Định lượng alpha tocopherol (vitamin e) trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (hplc)

Tr-ờng đại học vinh Khoa HóA HọC -o0o ĐậU THị LOAN NH LNG -TOCOPHEROL (VITAMIN E) TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA THỰC PHẨM Vinh, 2012 MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lý chon đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vitamin 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Đặc điểm chung phân loại 1.2 Tổng quan vitamin E 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Lịch sử vitamin E 1.2.3 Nguồn cung cấp vitamin E 1.2.4 Cấu trúc hóa học- phân loại 11 1.2.5 Tính chất vitamin E 13 1.2.6 Chức vitamin E 16 1.2.7 Nhu cầu sử dụng vitamin E 23 1.2.8 Sự chuyển hóa- biến đổi vitamin E 25 1.3 Giới thiệu phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 27 1.3.1 Cơ sở lý thuyết 27 1.3.2 Nguyên tắc trình sắc ký cột 28 1.3.3 Phân loại sắc ký ứng dụng 29 1.3.4 Các đại lượng đặc trưng sắc ký đồ 29 1.3.5 Hệ thống HPLC 32 1.3.6 Chọn điều kiện sắc ký 38 1.3.7 Tiến hành sắc ký 41 1.3.8 Các phương pháp xác định α-tocopherol 43 CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.1 Phương pháp lấy mẫu 53 2.2 Phương pháp phân tích α-tocophero 53 CHƯƠNG III KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 54 3.1 Thiết bị ,dụng cụ hóa chất 54 3.1.1 Thiết bị, Dụng cụ 54 3.1.2 Hóa chất 54 3.2 Kỹ thuật thực nghiệm 55 3.2.1 Sơ đồ xử lý chất chuẩn mẫu 55 3.2.2 Tiến hành 56 3.3 Tiến hành máy sắc ký HPLC 58 3.3.1 Điều kiện sắc ký 58 3.3.2 Điều kiện Detectơ 58 3.4 Khảo sát đánh giá phương pháp 58 3.4.1 Khảo sát độ lặp lai 58 3.4.2 Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp 59 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 60 4.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép định lượng α-tocopherol HPLC 60 4.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ cột tách 60 4.1.2 Ảnh hưởng thề tích bơm mẫu………………………………… 61 4.1.3 Ảnh hưởng tốc độ dòng 61 4.1.4 Ảnh hưởng thành phần dung môi pha động 62 4.1.5 Ảnh hưởng phương pháp xử lý mẫu 63 4.2 Xây dựng đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc diện tích peak vào nồng độ 64 4.3 Đánh giá phương pháp 68 4.3.1 Xác định độ lặp lại phương pháp 68 4.3.2 Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp 70 4.4 Sắc đồ 71 4.4.1 Sắc đồ mẫu 71 4.4.2 Sắc đồ khảo sát phương pháp 73 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 81 5.1 Kết luận 81 5.2 Đề xuất 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.2.3.1 Hàm lượng tocopherol số loại dầu thực vật Bảng 1.2.3.2 Hàm lượng -tocopherol, γ-tocopherol số loại thực phẩm khác: Bảng 1.2.3.3 Hàm lượng tocopherol số loại thực phẩm 10 Bảng 1.2.3.4 Hàm lượng vitamin E số loại thực phẩm (mg/100g) 11 Bảng 1.2.7 Nhu cầu RRR-α-tocopherol ( D-α-tocopherol) độ tuổi 23 Bảng 1.2.8.3 Độ bền tocopherol trình chiên rán nhiệt độ cao 26 Bảng 1.2.8.4 Hàm lượng vitamin E số thực phẩm thị trường 27 1% Bảng 1.3.7.3.2 ví dụ giá trị E1cm 48 Bảng 1.2.8.3.4.2 : Các ví dụ tỷ lệ thích hợp thuốc thử 50 Bảng 4.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phép định lượng α-tocopherol HPLC 61 Bảng 4.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thể tích bơm mẫu đến phép định lượng α-tocopherol HPLC 62 Bảng 4.1.3 Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến phép định lượng α-tocopherol HPLC 63 Bảng 4.1.4 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ pha dộng đến phép định lượng α-tocopherol HPLC 64 Bảng 4.2.1.Diện tích pic α-tocopherol tương ứng với nồng độ chuẩn 67 Bảng 4.2.2 Kết phân tích hàm lượng α-tocopherol mẫu xốt Bơ 68 Bảng4.2.3 Kết phân tích hàm lượng α-tocopherol mẫu dầu gấc 68 Bảng 4.2.1.1 Kết trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên mẫu xốt Bơ .69 Bảng 4.3.1.2 Kết trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên mẫu dầu gấc 70 Bảng 4.3.2.1 Kết xác định hiệu suất thu hồi phương pháp mẫu bơ 71 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.3.5.1 Hệ thống sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Agilent 1100 33 Hình1.3.5.2 sơ đồ nguyên lý máy sắc ký lỏng hiệu cao 34 Hình 3.2.1.1 Sơ đồ xử lý chất chuẩn 55 Hình 3.2.1.2 Sơ đồ xử lý mẫu dầu gấc 55 Hình 3.2.1.3 Sơ đồ xử lý mẫu bơ xốt trứng gà tươi 56 Hình 4.2.1 Sắc đồ mẫu chuẩn α-tocopherol có nồng độ 10ppm 64 Hình 4.2.2 Sắc đồ mẫu chuẩn α-tocopherol có nồng độ 20ppm 65 Hình 4.2.3 Sắc đồ mẫu chuẩn α-tocopherol có nồng độ 45ppm 65 Hình 4.2.4 Đường chuẩn biểu thị mối quan hệ diện tích pic thu nồng độ chuẩn α-tocopherol 66 Hình 4.4.1.1 Sắc đồ mẫu Xốt trứng gà tươi 71 Hình 4.4.1.2 Sắc đồ mẫu bơ 72 Hình 4.4.1.3 Sắc đồ mẫu Dầu gấc 72 Hình 4.4.1.4 Sắc đồ mẫu bơ thêm chuẩn α-tocopherol 73 Hình4.4.2.1.1 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=5μl 73 Hình 4.4.2.1.2 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=3μl 74 Hình 4.4.2.1.3 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=10μl 74 Hình 4.4.2.2.1 Sắc đồ khảo sát tốc độ dòng 0,7ml/phút 75 Hình 4.4.2.2.2 Sắc đồ khảo sát tốc độ dịng 1ml/phút 75 Hình 4.4.2.2.3 Sắc dồ khảo sát tốc độ dòng 1,3ml/phút 76 Hình 4.4.2.2.4 Sắc đồ khảo sát tốc độ dịng 0,3ml/min 76 Hình 4.4.2.3.1 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan:5/95 77 Hình 4.4.2.3.2 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n- hexan:0.2/99,8 77 Hình 4.4.2.3.3 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n- hexan:0,5/95,5 78 Hình 4.4.2.3.4 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan:1/99 78 Hình 4.4.2.3.5 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 1,5/98,5 79 Hình 4.4.2.3.6 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 2/98 79 Hình 4.4.2.3.7 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 2,5/97,5 80 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT GC: Sắc ký khí MS: Sắc ký khối phổ GC-MS: Sắc ký khí khối phổ HPLC: Sắc ký lỏng hiệu cao LOD: Giới hạn phát LOQ: Giới hạn định lượng / giới hạn xác định UV – VIS: Ultraviolet – spectrophotometer RDA: Hàm lượng vitamin E cho phép sử dụng PUFA: hàm lượng axit béo khơng bảo hịa thể UV: UltraViolet BPC: Sắc ký pha liên kết LLC: Sắc ký phân bố - Sắc ký chiết IE-HPLC: Sắc ký rây phân tử - sắc ký gel VLDLs: Lipoprotein tỉ trọng thấp LDLs: Lipoprotein tỉ trọng thấp HDLs: Lipoprotein tỉ trọng cao IU: Là đơn vị quốc tế dể đánh giá hoạt tính vitamin E chế phẩm thương mại thị trường LỜI CẢM ƠN Khóa luận thực phịng thí nghiệm Trung tâm Kiểm định An tồn Thực phẩm Mơi trường, Trường Đại học Vinh Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn đến Ths Lê Thế Tâm - Khoa Hóa, Trường Đại học Vinh giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn ThS Chu Thị Thanh Lâm - Khoa Hóa Trường Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình làm thí nghiệm, hướng dẫn cách sử dụng máy HPLC đo mẫu Nhân dịp này, xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô, cán khoa Hố Và lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Vinh, tháng 05 năm 2012 Sinh viên Đậu Thị Loan ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chon đề tài Vitamin nhóm chất hữu có phân tử tương đối nhỏ có chất vật lý, hóa học khác nhau, so với nhu cầu chất dinh dưỡng protein, lipit, gluxit nhu cầu vitamin thấp Tuy nhiên nhóm chất hữu đặc biệt cần thiết cho hoạt động sống thể sinh vật, Vitamin E (C29H50O2) hợp chất hữu quan trọng Được phát từ năm 1922, vitamin E biết chất có ảnh hưởng lớn đến q trình sinh sản loại động vật người Vitamin E loại vitamin không tan nước, dễ hòa tan dầu, chất béo dung môi mỡ (ether, axeton, chlorofom, methanol), vitamin E chủ yếu có nguồn gốc từ thiên nhiên Cho đến nay, qua cơng trình nghiên cứu người ta nhận chứng minh tầm quan trọng vitamin E thể, với vai trò chất chống lại thu dọn gốc tự do, vitamin E bảo vệ thể làm giảm q trình lão hóa chủ yếu da tóc, hạn chế phát sinh bệnh nguy hiểm tim, thần kinh, mắt chống lại tác động tia tử ngoại, đồng thời đảm nhiệm chức thay vấn đề liên quan đến quan sinh sản sinh vật… Nếu thể không cung cấp đủ vitamin E q trình lão hóa thể diễn nhanh hơn, thể dễ bị công tác nhân tử ngoại, gốc tự gây nên bệnh nguy hiểm, quan sinh sản hoạt động khơng bình thường… Trong thực phẩm, nguồn phổ biến chứa vitamin E loại dầu thực vật dầu gấc, cọ dầu, hướng dương, ngô, đậu tương, ô liu Các loại kiên, hạt hướng dương, nhót gai (hippophae spp), dương đào (Actinidia spp) mầm lúa mì nguồn cung cấp vitamin E 10 Độ lệch chuẩn tương đối: CV(%) = S  100 =0,565% xtb - Giá trị trung bình hàm lượng α-tocopherol mẫu bơ là: Xtb= n  x =0,06759 n i 1 n Độ lệch chuẩn: S= (x i 1 i  xtb ) =0,000325 n 1 Độ lệch chuẩn tương đối: CV(%) = S  100 =0,481% xtb Trong đó: Xi nồng độ α-tocopherol lần chạy thứ i Xtb nồng độ trung bình n lần chạy n số lần chạy lặp lại Mẫu TT Thể tích (ml) Nồng độ (ppm) 5,0 16,10281 5,0 16,10342 5,0 16,10378 Xtb 16,10334 S 0,00049 CV(%) 0.003 Bảng 4.3.1.2 Kết trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên mẫu dầu gấc - Giá trị trung bình hàm lượng α-tocopherol mẫu dầu gấc: Xtb= n  x  16,10334 n i 1 n Độ lệch chuẩn: S= (x i 1 i  xtb ) n 1  0,00049 78 Độ lệch chuẩn tương đối: CV(%)= S 100  0.003% xtb Trong đó: Xi nồng độ α-tocopherol lần chạy thứ i Xtb nồng độ trung bình n lần chạy n số lần chạy lặp lại 4.3.2 Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp Để đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp tiến hành phân tích mẫu theo quy trình thên với phương pháp thêm chuẩn Mẫu 1: mẫu bơ không thêm chuẩn Mẫu 2: mẫu bơ thêm 0,5ml chuẩn α-tocopherol nồng độ 10ppm Hiệu suất thu hồi xác định theo công thức sau: %H = Csm  Cm  1000  100% C so Trong đó: %H hiệu suất thu hồi Cs+m nồng độ tổng chuẩn thêm vào mẫu thực có đo Cm nồng độ mẫu thực đo Cso nồng độ chuẩn biết trước Mẫu Số lần m (mg) Cm Cs+m Cso 1 2,0006.103 0,068084 2,0006 103 0.080087 10,51230 114.18 2,0006.10 0,080114 10,51230 114.43 2,0006 103 0,080098 10,51230 114.28 H% Bảng 4.3.2.1 Kết xác định hiệu suất thu hồi phương pháp mẫu bơ Từ kết ta có giá trị trung bình H% mẫu bơ là: n  X  114,296 % n i 1 Htb (%) = n Độ lệch chuẩn: s =  (x i 1 i  xtb ) n 1 = 0,1258 Trong đó: xi nồng độ α-tocopherol lần chạy thứ i x nồng độ n lần chạy 79 n số lần chạy lặp lại Độ lệch chuẩn tương đối: CV (%)= s 100  0,11% x Qua kết phân tích cho thấy, phương pháp có độ cao, hiệu suất thu hồi cao Đáp ứng nhu cầu phân tích 4.4 Sắc đồ 4.4.1 Sắc đồ mẫu Hình 4.4.1.1 Sắc đồ mẫu Xốt trứng gà tươi 80 Hình 4.4.1.2 Sắc đồ mẫu bơ Hình 4.4.1.3 Sắc đồ mẫu Dầu gấc 81 Hình 4.4.1.4 Sắc đồ mẫu bơ thêm chuẩn α-tocopherol 4.4.2 Sắc đồ khảo sát phương pháp 4.4.2.1 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu Hình4.4.2.1.1 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=5μl 82 Hình 4.4.2.1.2 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=3μl Hình 4.4.2.1.3 Sắc đồ khảo sát thể tích bơm mẫu V=10μl 83 4.4.2.2 Sắc đồ khảo sát ảnh hưởng tốc độ dịng Hình 4.4.2.2.1 Sắc đồ khảo sát tốc độ dịng 0,7ml/phút Hình 4.4.2.2.2 Sắc đồ khảo sát tốc độ dịng 1ml/phút 84 Hình 4.4.2.2.3 Sắc dồ khảo sát tốc độ dịng 1,3ml/phút Hình 4.4.2.2.4 Sắc đồ khảo sát tốc độ dòng 0,3ml/phút 85 4.4.2.3 Sắc đồ khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ pha động Hình 4.4.2.3.1 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan:5/95 Hình 4.4.2.3.2 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n hexan:0.2/99,8 86 Hình 4.4.2.3.3 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/nhexan:0,5/95,5 Hình 4.4.2.3.4 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan:1/99 87 Hình 4.4.2.3.5 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 1,5/98,5 Hình 4.4.2.3.6 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 2/98 88 Hình 4.4.2.3.7 Sắc đồ khảo sát tỷ lệ pha động 1,4-dioxan/n-hexan: 2,5/97,5 89 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Căn vào nhiệm vụ đề tài, luận văn hoàn thành nhiệm vụ sau: + Về lý thuyết: - Lý thuyết phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) - Lý thuyết chung vitamin E + Về thực nghiệm: - Nghiên cứu quy trình xác định hàm lượng α-tocopherol số thực phẩm - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến việc định lượng αtocopherol thực phẩm phương pháp HPLC - Đã xác định hàm lượng α-tocopherol số thực phẩm: Bơ, xốt trứng gà tươi dầu gấc 5.2 Đề xuất Như biết vấn đề sử dụng vitamin E điều trị bệnh thiếu vitamin E thực phẩm sản phẩm từ rau quả, coi tiến khoa học công nghệ áp dụng y học đời sống sức khỏe Tuy nhiên không nên lạm dụng xem thường cách sử dụng vitamin E mà dẫn đến biến tính xảy - Với kết thu luận văn cho biết hàm lượng αtocopherol số sản phẩm thực phẩm, từ có nhận định cách sử dụng phù hợp - Cần nghiên cứu lượng vitamin E diện rộng sản phẩm thực phẩm khác để từ có lựa chọn đắn 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Nhân (2005) Dinh dưỡng học NXB Nông nghiệp Phạm Luân (1999) Cơ sở lý thuyết phân tích sắc ký lỏng hiệu suất cao Đại học quốc gia Hà Nội Đào Hữu Vinh, Nguyễn Xuân Dũng cộng (1985) Các phương pháp sắc ký Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hoàng Minh Châu, Từ Vọng Nghi, Từ Văn Mặc Cơ sở hóa học phân tích Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Tiêu chuẩn Quốc Gia: 8276 : 2010 (2010) Xác định vitamin E sắc ký lỏng hiệu cao-Định lượng α-, β-, γ-, δ-tocopherol Nhà xuất Hà Nội PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa Xử lí số liệu thống kê DHVinh Viện kiểm nghiệm Định lượng Vitamin NXB Y học Dược điển Việt Nam Lê ngọc Tú (2002) Hóa sinh cơng nghiệ NXB khoa học kỹ thuật 10 Hoàng Kim Anh Hóa học thực phẩm NXB Khoa học kỹ thuật Tiếng Anh 11 Subcommitte on the Tenth Edition of the RDA’s, food and Nutrion Board, Commission on Life Sciences, National Research Counsil, Recommended Dietary Allowances, 10th Edition, National Acadamy press, Washinggton, D.C 1989 12 Brubacher,G.and Wiss,O (1972), The vitamins, esd Sebrell and Harris, 5th Edition, Academin Press, New York, 255 13 Gertz,C.and Kerrman, K (1982).Z Lebensmittelunters.Forsch, 174,390-394 14 Bourgeois, C (1992) Determination of vitamin E: tocopherols and tocotrienols, Elsevier App.Scienca Publishers, London 91 15 Lumley, I.D (1993), in The Technology of vitamins in Food, ed By P.B Ottaway, Blade Academic and Professional, Glasgow, 186-190 16 Vitamin analysis for the health and food sciences Ronald R Êitnmiller Lin Ye W.O.Landen, Jr 17 Effects on Neural Function of Repleving Vitamin E-Deficient Rats With α-tocopherol 18 Samantha M.Hayton, Tony Kriss,Angie Wade and David P.R.Muller J Neurophysiol 95:2553-2559,2006 19 DAB 10 (1991), Deutsches Arzneibuch 10 Augabe 1991, Stand 1993; Deutschar Apotheler Verlag Stuttgart Các file pdf 20 CÔNG BÁO/ số 524+ 525 ngày 02-09-2010 21 [Kiểm nghiệm thực phẩm.com]-VTME (1).pdf (SECURED)-Foxit Reader 22) Web  http://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_E  http://de.wikipedia.org/wiki/Vitamin_E  http://www.cesti.gov.vn  http://thuonghieuviet.com  http://dantri.com  http://www.uic.edu/classes/phar332/vitamin_cases/Vitamin_E_intro2.htm  http://www.anyvitamins.com/vitamin-e-info.htm  http://hanoi.vnn.vn  http://www.pharbaco.com.vn/sanpham4.htm  http://www.thuvienluanvan.vn/vitamin 92 ... tài: “ Định lượng α -tocopherol (vitamin E) thực phẩm phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC)? ?? làm khóa luận tốt nghiệp Để đóng góp thêm phương pháp phân tích cho đối tượng thực phẩm tiến hành nghiên... Hàm lượng vitamin E số thực phẩm thị trường [22] 1.3 Giới thiệu phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) [2] [3] 1.3.1 Cơ sở lý thuyết HPLC chữ viết tắt 04 chữ đầu tiếng Anh phương pháp sắc ký lỏng. .. Giới thiệu phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 27 1.3.1 Cơ sở lý thuyết 27 1.3.2 Nguyên tắc trình sắc ký cột 28 1.3.3 Phân loại sắc ký ứng dụng 29 1.3.4 Các đại lượng