Tối ưu hóa điều kiện tách và xác định các axit béo trong mỡ cá basa việt nam bằng phương pháp sắc ký khí ion hóa ngọn lửa

Journal of Thu Dau Mot University, No (21) – 2015 TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC AXIT BÉO TRONG MỢ CÁ BASA VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ION HÓA NGỌN LỬA Võ Thị Việt Dung(1), Nguyễn Xuân Trung(2), Lưu Văn Bôi(2), Yasuaki Maeda(3) (1) Trường Đại học Phạm Văn Đồng, (2) Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, (3) Trường Đại học Osaka Prefecture (Nhật Bản) TĨM TẮT Trong nghiên cứu này, sử dụng phương pháp sắc ký khí ion hóa lửa (GC/FID) để tách xác định axit béo có mỡ cá basa Việt Nam Ảnh hưởng chương trình nhiệt độ lị cột (nhiệt độ ban đầu, nhiệt độ tăng nhiệt cột tách), tốc độ pha động tỉ lệ bơm chia dòng đến khả tách metyl este axit béo (FAME) độ lặp lại tỷ lệ diện tích pic FAME/IS nghiên cứu Mơ hình hóa thực nghiệm GC/FID tìm điều kiện tối ưu: nhiệt độ ban đầu cột tách: 1400C, tốc độ tăng nhiệt cột tách: 2.40C/phút; tốc độ pha động: 20.5cm/s tỷ lệ bơm chia dòng 30:1 Kết phân tích axit béo có mỡ cá basa Việt Nam bao gồm 25 axit béo hàm lượng axit béo no, axit béo không no nối đôi axit béo không no nhiều nối đôi chiếm 42,84%, 38,44% 18,48% Từ khóa: hơ hình, hóa thực nghiệm, tối ưu hóa, mỡ cá, UFLC, GC/FID, FAME MỞ ĐẦU hoàn sinh trưởng thực vật nên khơng làm tăng hiệu ứng nhà kính Ngun nhân chủ yếu gây Hiện Việt Nam ngun liệu biến đổi khí hậu tồn cầu phát sản xuất biodiesel có ưu thải khí CO2 sử dụng nhiên liệu hóa mỡ cá basa sản phẩm phụ có thạch Vì phát triển nguồn sẵn, rẻ tiền, sản lượng tăng nhanh lượng thay lượng hóa năm gần tình hình thạch có ý nghĩa chiến lược xuất phile cá phát triển mạnh, tồn phát triển bền vững đồng thời tận dụng nguồn phế quốc gia Biodiesel sản xuất từ thải, hạn chế gây ô nhiễm môi trường dầu thực vật mỡ động vật lựa chọn tốt để thay Để sản xuất biodiesel, hàm lượng diesel dầu mỏ Một mặt, biodiesel axit béo no không no có ảnh hưởng nguồn nhiên liệu tái tạo góp lớn đến chất lượng nhiên liệu Nếu phần đảm bảo an ninh lượng Mặt hàm lượng axit béo no cao, diesel sinh khác, khí CO2 thải từ động sử học sản xuất có nhiệt độ bắt cháy dụng biodiesel tham gia vào vịng tuần nhiệt độ đóng rắn cao Để sử dụng 28 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (21) – 2015 nhiên liệu cho động đốt vùng lạnh, cần phải có phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc Ngược lại hàm lượng axit béo không no mỡ cá cao, nhiên liệu thu có nhiệt độ đơng đặc thấp, thuận lợi cho động [3-5] Do tầm quan trọng nguyên liệu đầu vào mỡ cá basa sản xuất biodiesel, việc xác định xác thành phần axit béo mỡ cá có ý nghĩa khoa học thực tiễn 2.2 Thiết bị Máy sắc ký lỏng UF C hãng Shimadzu (Nhật), detectơ số khúc xạ RID-10A, hệ sắc ký lỏng: C– 20AD, degasser: DGU–20A3, lò cột: CTO–20A, cột sắc ký: Cadenzal CD– C18 (250 mm × 4,6 mm ID × μm) Imtakt (Mỹ) Máy sắc ký khí Shimadzu GC-2010 (Nhật), detector ion hóa lửa (FID), cột mao quản phân cực mạnh SPTM-2560 (100m × 0,25mm ID × 0,2 m) Supelco (Mỹ) Máy khuấy từ gia nhiệt Velp 1200 rmp (Italia), lị vi sóng Sanyo 1200W (Nhật), bơm chân không IKA (Đức), máy rung siêu âm Telsonic 750W (Thụy Sỹ), 2.3 Xác định số axit béo tự chuyển hóa mỡ cá basa thành metyl este axit béo Theo quy trình xác định số axit béo tự dầu mỡ động thực vật cơng trình nghiên cứu [7], chúng tơi xác định phần trăm axit béo tự có mỡ cá basa 1,26% < 2,5%, thích hợp tiến hành chuyển hóa thành FAME phương pháp chuyển vị transeste hóa xúc tác kiềm [7] Quy trình chuyển hóa mỡ cá basa thành FAME qua phản ứng chuyển vị transeste hóa xúc tác kiềm [7] Mức độ chuyển hóa xác định hệ thống UF C Kết phân tích cho thấy độ chuyển hóa mỡ cá basa thành FAME 99% 2.4 Khảo sát điều kiện phân tích sắc ký khí Với mục đích tách xác định FAME chuyển hóa từ mỡ cá basa, bốn điều kiện tách sắc ký khí khảo sát bao gồm: Tốc độ pha động (tốc độ Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu tìm điều kiện để tách, xác định thành phần axit béo mỡ cá basa chủ yếu tập trung theo hướng nghiên cứu tối ưu luân phiên điều kiện Mục tiêu nghiên cứu tối ưu hóa đồng thời yếu tố khảo sát, đánh giá mức độ ảnh hưởng yếu tố tìm điều kiện tối ưu cho trình tách, xác định thành phần axit béo mỡ cá basa phương pháp sắc ký khí ion hóa lửa (GC/FID) Chúng sử dụng phương pháp mặt mục tiêu theo mơ hình hồi quy bậc hai tâm trực giao với hỗ trợ phần mềm Modde 5.0 để thực mục tiêu nêu THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất Mỡ cá basa (Cơng ty cổ phần xuất nhập thủy sản Agifish An Giang, Việt Nam) Metanol, axeton, axetonitril, diclometan (Merck, Đức) Kalihiđroxit, axit photphoric, natri sunfat khan (Trung Quốc) Metanol công nghiệp 90% (Malaysia) Chất chuẩn hỗn hợp 37 metyl este axit béo (FAME) (Supelco, Mỹ) Chất nội chuẩn (IS) n - hexadecan (Sigma Aldrich, Mỹ) 29 Journal of Thu Dau Mot University, No (21) – 2015 khí mang), nhiệt độ ban đầu cột tách, tốc độ tăng nhiệt cột tách, tỉ lệ bơm chia dịng Các điều kiện phân tích GC-FID bảng Bảng Các điều kiện phân tích sắc ký khí Thơng số Điều kiện Nhiệt độ buồng bơm 260 (0C) Thể tích bơm mẫu 1L Cột tách Cột mao quản SPTM–2560 (100 m × 0,25 mm × 0,2 m) Detector FID, nhiệt độ: 2600C, tốc độ khí H2: 40 mL/phút, tốc độ khơng khí: 400 mL/phút Tỉ lệ bơm chia dịng 10:1; 50:1; 100:1; 150:1; 200:1 Tốc độ khí mang He 18; 20; 22; 24; 25(cm/giây) Chương trình nhiệt độ cột tách – Nhiệt độ đầu 600C (800C, 1000C, 1200C) giữ phút – Tăng 100C/phút lên 1400C, giữ phút – Tăng 2; 2.5; 3; 3.5; 40C/phút lên 2400C – Nhiệt độ đầu 1400C, giữ phút – Tăng 2; 2.5; 3; 3.5; 40C/phút lên 2400C *Ghi chú: thông số in nghiêng thông số khảo sát 2.5 Thiết kế mơ hình thực nghiệm tương đối tỉ lệ diện tích píc FAME/IS tìm điều kiện tối ưu cho trình tách xác định FAME, chúng tơi chọn mơ hình thực nghiệm tối ưu hóa bậc nhân tố (D-Optimal quadratic), mức sở khoảng biến thiên nhân tố cho bảng Để nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời bốn nhân tố khảo sát phương pháp GC/FID: tốc độ pha động, tỉ lệ bơm chia dòng, nhiệt độ ban đầu tốc độ tăng nhiệt cột tách tới hai hàm mục tiêu khả tách FAME độ lệch chuẩn Bảng Phạm vi biến đổi nhân tố độc lập mơ hình thực nghiệm Nhân tố mã hóa Nhân tố Các mức Mức (+1) Mức gốc (0) Khoảng biến thiên () Mức (–1) Nhiệt độ ban đầu cột tách (x1, 0C) X1 140 100 60 40 Tốc độ pha động (x2, cm/giây) X2 25 21.5 18 3.5 Tỉ lệ bơm chia dòng (x3) X3 200 105 10 95 Tốc độ tăng nhiệt cột tách (x4, 0C/phút) X4 Với x i  Xi  X io i  a N i 1 y2  Trong đó: Xi: giá trị dạng thực nhân tố khảo sát, X io : mức gốc Xi, i: khoảng biến thiên nhân tố khảo sát Xi Các hàm mục tiêu y tính theo phương trình (1) phương trình (2): y1  2(t RB  t RA ) WA  WB i a N 1 a  100% (2) Trong y1 khả tách FAME (độ phân giải R), tRA, tRB , WA, WB thời gian lưu độ rộng pic cấu tử A B; y2 độ lệch chuẩn tương đối (RSD %) tỉ lệ diện tích píc FAME/IS, ai, a tỉ lệ diện tích píc FAMEi/IS giá trị trung bình nó, (1) 30 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (21) – 2015 N số lần thí nghiệm lặp lại, N–1 = f số bậc tự Ở mục tiêu y1 chọn giá trị nhỏ nhất, y2 chọn giá trị lớn 3.1 Tối ưu hóa điều kiện GC/ FID theo phương pháp đơn biến Trước hết khảo sát, so sánh khả tách FAME độ lặp lại tỉ lệ diện tích pic FAME/IS để xác định khoảng biến thiên điều kiện phân tích GC/FID nhằm tách xác định FAME (bảng 1) Kết khảo sát đơn biến tìm khoảng biến thiên điều kiện phân tích GC/FID thu được: tốc độ pha động (tốc độ khí mang) He: 18 – 25 cm/s; tốc độ tăng nhiệt cột tách: – 40C/phút; nhiệt độ ban đầu cột tách: 60 – 1400C; tỉ lệ bơm chia dòng: 10:1 – 200:1 Quan hệ hàm mục tiêu nhân tố khảo sát mô tả theo phương trình bậc hai: y = b0x0 + b1x1 + + b12x1x2 + b13x1x3 + + b11(x12 – ) + b22 (x22 – ) +… Với tham số hồi quy  cánh tay địn d tính sẵn cho mơ hình hồi quy bậc hai tâm trực giao n = là:  = 0,8000, d = 1,4142 2.6 Phân tích thống kê Quy hoạch hóa thực nghiệm theo mơ hình tối ưu bậc 2, đánh giá tính có nghĩa hệ số hồi quy theo chuẩn Student, đánh giá tính phù hợp phương trình hồi quy theo chuẩn Fisher [3] Phần mềm Modde 5.0 sử dụng để tính tốn số liệu quy hoạch phân tích phương sai, phân tích hồi quy kết thực nghiệm 3.2 Tối ưu hóa điều kiện GC/ FID theo phương pháp đa biến Xây dựng mơ hình hồi quy bậc hai tâm trực giao Sử dụng mơ hình hồi quy bậc hai tâm trực giao để xây dựng phương trình hồi quy (PTHQ) đánh giá ảnh hưởng đồng thời nhân tố khảo sát đến khả tách FAME độ lệch chuẩn tương đối (RSD%) tỉ lệ diện tích pic FAME/IS Kết thực nghiệm trình bày bảng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Mẫu mỡ cá basa sau chuyển hóa hồn tồn thành FAME, chúng tơi nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu GC/FID để phân tích thành phần sản phẩm chuyển hóa Bảng Kết thực nghiệm tìm điều kiện GC/FID tách xác định FAME theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực giao TT Biến mã hóa Biến số thực Kết x1 x2 X3 x4 X1 X2 X3 X4 -1 -1 -1 -1 18 60 10 y1 0,59 y2 1,76 -1 -1 -1 25 60 10 0,6 1,88 1,75 -1 -1 -1 18 140 10 1,02 1 -1 -1 25 140 10 0,21 1,79 -1 -1 -1 18 60 10 1,92 10 1,79 1,69 -1 -1 25 60 -1 1 -1 18 140 10 0,43 1 -1 25 140 10 1,75 200 0,62 3,85 3,92 3,82 -1 -1 -1 18 60 10 -1 -1 25 60 200 0,17 11 -1 -1 18 140 200 1,09 31 Journal of Thu Dau Mot University, No (21) – 2015 12 1 -1 25 140 200 0,24 3,88 3,84 13 -1 -1 1 18 60 200 14 -1 1 25 60 200 3,87 200 0,47 3,84 3,92 0,78 3,23 15 16 -1 1 18 140 1 25 140 200 0 16,6 100 105 18 1,4142 1,4142 0 26,4 100 105 0,15 3,18 19 -1,4142 0 21,5 43,4 105 0,68 3,2 105 0,99 3,23 0,66 3,16 17 20 1,4142 21 0 22 0 1,4142 1,4142 21,5 156,6 21,5 100 1,6 105 21,5 100 4,4 105 3,19 - 23 0 -1,4142 21,5 100 -29,3 - 24 0 1,4142 21,5 100 239,3 0,86 4,07 105 0,96 3,24 3,19 3,23 251 0 0 21,5 252 0 0 21,5 253 0 0 21,5 100 100 105 0,96 100 105 0,97 Ở đây, cần tiến hành N = 27 thí nghiệm để xác định hệ số PTHQ Thí nghiệm thứ 25 thí nghiệm tâm tiến hành lần Phương sai thí nghiệm xác định theo thí nghiệm bổ sung 2 tâm S0(R) = 7,43.10-5, S0(RSD) = 7.10- Từ kết thí nghiệm, sử dụng phần mềm Modde 5.0 loại bỏ hệ số hồi quy không phù hợp, tức hệ số có t iTN = bi / Sbi < tp(f) hay t iTN < t(0,05)(2) = 4,3 Kết bảng Bảng Kết phân tích ảnh hưởng nhân tố khảo sát đến khả tách FAME (I) độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tich pic FAME/IS (II) GC/FID theo mơ hình hồi quy bậc hai tâm trực giao Y b0 x1 x2 x3 x4 x1.x1 x2.x2 x3.x3 x4.x4 x1.x2 x1.x3 x1.x4 x2.x3 x2.x4 x3.x4 N = 26 Hệ số hồi quy I II 0,95 3,24 -0,22 0,01 0,12 -0,02 -0,21 6,00.10-4 0,01 1,04 -0,24 -0,02 -0,05 -0,02 -0,31 -0,04 -0,05 -0,33 -0,11 0,01 0,10 -0,02 -0,01 0,01 -0,01 3,10.10-3 0,01 0,02 -0,01 1,90.10-3 Phương sai mẫu I II 1,42.10-16 8,01.10-19 3,89.10-13 0,30 2,84.10-10 0,17 6,10.10-13 0,96 0,12 1,45.10-16 -11 2,36.10 0,29 8,71.10-5 0,41 1,50.10-12 0,08 1,19.10-5 1,15.10-8 -9 3,17.10 0,49 3,99.10-9 0,26 0,30 0,49 0,20 0,82 0,38 0,13 0,31 0,89 Chuẩn t I 8,0.107 3,7.105 7,0.103 2,7.105 0,024 4,9.104 5,7 2,5.105 13 1,9.103 1,6.103 0,013 0,02 9,7.10-3 0,013 R 2I  0,9983 RSDI =0,025 R  0,9984 RSDII=0,053 II II 3,6.109 0,018 0,049 6,1.10-4 8,6.107 0,037 0,031 0,14 3,1.10-3 0,014 0,039 0,014 3,4.10-3 0,056 2,0.10-3 Độ tin cậy (±) I II 0,03 0,06 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,02 0,04 0,02 0,04 0,02 0,04 0,02 0,05 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 0,03 P =0,95 *Ghi chú: Nh ng hệ số in nghiêng, đậm hệ số khơng có ý nghĩa PTHQ Những kết thu bảng cho thấy có ảnh hưởng bậc tới khả tách FAME - y1 tốc độ pha động x1 (tiêu cực), nhiệt độ ban đầu x2 (tích cực) tốc độ tăng nhiệt cột tách x3 (tiêu cực), tỉ lệ bơm chia 32 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (21) – 2015 dịng x4 ảnh hưởng khơng đáng kể Ngược lại tỉ lệ bơm chia dòng lại nhân tố bậc ảnh hưởng chủ yếu (tích cực) đến độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS - y2, ba nhân tố cịn lại ảnh hưởng Khả tách FAME chịu ảnh hưởng tiêu cực bậc hai bốn nhân tố khảo sát ảnh hưởng đồng thời tốc độ pha động nhiệt độ ban đầu cột tách, x1x2 (tiêu cực), tốc độ pha động tốc độ tăng nhiệt cột tách, x1x3 (tích cực) Trong độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS chịu ảnh hưởng bậc hai tỉ lệ bơm chia dòng, x42 (tiêu cực), ảnh hưởng bậc hai ảnh hưởng đồng thời nhân tố khác khơng đáng kể (hình 1) 0,10x1x3 – 0,24(x12 – 0,800) – 0,05(x22 – 0,800) – 0,31(x32 – 0,800) – 0,05(x42 – 0,800) (3); y2 = 3,24 + 1,04x4 – 0,33(x42 – 0,800) (4) Sử dụng chuẩn Fisher để kiểm tra phù hợp mô hình: Fmơ hình I = S 2phï hỵp I S 20I = 4,53.10 4  6,09 < Fbảng = F0,95(15, 7, 43.10 5 2) = 19,43 Fmơ hình II = S 2phï hỵp II S 20II = 1,33.10 3  1,91 < Fbảng = F0,95(23, 2) 7.104 KHA NANG TACH = 19,45 Fmơ hình < Fbảng : mơ hình thống kê mơ tả thực nghiệm Do mơ hình tốn học mơ tả quan hệ khả tách FAME độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS theo biến thực: Y1 = -8,67 + 0,76X1 + 0,03X2 + 0,99X3 + 0,01.10-1X4 – 0,75.10-3X1X2 + 0,03X1X3 – 0,02X12 – 0,33.10-4X22 – 0,31X32 – 0,05.10-4X42 (5); Y2 = 1,95 + 0,02X4 – 3,65.10-5X42 (6) Hai PTHQ phản ánh xác mơ hình thực nghiệm, điều khẳng định qua giá trị độ lệch chuẩn R2 mơ hình (bảng 4) Mơ hình dự đốn khả tách FAME độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS với độ xác cao, tương ứng 99,85% 99,47%, giá trị thu từ mơ hình dự đốn giá trị thực nghiệm có sai khác nhỏ (hình 2) Hình Sự biến thiên khả tách FAME GC/FID theo nhiệt độ ban đầu cột tách (60–1400C) tỉ lệ bơm chia dòng (10:1–200:1) cố định tốc độ pha động (25 cm/s) tốc độ tăng nhiệt cột tách (40C/phút) Từ kết thu bảng 4, sau loại nhân tố khơng phù hợp, viết PTHQ dạng mã hóa mơ tả phụ thuộc y1, y2 vào nhân tố xi sau: y1 = 0,95 – 0,22x1 + 0,12x2 – 0,21x3 – 0,11x1x2 + 33 Độ tách FAME theo mơ hình Journal of Thu Dau Mot University, No (21) – 2015 1,1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Xác định điều kiện tối ưu phương pháp GC/FID y = 0,997x + 0,0013 R2 = 0,997 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Dựa PTHQ bậc hai tâm trực giao xây dựng thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng đồng thời nhân tố GC/FID đến khả tách FAME độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS để xác định điều kiện tối ưu Bằng cách lấy đạo hàm hàm hồi quy theo biến cho để tìm cực trị hàm tìm điều kiện tối ưu để tách xác định FAME (thông qua phần mềm Modde 5.0) bảng 1,1 RSD (FAME/IS) theo mô hình Độ tách FAME theo thực nghiệm y = 0,9894x + 0,0297 R2 = 0,9894 3,5 2,5 1,5 1,5 2,5 3,5 RSD (FAME/IS) theo thực nghiệm Hình Tương quan gi a giá trị thực nghiệm khả tách FAME (trên), độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích píc FAME/IS (dưới) giá trị dự đốn từ mơ hình Bảng Điều kiện tối ưu tách xác định FAME điều chế từ mỡ cá basa GC/FID Nhiệt độ ban Tốc độ pha Tỉ lệ bơm Tốc độ tăng đầu ( C) động (cm/s) chia dòng nhiệt ( C/phút) 140 20,5 30:1 2,4 Rdđ 1,08 RSDdđ (%) 2,11 Rtn 1.08 RSDtn (%) 2,12 Ghi chú: tn: thực nghiệm; dđ: dự đốn (từ mơ hình) Ở điều kiện tối ưu trên, khả tách FAME độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS có giá trị dự đốn theo mơ hình tối ưu hóa 1,08 2,11% Các giá trị trung bình tương ứng thu tiến hành thực nghiệm lần với chất chuẩn FAME 20–40–60 ppm 1,08 2,12% Như độ xác số liệu theo mơ hình theo thực nghiệm điều kiện tối ưu giống Kết cho thấy mơ hình dự đốn có độ xác cao, đảm bảo độ tin cậy Đây cơng cụ hữu ích việc tiên đốn kết tối ưu hóa điều kiện thực nghiệm 3.3 Tách xác định FAME mẫu mỡ cá basa Việt Nam Giá trị phương sai thực nghiệm theo điều kiện tối ưu thu được: S2tu I = 6,43.10-5, S2tu II = 5,33.10-4 mơ hình tương ứng là: S 20 I = 7,43.10-5, S 20II = 7,00.10-4 Có Ftính I = 7,43.10-5/6,43.10-5 = 1,16; Ftính II = 7,00.10-4/5,33.10-4 = 1,31 < Fbảng (0,95; 2; 2) = 19 Áp dụng điều kiện tối ưu tìm được, tiến hành tách xác định axit béo mẫu mỡ cá basa, kết trình bày bảng hình 34 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (21) – 2015 Bảng Kết phân tích mẫu mỡ cá basa Việt Nam TT Axit béo f (FAi) f (TGi) C14:0 0,942 C15:0 Mỡ cá basa mg/g (FAME) mg/g (TG) mg/g (FA) % 0,994 43,79±0,90 43,53±0,89 41,25±0,85 5,03 RSD% (n=6) 2,11 0,945 0,995 1,40±0,01 1,39±0,01 1,32±0,01 0,16 1,02 C16:0 0,948 0,995 239,82±11,00 238,62±10,95 227,35±10,43 27,53 4,65 C17:0 0,951 0,995 1,70±0,03 1,69±0,03 1,62±0,03 0,20 2,06 C18:0 0,953 0,995 70,00±1,16 69,65±1,16 66,71±1,11 8,04 1,76 C20:0 0,957 0,996 2,29±0,05 2,28±0,05 2,19±0,05 0,26 2,28 C22:0 0,960 0,996 2,40±0,04 2,39±0,04 2,30±0,03 0,28 1,39 C23:0 0,962 0,996 6,31±0,17 6,28±0,17 6,07±0,16 0,72 2,66 10 C24:0 0,963 0,996 1,33±0,02 1,33±0,02 1,28±0,02 0,15 1,27 373,16±13,47 371,23±13,40 353,92±12,77 42,84 Tổng cộng Axit béo không no nối đôi 11 C16:1 0,948 0,995 12,14±0,29 12,07±0,29 11,50±0,28 1,39 2,44 12 C17:1 0,950 0,995 1,04±0,02 1,03±0,02 0,99±0,02 0,12 1,89 13 C18:1n9c 0,953 0,995 320,36±9,18 318,76±9,13 305,30±8,75 36,78 2,81 14 C22:1n9 0,960 0,996 0,71±0,02 0,70±0,02 0,68±0,02 0,08 3,23 15 C24:1n9 0,963 0,996 0,62±0,02 0,62±0,02 0,60±0,02 0,07 2,62 334,86±9,52 333,19±9,48 319,07±9,08 38,44 Tổng cộng Axit béo không no nhiều nối đôi 16 C18:2n6c 0,952 0,995 121,65±5,25 121,05±5,26 117,81±5,00 13,97 4,50 17 C18:3n3 0,952 0,995 7,55±0,10 7,51±0,09 7,19±0,09 0,87 1,25 18 C18:3n6 0,952 0,995 6,28±0,09 6,25±0,09 5,98±0,08 0,72 1,35 19 C20:2n6 0,957 0,996 7,73±0,12 7,69±0,12 7,36±0,11 0,89 1,49 20 C20:3n3 0,956 0,996 0,53±0,01 0,53±0,01 0,51±0,01 0,06 2,12 21 C20:3n6 0,956 0,996 8,13±0,14 8,10±0,14 7,77±0,14 0,93 1,80 22 C20:4n6 0,956 0,996 0,62±0,01 0,62±0,01 0,60±0,01 0,07 1,85 23 C20:5n3 0,956 0,996 1,60±0,03 1,59±0,03 1,53 ±0,02 0,18 1,63 24 C22:2n6 0,960 0,996 1,16±0,02 1,15±0,02 1,11±0,02 0,13 1,62 25 C22:6n3 0,959 0,996 5,75±0,16 5,73±0,16 5,52±0,16 0,66 2,87 161,00±5,92 160,22±5,89 155,37±5,54 18,48 2,01±0,04 2,00±0,04 1,92±0,03 0,23 871,03±28,95 866,63±28,81 830,27±27,42 100 Tổng cộng Khác Tổng cộng 0,954 0,996 Kết phân tích bảng cho thấy mỡ cá basa có chứa đến 25 axit béo axit béo chiếm hàm lượng cao axit oleic C18:1n-9c (37%), tiếp đến axit palmitic C16:0 (28%), axit linoleic C18:2n-6c (14%), 2,05 axit stearic C18:0 (8%), axit myristic C14:0 (5%), axit palmitoleic C16:1 (1,4%), axit béo khác có hàm lượng thấp, 1%, có hàm lượng thấp axit eicosatrienoic C20:3n-3 (0,06%) Tổng axit béo 35 Journal of Thu Dau Mot University, No (21) – 2015 no chiếm hàm lượng cao (43%), tiếp đến axit béo không no nối đôi (38%) – cao lần axit béo không no nhiều nối đôi (18%) Hàm lượng axit béo -3 -6 mỡ cá basa 155 mg 1g chất béo có 15 mg/g axit béo -3 140 mg/g axit béo -6, đặc biệt có thành phần DHA C22:6n-3 (5,52 mg/g) EPA C20:5n-3 (1,53 mg/g) tốt cho sức khỏe C18:1n9c uV(x100,000) 1.50 tốc độ tăng nhiệt cột tách Trong độ lệch chuẩn tương đối tỉ lệ diện tích pic FAME/IS chịu ảnh hưởng bậc bậc tỉ lệ bơm chia dòng, ảnh hưởng nhân tố khác không đáng kể – Tối ưu hóa điều kiện tách xác định đồng thời 37 axit béo phương pháp GC/FID với khả tách tốt, độ lặp lại cao, điều kiện tối ưu thu được: chương trình nhiệt độ: nhiệt độ đầu 1400C, giữ phút, tăng 2,40C/phút lên 2400C, giữ phút; khí mang He tốc độ 20,5 cm/s; bơm chia dòng tỉ lệ 30:1 C16:0 1.25 (a) 1.00 C18:2n6c 0.75 27.5 30.0 32.5 35.0 37.5 40.0 45.0 – Áp dụng điều kiện tối ưu tách xác định axit béo mỡ cá basa Việt Nam Thành phần mỡ cá chứa 42,84% axit béo no; 34,44% axit béo không no nối đôi 18,48% axit béo không no nhiều nối đơi, chủ yếu axit béo oleic, palmitic, linoleic stearic C22:6n3 C20:5n3 C24:0 C22:2 47.5 C24:1 C22:0 C20:2 42.5 C20:3n6 C22:1n9 C20:3n3 C20:3n3 C20:4n6 C23:0 C18:3n6 C20:1 C18:3n3 0.00 C20:0 C16:1 C17:0 C15:0 C12:0 0.25 C18:1n9t C14:0 C18:0 0.50 50.0 52.5 55.0 uV(x10,000) 2.75 Chromatogram 2.50 2.25 (b) IS 2.00 C18:1n9c C16:0 1.75 1.50 C22:6n3 C24:1 C20:5n3 C22:0 C24:0 C22:2 C20:2 C20:3n6 C22:1n9 C20:3n3 C20:4n6 C23:0 C18:3n3 C21:0 C18:3n6 C20:1 C20:0 C18:2n6c C18:1n9t C18:2n6t C18:0 C17:1 C16:1 C15:1 C14:1 C15:0 C17:0 C12:0 C11:0 C24:1 0.25 C8:0 0.50 C4:0 0.75 C13:0 C10:0 1.00 C14:0 C6:0 1.25 0.00 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5 35.0 37.5 40.0 42.5 45.0 47.5 50.0 Hình Sắc đồ GC-FID mẫu chuẩn 37 FAME (a) mẫu mỡ cá basa Việt Nam (b) – Sử dụng kết nghiên cứu để xây dựng thành phương pháp tiêu chuẩn tách, xác định thành phần axit béo dầu mỡ động thực vật Việt Nam KẾT LUẬN – Xác định axit béo mỡ cá basa GC/FID sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng cho thấy khả tách FAME chịu ảnh hưởng bậc tốc độ khí mang, nhiệt độ ban đầu tốc độ tăng nhiệt cột tách, chịu ảnh hưởng bậc bốn nhân tố khảo sát ảnh hưởng đồng thời tốc độ pha động nhiệt độ ban đầu cột tách, tốc độ pha động – Áp dụng phương pháp nghiên cứu để mở rộng xác định axit béo nhiều đối tượng dầu mỡ động, thực vật khác nhằm cung cấp thêm số liệu phục vụ cho nghiên cứu dinh dưỡng, kiểm nghiệm thực phẩm, dược liệu, thức ăn gia súc, nhiên liệu sinh học… 36 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (21) – 2015 OPTIMIZE CONDITIONS FOR SEPARATION ANDDETERMINATION OF FATTY ACIDS IN VIETNAMESE CATFISH FAT BY GC/FID Vo Thi Viet Dung(1), Nguyen Xuan Trung(3), Luu Van Boi(2), Yasuaki Maeda(3) (1) Pham Van Dong University, (2) VNU University Og Science, (3) Osaka Prefecture University ABSTRACT In this study, gas chromatography - flame ionization detector (GC/FID) method was applied to separate and determine fatty acids in Vietnamese catfish fat Effect of temperature column program (initial temperature, growth temperature), speed of phase motion and split pumping rate on separation ability of fatty acid methyl ester (FAME) and repetition of area peak rate FAME/IS were investigated Experiment planning method for GC/FID showed that initial temperature column is 1400C; speed of phase motion is 20.5cm/s; split pumping rate is 30:1 and growth temperature column is 2.40C/min which are optimum conditions Results of analysis of fatty acids in catfish fat of Vietnam including: saturated fatty acids, monounsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids are 42.84%, 38.44% and 18.48% restectively TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Thị Việt Dung, Nguyễn Xn Trung, ưu Văn Bơi, Tạp chí Khoa học & Công nghệ, Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam, T.49 (3A), tr 164–172, (2011) [2] Võ Thị Việt Dung, Nguyễn Xn Trung, ưu Văn Bơi, Tạp chí Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, T.28 (1S), tr 35–41, (2012) [3] ê Thị Thanh Hương, Tạp chí phát triển KH&CN, T.9 (7), Tr 49–56, (2006) [4] ê Đức Ngọc, Xử lí số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm, Hà Nội, (2001) [5] Jon H Van Gerpen, Lawrence A Johnson, Earl J Hammond, The Iowa Soybean Promotion Board, Iowa, US, (1995) [6] Maeda, Yasuaki Kawachinaganoshi Osaka, European patent Application 1411042 A1, (2003) [7] Seppänen–Laakso T., Laakso I., Hiltunen R., Analytica Chimica Acta, 465, pp 39– 62, (2002) 37 ... dụng điều kiện tối ưu tách xác định axit béo mỡ cá basa Việt Nam Thành phần mỡ cá chứa 42,84% axit béo no; 34,44% axit béo không no nối đôi 18,48% axit béo không no nhiều nối đôi, chủ yếu axit béo. .. 2.3 Xác định số axit béo tự chuyển hóa mỡ cá basa thành metyl este axit béo Theo quy trình xác định số axit béo tự dầu mỡ động thực vật cơng trình nghiên cứu [7], xác định phần trăm axit béo. .. hưởng yếu tố tìm điều kiện tối ưu cho trình tách, xác định thành phần axit béo mỡ cá basa phương pháp sắc ký khí ion hóa lửa (GC/FID) Chúng sử dụng phương pháp mặt mục tiêu theo mô hình hồi quy bậc