên men đã tồntại ít nhất là sớm nhất là vào thời kỳ đồ đá mới (khoảng 10.000 năm TCN) Nhiều động vậtcũng uống rượu khi có cơ hội và bị say theo cách tương tự như con người, mặc dù conngười là loài duy nhất được biết là có sản xuất đồ uống có cồn một cách có chủ ý

1.1.3 Các thành phần có trong rượu

1.1.3.1 Ethanol

Ethanol là thành phần chính có trong hầu hết thức uống có cồn có nguồn gốc từ quátrình lên men carbohydrate với nấm men Ethanol là chất lỏng không màu trong suốt, dễ bayhơi, có mùi đặc trưng và vị cay

- Công thức cấu tạo: C2H5OH

hệ MEOS(ở những người nghiện rượu) Acetaldehyde được hình thành nhanh chóng bị oxy

hóa thành acetate Acetate được chuyển hóa thành acetyl- CoA vào chu trình Crebs giảiphóng CO2 va H2O

Ethanol gây độc hầu hết các cơ quan, một số triệu chứng nhiễm độc có liên quan đếntác dụng của chất chuyển hóa acetaldehyle Ethanol tác động lên một số protein màng thamgia vào con đường truyền tín hiệu bao gồm các receptor dẫn truyền thần kinh Tác độngchính của ethanol liên quan đến sự gia tăng ức chế GABA tại receptor GABA và ức chếreceptor NMDA (N-methyl-D-aspartate), receptor của glutamate Rượu uống vừa phải(khoảng 10-20g ethanol nguyên chất mỗi ngày) có tác dụng tốt cho hệ tim mạch Ngược lại,việc lạm dụng rượu có khả năng gây tổn thương các cơ quan trong cơ thể, đặc biệt là gan, dạdày, thực quản, ruột, tuyến tụy và não bộ, làm tăng khả năng ung thư trên các bộ phận

Các axit được hình thành trong quá trình sinh tổng hợp hoặc quá trình phân hủy cácaxit béo và sự phân hủy các amino axit ở saccharomyces trong điều kiện kỵ khí, số lượngtùy thuộc vào mỗi dòng nấm men Điều kiện lên men không tối ưu cũng là nguyên nhânhình thành các axit, đặc biệt là các axit axetic (do vi khuẩn axit axetic) các axit thơm lẫntrong rượu có nguồn gốc từ những thùng sồi để bảo quản, chủ yếu là benzoic axit,o-/p-hydrobenzoic axit, galllic axit, ferulic axit, coimaric axit, syringic axit, vanillic axit,… gópphần vào hương vị của rượu

Trong rượu chưng cất, các axit có nhiệt độ sôi cao hơn ethanol nên ra sau, quá trìnhchưng cất diễn ra càng dài tương ứng với hàm lượng axit càng cao Hàm lượng axit caotrong rượu không đảm bảo chất lượng sản phẩm, axit acetic nhiều làm rượu có vị chua, sự

hiện diện của axit béo mạch ngắn tạo mùi khó chịu cho rượu,…TCVN 7043:2013 khôngquy định hàm lượng axit trong rượu chưng cất.

b Este

Este là sản phẩm của phản ứng giữa các axit ( hữu cơ hoặc vô cơ) với ancol Este hữu

cơ là dẫn xuất của các carboxylic axit khi thay thế nhóm hydroxyl ở nhóm carboxyl bằngnhóm OR Este trong rượu là sản phẩm của sự tổ hợp các axit cacboxyic và ancol, chủ yếu

là các ethyl este

RCOOH + R’OH ↔ RCOOR’ +H2O

Các este trong rượu chưng cất bao gồm este carboxylic axit mạnh từ C2 đến C18 vàeste của các axit thơm Ethyl axetic chiếm hơn 50% trong tổng số este.Ethyl formate tạo nênmùi thơm đặc trưng trong rum với hàm lượng dao động 5-35 mg/l Este của aixt thơm hiệndiện ít nhất trong rượu chưng cất, chủ yếu là benzoate và ethyl phenylacetae

Sự hình thành este giảm bớt một số độc tính trong rượu gây nên bởi axit và ancol độchại Este cũng được xem là nguồn dự trữ các axit và ancol trong rượu sự có mặt của este tạonên mùi hương đặc trưng cho sản phẩm TCVN 7043:2013 không quy định hàm lượng estetrong rượu chưng cất

c Aldehyde

Aldehyde là hợp chất hữu cơ mang nhóm chức -CHO liên kết trực tiếp với nguyên tửcacbon hoặc hydrogen bằng liên kể cộng hóa trị Trong rượu trưng cất, aldehyde tổng sốđược tính bằng tổng của aldehyle dạng tự do và aldehyle dạng bảo vệ ( hemiacetal vàacetal)- sản phẩm của phản ứng thuận nghịch giữa aldehyle liên kết với alcohol trong rượuvới hệ số bằng 0,9 Do đó, tương ứng trong rượu mạnh có độ cồn từ 40% đến 50% sẽ có 15-20% lượng aldehyde liện kết với ethanol

Hầu hết các loại rượu chưng cất acetaldeyde chiếm 90% tổng số aldehyde, ngoài ra,còn các aldehyde mạch hở khác từ C1 đến C12 (bão hòa hoặc không bão hòa) và cácaldehyde thơm

Aldehyde có thể coi là một loại độc tố ảnh hưởng đến sức khỏe Chúng xuất hiện vàhòa trong các phân tử rượu Aldehyde được hình thành từ sự oxy hóa rượu ethanol – mộtloại cồn hình thành trong quá trình chưng cất nhờ các loại tinh bột từ các loại ngũ cốc, gạo.

Chất ethanol này thường được sử dụng trong nước hoa, nước sức miệng, thức uống

có cồn… và hoàn toàn an toàn với người sử dụng nếu trong hàm lượng cho phép Nếu vượtquá, nó gây ra những tổn thương cho cơ thể

Và aldehyde cũng có thể coi là một chất đọc mạnh, có tác hại tương tự ethanol nếungười sử dụng không kiểm soát được hàm lượng aldehyde cho phép

Hợp chất aldehyde này đặc biệt xuất hiện trong các loại rượu ngâm thủ công khi cácphương pháp chưng cất và đóng gói, bảo quản rượu chưa làm theo quy chuẩn đảm bảo,không biết cách khử aldehyde trong rượu an toàn

Bên cạnh đó, vì muốn gia tăng lợi nhuận, nhiều gian thương pha lẫn các chất độc hạivào trong rượu để nồng độ aldehyde, ethanol trong rượu ở mức xấu, ảnh hưởng đến sứckhỏe

d Keton

Keton hay alkanone là những hợp chất hữu cơ có cấu trúc RC(=O)R’, với R và R’ lànhững nhóm thể chứa cacbon có thể giống hoặc khác nhau Keton trong rượu chưng cất gồncác monoketon và diketon mạch hở từ C3 đến C14 đa số là acetone Ngoài ra, còn có cácketon khác như butaone, 2-pentanone, 3penten-2-one, -6-nonen-2-one, diacetyl, 2,3-pentandione…

Các keton được hình thành chủ yếu do sự oxy hóa các alcohol bậc hai được sinh ratrong quá trình lên men Sự tạo thành keton làm giảm một số độc tính có trong rượu gây nênbởi các ancol tương ứng TCVN 7043:2013 không quy định hàm lượng keton trong rượuchưng cất

1.1.3.3 Acol

a Methanol

Methanol là ancol đơn chức có công thức CH3OH Trong rượu chưng cất, methanol

có nguồn gốc từ sự phân giải các đại phân tử trong quá trình lên men như hemicellulse,pectin, lignin và xylan Chủ yếu là sự phân giải pectin bởi pectin methylestaese

Methanol là một chất được sinh ra trong quá trình lên men, bản thân methanol ít độcnhưng các chất chuyển hóa của nó lại rất độc khi vào cơ thể, methanol được chuyển hóa bởiADH tạo ra formaldehyde (độc gấp 33 lần methanol) gây ra các triệu chứng lâm sàng

Formaldehyde sau đó được chuyển hóa thành axit formic (độc gấp 6 lần methanol)bởi formaldehyde dehydrogenase, ức chế cytocrome oxidase trong thần kinh thị giác làmxáo trộn dẫn truyền sợi trục Ngoài ra, axit formic còn liên quan đến mức độ tan máu vàmức độ gia tăng khoảng trống anion Cuối cùng, axit formic được chuyển hóa thành CO2 vànước methanol ảnh hưởng chủ yếu lên hệ thần kinh trung ương với các triệu chứng sayrượu, ngủ gà, sững sờ, co giật hay hôn mê Hàm lượng methanol vượt quá chỉ tiêu cho phép

có thể dẫn đến ngộ độc cho người sử dụng.TCVN 7043:2013 quy định hàm lượng methanol

có trong 1 lít ethanol 100° không lớn hơn 2000mg

b Ancol bậc cao

Ancol bậc cao là những ancol có C3 trở lên lẫn trong thức uống có cồn ancol bậc caotrong rượu chưng cất thường là 1-propanol, 2-methylpropanol, 2-methylbutannol, 3-methylbutannol và phenethyl alcohol được sinhh ra trong quá trình lên men bởi các phảnứng sinh hóa biến đổi cacbohydrate và các amino axit

Khi vào cơ thể, ancol bậc cao được chuyển hóa bởi ADH tạo thành các aldehyde vàketon tương ứng, độc tính (dựa trên giá trị LD50) tùy thuộc vào chất chuyển hóa Chấtchuyển hóa của isobutanol là 2-methyl propanal có giá trị LD50 nhỏ hơn (độc tính cao hơn)nên hàm lượng rượu bậc cao được tính theo isobutanol

TCVN 7043:2013 không quy định hàm lượng anco bậc cao, tính theo metyl-2propanol-1, mg/l ethanol 100° trong rượu chưng cất

c Furfural

Furfural là chất hữu cơ có nguồn gốc từ phụ phẩm nông nghiệp như bã mía, lõi ngô,

vỏ trấu, thân lau sậy, mùn cưa,… furfural là một aldehyde dị vòng thơm, ở trạng thái lỏngdạng dầu, không màu, có mùi hạnh nhân Furfural trong rượu được tạo ra từ quá trìnhdehydrate có pentose, chủ yếu là xylose khi lên men (xylose là sản phẩm phân hủyhemicellulose, xylan,… và sản phẩm chuyể hóa của glucose qua nhiều bước)

Nhiệt độ sôi của furfur là 161,7 cao gấp đôi ethanol nên furfural ít gặp trong rượu℃chung cất sự hiện diện của furfural trong rượu chưng cất có thể do dịch lên men có hàmlượng furfural cao, quá trình chưng cất diễn ra dài, nhiệt độ chưng cất cao,…

Hình 1.2 Sơ đồ chuyển hóa ethanol và methanol khi vào cơ thể

1.1.4 Quá trình chưng cất rượu

Chưng cất là phương pháp tách dùng nhiệt độ để tách hỗn hợp đồng thể của các chấtlỏng khác dựa vào độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng áp suất)

* Phân hủy:

Phân hủy nguồn cung cấp dữ liệu (nguyên liệu thô) về mặt hóa học bằng một quytrình có thể bao gồm nấu thêm enzym

* Lên men:

Lên men là quá trình trao đổi vật chất và chuyển hóa vật chất, qua đó các chất hữu cơ

bị tác động bởi vi sinh vật bổ sung vào quá trình lên men, nhờ enzyme nội tại của chúng đểchuyển hóa thành các sản phẩm thứ cấp mong muốn lên men rượu là quá trình lên men nhờnấm men Trong quá trình lên men, nấm men trao đổi chất trong môi trường chứa đường,chúng lên men và các chất dinh dưỡng cần thiết khác, từ đó tạo ra các sản phẩm đặc thù chủyếu trong môi trường lên men rượu

Diễn biến của quá trình lên men rượu:

Hình 1.3 Sơ đồ quá trình lên men lactate và ethanol

- Tế bào nấm men hấp thụ đường và các chất dinh dưỡng khác lên bề mặt củachúng Sau đó các chất khuếch tán qua màng bán thấm của tế bào và trong tếbào.

- Trong quá trình nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường được chuyểnthành rượu và CO2 tạo thành được thoát ra ngoài khỏi tế bào và khuếch tán vàomôi trường

* Chưng cất

Sau quá trình ủ men với cơm rượu, người ra thu được một hỗn hợp dung dịch gọi làbỗng rượu Việc chưng cất rượu dựa trên nguyên lý bay hơi và ngưng tụ Rượu thường cónhiệt độ sôi thấp hơn nước (khoảng 78 độ C), vì thế người ta có thể cho rượu bay hơi tách rakhỏi dung dịch bỗng Rồi đưa hơi rượu qua một đường ống, làm lạnh để chuyển hóa rượuthành dung dịch lỏng và đưa ra ngoài

1.2 Tổng quan về phương pháp phân tích methanol

1.2.1 Sắc ký khi ion hóa ngọn lửa GC – FID

1.2.1.1 Tổng quan về sắc ký khi ion hóa ngọn lửa GC – FID

Sắc ký khí là kỹ thuật tách các chất dựa vào sự phân bố các chất giữa hai pha, pha động là chất khí và thường là khí trơ, pha tĩnh có thể là chất rắn (sắc ký khí rắn) hoặc chất lỏng (sắc ký khí lỏng) Thực chất trong sắc ký khí, pha động chỉ đóng vai trò làm chức năng vận chuyển chứ không tương tác với pha tĩnh. Hệ thống sắc ký baogồm các thành phần cơ bản như sau:

- Nguồn cung cấp khí mang: - Buồng tiêm mẫu

Hình 1.4 Quá trình chưng cất rượu

- So sánh t R của chất phân tích với t R của chất chuẩn trong cùng điều kiện sắc ký.

- So sánh sắc ký đồ của mẫu phân tích với sắc ký đồ của mẫu phân tích đã thêmchuẩn đối chiếu

- Kết nối máy sắc ký khí với máy quang phổ IR hoặc khối phổ

b Phân tích định lượng

Phân tích định lượng các hợp chất dựa trên nguyên tắc: Nồng độ của chất tỷ lệ thuậnvới chiều cao hoặc diện tích peak của nó Dựa vào đồ thị đường chuẩn xác định nồng độchất phân tích

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống sắc ký khí

1.2.2 Phương pháp phân tích điện hóa[3]

1.2.2.1 Tổng quan về phương pháp phân tích điện hóa

Phương pháp phân tích điện hóa là một phương pháp phân tích hóa học dựa trên sựtương tác giữa các chất với điện cực Các chất được phân tích có thể là các chất hữu cơ hoặc

vô cơ Phương pháp này được sử dụng để xác định các tính chất hóa học của các chất và cáchợp chất, bao gồm cả tính chất vật lý và hóa học của chúng Cách thức hoạt động củaphương pháp phân tích điện hóa là dựa trên sự phát sinh hoặc tiêu trừ của các điện tử tại cácđiện cực khi các chất tương tác với chúng Các thông số được đo lường bao gồm điện thế,

dòng điện và thời gian Các phương pháp phân tích điện hóa như sau:

- Phân tích điện hoá cân bằng:

- Phân tích điện hoá phổ:

- Phân tích điện hoá tương tác:

- Phân tích điện hoá xung điện:

1.2.2.2 Ứng dụng của phương pháp phân tích điện hóa

Phương pháp phân tích điện hóa là một công cụ quan trọng trong phân tích hóa học

và có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau Sau đây là một số ứng dụng củaphương pháp phân tích điện hóa:

- Ứng dụng trong môi trường: phân tích các chất ô nhiễm trong môi trường nhưnước, đất và không khí

- Ứng dụng trong dược phẩm: xác định hàm lượng các thành phần trong các sảnphẩm dược phẩm

- Ứng dụng trong thực phẩm: xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng và cácchất phụ gia trong thực phẩm

- Ứng dụng trong năng lượng: nghiên cứu các vật liệu điện cực trong các ứngdụng năng lượng như tấm pin mặt trời và pin lithium-ion

- Ứng dụng trong điện tử: nghiên cứu các vật liệu điện cực trong các ứng dụngđiện tử như vi mạch và cảm biến

Với các ứng dụng đa dạng và phong phú, phương pháp phân tích điện hóa là mộtcông cụ quan trọng trong việc phân tích và giải quyết các vấn đề trong nhiều lĩnh vực khácnhau

1.2.3 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC

1.2.3.1 Tổng quan về phương pháp sắc lý lỏng HPLC

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ra đời năm 1967-1968 trên cơ sởphát triển và cải tiến từ phương pháp sắc ký cột cổ điển HPLC là một phương pháp chiatách trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chiadưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đãđược biến bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ Phương pháp này ngày càngđược sử dụng rộng rãi và phổ biến vì nhiều lý do: có độ nhạy cao, khả năng định lượng tốt,thích hợp tách các hợp chất khó bay hơi hoặc dễ phân hủy nhiệt

Phạm vi ứng dụng của phương pháp HPLC rất rộng, như phân tích các hợp chất thuốctrừ sâu, thuốc kháng sinh, các chất phụ gia thực phẩm trong lĩnh vực thực phẩm, dượcphẩm, môi trường…

Dựa vào sự khác nhau về cơ chế tách chiết sử dụng trong HPLC, người ta chia HPLCthành 4 loại:

- Sắc ký hấp phụ hay sắc ký lỏng rắn (adsorption/liquid chromatography)

- Sắc ký phân bố (partition chromatography)

- Sắc ký ion (ion chromatography)

- Sắc ký rây phân tử (size exclusion/gel permeation chromatography)

1.2.3.2 Ứng dụng của phương pháp sắc lý lỏng HPLC

- Phương pháp HPLC ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau như: phân tíchcác hợp chất thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, các chất phụ gia thực phẩm trong lĩnhvực thực phẩm, dược phẩm, môi trường…

- Được sử dụng khá nhiều cho những mục đích sản xuất, nghiên cứu thí nghiệm, pháp lý

và y dược

- HPLC còn có ứng dụng đối với ngành môi trường, phân tích các loại hóa chấthydrazine, formaldehyd, bisphenol A và các phân tử hữu cơ khác với độ chính xác caođến một phần triệu, các hợp chất dễ bay hơi và nhiệt độ thấp, phân tích các chất gây ônhiễm thực phẩm, bao gồm cả dư lượng thuốc trừ sâu

Trong các phương pháp đã nêu ở trên, với ứng dụng vài lợi ích các phương pháp mang

lại, nhóm nghiên cứu lựa chọn “phương pháp phân tích sắc ký khí ion hóa ngọn lửa GC – FID” để phân tích methanol

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM2.1 Hóa chất và dụng cụ

2.1.1 Hóa chất

bảng 2.1, Hóa chất sử dụng nghiên cứu

1 Methanol nguyên chất Tinh khiết ≥ 99,7% Merck, Đức

2 Acetonitril nguyên chất Tinh khiết ≥ 99,7% Merck, Đức

3 Ethanol nguyên chất Tinh khiết ≥ 99,7% Merck, Đức

2.1.2 Dụng cụ

Bảng 2.2 Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu

1 Máy lọc nước deion

2 Cốc thủy tinh 100 ml, 250 ml, 500 ml Trung Quốc

2.2 Thu mẫu và phân tích hàm lượng methanol