Nghiên cứu xác định dư lượng formol trong bún, phở, hủ tiếu trên địa bàn TP Buôn Ma Thuột bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV VIS)

Các phương pháp xác định formol [2] Hiện nay formol đã bị cấm sử dụng với bất kỳ hàm lượng nào trong thực phẩm nên Bộ Y tế đã ban hành thường quy kỹ thuật để định tính, bán định tính và

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo sau Đại học, Khoa Hóa, cùng các thầy giáo, cô giáo, cán bộ phòng Thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã, động viên giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Vinh, tháng 10 năm 2014

Trương Quốc Đạt

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU 1

1.1 Phụ gia thực phẩm 3

1.1.1 Định nghĩa 3

1.1.2 Yêu cầu chất lượng đối với phụ gia thực phẩm 3

1.1.2.1 Tính an toàn của PGTP 3

1.1.2.2 Tính đảm bảo kỹ thuật của PGTP 3

1.1.2.3 Các tính chất đặc trưng chủ yếu của một PGTP 3

1.1.3 Phân nhóm phụ gia thực phẩm 4

1.1.4 Lợi ích của các chất phụ gia 4

1.1.5 Nguvên tắc chọn phụ gia thực phẩm 5

1.1.6 Nguyên tắc sử dụng phụ gia thực phẩm 5

1.2 Formol (formaldehyt, formalin) 5

1.2.1 Tính chất vật lý và hoá học 5

1.2.2 Vai trò của formol 6

1.2.3 Tác hại của formol đến sức khoẻ con người 6

1.2.3.1 Những triệu chứng cấp tính 6

1.2.3.2 Những triệu chứng mãn tính 6

1.3 Tình trạng sử dụng formol trong bún phở 7

1.3.1 Tình hình trong nước 7

1.3.1.1 Thành phố Hồ Chí Minh 7

1.3.1.2 Hà Nội 8

1.3.2.1 Khu vực Tây Nguyên 8

1.3.2.2 Tỉnh Đắk Lắk 8

1.4 Quy trình sản xuất bún, phở tươi và khô được thể hiện ở sơ đồ 1.1 9

1.5 Tổng quan về phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử (UV – Vis) 10

1.5.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp 10

1.5.1.1 Sự hấp thu ánh sáng 10

1.5.1.2 Các nguyên nhân gây sai lệch định luật Bouguer – Lambert – Beer 11

1.5.1.3 Ý nghĩa và tính chất của các đại lượng 13

1.5.1.4 Khoảng tuân theo định luật Beer 16

1.5.2 Điều kiện thực hiện phép đo 17

1.5.2.1 Hợp chất phải thỏa mãn 17

1.5.2.2 Điều kiện để xây dựng phương pháp phân tích với thuốc thử mới 18

1.5.3 Ứng dụng của phương pháp UV - Vis 22

1.5.3.1 Xác định 22

1.5.3.2 Phạm vi ứng dụng: 23

1.5.3.3 Cấu tạo của máy quang phổ 23

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp lấy mẫu 24

2.2.1 Địa điểm và thời gian lấy mẫu 25

2.2.2 Dụng cụ lấy mẫu 30

2.2.3 Cách lấy mẫu 30

2.3 Phương pháp phân tích bằng test nhanh 31

2.3.1 Giới thiệu về test nhanh 31

2.3.2 Cách tiến hành 31

2.3.3 Đọc kết quả: 32

2.4 Phương pháp định tính và bán định lượng formol 32

2.4.1 Nguyên tắc 32

2.4.2 Dụng cụ, thiết bị 32

2.4.3 Hoá chất - thuốc thử (Merck) 32

2.4.4 Chuẩn bị thuốc thử và dung dịch chuẩn 33

2.4.5 Cách tiến hành 34

2.5 Phương pháp định lượng formol 35

2.5.1 Phạm vi áp dụng 35

2.5.2 Tài liệu áp dụng 36

2.5.3 Nguyên tắc 36

2.5.4 Hoá chất (Merck) 36

2.5.5 Chuẩn bị dung dịch thuốc thử acetylaceton (Merck) 37

2.5.6 Chuẩn bị dung dịch chuẩn formol (Merck) 37

2.5.6.1 Xác đinh nồng độ formol ban đầu 37

2.5.6.2 Pha dung dich chuẩn formol 10ppm 37

2.5.7 Cách tiến hành 38

2.5.7.1 Trường hợp đối với mẫu bún tươi, phở tươi, hủ tiếu tươi 38

2.5.7.2 Trường hợp đối với mẫu bún khô, phở khô, hủ tiếu khô 38

2.5.7.3 Định lượng formol trong mẫu thử (dịch cất) 38

2.5.8 Tính kết qủa phân tích 39

2.7 Khảo sát khoảng tuyến tính 41

2.8 Xác định độ nhạy của phương pháp 42

2.9 Xác định độ chính xác của phương pháp 43

2.9.1 Độ lặp lại của phương pháp 44

2.9.2 Độ chụm trung gian 44

2.9.3 Xác định độ đúng của phương pháp 45

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 Kết quả xác nhận giá trị sử dụng phương pháp thử 47

3.1.1 Độ lặp lại (Repeatability) 47

3.1.2 Độ tái lặp (Reproducibility) 48

3.1.3 Độ đúng (Trueness): Thông qua hiệu suất thu hồi 50

3.1.4 Khoảng tuyến tính 53

3.1.5 Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) theo lý thuyết 54

3.2 Kết quả phân tích 56

3.2.1 Kết quả phân tích hàm lượng formol trong bún, phở, hủ tiếu của các CSSX và kinh doanh trên Tp Buôn Ma Thuột được trình bày trong bảng 3.6 56

3.2.2 Kết quả phân tích hàm lượng formol trong bún, phở, hủ tiếu của các CSSX và kinh doanh trên Tp Buôn Ma Thuột được trình bày trong bảng 3.7 58

3.3 Thảo luận 61

KẾT LUẬN 63

ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

TÀI LIỆU TIẾNG ANH 65

TRANG WEB 65

PHỤ LỤC I BẢNG 3.9 GIÁ TRỊ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA PHÉP THỬ 66

PHỤ LỤC II HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 67

PHỤ LỤC III MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 68

PHỤ LỤC IV HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 69

FAO ( Food and agricultrure

organization of the united nations)

: Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

WHO ( World health organization) : Tổ chức y tế thế giới

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ

Bảng 2.1 Thông tin chung về mẫu 26

Bảng 2.2 Lấy 5 ống nghiệm đánh số thứ tự có thành phần như bảng sau 34

Bảng 2.3 Xây dựng đường chuẩn 38

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp 48

Bảng 3.2 Kết quả xác định độ tái lặp 50

Bảng 3.3 Kết quả phân xác định độ đúng của phương pháp 51

Bảng 3.4 Kết quả xác định độ tuyến tính 53

Bảng 3.5 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 55

Bảng 3.6 Kết quả định lượng formol đợt 1 57

Bảng 3.7 Kết quả định lượng formol đợt 2 59

Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả định lượng formol 61

Bảng 3.9 Giá trị độ chính xác của phép thử 66

Sơ đồ 1.1 Quy trình sản xuất bún, phở và hủ tiếu……… 9

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ quá trình lấy mẫu và bảo quản 25

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ qui trình phân tích formol trong bún, phở 40

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ mô hình thực nghiệm 41

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo của máy quang phổ 23

Hình 3.1 Sự phụ thuộc tuyến tính A – C 54

Hình 3.2 Hình máy quang phổ hấp thụ phân tử UV – Vis 67

Hình 3.3 Màu formol dương tính và âm tính 68

Hình 3.4 Test kiểm tra nhanh formol 68

Hình 3.5 Hộp Test kiểm tra nhanh formol 69

MỞ ĐẦU

Phở, bún, hủ tiểu là những thực phẩm quen thuộc đã có từ rất lâu đời và gắn liền với thói quen ẩm thực của người Việt Nam Từ những sợi phở, bún tươi và khô, người ta đã chế biến thành những món ăn đặc biệt hấp dẫn mà chỉ ở Việt Nam mới

có như: Bún bò, bún, hủ tiếu bò kho, bún chả, bún riêu và các loại phở gia truyền

Nó đã trở thành đặc trưng văn hoá ẩm thực Việt Nam

Ngày nay khi nghành công nghiệp thực phẩm phát triển thì việc tìm ra các loại phụ gia thực phẩm (PGTP) và việc sử dụng chúng trong xã hội là một nhu cầu tất yếu Phụ gia thực phẩm không chỉ cải thiện cấu trúc sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản mà nó còn tạo nên sự hấp dẫn, tác động trực tiếp vào cơ quan cảm giác của con người, mang lại sự ngon miệng cho người sử dụng

Tuy nhiên do sự thiếu hiểu biết, thiếu kiến thức về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm và chạy theo lợi nhuận kinh tế mà các nhà sản xuất đà lạm dụng quá nhiều vào các chất phụ gia Thậm chí bất chấp pháp luật, bất chấp sức khoẻ của người tiêu dùng để sử dụng các chất đã bị cấm sử dụng trong thực phẩm như: Formol, hàn the, phẩm màu

Formol là một loại hoá chất rất độc hại Nó dễ dàng kết hợp với các loại protein (thường là các loại thực phẩm) tạo ra những hợp chất bền, không thối rữa, không ôi thiu nhưng rất khó tiêu hoá Chính tính chất này đã bị lợi dụng để kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm như: Phở, bún, hủ tiếu, Và gây ra hậu qủa nghiêm trọng đến sức khoẻ con người

Khi cơ thể con người tiếp xúc với formol dù hàm lượng cao hay thấp mà kéo dài cũng gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng, gây ra ngộ độc cấp, mãn tính Thường biểu hiện các triệu chứng như: Viêm loét, hoại tử tế bào với các biểu hiện nôn mửa ra máu, tiêu chảy hoặc tiểu tiện ra máu và có thể dẫn đến tử vong do trụy tim mạch (nếu nhiễm quá mạnh) hoặc xuất hiện các triệu chứng khác kèm theo như: Đau bụng, ói mửa, tím tái

Năm 2004, formol được Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu về Ung thư chuyển từ

nhóm 2A (nhóm chất có khả năng gây ung thư) sang nhóm 1 (nhóm chất gây ung thư) Theo TS.Nguyễn Bá Đức - Giám đốc Bệnh Viện Ung Bướu Trung Ương cho biết: Mỗi năm Việt Nam có thêm 150.000 người bị mắc bệnh ung thư, trong đó có 50.000 người mắc bệnh đo ăn phải thực phẩm bị ô nhiễm và tất nhiên không thể loại trừ nguyên nhân formol trong thực phẩm

Từ năm 1951, Hội đồng Tiêu Chuẩn Thực Phẩm đã cấm triệt để việc sử dụng formol trong chế biến bảo quản thực phẩm và Bộ Y Tế cũng đã ban hành lệnh cấm

sử dụng ở Việt Nam từ năm 2001 Tuy nhiên cho đến nay các cơ sở sản xuất vẫn lén lút sử dụng và sử dụng một cách tràn lan rất khó kiểm soát ở tất cả các tỉnh thành trong cả nước

Tại địa bàn TP Buôn Ma Thuột có 26 cơ sở sản xuất và 11 hộ kinh doanh bún, phở, hủ tiếu Đa số là cơ sở nhỏ, dây chuyền sản xuất thủ công nằm rải rác ở các xã, phường, trong những năm qua các cơ sở này đã được kiểm tra về các điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP), nhưng chưa có kiểm nghiệm về một số loại hoá chất cho thêm vào thực phẩm Do vậy việc kiểm tra và xử lý các cơ sở sản xuất có

sử dụng formol còn nhiều khó khăn và hạn chế cho các cơ quan chức năng

Bên cạnh đó tại Đắk Lắk chưa có một nghiên cứu nào phản ánh đầy đủ tình trạng sử dụng formol trong Thành Phố Xuất phát từ những lý do này chúng tôi

chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định dư lương formol trong bún, phở, hủ tiếu trên

địa bàn TP Buôn Ma Thuột bằng phương Pháp quang phổ hấp thụ phân tử

UV - Vis” để làm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hóa học phân tích của tôi Để thực

hiện đề tài này chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu, tổ hợp phương pháp định tính, qui trình định lượng formol trong bún, phở, hủ tiếu và đánh giá phương pháp

- Sử dụng phương pháp nghiên cứu và tập hợp được để đánh giá dư lượng

formol trong bún, phở, hủ tiếu của các cơ sở sản xuất trên địa bàn TP Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk

1.1.2 Yêu cầu chất lƣợng đối với phụ gia thực phẩm

1.1.2.1 Tính an toàn của PGTP

Vì là một cẩu phần trong sản phẩm thực phẩm, được tiêu thụ trực tiếp vào cơ thể con người trong một thời gian kéo dài cả cuộc đời Do đó, khi sử dụng PGTP hai yêu cầu về an toàn cần phải đặc biệt quan tâm là: Dùng đúng PGTP cho phép và đúng liều dùng quy định

1.1.2.2 Tính đảm bảo kỹ thuật của PGTP

Trên khía cạnh đảm bảo tính kỹ thuật chế biến, PGTP phải đáp ứng các yêu cầu sau

- Tạo ra được kết quả mong muốn trên sản phẩm thực phẩm

- Tương thích với sản phẩm thực phẩm, không gây ra ảnh hưởng xấu trên sản phẩm thực phẩm

Không tạo ra các dẫn xuất, các sản phẩm tương tác xấu với sản phẩm thực phẩm

- Lưu giữ được kết quả tạo ra trong suốt tuổi thọ của sản phẩm thực phẩm

- Không làm cho giá thành quá cao

1.1.2.3 Các tính chất đặc trƣng chủ yếu của một PGTP

Các PGTP có thể có nhiều đặc tính khác nhau, tổng quát cần chú ý các đặc tính sau đây

Phân loại đơn giản nhất được chia thành 7 nhóm như sau:

1.1.4 Lợi ích của các chất phụ gia

- Làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm

- Giúp bảo quản thực phẩm được lâu (sử dụng các chế phẩm chống vi sinh vật, chống oxi hoá chất béo)

- Cải thiện chất lượng cảm quan của thực phẩm (tạo mùi, tạo vị, tạo cấu trúc và màu sắc cho thực phẩm)

- Đáp ứng các khuynh hướng mới trong tiêu dùng (sức khỏe, thực phẩm chức năng )

1.1.5 Nguvên tắc chọn phụ gia thực phẩm

- Loại phụ gia thực phẩm được chọn phải nàm trong danh mục được phép sử dụng của Bộ Y Tế

- Phụ gia thực phẩm phải đạt độ tinh khiết nhất định

- Có địa chỉ rõ ràng của nhà sản xuất

- Ghi rõ thành phần của chế phẩm hoặc số hiệu sản phẩm theo quy định Quốc tế hoặc Quốc gia trên bao bì

- Có chỉ dẫn sử dụng

1.1.6 Nguyên tắc sử dụng phụ gia thực phẩm

- Đúng đối tượng thực phẩm và liều lượng đúng giới hạn cho phép

- Đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật vệ sinh an toàn thực phẩm quy định cho mỗi chất phụ gia theo quy định hiện hành

- Không làm biến đổi chất, thuộc tính tự nhiên vốn có của thực phẩm

- Nên phối hợp với các loại phụ gia cùng nhóm

- Ghi rõ loại phụ gia và liều dùng ngoài bao bì

1.2 Formol (formaldehyt, formalin)

1.2.1 Tính chất vật lý và hoá học

 Cấu trúc phân tử : CH2O

 Danh pháp Quốc tế : Methanal

 Tên thông thường : Metylen oxit, metyl andehyt, formol, formalin

 Phân tử gam : 30,03g/mol

 Biểu hiện: Chất khí không màu, mùi hăng mạnh

Formol là một chất dễ cháy, dễ bay hơi ở nhiệt độ môi trường chung quanh (61°C) Trong tự nhiên formol có trong khói xe ô tô, khói hàm lò đốt củi, khói thuốc lá

Trong công nghiệp được điều chế từ rượu metylic

CH3OH + O2  HCHO + H2O

1.2.2 Vai trò của formol

- Trong công nghiệp được sử dụng để sản xuất keo dán, nhựa, thuốc nhuộm tóc, thuôc nổ

- Nguyên liệu cơ bản trong công nghiệp hoá học để tổng hợp polymer, chất chống nhăn trong công nghiệp dệt

- Trong y học formol có tính sát trùng cao, nên được dùng để diệt vi khuẩn và là dung môi bảo quản các vật phẩm, ướp các mô và phủ trạng của cơ thể người và động vật

1.2.3 Tác hại của formol đến sức khoẻ con người

1.2.3.1 Những triệu chứng cấp tính

- Kích thích gây cay niêm mạc mất, đỏ mắt

- Kích thích đường hô hấp gây chảy mùi, viêm thanh quản, viêm đường hô hấp, hen phế quản, viêm phổi, gây ngạt thở nếu hấp thu ở nồng độ 1/20.000 trong không khí

- Là tác nhân gây viêm da tiếp xúc, viêm da dị ứng, nổi mề đay

- Tác hại trên đường tiêu hoá: làm chậm tiêu, rối loạn tiêu hoá, viêm loét dạ dày, viêm đại tràng

- Khi tiếp xúc hoặc ăn phải với một hàm lượng cao có thể gây tử vong

1.2.3.2 Những triệu chứng mãn tính

- Là tác nhân gây ung thư nhiều cơ quan trong cơ thể

- Gia tăng tỷ lệ ung thư xoang mũi, ung thư đường hô hấp, đặc biệt là mũi, họng, phổi, ung thư đường tiêu hoá

- Là một trong những yếu tố gây ra sai lệch và biến dị các nhiễm sắc thể, phụ nữ

có thai sử dụng có thể bị ảnh hưởng đến sự phát triển của bào thai

1.2.4 Các phương pháp xác định formol [2]

Hiện nay formol đã bị cấm sử dụng với bất kỳ hàm lượng nào trong thực phẩm nên Bộ Y tế đã ban hành thường quy kỹ thuật để định tính, bán định tính và định lượng formol trong thực phẩm

Trong luận văn này chúng tôi chọn các phương pháp sau để tiến hành kiểm tra formol trong bún, phở, hủ tiếu

- Bộ test nhanh kiểm tra formol do Bộ Công An sản xuất

- Thường quy kỹ thuật: Định tính và bán định lượng formol trong bánh phở, bún

và các thực phẩm có liên quan (ban hành kèm quyết định số 417/2000/QĐ-BYT

ngày 18/02/2000 của bộ trưởng Bộ Y tế)

- Quy trình phân tích xác định formol trong bún, phở, hủ tiếu và các thực phẩm

có liên quan (ISO 14181 - 1)

Theo thông tin của Trung tâm Y tế dự phòng TP.HCM khảo sát cho thấy

- Năm 2004: Tỷ lệ bánh phở có formol 28%

- Năm 2005: Tỷ lệ bánh phở có formol 48%

- Năm 2006: 24 mẫu bánh phở chỉ có 1 mẫu có chứa formol

- Năm 2007: 20 mẫu có 16 mẫu chứa formol Có nơi lượng formol lên đến 6,9mg/kg bánh phở Cuối năm 2007, 23 mẫu bánh phở có 13 mẫu chứa formol

1.3.2 Khu vực Tây Nguyên và Đắk Lắk

1.3.2.1 Khu vực Tây Nguyên

Theo báo cáo kết quả giám sát thực trạng vệ sinh an toàn thực phẩm khu vực

Tây Nguyên - Viện Vệ Sinh Dịch Tễ Tây Nguyên thì bánh phở, bún có formol là

41,3%, các sản phẩm chế biến từ thịt cá có sử dụng hàn the là 55,4%

1.3.2.2 Tỉnh Đắk Lắk

Hiện nay ở Đắk Lắk chưa có một báo cáo chính xác nào về tình hình sử dụng formol trong bánh phở, bún, hủ tiếu Tuy nhiên cũng không loại trừ khả năng sử dụng loại hoá chất độc hại này

Qua các kết quả ghi nhận được : Mặc dù Bộ Y tế đã ban hành lệnh cấm sử dụng formol trong thực phẩm từ năm 2001 nhưng hiện nay tình trạng này vẫn đang còn tiếp diễn Các cơ sở sản xuất và kinh doanh vẫn sử dụng formol một cách tràn lan

và ngày càng gia tăng Điều này hết sức nghiêm trọng đối với vấn đề vệ sinh an

toàn thực phẩm và sức khoẻ cộng đồng

1.4 Quy trình sản xuất bún, phở tươi và khô được thể hiện ở sơ đồ 1.1

Sơ đồ 1.1 Quy trình sản xuất bún, phở và hủ tiếu

1.4.1 Giải thích quy trình

- Nguyên liệu: Gạo tẻ đem ngâm nước cho hạt gạo trương nở Nước dùng để

 Giải thích quy trình

- Nguyên liệu: Gạo tẻ đem ngâm nước cho hạt gạo trương nở Nước dùng để ngâm gạo là nước máy đã qua xử lý hoặc nước giếng đã qua xử lý Ngâm trong khoảng 3h - 5h

- Xay: Sau khi gạo đã trương nở cho vào máy xay thành bột lỏng Riêng đối với bún khô thì xay thành bột khô

- Ép nước: Đối với bún tươi, bột lỏng được đưa vào các bao để ép nước trong khoảng 18h - 24h lúc đó bột có dạng đặc như bột nhào

- Tráng bánh: Đối với phở thì bột lỏng được đưa vào tráng bánh trực tiếp trong các thiết bị tráng có dùng hơi nóng để làm chín bánh phở

- Ép đùn: Bột sau khi đã làm ráo nước hoặc bột khô nhào được đưa vào máy ép đùn sử dụng hơi nước nóng để làm chín bột Thiết bị ép đùn có nhiều dạng lỗ lớn nhỏ khác nhau Do vậy bún ra có kích thước khác nhau tùy theo người sản xuất Đối với bún khô sau khi ép đùn đem đi phơi hoặc sấy thu được bún khô

- Cắt sợi: Phở tươi sau khi tráng được cắt thành sợi phở tươi Đối với phở khô thì sau khi tráng bánh được đem đi phơi khô sau đó mới cắt sợi để thành phở khô

- Với các loại sản phẩm khô có thể làm khô bằng ánh nắng mặt trời hoặc sấy bằng than, củi đến độ ẩm khoảng 12-13%

- Formol có thể được cho vào trong giai đoạn tạo thành bột lỏng

1.5 Tổng quan về phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử (UV – Vis) [6] 1.5.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp

1.5.1.1 Sự hấp thu ánh sáng

- Io: Cường độ ban đầu của nguồn sáng

- IA: Cường độ ánh sáng bị hấp thu bởi dung dịch

- It: Cường độ ánh sáng sau khi qua dung dịch

- Ipx: Cường độ ánh sáng phản xạ bởi thành cuvet và dung dịch

- Ikt: Cường độ ánh sáng khuếch tán bởi các hạt rắn ở dạng huyền phù của dung dịch Tất nhiên, tùy theo tính chất của các chất có trong cuvet, tùy theo loại dung môi

và nguồn sáng kích thích, mà phần nào chiếm ưu thế Trong cuvet của phép đo phổ UV-Vis thì phần bị mất đi do hiện tượng hấp thụ của các phân tử có trong cuvet gây

ra là chính và phần còn lại không bị hấp thụ sẽ truyển qua; Phần phản xạ và khuếch tán (Ipx và Ikt) là không đổi, và rất nhỏ không đáng kể (2% < ) Vì dung dịch mẫu của phép đo UV-Vis là trong suốt và đồng nhất Nên chúng ta có thể viết

Io = (IA + It ) (1.1) Nếu gọi cường độ chùm sáng chiếu vào cuvet chứa mẫu là I0, sau khi qua cuvet còn lại cường độ It, độ hấp thụ quang của chất trong cuvet là A, thì theo các định luật hấp thụ quang, độ hấp thụ A của chất trong cuvet

1.5.1.2 Các nguyên nhân gây sai lệch định luật Bouguer – Lambert – Beer Theo định luật hấp thụ quang Bouger-Lambert-Beer, ta có: A = f(,L,C) Nghĩa

là độ hấp thụ quang A là hàm số của ba biến số  (chùm sáng kích thích), L (bề dầy lớp dung dịch chùm sáng đi qua, cm) và C (nồng độ chất, mol/l) Do đó mọi sự sai lệch của ba tham số này đều có thể đưa đến làm sai lệch quy luật hấp thụ quang

Nghĩa là gây sai số cho phép đo giá trị hấp thụ quang D của chất Những nguyên nhân đó có thể là

- Chùm sáng chiếu vào cuvet không đơn sắc Chính vì thế khi đo A mà dùng

kính lọc để chọn chùm sáng kích thích chiếu vào cuvet sẽ gây sai lệch nhiều

- Các điều kiện đo A, ví dụ bề dầy L của cuvet, độ trong của cuvet không thật là

đồng nhất, bề mặt cuvet gây các hiện tượng quang học phụ, như tán xạ hấp thụ

- Các yếu tố làm sai lệch nồng độ C thực của chất cần đo đô hấp thụ quang A nguyên nhân của các sai lệch này có thể:

+ Sự phân li của phân tử chất đo quang Vì độ phân ly  = f(C) Nên C khác nhau thì  sẽ khác nhau Vì thế để khắc phục yếu tố này các hợp chất đo quang phải là các hơp chất, hay các phức rất bền Tức là sự phân ly rất nhỏ không đáng kể,

và càng nhỏ thì càng tốt

+ Môi trường pH ( độ axit) của dung dịch mẫu Vì yếu tố này ảnh hưởng đến sự hình thành, độ bền và sự tồn tại của các hợp chất trong dung dịch, nhất là các hợp chất có chứa các gốc axit hay bazơ yếu

+ Sự tồn tại, lượng dư nhiều hay ít của thuốc thử tạo phức sinh ra hợp chất cần

đo quang

+ Sự có mặt của các ion, các chất lạ khác có trong dung dịch mẫu Yếu tố này là rất phức tạp Nó cần được xem xét cụ thể trong mỗi trường hợp, để nếu có thì phải loại trừ

- Nhiệt độ môi trường và dung dịch đo độ hấp thụ quang (A) không hằng định

- Các bộ phận trong hệ quang của máy đo phổ hấp thụ Ạ, như sự hấp thụ, sự tán

xạ, sự phản xạ ánh sáng của các thấu kính, lăng kính, cách tử, các hệ gương, và tính không đồng nhất cao của chúng Các yếu tố này, khi chế tạo máy đo quang, các hãng đã cố gắng hết mức, để hạn chế đến mức nhỏ nhất, mà có thể bỏ qua được Tất nhiên điều này là phụ thuộc vào mỗi máy và mỗi hãng chế tạo nó Nghĩa là hãng có máy đo quang có chất lượng cao, hãng có máy cho chất lượng thấp

- Một số dung môi hay chất hữu cơ

Trên đây là khái quát những yếu tố có thể làm sai lệch sự hấp thụ quang theo định luật Bouger-Lambert-Beer Vì thế với mỗi trường hợp đo quang cụ thể cần xem xét Tất cả các yếu tố trên, để tìm ra các điều kiện thích hợp nhất cho phép đo một chất, nhằm đạt độ chính xác cao

Khi chiếu một chùm tia sáng đơn sắc đi qua một môi trường vật chất thì cường

độ tia sáng ban đầu Io sẽ bị giảm còn It

A: Độ hấp thu hay mật độ quang học

T: Độ truyền quang

L: Chiều dài lớp dung dịch (chiều dài cuvet), cm

: Hệ số hấp thu phân tử (hệ số tắt phân tử)

1.5.1.3 Ý nghĩa và tính chất của các đại lƣợng

 Hệ số hấp thu phân tử 

- Phụ thuộc vào bản chất của mỗi chất, dung môi, , nhiệt độ và chiết suất (theo

nồng độ)

-  là hệ số hấp thụ quang phân tử (hệ số tắt phân tử) của chất ở trong cuvet, nó

là một đại lượng đặc trưng cho mỗi loại phân tử hay nhóm phân tử của mỗi chất trong một dung môi nhất định Các chất có khả năng hấp thụ chùm sáng càng mạnh thì  càng lớn Hệ số  của các chất thường nằm trong vùng từ n.102 đến n.105 Và

để sử dụng được trong phép đo phổ UV-Vis, thì các chất phải có  từ n.103 – n.105 Tất nhiên sự hấp thụ quang và hệ số  này là phụ thuộc vào cấu tạo và các loại liên kết có trong phân tử của chất Thông thường các liên kết đôi (=), các lên kết ba (),

và các số liên kết này trong phân tử càng nhiều, thì khả năng hấp thụ ánh sáng (hấp thụ năng lượng) của chất càng cao Nhất là các chất, mà trong phân tử của nó có nhiều liên kết đôi liên hợp loại - X = X - X = X - Điều đó nghĩa là cấu trúc phân tử của chất có liên quan chặt chẽ với phổ hấp thụ UV-Vis của nó Đại lượng  là một hằng số đặc trưng cho sự hấp thụ quang của chất đó

Nếu L = 1 cm, nồng độ C = 1 M (mol/1), thì A =  Giá trị A này là đặc trưng

cho sự hấp thụ quang của một mol chất và được gọi là hệ số hấp thụ riêng phần của chất đó, và giá trị của  càng lớn thì chất đó hấp thụ quang càng mạnh Tức là độ nhạy phổ UV hay Vis của chất là cao, khi giá trị  của chất lớn

Như trên ta có:  = A / ( L.C) (1.2) Nhưng vì độ hấp thụ quang A không có thứ nguyên, do đó thứ nguyên của  là: 1/(cm mol/l) Vì bề dày cuvet L được tính bằng đơn vị cm, còn nồng độ C của chất được tính bằng đơn vị mol/l

Theo công thức đối với một chất phân tích trong một dung môi xác định, và trong 1 cuvet đã chỉ ra, thì  = const và L = const Do đó nếu chúng ta đặt K = .L

 Mật độ quang A

- Phụ thuộc vào  , nồng độ chất màu và chiều dày của lớp dung dịch

- Có tính chất cộng tính: Là đại lượng không có đơn vị, có tính cộng độ hấp thụ quang

Giả sử 2 chất A và B có CA và CB: A = AA + AB

Chất tan X có độ hấp thụ AX, dung môi có độ hấp thụ Adm: A = Ax + Adm (1.3)

Đo chính xác Ax thì Adm = 0  λmax dung môi phải khác xa λmax chất tan 

Chọn dung môi có λ hấp thu ở miền ranh giới tử ngoại chân không

 Độ truyền quang T

- Phụ thuộc vào , nồng độ chất màu, chiều dày của lớp dung dịch

- Không có tính chất cộng tính

(1.4)

▪ Vì T tính theo %:

- T = 1 (100%)  A = 0: Dung dịch trong suốt ở bước sóng khảo sát (không hấp thu ánh sáng It = I0)

- T = 0(0%)  A = 2: dung dịch như vật đen tuyệt đối

Sự phụ thuộc của T vào nồng độ C Sự phụ thuộc của A vào nồng độ C

T và A là hai đại lượng đặc trưng của phép đo UV-Vis

Thường sử dụng A vì quan hệ A và C là tuyến tính

I

I T

1.5.1.4 Khoảng tuân theo định luật Beer

Như vậy độ hấp thụ quang A của phân tử chất tan trong cuvet là phụ thuộc

tuyến tính vào nồng độ C của nó ở trong cuvet, khi gía trị b = l, và giá trị nồng độ

CO là nồng độ giới hạn lớn nhất của quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thụ quang A và

nồng độ C của chất phản tích trong mẫu đo phổ

Công thức là phương trình định lượng cơ sở của phép đo phổ hấp thụ phân tử

UV-Vis Mối quan hộ giữa A và C được mô tả như trong hình ở t r ê n , đường biểu diễn này có 2 đoạn: AB là đoạn thẳng, độ lớn của đoạn này là phụ thuộc vào bản chất hấp thụ quang của mỗi chất và các điều kiện thực nghiệm Trong đoạn này quan hệ giữa A và C là tuyến tính và b = 1; Còn đoạn BC là không tuyến tính, trong đoạn này b < 1

Nếu nồng độ của các chất trong cuvet đều nằm trong vùng tuyến tính của mối quan hệ A và C, và chúng có phổ hấp thụ trùng nhau hay gần nhau (không tách thành đỉnh riêng), thì độ hấp thụ quang tổng của các chất trong trong đung dịch hỗn hợp cũng có tính chất cộng Nghĩa là, nếu dung dịch có n chất, thì ta có:

Add = ( A1 + A2 + + An)

hay: Add = (1C1 + 2C2 + + nCn).L (1.6)

Như thế, nếu có n chất ở trong dung dịch, ta chọn n tia sáng λ chiếu vào cuvet

và đo độ hấp thụ quang tổng Add tương ứng của dung dịch này với mỗi sóng kích

thích phổ λ Sau đó lập một hệ phương trình gồm n phương trình với n ẩn Số Cx

của các chất phân tích phải tìm, và giải hệ phương trình này chúng ta sẽ tìm được nồng độ Cx của cả mỗi chất trong dung dịch Đó là nguyên tắc của phương pháp đo phổ hấp thụ quang hỗn hợp của một hỗn hợp chất, mà ta không thể đo riêng được từng chất Ngày nay vấn đề này được giải quyết rất dễ dàng nhờ máy tính và các phần mềm tính toán cho phép đo phổ loại này, mà các hãng sản xuất máy đo phổ

UV-Vis đều bán sẵn

1.5.2 Điều kiện thực hiện phép đo

1.5.2.1 Hợp chất phải thỏa mãn

- Có độ bền cao, ít phân ly Hằng số bền K ≥ 108

- Ổn định theo thời gian, ít nhất 15 phút

- Hệ số  càng lớn càng tốt Có thể thực hiện phản ứng tạo màu với các thuốc thử hữu cơ

- Các hợp chất là phức cần đo phải có max khác xa max của thuốc thử trong cùng điều kiện ( = max(MR) - max(R) ≥80nm) (1.7)

- VD: Formol được giải phóng dưới dạng hòa tan trong dịch cất và được xác định phản ứng lên màu với thuốc thử acetylaceton, ta được phức màu vàng và đo ở

λmax = 410,6nm

1.5.2.2 Điều kiện để xây dựng phương pháp phân tích với thuốc thử mới

- Xác định vùng phổ mà chất màu hấp thu cực đại

- Xác định pH tối ưu của phản ứng tạo phức

- Xác định lượng dư thuốc thử cần để chuyển hoàn toàn ion kim loại thành phức

- Ảnh hưởng nhiệt độ lên sự tạo phức

- Ảnh hưởng thời gian lên sự hình thành phức và độ bền của phức

- Xét khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer

- Xét ảnh hưởng của nguyên tố cản trở

 Nguyên tắc chung để đo độ hấp thu

- Pha chế dung dịch chuẩn của chất cần xác định

- Chuyển chất phân tích trong mẫu thành dạng dung dịch có khả năng tạo màu với thuốc thử

- Thực hiện phản ứng tạo màu ở những điều kiện tối ưu

- Đo độ hấp thu A ở max

- Tính hàm lượng của chất cần xác định theo những phương pháp khác nhau

 Định lượng bằng phương pháp UV-Vis

Có nhiều cách khác nhau để xác định, hay phân tích định lượng các chất theo phổ hấp thụ UV-Vis, từ đơn giản, đến máy móc hoàn chỉnh, như phương pháp so màu bằng mắt Đó là các cách cổ điển, hiện nay các cách này ít còn được dùng Vì

nó không cho kết quả chính xác cao Cho nên ở đây chỉ trình bày phương pháp hiện

nay đang được dùng phổ biến, theo các trang bị máy móc đang bán trên thị trường Phương trình cơ bản của phép đo định lượng theo phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

A = k.Cb (1.8)

đã được nối trong mục 1 ở trên Trong đó:

A: Độ hấp thụ quang (cường đô của phổ) của chất đo phổ

C: Là nồng độ của chất ở trong dung dịch mẫu đo trong cuvet

k: Là hệ số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào hệ số hấp thụ phân tử  của chất

(độ tắt phân tử) của chất phân tích

b: Là hàng số, phụ thuộc vào bản chất của mỗi chất, nói chung b có giá trị

0 < b < = 1 Khi nồng độ C của chất phân tích nhỏ thì b = 1; Còn khi nồng độ C

tăng thì b sẽ xa dần 1 và tiến về 0 (Tất nhiên là không bao giờ = 0)

Như vậy với mỗi một chất phân tích ta luôn tìm được một giá trị nồng độ Co mà:

- Khi mọi Cx < Co thì luôn luôn có b = 1, và ta có A = k.C

- Khi mọi Cx > Co thì b < 1 (Nghĩa là b giảm vể 0, nhưng không bằng 0)

Trong vùng b = 1, ta có quan hệ giữa A và C là tuyến trong (đoạn AB) Do đó

giá trị Co được coi là giới hạn trên của vùng tuyến tính hình dưới đây Trong thực tế phân tích người ta chỉ sử dụng vùng tuyến tính và đoạn thẳng AB được gọi là đường chuẩn của phương pháp phân tích Vùng tuyến tính này rộng hay hẹp ở trong vùng nồng độ nào là tùy theo vào độ hấp thụ phân tử  của mỗi chất phân tích hay sản phẩm của nó với một thuốc thử màu nhất định Nói chung các hợp chất càng nhạy phổ UV-Vis thì vùng tuyến tính càng hẹp và lùi về phía nồng độ thấp Do đó rất thích hợp cho xác định lượng vết các chất

Từ phương trình cơ sở A = k.C để xây dựng đường chuẩn cho việc định lượng 1 chất ta phải thực hiện các bước công việc sau đây:

- Chuẩn bị 1 dãy mẫu chuẩn có nồng độ chính xác của nguyên tố hay chất phân

tích cùng trong điều kiện với mẫu phân tích, như chất nền, môi trường pH, thông thường chuẩn bị dãy mẫu chuẩn với 5 hay 7 nồng độ nằm trong vùng tuyến tính của mối quan hệ A - C, mà nồng độ chất phân tích tăng dần từ C1 - C5, ví dụ như trong bảng sau Còn các yếu tố khác giữ như nhau trong tất cả các mẫu Ở đây Cx là các mẫu phân tích cần xác định nồng độ của chất trong các mẫu phân tích

Xây dựng dãy đường chuẩn của chất phân tích

- Đo phổ hấp thụ UV-Vis của tất cả các mẫu chuẩn và mẫu phân tích theo các điều kiện đã chọn, ví dụ được các giá trị tương ứng là Ao, A1, A2, Như trong bảng ở trên

- Từ các cặp giá trị A - C tương ứng của các mẫu chuẩn ta dựng đường chuẩn trong hệ toạ độ A - C Sau đó đem giá trị Ax của các mẫu phân tích áp vào đường chuẩn ta sẽ tìm được giá tri nồng độ Cx của chất phân tích trong mẫu đo

Phương pháp này rất tiện lợi để phân tích hàng loạt mẫu của cùng một chất trong một loại đối tượng mẫu, nhanh chóng, hiệu suất cao Nhưng với những mẫu có hàm lượng nhỏ, và thành phần hoá học phức tạp, thì trong nhiều trường hợp ta không thể pha chế được một dẫy mẫu chuẩn phù hợp với mẫu phân tích về thành phần vật lý

và hoá học Điền này sẽ gây sai số lớn do ảnh hưởng của nền mẫu Những trường hợp này, ta phải chuyển đổi mẫu sang chất nền khác, tức là thay đổi nền của mẫu (modify matrix), hay dùng phương pháp thêm tiêu chuẩn, để loại trừ ảnh hưởng của thành phần nền Nói chung rất nhiều trường hợp, nhờ thay đổi nền của mẫu, chúng

ta dễ dàng loại trừ được ảnh hưởng của nền mẫu

▪ Điều kiện: - Vùng nồng độ của dãy chuẩn phải bao gồm cả Cx

▪ Ưu điểm: - Chính xác

- Với một đường chuẩn cho phép phân tích hàng loạt mẫu

Phương pháp đường chuẩn

Sau khi đo được giá trị độ hấp thụ quang của các dung dịch chuẩn, chúng ta có

thể tiến hành xây dựng đường chuẩn và tìm ra phương trình hồi quy tương quan:

y = ax + b; y là độ hấp thụ, x là nồng độ

Amẫu = y tính được nồng độ của mẫu theo pt:

(1.9) Khoảng nồng độ thỏa mãn định luật này khi r > 0,999

Hệ số tương quan r biến đổi trong khoảng -1≤ r ≤ 1 (R2 = 0 - 1)

- Khi r ≈ 1 có sự tương quan chặt chẻ giữa x và y theo tỉ lệ thuận

- Khi r ≈ -1 có sự tương quan chặt chẻ giữa x và y theo tỉ lệ nghịch

- Khi r ≈ 0 hai đại lượng này không còn tương quan

1.5.3 Ứng dụng của phương pháp UV - Vis

1.5.3.1 Xác định

- Cation, Anion, Hợp chất

- Phức chất: Thành phần phức, độ bền, hằng số phân ly

- Nhóm chức trong phân tử chất

1.5.3.2 Phạm vi ứng dụng:

- Thực phẩm

- Phân tích môi trường

- Sinh hóa

1.5.3.3 Cấu tạo của máy quang phổ

Sơ đồ tổng quát của các máy quang phổ

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Bún, phở, hủ tiếu tại 26 cơ sở sản xuất và 11 hộ kinh doanh trên địa bàn Tp Buôn Ma Thuột

2.2 Phương pháp lấy mẫu

- Thông tư số 14/2011/TT-BYT ngày 01 tháng 4 năm 2013 của Bộ Y tế hướng dẫn chung về lấy mẫu thực phẩm phục vụ thanh tra, kiểm tra chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm

- Công văn số 1181/ATTP-TCKN ngày 29 tháng 7 năm 2009 hướng dẫn lấy mẫu kiểm nghiệm phục vụ hậu kiểm

- Quyết định số 5327/2003/QĐ-BYT ngày 13 tháng 10 năm 2003 qui định về lấy mẫu thực phẩm và bệnh phẩm khi xảy ra ngộ độc thực phẩm

- Lấy mẫu thực phẩm: Là các thao tác kỹ thuật nhằm thu được một lượng thực phẩm nhất định đại diện và đồng nhất phục vụ cho việc phân tích, đánh giá chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm

- Lô sản phẩm thực phẩm: Là một số lượng xác định của một loại sản phẩm cùng tên, chất lượng, nguyên liệu, thời hạn sử dụng và được sản xuất tại cùng một

cơ sở

- Mẫu kiểm nghiệm: Là mẫu chung dùng để kiểm nghiệm, đánh giá các chỉ tiêu tại phòng kiểm nghiệm

- Mẫu chung: Là tập hợp các mẫu đơn lẻ đồng nhất

- Mẫu đơn lẻ: Là một đơn vị bao gói sản phẩm được lấy từ các vị trí khác nhau trong cùng một lô

- Cỡ mẫu: Là số lượng mẫu đơn lẻ trong mẫu chung cần lấy

- Mẫu lưu: Là mẫu có cùng đặc tính với mẫu kiểm nghiệm và được lưu tại cơ quan kiểm nghiệm, cơ sở được kiểm tra và cơ quan kiểm tra

- Người lấy mẫu: Là người chịu trách nhiệm thực hiện thao tác lấy mẫu

Sơ đồ lấy mẫu và bảo quả được trình bày ở sơ đồ 2.1

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ quá trình lấy mẫu và bảo quản

2.2.1 Địa điểm và thời gian lấy mẫu

- Mẫu được lấy từ 26 cơ sở sản xuất và 11 hộ kinh doanh bún, phở tươi và khô trên địa bàn Tp Buôn Ma Thuột (danh sách các cơ sở sản xuất và kinh doanh kèm theo bảng 2.1)

Lập kế hoạch lấy mẫu

Phê duyệt đduyêduyệ

t

Chuẩn bị, tiến hành lấy mẫu

Tiếp nhận mẫu

và phân chia mẫu

Labo hóa

Mẫu lưu (nếu có)

Lưu giữ mẫu

Hủy mẫu

- Thời điểm lấy mẫu: Lấy ngay lúc sản phẩm vừa sản xuất xong đối với sản phẩm tươi, và lấy mẫu thành phẩm đối với sản phẩm khô

+ Đợt 1: 21- 25/04/2014 ( 21 mẫu)

+ Đợt 2: 5 - 9/05/2014 ( 29 mẫu)

- Tổng số mẫu: 50 mẫu

Thông tin chung về mẫu được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông tin chung về mẫu

STT Tên mẫu Khối

lượng (kg)

Ký hiệu mẫu

Nơi lấy mẫu

STT Tên mẫu Khối

lượng (kg)

Ký hiệu mẫu

Nơi lấy mẫu

9 Bún khô 1,5 B09 148 Phan Huy Chú P Khánh Xuân -

STT Tên mẫu Khối

lượng (kg)

Ký hiệu mẫu

Nơi lấy mẫu

21 Phở tươi 1,5 P21 Ngã tư Quang Trung với Điên Biên

STT Tên mẫu Khối

lượng (kg)

Ký hiệu mẫu

Nơi lấy mẫu

34 Bún tươi 1,5 B34 Hẻm 163 Y Moan - TP Buôn Ma