Nghiên cứu định lượng acrylamide trong một số thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ CÚC NGUYỄN THỊ CÚC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ACRYLAMIDE TRONG MỘT SỐ THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC … (Kỹ thuật Hóa học) KHỐ 2017A Hà Nội – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ CÚC NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ACRYLAMIDE TRONG MỘT SỐ THỰC PHẨM Chuyên ngành : Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC … (Kỹ thuật Hóa học) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS Trần Thị Thúy Hà Nội – Năm 2018 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 MỤC LỤC DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG .4 DANH MỤC HÌNH ẢNH PHỤ LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 I TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Tổng quan acrylamide 1.1.1 Tính chất lý, hóa 1.1.2 Nguồn gốc chế hình thành acrylamide thực phẩm 1.1.3 Độc tính acrylamide người 1.1.4 Các qui định acrylmide 1.1.5 Các phương pháp định lượng acrylamide công bố 1.2 Các nghiên cứu acrylamide mẫu bánh trung thu công bố 12 1.2.1 Phương pháp HPLC định lượng acrylamide thực phẩm nướng chiên giòn Trung Quốc .12 1.2.2 Nghiên cứu làm giảm lượng acrylamide khoai tây chiên bánh Trung thu enzym L-asparaginase 13 1.3 Tổng quan phương pháp HPLC 14 1.3.1 Định nghĩa sắc ký 14 1.3.2 Phân loại 15 1.3.3 Cấu tạo hệ thống sắc ký lỏng 16 1.3.4 Cấu tạo đầu dò DAD 20 1.4 Phương pháp thẩm định 21 1.4.1 Độ thích hợp hệ thống .21 1.4.2 Tính chọn lọc/đặc hiệu 21 1.4.3 Xây dựng đường chuẩn .22 1.4.4 Độ lặp lại độ thu hồi .23 1.4.5 Giới hạn phát giới hạn định lượng 24 1.4.6 Độ tái lặp 25 Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên vật liệu thiết bị .26 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.1.2 Hóa chất thiết bị 26 2.2 Nội dung nghiên cứu 27 2.3 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3.1 Phương pháp thu thập xử lý mẫu 28 2.3.2 Phương pháp phân tích thiết bị sắc ký lỏng hiệu cao đầu dò DAD 29 2.3.3 Thẩm định phương pháp 29 Chương 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 32 3.1 Kết thực nghiệm 32 3.1.1 Xây dựng phương pháp định lượng 32 3.1.2 Thẩm định phương pháp 41 3.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng số lần nướng tới hàm lượng AA 47 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 56 Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT AA Acrylamide AND Axit deoxyribonucleic CAS Chemical Abstracts Service CYP2E1 Cytochrome P4502E1 DAD Diode-array detector ECD Electron capture detector EPA Environmental Protection Agency EtAc Ethylacetate GC-MS Gas chromatography–mass spectrometry GC-NPD Gas chromatography- Nitrogen Phosphorous Detector GSH Glutathione HPLC-DAD High Performance Liquid Chromatography-Detector Diod Array HPLC-FLD High Performance Liquid Chromatography-Fluorescence Detector HPLC-UV High Performance Liquid Chromatography -ultraviolet IARC International Agency for Research on Cancer IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry LC/MS/MS Liquid chromatography tandem-mass spectrometry LLE Liqid-liquid extraction LOD Limit of detection LOQ Limit of quantitation MP Mobile phase SCF Uỷ ban khoa học Thực phẩm Châu Âu SPE Solid phase extraction TCVN Tiêu chuẩn việt Nam TEA Triethylacetic WHO World Health Organization Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG Sơ đồ Chuyển hóa AA thực phẩm [20] Sơ đồ 2: Cơ chế hình thành AA trình xử lý nhiệt thực phẩm [20] .6 Sơ đồ 3: Cơ chế hình thành AA từ amino acid lipit [20] Sơ đồ 4: Phân loại phương pháp sắc ký 15 Sơ đồ 5: Cấu tạo hệ thống sắc ký lỏng [1] .16 Sơ đồ 6: Cấu tạo nguyên lý detector DAD [33] 20 Sơ đồ 7: Mơ hình thực nghiệm 27 Sơ đồ 8: Quy trình làm bánh Trung thu 28 Sơ đồ 9: Quy trình chiết số 38 Sơ đồ 10: Quy trình chiết số 40 Sơ đồ 11: Sơ đồ biểu diễn hàm lượng acrylamide thay đổi theo số lần nướng 50 Bảng 1: Độ tan acrylamide dung môi Bảng 2: Hàm lượng AA sản phẩm thực phẩm [12] Bảng 3: Giới hạn nồng độ AA Bảng 4: Độ thu hồi độ lệch chuẩn tương đối khoảng nồng độ khác nhau.24 Bảng 5: Cách pha dung dịch chuẩn 30 Bảng 6: Kết chọn bước sóng 33 Bảng 7: Kết tối ưu cột sắc ký .35 Bảng 8: Kết tính độ thích hợp hệ thống .41 Bảng 9: Kết xây dựng đường chuẩn 43 Bảng 10: Kết độ thu hồi 400 ppb 44 Bảng 11: Kết độ thu hồi nồng độ 1000 ppb 44 Bảng 12: Kết độ thu hồi nồng độ 2000 ppb 45 Bảng 14: Kết tính LOD, LOQ 46 Bảng 15: Kết độ tái lặp ngày thí nghiệm .47 Bảng 16: Kết khảo sát hàm lượng AA mẫu bánh lần nướng 48 Bảng 17: Kết phân tích hàm lượng AA mẫu bánh mua sẵn .50 Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Mối liên quan nồng độ enzym hàm lượng acrylamide [26] 14 Hình 2: Quá trình tách sắc tố thực vật 15 Hình 3: Bơm cao áp kiểu pittong [1] 17 Hình 4: Van bơm mẫu vị trí load [1] .17 Hình 5: Van bơm mẫu vị trí inject [1] 18 Hình 6: Cột pha đảo [1] .18 Hình 7: Cột pha thuận [1] 19 Hình 8: Đường chuẩn dạng y=a.x+b 22 Hình 9: Sắc ký đồ dung mơi nước bước sóng 202, 210, 226 nm 32 Hình 10: Sắc ký dồ AA 10 ppm bước sóng 202, 210, 226 nm 33 Hình 11: Sắc ký đồ pha động Nước: MeOH = 96: 34 Hình 12: Sắc ký đồ với pha động nước .34 Hình 13: Sắc ký đồ phân tích cột C8 InertSustain .35 Hình 14: Sắc ký đồ phân tích cột Eclipse Plus C18 35 Hình 15: Sắc ký đồ với tốc độ dòng 0,6 ml/phút 36 Hình 16: Sắc ký đồ với tốc độ dịng 0,8 ml/phút 36 Hình 17: Sắc ký đồ với tốc độ dòng ml/phút 36 Hình 18: Sắc ký đồ dịch chiết mẫu trắng dùng dung môi chiết (1) 39 Hình 19: Sắc ký đồ dịch chiết mẫu trắng dùng dung môi chiết (2) 40 Hình 20: Sắc ký đồ mẫu trắng 42 Hình 21: Sắc ký đồ mẫu trắng thêm chuẩn 0,2 ppm 42 Hình 22: Sắc ký đồ mẫu trắng thêm chuẩn ppm 42 Hình 23: Đường chuẩn AA 0,2 - 2,0 ppm 43 Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.01 .56 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.02 .57 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.03 .58 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.04 .59 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.05 .60 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.06 .61 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.07 .62 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.08 .63 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.09 .64 Phụ lục 1: Sắc ký đồ mẫu N1.010 .65 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.01 .66 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.02 .67 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.03 .68 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.04 .69 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.05 .70 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.06 .71 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.07 .72 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.08 .73 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.09 .74 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.010 .75 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.01 .76 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.02 .77 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.03 .78 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.04 .79 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.05 .80 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.06 .81 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.07 .82 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.08 .83 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.09 .84 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.010 .85 Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp thực phẩm, nhiều sở sản xuất bánh Trung thu đời cung cấp nhiều mẫu bánh với hình thức đa dạng Trong loại bánh nướng lựa chọn phổ biến người tiêu dùng dịp lễ Trung thu Việt Nam Tháng năm 2002 lần acrylamide công bố nghiên cứu Tổ chức thực phẩm quốc gia Thụy Điển [6], chất độc sinh trình chế biến nhiệt loại thực phẩm giàu cacbohydrat Sau nhiều nghiên cứu tiến hành nước khác Na Uy, Thụy Sĩ, Anh, Mỹ…trên mẫu khoa tây chiên, bim bim, snack khoai tây, mỳ tôm, cà phê… Tuy nhiên Việt Nam giới chưa có nhiều nghiên cứu hàm lượng acrylamide có bánh Trung thu Vì vậy, cần có cơng cụ đánh giá hàm lượng acrylamide để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Tổ chức Y tế giới WHO tổ chức lương thực Liên Hợp Quốc (FAO) cho acrylamide nguyên nhân gây độc tính với thần kinh, với hệ sinh sản có hại cho di truyền Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu Ung thư xếp (IARC) xếp acrylamide vào nhóm “có thể gây ung thư cho người” [14,17] Vì chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu định lượng acrylamide số thực phẩm” nhằm đánh giá hàm lượng acrylamide bánh Trung thu khảo sát ảnh hưởng số lần nướng tới hàm lượng acrylamide trình nướng bánh Bài luận văn gồm có phần sau: - Tổng quan chung - Xây dựng quy trình định lượng acrylamide phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao - Ứng dụng quy trình xây dựng để khảo sát hàm lượng acrylamide mẫu bánh Trung thu theo số lần nướng bánh Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 I TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Tổng quan acrylamide 1.1.1 Tính chất lý, hóa Acrylamide (AA) chất hóa học có cơng thức phân tử C3H5NO CAS 79-06-1, phân tử lượng 71,079 g/mol tên danh pháp quốc tế IUPAC prop-2-enamide [5, 6] Tính chất vật lý [6]: + Là tinh thể màu trắng, không mùi + Nhiệt độ nóng chảy: 84,5 ± 0,3oC + Áp suất hơi: thấp (0,007 mmH g 25oC, 0,03 mmHg 40oC, 0,07 mmHg 50oC 0,14 mmHg 55oC) + Nhiệt độ sôi: 87,2 °C mm Hg + Ở điều kiện phân hủy không nhiệt tạo thành NH3, tác dụng nhiệt độ phân hủy thành CO, CO2, NOx… + Độ tan acrylamide dung môi phân cực không phân cực sau : Bảng 1: Độ tan acrylamide dung mơi Tên dung mơi Độ hịa tan (g/l) Tên dung mơi Độ hịa tan (g/l) Acetone 631 Ethylacetate 162 Ethanol 862 Chloroform 26,6 Methanol 1550 Benzen 3,46 Nước 2550 N-hexan 0,068 Tính chất hóa học [5]: AA chất hữu phân tử nhỏ chứa nhóm vinyl electrophilic dễ phản ứng với tác nhân nucleophil AA bị thủy phân đứt Trang LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.06 Trang 71 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.07 Trang 72 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.08 Trang 73 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.09 Trang 74 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 2: Sắc ký đồ mẫu N2.010 Trang 75 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.01 Trang 76 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.02 Trang 77 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.03 Trang 78 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.04 Trang 79 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.05 Trang 80 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.06 Trang 81 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.07 Trang 82 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.08 Trang 83 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.09 Trang 84 LUẬN VĂN CAO HỌC 2018 Phụ lục 3: Sắc ký đồ mẫu N3.010 Trang 85 ... Vì chúng tơi chọn đề tài ? ?Nghiên cứu định lượng acrylamide số thực phẩm? ?? nhằm đánh giá hàm lượng acrylamide bánh Trung thu khảo sát ảnh hưởng số lần nướng tới hàm lượng acrylamide trình nướng bánh... 1.1.5 Các phương pháp định lượng acrylamide công bố 1.2 Các nghiên cứu acrylamide mẫu bánh trung thu công bố 12 1.2.1 Phương pháp HPLC định lượng acrylamide thực phẩm nướng chiên giòn Trung... toàn thực phẩm Châu Âu (European Food Safety Authority) đưa báo cáo ngày 30 tháng năm 2009 khảo sát hàm lượng acrylamide năm 2007 sản phẩm thực phẩm sau [12]: Bảng 2: Hàm lượng AA sản phẩm thực phẩm