phân tích hàm lýợng melanine trong sữa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÀI BÁO CÁO Đề tài: PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG MELANINE TRONG SỮA MÔN HÓA PHÂN TÍCH DỤNG CỤ Giáo viên hướng dẫn: Phùng Võ Cẩm Hồng MỤC LỤC I Mở đầu II Tổng quan melanine 1 Melanine Sự đời phương pháp tổng hợp melanine 3 Tại melanine lại cho vào sữa trẻ em .3 Ảnh hưởng melanine đến sức khỏe a Nhiễm độc cấp tính .4 b Nhiễm độc mãn tính c Trẻ em nhiễm melanine tạo sỏi thận uống sữa có dấu hiệu sau .4 Triệu chứng nhiễm độc melanine Liều lượng dung nạp melanine an toàn cho người Nồng độ an toàn cho sữa thực phẩm III Phương pháp xác định melanine sữa .6 Các phương pháp xác định melanine sữa .6 a Định tính .6 b Đinh lượng Xác định melanine sữa phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC a Hóa chất thuốc thử để nhận biết melanine b Hệ thống sắc kí - derector .7 c Pha dung dịch d Chuẩn bị mẫu e Thiết lập hệ thống số cho HPLC .8 Quá trình tiến hành Các biện pháp khắc phục sữa bị nhiễm melanine 10 I Mở đầu: Sữa chứa nhiều thành phần khác nhau, bao gồm protein, lipid, đường lactose, chất khoáng, men hoạt chất sinh học khác Nếu tính theo khối lượng lít sữa bò với thành phần đặc trưng sau: - Nước: 900-910g - Vật chất khô, bao gồm: + Các chất béo (37-38g) bao gồm + + + + 99% lipid đơn (glycerit) từ 0,5 đến 1% lipid phức Gluxit đặc thù sữa đường đôi lactose (33-48g) Vật chất chứa nitơ (33-38g) bao gồm: 80% cazein, 18% protein nước sữa (lactoserum) 2% nitơ phi protein Hình 1: Sữa tươi Sữa chứa nhiều khoáng vitamin Ngoài ra, sữa chứa nguyên tố vi lượng như: nhôm, brom, đồng, sắt, flo, iốt, mangan, molipden, silic, kẽm Nói chung, sữa nguồn thực phẩm thiết yếu cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho người Gần việc tìm thấy Melamine, chất có hại cho sức khoẻ có sữa sản phẩm sữa bánh, kẹo… gây nhiều lo lắng cho người dân nhà quản lý an toàn vệ sinh thực phẩm, loại thực phẩm phổ biến nhiều người sử dụng, trẻ em Kiểm soát hàm lượng Melamine sữa sản phẩm từ sữa việc cần thiết để bảo vệ sức khoẻ người dân II Tổng quan Melanine: Melanine gì? Melamine chất hữu cơ, màu trắng pha lê, khó hòa tan nước Tên khoa học melamine 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine, có gọi cyanuramide hay cyanurotriamine, với cấu trúc hóa học gồm nguyên tử carbone, nguyên tử hydrogen nguyên tử nitrogen Trọng lượng phân tử melamine 126; đó, 66% nitrogen Hình 2: Cấu trúc phân tử melanine Công thức tổng quát: C3H6N6 Ứng dụng melanine công nghiệp nông nghiệp: o Trong nông nghiệp, melanine dùng để chế tạo phân bón, thươc trừ sâu o - cyromazine; melanine có mặt thuốc có gốc asrenic dùng điều trị xoắn trùng châu Phi (trypanosomiasis) - Melanine dùng nguồn nitơ phi protein cho bò từ năm 1958, nhiên đến 1078 không dùng thủy phân chậm không hoàn toàn Trong công nghiệp, melanine dùng để sản xuất: Nhựa melanine (kết hợp với formaldehyde), bền với nhiệt Bọt melanine, chất trùng hợp dùng để tẩy rửa, làm Chất chống cháy - Là thành phần sắt chất vàng 150, chất màu mực in - chất dẻo Sử dụng sản xuát bêtông nhằm làm giảm hàm lượng nước, tăng khả chịu lực Hình 3: Nhựa melanine Sự đời phương pháp tổng hợp melanine: Melamin Liebig tổng hợp lần vào năm 1834 Đầu tiên canxi cyanamid chuyển thành dicyandiamid sau đun nóng đến nhiệt độ nóng chảy để tạo thành melamin Tuy nhiên, quy trình sản xuất melamin công nghiệp dùng urê theo phương trình phản ứng sau: 6(NH2)2CO → C3H6N6 + NH3 + CO2 Hình 4: Liebig o Phản ứng diễn giải theo hai bước sau: - Đầu tiên urê phân hủy tạo thành axit cyanic ammoni, phản ứng thu - nhiệt: (NH2)2CO → HCNO + NH3 Sau axit cyanic polyme hóa tạo thành melamin khí carbon dioxit: 6HCNO → C3H6N6 + CO2 Phản ứng sau tỏa nhiệt, xét toàn trình phản ứng thu nhiệt Tại melanine lại cho vào sữa trẻ em? Việc thêm Melamin vào sữa Trung Quốc thời gian gần với mục đích tăng “đạm” gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng Theo thông xã Pháp (AFP) Beijing, gần 13.000 trẻ em nhập viện Trung Quốc sau uống sữa có chứa Melamine, 104 trẻ bệnh nặng có trẻ bị tử vong Melamine phát sữa hộp trẻ em, sau phát sữa lỏng đóng hộp, yoghurt kem Hình 5: Sữa bị nhiễm Trung Quốc Hàm lượng milanine khoảng từ 0.09 mg/kg nhiễm Melamine mg/kg đến 2.560 Gần đây, việc nhập lượng sữa nguyên liệu sữa từ Trung Quốc nước khác vào tiêu thụ thị trường Việt Nam gây nhiều bất an cho người dân cho quan chức an toàn vệ sinh thực phẩm Melamine có tìm thấy loại sữa sản phẩm sữa tiêu thụ nước ta không? Đây vấn đề thật cần quan tâm Vì việc kiểm tra, giám sát Melamine nhiễm sữa sản phẩm sữa điều cần thiết phải thực nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Ảnh hưởng melanine đến sức khỏe: a) Nhiễm độc cấp tính: - Số liệu từ thí nghệm chuột cho thấy liều gây chết 50% chuột thí nghiệm (LD50) 3.000mg/kg khối lượng thể melamine đưa vào theo đường miệng LD50 thỏ làm thí nghiệm kích thích da lớn 1000mg/kg Melamine gây kích thích cho da mắt Một nhóm nhà khoa học Liên Xô cũ cho muối tạo thành từ melamine axit cyanuric (muối sử dụng chống cháy) có độc tính mạnh hai chất riêng rẽ Nếu đưa muối melamine trực tiếp vào dày chuột, LD50 4,1g/kg cho chuột hít, LD50 3,5g/kg Các số liệu tương ứng chuột nhắt 7,7 g/kg 3,4 g/kg - Mèo ăn thức ăn chứa melamine có biểu hư thận b) Nhiễm độc mãn tính: - Nếu ăn thực phẩm chứa melamine dẫn đến tổn thương đường tiêu hóa, sỏi bàng quang, sỏi thận ung thư bàng quang Melamine tìm thấy mô thận mèo chó cho ăn thức ăn chứa melamine Sự lắng đọng tinh thể muối melamine có khả gây bệnh tích thận lợn cá tương tự axit uric gây sỏi thận người - Thí nghiệm chó ăn thức ăn chứa 3% melamine năm dẫn đến giảm tỷ lệ thành phần định tăng trưởng, tăng tiết nước tiểu, hình thành tinh thể melamine nước tiểu, tiểu máu - Tinh thể melamine khó tan, di chuyển chậm đường tiết niệu (từ thận xuống niệu đạo) nên có khả gây triệu chứng độc cấp tính c) Trẻ em nhiễm melamine tạo sỏi thận uống sữa có dấu hiệu sau: - Dấu hiệu sớm bé thường khóc nhiều, đặc biệt khóc tiểu kèm theo bị buồn nôn - Những dấu hiệu trẻ tiểu máu Tình trạng máu hay nhiều phụ thuộc vào viên sỏi gây tổn thương đường tiết niệu - Em bé có biểu niệu (tức tiểu bình thường) vô niệu (tức không tiểu) - Kèm theo triệu chứng đau đớn vùng thận chẳng may người lớn chạm vào, sờ vào vùng thận bé - Ngoài ra, có nhiều bé bị tăng huyết áp bị sỏi thận, sạn thận Thậm chí, có trường hợp tiểu viên sạn - Lưu ý: thấy trẻ có biểu đưa trẻ đến bệnh viện để chuẩn đoán điều trị kịp thời Hình 6: Một cặp song sinh bị sỏi thận uống sữa Tam Lộc tỉnh Cam Túc, Trung Quốc Triệu chứng nhiễm độc melamine - Bị kích thích da, mắt, hô hấp, tiểu máu, tiểu ít, tiểu khó không tiểu được, có dấu hiệu nhiễm trùng tiểu (sốt, đau lưng, tiểu gắt) huyết áp tăng dấu hiệu cần cảnh giác sau sử dụng sản phẩm Liều lượng dung nạp melamine an toàn cho người - Các chuyên gia an toàn thực phẩm giới trí nồng độ melamine dung nạp ngày chấp nhận (TDI) 0,5 mg/kg cân nặng Ở Mỹ, Cục Quản lý thực phẩm dược phẩm (FDA) đề nghị TDI 0,63 mg/kg cân nặng Xin nói thêm ngưỡng an toàn 0,5 mg/kg cân nặng xem “bảo thủ”, tức nghiêm ngặt Vì vậy, kg cân nặng, người hấp thu 0,5 mg melamine ngày Chẳng hạn em bé cân nặng 20 kg liều lượng melamine an toàn 10 mg/ngày; hay người lớn nặng 60 kg dùng 30 mg/ngày mà không gây tác hại đến sức khỏe Nồng độ an toàn cho sữa thực phẩm - Theo tiêu chuẩn an toàn thực phẩm, hàm lượng an toàn melamine tối đa 0,15 mg/kg với sữa nước dành cho trẻ em, 1mg/kg với sữa bột dành cho trẻ em 2,5 mg/kg với thức ăn cho động vật thực phẩm khác - Đó tiêu chuẩn Ủy ban luật quốc tế chất lượng an toàn thực phẩm LHQ (CAC) công bố ngày 5/7/2012 Hình 7: Nhân viên kiểm định sữa III Phương pháp xác định Melamine sữa 1) Các phương pháp xác định Melamine sữa a Định tính Ban đầu họ cho acid hydrochloric vào sữa để đạm sữa kết tủa nhằm phòng ngừa gây ảnh hưởng đến trình giám định melamine Sau đó, thêm hạt nano vàng vào dung dịch sữa Khi khoảng cách hạt nano vàng dung dịch sữa tương đối xa, dung Hình 8: Công thức melanine dịch có màu vàng chuyển thành màu kết hợp với acid nucleotic xanh da trời hạt nano vàng đến gần Do melamine thay đổi khoảng cách hạt nano, tức khiến màu sắc dung dịch sữa thay đổi từ vàng sang xanh ngược lại Bởi ta cần nhìn xem sữa có đổi màu hay không để phán đoán xem có chứa chất độc hại không Bước cuối, thêm acid cyanuric vào dung dịch sữa để phản ứng hóa học xảy tạo nên chất kết tủa mà mắt thường thấy melamine Với phương pháp này, 15 phút hoàn toàn kiểm định melamine sữa b Định lượng - Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao HPLC - Phương pháp xác định melamine sữa hệ LC-MSD lon trap - Phương pháp Kjedahl - Phương pháp DUMAS - Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ - Trong phương pháp phương pháp sắc ký 2) Xác định Melamine sữa phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC a Hóa chất thuốc thử để nhận biết Melamine + + + + Chất chuẩn: Melamine (99,0% ) Dung môi: Methanol Dung môi rửa giải: Triluoroacetic Methanol Mẫu thử: sữa dạng bột dạng lỏng 10 Nước sử dụng cho việc chuẩn bị pha động pha loãng lọc hệ thống Qpod Millipore b Hệ thống sắc kí- derector Đầu dò UV, cột C18 ( 150mm x 3.2mm ID, kích thước µm) Hình 9: Máy sắc ký lỏng cao áp (HPLC) c Pha dung dịch + Dung môi: dung môi 50% methanol (về thể tích) chuẩn bị cách pha thể tích methanol nước + Dung dịch chuẩn Melamine: cân xác 100mg melamine vào bình định mức 100mL, hòa tan với methanol 50% cách rung bể rung siêu âm 30 phút Lên thể tích 100mL thu dung dịch có nông độ melamine 1000µgmL-1 Pha loãng 5mL melamine (1000 µgmL-1) 50 ml 50% methanol để nồng độ melamine 100 µgmL-1 Pha loãng tiếp 5mL melamine 100 µgmL-1 50 ml methanol 50% để nồng độ melamine 10 µgmL-1 d Chuẩn bị mẫu Cho 10 ml (mẫu dạng lỏng) 1,0 g (mẫu khô) vào bình định mức 100 ml Mẫu pha với 10 ml dung dịch melamine 1000 µgmL-1, pha loãng với 50 ml dung dịch methanol 50% rung siêu âm 30 phút Sau làm lạnh nhiệt độ phòng, lên thể tích 100 ml dung dịch methanol 50% thu dung dịch hỗn hợp với nồng độ melamine 100 µgmL-1 Cho dung dịch mẫu thu vào ống li tâm ly tâm ( ≥ 3200 rpm) lấy phần dung dịch phía ống (5 ml) chuyển sang bình định mức 50ml, lên thể tích 50 ml dung dịch methanol 50% Mẫu lọc qua lọc 0.45 µm (Acrodisc, 25mm, màng Nylon) Nghiên cứu dịch lọc lọc hấp thụ melamine mức sau: 22% (cho 1ml ban đầu), 10% (2 mL),