Nghiên cứu xác định hàm lượng polyphosphat trong thực phẩm bằng phương pháp CE c4d

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Liên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG POLYPHOSPHAT TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP CE-C4D LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Liên NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG POLYPHOSPHAT TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP CE-C4D Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Ánh Hƣờng Hà Nội – 2018 Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô giáo, TS Nguyễn Thị Ánh Hƣờng giao đề tài, nhiệt tình hƣớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn công ty 3Sanalysis (http://www.3sanalysis.vn/) cung cấp thiết bị CE-C4D nhƣ tƣ vấn kỹ thuật trình thực nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy, mơn Hóa Phân tích nói riêng khoa Hóa học nói chung dạy dỗ, bảo động viên em suốt thời gian em học tập trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn sinh viên, học viên Bộ mơn Hóa phân tích ln động viên tinh thần, nhiệt tình hỗ trợ em thời gian học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên Nguyễn Thị Liên Mục lục LỜI MỞ ĐẦU….…………………………………………………………………….1 CHƢƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Chất phụ gia thực phẩm 1.1.1 Giới thiệu chung phụ gia thực phẩm 1.1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm 1.1.2.1 Phân loại dựa sức khỏe ngƣời tiêu dùng 1.1.2.2 Phân loại theo chức 1.1.3 Vai trò phụ gia thực phẩm 1.2 Tổng quan polyphosphat .5 1.2.1 Cấu trúc 1.2.2 Phân loại 1.2.3 Tính chất 1.2.4 Vai trò polyphosphat 1.2.5 Ảnh hƣởng polyphosphat đến sức khỏe .8 1.2.6 Giới thiệu chung chất phân tích đề tài 1.3 Vấn đề sử dụng pyrophosphat, tripolyphosphat giới Việt Nam .11 1.3.1 Trên giới 11 1.3.2 Tại Việt Nam 11 1.4 Tổng quan phƣơng pháp phân tích .12 1.4.1 Phƣơng pháp sắc ký ion 12 1.4.2 Phƣơng pháp điện di mao quản 13 1.4.3 Một số phƣơng pháp khác 14 1.5 Các phƣơng pháp xử lý mẫu 15 1.6 Giới thiệu phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE-C4D) 18 1.6.1 Cấu tạo hệ CE .18 1.6.2 Các kỹ thuật bơm mẫu CE 20 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 22 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu .22 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 22 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .23 2.2.1 Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản xử lý mẫu phân tích .23 2.2.2 Phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE-C4D) 24 2.2.3 Phƣơng pháp khảo sát, tối ƣu điều kiện phân tích điện di .24 2.2.4 Phƣơng pháp khảo sát điều kiện xử lý mẫu .25 2.2.5 Đánh giá phƣơng pháp phân tích 26 2.2.5.1 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng phƣơng pháp phân tích 26 2.2.5.2 Độ lặp lại phƣơng pháp 26 2.2.5.3 Độ phƣơng pháp 27 2.2.6 Tính tốn kết uớc lƣợng độ khơng đảm bảo đo 27 2.3 Hóa chất thiết bị 29 2.3.1 Hóa chất 29 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch hóa chất 30 2.3.3 Thiết bị dụng cụ 30 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Nghiên cứu, khảo sát điều kiện phân tích đồng thời tripolyphosphat pyrophosphat phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE-C4D) 32 3.1.1 Khảo sát thành phần, pH dung dịch đệm điện di .32 3.1.2 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đệm .38 3.1.3 Khảo sát ảnh hƣởng tách .39 3.1.4 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian bơm mẫu chiều cao bơm mẫu 41 3.1.5 Khảo sát ảnh hƣởng anion 43 3.2 Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu thực phẩm nhằm xác định TriP PyroP mẫu dạng rắn .45 3.2.1 Khảo sát quy trình xử lý ảnh hƣởng lipid đến độ thu hồi chất phân tích 45 3.2.1.1 Tách chất béo phƣơng pháp chiết lỏng – lỏng 45 3.2.1.2 Thủy phân chất béo dung dịch NaOH 47 3.2.1.3 Đông tụ chất béo môi trƣờng nhiệt độ thấp 49 3.2.2 Khảo sát xử lý ảnh hƣởng protein cách sử dụng acid tricloacetic (TCA) dùng nhiệt độ để đông tụ protein .50 3.2.2.1 Kết tủa protein TCA 50 3.2.2.2 Đông tụ protein nƣớc nóng nhiệt độ 85 độ C 50 3.2.3 Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu cách kết hợp đông tụ chất béo protein nhiệt độ 51 3.2.3.1 Khảo sát thời gian rung siêu âm 51 3.2.3.2 Khảo sát thời gian ngâm nƣớc nóng 52 3.2.3.3 Khảo sát khối lƣợng mẫu 53 3.3 Đánh giá phƣơng pháp phân tích 56 3.3.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 56 3.3.2 Xác định giới hạn phát giới hạn định lƣợng 58 3.3.2.1 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng thiết bị (IDL IQL)58 3.3.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng phƣơng pháp (MDL MQL) 58 3.3.3 Đánh giá độ lặp lại thiết bị .59 3.3.4 Đánh giá độ xác phƣơng pháp .59 3.3.4.1 Độ lặp lại phƣơng pháp 59 3.3.4.2 Độ thu hồi phƣơng pháp 60 3.4 Phân tích mẫu thực tế 61 3.4.1 Phân tích mẫu dạng lỏng (mẫu sữa) .61 3.4.2 Phân tích số mẫu thực phẩm dạng rắn 62 KẾT LUẬN .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ tiếng Anh Tên đầy đủ tiếng Việt Ace Acetic Acetic Arg L-Arginine L-Arginin Asc L-Ascorbic L-Ascorbic C4D Capacitvely couple contacless Detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối conductivity detector kiểu tụ điện CE Capillary electrophoresis Phƣơng pháp điện di mao quản EOF Electroomostic flow Dòng điện di thẩm thấu IC Ion chromatography Sắc ký ion TLC Thin layer chromatography Sắc ký lớp mỏng His L-Histidine L-Histidin Leff L-effective Chiều dài hiệu dụng mao quản Ltot L-total Tổng chiều dài mao quản LOD Limit of detection Giới hạn phát LOQ Limit of quantitation Giới hạn định lƣợng IDL Instrument detection limit Giới hạn phát thiết bị IQL Instrument quantitation limit Giới hạn định lƣợng thiết bị MDL Method detection limit Giới hạn phát phƣơng pháp MQL Method quantitation limit Giới hạn định lƣợng phƣơng pháp ppm Part per million Parts per million: phần triệu RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tƣơng đối SD Standard deviation Độ lệch chuẩn Phụ gia thực phẩm PGTP TriP Tripolyphosphate Tripolyphosphat PyroP Pyrophosphate Pyrohosphat PolyPs Polyphosphates Polyphosphat DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số loại polyphosphat thƣờng đƣợc sử dụng Bảng 1.2 Thông tin chung pyrophosphat tripolyphosphat .10 Bảng 1.3 Một số quy trình xử lý mẫu thực phẩm nhằm xác định polyphosphat .16 Bảng 3.1 Ảnh hƣởng thành phần pH dung dịch đệm đến tín hiệu phân tích 33 Bảng 3.2 Kết khảo sát phụ thuộc chiều cao pic vào nồng độ L-Arginin 39 Bảng 3.3 Điều kiện tối ƣu khảo sát nhằm xác định đồng thời tripolyphosphat, pyrophosphat phƣơng pháp CE-C4D 43 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng Cl-, NO3-, SO42- đến tín hiệu chất phân tích 44 Bảng 3.5 Hiệu suất thu hồi chất phân tích sử dụng phƣơng pháp chiết lỏng – lỏng .46 Bảng 3.6 Kết khảo sát độ thu hồi mẫu giò sử dụng nƣớc nóng 51 Bảng 3.7 Ảnh hƣởng khối lƣợng mẫu .54 Bảng 3.8 Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ tripolyphosphat, pyrophosphat 56 Bảng 3.9 Phƣơng trình hồi quy đƣờng chuẩn tripolyphosphat, pyrophosphat 57 Bảng 3.10 Xác định giới hạn phát tripolyphosphat pyrophosphat phƣơng pháp CE-C4D 58 Bảng 3.11 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng phƣơng pháp 59 Bảng 3.12 Độ lặp lại TriP PyroP nồng độ 40ppm, 80ppm, 100ppm 59 Bảng 3.13 Độ lặp lại phƣơng pháp mẫu giò xúc xích Vissan 60 Bảng 3.14 Độ thu hồi chất phân tích mẫu giò lụa 60 Bảng 3.15 Kết phân tích mẫu sữa 62 Bảng 3.16 Kết phân tích số mẫu thực phẩm 63 Bảng 3.17 Kết phân tích đối chứng 64 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc chung polyphosphat .5 Hình 1.2 Cấu trúc nhóm PO43- .6 Hình 1.3 Cấu trúc natri tripolyphosphat Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo hệ thiết bị phân tích điện di mao quản 18 Hình 1.5 Lớp điện tích kép bề mặt mao quản 19 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình phân tích mẫu dạng lỏng 23 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình xử lý mẫu đƣợc sử dụng để nghiên cứu 25 Hình 2.3 Sơ đồ nguồn không đảm bảo đo 28 Hình 2.4 Hệ thiết bị điện di mao quản CE-C4D tự chế, bán tự động .31 Hình 3.1 Điện di đồ ảnh hƣởng dung dịch đệm điện di Arg/ace pH khác từ 4,0 đến 7,0 35 Hình 3.2 Điện di đồ ảnh hƣởng dung dịch đệm điện di Arg/asc pH khác từ 4,0 đến 7,0 35 Hình 3.3 Điện di đồ ảnh hƣởng dung dịch đệm điện di His/ace pH khác từ 4,0 đến 7,0 36 Hình 3.4 Điện di đồ ảnh hƣởng dung dịch đệm điện di His/asc pH khác từ 4,0 đến 7,0 36 Hình 3.5 Điện di đồ phân tích TriP PyroP pH = 5,0 với thành phần dung dịch đệm khác 37 Hình 3.6 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch L-Arginin đến tín hiệu phân tích TriP PyroP (1:20mM, 2:15mM, 3:10mM, 4:7,0mM) 38 Hình 3.7 Điện di đồ ảnh hƣởng tách đến thời gian di chuyển độ phân giải hai chất phân tích .40 Hình 3.8 Sự phụ thuộc thời gian di chuyển TriP PyroP vào tách 40 Hình 3.9 Ảnh hƣởng chiều cao bơm mẫu đến diện tích chất phân tích 42 Hình 3.10 Ảnh hƣởng thời gian bơm mẫu đến diện tích pic chất phân tích 42 Nhƣ vậy, hiệu suất thu hồi đạt đƣợc với hai chất phân tích TriP PyroP tƣơng đối tốt với giá trị trung bình tƣơng ứng 71,0 83,7% 3.4 Phân tích mẫu thực tế 3.4.1 Phân tích mẫu dạng lỏng (mẫu sữa) Mẫu sữa Yomost vị dâu tây vị cam đƣợc xử lý theo quy trình trình bày hình 2.1, mục 2.2.1 Kết đƣợc thể hình 3.23, hình 3.24 bảng 3.15 Hình 3.23 Điện di đồ mẫu sữa Yomost vị dâu tây Ghi chú: (1) Dịch chiết (2) Dịch chiết + 30 ppm TriP + 30 ppm PyroP mV TriP PyroP 250 300 (2) (1) 50 100 150 200 Thêi gian di chun (s) Hình 3.24 Điện di đồ mẫu sữa Yomost vị cam 61 350 Ghi chú: (1) Dịch chiết (2) Dịch chiết + 50 ppm TriP + 50 ppm PyroP Bảng 3.15 Kết phân tích mẫu sữa Tên mẫu Hàm lƣợng pyrophosphat (mg/l) Hàm lƣợng tripolyphosphat (mg/l) x±U x±U CE-C4D CE-C4D (tính theo Na4P2O7) (tính theo P) Yomost vị dâu