sulfame k, saccharin, và aspartame là những chất ngọt tổng hợp thường được sử dụng trong các ngành sản xuất chế biến dược phẩm, mỹ phẩm, cũng như trong thực phẩm (đặc biệt là các loại đồ uống). Các chất này có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe người dùng ở các mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào liều lượng đưa vào cơ thể. Vì vậy, một vấn đề được đặt ra không chỉ với các cơ quan quản lý chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, mà còn với những nhà sản xuất là phải xây dựng phương pháp phát hiện, định lượng các chất kể trê
ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO QUẢN PHÂN TÍCH ACESULFAME-K, SACCHARIN, ASPARTAME TRONG ĐỒ UỐNG Nhóm thực hiện: Nhóm LỜI NĨI ĐẦU Acesulfame-k, saccharin, aspartame chất tổng hợp thường sử dụng ngành sản xuất chế biến dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm (đặc biệt loại đồ uống) Các chất gây ảnh hưởng tới sức khỏe người dùng mức độ khác tuỳ thuộc vào liều lượng đưa vào thể Vì vậy, vấn đề đặt khơng với quan quản lý chất lượng an tồn vệ sinh thực phẩm, mà với nhà sản xuất phải xây dựng phương pháp phát hiện, định lượng chất kể Để phân tích acesulfame-k, saccharin, aspartame, đánh giá chất lượng loại đồ uống ta dùng phương pháp sắc ký điện di mao quản để thay phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao Nhằm giảm chi phí, giá thành, tiết kiệm mặt kinh tế không NỘI DUNG GIỚI THIỆU HỢP CHẤT GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH KHẢO SÁT KẾT LUẬN I GIỚI THIỆU HOẠT CHẤT Chất tổng hợp chất khơng có tự nhiên, vị cao so với đường sucrose giá trị dinh dưỡng, thường sử dụng với nhiều mục đích khác Chất tổng hợp bao gồm nhiều loại khác nhau, chủ yếu người ta chia thành loại: chất tạo không sinh lượng chất tạo có sinh lượng Tên IUPAC: potassium - methyl 2,2 - dioxo-oxathiazin – - olate Cơng thức hóa học: C4H4KNO4S Độ tan 20 độ: Ethanol 1g/1000 ml ; Nước 1g/3,7 ml Tỷ trọng: 1,81 g.cm -3 Acesulfame-K Vị gấp 150 – 200 lần đường saccharose Nhiệt độ sôi: 225 °C Dung dịch 1% (KL/TT) 20oC có pH 5,2 Tương kỵ với calci hydrophosphat, magnesi stearat Tỷ trọng: 1,347 g.cm-3 Độ tan: tan nước, tan ethanol Tên IUPAC: N(L-α-Aspartyl)Lphenylalanine, 1-methyl ester Nhiệt độ sôi: 247 °C Aspartame Tỷ trọng: 0,828 g.cm-3 Tên IUPAC: 1,1-Dioxo-1,2benzothiazol-3one Tinh thể màu trắng trong, khơng mùi, tan nước ete Độ tan : Nước 1g/290 ml ; Ethanol(95%) 1g/31ml Dung dịch 0,35%(KL/TT) có pH 2,0 Nhiệt độ sôi: 229,7 °C Saccharin Do chất chất tạo vị ngọt, đường hóa học khơng mang lại lợi ích cho thể nên việc ăn khơng giúp khỏe lên Tuy nhiên, bệnh nhân đái tháo đường, dư cân, béo phì có lợi vừa bảo đảm mức đường huyết mức ổn định, giúp giảm cân vừa tạo vị ăn uống (dùng cách bất khả kháng) Riêng giới sản xuất, kinh doanh thực phẩm ngọt, lợi nhuận bất chính, họ lạm dụng đường hóa học vơ tội vạ II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU • Điện di mao quản vùng (CZE) • Điện di mao quản vùng kiểu ứng dụng phổ biến kỹ thuật CE tính đơn giản hoạt động tách tính linh hoạt • Cơ sở tách: Dựa khác linh độ điện di phần tử chất dung dịch Khi đặt vào hai đầu mao quản điện dòng EOF đủ lớn thứ tự rửa giải: cation, chất trung hòa sau anion • Ứng dụng CZE: CZE ứng dụng chủ yếu để tách chất có cấu tạo ionic (hợp chất có liên kết ion, hợp chất mà tan pha động điện di chúng phân ly thành ion âm dương) nhiều lĩnh vực như: sinh hóa, dược phẩm, thực phẩm, mơi trường Khảo sát nồng độ đệm • Sau lựa chọn hệ đệm pH đệm tiếp tục khảo sát nồng độ hệ đệm Cụ thể nồng độ đệm borat pH 9.5 sau: 15 mM, 20 mM, 25mM, 30mM Bảng Kết phụ thuộc thời gian lưu chất chuẩn vào nồng độ đệm borat • Chất chuẩn Nồng (ppm) 15 mM Aspartame Saccharin Acesulfame-K 40 40 40 4,471 6,496 7,013 Thời gian lưu ( phút) 20 mM 25 mM 4,589 6,812 7,413 4,777 7,412 8,171 30 mM 6,289 8,465 10,106 Trên hình nồng độ đệm borat 20 mM cho píc cân xứng, thời gian lưu ngắn , diện tích píc chất lớn Vì lựa chọn đệm borac nồng độ 20 mM, pH 9,5 cho bước Hình Điện di đồ hỗn hợp chất điều kiện đệm borat 20 mM ( pH 9,5 I=50 mA, V=25kV, L= 65 cm, t =25oC, áp suất 50 mbar) Xác định điều kiện nhiệt độ • Tiến hành khảo sát nhiệt độ: 20oC, 25oC, 30oC Kết sau: Chất chuẩn Nồng (ppm) độ Thời gian lưu (phút) Nhiệt độ 20oC Nhiệt độ 25oC Nhiệt độ 30oC Aspartame 40 4,987 4,589 3,957 Saccharin 40 7,195 6,812 5,723 Acesulfame-K 40 7,826 7,419 6,255 Bảng Kết thời gian lưu asp, sac, ace-k nhiệt độ khác Thời gian lưu (phút) • Qua khảo sát ta thấy 25oC chất tách khỏi nhau, pic cân đối gọn Còn nhiệt độ 30oC thời gian tách chất nhanh đường không đẹp làm tăng hiệu ứng nhiệt Điều cho thấy nhiệt độ thay đổi độ nhớt thay đổi theo, qua ảnh hưởng đến giá trị độ điện di chất tan ( chất phân tích ), chúng gây mở rộng píc Tức làm giảm hiệu tách Hơn với điều kiện khí hậu nước ta việc trì nhiệt độ mao quản 25 oC thích hợp.Vì lựa chọn điều kiện nhiệt độ chạy sắc ký 25oC Aspartame Saccharin Acesulfam-K Nhiệt độ 20oC Nhiệt độ 25oC Nhiệt độ 30oC Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc thời gian lưu asp, sac, ace-k vào nhiệt độ Xác định đặt vào hai đầu • Điện lựa chọn để khảo sát 20 kV, 25 kV 30 kV Qua khảo sát ta thấy Ở điện 30 kV thời gian phân tích tốt dòng điện tạo cao( lớn 100 µA), dòng điện i lớn gây hiệu ứng nhiệt Jun lớn, làm nóng mao quản, gây lỗng píc Tức làm giảm hiệu tách Ở điện 20 kV thời gian phân tích dài dòng điện tạo nhỏ dẫn đến làm giãn rộng vùng mẫu Tại điện 25 kV kết thấy q trình phân tích tối ưu nhất, thời gian phân tích phù hợp, hiệu ứng nhiệt nhỏ khơng làm ảnh hưởng tới q trình phân tích, píc tách hồn tồn cân đối, đồng thời bảo vệ cột mao quản tốt so với điện 30 kV Xác định bước sóng định lượng • Để chọn bước sóng định lượng chúng tơi tiến hành đo phổ UV-VIS saccharin, aspartame, accesuface-k với nồng độ 40 ppm hỗn hợp hệ đệm borat chọn vùng 190 – 600 nm Bảng5 Diện tích píc Asp, Sac, Ace-K bước sóng khác Chất chuẩn Nồng (ppm) λ=195,5 nm Diện tích pic (mau.s) λ=210,5 nm λ=215,5 nm λ=230,5 nm Aspartame 40 68,2 30,5 23,6 4,3 Saccharin 40 172,0 165,5 155,8 98,8 Acesulfame-K 40 18,2 46,4 65,2 88,6 Khảo sát lập đường chuẩn • Pha dãy dung dịch chuẩn có nồng độ từ ppm đến 250 ppm từ dung dịch chuẩn gốc 1000 ppm chuẩn trung gian 100 ppm Kết khảo sát thông số biểu diễn phụ thuộc nồng độ Sac, Ac, As diện tích pic tương ứng Sau khảo sát, lựa chọn điều kiện điện di sau: • Chiều dài cột mao quản L= 65cm, đường kính id = 50 àm in th t vo đầu mao quản 25 kV • Giới hạn dòng điện mao quản 50 μA • Tiêm mẫu với áp suất 50 mbar thời gian 5s • Bước sóng định lượng chất λ = 215,5 nm • Nhiệt độ mao quản: 25oC • Hệ đệm borat 20 mM, pH 9,5 Hình Điện di đồ hỗn hợp chất điều kiện điện di lựa chọn (L=65cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, t =25 C, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) o PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ • Mẫu nghiên cứu loại đồ uống nước giải khát có ga khơng có ga có mặt thị trường, : Mẫu Sprite 330 mL- công ty Cocacola Việt Nam sản xuất ngày, Coca-Cola 330 mL- Cocacola công ty Việt Nam - ngày sản xuất, Sting Dâu lượng 330 mL- công ty Việt Nam Pepsico sản xuất, Lemon C2 trà xanh 360 mL- Hà Nội URC công ty Prodution, trà xanh Hà Nội URC công ty Prodution sản xuất Chuẩn bị mẫu • Các mẫu đồ uống rung siêu âm khoảng 30 phút, loại bỏ hết khí cacbornate, lọc màng lọc 0.2μm • Hút xác 0.50 ml mẫu cho vào bình định mức ml pha lỗng nước cất siêu tinh khiết • Lượng thể tích dung dịch chất chuẩn them vào 0,1 ml; 0,2 ml; 0,4 ml với nồng độ tương ứng: asp ( 10,8 ppm, 21,6 ppm, 43,2 ppm), sac ( 10,76 ppm, 21,52 ppm, 43,04 ppm ), ace-k (12,12 ppm, 24,24ppm, 48,48 ppm) • Sau định mức nước cất siêu tinh khiết Hàm lượng asp, sac, ace-k xác định kỹ thuật thêm chuẩn Kết phân tích • Dựa vào phương trình hồi qui phương pháp thêm tiêu chuẩn mẫu : y = a + b x Kết phân tích Asp, Sac, Ace mẫu Mẫu Nồng độ chất (ppm) AS SAC AC-K Samurai 109,5 ± 10,5 12,1 ± 0,6 96,1 ± 10,2 Sprite 77,9 ± 7,8 18,9 ± 1,0 51,1 ± 5,6 Lemon C2 84,9 ± 12,6 37,8 ± 3,6 27,7 ± 6,0 Coca Cola 49,2 ± 5,7 17,8 ±1,7 22,5 ± 2,9 Trà xanh 21,0 ± 3,5 12,6 ± 2,8 4,5 ± 1,1 Nhận xét • Từ kết phân tích mẫu bảng 3.18 aspartame, saccharin, acesulfame-K nồng độ cho phép đồ uống có ga đồ uống có hương vị thường phạm vi 28-350 ppm, 21-90 ppm 23-280 ppm, tương ứng Vì vậy, nồng độ phát Aspartame, Saccharin, Acesulfame-K mẫu phân tích phù hợp nằm phạm vi hạn chế không ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng IV KẾT LUẬN • - Đã xây dựng phương pháp định lượng Acesulfame-k, Saccharin, Aspartame đồ uống, nước giải khát với điều kiện điện di: Bước sóng phát chất 215,5 nm, sử dụng dung dịch đệm borat 20 mM pH = 9,5, điện đặt vào hai đầu mao quản 25kV, nhiệt độ 25oC, với áp suất bơm mẫu 50mbar thời gian 5s, dòng điện 100A Xây dựng đường chuẩn cho chất • Từ lý thuyết trình khảo sát, phương pháp điện di mao quản lựa chọn xác định chất aspartame, saccharin, acesulfame-k loại nước giải khát Kết thu cho thấy hàm lượng Asp, Sac, Ace-k nằm giới hạn cho phép khoảng từ 28 – 350 ppm, 21 - 90 ppm, 23 – 280 ppm tương ứng Vì vậy, nồng độ aspartame, saccharin, acesulfame-k mẫu phân tích phù hợp nằm phạm vi hạn chế không gây ảnh hưởng đến sưc khỏe người tiêu dùng