Xác định đa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong một số loại thực phẩm có nguồn gốc từ chè bằng phương pháp sắc ký khí GC

MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG I - TỔNG QUAN I.1 Tổng quan hóa chất bảo vệ thực vật I.1.1 Khái niệm hóa chất bảo vệ thực vật I.1.2 Phân lo ại thuốc bảo vệ thực vật I.2 Sơ lƣợc số hóa chất bảo vệ thực vật nghiên cứu 10 I.2.1 Nhóm lân hữu 10 I.2.2 Nhóm Clo hữu 12 I.2.3 Nhóm Pyrethroid 13 I.3 Tổng quan Chè 15 I.4 Tổng quan kỹ thuật xử lý mẫu 19 I.4.1 Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng 20 I.4.2 Kỹ thuật chiết pha rắn 21 I.5 Tổng quan phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ 23 I.5.1 Cấu tạo hệ thống sắc ký khí khối phổ 24 I.5.2 Kỹ thuậ ợ 27 I.5.3 Định tính, định lượng phân tích sắc ký khí khối phổ 28 CHƢƠNG II ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 II.1 Đối tượng nghiên cứu 31 II.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị nghiên cứu 32 II.2.1 Hóa chất 32 II.2.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 32 II.3 Phương pháp nghiên cứu 32 II.4 Lấy mẫu nghiên cứu bảo quản 33 II.5 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 33 II.6 Quy trình xử lý mẫu chè phân tích HC BVTV GC/MS 33 II.7 Thẩm định quy trình xây dựng 34 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36 III.1 Kết khảo sát điều kiện phân tích GC/MS 36 III.1.1 Nghiên cứu điều kiện chiết tách, làm sạch, làm giàu 36 III.2 Kết khảo sát độ đặc hiệu quy trình phân tích 42 III.3 Kết khảo sát độ ổn định thiết bị GC/MS ngày 43 III.4 Kết xây dựng đường ngoại chuẩn, LOD, LOQ 46 III.6 Kết khảo sát độ thu hồi quy trình phân tích 49 III.7 Kết phân tích mẫu chè thực nghiệm 51 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 KẾT LUẬN 53 KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Chú thích FAO Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hợp Quốc GC Sắc ký khí GC/MS Sắc ký khí khối phổ HC BVTV Hóa chất bảo vệ thực vật HC Hóa chất IUPAC Liên minh Quốc tề Hóa học túy Hóa học ứng dụng LOD Giới hạn phát LOQ Giới hạn định lượng MS Khối phổ 10 MSD Detector khối phổ 11 SPE Chiết rắn- lỏng 12 TCYTTG Tổ chức Y tế Thế Giới 13 WHO Tổ chức Y tế Thế Giới DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại nhóm độc theo TCYTTG Bảng 3.1 Lựa chọn dung môi chiết Bảng 3.2 Kết khảo sát hiệu suất thu hồi loại cột làm Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Kết khảo sát tỷ lệ mảnh phổ, thời gian lưu HC BVTV dùng để phân tích định tính, định lượng Kết đánh giá độ ổn định GC- MS thông qua thời gian lưu (tR) nồng độ 20µg/ ml Kết đánh giá độ ổn định GC- MS thông qua thời gian lưu (tR) nồng độ 2,5µg/ ml Kết đánh giá độ ổn định GC- MS thông qua diện tích pic Bảng 3.7 Kết xây dựng đường ngoại chuẩn LOD ,LOQ Bảng 3.8 Kết khảo sát độ lặp lại quy trình phân tích Bảng 3.9 Kết khảo sát độ thu hồi quy trình phân tích Bảng 3.10 Kết phân tích số mẫu chè thực tế DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo Dimethoate Hình 1.2 Công thức cấu tạo Diazinon Hình 1.3 Công thức cấu tạo Fenitrothion Hình 1.4 Công thức cấu tạo Endosulfan sulfat Hình 1.5 Công thức cấu tạo Permethrin Hình 1.6 Công thức cấu tạo Cyfluthrin Hình 1.7 Công thức cấu tạo Fenvalerate Hình 1.8 Công thức cấu tạo Deltamethrin Hình 1.9 Chiết lỏng- lỏng phễu chiết Hình 1.10 Các bước tiến hành SPE Hình 1.11 Sơ đồ cấu tạo thiết bị sắc ký khí khối phổ GC-MS Hình 1.12 Hình ảnh cột mao quản Hình 3.1 Sắc ký đồ mix HC BVTV phân tích theo chế độ SIM Hình 3.2 Sắc ký đồ Diazinon có mảnh phổ 179; 137; 152 m/z Hình 3.3 Sắc ký đồ Fenitrothion có mảnh phổ 277; 125; 109 m/z Hình 3.4 Sắc ký đồ phân tích mẫu chè HC BVTV Hình 3.5 Đường ngoại chuẩn Diazinon MỞ ĐẦU Chè thức uống thông dụng, phổ biến nhiều người ưa dùng Chè có tác dụng ngăn ngừa bệnh cao huyết áp, hỗ trợ tim mạch, ngăn ngừa ung thư, diệt khuẩn miệng, Những năm gần đây, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật làm tăng suất chè Tuy nhiên, nay, nhiều địa phương, hộ nông dân trồng chè sử dụng thuốc bảo vệ thực vật chưa đúng, nên số lô chè có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt ngưỡng cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng uy tín chè Việt Nam thị trường, sức khỏe người tiêu dùng ối phổ ả HC BVTV ản phẩm chè lần bơm mẫu sàng lọc nhiều chất ần mềm phân tích sắc ký khí khối phổ có trang bị thư viện phổ, khoảng 350 ngàn chất phục vụ tốt cho công tác phân tích sàng lọc Phân tích định tính, định lượng xác thành phần HC BVTV mẫu chè phương pháp sắc ký khí khối phổ việc làm cần thiết, giúp cho trình lựa chọn sản phẩm có giá trị kinh tế cao có kết xét nghiệm xác hơn, nhanh Lượng mẫu phân tích lấy độ nhạy thiết bị cao Xuất phát từ lý thực đề tài “Xác định đa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật số loại thực phẩm có nguồn gốc từ chè phương pháp sắc ký khí GC-MS” với mục tiêu: vật số lọai thực phẩm có nguồn gốc từ chè -Ứng dụng quy trình xây dựng phân tích 10 mẫu chè khác CHƢƠNG I - TỔNG QUAN I.1 Tổng quan hóa chất bảo vệ thực vật I.1.1 Khái niệm hóa chất bảo vệ thực vật Tổ chức Nông nghiệp Lương thực Liên Hiệp Quốc (FAO) đưa định nghĩa hoàn chỉnh hóa chất bảo vệ thực vật (HC BVTV) sau: “HC BVTV hợp chất hay hỗn hợp dùng với mục đích ngăn ngừa, tiêu diệt kiểm soát tác nhân gây hại, bao gồm vật chủ trung gian truyền bệnh người động vật, phận không mong muốn thực vật động vật gây hại ảnh hưởng đến trình sản xuất, chế biến, bảo quản, vận chuyển, mua bán thực phẩm, nông sản, gỗ sản phẩm từ gỗ, thức ăn chăn nuôi, hợp chất phân tán lên động vật để kiểm soát côn trùng, nhện hay đối tượng khác thể chúng HC BVTV dùng làm tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, chất làm khô cây, tác nhân làm thưa ngăn chặn rụng sớm.Cũng dùng HC BVTV cho trồng trước sau thu hoạch để bảo vệ sản phẩm không bị hỏng trình bảo quản vận chuyển” [18] I.1.2 Phân loại thuốc bảo vệ thực vật Có nhiều cách phân loại TBVTV[31], có cách phân loại chủ yếu sau đây: I.1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng: * Nhóm chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại: + Nhóm chất trừ sâu có chứa Clo ( organnochlorine): + Nhóm chất trừ sâu có chứa Photpho (organophosphorus): + Nhóm hợp chất Cabamat: + Nhóm Pyrethroid + Nhóm Neonicotinoid: * Nhóm chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại: + Các hợp chất chứa đồng : + Các hợp chất chứa Lưu huỳnh: + Các hợp chất chứa Thủy ngân : * Nhóm chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng: + Các hợp chất chứa Phenol (2,4-D) + Các hợp chất axit propyonic ( Dalapon) + Triazole, benimidazol I.1.2.2 Phân loại theo độ độc tổ chức Y tế giới Các chuyên gia độc học nghiên cứu ảnh hưởng chất độc lên thể động vật cạn (chuột nhà) đưa nhóm độc theo tác động độc tố tới thể qua miệng da sau: Bảng 1.1: Phân loại nhóm độc theo TCYTTG (LD50 mg/kg chuột nhà) Qua miệng Qua da Phân nhóm độc Thể rắn Thể lỏng Thể rắn Thể lỏng I.a Độc mạnh ≤5 ≤ 20 ≤ 10 ≤ 40 I.b Độc 5-50 20-200 10-100 40-400 II Độc trung bình 50-500 200-2000 100-1000 400-4000 III Độc 500-2000 2000-3000 > 1000 > 4000 IV Độc nhẹ > 2000 >3000 Ghi chú: LD50 kí hiệu độ độc cấp tính thuốc qua đường miệng qua da Trị số liều gây chết trung bình tính miligam (mg) hoạt chất gây chết 50% số động vật thí nghiệm (tính kg) tổng lượng thể trọng số động vật bị cho uống hết phết vào da Gía trị LD50 nhỏ hóa chất độc Có thể nhận biết tính độc thuốc bảo vệ thực vật theo dấu hiệu màu bao bì thuốc sau: + Vạch màu đỏ bao bì thuốc độc nhóm I, thuộc loại độc độc + Vạch màu vàng bao bì thuốc độc nhóm II, thuộc loại trung bình + Vạch màu xanh bao bì da trời thuốc độc nhóm III, độc + Vạch màu xanh bao bì thuộc nhóm độc thứ IV, độc nhẹ I.1.2.3 Phân loại theo độ bền vững Các HC BVTV có độ bền vững khác nhau, nhiều chất lưu đọng môi trường đất, nước, không khí thể động, thực vật Dựa vào độ bền vững chúng, xếp chúng vào nhóm sau: + Nhóm chất không bền vững: nhóm gồm hợp chất photpho hữu cơ, cacbamat Các hợp chất nằm nhóm có độ bền vững kéo dài vòng từ 1-12 tuần + Nhóm chất bền vững trung bình: Các hợp chất nhóm có độ bền vững từ 118 tháng Điển hình thuốc diệt cỏ 2,4D (thuốc loại hợp chất có chứa Clo) + Nhóm chất bền vững: Các hợp chất nhóm có độ bền vững từ 2-5 năm Thuộc nhóm loại thuốc trừ sâu bị cấm sử dụng Việt Nam DDT, 666,…đó hợp chất Clo bền vững + Nhóm chất bền vững: Đó hợp chất kim loại hữu cơ, loại chất có chứa kim loại nặng Thủy ngân (Hg), Asen (As) không bị phân hủy theo thời gian, chúng bị cấm sử dụng Việt Nam I.1.2.4 Phân loại theo chế tác động * TBVTV tác dụng tiếp xúc * TBVTV tác dụng vị độc * TBVTV tác dụng nội hấp * TBVTV tác dụng xông I.2 Sơ lƣợc số hóa chất bảo vệ thực vật nghiên cứu I.2.1 Nhóm lân hữu - Dimethoate[ 12,13] Theo IUPAC, Dimethoate có tên gọi khác O,O – dimethyl S-methylcarmaoyl phosphorodithioate, 2- dimethoxyphosphiniothio-N-methylacetamide Dimethoate có khối lượng phân tử 229,3 g/mol, công thức phân tử : C5H12NO3PS2 Hình 1.1: Công thức cấu tạo Dimethoate Dimethoate nguyên chất có dạng tinh thể, trắng, nhiệt độ nóng chảy 45 -48 0C Dimethoate tan nhiều nước dung môi hữu phân cực, Tan dung môi phân cực không phân cực Dimethoate tương đối bền môi trường acid trung tính (pH=2-7), thủy phân nhanh môi trường kiềm Trong động vật thực vật, chế biến đổi Dimethoate giống Nó bị oxy hóa thành O,O- dimethyl- phosphorothioate hydro hóa thành O,O- dimethyl-phosphorodithioate, - phosphorothioate, - phosphate Sự oxi hóa thành dimethoate tạo nên hợp chất omethoate, chất độc chất ức chế enzyme cholinesterase mạnh 10 21 Harold M.McNair, Jame M.Millier (1998), Basic Gas Chromatography, © : John Willey & Sons, Inc 22 Hayes, W.J and E.R Laws (ed.) 1990 Handbook of Pesticide Toxicology, Classes of Pesticides, Vol Academic Press, Inc., NY 23 Hobart H Willard, Lynne L Merritt, Jr., John A Dean, Frank A Settle, Jr (1998), Instrumental methods of analysis, Sventh edition, ©: Wadsworth, Inc, p.p 14-15 and 540-579 24 Islam A., Farrukh M.A., Rahman A., Qureshi F.A and Ahmed S (2010), Residue Analysis of an Organophosphate Pesticide in Wild Plants in Lahore Area, American-Eurasian J Agric & Environ Sci 9(5), pp 514-518 25 Liu M., Yang H., Liu H., Han P., Wang X., Zhang S., Wu Y (2007), Development of high-performance liquid chromatography and non-aqueous capillary electrophoresis methods for the determination of fenoxycarb residues in wheat samples, Journal of the Science of Food and Agriculture, Vol.88, Issue 1, pp 62-67 26.Meister, R T 1994 Farm Chemicals Handbook Meister Publishing Co Willoughby, OH 27.Morgan, D P 1982 (Jan.) Recognition and management of pesticide poisonings Third edition U.S Environmental Protection Agency Washington, DC: U S Government Printing Office 28 National Institute for Occupational Safety and Health (1985-86) Registry of Toxic Effects of Chemical Substances, U S Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control 29 P.V Shah1 and Douglas McGregor2 FENVALERATE 307–361 JMPR 2012 30 Tethgatuk P., Jinsart W and Arnold P (2001), Determination of Organophosphate Pesticides in Vegetable Farm Drained Water Using Solid Phase 56 Extraction Followed by High Performance Liquid Chromatography, J Sci Res Chula Univ, Vol 26 No 1, pp 35-47 31 T Visser, M J Verdenbregt and A.P J Mde Jong, L.A van Ginkel, H.J vanRossurn and R.W Stephany Cryotrapping gas chromatography – fourier trasform infrared spectrometry: anew technique to confirm the presence of beta – agonists in animal material Analytica Chumuca Acta, 275, 205-214 32 U.S Environmental Protection Agency July 30, 1987 Pesticide Fact Sheet Number 142 US EPA, Office of Pesticide Programs, Registration Div., Washington, DC 33.U.S Environmental Protection Agency 1987 Pesticide Fact Sheet Number 164: Cyfluthrin U.S EPA, Office of Pesticide Programs Washington, DC 34 Winefordner J.D (1998), Solid-Phase Extraction, principle and practice, Chemical analysis, volume 47, A Willey-internscience publication, © John Willey & Sons, Inc 35.http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/max_residue_levels/eu_rules/index_en htm 57 PHỤ LỤC PHỔ Mau chuan mix Dimethoate: 87; 93; 125 58 Diazinon: 179; 137; 152 59 Fenitrothion: 277; 125; 109 60 Endosulfansunfat: 272; 274; 387 Permethrin: 183; 163; 165 61 Cyfluthrin: 163; 226; 165 Fenvalerate: 167; 125; 181 62 Deltamethrin: 181; 253; 77 63 PHỤ LỤC ĐƢỜNG NGOẠI CHUẨN Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Dimethoate Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Diazinon 64 Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Fenitrothion Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Endosulfan sulfat 65 Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Permethrin Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Cyfluthrin 66 Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Fenvalerate Phụ lục: Đường ngoại chuẩn Deltamethrin 67 68 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Vũ Thị Thúy Hằng Đề tài luận văn: Xác định đa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật số loại thực phẩm có nguồn gốc từ chè phương pháp sắc ký khí GC-MS Chuyên ngành: Khoa học Hóa học Mã số SV: CA 140143 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 28/3/2016 với nội dung sau: Lỗi tả, lỗi Format Trích dẫn cụ thể tài liệu tham khảo sử dụng Bổ sung tài liệu tham khảo giới hạn cho phép HC BVTV Việt Nam EU Trích dẫn tài liệu tham khảo cho quy trình chiết Ghi rõ số liệu phần kết luận Sửa theo góp ý hội đồng Ngày 04 tháng năm 2016 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG 69 70 ... vật số loại thực phẩm có nguồn gốc từ chè phương pháp sắc ký khí GC- MS” với mục tiêu: vật số lọai thực phẩm có nguồn gốc từ chè -Ứng dụng quy trình xây dựng phân tích 10 mẫu chè khác CHƢƠNG I... sản phẩm có giá trị kinh tế cao có kết xét nghiệm xác hơn, nhanh Lượng mẫu phân tích lấy độ nhạy thiết bị cao Xuất phát từ lý thực đề tài Xác định đa dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật số loại thực. .. dụng thuốc bảo vệ thực vật làm tăng suất chè Tuy nhiên, nay, nhiều địa phương, hộ nông dân trồng chè sử dụng thuốc bảo vệ thực vật chưa đúng, nên số lô chè có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt