Phân tích hàm lượng dạng Cr trong nước chè

3.3.4.1. So sánh quy trình xử lý mẫu phân tích tổng Cr trong nước chè theo kỹ thuật vô cơ hóa và kỹ thuật chiết điểm mù

Tiến hành phân tích và so sánh kết quả giữa hai kỹ thuật xử lý mẫu là kỹ thuật vô cơ hóa ướt và kỹ thuật chiết điểm mù. Tiến hành thí nghiệm với 02 mẫu chè Tà Xùa và 03 mẫu chè Mộc Châu, mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần và tính trung bình. Kết quả hàm lượng trung bình Cr của 3 lần thí nghiệm của hai kỹ thuật xử lý mẫu được trình bày trong bảng 3.53.

Bảng 3.53. So sánh kỹ thuật vô cơ hóa và CPE phân tích tông Cr trong nước chè

Mẫu chè Vô cơ hóa ướt

(mg/kg) CPE (mg/kg) Trung bình (mg/kg) Sai số (%) CT1 0,565 0,582 0,574 1,57 TXA 0,390 0,407 0,399 2,26 CĐ - NT 0,571 0,599 0,585 2,39 BM - PL 0,442 0,433 0,438 0,91 TK7-CS 0,400 0,416 0,408 1,96

Trong phép phân tích tông Cr trong nước chè, sai số giữa hai kỹ thuật xử lý mẫu không đáng kể trong khoảng 0,91% ÷ 2,39%. Như vậy có thể áp dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích hàm lượng tông Cr trong nước chè.

3.3.4.2. Phân tích hàm lượng tổng Cr trong nước chè

Áp dụng quy trình chiết điểm mù kết hợp với quang phô hấp thụ nguyên tử lò graphite phân tích hàm lượng Cr trong nước chè. Mẫu nước chè được ngâm 15 phút, phân tích lặp lại 3 lần, kết quả hàm lượng trung bình Cr trong nước chè Tà Xùa (thu hái ngày 04/11/2017) được trình bày trong bảng 3.54.

Bảng 3.54. Hàm lượng Cr tông chiết trong các mẫu nước chè Tà Xùa STT Mẫu chè Cr trong lá chè (mg/kg) Cr trong nước chè (mg/kg) Tỷ lệ chiết (%) 1 CT1 2,392 ± 0,203 0,574 ± 0,052 23,99 2 CT2 1,673 ± 0,202 0,452 ± 0,041 27,02 3 TXA 1,567 ± 0,118 0,392 ± 0,047 25,02 4 TXC 1,612 ± 0,102 0,468 ± 0,037 29,03 5 BB 1,711 ± 0,182 0,411 ± 0,024 24,02 6 MV 1,983 ± 0,193 0,376 ± 0,019 18,96

Hàm lượng Cr trong các mẫu nước chè Tà Xùa có giá trị trong khoảng từ 0,376 ± 0,019 mg/kg đến 0,574 ± 0,052 mg/kg, cao nhất trong mẫu chè tại Bản Chung Trinh 1 (CT1) đạt 0,574 ± 0,052 mg/kg và thấp nhất trong mẫu chè tại Bản Mống Vàng (MV) đạt 0,376 ± 0,019 mg/kg. Hiệu suất chiết Cr từ lá chè vào nước chè từ 18,96% đến 29,03%. Sự chênh lệch hàm lượng Cr trong các mẫu nước chè Tà Xùa không đáng kể. Do các mẫu chè thu hái trên địa bàn một xã nên địa chất tương đồng dẫn đến hàm lượng Cr hấp thụ từ đất lên cây chè tương đương nhau.

So sánh hàm lượng Cr trong nước chè với hàm lượng tông Cr trong lá chè đối với các mẫu chè Tà Xùa được trình bày trong hình 3.41.

Hình 3.41. Hàm lượng tông Cr trong nước chè Tà Xùa Cr trong lá chè (mg/kg) Cr trong nước chè (mg/kg)

2.500 2,392 1,983 2.000 1,673 1,567 1,612 1,711 1.500 1.000 0,574 0,452 0,468 0.500 0,392 0,411 0,376 0.000 CT1 CT2 TXA TXC BB MV

Phân tích hàm lượng Cr trong các mẫu chè Mộc Châu (thu hái 07/04/2018), tiến hành thí nghiệm lặp lại 3 lần và kết quả trung bình được thể hiện trong bảng 3.55.

Bảng 3.55. Hàm lượng tông Cr tông chiết trong nước chè Mộc Châu

STT Mẫu chè Cr trong lá chè (mg/kg) Cr trong nước chè (mg/kg) Tỷ lệ chiết (%) 1 CĐ - NT 1,948 ± 0,159 0,585 ± 0,041 30,03 2 S89 – NT 1,881 ± 0,158 0,481 ± 0,039 25,57 3 BM - PL 2,215 ± 0,161 0,422 ± 0,035 19,05 4 SK - PL 1,755 ± 0,162 0,416 ± 0,036 23,70 5 BH1 - TL 2,040 ± 0,156 0,512 ± 0,042 25,10 6 BH2 - TL 1,598 ± 0,164 0,520 ± 0,031 32,54 7 TK7 - CS 1,543 ± 0,144 0,402 ± 0,029 26,05 8 TK2 - CS 1,653 ± 0,162 0,401 ± 0,032 24,26 So sánh hàm lượng Cr trong nước chè với hàm lượng tông Cr trong lá chè đối với các mẫu chè Mộc Châu được trình bày trong hình 3.42.

Hình 3.42. Hàm lượng tông Cr trong nước chè Mộc Châu

2.500 Cr trong lá chè (mg/kg) 2,215 Cr trong nước chè (mg/kg) 2,040 2.000 1,948 1,881 1,755 1,598 1,543 1,653 1.500 1.000 0,585 0,481 0,512 0,520 0.500 0,422 0,416 0,402 0,401 0.000 CĐ - S89 – BM - NT NTSK - PLBH1 -PL BH2 - TL TK7 - TK2 - CSTL CS

Từ kết quả ở bảng 3.55 nhận thấy, hàm lượng Cr trong các mẫu nước chè Mộc Châu trong khoảng từ 0,401 ± 0,032 mg/kg đến 0,585 ± 0,041 mg/kg, giá trị cao nhất trong mẫu chè CĐ – NT 0,585 ± 0,041 mg/kg và thấp nhất 0,401 ± 0,032 mg/kg trong mẫu chè TK2 - CS. Hiệu suất chiết Cr từ lá chè vào nước đối với các mẫu chè Mộc Châu từ 19,05% đến 32,54%. Hiệu suất chiết cao nhất đối với mẫu chè BH2 - TL đạt 32,54% và thấp nhất đối với mẫu chè BM – PL đạt 19,05%.

Hàm lượng Cr trong các mẫu nước chè Mộc Châu và Tà Xùa có giá trị gần bằng nhau. Hiệu suất chiết Cr vào pha nước đối với các mẫu chè Mộc Châu cao hơn so với các mẫu chè Tà Xùa. Hiệu suất chiết Cr trong các mẫu chè tương đối ôn định. Không có sự khác biệt rõ rệt về hàm lượng Cr trong mẫu chè vài năm tuôi và mẫu chè cô thụ. Tỷ lệ chiết Cr từ lá chè vào nước chè trong nghiên cứu này thấp hơn so với công bố của J. B. Cirocka và cộng sự [114] 79,0% trong chè xanh Ấn Độ, 36,5% trong chè xanh Trung Quốc; L. Li và cộng sự [118] 71,7% trong chè xanh Trung Quốc và cao hơn so với công bố của S. Sreenivasan và cộng sự [119] 1,4÷ 5,5% chè đen Ấn Độ.

Đánh giá ảnh hưởng của Cr đến sức khỏe người sử dụng khi uống chè. Thông thường khi pha chè, dùng khoảng 10 gam chè pha với 500 mL nước. Giả sử mỗi người uống 500 mL nước chè/ngày. Hàm lượng Cr trong 500 mL nước chè đối với 14 mẫu chè nghiên cứu có giá trị từ 3,918 µg/L đến 5,741 µg/L. Theo Viện Y học, Ủy ban Thực phẩm và Dinh dưỡng của Mỹ, hàm lượng Cr thiết yếu cho nam giới và nữ giới lần lượt là 35 µg/ngày và 25 µg/ngày [14]. Như vậy, uống 500 mL nước chè/ngày không ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng.

Trên thế giới và ở Việt Nam chưa có quy chuẩn về hàm lượng Cr trong chè nên chúng tôi so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước ăn uống QCVN 01: 2009/BYT [120]. Trong 14 mẫu nước chè tại huyện Bắc Yên và huyện Mộc Châu, mẫu nước chè chứa hàm lượng tông crom cao nhất là mẫu CĐ – NT là 0,5848 ± 0,041 mg/kg. Thông thường khi pha chè, dùng khoảng 10 gam chè pha với 500 mL nước. Như vậy, nồng độ Cr cao nhất trong nước chè là 0,012 mg/L < 0,05 mg/L theo QCVN 01 : 2009/BYT. Mặt khác, thể tích nước chè mỗi người sử dụng hàng ngày không

nhiều như nước ăn uống, do vậy hàm lượng Cr trong các mẫu chè nghiên cứu không gây ảnh hưởng tới sức khoẻ người sử dụng.

3.3.4.3. Phân tích hàm lượng dạng Cr trong nước chè

Áp dụng quy trình chiết điểm mù phân tích dạng Cr(III) trong nước chè đã xây dựng được ở mục 2.3.3.2. Tiến hành thí nghiệm lặp lại 3 lần, kết quả hàm lượng dạng Cr trung bình trong các mẫu chè Tà Xùa được thể hiện trong bảng 3.56.

Bảng 3.56. Hàm lượng dạng Cr trong các mẫu nước chè Tà Xùa

Mẫu chè Cr trong nước chè (mg/kg) Dạng Cr(III) (mg/kg) Dạng Cr(VI) (mg/kg) Tỷ lệ dạng Cr(III) % CT1 0,574 ± 0,052 0,489 ± 0,035 0,085 ± 0,005 85,19 CT2 0,452 ± 0,041 0,386 ± 0,012 0,066 ± 0,003 85,40 TXA 0,392 ± 0,047 0,346 ± 0,026 0,046 ± 0,003 88,27 TXC 0,468 ± 0,037 0,420 ± 0,018 0,048 ± 0.004 89,74 BB 0,411 ± 0,024 0,354 ± 0,009 0,057 ± 0.002 86,13 MV 0,377 ± 0,019 0,339 ± 0,014 0,038 ± 0.001 89,92

Sự phân bố hàm lượng dạng Cr(III) và Cr(VI) trong các mẫu nước chè Tà Xùa được thể hiện trong hình 3.43.

Dạng Cr(III) (mg/kg) Dạng Cr(VI) (mg/kg) 0.6 0,085 0.5 0,048 0.4 0,066 0,046 0,057 0,038 0.3 0,489 0.2 0,386 0,346 0,420 0,354 0,339 0.1 0 CT1 CT2 TXA TXC BB MV

Trong các mẫu nước chè Tà Xùa, hàm lượng Cr(III) cao nhất đạt giá trị 0,489 ± 0,035 mg/kg trong mẫu chè Chung Trinh 1 (CT1) và có giá trị thấp nhất 0,3387 ± 0,014 mg/kg trong mẫu chè Bản Mống Vàng (MV). Tỷ lệ dạng Cr(III) cao nhất trong mẫu nước chè thu hái tại Bản Mống Vàng (89,92%) và thấp nhất trong mẫu chè Chung Trinh 1 (85,19%).

Kết quả phân tích dạng Cr trong nước chè Mộc Châu, mỗi mẫu tiến hành thí nghiệm lặp lại 3 lần và tính kết quả trung bình được trình bày trong bảng 3.57.

Bảng 3.57. Hàm lượng dạng Cr trong các mẫu nước chè Mộc Châu

Mẫu chè Cr trong nước chè (mg/kg) Dạng Cr(III) (mg/kg) Dạng Cr(VI) (mg/kg) Tỷ lệ dạng Cr(III) (%) CĐ - NT 0,585 ± 0,041 0,537 ± 0,024 0,048 ± 0,005 91,79 S89 – NT 0,481 ± 0,039 0,435 ± 0,019 0,046 ± 0,004 90,44 BM - PL 0,422 ± 0,035 0,387 ± 0,015 0,0354 ± 0,004 91,71 SK - PL 0,416 ± 0,036 0,371 ± 0,020 0,045 ± 0,003 89,18 BH1 - TL 0,512 ± 0,042 0,458 ± 0,026 0,054 ± 0,002 89,45 BH2 - TL 0,519 ± 0,031 0,477 ± 0,012 0,042 ± 0,003 91,91 TK7 - CS 0,402 ± 0,029 0,356 ± 0,009 0,046 ± 0,005 88,56 TK2 - CS 0,401 ± 0,032 0,351 ± 0,011 0,050 ± 0,003 87,53

Trong các mẫu nước chè Mộc Châu, hàm lượng dạng Cr(III) cao nhất là 0,537 ± 0,024 mg/kg trong mẫu chè CĐ - NT và thấp nhất 0,351 ± 0,011 mg/kg trong mẫu chè TK2 - CS. Tỷ lệ dạng Cr(III) trong 8 mẫu chè Mộc Châu từ 87,53% đến 91,91%.

Sự phân bố hàm lượng dạng Cr(III) và Cr(VI) trong các mẫu nước chè Mộc Châu được thể hiện trong hình 3.44.

X

Hình 3.44. Biểu đồ sự phân bố dạng Cr trong các mẫu chè Mộc Châu

Từ kết quả ở bảng 3.56 và 3.57 cho thấy, trong nước chè Cr tồn tại chủ yếu ở dạng Cr(III) là dạng có lợi cho sức khoẻ, hàm lượng Cr(VI) rất thấp chỉ chiếm từ 10,1

÷ 14,8% tông Cr trong nước chè. Tác giả K. L. Mandiwana và cộng sự phân tích dạng Cr(VI) trong nước chè, hàm lượng Cr(VI) trong chè trong khoảng f0,025 ÷ 1,75 mg/kg [121]. Trong nghiên cứu của S. Chen và cộng sự, trong nước chè dạng Cr(III) 0,56 ± 0,033 mg/kg (chiếm 82,4%), dạng Cr(VI) 0,12 ± 0,011 mg/kg (chiếm 17,6%) [122]. Như vậy, có sự phù hợp trong nghiên cứu trước này với một số nghiên cứu đã công bố.

KẾT LUẬN

Từ những kết quả nghiên cứu của luận án đã đạt được, chúng tôi rút ra một số kết luận chính như sau:

1. Đã ứng dụng kỹ thuật vô cơ hóa mẫu kết hợp với phương pháp AAS phân tích hàm lượng tông các nguyên tố mangan (Mn), crom (Cr) trong một số mẫu lá chè thu hái trên địa bàn huyện Bắc Yên và Mộc Châu, là vùng nguyên liệu chè chủ yếu của tỉnh Sơn La.

2. Đã nghiên cứu một cách có hệ thống các cơ sở lý thuyết và thực nghiệm nhằm hoàn thiện quy trình phân tích hàm lượng dạng Mn, Cr lá chè sử dụng kỹ chiết điểm mù (CPE) và định lượng bằng phương pháp AAS:

- Khảo sát hai chất tạo phức 8-hydroxyquinoline (8-HQ) và 1-(2-pyridylazo)- 2- naphtol (PAN), lựa chọn 8 - HQ là chất tạo phức với cả Mn(II) và Cr(III). Khảo sát nồng độ tối ưu của 8 - HQ cho quá trình chiết Mn, Cr.

- Khảo sát sự ảnh hưởng của giá trị pH đến quá trình tạo phức, lựa chọn hệ đệm borat pH = 10 cho quá trình tạo phức giữa Mn(II) với 8-HQ và đệm photphat pH

= 8 cho quá trình tạo phức giữa Cr(III) với 8-HQ.

- Khảo sát hai chất hoạt động bề mặt Triton X-100 và Triton X-114 và lựa chọn Triton X-100 cho cả quá trình CPE Mn và Cr. Đã khảo sát và lựa chọn nồng độ tối ưu của Triton X-100.

- Khảo sát và tối ưu hóa một số yếu tố khác như: nồng độ chất điện ly, nhiệt độ chiết, thời gian chiết và thời gian ly tâm, sự xen lấn của các cation khác.

- Hiệu suất thu hồi của quy trình chiết điểm mù phân tích dạng Mn, Cr tiến hành với các mẫu thêm chuẩn lần lượt là 92,7 ÷ 103,2% và 93,5 ÷ 101,5%.

3. Kết quả phân tích hàm lượng tông các kim loại Mn, Cr trong lá chè Tà xùa – Bắc Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La cho thấy:

- Hàm lượng tông Mn trong lá chè Tà Xùa và Mộc Châu có giá trị trong khoảng từ 513 mg/kg đến 902 mg/kg và từ 418 mg/kg đến 2089 mg/kg.

-Hàm lượng tông Cr trong lá chè Tà Xùa và Mộc Châu trong khoảng từ 1,287 mg/kg đến 2,877 mg/kg và từ 1,408 mg/kg đến 2,584 mg/kg.

4.Kết quả phân tích dạng Mn, Cr trong nước chè như sau:

chè Tà Xùa trong khoảng 149 ÷ 360 mg/kg (hiệu suất chiết đạt 19,2 ÷ 54,0%) và chè Mộc

Châu trong khoảng 105 ÷ 630 mg/kg (hiệu suất chiết đạt 21,7 ÷ 47,9%).

- Trong nước chè hàm lượng dạng Mn(II) - flavonoid chiếm phần nhỏ, dạng Mn(II) - tự do chiếm đa số, cụ thể đối với mẫu chè Tà Xùa dạng Mn(II) - flavonoid chiếm 6,0 ÷ 15,5% và dạng Mn(II) - tự do chiếm 85,5 ÷ 94%, mẫu chè Mộc Châu chiếm dạng Mn(II) - flavonoid chiếm 7,7 ÷ 20,25 và dạng Mn(II) - tự do chiếm 79,8 ÷ 92,3%.

- Trong nước chè Cr tồn tại chủ yếu dưới dạng Cr(III) là dạng vi lượng thiết yếu cho cơ thể, dạng Cr(VI) chiếm tỷ lệ nhỏ.

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

1.Đã nghiên cứu và phát triển kỹ thuật chiết điểm mù (CPE) kết hợp với quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS) để xây dựng phương pháp xác định dạng Mn, Cr. Đã nghiên cứu tối ưu hoá quá trình chiết điểm mù xác định dạng Mn, Cr bằng cách khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như: pH, chất tạo phức, chất hoạt động bề mặt, thời gian ủ, nhiệt độ ủ; Lựa chọn chất tạo phức 8-hydroxyquinoline và chất hoạt động bề mặt Triton X-100 để chiết đồng thời Mn(II) và Cr(III). Phương pháp đề xuất có hiệu suất chiết, hệ số làm giàu và độ nhạy cao hơn so với một số nghiên cứu đã công bố.

2. Đã ứng dụng phương pháp xây dựng được để xác định một số dạng Mn, Cr trong chè thu hái tại huyện Mộc Châu và Bắc Yên tỉnh Sơn La. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong nước chè Mn tồn tại chủ yếu ở dạng Mn(II) - tự do. Hàm lượng dạng Mn(II) – flavonoid trong các mẫu chè Mộc Châu, Bắc Yên cao hơn so với hàm lượng Mn(II) – flavonoid trong một số mẫu chè của các nước khác; dạng Cr(III) chiếm tỷ lệ lớn trong nước chè, dạng Cr(VI) chiếm tỷ lệ nhỏ.

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1. Nguyễn Thị Hiên, Lưu Thị Nguyệt Minh, Vũ Đức Lợi, Dương Tuấn Hưng, Lê Sỹ Bình (2014). Nghiên cứu xác định dạng mangan trong lá chè bằng phương pháp chiết điểm mù và phổ hấp thụ nguyên tử. Tạp chí Hóa học, 52(6A), 88-92.

2.Le Sy Binh, Dao Van Bay and Vu Duc Loi (2018). Determination content of heavy metals in tea samples in Moc Chau district, Son La province, Vietnam. HNUE Journal of Science, 63(11), 127-134.

3. Lê Sỹ Bình, Vũ Đức Lợi, Đào Văn Bảy (2019). Phân tích dạng Mangan trong lá chè bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi chiết điểm mù. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 24(2), 31-37.

4. Lê Sỹ Bình, Đào Văn Bảy, Vũ Đức Lợi (2020). Ứng dụng chiết điểm mù sử dụng 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol và triton X -100 phân tích dạng mangan trong mẫu chè. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 25(2), 177-184.

5.Le Sy Binh, Dao Van Bay, Vu Duc Loi, Cloud point extraction and graphite funace atomic absorption spectrometry determination speciation of chromium in tea leaves. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học Chấp nhận đăng, số 3 Tập 26, năm 2021.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. A. Yashin, Y. Yashin and B. Nemzer, Beneficial Effect of Tea on Human Health, American Journal of Biomedical Sciences, 2013, 5(4), 226-241.

2. Z. Chen, Z. Lin, Tea and human health: biomedical functions of tea active components and current issues, Journal of Zhejiang University-Science B (Biomedicine & Biotechnology), 2015, 16(2), 87-102.

3. V. R. Preedy, Tea in Health and Disease Prevention, 2013, ISBN: 978-0-12- 384937-3, Copyright © 2013 Elsevier.

4. J. B. Cirocka, M. Grembecka, P. Szefer, Monitoring of essential and heavy me from different geographical origins, Environmental Monitoring and