Nghiên cứu phương pháp phân tích acid benzoic, sorbic, muối của chúng và một số chỉ tiêu đường hóa học trong đối tượng thực phẩm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ACID BENZOIC, SORBIC, MUỐI CỦA CHÚNG VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐƢỜNG HÓA HỌC TRONG ĐỐI TƢỢNG THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ACID BENZOICSORBIC, MUỐI CỦA CHÚNG VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐƢỜNG HÓA HỌC TRONG ĐỐI TƢỢNG THỰC PHẨM Chuyên ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TẠ THỊ THẢO Hà Nội – Năm 2014 ̉ ̀ LƠI CAM ƠN Trong q trình nghiên cứu hồn thành luận văn tơi nhận đƣợc giúp đỡ tận tình thầy cô, anh chị, bạn bè, đồng nghiệp, ngƣời thân gia đình quan có liên quan Trƣớc hết, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới: PGS.TS Tạ Thị Thảo cô quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tơi suốt q trình thực hồn thành đề tài Tôi vô biết ơn Tập thể thầy cô giáo cán nhân viên Bộ mơn Hóa Phân tích- trường Đaị học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Labo Xét nghiệm An toàn vê ̣ sinh Thực phẩ m, Khoa Y tế Công cộng / Y học Dự phòng, Khoa Xét nghiệm - Trường Đại học Kỹ thuật Y tế Hải Dương, cho hội đƣợc học chuyên sâu về xét nghiê ̣m Hoá - Độc, giúp đỡ tơi q trình học tập cơng tác để tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, ngƣời hết lòng ủng hộ, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt đề tài Nguyễn Thị Hồng Thúy i ̀ LƠI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan , luận văn này là kế t quả nghiên cứu và làm viê ̣c của , kết quả, số liê ̣u của luận văn là trung thực , thực tế tại nơi nghiên cứu Hải Dương, tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hồng Thúy Học viên cao học khoá học 2012-2014 ii MỤC LỤC ̉ ̀ LƠI CAM ƠN i ̀ LƠI CAM ĐOAN ii ́ DANH MỤC CAC KÝ HIỆUCÁC CHỮ VIẾT TẮT , v ̉ vi ́ DANH MỤC CAC BANG DANH MỤ CAC SƠ ĐÔ HÌNH VẼ vii C ́ ,̀ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Giới thiệu chung chất bảo quản chất tạo Error! Bookmark not defined 1.1.1 Tính chất acid benzoic, acid sorbic, saccharin aspartam Error! Bookmark not defined 1.1.2 Tác dụng tác hại việc sử dụng acid sorbic, acid benzoic saccharin, aspartam Error! Bookmark not defined 1.2 Một số phƣơng pháp xác định acid benzoic, acid sorbic, saccharin, aspartam Error! Bookmark not defined 1.2.1 Phƣơng pháp trắc quang Error! Bookmark not defined 1.2.2 Phƣơng pháp chuẩn độ Error! Bookmark not defined 1.2.3 Phƣơng pháp điện di mao quản (CE) Error! Bookmark not defined 1.2.4 Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao Error! Bookmark not defined CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Đối tƣợng, địa điểm thời gian nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Đối tƣợng, thời gian địa điểm lấy mẫu phân tích Error! Bookmark not defined 2.2 Thiết bị, dụng cụ hóa chất dùng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Thiết bị dụng cụ Error! Bookmark not defined iii 2.2.2 Hóa chất, thuốc thử Error! Bookmark not defined 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phƣơng pháp lấy mẫu xử lý mẫu sơ Error! Bookmark not defined 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Error! Bookmark not defined 2.2.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu : Error! Bookmark not defined CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Nghiên cứu, xây dựng phƣơng pháp phân tích Error! Bookmark not defined 3.1.1 Khảo sát điều kiện phân tích Error! Bookmark not defined 3.1.2 Tối ƣu trình xử lý mẫu Error! Bookmark not defined 3.2 Xác định giá trị sử dụng phƣơng pháp Error! Bookmark not defined 3.2.1 Kế t quả nghiên cƣ́u tính phù hợp hệ thống Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tính đặc hiệu, chọn lọc Error! Bookmark not defined 3.2.3 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng thiết bị đo Error! Bookmark not defined 3.2.4 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng phƣơng pháp Error! Bookmark not defined 3.2.5 Khoảng tuyến tính Error! Bookmark not defined 3.2.6 Độ lặp lại phƣơng pháp phân tích Error! Bookmark not defined 3.2.8 Đánh giá độ xác phƣơng pháp phân tích đối chứng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined iv ́ DANH MỤC CAC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACN Acetonitril Assosiation of Official Analytical Chemists (Hiệp hội nhà hóa phân tích AOAC thức) ATVSTP An tồn vệ sinh thực phẩm Asp Aspartam BA Acid benzoic BYT Bộ y tế DAD Diode Array Detector (Detector mảng diod) GC Gas chromatography (Sắc ký khí) HPLC High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu cao) R (%) Độ thu hồi (đơn vi ̣%) Sac Saccharin SA Acid sorbic KPH Không phát hiê ̣n (nhỏ ngƣỡng phát phƣơng pháp) MeOH Methanol LOD Limit of Detection (Giới hạn phát hiện) LOQ Limit of Quantification (Giới hạn định lƣợng) S/N Signal to noise ratio (Tỷ lệ tín hiệu nhiễu) SOP Standard Operation Procedure (Quy trình thao tác chuẩn) v ppm QC RSD UV-VIS TCVN INS Nồ ng đô ̣ ppm (mg/kg) Quality control (Kiểm soát chất lƣợng) Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tƣơng đối) Ultraviolet – Visible (Tử ngoại khả kiến) Tiêu chuẩn Việt Nam International numbering system (hệ thống đánh số quốc tế) ADI Acceptable daily intake (lƣợng ăn vào ngày chấp nhận đƣợc) ML Maximum Level (lƣợng phụ gia tối đa chất phụ gia thực phẩm), tính mg/kg thực phẩm dạng rắn mg/l thực phẩm dạng lỏng CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử KLPT Khối lƣợng phân tử ̉ ́ DANH MỤC CAC BANG Bảng 1.1 Tính chất acid benzoic, acid sorbic, saccharin aspartam Error! Bookmark not defined Bảng 1.2 Ảnh hƣởng số chất bảo quản vi sinh vật Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 : Ảnh hƣởng chất cột đến thời gian lƣu diện tích pic Error! Bookmark not defined Bảng 3.2: Tính chất của1 sớ loa ̣i dung mơi dùng làm pha đô Error! Bookmark not ̣ng defined Bảng 3.3: Ảnh hƣởng thành phần pha động đến thời gian lƣu diện tích pic Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Ảnh hƣởng pH pha động đến thời gian lƣu chất phân tích Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Tỷ lệ dung môi chế độ gradient Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Tỷ lệ dung mơi tốc độ dịng chế độ gradient Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Tỷ lệ dung mơi tốc độ dịng chế độ gradient Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Diện tích pic theo chƣơng trình gradient Error! Bookmark not defined vi Bảng 3.9 Chƣơng trình gradient pha động tốc độ dòng tối ƣu Error! Bookmark not defined Bảng 3.10 Sự phụ thuộc diện tích pic vào thời gian siêu âm Error! Bookmark not defined Bảng 3.11 Sự phụ thuộc diện tích pic vào thể tích MeOH thêm vào mẫu Error! Bookmark not defined Bảng 3.12: Kế t quả tính toán ự phù hợp hệ thống Error! Bookmark not defined s Bảng 3.13 Hệ số tách độ phân giải pic chất phân tích Error! Bookmark not defined Bảng 3.14 : Giới hạn phát thiết bị chất nghiên cứu Error! Bookmark not defined Bảng 3.15 LOD LOQ mẫu Error! Bookmark not defined Bảng 3.16: Phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ Error! Bookmark not defined Bảng 3.17: Phƣơng trình hồi quy hệ số tƣơng quan đƣờng chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 3.18: Kết phân tích lặp lại hàm lƣợng saccharin mẫu thực (n=6) Error! Bookmark not defined Bảng 3.19: Kết phân tích lặp lại hàm lƣợng aspartam mẫu thực (n=6) Error! Bookmark not defined Bảng 3.20: Kết phân tích lặp lại hàm lƣợng acid benzoic mẫu thực (n=6) Error! Bookmark not defined Bảng 3.21: Kết phân tích lặp lại hàm lƣợng acid sorbic mẫu thực (n=6) Error! Bookmark not defined Bảng 3.22: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu xúc xích Error! Bookmark not defined Bảng 3.23: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu bánh đậu xanh Error! Bookmark not defined Bảng 3.24: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu thạch bách vị Error! Bookmark not defined Bảng 3.25: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu dƣa chuột muối Error! Bookmark not defined Bảng 3.26: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu ô mai Error! Bookmark not defined vii Bảng 3.27: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu kẹo Error! Bookmark not defined Bảng 3.28: Kết xác định độ thu hồi phƣơng pháp mẫu nƣớc Error! Bookmark not defined Bảng 3.29 Kết mẫu kiểm nghiệm đối chứng Error! Bookmark not defined ̀ ́ DANH MỤC CAC SƠ ĐƠ, HÌNH VẼ Sơ đồ 2.1 Quy trình phân tích theo TCVN 8471:2010 Error! Bookmark not defined Sơ đồ 2.2: Qui trình phân tích mẫu dự kiến Error! Bookmark not defined Hình 3.1: Phổ Saccharin Aspartam Error! Bookmark not defined Hình 3.2: Phổ acid Benzoic Error! Bookmark not defined Hình 3.3: Phổ acid Sorbic Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Sắc đồ phân tích hỗn hợp chất cột C8 (150mm× 4,6mm × 5μm) Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Sắc đồ phân tích hỗn hợp chất cột C18 (150mm×4,6mm× 5μm) Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Sắc đồ phân tích hỗn hợp chấtc cột C18 (250mm×4,6mm× 5μm) Error! Bookmark not defined Hình 3.7: Sắc đồ hỗn hợp chất phân tích, thành phần pha động K2HPO4 : ACN = 80 : 20 (v/v) bước sóng 210nm, 226nm 254nm Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Sắc đồ chất phân tích theo chế độ gradient Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Sắc đồ chất phân tích theo chế độ gradient Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Sắc đồ chất phân tích theo chế độ gradient Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Sắc đồ chất phân tích theo chế độ gradient Error! Bookmark not defined Hình 3.12: Sắc đồ mẫu trắng (A) mẫu trắng có thêm chuẩn (B) Error! Bookmark not defined Hình 3.13: Sắc đồ LOD thiết bị saccharin Error! Bookmark not defined viii Hình 3.14: Sắc đồ LOD thiết bị aspartam Error! Bookmark not defined Hình 3.15: Sắc đồ LOD thiết bị acid benzoic Error! Bookmark not defined Hình 3.16: Sắc đồ LOD thiết bị acid sorbic Error! Bookmark not defined Hình 3.17: Đường chuẩn saccharin khoảng nờ ng 0,02 ÷ 80 ppm Error! độ Bookmark not defined Hình 3.18: Đường chuẩn aspartam khoảng nờ ng độ ÷ 90 ppm Error! 0,5 Bookmark not defined Hình3.19: Đường chuẩn Abenzoic khoảng nờ ng độ 0,08÷90 ppm Error! Bookmark not defined Hình 3.20: Đường chuẩn A sorbic khoảng nờ ng độ ÷ 85 ppm Error! 0,01 Bookmark not defined Hình 3.21 Sắc đồ chuẩn hỗn hợp chuẩn ppm chất phân tích Error! Bookmark not defined Hình 3.22 Sắc đồ mẫu nước Error! Bookmark not defined ix ĐẶT VẤN ĐỀ Chất lƣợng thực phẩm nói chung, chất lƣợng an tồn vệ sinh thực phẩm nói riêng vấn đề có tầm quan trọng đặc biệt, ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe ngƣời kinh tế xã hội Gần đây, liên tiếp xảy vụ ngộ độc nhiều địa phƣơng toàn quốc, nhƣ việc xuất nhiều mặt hàng không rõ nguồn gốc xuất xứ sử dụng phụ gia danh mục cho phép hay sử dụng hàm lƣợng cho phép Tác hại sử dụng phụ gia sai quy định ảnh hƣởng sức khỏe ngƣời Những tác động thƣờng khơng xảy cấp tính, rầm rộ nguy kịch mà diễn biến lâu dài tích lũy thể Theo Tổ chức Y tế Thế giới, Việt Nam hàng năm có khoảng triệu trƣờng hợp nhiễm độc, gây thiệt hại 200 triệu USD (khoảng 4000 tỷ VND) Acid sorbic, acid benzoic số muối chúng phụ gia đƣợc phép sử dụng với nồng độ đủ để bảo quản sản phẩm chúng khơng gây độc cho thể ngƣời Tuy nhiên, số nhà sản xuất dùng hàm lƣợng cho phép ảnh hƣởng tới sức khoẻ, gây ngộ độc cấp mãn tính Tổ chức Y tế giới, tổ chức Nông Lƣơng giới thử nghiệm natri benzoat chuột sau nhiều ngày trọng lƣợng chuột giảm, hại gan thận dẫn tới chết, thử nghiệm chó dẫn tới thần kinh, kết hợp với acid ascobic thực phẩm natri benzoat gây ung thƣ tạo benzen Năm 2012, nghiên cứu Nguyễn Thị Thanh Hƣơng địa bàn tỉnh Quảng Bình cho thấy: Tổng số mẫu xét nghiệm acid benzoic 291 có 69 mẫu thực phẩm sử dụng chất bảo quản acid benzoic chiếm 23,7%, thực phẩm sử dụng chất bảo quản acid benzoic tỷ lệ mẫu thực phẩm sử dụng vƣợt giới hạn cho phép 46,4% Tổng số mẫu xét nghiệm acid sorbic 286 có 50 mẫu thực phẩm sử dụng chất bảo quản acid sorbic chiếm 17,5%, thực phẩm sử dụng chất bảo quản acid sorbic tỷ lệ mẫu thực phẩm sử dụng vƣợt giới hạn cho phép 50% [3] Nguyễn Thị Hồng Thúy Trường ĐH Khoa học Tự nhiên TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Hồ Phú Hà (2012), Bài giảng Cơ sở phương pháp bảo quản thực phẩm Viê ̣n Công nghê ̣ sinh ho ̣c & Thƣ̣c phẩ m – trƣờng Đa ̣i Ho ̣c Bách Khoa Hà Nơ ̣i Nguyễn Đức Hồng (2012), Thẩm định phương pháp xác định hàm lượng RhodaminB phương pháp HPLC ứng dụng phân tích hóa chất số loại thực phẩm địa bàn thành phố Hải Dương Luận văn thạc sĩ – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Hƣơng (2012), Thực trạng giải pháp nâng cao lực quản lý việc sử dụng số phụ gia chế biến thực phẩm Quảng Bình Luận án tiến sĩ – Viện Dinh Dƣỡng Quốc Gia Khoa An toàn Vệ sinh Thực phẩm - Viện Dinh Dƣỡng Quốc gia, Phương pháp xác định hàm lượng acid benzoic acid sorbic thực phẩm Phạm Luận (1987), Cơ sở lý thuyế t sắc ký lỏng hiệu cao , Khoa Hoá học Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Trần Phúc Nghĩa (2011), Ứng dụng kỹ thuật sắc ký điện di mao quản phân tích Acesulfame-K, Saccharin, Aspartam đồ uống Luận văn thạc sỹ – Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội QCVN 4-8: 2010/BYT, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia thực phẩm – chất tổng hợp QCVN 4-12:2010/BYT, Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia thực phẩm – chất bảo quản Trầ n Cao Sơn (2010), Thẩm ̣nh phương pháp phân tích hoá học vi sinh vật, nhà xuất khoa học kỹ thuật 10 Nguyễn Văn Ri (2004), Chuyên đề phương pháp tách chiế t , Khoa hoá Trƣờng ĐH KHTN Hà Nội 11 Nguyễn Duy Thịnh (2008), Bài giảng Các chất phụ gia dùng sản xuất thực phẩm, Viê ̣n Công nghê ̣ ho ̣c& Thƣ̣c phẩ m– trƣờng Đa ̣i Ho ̣c Bách Khoa Hà Nô ̣i sinh 12 Thông tƣ 27/2012/TT-BYT, Hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm Nguyễn Thị Hồng Thúy Trường ĐH Khoa học Tự nhiên 13 Bùi Thị Minh Thúy (2014), “Xác định số đƣờng hóa học chất bảo quản thực phẩm phƣơng pháp sắc ký lỏng, hiệu cao (HPLC)“ Luận văn thạc sỹ khoa học –Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội 14 TCVN 4714:1989, Đồ hộp rau quả: Phương pháp xác định hàm lượng acid benzoic 15 TCVN 6428:2007, Rau, quả sản phẩm rau quả - Xác định hàm lượng acid benzoic – Phương pháp quang phổ 16 TCVN 7807:2007, Rau, quả sản phẩm rau quả - Xác định hàm lượng acid sorbic 17 TCVN 8122:2009, Sản phẩm rau, quả - Xác định hàm lượng acid benzoic acid sorbic – Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao 18 TCVN 8471:2010, Thực phẩm – Xác định hàm lƣợng acesulfame-K, aspartam saccharin 19 Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh Thực phẩm Quốc gia, Phương pháp xác định hàm lượng acid benzoic acid sorbic thực phẩm B Tài liệu tiếng tiếng Anh: 20 AOAC 967.15, Benzoic acid in food – Thin_layer chromatographic method, Officical Methods of Analysis of AOAC International 18th Edition, 2005 21 AOAC 963.19, Benzoic acid in food – Titrimetric method, Officical Methods of Analysis of AOAC International 18th Edition, 2005 22 Ana Beatriz Bergamo, José Alberto Fracassi da Silva, Dosil Pereira de Jesus (2011), “Simultaneous determination of aspartam, cyclamate, saccharin and acesulfame – K in soft drinks and tabletop sweetener formulations by capillary electrophoresis with capacitively coupled contractless conductivity detection”, Food Chemistry 124, page 1714-1717 23 Qing-Chuan Chen, Jing Wang (2001), “Simultaneous determination of artificial sweeteners, preservatives, caffeine, theobromine and theophylline in Nguyễn Thị Hồng Thúy Trường ĐH Khoa học Tự nhiên food and pharmaceutical preparations by ion chromatography”, Journal of Chromatography A, Volume 937, Issues 1–2, 7, Pages 57–64 24 N Dossi, et al (2006), “Simultaneous RP-hplc determination of additives in soft drink”, Chromatographia, 63, pp 557 – 562 25 Richard A Frazier, Elizabeth L Inns, Nicolo Dossi, Jennifer M Harry E Nursten (2000), “Development of a capillary electrophoresis method for the simultaneous analysis of artificial sweeteners, preservatives and colours in soft drinks”, Journal of Chromatography A, 876, page 213 – 220 26 Natalia E Llamas & Maria S Di Nezio & Miriam E Palomeque & Beatriz S Fernández Band (2008), “Direct Determination of Sacchrin and Acesulfame – K in Sweeteners and Fruit Juices Powders”, Food Anal Methods, 1:43-48 27 Ion Trandafir, Violeta Nour, Mira Elena Ionică (2009), “Development and validation of an HPLC method for simultaneous quantification of acesulfameK, saccharin, aspartam, caffeine and benzoic acid in cola soft drinks”, Scientific study & research, Vol X (2), ISSN 1582-540X, page 185 – 194 28 Fatma Turak, Mahmure Üstün Özgür, and Abdürrezzak Bozdogan (2009), “PLS-UV Spectrophotometric Method for the Simultaneous Determination of Ternary Mixture of Sweeteners (Aspartam, Acesulfame – K and Saccharin) in Commercial Products”, Innovations in Chemical Biology, page 305 – 311 29 http://en.wikipedia.org/wiki/Saccharin 30 http://en.wikipedia.org/wiki/Aspartam Nguyễn Thị Hồng Thúy Trường ĐH Khoa học Tự nhiên