MS) khi phađn tích hàm lượng acrylamide trong các lối thực phaơm khác nhau

Một phần của tài liệu Luận văn báo cáo tổng quan tài liệu độc tố trong sản xuất thực phẩm (Trang 32 - 43)

được

Acid béo bão hồ (%) Chât béo chưa bão hịa đơn

Chât béo chưa bão hịa đa Lauric acid (12:0) Myristic acid (14: 0) Palmitic acid (16: 0) Stearic acid (18:0) Palmitoleic acid (16: 1) Oleic acid (18:1) Linoleic acid (18: 2) Linolenic acid (18: 3) Mỡ lợn 0.1 2.2 25.1 13.1 3.6 43.7 11.5 0.7 Daău cĩ 0.3 1.0 30.5 2.1 - 49.4 15.3 1.4 Daău nành - 11.6 3.6 - 22.5 54.3 8.1

g) Các cation kim lối:

 Theo nhieău nghieđn cứu thì sự cĩ maịt cụa các cation kim lối cĩ ạnh hưởng lớn đên hàm lượng acrylamide được táo thành. Khi tiên hành thí nghieơm với phạn ứng táo acrylamide từ glucose và asparagine ở 1500C trong 20 phút thì ạnh hưởng cụa các cation kim lối khác nhau đên hàm lượng acrylamide thu được như sau:

Hình 2.16: Ạnh hưởng cụa các cation hố trị 1, 2, 3 đên hàm lượng acrylamide sau khi gia

nhieơt với hoên hợp glucose và asparagine (moêi lối 10µL) ở 1500C trong 20 phút.

 Từ đoă thị tređn ta thây raỉng các cation kim lối (ngối trừ Na+) cĩ tác dúng làm giạm hàm lượng acrylamide khi noăng đoơ kim lối càng taíng. Tác dúng này càng rõ reơt đơi với kim lối cĩ hĩa trị càng cao: Fe3+cĩ theơ giạm đên 97% lượng acrylamide. Rieđng đơi vời Na+ chư cĩ tác dúng giạm 59% khi noăng đoơ

Cation, µmol A cr yl am id e, n m ol e

cation Na taíng từ 0 đên 5 µmoles, khi taíng noăng đoơ Na hơn nữa thì lái làm taíng hàm lượng acrylamide.

 Aûnh hưởng cụa các cation kim lối đên sự táo thành acrylamide là do các cation này cĩ khạ naíng ngaín cạn sự táo thành các base Schiff, moơt phađn tử đĩng vai trị quan trĩng trong sự hình thành acrylamide. Khạ naíng ngaín cạn sự táo thành các base Schiff cụa các cation kim lối khác nhau được cho ở bạng sau:

Bạng 2.14: Khạ naíng ngaín cạn cụa các cation hố trị 1, 2, 3 leđn sự táo thành base Schiff cụa

aspargine Hàm lượng

cation µmole Na+ KHàm lượng base Schiff giạm (%)+ Ca2+ Mg2+ Zn2+ Fe3+

0 0 0 0 0 0 0

1 13 27 26 38 33 68

5 53 76 84 84 86 100

10 57 83 100 100 100 100

20 25 89 100 100 100 100

 Maịc dù các cation kim lối cĩ theơ giạm đáng keơ hàm lượng acrylamide sinh ra nhưng nĩ lái xúc tác cho phạn ứng táo ra các hợp chât khác như hydroxymethylfurfural và furfural, những chât cũng được cho là cĩ theơ gađy đoơc đơi với con người, sự taíng cụa các hợp chât này dieên ra đoăng thời với sự giạm hàm lượng acrylamide:

Hình 2.17: Ạnh hưởng cụa các cation hố trị 1, 2, 3 đên hàm lượng hydroxymethylfurfural

sau khi gia nhieơt với hoên hợp glucose và asparagine (moêi lối 10µL) ở 1500C trong 20 phút.

H yd ro xy m et hy fu fu ra l ( nm ol ) Cation, µmol

Hình 2.18: Ạnh hưởng cụa các cation hố trị 1, 2, 3 đên hàm lượng furfural sau khi gia nhieơt

với hoên hợp glucose và asparagine (moêi lối 10µL) ở 1500C trong 20 phút.

 Cơ chê phạn ứng táo hydromethylfurfural và furfural khi cĩ maịt các cation kim lối được minh hĩa baỉng hình vẽ sau [113]:

Fu fu ra l ( nm ol ) Cation, µmol

Hình 2.19: Cơ chê phạn ứng táo hydromethylfurfural và furfural khi cĩ maịt các cation kim

lối (II)

2.6. Phương pháp phađn tích acrylamide:

 Quy trình phađn tích hàm lượng acrylamide ở các lối thực phaơm thường tuađn theo những bước sau: Trích ly acrylamide khỏi thực phaơm baỉng các dung mođi phađn cực, sau đĩ tiên hành brođm hĩa mău, tinh sách, định tính và định lượng baỉng nhieău phương

pháp (saĩc ký khí, saĩc ký lỏng ...). Trong các bước tređn thì quá trình brođm hĩa mău và quá trình táo dăn xuât là mât rât nhieău thời gian [117].

 Cho đên nay người ta đã phát trieơn nhieău phương pháp saĩc ký đeơ phađn tích hàm lượng acrylamide trong quá trình xử lý nhieơt thực phaơm trong đĩ thì phương pháp saĩc ký lỏng cao áp và phương pháp saĩc kí khí kêt hợp với phương pháp khơi phoơ là được sử dúng nhieău nhât [129]. Dưới đađy là moơt sơ kiên thức toơng quan hai phương pháp saĩc ký lỏng cao áp và phương pháp saĩc kí khí kêt hợp với phương pháp khơi phoơ LC/MS/MS và GC – MS thường được dùng nhieău nhât đeơ phađn tích hàm lượng acrylamide trong thực phaơm:

2.6.1.Quá trình trích ly:

 Dung mođi trích ly: Nước ở nhieơt đoơ phịng được sử dúng đeơ trích ly acrylamide từ nhieău lối thực phaơm khác nhau vì tính chât rât háo nước cụa acrylamide. Ngồi nước ta cĩ theơ sử dúng methanol như là moơt chât trích ly vì thuaơn lợi trong quá trình bơc hơi dung mođi và cođ đaịc hoaịc cũng cĩ theơ sử dúng dung dịch nước muơi NaCl noăng đoơ cao đeơ ngaín cạn quá trình nhũ hĩa cĩ theơ xạy ra trong quá trình xử lý mău nhaỉm nađng cao hieơu suât thu hoăi mău. Ngồi ra trong các phịng thí nghieơm đeơ taíng hieơu quạ trích ly người ta cũng sử dúng hoên hợp nước và acetone làm dung mođi trích ly [129] vì hoên hợp dung mođi (nước và dung mođi hữu xơ) thường cho kêt quạ trích ly cao hơn khi chư đơn lẹ sử dúng nước hoaịc dung mođi hữu cơ. Và tư leơ giữa dung mođi hữu cơ và nước là 4:1 thì sẽ cho kêt quạ trích ly cao nhât [117].

 Trong quá trình xử lý mău caăn hán chê gia nhieơt hoaịc sử dúng sĩng sieđu ađm bởi vì cĩ theơ táo ra moơt lượng lớn các phađn tử nhỏ cĩ theơ làm bão hịa coơt trích ly sử dúng chât mang raĩn (SPE), làm giạm hieơu quạ tinh sách và giạm tuoơi thĩ cụa coơt. Tuy nhieđn dung mođi trích ly cĩ theơ được gia nhieơt trước đên nhieơt đoơ 800C nhaỉm taíng tơc quá trình trích ly vì acrylamide khá beăn ở nhieơt đoơ này.

 Ngồi ra đeơ trích ly acrylamide người ta cũng cĩ theơ sử dúng phương pháp trích ly lỏng cao áp (PLE – pressurized liquid extraction), đađy là phương pháp trích ly các chât raĩn và bán raĩn sử dúng các dung mođi lỏng ở nhieơt đoơ và áp suât cao đeơ taíng hieơu suât trích ly vì taíng nhieơt đoơ sẽ taíng đoơng hĩc cụa quá trình trích ly, đoăng thời áp suât cao sẽ giạm nhieơt đoơ sođi cụa dung mođi khiên quá trình trích ly dieên ra nhanh và an tồn. Do đĩ đađy cũng là moơt phương pháp trích ly nhanh và hieơu quạ acrylamide từ nhieău lối thực phaơm khác nhau.

 Đeơ kieơm sốt hieơu suât thu hoăi mău và lượng mău thât thốt trong suơt quá trình xử lý mău người ta boơ sung chât noơi chuaơn sau quá trình đoăng hĩa mău. Moơt sơ chât noơi chuaơn thường được sử dúng như: [13C3] acrylamide, [13C1] acrylamide, [2H3] acrylamide, N,N – dimethylacrylamide, methacrylamide. Yeđu caău đơi với chât noơi chuaơn là cĩ tính chât hĩa, lý hĩc giơng như cụa hợp chât acrylamide chuaơn [129].

 Đơi với các thực phaơm giàu béo trước hoaịc trong quá trình chiêt tách caăn thực hieơn quá trình tách béo baỉng các dung mođi như hexane, cyclohexane hoaịc petroleum ether. Cịn đơi với các lối thực phaơm giàu protein trước quá trình trích ly caăn đođng tú protein baỉng các dung dịch methanol, acetonitrile hoaịc nước muơi noăng đoơ cao. Ngồi ra cũng cĩ theơ lối protein baỉng phương pháp Carrez I (theđm 1mL dung dịch 0.68M potassium hexacyanoferrate(II)

trihydrate) sau đĩ kêt hợp với Carrez II (1mL dung dịch 2M zinc sulfate heptahydrate) trong đieău kieơn khuây mánh lieđn túc. Đađy là moơt phương pháp lối protein rât nhanh, trong vịng <1 phút.

 Sau quá trình trích ly dịch trích được ly tađm trước khi baĩt đaău quá trình tinh sách, moơt sơ các chê đoơ ly tađm như: kêt hợp giữa ly tađm và lĩc baỉng máy li tađm Centricon plus – 20 và lưới lĩc PVDF (polyvinylidene fluoride) 0.45 µm hoaịc thực hieơn quá trình ly tađm hai giai đốn, giai đốn moơt ly tađm ở 4000 rpm trong 10 phút ở 100C, giai đốn hai ở 10.000 rpm trong 10 phút ở 100C.

 Tồn boơ quá trình trích ly và tinh sách acrylamide trước quá trình cháy saĩc ký trong LC/MS/MS và GC – MS đieơn hình được bieơu dieên baỉng hình vẽ sau [129]:

2.6.2.Quá trình tinh sách:

 Quá trình tinh sách là sự kêt hợp cụa nhieău quá trình tinh sách sử dúng coơt cĩ chât mang raĩn (SPE). Ta cĩ theơ tinh sách baỉng cách kêt hợp giữa coơt Oasis HLB (Water, Milford, MA, USA) và coơt Bond Elut-Accucat (mixedmode: C8, SAX and SCX) (Varian, Palo Alto, CA, USA) hoaịc kêt hợp giữa hai coơt goăm: Oasis MAX (mixed-mode anion exchange: kieơu hoên hợp trao đoơi anion ) ( Water), coơt Oasis MCX (mixed-mode cation exchange: kieơu hoên hợp trao đoơi anion ) và coơt ENVI-Carb (nhoăi baỉng carbon hốt tính) (Supelco, Bellefonte, PA, USA) hoaịc cũng cĩ theơ kêt hợp giữa coơt Bond Elut C18, coơt Bond Elut Jr- PSA (trao đoơi anion) và coơt Bond Elut Accucat (Varian).

Trích ly SPE

Thu phaăn dung dịch mău sau rửa giại Bỏ nước

rửa đaău

Brođm hĩa baỉng 100-300 µl hoên hợp : KBr : 16,2g Hbr : 0,8 ml Bromine: 5ml Nước : 60ml Làm lánh 00C Theđm 10 µl dung dịch Na2S3O3 Theđm vào dịch chiêt 4 ml EtAc Pha EtAc Mău Nghieăn mịn Theđm chât noơi chuaơn, 300-400 ml nước Đoăng hĩa Pha noơi Ly tađm Lánh đođng, rã đođng,ly tađm Trích ly SPE

Rửa baỉng MeOH (1ml) Bão hịa với nước (2 ml) Bơm dung dịch mău (0.5 – 2 ml) Rửa giại với nước

Bỏ nước

rửa đaău dịch mău sau rửa Thu phaăn dung

giại

Làm khođ

Bơc hơi đên khođ baỉng máy ly tađm

chađn khođng

Hịa tan vào 2µ lượng EtAc Ly tađm ở 15.000 rpm (10 phút)

Lĩc baỉng lưới lĩc membrance (0,22 µm) Lĩc ly tađm đeơ lối những phađn tử cĩ phađn tử khơi > 3.000 (50 phút)

Rửa baỉng MeOH (1ml) Bão hịa với nước (2 ml) Bơm dung dịch mău (0.5 – 2 ml) Rửa giại với nước

Hình 2..20: Quá trình trích ly,

tinh sách và xử lý mău trước quá trình cháy saĩc ký GC – MS, LC – MS/MS, EtAc: ethyl acetate, MeOH : methanol.

 Câu táo cụa coơt Oasis HLB: chât mang chính là heơ cađn baỉng heơ ưa nước – kị nước và chât nhoăi pha đạo thâm nước, cịn coơt Oasis MCX cĩ chât mang chính là chât nhoăi pha đạo trao đoơi cation hoên hợp. Đađy là hai coơt được ứng dúng trong haău hêt các quá trình tinh sách SPE trong phađn tích acrylamide.

 Moơt quá trình tinh sách sử dúng coơt cĩ chât mang raĩn SPE đieơn hình goăm hai bước: Bước A sử dúng moơt ơng xạ chađn khođng đeơ cài đaịt mức chađn khođng, với tơc đoơ dịng 2 – 4 ml/phút đơi với coơt Oasis HLB. Cịn đơi với coơt Oasis MCX khođng caăn ơng xạ chađn khođng vì các phađn tử kích thước lớn (60 µm) được bơm xuyeđn qua coơt tinh sách. Tồn boơt quá trình tinh sách được bieơu dieên baỉng hình vẽ sau:

Hình 2.21: Quá trình tinh sách đieơn hình dùng coơt cĩ chât mang raĩn SPE dùng trong phađn

tích hàm lượng acrylamide

 Với đieău kieơn tinh sách như tređn thì cĩ theơ đát được hieơu suât thu hoăi mău leđn đên 98% và đoơ leơch chuaơn (RSD) là 9.5% (n = 15 mău).

 Các yêu tơ ạnh hưởng đên quá trình trích ly là: quá trình nghieăn mău (khođ hoaịc ướt), dung mođi trích ly (nước hoaịc hoên hợp với các dung dịch hữu cơ khác), nhieơt đoơ và thời gian trích ly, thành phaăn nguyeđn lieơu, các bước khác (tách béo, lối protein). Trong quá trình xử lý mău thì quá trình tinh sách sử dúng coơt cĩ chât mang raĩn (SPE) đĩng moơt vai trị rât quan trĩng thường được sử dúng roơng rãi trong quá trình phađn tích.

Bạng 2.15: Tĩm taĩt moơt sơ các phương pháp saĩc ký dùng trong phađn tích hàm lượng

acrylamide ở các lối thực phaơm khác nhau Teđn thực

phaơm Phương pháp trích ly Phương pháp tinh sách Phương pháp saĩc ký và chât noơi chuaơn Ngũ cơc aín

sáng, crackers

Trích ly baỉng nước, đoăng hĩa, ly tađm, theđm

acetonitrile đođng tú các protein và táp chât khác, làm bơc hơi acetonitrile.

Tinh sách baỉng nước và methanol, tinh sách baỉng coơt SPE, lĩc baỉng dúng cú lĩc syringe.

LC–ESI-MS/MS; [13C3]acrylamide [110]

Rửa coơt baỉng 2ml methanol và 2ml NaCl

Giại hâp baỉng 3 ml methanol cĩ chưa 1% acid formic

Bơm dung dịch đã giại hâp từ bước A

Rửa baỉng 0.5 ml methanol

Bơc hơi dung mođi, tái hịa tan vào 0.4 ml nước

Bước A: Tinh sách baỉng coơt Oasis HLB

Bước B: Tinh sách baỉng coơt Oasis MCX

Rửa coơt baỉng 2ml methanol dfdkfjdflds

Rửa coơt baỉng 0.8 ml nước vođ khuaơn

Bơm mău vào coơt (1.5ml) dfdkfjdflds

Cà pheđ Pha lỗng với chât noơi chuaơn, trích ly baỉng HPLC với pha đoơng là nước , ly tađm, laĩc (30 giađy), ly tađm lái và lĩc baỉng lưới lĩc 0.45µm.

Sử dúng coơt Oasis HLB 6cc, dung mođi là nước –

methanol (1:1), sau đĩ tinh sách baỉng coơt Bond Elut- Accucat, dung mođi là nước – methanol (1:1). LC–MS/MS; [13C3]acrylamide [22] Thực phaơm chieđn, nướng

Nghieăn nhỏ, tách béo baỉng hexane, lối dung mođi dư, trích ly baỉng methanol (50 mL), khuây đeău 15 phút và laĩc 1 phút trong boăn sieđu ađm, ly tađm.

Cođ đaịc trong thiêt bị bơc hơi đên khi mău cịn < 2ml, pha lỗng baỉng nước đên theơ tích cơ định 2 ml, lĩc nhanh.

GC–MS [39]

Thực phaơm từ ngũ cơc

Nghieăn, pha lỗng với chât noơi chuaơn, theđm nước, đoăng hĩa (30 giađy), chưnh đên pH 4-5 baỉng acid acetic, lối protein baỉng phương pháp Carrez I và Carrez II, ly tađm

(16,000×g, 15phút), brođm hĩa mău.

Chuyeơn mău vào coơt saĩc ký chứa muơi sulfate và

Florisil đã hốt hĩa (5g moêi lối), táo dăn xuât

acrylamide baỉng acetone, bơc hơi mău đên 2 ml và sau đĩ cođ đên khođ, hịa tan vào EtAcd (400µL) theđm 40 µL triethylamine sau đĩ lĩc baỉng lưới lĩc 0.2 µm. GC–MS; [13C3]acrylamide [130] Boơt socola, cacao, cà pheđ

Pha lỗng với 5µL chât noơi chuaơn, lối protein baỉng phương pháp Carrez I và Carrez II, theđm 5 ml dichloromethane, ly tađm, chuyeơn vào ơng nghieơm chứa 1.8 g NaCl, trích ly baỉng EtAc (13 mL), sau đĩ cođ mău đên khođ.

Sử dúng coơt Isolute Multimode, dung mođi là nước – methanol (2:1), rửa lái baỉng nước, cođ mău cịn 90 µL, theđm 90 µL methanol vào mău. LC–MS/MS; [2H3]acrylamide [52] Các thực phaơm chieđn

Trích ly baỉng nước, ly tađm, pha lỗng với chât noơi chuaơn,

Tinh sách baỉng coơt strata-X- C, dung mođi là nước – methanol (1:1), cođ cán dưới đieău kieơn chađn khođng, tái hịa tan vào 1ml nước.

HPLC–UV; LC– MS;

[2H3]acrylamide [31]

Khoai tađy

chieđn Pha lỗng với chât noơi chuaơn, ụ ở nhieơt đoơ phịng (30 phút), trích ly baỉng nước, laĩc 10 phút trong boăn sieđu ađm, ly tađm.

Lĩc baỉng lưới lĩc nylon kích

thước 0.45 µm. LC–ESI-MS;[13C3]acrylamide [42]

Bánh mì giịn, bánh cookies

Đoăng hĩa mău, pha lỗng với chât noơi chuaơn, đeơ hở trong vịng 30 phút, trích ly baỉng nước, laĩc (30 phút, 600C) trong boăn sieđu ađm,

Tinh sách baỉng acetonitrile, lối protein baỉng phương pháp Carrez I và Carrez II, ly tađm và lĩc baỉng màng lĩc membrane.

LC–MS/MS; [2H3]acrylamide [66]

ly tađm. Nhieău lối

thực phaơm: cá, bánh mì, pizza ...

Đoăng hĩa mău, bạo quạn ở nhieơt đoơ 200C trước quá trình phađn tích, pha lỗng với chât noơi chuaơn, trích ly baỉng nước, ly tađm.

Tinh sách baỉng coơt SPE, lĩc ly tađm đên khi đát được theơ tích mău caăn.

LC–MS/MS; [13C3]acrylamide [129]

Thực phaơm

trẹ em Đoăng hĩa mău, pha lỗng với chât noơi chuaơn, trích ly baỉng nước, laĩc (30 phút, 600C) trong boăn sieđu ađm.

Lối protein baỉng phương pháp Carrez I và Carrez II, tách béo baỉng n - hexane, bão hịa baỉng dung dịch NaCl, trích ly hai laăn baỉng 50mL EtAc, cođ cán đên 1ml.

GC–MS/MS; [13C3]acrylamide [118] Snack, bánh mì đen, vịt quay và rođti

Đoăng hĩa mău, pha lỗng với chât noơi chuaơn, trích ly baỉng dung dịch methanol 5%, đaịt ở nhieơt đoơ phịng trong 1giờ, ly tađm (136,000×g, 5phút).

Khođng caăn theđm moơt bước tinh sách nào, bơm trực tiêp vào boơ phaơn trích mău.

LC–MS/MS; [13C3]acrylamide [30]

Nhieău lối

thực phaơm Nghieăn, tách béo baỉng iso – hexane, pha lỗng với chât noơi chuaơn, ụ ở nhieơt đoơ phịng trong vịng 30 phút.

Tinh sách baỉng acetonitrile, lối protein baỉng phương pháp Carrez I và Carrez II, ly tađm (4500×g, 10 phút) và lĩc baỉng màng lĩc membrane. HPLC–MS/MS; GC–MS/MS; [2H3]acrylamide [114]

Cà pheđ Pha lỗng với chât noơi chuaơn, trích ly baỉng nước, ly tađm (3500×g, 10 phút)

Tinh sách baỉng coơt Isolute Multimode, dung mođi là nước – acetonitrile (4:1), lối dung mođi với tơc đoơ 6ml/phút đên khi cịn 2ml mău. LC–MS/MS; [2H3]acrylamide [96] Chú thích: PVDF: polyvinylidene fluoride.

Phương pháp Carrez I và Carrez II goăm dung dịch potassium hexacyanoferrate (II) trihydrate và zinc sulfate heptahydrate (1:1).

EtAc: ethyl acetate.

SPE (solid-phase extraction): Tinh sách baỉng coơt với chât mang raĩn. PTFE: polytetrafluoroethylene.

ESI: electrospray ionization.

2.6.3.Quá trình phađn tích :

 Quá trình phađn tích baỉng phương pháp saĩc ký khí kêt hợp với phương pháp khơi phoơ (GC – MS): goăm hai phương pháp nhỏ là saĩc ký khí kêt hợp với phương pháp khơi phoơ (GC – MS) cĩ táo dăn xuât và khođng táo dăn xuât [129].

Phương pháp saĩc ký khí kêt hợp với phương pháp khơi phoơ (GC – MS) cĩ táo dăn xuât:

 Trong quá trình phađn tích acrylamide baỉng phương pháp saĩc ký khí kêt hợp với

Một phần của tài liệu Luận văn báo cáo tổng quan tài liệu độc tố trong sản xuất thực phẩm (Trang 32 - 43)