Phân tích hàm lượng nitrat trong một số loại rau ở gia ninh, quảng ninh, quảng bình bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV VIS

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .3 1.1 VAI TRÒ CỦA RAU TƯƠI TRONG DINH DƯỠNG 1.1.1 Vai trò rau tươi nói chung 1.1.2 Công dụng số loại rau nghiên cứu đề tài .4 1.2 PHÂN BÓN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG .5 1.2.1 Vai trị phân bón 1.2.2 Phân đạm 1.3 NITRAT 1.3.1 Trạng thái tự nhiên tính chất hóa học 1.3.2 Độc tính nitrat .9 1.3.3 Độc tính nitrit .9 1.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITRAT BẰNG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV - VIS .11 1.4.1 Cơ sở lý thuyết 11 1.4.2 Định luật Lambe – beer 12 1.4.3 Xác định NO− 14 1.4.4 Ưu điể m của phương pháp 14 1.5 MÁY ĐO QUANG PHỔ .15 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 16 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.2 HÓA CHẤT VÀ THUỐC THỬ .16 2.2.1 Hóa chất 16 2.2.2 Thuốc thử 16 2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 17 2.4 CÁCH TIẾN HÀNH .18 2.4.1 Lấy mẫu chuẩn bị mẫu .18 2.4.2 Phương pháp chiết nitrat nitrit lị vi sóng 18 2.4.3 Xác định nitrat 19 i CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN, KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN, GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG 22 3.1.1 Xây dựng đường chuẩn 22 3.1.2 Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 23 3.2 HÀM LƯỢNG NITRAT TRONG MẪU PHÂN TÍCH 24 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Quy định hàm lượng Nitrit Nitrat nước uống số Quốc gia Tổ chức…………………………………………………………………… 10 Bảng 1.2 Sự hấp thụ dung dịch theo màu…………………………………… 11 Bảng 2.1 Các mẫu phân tích……………………………………………………… 18 Bảng 3.1 Kết đo độ hấp thụ ứng với hàm lượng nitrat……………………… 22 Bảng 3.2: Các hệ số tương quan, LOD, LOQ…………………………………… 24 Bảng 3.3: Hàm lượng nitrat mẫu phân tích giới hạn cho phép Bộ nơng nghiệp……………………………………………………………………………… 24 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Muối Nitrat Hình 1.2 : Nitrit vào thể gây xanh da, thiếu máu nguy Hình 1.3: Đồ thị A = f(C) T = f (C) 13 Hình 1.4: Giới hạn định luật Beer hấp thụ quang 13 Hình 2.1: Máy đo quang phổ DR5000 17 Hình 2.2: Thiết bị phá mẫu AURORA 17 Hình 2.3: Nồi cách thủy 17 Hình 2.4: Giá đựng dụng cụ thủy tinh 18 Hình 2.5: Hóa chất sử dụng: NaOH, NH4OH, axit phenoldisunfunic 19 Hình 2.6: Đun cách thủy 19 Hình 2.7: Dung dịch mang đo phổ 20 Hình 3.1: Đường tương quan tuyến tính hàm lượng nitrat 23 Hình 3.2 Kết xác định nitrat mẫu phân tích 25 Hình 3.3: Hàm lượng nitrat trung bình loại rau 26 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên MRLs (Maximum residue Limits) Giới hạn tồn dư tối đa LOD ( Limit of Detection ) Giới hạn phát LOQ ( Limit of Quantification) Giới hạn định lượng ISO ( Internationnal Standard Organization) Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế IEC (International Electrotechnical Commission) Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam ppm Phần triệu v A MỞ ĐẦU Thực phẩm ln có ý nghĩa quan trọng sức khỏe người, sử dụng thực phẩm khơng hợp vệ sinh, khơng an tồn bị ngộ độc Hiểu rõ nguyên nhân gây ngộ độc thức ăn biện pháp phòng tránh vấn đề cần thiết để bảo vệ sức khỏe thân, gia đình người xã hội Rau chứa chất xơ, nhiều loại vitamin nhóm A, B, C,… phần thiếu thành phần dinh dưỡng Ngày nay, nhu cầu sử dụng rau ngày cao, đặc biệt với chị em muốn giảm cân hay trì vóc dáng Tuy nhiên gần phương tiện thông tin đại chúng đưa nhiều thông tin nói an tồn thực phẩm, điều làm dấy nên mối lo ngại lớn sử dụng thực phẩm nói chung, rau củ nói riêng Trong thời kỳ Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa, việc sản xuất canh tác trồng phần lớn áp dụng phương tiện khoa học kỹ thuật đại Sử dụng phân bón bổ sung trở nên phổ biến ngày khẳng định vai trò quan trọng nguồn dinh dưỡng hỗ trợ Sử dụng phân bón hợp lý giúp tăng suất trồng, nâng cao chất lượng nông sản rõ rệt Nhưng thiếu hiểu biết cách thức sử dụng phân bón dẫn đến lạm dụng phân bón lại gây hậu khơn lường Đặc biệt phổ biến việc sử dụng phân đạm vơ tội vạ dẫn đến loại rau củ có dư lượng nitrat vượt ngưỡng cho phép Nitrat vốn tồn tự nhiên thực phẩm phần chế độ ăn hàm lượng nitrat rau củ vượt ngưỡng an toàn xem độc chất ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người sử dụng Một số tác động xấu dư lượng nitrat lên sức khỏe người như: - Sự tạo thành methemoglobinemia làm khả vận chuyển oxi hemoglobin Trẻ em mắc chứng bệnh thường xanh xao dễ bị đe dọa đến sống, đặc biệt trẻ em sáu tháng tuổi (chứng blue baby) [17] - Ảnh hưởng đến hoạt động ến giáp, gây đột biến phát triển khối u dẫn đến bệnh ung thư [17] Trong thực phẩm tồn dư thuốc trừ sâu, bảo vệ thực vật hạn chế nhờ rửa vòi nước mạnh, gọt vỏ sâu; hay thực phẩm nhiễm vi sinh vật, ký sinh trùng khắc phục rửa vòi nước mạnh, nấu chín… tồn dư nitrat sát thủ vơ hình ẩn nấp rau quả, khơng có cách loại bỏ Bởi chất có mặt chủ yếu thịt củ quả, thân, nên khơng có cách giảm bớt hàm lượng nitrat dư thừa Do đó, quan chức khuyến cáo khơng nên sử dụng sản phẩm rau có nitrat vượt ngưỡng [9] Xã Gia Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình khu vực trồng rau lớn, nguồn cung cấp rau chủ yếu cho thành phố Đồng Hới- Quảng Bình vùng lân cận Vì việc xác định hàm lượng nitrat rau địa phương cần thiết nhằm đánh giá chất lượng rau thị trường, đồng thời giúp quan chức việc kiểm tra, giám sát chất lượng lương thực thực phẩm nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng [17] Hiện nay, phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ứng dụng rộng rãi phân tích thực phẩm nên nhà khoa học quan tâm, điển hình như: luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Hoàn "Nghiên cứu phương pháp động học trắc quang xác định hàm lượng nitrit mẫu nước ngầm thực phẩm" Một số báo công bố : "Đánh giá thực trạng tồn dư nitrat số loại rau sản xuất Quảng Bình" Mai Văn Minh-Chi cục Quản lý Chất lượng Nông lâm sản Thuỷ sản Quảng Bình (2013) hay " Phân tích đánh giá hàm lượng nitrat, nitrit số thực phẩm chế biến lưu hành thành phố Huế" Lê Thị Kim Tiến, Nguyễn Văn Ly, Tạp chí khoa học, Đại Học Huế, Tập 74B, số 5, (2012) ; Dựa điều kiện tự nhiên điều kiện xã hội mà đề tài có đặc thù, ứng dụng riêng địa phương, địa bàn Dựa thực tế đó, em chọn đề tài " Phân tích hàm lượng nitrat số loại rau Gia Ninh, Quảng Ninh, Quảng Bình phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS" làm khóa luận tốt nghiệp B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 VAI TRÒ CỦA RAU TƯƠI TRONG DINH DƯỠNG 1.1.1 Vai trò rau tươi nói chung [20] Các loại rau tươi nước ta phong phú Nhìn chung ta có thẻ chia rau tươi thành nhiều nhóm: nhóm rau xanh rau cải, rau muống, rau xà lách, rau cần ; nhóm rễ củ cà rốt, củ cải, su hào, củ đậu ; nhóm cho cà chua, cà bát, cà pháo, dưa chuột ; nhóm hành gồm loại hành, tỏi,… Trong ăn uống hàng ngày, rau tươi có vai trò đặc biệt quan trọng Tuy lượng protid lipid rau tươi không đáng kể, chúng cung cấp cho thể nhiều chất hoạt tính sinh học, đặc biệt muối khống có tính kiềm, vitamin, chất pectin axit hữu Ngoài rau tươi cịn có loại đường tan nước chất xenluloza Một đặc tính sinh lý quan trọng rau tươi chúng có khả gây thèm ăn ảnh hưởng tới chức phận tiết tuyến tiêu hoá Tác dụng đặc biệt rõ rệt loại rau có tính tinh dầu rau mùi, rau thơm, hành, tỏi Ăn rau tươi phối hợp với thức ăn nhiều protid, lipid, glucid làm tăng rõ rệt tiết dịch dày Thí dụ: chế độ ăn có rau protid lượng dịch vị tiết tăng gấp hai lần so với chế độ ăn có protid Cũng vậy, bữa ăn có rau tươi tạo điều kiện thuận lợi cho tiêu hoá hấp thu thành phần dinh dưỡng khác Ngồi men rau tươi có ảnh hưởng tốt tới q trình tiêu hố, men củ hành có tác dụng tương tự men pepsin dịch vị, men cải bắp xà lách có tác dụng tương tự trypsin tuyến tuỵ Về thành phần giá trị dinh dưỡng rau tươi có khác tuỳ theo loại rau Lượng protid rau tươi nói chung thấp (dao động từ 0,5-1,5%) Tuy có nhiều loại rau người ta thấy hàm lượng protid đáng kể nhóm đậu tươi, đậu đũa (4-6 %), rau muống (2,7%), rau sắng (3,9%), rau ngót (4,1 %), cần tây (3,1%), su hào, rau giền, rau đay (1,8-2,2%) Về glucid, rau tươi có loại đường đơn dễ hấp thu , tinh bột, xenluloza chất pectin Hàm lượng trung bình glucid rau tươi khoảng 3-4 %, có loại có tới 6-8% Chất xenluloza rau có vai trị sinh lý lớn cấu trúc mịn màng xenluloza ngũ cốc Trong rau, xenluloza dạng liên kết với chất pectin tạo thành phức hợp pectin-xenluloza có tác dụng kích thích mạnh chức nhu động ruột tiết dịch ruột giúp tiêu hoá dễ dàng Rau tươi nguồn vitamin muối khoáng quan trọng Nhu cầu vitamin muối khoáng người cung cấp qua bữa ăn hàng ngày qua rau tươi Hầu hết loại rau tươi thường dùng nhân dân ta giàu vitamin vitamin A C vitamin khơng có có có thức ăn động vật Các chất khoáng rau tươi quan trọng Trong rau có nhiều chất khống có tính kiềm kali, canxi, magiê Chúng giữ vai trò quan trọng thể cần thiết để trì kiềm toan Trong thể chất cho gốc tự cần thiết để trung hoà sản phẩm axít thức ăn trình chuyển hố tạo thành Đặc biệt rau có nhiều kali dạng kali cacbonat, muối kali axít hữu nhiều chất khác dễ tan nước dịch tiêu hoá Các muối kali làm giảm khả tích chứa nước protid tổ chức, có tác dụng lợi tiểu Lượng magiê rau tươi đáng ý, dao động từ 5-75 % Đặc biệt loại rau thơm, rau dền, rau đậu có nhiều magiê Rau cịn nguồn chất sắt quan trọng Sắt rau thể hấp thu tốt sắt hợp chất vô Các loại rau đậu, sà lách nguồn mangan tốt Tóm lại rau tươi có vai trị quan trọng dinh dưỡng; bữa ăn hàng ngày thiếu rau Điều quan trọng phải đảm bảo rau sạch, khơng có vi khuẩn gây bệnh hố chất độc nguy hiểm 1.1.2 Cơng dụng số loại rau nghiên cứu đề tài - Rau xà lách Nước ép xà lách có tác dụng giải nhiệt Y học dân gian phương Tây cho dùng dịch ép xà lách pha với tinh dầu hoa hồng thoa vào trán thái dương giúp cắt đau đầu Giúp khỏi tình trạng táo bón, tốt cho người bị thiếu máu thiếu sắt, ngăn ngừa bệnh tim mạch, thấp khớp, đục thủy tinh thể Phụ nữ thời gian mang thai cho bú ăn thường xuyên cải xà lách có lợi cho thai nhi trẻ sơ sinh Có thể can thiệp, giảm “nỗi đau” đàn ơng có tác dụng ngăn chặn xuất tinh sớm, giảm cân, đẹp da [3] [11] - Rau cải Lương y Hoàng Duy Tân cho biết, rau cải xanh chứa vitamin A, B, C, K, axit nicotic, catoten, abumin, Công dụng rau cải xanh: nhiệt, chữa mụn nhọt, hỗ trợ tiêu hóa táo bón, hỗ trợ bệnh nhân cường giáp, tiểu đường, chữa trị bệnh viêm ruột – gout [3] [11] - Rau ngò (rau mùi) Rau mùi chứa nhiều acid ascorbic xem có tính lọc máu tốt.Thường xuyên uống nước rau mùi giúp làm hạ cholesterol máu Uống nước ép từ rau mùi giúp bổ sung cho thể lượng lớn vitamin A, C, B1, B2 chất sắt Một số công dụng bổ tì vị, tác dụng cường dương, giúp tăng thêm lượng tích trữ, giải phóng nước tiểu giảm đầy hơi, thường dùng để trị đánh rắm, thuốc bổ, nhuận tràng, lợi tiểu.Rau mùi giúp tống chất đờm nhớt ứ đọng đường hơ hấp gây khó thở gây rối loạn đường hô hấp, chữa cảm cúm,trị sỏi thận, sỏi, nghẽn thận, bệnh vàng da bệnh phù, chữa rong kinh, lợi sữa cho phụ nữ sau sinh, tác dụng làm đẹp da [3] [11] - Rau diếp cá Chữa bệnh trĩ, chữa táo bón, chữa sốt trẻ em, chữa kinh nguyệt không đều, chữa viêm âm đạo, chữa mụn nhọt sưng đỏ, chữa bệnh viêm tai giữa, chữa viêm phế quản Điều trị sỏi thận, trị chứng đái buốt, đái dắt, chữa sốt nóng trẻ em, chữa đau mắt đỏ trực khuẩn mủ xanh [3] [11] 1.2 PHÂN BÓN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG 1.2.1 Vai trị phân bón Phân bón yếu tố quan trọng sản xuất nơng nghiệp đại Nó chiếm tỷ lệ lớn suất trồng Phân bón bổ sung vật chất - lượng vào chu trình trao đổi vật chất - lượng hệ Trong thực tiễn sản xuất biết, hàng năm thu hoạch khối lượng lớn nông sản, nên mang khỏi đất lượng lớn dưỡng chất cần thiết cho trồng, để tiếp tục thu hiệu kinh tế cao năm người sản xuất hàng năm phải bổ sung cho đất lượng lớn chất dinh dưỡng thơng qua việc bón phân Ở Việt Nam phân bón đóng góp vào việc tăng tổng sản lượng từ 38 40%.Như vậy, muốn cải tạo độ phì nhiêu đất khơng cịn đường khác phải bón phân Tuy nhiên, tác dụng tích cực phân bón đến suất phẩm chất trồng môi trường đất nước thể sử dụng cách cân đối hợp lý [9] Một vấn đề tồn phổ biến sử dụng phân bón người sản xuất phần lớn thiếu hiểu biết đất, phân bón nên đầu tư cân đối Do đó, vấn đề đặt sử dụng phân bón phải dựa quan điểm sử dụng phân bón phối hợp cân đối đảm bảo tính bền vững hệ thống canh tác Nền tảng quản lý tổng hợp dinh dưỡng trồng bón phân cân đối hợp lý Khái niệm cân đối khái niệm cụ thể biến động nên hệ thống sử dụng phân bón phối hợp cân đối ln có bốn tính là: tính cụ thể, tính mục tiêu, tính thời điểm tính gần [9] Trong 20 năm qua việc sử dụng phân bón thâm canh trồng nước ta diễn cân đối nghiêm trọng N, P K Tỷ lệ sử dụng kali thấp nhiều so với đạm lân Ở vùng mà người sản xuất có trình độ thâm canh thấp, khoảng 70% nơng dân bón đạm vượt vượt xa so với nhu cầu bón (theo khuyến cáo quy trình), vai trị lân kali lại chưa ý đến cách thoả đáng [9] - So với phương pháp chuẩ n đô ̣ và tro ̣ng lươ ̣ng truyề n thố ng thì phép phổ trắ c quang là mô ̣t phương pháp thực hiê ̣n nhanh và thuâ ̣n lơ ̣i - Nhờ có phầ n lớn máy quang phổ hiê ̣n đa ̣i mà có thể tiế n hành phép đo từ đế n 10 mẫu phút Ngoài dễ dàng tự đô ̣ng hóa phương pháp đo phổ trắ c quang, bắ t đầ u từ viê ̣c đưa mẫu vào cho đế n tính nồ ng đô ̣ mô ̣t số cấ u tử mẫu 1.5 MÁY ĐO QUANG PHỔ [5] Máy đo quang phổ hoạt động tuân theo định luật Lamber – Beer, không phụ thuộc vào vùng phổ, máy đo độ truyền quang độ hấp thụ (mật độ quang) dung dịch gồm phận bản: - Nguồn xạ có lượng ổn định - Bộ phận tạo xạ đơn sắc cho phép ta chọn bước song xạ đơn sắc thích hợp với chất nghiên cứu - Các cuvet chứa dung dịch đo - Đitectơ để chuyển tín hiệu quang – lượng xạ - thành tín hiệu đo được, thường tín hiệu điện - Bộ phận thị kết đo tín hiệu Nguồn xạ liên tục Bộ phận tạo tia đơn sắc Cuvet đựng dung dịch Đitectơ Chỉ thị kết Sơ đồ 1.1: Sơ đồ tổng quát thiết bị đo quang Tùy theo cấu tạo loại thiết bị mà người ta chia làm loại máy đo quang máy chùm tia máy chùm tia Độ phức tạp phận riêng máy đo phổ hấp thụ dung dịch phụ thuộc vào máy khác nhau, vào vùng bước sóng kể vùng sử dụng số liệu Ví dụ: để đo độ hấp thụ vùng khả kiến ta có máy so màu mắt, máy so màu quang điện, vùng hồng ngoại ta có máy quang phổ hồng ngoại IR, máy quang phổ hấp thụ phân tử thường cho phép đo vùng tử ngoại UV vùng khả kiến VIS từ 190nm đến 1100 nm, gọi chung máy quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS 15 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xác định hàm lượng nitrat phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UVVIS (Ultraviolet – Visible) Nguyên tắc: Hòa tan (chiết xuất) nhanh NO− mẫu trồng tươi môi trường nước lượng vi sóng Đo màu vàng đặc trưng dung dịch có độ hấp thụ quang cực đại bước sóng 410nm, hình thành dung dịch NO− tác dụng với thuốc thử axit phenoldisunfulnic tạo thành nitrophenoldisulfunic mơi trường kiềm 2.2 HĨA CHẤT VÀ THUỐC THỬ Hóa chất sử dụng để pha chất chuẩn đạt loại tinh khiết hóa học, hóa chất sử dụng để phân tích đạt loại tinh khiết phân tích 2.2.1 Hóa chất Nước cất: TCVN 4851:1989 Phenol (C6H5OH) Axit sunfuric (H2SO4) d= 1,84 Axit axetic (CH3COOH) 10% theo thể tích (V:V), hịa tan nước cất Amoni hydroxit (NH4OH) Natri Hidroxit (NaOH) 2.2.2 Thuốc thử Dung dịch axit phenoldisulfonic (C6H6O7S2): Hòa tan 25g Phenol tinh khiết vào 150 ml H2SO4 đặc (d= 1,84), thêm 75 ml axit H2SO4 bốc khói Đun nóng 2h nước sôi, bảo quản lọ mẫu tối Lưu ý: Cần thực quy trình tủ hút Dung dịch tiêu chuẩn nitrat, nồng độ 10 mg/l Cân xác 0,1631 g KNO3 khơ tinh khiết, hịa tan nước them nước đến 1000ml bình định mức Trọn dung dịch, thu dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ 100mg/l, hịa lỗng tiếp 10 lần có dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ 10mg/l Dung dịch NH4OH, pha nước cất tỷ lệ 1:1 tính theo thể tích Dung dịch NaOH, pha nước cất tỷ lệ 10 % tính theo khối lượng thể tích dung dịch 16 2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ Sử dụng thiết bị, dụng cụ thông thường phịng thí nghiệm thiết bị, dụng cụ hệ thống quản lý phịng thí nghiệm theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025:2005 sau: Máy quang phổ DR5000 Hình 2.1: Máy đo quang phổ DR5000 Máy nghiền mẫu thực vật Cân phân tích, độ xác 0,0002g Lị vi sóng, cơng suất 850 W, tần số 2450 MHz Hình 2.2: Thiết bị phá mẫu AURORA Nồi cách thủy, nhiệt độ 100oC Hình 2.3: Nồi cách thủy Tủ hút Cốc chịu nhiệt, dung tích 250ml Bình định mức, dung tích 50; 100; 200; 500; 1000ml 17 Pipet, dung tích từ 1ml đến 5ml Hình 2.4: Giá đựng dụng cụ thủy tinh 2.4 CÁCH TIẾN HÀNH Thực cá bước tiến hành theo sơ đồ 2.1 Lấy mẫu chuẩn bị mẫu Chiết nitrat lị vi sóng xác định nitrat Sơ đồ 2.1: Các bước tiến hành 2.4.1 Lấy mẫu chuẩn bị mẫu Phương pháp lấy mẫu chuẩn bị mẫu để xác định 8551:2010 NO− theo TCVN Lấy mẫu rau tươi thôn địa bàn xã Gia Ninh Cụ thể: thôn Tiến Vinh (Mẫu 1), thôm Dinh Mười (Mẫu 2) Bảng 2.1 Các mẫu phân tích STT Loại mẫu Số mẫu Xà lách Ngò Cải Diếp cá 2 2.4.2 Phương pháp chiết nitrat nitrit lị vi sóng NO− mẫu trồng hòa tan lị vi sóng Phương pháp chiết loại trừ hầu hết ảnh hưởng xấu đến kết phân tích nitrat Cách làm sau: Thái nhỏ, trộn mẫu, cân khoảng 10g mẫu với độ xác 0,2 mg, nghiền nhỏ máy nghiền thực vật tươi cho vào cốc 250 ml, thêm nước cất khoảng 200 ml 18 Đưa mẫu vào lò vi sóng tiến hành đun vi sóng mức lượng 70% thời gian 12 Lấy để nguội, lọc bỏ bã định mức dịch lọc nước cất đến 200ml Lấy 10ml để xác định NO− 2.4.3 Xác định nitrat Thực bước tiến hành theo sơ đồ sau: Xây dựng đồ thị chuẩn Đo mẫu Tính kết Sơ đồ 2.2: Quy trình xác định nitrat Hóa chất sử dụng: NaOH, NH4OH, axit phenoldisunfunic Hình 2.5: Hóa chất sử dụng: NaOH, NH4OH, axit phenoldisunfunic 2.4.3.1 Xây dựng đồ thị chuẩn 𝑵𝑶𝟑− − Xây dựng đồ thi chuẩn dãy tiêu chuẩn 0,1 mg NO− /l đến 1,0 mg NO3 /l Cách tiến hành Chuẩn bị dãy cốc 250 ml, thêm vào cốc lượng dung dịch nitrat tiêu chuẩn 10 mg/l theo thứ tự 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 ml Đun cách thủy cho bay đến cạn (khơng để cháy) để nguội Hình 2.6: Đun cách thủy 19 Ghi chú: Có thể cạn lị vi sóng mức lượng thấp 30% công suất, thời gian khoảng đến 10 Thêm vào cốc ml dung dịch axit phenoldisunfonic lắc mạnh cho phản ứng xảy nhanh chóng Để yên 10 min, sau thêm vào cốc khoảng 20 ml nước cất Cẩn thận thêm vào cốc ml dung dịch NH4OH tỷ lệ 1:1 theo thể tích để pH nằm khoảng từ 10 đến 11 Ghi chú: Có thể trung hịa dung dịch cách nhỏ giọt dung dịch NaOH 10%, thử quỳ tím, dung dịch chuyển màu vàng (dư NaOH khơng ảnh hưởng đến màu dung dịch) Chuyển dung dịch cốc vào bình định mức dung tích 50ml, định mức nước cất đến vạch lắc kỹ Hình 2.7: Dung dịch mang đo phổ Sau 20 min, đo độ hấp thụ quang bước sóng 410nm Sau biểu diễn lên đồ thị ta đường chuẩn có nồng độ NO− từ 0,1 mg/l đến mg/l Dựng đô thị với trục hoành khối lượng nitrat dung dịch hiệu chuẩn trục tung giá trị độ hấp thụ tương ứng xác định máy đo đo phổ DR5000 bước sóng 410 nm 2.4.3.2 Đo mẫu Chuẩn bị dãy cốc 250 ml, lấy vào cốc 10 ml dịch chiết lò vi sóng Tiếp tục bước quy định dung dịch hiệu chuẩn Đo độ hấp thụ quang dung dịch màu bước sóng 410 nm Đồng thời tiến hành mẫu trắng với 10 ml nước với dung dịch mẫu Đo dung dịch mẫu đồng điều kiện đo dung dịch tiêu chuẩn Căn vào đồ thị chuẩn số đo mẫu máy xác định nồng độ mg dung dịch đo, từ suy hàm lượng NO− mẫu NO− /l 20 Trừ giá trị mẫu thử trắng đọc khối lượng nitrat từ đường chuẩn 2.4.3.3 Tính kết Hàm lượng nitrat tính theo mg/kg mẫu tươi (mg NO− /kg mẫu tươi) tính theo cơng thức: mg NO− /kg mẫu tươi = a∗V∗1000 V′ ∗m Trong đó: a hàm lượng 𝑁𝑂3− tính miligam thể tích trích (mg) V thể tích dung dịch mẫu sau chiết tính mililit (ml) V’ thể tích dung dịch trích để xác định tính mililit (ml) m khối lượng mẫu tươi tính gam (g) 1000 hệ số quy đổi từ gam (g) sang (kg) 21 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN, KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN, GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG 3.1.1 Xây dựng đường chuẩn Khi xét tương quan tuyến tính liệu từ đồ thị ta có dạng phương trình hồi quy sau: y = bx + a Các hệ số tương quan phương trình hồi quy tuyến tính tính theo cơng thức 2.1 đến 2.4 n n n n n  (x y ) -  x  y  [( x - x )(y - y )] i i i i i TB i TB i  i  i  i  b   n n n 2 n  xi - (  x )  (x - x ) i i TB i1 i1 i 1 (2.1) n n  yi - b  x i i 1 a  i 1 n (2.2) s2 y/x   y TB - b.x n  (yi - a - b.xi ) i 1  n2 TB n n n  yi - a  yi - b  xi yi i 1 i 1 i 1 n 2 (2.3) R n  [(x - x)(y - y)] i i 1 i n n [  (y - y) ] [  (x - x) ] i 1 i i 1 i (2.4) Tiến hành đo hấp thụ quang máy DR5000 bước sóng 410 nm thực hiê ̣n ta ̣i Trung tâm Kỹ thuật Đo lường Thử nghiệm - Chi cu ̣c Tiêu chuẩn Đo lươ ̣ng Chất lượng Quảng Bình.Với dãy dung dịch chuẩn xác định có dãy nồng độ là: 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 mg/l Kết thu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết đo độ hấp thụ ứng với hàm lượng nitrat STT C (mg/l) 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 A 0,227 0,331 0,873 1,309 1,744 2,180 22 Từ kết thu bảng 3.1, sử dụng Microsoft Excel 2010 ta lập đường tương quan tuyến tính nồng độ nitrat độ hấp thụ quang hình 3.1 Hay phương trình đường chuẩn là: y = 2,2284x -0,0407 (Trong x (mg/l) nồng độ nitrat, y độ hấp thụ (A) Hình 3.1: Đường tương quan tuyến tính hàm lượng nitrat với độ hấp thụ(A) Từ đồ thị ta thấy khoảng nồng độ khảo sát 0,1 đến 1,0 mg/ml phương pháp tuyến tính 3.1.2 Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng Giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) phép đo định lượng hàm nitrat xác định theo quy tắc “3σ” Giới hạn phát nồng độ mà giá trị xác định lớn độ không đảm bảo đo phương pháp Đây nồng độ thấp chất phân tích mẫu phát chưa thể định lượng (Đối với phương pháp định lượng) Bên cạnh đó, giới hạn định lượng nồng độ tối thiểu chất có mẫu thử mà ta định lượng phương pháp khảo sát cho kết có độ chụm mong muốn [23] - Phương pháp xác định LOD, LOQ phương pháp định lượng dựa đường chuẩn [23] LOD xác định dựa vào độ dốc đường chuẩn độ lệch chuẩn tín hiệu đo 𝐿𝑂𝐷 = (3,3 × 𝑆𝐷) 𝑏 23 10 × 𝑆𝐷 𝑏 𝐿𝑂𝑄 = Trong đó: SD: Độ lệch chuẩn tín hiệu b: Độ dốc đường chuẩn Áp dụng phương pháp thu kết hệ số tương quan, giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) thể qua bảng 3.2 Bảng 3.2: Các hệ số tương quan, LOD, LOQ Hệ số a b Sy/x R LOD, ppm LOQ, ppm kết -0,0407 2,2284 0,045 0,9986 0,061 0,203 a: Hệ số chắn R: Hệ số tương quan phương trình b: Hệ số góc LOD: Giới hạn phát Sy/x: Độ lệch đường chuẩn LOQ: Giới hạn định lượng Từ bảng 3.2 ta thấy, giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) phép đo UV – VIS máy đo quang phổ DR5000 xác định Cụ thể LOD xác định 0,061 LOQ xác định 0,203 3.2 HÀM LƯỢNG NITRAT TRONG MẪU PHÂN TÍCH Từ kết nghiên cứu trên, áp dụng vào để xác định nitrat mẫu thực Kết phân tích hàm lượng nitrat mẫu rau lấy xã Gia Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình thể bảng 3.3 Bảng 3.3: Hàm lượng nitrat mẫu phân tích giới hạn cho phép Bộ nông nghiệp STT Loại mẫu Xà lách Ngò Cải Rau diếp cá Ký hiệu mẫu M1 M2 M1 M2 M1 M2 M1 Nitrat 508 370 123 135 290 332 14 (tính theo Nitơ) Hàm lượng 439 129 311 14 ≤1500 ≤600 ≤500 ≤600 trung bình MRLs * Trong đó: MRLs (Maximum Residue Limits): Là giới hạn tồn dư tối đa cho phép (mg/kg), theo định số 99/2008/ QĐ – BNN, ngày 15 tháng 10 24 năm 2008 Bộ Trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn “Quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, chè an tồn” Từ kết phân tích bảng 3.3 cho thấy, hàm lượng nitrat rau xà lách, rau ngò, rau cải, rau diếp cá chênh lớn Trong đó, hàm lượng nitrat rau xà lách lớn nhất, lớn gấp hàng chục lần so với hàm lượng nitrat rau diếp cá Tuy nhiên, hàm lượng nitrat chứa loại rau nhỏ nhiều so với giới hạn tồn dư tối đa cho phép Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn Từ kết phân tích thu bảng 3.3 biểu diễn dạng biểu đồ qua hình 3.2 600 Hàm lượng nitrat mg/kg 500 400 300 200 100 Xà lách Cải Ngò Diếp cá Mẫu Thơn Tiến Vinh Thơn Dinh Mười Hình 3.2 Kết xác định nitrat mẫu phân tích Từ hình 3.2 cho thấy hàm lượng nitrat có mẫu mẫu loại rau khác không đáng kể Ngoài ra, hàm lượng nitrat xà lách thôn Tiến Vinh (M1) lớn so với hàm lượng nitrat có rau xà lách thơn Dinh Mười (M2) Ngược lại, rau ngò rau cải thơn Tiến Vinh lại chứa hàm lượng nitrat so với thơn Dinh Mười 25 Hàm lượng nitrat trung bình mẫu rau Từ kết xác định hàm lượng nitrat trung bình mẫu rau bảng 3.3 biểu diễn dạng biểu đồ qua hình 3.3 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Xà lách Cải Ngị Diếp cá Loại rau Hình 3.3: Hàm lượng nitrat trung bình loại rau Từ hình 3.3 cho thấy hàm lượng nitrat trung bình mẫu rau lớn Cụ thể, mẫu rau xà lách chứa hàm lượng nitrat cao nhất, cao nhiều so với loại rau lại Rau diếp cá loại rau chứa hàm lượng nitrat thấp nhất, thấp hàm lượng nitrat mẫu rau xà lách tới hàng chục lần Điều giải thích chu kỳ sinh trưởng, nhu cầu phân đạm loại rau khác nhau, người dân áp dụng cách canh tác, cách bón phân theo liều lượng ứng với nhu cầu khác cho loại rau Cụ thể: Đối với loại rau xà lách, ngò, cải loại rau trồng theo thời vụ, từ gieo trồng tới thu hoạch từ khoảng 35 – 40 ngày Khi trồng loại rau cần bổ sung loại phân bón theo chu kỳ để sinh trưởng phát triển tốt Bên cạnh đó, rau diếp cá lại loại rau trồng thân sau vụ thu hoạch cần cắt phần lá, phần thân nằm đất mọc mầm cho thu hoạch tiếp vụ sau Trong canh tác diếp cá, cung cấp đủ nước điều vô quan trọng, có nhu cầu đạm so với loại rau cịn lại Do đó, hàm lượng nitrat rau diếp cá nhiều so với loại rau xà lách, rau ngò, rau cải Từ hình 3.3 cho thấy hàm lượng nitrat trung bình chứa loại rau gia vị (rau ngị, rau diếp cá) so với loại rau rau xà lách, rau cải 26 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian tìm hiểu nghiên cứu, đề tài đạt số kết sau: Đã áp dụng phương pháp sử dụng tài liệu thực nghiệm phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS để xác định hàm lượng nitrat mẫu rau xã Gia Ninh- huyện Quảng Ninh – tỉnh Quảng Bình Đã khảo sát giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) Kết cho thấy, phương pháp xác định có giá trị LOD LOQ nhỏ Đã xác định hàm lượng nitrat mẫu rau thu xã Gia Ninh Kết cho thấy hàm lượng trung bình loại rau là: rau xà lách 429 mg/kg; rau ngò 129 mg/kg; rau cải 311 mg/kg 14 mg/kg rau diếp cá Đã so sánh hàm lượng nitrat phân tích mẫu rau với tiêu chuẩn cho phép Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn, qua cho thấy mẫu rau có hàm lượng nitrat khơng vượt q tiêu chuẩn cho phép Điều cho thấy, xét tới hàm lượng nitrat rau khẳng định mẫu rau nghiên cứu đề tài lấy địa điểm xã Gia Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình đảm bảo an tồn thực phẩm thời điểm khảo sát Kiến nghị Vì thời gian có hạn nên đề tài này, chúng em xác định hàm lượng nitrat mẫu với loại rau Vì chúng tơi đưa số kiến nghị sau: - Tiếp tục lấy nhiều đợt mẫu tiến hành phân tích theo tháng, mùa,… để có kết khả quan - Để có đánh giá tồn diện an tồn thực phẩm rau củ, chúng em kiến nghị xác định thêm nhiều yếu tố rau như: Thuốc bảo vệ thực vật, hàm lượng kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh,… - Xác định hàm lượng nitrat thực phẩm phương pháp khác tiến hành lấy mẫu phân tích địa phương khác địa bàn huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Nông Nghiệp Phát triển Nông thôn (2008), Quyết định số 99/2008/QĐ – BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 việc ban hành quy định sản xuất , kinh doanh rau, chè an toàn, Hà Nội [2] Lê Thanh Bồn (2012), Dinh dưỡng khống trồng, Giáo trình giành cho nghiên cứu sinh ngành trồng trọt, Trường Đại học Nông Lâm Huế [3] Võ Văn Chi (1998), Cây rau làm thuốc, NXB Tổng Hợp Đồng Tháp [4] Nguyễn Như Hà (2006), Giáo trình phân bón cho trồng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội [5] Phạm Thị Hà (2010), Bài giảng phân tích cơng cụ, Trường ĐHSP Đà Nẵng [6] Phan Thị Thu Hằng (2008), Nghiên cứu hàm lượng nitrat kim loại nặng đất, nước, rau số biện pháp nhằm hạn chế tích lũy chúng rau Thái Nguyên, Luận án Tiến sỹ nơng nghiệp, Đại học Thái Ngun [7] Nguyễn Thị Hồn (2009), Nghiên cứu phương pháp động học trắc quan xác định hàm lượng nitrit mẫu nước nguồn thực phẩm, luận văn Thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Thái Nguyên [8] Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV – VIS, NXB Đại học Quốc Gia [9] Nguyễn Cẩm Long (2014), Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật sản xuất cải xanh an toàn theo hướng Vietgap tỉnh Quảng Bình, Luận án Tiến sỹ Nông nghiệp, Đại học Huế [10] Nguyễn Cẩm Long, Nguyễn Minh Hiếu, Trần Đăng Hòa (2012), Khảo nghiệm số giống cải xanh (Brasica Juncea L.) phục vụ sản xuất rau Quảng Bình, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn 3/2012 [11] Đỗ Tất Lợi (2004), Những thuốc vị thuốc VIệt Nam, NXB Y Học, NXB Thời Đại [12] Hồ Khắc Minh (2014), Nghiên cứu biện pháp ký thuật nhằm tăng suất hiệu sản xuất lạc ( Arachis hypogaea L.) đất cát biển tỉnh Quảng Bình, Luận án tiến sỹ nông nghiệp [13] Mai Văn Minh (2013), Đánh giá thực trạng tồn dư Nitrat số loại rau sản xuất Quảng Bình, Chi cục Quản lý Chất lượng Nơng lâm sản Thuỷ sản Quảng Bình 28 [14] Lê Thị Mùi (2010), Xây dựng phương pháp xác định tổng thủy ngân số nguồn nước bề mặt nước ngầm thành phố Đà Nẵng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng số [15] Hồng Nhâm (2006), Hóa vơ tập 2, NXB Giáo Dục [16] Lê Văn Tán, Lê Khắc Huy, Lê Văn Luận (1998), Ảnh hưởng lượng đạm bón đến lượng nitrat số loại rau, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Mã số B96 – 08 - 10 [17] Nguyễn Mậu Thành, Trần Đức Sỹ (2014), Xác định hàm lượng nitrat su bắp xã Gia Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình, Tạp chí thơng tin Khoa học Cơng nghệ Quảng Bình, số [18] Lê Thị Kim Tiến, Nguyễn Văn Ly (2012), Phân tích đánh giá hàm lượng nitrat, nitrit số thực phẩm chế biến lưu hành Thành phố Huế, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, Tập 47B, số [19] Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đĩnh, Lê Chí Kiên, Lê Mậu Quyền (2007), Sách giáo khoa Hóa học 11 nâng cao, NXB Giáo Dục [20] Bùi Chúc Phong (2010), Vai trò quan trọng rau tươi dinh dưỡng, Viện Dinh Dưỡng – National Institute of Nutrition [21] TCVN 8551: 2010, Cây trồng – phương pháp lấy mẫu chuẩn bị mẫu [22] TCVN 8742:2011, Cây trồng – xác định nitrat nitrit phương pháp so màu [23] Trần Cao Sơn (2010), Thầm định phương pháp phân tích hóa học vi sinh vật, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 29 ... 1.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITRAT BẰNG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV - VIS Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử hay gọi phương pháp đo quang, phương pháp phân tích trắc quang phân tử phương pháp phân tích. .. ứng dụng riêng địa phương, địa bàn Dựa thực tế đó, em chọn đề tài " Phân tích hàm lượng nitrat số loại rau Gia Ninh, Quảng Ninh, Quảng Bình phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS" làm khóa luận... đạt số kết sau: Đã áp dụng phương pháp sử dụng tài liệu thực nghiệm phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS để xác định hàm lượng nitrat mẫu rau xã Gia Ninh- huyện Quảng Ninh – tỉnh Quảng Bình