Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) được áp dụng để xác định hàm lượng mangan và kẽm trong cá diêu hồng nuôi ở khu vực phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình. Phương pháp này cho độ lặp lại cao với RSD < 4,16%, độ thu hồi 94,52 ÷ 103,37%, giới hạn phát hiện thấp.
TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 107 XÁC ĐỊ NG MANGAN V KẼ ĐỊNH HÀ HAM LƯỢ LƯƠNG KẼM TRONG CÁ DIÊU HỒ HỒNG (Oreochromis sp.) NUÔI Ở KHU VỰ VỰC PHƯỜ PHƯỜNG BẮ BẮC NGHĨA, TH NH PHỐ NG BÌ NH PHỐ ĐỒNG HỚ HỚI, TỈ TỈNH QUẢ QUANG BINH Nguyễn Mậu Thành1 Trường Đại học Quảng Bình Tóm tắ tắt: Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS) áp dụng để xác định hàm lượng mangan kẽm cá diêu hồng nuôi khu vực phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình Phương pháp cho độ lặp lại cao với RSD < 4,16%, độ thu hồi 94,52 ÷ 103,37%, giới hạn phát thấp Kết cho thấy hàm lượng trung bình mangan kẽm cá diêu hồng là: (0,798 ÷ 2,056 mg/kg tươi 2,603 ÷ 13,025 mg/kg tươi), nằm giới hạn cho phép theo quy định 46/BYT 2007 Từ khóa: khóa cá Diêu hồng, mangan, kẽm, phương pháp AAS ĐẶT VẤN ĐỀ Cá điêu hồng (Oreochromis sp.) hay cịn gọi cá rơ phi đỏ khơng cịn xa lạ với Đây loại cá có màu sắc đỏ hồng đẹp, thịt cá diêu hồng vị ngọt, tính bình, khơng độc, có tác dụng bổ khí huyết, ích tỳ vị, lợi ngũ tạng Dùng bổ dưỡng cho nhiều bệnh chứng hư nhược, người già suy nhược, trẻ em còi cọc chậm lớn Mặt khác cá diêu hồng nhiều chất khoáng, vitamin nhiều nguyên tố vi lượng kẽm, đồng, canxi, Là loại cá cho suất cao, sản phẩm giàu dinh dưỡng, nên cá diêu hồng loại cá người ưa chuộng Chính vậy, năm qua ngành ni trồng thuỷ sản nước ta, có ni cá diêu hồng phát triển mạnh mẽ trở thành ngành kinh tế quan trọng, có động lực lớn việc thúc đẩy phát triển kinh tế [3] Trong thể người, mangan (Mn) trì số men quan trọng tăng cường trình tạo xương, cần cho trình tổng hợp protein, làm giảm lượng đường máu tránh khỏi tiểu đường Ngồi ra, mangan cịn kích thích chuyển hóa chất béo, giảm Nhận ngày 14.01.2017; chỉnh sửa, gửi phản biện duyệt đăng ngày 20.3.2017 Liên hệ tác giả: Nguyễn Mậu Thành; Email: Thanhhk18@gmail.com 108 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐƠ H NỘI cholesterol góp phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch Tuy nhiên, hàm lượng mangan vượt mức cho phép dẫn đến tượng ngộ độc, gây rối loạn thần kinh với biểu rung giật kiểu Parkinson [7] Bên cạnh đó, kẽm (Zn) ngun tố vi lượng đóng vai trị quan trọng trình tổng hợp, cấu trúc, tiết nhiều hormon đặc biệt quan trọng tuyến tiền liệt Trong tuyến tiền liệt mạnh khỏe dịch tuyến tiền liệt tiết chứa nhiều kẽm Hàm lượng kẽm tuyến tiền liệt nhiều so với tuyến khác Việc thiếu kẽm gây phì đại tuyến tiền liệt viêm tuyến tiền liệt, thay đổi khác tuyến sinh dục quan trọng [6] Những năm trở lại đây, tình trạng suy giảm nguồn lợi thủy hải sản trở nên đáng báo động, nhu cầu tiêu dùng người dân ngày lớn Chính thế, Quảng Bình xuất vùng chuyên nuôi cung cấp thủy sản thị trường, có phường Bắc Nghĩa Bắc Nghĩa phường thuộc thành phố Đồng Hới, theo thống kê phường tính đến năm 2016, tồn phường có đến 66,8% diện tích đất nơng nghiệp Các hộ dân chủ yếu tập trung nuôi cá diêu hồng, kiểm sốt chất lượng chưa đáng quan tâm Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử phương pháp phân tích đại ứng dụng rộng rãi để xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng đối tượng mẫu như: mẫu quặng, mẫu nước, thực phẩm, dược phẩm, [2] Vì việc xác định, đánh giá hàm lượng mangan kẽm cá diêu hồng nuôi khu vực phường Bắc Nghĩa, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình việc làm cần thiết có ý nghĩa THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị hóa chất Các ống nghiệm, cốc thủy tinh chịu nhiệt, bình định mức; Cân phân tích, bếp điện, máy xay, dao mổ y tế; Các micropipette Eppendorf đầu hút Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Zeenit 700P hãng Analytik Jena (Đức) Các hóa chất sử dụng có độ tinh khiết PA hãng Merck Đức: Dung dịch chuẩn gốc mangan (1001 ± ppm) kẽm (1000 ± ppm) chuyên dùng cho phép đo AAS; axít HNO3 MgNO2 đặc, nước cất hai lần 2.2 Chuẩn bị mẫu Mẫu cá diêu hồng (DH) lấy ao nuôi hộ dân tổ dân phố phường Bắc Nghĩa, thành phố Đồng Hới Các ao lựa chọn để lấy mẫu ao TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 109 dùng thường xuyên cho việc nuôi cá diêu hồng đạt hiệu cao Mẫu cá ký hiệu DHij, đó: i = ÷ n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = ÷ m (vị trí lấy mẫu) Các mẫu cá lấy vào đợt (đợt 1: 05/12/2016 cá ni trung bình tháng tuổi, đợt 2: 02/1/2017) Mỗi đợt gồm mẫu phân loại theo kích cỡ từ nhỏ đến lớn theo chiều dài, cân nặng cá, mẫu gồm ÷ cá thể, lấy theo phương pháp tổ hợp Cá diêu hồng lấy trạng thái sống chuyển phịng thí nghiệm xử lý sơ trước tiến hành phân tích tiêu: Rửa tráng nước cất, sau dùng dao inox tách lấy phần thịt Mẫu xay nhuyễn, cất tủ lạnh sâu nhiệt độ -200C chưa tiến hành phân tích [6], [8] 2.3 Phương pháp phân tích Nghiên cứu tập trung vào sử dụng phương pháp phân tích mangan kẽm thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử Với dung dịch phân tích xử lý kỹ thuật xử lý mẫu ướt (phá mẫu hỗn hợp HNO3 MgNO2) Quy trình xử lý mẫu, phân tích mangan kẽm thịt cá diêu hồng thực theo bước Hình 1: Hình Quy trình xử lý mẫu, phân tích Mn Zn thịt cá phương pháp F-AAS Áp dụng kỹ thuật phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử với dung dịch phân tích thu từ kỹ thuật phá mẫu ướt chấp nhận điều kiện hoạt động thiết bị công bố [2], nêu Bảng Bảng Điều kiện đo F-AAS xác định mangan kẽm Thông số Mn Zn 279,5 213,9 0,2 0,5 Cường độ đèn (mA) Chiều cao burner (mm) KK-C2H2 KK-C2H2 Bước sóng (nm) Khe đo (nm) Hỗn hợp khí đốt TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐƠ H 110 NỘI Để xác định hàm lượng nguyên tố mẫu phân tích theo phép đo F-AAS thực theo phương pháp đường chuẩn Lấy thể tích xác định dung dịch mẫu pha loãng theo hệ số pha loãng phù hợp với mangan kẽm khảo sát sơ hàm lượng chúng mẫu cá diêu hồng, tiến hành đo độ hấp thụ quang dung dịch KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng Đường chuẩn xác định hàm lượng mangan kẽm thể Hình Đối với mangan phương trình có dạng: AMn = 0,2467 C + 0,0018, với kẽm phương trình có dạng: AZn = 0,459 C + 0,0021, C nồng độ (mg/L) Hình Đường chuẩn xác định hàm lượng mangan kẽm Để xác định giới hạn phát (LOD) độ nhạy phương pháp, áp dụng theo quy tắc "3σ" [5] Theo quy tắc này, giới hạn phát tính sau: y = yb + 3σ hay y = yb + 3Sb Trong đó, y giới hạn phát tín hiệu ứng với giới hạn phát Biết tín hiệu y tính giới hạn phát từ phương trình đường chuẩn y = a + bC LOD = (y – a)/b) Trong đó, yb nồng độ tín hiệu mẫu trắng; σb (hoặc Sb) độ lệch chuẩn nồng độ tín hiệu mẫu trắng Có thể xác định yb Sb sau: tiến hành thí nghiệm để thiết lập phương trình đường chuẩn y = a + bC Từ xác định yb Sb cách chấp nhận yb giá trị y C = y = a Sb = Sy theo công thức sau [5]: n Sb = Sy = ∑ (y i − Yi ) i =1 n−2 TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 111 Ở đây, yi giá trị thực nghiệm y Yi giá trị tính từ phương trình đường chuẩn y Từ phương trình đường chuẩn, biến đổi ta tính LOD theo cơng thức sau: LOD = 3Sy/b Ở đây, b độ dốc đường chuẩn hồi quy tuyến tính b độ nhạy phương pháp: b = A / C Để tính giới hạn định lượng (LOQ) phép đo, sử dụng công thức sau: LOQ = 10Sy/b ≈ 3,3 LOD Kết tính tốn LOD LOQ phương pháp trình bày Bảng Bảng Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình đường chuẩn A= bC + a Các giá trị a b Sy/x R LOD (mg/L) LOQ (mg/L) Mn 0,0018 0,2467 0,002 0,9997 0,029 0,097 Zn 0,0021 0,459 0,003 0,9996 0,017 0,057 Kim loại Từ Bảng ta thấy, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phép đo F-AAS định lượng hàm lượng mangan kẽm xác định LOD xác định Mn 0,029 mg/L Zn 0,017 mg/L; LOQ xác định Mn Zn 0,097 mg/L 0,057 mg/L 3.2 Đánh giá độ lặp lại độ phép đo Độ lặp lặp lại xác định qua độ lệch chuẩn (S) hay độ lệch chuẩn tương đối (RSD) Tiến hành phân tích mẫu cá thu tổ dân phố, thêm chuẩn mangan kẽm vào mẫu Kết cho thấy, phương pháp F-AAS phân tích mẫu cá đạt độ lặp lại tương đối tốt RSD < 4,16% mangan RSD < 2,19% kẽm Như phương pháp F-AAS đạt độ lặp lại tốt xác định mangan kẽm thịt cá diêu hồng Độ phương pháp phân tích mangan kẽm xác định thông qua C − C1 ×100 Trong đó, C0 nồng độ thu hồi (Recovery) theo công thức [5]: Re v(%) = Co độ chất phân tích thêm vào mẫu thật; C1 nồng độ chất phân tích mẫu thật; C2 nồng độ chất phân tích mẫu thật thêm chuẩn Kết phương pháp xác định hàm lượng mangan kẽm có độ thu hồi giao động từ 94,52% đến 103,37% hoàn toàn chấp nhận Vậy, phương pháp F-AAS sử dụng xác định mangan kẽm mẫu thịt cá diêu hồng TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H 112 NỘI 3.3 Xác định hàm lượng mangan kẽm cá diêu hồng Từ kết nghiên cứu phân tích trên, áp dụng theo công thức: C= ( a − b) d f × 50 để tính biểu thị kết mangan kẽm mẫu thực m Trong đó: a nồng độ dung dịch phân tích; b nồng độ trung bình dung dịch trắng; df hệ số pha loãng; m khối lượng mẫu phân tích Kết xác định hàm lượng mangan kẽm 16 mẫu cá diêu hồng nuôi hộ dân thuộc khu vực phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình thể Bảng Bảng Kết xác định hàm lượng Mn Zn thịt cá diêu hồng Hàm lượng kim loại (mg/kg) Vị trí lấy mẫu Mn Zn Đợt Đợt Đợt Đợt DH-VT-1 1,820 1,501 12,263 13,025 DH -VT-2 0,953 1,085 4,016 5,225 DH -VT-3 0,806 0,798 2,821 2,603 DH -VT-4 2,056 1,983 7,634 7,583 DH -VT-5 0,940 1,372 3,171 4,093 DH -VT-6 1,017 0,960 3,902 3,714 DH -VT-7 0,882 0,928 2,626 2,883 DH -VT-8 1,532 1,573 6,210 6,058 Trung bình 1,263 5,489 Từ kết Bảng cho thấy hàm lượng mangan kẽm trung bình cá diêu hồng là: 1,263 mg/kg tươi Mn; 5,489 mg/kg tươi Zn nằm phạm vi tiêu chuẩn cho phép an toàn thực phẩm Bộ Y Tế - 46/BYT 2007 [1] Kết sở khoa học cho thấy, cá diêu hồng nuôi khu vực phường Bắc Nghĩa có khả bổ sung nguyên tố vi lượng mangan kẽm 3.4 Đánh giá hàm lượng Mn Zn trung bình cá diêu hồng theo thời gian không gian Để đánh giá hàm lượng trung bình mangan kẽm theo vị trí với thời gian lấy mẫu (tức theo không gian thời gian) áp dụng phương pháp Anova chiều [4] TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 14/2017 113 Hàm lượng Mn Zn trung bình thịt cá diêu hồng (mg/kg) Từ kết thu được, biểu diễn hàm lượng trung bình mangan kẽm qua Hình Dùng chức Data Analysis Microsoft Excel 2010 để đánh giá khác hàm lượng kim loại hai đợt lấy mẫu, thu kết Bảng 14 12 10 Mn Zn 2 Vị trí lấy mẫu Hình Kết hàm lượng trung bình Mn Zn 16 mẫu cá vịt trí Bảng Các giá trị thống kê so sánh F tính F bảng Kim loại Min Max Độ lệch chuẩn (S) Ftính P Fbảng (Fcrit) Mn 0,798 2,056 0,429 0,012 0,915 4,600 Zn 2,603 13,025 3,247 0,036 0,853 4,600 Từ Bảng ta thấy, với P > 0,05 Ftính < Fbảng khơng có sai khác khơng có ý nghĩa sai khác Hay nói cách khác, hàm lượng mangan kẽm mẫu cá diêu hồng hai đợt lấy mẫu không khác mặt thống kê Ngun nhân khơng khác giải thích thời gian lấy mẫu gần nên kích thước khối lượng cá diêu hồng thay đổi không đáng kể Mặt khác địa tầng, cách nuôi tiêu nước hồ ổn định KẾT LUẬN Phương pháp F-AAS phương pháp thích hợp để xác định hàm lượng mangan kẽm mẫu thịt cá diêu hồng Kết cho thấy, phép xác định có giá trị giới hạn phát thấp, độ độ lặp lại tốt Kết phân tích mẫu cá diêu hồng ni khu vực phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình cho thấy hàm lượng mangan kẽm khoảng: 0,798 ÷ 2,056 mg/kg tươi 2,603 ÷ 13,025 mg/kg tươi 114 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI Đã tiến hành đánh giá biến động hàm lượng mangan kẽm thịt cá diêu hồng theo thời gian vị trí lấy mẫu Kết cho thấy hàm lượng mangan kẽm hai đợt lấy mẫu không khác mặt thống kê TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế (2007), Quy định giới hạn tối đa nhiễm sinh học hố học thực phẩm, Ban hành kèm theo định số 46/2007/QĐ-BYT, ngày 19/12/2007 Bộ trưởng Bộ Y tế Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội Ngô Trọng Lư, Thái Bá Hồ (2003), Kỹ thuật nuôi thủy đặc sản nước ngọt, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Miller J C., Miller J N (1998), Statistics for Analytical Chemistry, 2th, Ellis Howood Limited, Great Britain Miller J C., Miller J N (2010), Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Ed 6th, Pearson Education Limited, England Nguyen Mau Thanh, Nguyen Duc Vuong, Nguyen Dinh Luyen (2015), "Using AAS method to determine and evaluate the iron and zinc content in oysters in Nhat Le river in Quan Hau town Quang Binh province", Journal of Science, An Giang University, Part D: Natural Sciences, Technology and Environment, Special Issue, Vol (4), 113 – 120 Nguyễn Mậu Thành, Võ Thị Kim Dung, Nguyễn Đức Vượng (2016), "Phân tích, đánh giá hàm lượng đồng mangan tôm thẻ chân trắng nuôi khu vực xã Trung Trạch huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình", Tạp chí Khoa học Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế, Đại học Huế, số 03(39), tr.93-100 Ngô Văn Tứ, Nguyễn Kim Quốc Việt (2009), "Phương pháp von-ampe hoà tan anot xác định PbII, CdII, ZnII Vẹm xanh đầm Lăng Cô - Thừa Thiên Huế", Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, số 50, tr.155-163 DETERMINATION THE MANGANESE AND ZINC CONTENT IN RED TILAPIA (OREOCHROMIS SP.) AT BAC NGHIA WARD, DONG HOI CITY, QUANG BINH PROVINCE Abstract: Abstract The flame atomic absorption spectrometry (F-AAS) is applied to determine the maganese and zinc content in Red Tilapia (Oreochromis sp.) at Bac Nghia ward, Dong Hoi city, Quang Binh province This method has high repeatability with RSD < 4.16%, the recovery from 94.52 % to 103.37%, low limit of detection This result shows that the average maganese and zinc content in Red Tilapia is (0.798 ÷ 2.056 mg/kg fresh and 2.603 ÷ 13.025 mg/kg fresh) and within the allowed limits according to the regulation No 46/BYT 2007 Keywords: Keywords Red Tilapia, maganese, zinc, AAS method ... việc xác định, đánh giá hàm lượng mangan kẽm cá diêu hồng nuôi khu vực phường Bắc Nghĩa, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình việc làm cần thiết có ý nghĩa THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị hóa chất Các... lượng mangan kẽm 16 mẫu cá diêu hồng nuôi hộ dân thuộc khu vực phường Bắc Nghĩa thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình thể Bảng Bảng Kết xác định hàm lượng Mn Zn thịt cá diêu hồng Hàm lượng kim loại... chấp nhận Vậy, phương pháp F-AAS sử dụng xác định mangan kẽm mẫu thịt cá diêu hồng TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H 112 NỘI 3.3 Xác định hàm lượng mangan kẽm cá diêu hồng Từ kết nghiên cứu phân tích trên,