Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định dạng Cr trong nước chè

3.2.4.1. Khảo sát khoảng tuyến tính CPE-GFAAS đối với Cr(III)

Do nền mẫu trong phép phân tích dạng Cr trong nước chè khác với nền mẫu trong phép phân tích tổng Cr trong lá chè và hàm lượng Cr trong nước chè thấp hơn trong lá chè nên phải khảo sát khoảng tuyến tính làm cơ sở để xây dựng đường chuẩn xác định dạng Cr. Tiến hành chiết điểm mù dung dịch Cr(III) với nồng độ từ 0 µg/L đến 65 µg/L. Phân tích nồng độ Cr bằng phương pháp GFAAS ở bước sóng 357,9 nm. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính chiết điểm mù Cr được trình bày trong bảng 3.37 và hình 3.31.

Bảng 3.37. Khảo sát khoảng tuyến tính chiết điểm mù Cr(III) CCr (µg/L) A CCr (µg/L) A 0 0,03538 35 0,6333 5 0,1387 40 0,7081 10 0,2363 45 0,7829 15 0,2983 50 0,8267 20 0,3866 55 0,9025 25 0,4728 60 0,9461 30 0,5416 65 0,9872

Hình 3.31. Khoảng tuyến tính CPE - GFAAS đối với Cr(III)

Từ kết quả khảo sát nhận thấy, phương pháp CPE - GFAAS Cr(III) tuyến tính trong khoảng 0 ÷ 45 µg/L, đây là cơ sở để xây dựng đường chuẩn CPE Cr.

3.2.4.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn CPE - GFAAS phân tích dạng Cr

Tiến hành chiết điểm mù các dung dịch Cr(III) với các nồng độ 6 µg/L, 12 µg/L, 18 µg/L, 24 µg/L, 30 µg/L và 36 µg/L với các điều kiện tối ưu. Phân tích Cr bằng phương pháp GFAAS, sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ được thể hiện

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 A CCr(µg/L)

trong bảng 3.38.

Bảng 3.38. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Cr trong CPE

STT CCr (µg/L) A 1 0 0,0692 2 6 0,2088 3 12 0,3308 4 18 0,4572 5 24 0,5664 6 30 0,6960 7 36 0,8278

Xử lí số liệu bằng phần mềm Origin 8.5 thu được đường chuẩn CPE – GFAAS phân tích dạng Cr thể hiện ở 3.32.

Hình 3.32. Đường chuẩn CPE phân tích dạng Cr

Phương trình đường chuẩn: A = 0,02075.CCr + 0,07739, giá trị R2 = 0,99922.

3.2.4.3. Kết quả đánh giá giới hạn chấp nhận của đường chuẩn CPE-GFAAS Cr, kết quả tính LOD, LOQ Cr, kết quả tính LOD, LOQ

trị các giá trị a = 0,07739, b = 0,02075 và công thức (2.2) tính độ chệch của các điểm nồng độ Cr, kết quả được trình bày trong bảng 3.39.

Bảng 3.39. Kết quả độ chệch của các giá trị đo khỏi đường chuẩn CPE Cr

STT CCr (µg/L) A Ct (µg/L) (%) 1 6 0,2088 6,3 5,6 2 12 0,3308 12,2 1,8 3 18 0,4572 18,3 1,7 4 24 0,5664 23,6 -1,8 5 30 0,6960 29,8 -0,6 6 36 0,8278 36,2 0,5

Từ kết quả tính nhận thấy, ở nồng độ 6 µg/L độ chệch là 5,6 %. Khi nồng độ Cr tăng lên thì độ chệch giảm. Giá trị Δi < 15%. Do vậy đường chuẩn CPE-GFAAS Cr đã xây dựng thỏa mãn yêu cầu theo AOAC.

Để xác định giá trị LOD và LOQ chuẩn bị chiết điểm mù song song 14 dung dịch Cr 2,0 µg/L. Kết quả đo được trình bày trong bảng 3.40.

Bảng 3.40. Độ hấp thụ và nồng độ tính của 14 dung dịch CPE Cr (2,0 µg/L)

STT Ai Ci (mg/L) Ci - Ci (Ci - Ci )2 1 0,1218 2,1402 0,07194 0,005176 2 0,1211 2,1065 0,03821 0,001460 3 0,1181 1,9619 -0,10637 0,011314 4 0,1188 1,9957 -0,07263 0,005276 5 0,1179 1,9523 -0,11601 0,013458 6 0,1184 1,9764 -0,09191 0,008448 7 0,1184 1,9764 -0,09191 0,008448 8 0,1216 2,1306 0,06231 0,003882 9 0,1208 2,0920 0,02375 0,000564 10 0,1227 2,1836 0,11532 0,013298 11 0,1226 2,1788 0,11050 0,012210 12 0,1224 2,1692 0,10086 0,010173 13 0,1172 1,9186 -0,14974 0,022423 14 0.1225 2.1740 0.10568 0.011168

Nồng độ trung bình của các lần đo: C = 2,0683 (μg/L)i . Từ đó tính được độ

i Δ

lệch chuẩn: SD = 0,09895

Tính LOD, LOQ dựa trên độ lệch chuẩn được kết quả: LOD = 3.SD = 0,2969 (µg/L)

LOQ = 10.SD = 0,9895 (µg/L)

i

C 2, 0683

R = = 6,97

LOD 0, 2969 = (Thoả mãn yêu cầu 4 < R < 10)

Do đó, đường chuẩn chiết điểm mù Cr đã xây dựng được có giá trị LOD, LOQ thấp phù hợp để phân tích lượng vết Cr trong nước chè.

3.3. Phân tích hàm lượng Mn, Cr trong mẫu chè

3.3.1. Phân tích hàm lượng tổng Mn trong lá chè

Phân tích hàm lượng tổng Mn trong lá chè theo quy trình trong hình 2.6 mục 2.3.2.1. Phân tích mỗi mẫu 3 lần, hàm lượng tổng Mn trung bình trong hai lần thu hái đối với 6 mẫu chè Tà Xùa - Bắc Yên được trình bày trong bảng 3.41.

Bảng 3.41. Hàm lượng tổng Mn trong lá chè Tà Xùa

STT Mẫu chè

Hàm lượng tổng Mn trong chè Tà Xùa (mg/kg) Mẫu 04/11/2017 Mẫu 25/4/2018 Trung bình

1 CT1 800,9 ± 25,0 901,7 ± 33,3 851,3 2 CT2 570,5 ± 26,6 601,6 ± 25,2 586,1 3 TXA 513,3 ± 25,4 581,1 ± 24,2 547,2 4 TXC 624,9 ± 24,9 810,2 ± 30,4 717,6 5 BB 612,4 ± 21,9 624,5 ± 23,8 618,5 6 MV 626,5 ± 27,2 877,1 ± 26,4 751,8

Hàm lượng Mn trong lá chè Tà Xùa – Bắc Yên từ 513,3 ± 25,4 mg/kg đến 901,7 ± 33,3 mg/kg, cao nhất trong mẫu chè Chung Trinh 1 thu ngày 25/4/2019 và thấp nhất trong mẫu chè Tà Xùa A thu ngày 04/1/2019. Biểu diễn hàm lượng trung bình tổng Mn trong 6 mẫu chè Tà Xùa trên hình 3.33.

Từ hình 3.33 nhận thấy hàm lượng trung bình tổng Mn trong 6 mẫu chè Tà Xùa của 2 lần thu hái chênh lệch không nhiều, có thể do các mẫu chè này đều là chè cổ thụ nên có sự ổn định về thành phần hóa học trong lá chè.

Hàm lượng tổng Mn trong các mẫu chè Tà Xùa thu hái đợt 25/4/2018 vào mùa mưa cao hơn hàm lượng Mn trong các mẫu chè thu hái đợt 4/11/2017 vào mùa khô. Nguyên nhân là do nước mưa hoà tan Mn, Cr từ đất vào nước nhiều hơn, do đó cây chè hấp thu Mn, Cr với hàm lượng cao hơn, dẫn đến hàm lượng Mn trong lá chè thu hái vào mùa mưa cao hơn.

Hình 3.33. Hàm lượng trung bình Mn trong lá chè Tà Xùa

Hàm lượng tổng Mn trong 8 mẫu lá chè Mộc Châu thu hái trong hai đợt được trình bày trong bảng 3.42.

Bảng 3.42. Hàm lượng tổng Mn trong lá chè Mộc Châu

STT Mẫu chè Hàm lượng tổng Mn trong chè Mộc Châu (mg/kg) Mẫu 10/12/2017 Mẫu 7/4/2018 Trung bình

1 CĐ - NT 832,4 ± 29,1 1088,6 ± 34,1 960,5 2 S89 - NT 1102,6 ± 41,6 1118,0 ± 34,4 1110,3 3 BM - PL 819,1 ± 28,7 2089,5 ± 67,1 1454,3 4 SK - PL 1149,5 ± 40,2 1409,6 ± 39,3 1279,6 5 BH1 - TL 725,4 ± 25,4 1045,2 ± 33,6 885,3 6 BH2 - TL 539,2 ± 32,3 823,2 ± 28,8 681 ,2 7 TK7 - CS 418,5 ± 33,3 621,4 ± 21,7 520,0 8 TK2 - CS 484,7 ± 32,7 498,6 ± 17,4 491,7

Biểu diễn hàm lượng Mn trong 8 mẫu chè thu hái trong hai đợt tại huyện Mộc Châu trên đồ thị thu được hình 3.34.

CT1 CT2 TXA TXC BB MV 851,3 586,1 547,2 717,6 618,5 751,8

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 tổng 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 tổng các kim loại Mn, Cr trong lá chè Tà xùa – Bắc Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La cho thấy:

- Hàm lượng tổng 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 tổng 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:

- Hàm lượng tổng Mn chiết từ lá chè vào trong nước chè đối với các mẫu 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 phổ 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.

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

Assessment, 2016, 188 (3): 183.

5. J. Zhang , R. Yang , R. Chen, Y. Peng , X. Wen and L. Gao, Accumulation of Heavy Metals in Tea Leaves and Potential Health Risk Assessment: A Case

Study from Puan County, Guizhou Province, China, Int. J. Environ. Res. Public

Health, 2018, 15, 133.

6. World Health Organization, Environmental Health Criteria 17: Manganese, 1981, Geneva.

7. M. Rose, M. Baxter, N. Brereton and C. Baskaran, Dietary exposure to metals and other elements in the 2006 UK Total Diet Study and some trends over the last 30 years, Food Additives & Contaminants. Part A, Chemistry, analysis, control, exposure & risk assessment, 2010, 27, 1380-1404.

8. W. Podwika, K. Kleszcz, M. Krośniak and P. Zagrodzki, Copper, Manganese, Zinc, and Cadmium in Tea Leaves of Different Types and Origin, Biological Trace Element Research, 2018, 183, 389-395.

9. R. Mason, The Minerals You Need, USA: Safe Goods Publishing, 2011, 13. 10. C. Palacios, The role of nutrients in bone health, from A to Z, Critical Reviews

in Food Science and Nutrition, 2006, 46(8):621-628.

11. D. S. Avila, R. L. Puntel, and M. Aschner, Manganese in health and disease, Metal ions in life sciences, 2013, 13, 199-227.

12. C. Henn, A. S. Ettinger, J. Schwartz, M. M TéllezRojo, et al., Early Postnatal

Blood Manganese Levels and Children’s Neurodevelopment, Epidemiology,

13. N. Law, M. Caudle, V. Pecoraro, Manganese redox enzymes and model systems:

Properties, structures, and reactivity, Advances in Inorganic Chemistry, 1998,

46, 305-440.

14. Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, Dietary reference intakes for vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron,

manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc, National

Academy Press, Washington, DC, 2001, 197–223.

15. S. L. O’Neal and W. Zheng, Manganese Toxicity Upon Overexposure: a

Decade in Review, Current Environmental Health Reports, 2015, 2(3), 315-328.

16. H. Zhang, C. Xu, H. Wang , A. L. Frank, Health Effects of Manganese

Exposures For Welders In Qingdao City, China, International Journal of

Occupational Medicine and Environmental Health, 2017, 30(2) : 241-247.. 17. W. T. Cefalu, F. B. Hu, Role of Chromium in Human Health and in Diabetes,

Diabetes Care, 2004, 27(11), 2741-2751.

18. A. M. Roussel, M. A. Sanchez, M. Ferry, N. A. Bryden and R. A.. Anderson,

Food chromium content, dietary chromium intake and related biological variables in French free-living elderly, British Journal of Nutrition, 2007, 98, 326-331.

19. X. Hui Zhang, X. Zhang, X. C. Wang, L. F. Jin, Chronic occupational exposure

to hexavalent chromium causes DNA damage in electroplating workers, BMC

Public Health, 2011, 11(1), 224-231.

20. World tea production and trade Current and future development, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2015, Rome.

21. S. M. Kingori, P. O. Ongoma and S. O. Ochanda, Development of an Improved Isocratic HPLC Method for the Determination of Gallic Acid, Caffeine and Catechins in Tea, J Nutrition Health Food Sci, 2018, 6(4), 1-9.

22. C. D. Fernando and P. Soysa, Simple isocratic method for simultaneous

determination of caffeine and catechins in tea products by HPLC, Springerplus.

2016; 5(1): 970.

23. Y. Tsai, B. Chen, Preparation of catechin extracts and nanoemulsions from green tea leaf waste and their inhibition effect on prostate cancer cell PC-3, International Journal of Nanomedicine, 2016, 11, 1907-1926.

24. M. Wakamatsu, H. Yamanouchi, H. Sahara, T. Iwanaga et al., Catechin and caffeine contents in green tea at different harvest periods and their metabolism in miniature swine, Food Science & Nutrition, 2019, 7(1), 1–10.

25. A. Y. Yashin, B. V. Nemzer, E. Combet and Y. I. Yashin, Determination of the

Chemical Composition of Tea by Chromatographic Methods: A Review, Journal

of Food Research, 2015, 4(3), 56-88.

26. C. Cabrera, R. Giménez, and M. C. López, Determination of Tea Components