Đề tài này được thực hiện với mục tiêu xây dựng quy trình xác định hàm lượng DEHP, DINP trong thức uống. Nghiên cứu tiến hành khảo sát việc tách 2 chất DEHP và DINP trên hệ thống máy sắc ký khí kết nối với đầu dò khối phổ. Mời các bạn cùng tham khảo đề tài qua bài viết này.
Trang 1XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DIETHYLHEXYL PHTHALATE (DEHP) VÀ DIISONONYL PHTHALATE (DINP)
TRONG THỨC UỐNG
Trần Thị Ánh Nguyệt*, Trần Ngọc Minh Tuấn*
TÓM TẮT
Đặt vấn đề: Diethylhexyl Phthalate (DEHP) và Diisononyl Phthalate (DINP) là những chất hoá dẻo hữu
hiệu nhất trong ngành công nghiệp nhựa và chất dẻo. Trong quá trình sản xuất, vì mục đích lợi nhuận, một số doanh nghiệp đã sử dụng tùy tiện DEHP và DINP cho vào sản phẩm thức uống, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Bởi vì, DEHP và DINP có khả năng tạo độ độ nhớt, độ đục, độ đặc trong nhiều sản phẩm như
đồ uống thể thao, nước ép trái cây, sữa.
Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng quy trình xác định hàm lượng DEHP, DINP trong thức uống.
Phương pháp nghiên cứu: Khảo sát việc tách 2 chất DEHP và DINP trên hệ thống máy sắc ký khí kết nối
với đầu dò khối phổ.
Kết quả nghiên cứu: Xây dựng được quy trình xác định hàm lượng cùng lúc 2 chất DEHP, DINP trong
thức uống trên hệ thống máy sắc ký khí kết nối với đầu dò khối phổ.
Kết luận: Phương pháp sắc ký khí kết nối với đầu dò khối phổ là phương pháp đơn giản để phân tích
Phthalate trên nền mẫu thức uống.
Từ khóa: Hàm lượng Diethylhexyl phthalate, Diisononyl Phthalate, sắc ký khí.
ABSTRACT
DEVELOPING THE DIETHYLHEXYL PHTHALATE (DEHP) AND DIISONONYL PHTHALATE (DINP) DETERMINATION PROCESS IN BEVERAGE
Tran Thi Anh Nguyet, Tran Ngoc Minh Tuan
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 ‐ Supplement of No 6 ‐ 2014: 689 ‐ 694
Background: Diethylhexyl Phthalate (DEHP) and Diisononyl Phthalate (DINP) are primary plasticizers
used in many flexible vinyl products. Some manufacturers used plasticizers in an attempt to reduce cost and increase stability. They were used to replace palm oil in drinks as a clouding agent. The chemical substances
affected large to human health.
Objectives: To develop a new method for identifying concentration of DEHP, DINP in beverage.
Methods: Evaluate the separation of 2 phthalates including: DEHP, DINP using gas chromatography and
mass spectrometry detector.
Result: This study established a method to analyze 2 phthalates using gas chromatography and mass
spectrometry detector in samples of beverage.
Conclusion: Gas chromatography and mass spectrometry method is simple to analyze phthalate in samples
of beverage.
Keywords: Diethylhexyl Phthalate, Diisononyl Phthalate, gas chromatography.
* Viện Y Tế Công Cộng TP. Hồ Chí Minh
Trang 2Vệ sinh An toàn thực phẩm ngày càng trở
thành vấn đề thu hút nhiều sự quan tâm của xã
hội, tác động đến sự phát triển kinh tế, ảnh
hưởng đến sức khỏe con người, đến chất lượng
cuộc sống và về lâu dài còn ảnh hưởng đến sự
phát triển nòi giống, dân tộc(1).
Trong quá trình sản xuất, vì mục đích lợi
nhuận, nên một số doanh nghiệp đã sử dụng tùy
tiện những hóa chất cấm, gây ảnh hưởng đến
sức khỏe người tiêu dùng(1). Vào tháng 5/2011,
Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Đài
Loan đã phát hiện hàng loạt chai nước giải khát
của nhiều hãng nổi tiếng có chứa DEHP và
DINP(1). Những nghiên cứu hiện nay cho thấy
DEHP, DINP thuộc nhóm phthalate có thể gây
ung thư, hủy hoại thận, phá hủy hệ thống
hormone của cơ thể con người. Đối với trẻ em,
nguy cơ mắc các bệnh hen suyễn và dị ứng là rất
cao, gây vô sinh ở nữ và làm giảm hàm lượng
testosterone khiến chất lượng tinh trùng kém đi
ở nam.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên, việc
thực hiện “Xây dựng quy trình xác định hàm
lượng DEHP, DINP trong thức uống” là cần
thiết. Từ đó sẽ ứng dụng quy trình này vào công
tác giám sát kiểm tra chất lượng an toàn vệ sinh
thực phẩm.
Giới thiệu về DEHP, DINP
DEHP, DINP là dẫn xuất của phthalate,
dạng hợp chất hữu cơ lỏng không màu, không
mùi, dễ hòa tan trong ethylether, ethanol, dầu
mỏ, dầu (mỡ) nhưng khó tan trong nước. Về mặt
hoá học, các phthalate là những este của acid
phthalic. Các este này đều có chung một gốc là
acid phthalic, chúng chỉ khác nhau phần rượu
còn lại. Trong các este này, DEHP, DINP là chất
khá phổ biến và thông dụng. Chúng phổ biến vì
là chất hoá dẻo hữu hiệu nhất trong ngành công
nghiệp nhựa và chất dẻo(4).
DEHP ( Di‐(2‐ethylhexyl) phthalate)
DINP (Diisononyl phthalate)
Nguyên nhân DEHP, DINP có trong thực phẩm(3)
DEHP, DINP có khả năng tạo độ nhớt, độ đục, độ đặc cho các chế phẩm. Loại hóa chất này hiện diện trong nhiều sản phẩm như đồ uống thể thao, nước ép trái cây, sữa, mứt, sữa chua, thạch, thực phẩm chức năng. DEHP, DINP bị thôi ra từ trong bao bì chứa thực phẩm như các can, chai nhựa, bát nhựa, đầu ti cho trẻ ngậm trong bình sữa, đồ chơi làm bằng chất dẻo(5). Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất (chủ yếu ở các nước Châu Á) muốn tăng lợi nhuận nên đã sử dụng DEHP, DINP cho vào thực phẩm nhằm hạ giá thành thay vì sử dụng chất tạo đục được chế biến từ cùi chanh, cam, bưởi với giá thành cao(1).
Tiêu chuẩn cho phép DEHP, DINP trong thực phẩm(1)
Năm 2011, Bộ Y tế Việt Nam ban hành quy định tạm thời mức giới hạn nhiễm chéo DEHP trong thực phẩm được cho phép là 1,5 mg/kg đối với thực phẩm rắn và lỏng (không bao gồm nước uống đóng chai).
DINP : Việt Nam chưa có quy định.
Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng quy trình xác định hàm lượng DEHP, DINP bằng phương pháp sắc ký khí
Công thức phân tử: C 24 H 38 O 4 Khối lượng phân tử: 390.6
Công thức phân tử: C 26 H 42 O 4 Khối lượng phân tử: 420,6
Trang 3qua các thông số(2,4): độ lặp lại, độ tái lập, hiệu
suất thu hồi, giới hạn phát hiện, giới hạn định
lượng, khoảng tuyến tính của chuẩn, độ không
đảm bảo đo.
ĐỐI TƯỢNG ‐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Quy trình xác định hàm lượng DEHP, DINP
bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ trên hai nền
mẫu thức uống là nước ép và sữa chua.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập tài liệu
Dựa trên các công trình nghiên cứu liên quan
đã được công bố ngoài nước.
Phương pháp thực nghiệm
Sử dụng kỹ thuật sắc ký khí ghép khối phổ
để phân tích DEHP, DINP và áp dụng quy trình
phân tích mẫu thực tế.
Thiết bị phân tích: Máy sắc ký khí ghép khối
phổ GC‐MS .
Phương pháp phân tích số liệu
Sử dụng các phương pháp thống kê đánh giá
số liệu phân tích.
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Xây dựng quy trình
Hiện nay, trên thế giới chưa có phương pháp
chuẩn để phân tích DEHP và DINP trong thức
uống. Chính vì vậy, đa số các phòng thí nghiệm
tự xây dựng phương pháp phân tích DEHP và
DINP phù hợp với trang thiết bị sẵn có.
Theo một số nghiên cứu, tách chiết DEHP,
DINP trong thức uống có các phương pháp:
chiết lỏng – lỏng (liquid/liquid ), chiết pha rắn
(solid phase extraction), sắc ký gel (gel
permeation chromatography)(3). Trong ba
phương pháp tách chiết trên, chiết lỏng – lỏng
được sử dụng nhiều nhất.
Bảng 1: Một số dung môi dùng để chiết DEHP,
DINP
Methanol: Diethyleter: n-Hexane
(1:5:4)
Thực phẩm lỏng n-Hexane Kem, sữa, phomai Acetonitrile Thực phẩm ăn kiêng Cyclohexane:Dichlometane (1:1) Thực phẩm Acetone: n-Hexan: Methanol (2:1:1) Thực phẩm dạng
rắn Qua một số hệ dung môi đã được nghiên cứu để tách chiết DEHP, DINP trong thực phẩm ở bảng 1, hệ dung môi Methanol: Diethyleter: n‐Hexane với tỷ lệ (1:5:4) được sử dụng tách chiết DEHP, DINP trong nền mẫu thực phẩm dạng lỏng và đây cũng là nền mẫu
mà đề tài thực hiện.
Trong quá trình xử lý mẫu và phân tích DEHP, DINP có một số ảnh hưởng: (1) do phthalate có trong không khí nên hạn chế để mẫu tiếp xúc với môi trường quá lâu; (2) dung môi chiết có thể có DEHP, DINP nên cần thực hiện kiểm tra dung môi mỗi khi phân tích; (3) dụng cụ cần sấy ở nhiệt độ cao để loại trừ yếu tố nhiễm DEHP, DINP trong dụng cụ.
Quy trình xử lý mẫu
Cân 5g mẫu đã được đồng nhất vào lọ headspace 20ml, thêm 50l DEHP_d4 10ppm và 50l DINP_d4 100ppm. Hút 5ml dung dịch Methanol: Diethyleter: n‐Hexan (1:5:4). Vortex 1 phút, siêu âm 5 phút, ly tâm 4500 vòng/ phút trong 5 phút. Lấy lớp trên cho vào vial, đem đo trên máy GCMS.
Trong quy trình xử lý mẫu DEHP, DINP với kỹ thuật chiết lỏng ‐ lỏng, việc sử dụng bình lóng có nhiều bất lợi hơn so với việc dùng chai Headspace 20ml. Khi dùng bình lóng, dung môi sẽ tiêu tốn nhiều hơn, phải tìm giải pháp loại trừ nhũ hóa, phải cô quay nhằm làm giàu mẫu. Do đó, thời gian chiết mẫu sẽ dài hơn, dụng cụ sử dụng nhiều hơn, số lượng mẫu cho mỗi lần chiết ít và có khả năng nhiễm DEHP, DINP từ môi trường, từ dụng cụ. Vì
Trang 4điểm hơn so với dùng bình lóng.
Dụng cụ, trang thiết bị
Máy sắc ký khí khối phổ GC‐MS .
Máy ly tâm.
Cân phân tích chính xác đến 0,1mg .
Máy siêu âm.
Lọ headspace 20ml.
Bình định mức 10ml, 100ml.
Pipet chính xác 1ml, 5ml, 10ml.
Vial 1,5ml.
Hóa chất, thuốc thử
Chuẩn DEHP ≥99,0%
Chuẩn DINP ≥99,0%
Nội chuẩn DEHP_d4
Nội chuẩn DINP_d4
n_Hexan
Diethyl Eter
Nước cất
Điều kiện chạy máy (3)
Cột sắc ký DB‐5MS (30m x 0,25mm x 25
mcm).
Thể tích tiêm mẫu 1μl, không chia dòng. Nhiệt độ buồng tiêm: 2800 C.
Nhiệt độ nguồn ion (EI): 2300 C.
Khí mang Heli, tốc độ 1ml/phút.
Đầu dò khối phổ: chạy đồng thời 2 chế độ quét toàn dãy và quét ion.
Quét toàn dãy: 50 – 400 m/z.
Quét ion: DEHP: 149; 167; 279. Ion 279 để định lượng.
DEHP_d4 : 153 DINP: 149; 167; 293 . Ion 293 để định lượng. DINP_d4 : 297
Tính toán kết quả
Hàm lượng DEHP, DINP được tính dựa vào đường chuẩn, tương quan giữa tỷ lệ diện tích và
tỷ lệ nồng độ của chuẩn và nội chuẩn.
X = (V Cm)/m
Trong đó:
‐ m: lượng mẫu lấy (g)
‐ V: thể tích dung môi chiết mẫu (ml)
‐ Cm : nồng độ dung dịch chiết mẫu tính theo đường chuẩn (mg/kg).
‐ X: hàm lượng DEHP/DINP trong mẫu thử (mg/kg)
Trang 5
Hình 1: Sắc ký đồ và khối phổ DEHP
Hình 2: Sắc ký đồ và khối phổ DINP
Để khẳng định chắc chắn DEHP, DINP có
trong mẫu phân tích, ngoài việc căn cứ vào thời
gian lưu, sự có mặt của ion đặc trưng của DEHP,
DINP còn phải tính toán tỷ lệ diện tích ion của
mẫu so với chuẩn. (xem bảng 2).
Cách kiểm tra này được áp dụng khi phân
tích mẫu thực để có thể kết luận chắc chắn và
chính xác mẫu thật sự dương tính với DEHP,
DINP.
Bảng 2: Tỷ lệ diện tích của ion trong chuẩn
Chất phân
tích
Tỷ lệ diện tích ion phụ so
với ion chính
Khoảng dao động cho phép
DEHP 26% (ion 279/ion 149) ±15 %
DINP 10% (ion 293/ion 149) ± 20%
Quy trình phân tích DEHP, DINP được khảo
sát với các kết quả như sau:
Bảng 3: Bảng các thông số đánh giá quy trình phân
tích DEHP,DINP
Khoảng tuyến tính từ 0,02-5µg/kg từ 2-50µg/kg Giới hạn phát hiện
phương pháp 0,1 µg/g 1 µg/g Giới hạn định lượng
phương pháp 0,3 µg/g 3 µg/g
Độ lặp lại (n=10) 2,27-7,03% 2,66-6,69%
Độ tái lập (n=10) 2,45-3,43% 2,66-6,53% Hiệu suất thu hồi (n=10) 90–107,47% 97,18-101,17%
Độ không đảm bảo đo 13,63-18,37% 10,41-13,19% Nhìn chung, với quy trình phân tích trên, quá trình phân tích nhanh, đơn giản và hiệu quả. Phương pháp có độ nhạy cao, ổn định và đáp ứng được khả năng ứng dụng để phân tích DEHP, DINP.
Trang 6Quy trình phân tích chúng tôi đã xây dựng
thích hợp để triển khai phân tích DEHP, DINP
trong thức uống trên thị trường. Do đề tài chỉ
kiểm chứng quy trình phân tích trên hai nền
mẫu lỏng là nước ép và sữa chua, cần thực hiện
trên các nền mẫu rắn khác để mở rộng phạm vi
ứng dụng của phương pháp.
Ứng dụng quy trình đánh giá hàm lượng
DEHP, DINP trong một số thức uống trên thị
trường.
Nghiên cứu kỹ thuật xử lý mẫu siêu chiết
pha rắn (SPME) kết hợp với hệ thống sắc ký
khí ghép khối phổ để phân tích định lượng
DEHP, DINP nhằm hạn chế việc nhiễm chéo
từ môi trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Cục an toàn vệ sinh thực phẩm (2011). Bộ Y Tế ban hành
ngưỡng DEHP trong thực phẩm. Ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm
Việt Nam. Tr. 5‐10.
2 Magnusson B, Naykki T, Hovind H, Krysell M. (2004).
Handbook for calculation of measurement uncertainty in environmental laboratories. Nordtest report. TR537: 06‐20. Pp.
48‐90.
3 Thomas W (2009). Method for determinationn of phthalates in
food. JRC Scientific and Technical Reports. EUR 23682EN.
4 Trần Cao Sơn (2010). Thẩm định phương pháp trong phân tích
hóa học và vi sinh vật. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
Tr.15‐58.
5 United States consumer product safety commission directorate for laboratory sciences division of chemistry
(2009). Test Method: CPSC‐CH‐C1001‐09.1 Standard Operating
Procedure for Determination of Phthalates. Pp 5‐8.
Ngày phản biện nhận xét bài báo: 13/6/2014