Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li tới hiệu suất CPE

Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li tới hiệu suất CPE

Nồng độ (%) 1 3 5 7 9

80 70 (% ) 60 50 su ất 40 H iệ u 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 Nồng độ NaCl (%)

Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li tới hiệu suất CPE

Bảng 3.9 cho thấy hiệu suất chiết tăng dần từ 26,6 – 82,8 % khi nồng độ NaCl tăng từ 1 – 5 %. Nguyên nhân là do khi nồng độ muối tăng lên làm tăng quá trình tách nước của nhóm ethoxyl của chất hoạt động bề mặt. Do đó làm tăng khả năng phân tách pha của đám mixen dẫn đến hiệu suất tách chiết tăng lên. Vì vậy NaCl 5 % được chọn để tiến hành trong thí nghiệm tiếp theo.

3.1.6.2. Ảnh hưởng của thể tích NaCl

+ Lấy 1,0 ml dung dịch chuẩn Cr6+ 5,0 ppm + Thêm axit HCl 0,1M để dung dịch có pH=2

+ Thêm 0,1 ml dung dịch 1,5-diphenylcarbazide 0,1 % + Thêm 0,5 ml Triton X-100 2 %

+ Thêm dung dịch NaCl 5 % với các thể tích: 0,5; 1,0; 1,50; 2,0 ml + Định mức 10 ml và đun cách thủy ở 90°C trong 110 phút.

+ Sau đó, lấy ra ly tâm 15 phút với tốc độ ly tâm 3500 vòng/phút, làm lạnh 15 phút.

+ Tách lấy phần nhớt sau đó hòa tan bằng dung dịch axit HNO3 0,1M - Metanol và định mức thành 10 ml.

Xác định nồng độ Cr bằng phương pháp F-AAS. Dựa trên nồng độ vừa đo được để tính hiệu suất chiết của phương pháp. Kết quả thể hiện trong Bảng 3.10.

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thể tích NaCl 5% tới hiệu suất CPE

Thể tích (ml) 0,5 1,0 1,5 2,0 Hiệu suất (%) 50,8 82,0 67,6 55 90.0 80.0 70.0 (% ) 60.0 50.0 su ất H iệ u 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Thể tích NaCl 5% (mL)

Hình 3.10. Ảnh hưởng của thể tích NaCl 5 % tới hiệu suất CPE

Kết quả khảo sát thể hiện trong Hình 3.10 cho thấy hiệu suất chiết cao nhất là 82 % với thể tích NaCl tương ứng là 1 ml. Vì vậy 1ml dung dịch NaCl được chọn để tiến hành thí nghiệm tiếp theo.

3.1.7. Ảnh hưởng của thời gian ly tâm

Thời gian ly tâm là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết điểm mù. Sự tách pha sẽ không được hoàn toàn nếu thời gian ly tâm quá ngắn.

Do đó, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian ly tâm trong khoảng 5-20 phút với tốc độ ly tâm 3500 vòng/phút. Kết quả thu được thể hiện trong Bảng 3.11.

Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời gian ly tâm tới hiệu suất CPE

Thời gian (phút) 5 10 15 20 Hiệu suất (%) 52,4 84,2 84,2 83,0 90.0 80.0 70.0 (% ) 60.0 50.0 su ất H iệ u 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0 5 10 15 20 25

Thời gian ly tâm (phút)

Hình 3.11. Ảnh hưởng của thời gian ly tâm tới hiệu suất CPE

Hình 3.11 cho thấy hiệu suất chiết đạt giá trị cao nhất là 84,2 % tương ứng với thời gian ly tâm là 10 phút. Vì vậy chọn thời gian ly tâm là 10 phút cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.2. XÁC ĐỊNH KHOẢNG TUYẾN TÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP

Pha một dãy các dung dịch có nồng độ Cr6+ lần lượt tương ứng: 0; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0; 35,0; 40,0; 45,0 và 50,0 mg/l từ dung dịch chuẩn Cr6+ 50 mg/l. Quy trình thực nghiệm như sau:

+ Lấy 1,0 ml mỗi dung dịch chuẩn Cr6+ của dãy dung dịch chuẩn vừa pha.

+ Thêm axit HCl 0,1M để dung dịch có pH=2 + Thêm 0,1 ml dung dịch DPC 0,1 %

+ Thêm 0,5 ml Triton X-100 2 % + Thêm 1,0 ml NaCl 5 %

+ Định mức 10 ml và đun cách thủy ở 90°C trong 110 phút.

+ Sau đó, lấy ra ly tâm 10 phút với tốc độ 3500 vòng/phút, làm lạnh 15 phút.

+ Tách lấy phần nhớt sau đó hòa tan bằng dung dịch axit HNO3 0,1M - Metanol và định mức thành 10 ml.

Sau đó tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS ta thu được số liệu trong Bảng 3.12.

Bảng 3.12. Mối tương quan giữa nồng độ Cr và độ hấp thụ

STT Nồng độ Cr (mg/l) Độ hấp thụ 1 0,00 0,0029 2 0,1 0,0042 3 0,25 0,0089 4 0,5 0,0143 5 1,0 0,0339 6 1,5 0,0458 7 2,0 0,065 8 2,5 0,0801 9 3,0 0,0941 10 3,5 0,1122 11 4,0 0,1258

12 4,5 0,1403 13 5,0 0,159 14 5,5 0,1642 15 6,0 0,1714 16 6,5 0,1751 17 7,0 0,1779 0.2500 y = 0.0313x + 0.0011 R² = 0.9993 0.2000 th ụ (A BS ) 0.1500 Độ h ấp 0.1000 0.0500 0.0000 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 Nồng độ Cr (mg/L)

Hình 3.12. Đường chuẩn xác định Crom

Hình 3.12 cho thấy có khoảng tuyến tính từ 0 – 5 mg/l, đường chuẩn xác định Cr có dạng y = 0,0313x + 0,0011 với hệ số tương quan R2 = 0,9993. Đường chuẩn này được sử dụng trong quá trình xác định Cr tổng số và Cr6+ trong mẫu phân tích.

3.3. ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP VÀ ÁP DỤNGVÀO PHÂN TÍCH MẪU THỰC VÀO PHÂN TÍCH MẪU THỰC

3.3.1. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp

Giới hạn phát hiện là nồng độ thấp nhất có thể phát hiện được, nồng độ này lớn hơn mẫu trắng với độ tin cậy là 99%.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi xác định giới hạn phát hiện của phương pháp bằng cách đo lặp lại 7 lần mẫu dung dịch chuẩn Cr(VI) có nồng độ 0,1 µg/g, các điều kiện thiết lập như khi lập đường chuẩn, chấp nhận sự sai khác giữa độ lệch chuẩn của mẫu và mẫu trắng là không đáng kể.

Độ lệch chuẩn của 7 lần đo lặp lại là: SD = 0,0034 Chỉ số %RSD = 3,523

Giới hạn phát hiện: LOD = 3SD = 0,01 µg/g Giới hạn định lượng: LOQ = 10SD = 0,034 µg/g

Ta có hệ số HR = 0,0965/0,01 = 9,65, cho thấy nồng độ dung dịch thử là phù hợp và kết qủa LOD tính được là đáng tin cậy.

Bảng 3.13. Kết quả phân tích 7 lần lặp lại mẫu Cr6+ 0,1 µg/g

STT Hàm lượng Cr (µg/g) Độ thu hồi (%)

1 0,0942 94,2 2 0,0969 96,9 3 0,0988 98,8 4 0,102 102 5 0,0912 91,2 6 0,0961 96,1 7 0,0963 96,3 TB 0,0965 96,5 SD 0,0034

3.3.2. Độ lặp lại của phương pháp

Độ lặp lại của phương pháp phân tích hàm lượng các dạng Crom trong mẫu được đánh giá bằng cách phân tích 8 lần trên một mẫu để tính giá trị trung

bình, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên (%RSD). Kết quả được chỉ ra ở Bảng 3.14.

Bảng 3.14. Đánh giá độ lặp lại của phương pháp

Loại mẫu Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên

(µg/g) (%RSD)

Glico 0 0,499 0,011 2,204

Mironaga 0,393 0,008 2,036

Từ số liệu thu được trong Bảng 3.14 ta thấy phương pháp có độ lặp lại tốt và ổn định do có hệ số biến thiên nhỏ (% RSD < 5%).

3.3.4. Độ thu hồi của phương pháp

Để đánh giá độ thu hồi của phương pháp chúng tôi dùng phương pháp thêm chuẩn. Lấy 5,0 ml dung dịch mẫu sau khi phá mẫu. Sau đó, thêm 0,5 µg/g và 1,0 µg/g dung dịch chuẩn Crom. Tiến hành chuẩn bị mẫu và xác định như trên. Độ thu hồi (giá trị trung bình của 3 lần đo lặp lại) được đưa ra ở

Bảng3.15.

Bảng 3.15. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp

Lượng Lượng

Cr trong Cr Độ Hệ số

mẫu chuẩn Lượng Cr đo thu biến

STT Mẫu sữa chưa thêm được (µg/g) hồi thiên

thêm vào (%) (%RSD) chuẩn (µg/g) (µg/g) 1 Glico 0 0,499 0,5 0,944 ± 0,009 89,0 0,953 1,0 1,506 ± 0,027 100,7 1,793 2 Mironaga 0,393 0,5 0,839 ± 0,01 89,2 1,192 1,0 1,398 ± 0,023 100,5 1,645

So sánh với phương pháp đo trực tiếp theo F-AAS, chúng tôi tiến hành phân tích Cr theo F-AAS để xác định độ thu hồi. Kết quả xác định hàm lượng Cr trong mẫu bằng cách đo trực tiếp mẫu bằng phương pháp F-AAS được thể hiện trong Bảng 3.16.

Bảng 3.16. Số liệu đo mẫu trực tiếp bằng phương pháp F-AAS

Lượng Lượng

Cr trong Cr Hệ số

mẫu chuẩn Lượng Cr đo Độ thu biến

STT Mẫu sữa chưa thêm được (µg/g) hồi (%) thiên

thêm vào (%RSD) chuẩn (µg/g) (µg/g) 1 Glico 0 0,504 0,5 1,011 ± 0,007 101,4 0,692 1,0 1,509 ± 0,022 100,5 1,458 2 Mironaga 0,435 0,5 0,944 ± 0,007 101,8 0,741 1,0 1,445 ± 0,021 101,0 1,453

So sánh kết quả của phương pháp nghiên cứu với kết quả đo mẫu trực tiếp cho thấy mẫu có độ thu hồi tốt, đáng tin cậy, hệ số biến thiên nhỏ (dưới 5%), đáp ứng được yêu cầu của phép phân tích lượng vết.

3.3.5. Quy trình phân tích dạng crom trong thực phẩm

Mẫu sau khi qua quá trình xử lý mẫu (để đưa mẫu về dạng dung dịch) được tiến hành phân tích crom bằng kỹ thuật chiết điểm mù kết hợp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. Quá trình xác định được tiến hành với các điều kiện tối ưu của CPE theo khảo sát trên. Các điều kiện tối ưu được thể hiện trong Bảng 3.17.

Bảng 3.17. Các điều kiện tối ưu của CPE

STT Điều kiện Giá trị

2 Nồng độ DPC (%) 0,1 % 0,1 mL

3 Nồng độ Triton X-100 (%) 2 % 0,5 mL

4 Nhiệt độ đun cách thủy (°C) 90

5 Thời gian đun cách thủy (phút) 110

6 Nồng độ chất điện li NaCl (%) 5 1,0 mL

7 Thời gian ly tâm (phút) 10 3500 vòng/phút

8 Khoảng tuyến tính (mg/L) 0–5,0

9 Giới hạn phát hiện (LOD) (µg/g) 0,01

10 Giới hạn định lượng (LOQ) (µg/g) 0,034

Quy trình phân tích mẫu sữa bột công thức dành cho trẻ em được thực hiện như sau:

+ Lấy 5,0 ml dung dịch mẫu thực sau khi đã tiến hành phân hủy mẫu + Thêm axit HCl 0,1M để dung dịch có pH=2

+ Thêm 0,1 ml dung dịch 1,5-diphenylcarbazide 0,1 % + Thêm 0,5 ml Triton X-100 2 %

+ Thêm 1,0 ml dung dịch NaCl 5 %

+ Định mức 10 ml và đun cách thủy ở 90°C trong 110 phút.

+ Sau đó, lấy ra ly tâm 10 phút với tốc độ ly tâm 3500 vòng/phút, làm lạnh 15 phút.

+ Tách lấy phần nhớt sau đó hòa tan bằng dung dịch axit HNO3 0,1M - Metanol và định mức thành 10 ml.

Xác định nồng độ Cr bằng phương pháp F-AAS để xác định hàm lượng Cr có trong mẫu.

3.3.6. Kết quả phân tích các dạng crom trong các mẫu sữa công thức cho trẻ em

Các kết quả khảo sát bên trên ta đã chọn được các điều kiện tối ưu về pH, nồng độ và lượng thuốc thử DPC, nồng độ và lượng chất hoạt động bề mặt Triton X-100, nhiệt độ và thời gian đun cách thủy, chất điện li và thời gian ly tâm đối với phương pháp chiết điểm mù. Từ đó ta đưa ra được quy trình phân tích Crom trong mẫu sữa bột như sau:

Quy trình phân tích Crom tổng số trong mẫu sữa bột: xử lý mẫu như mục 2.5.2 sau đó dung dịch sau khi phân hủy mẫu được tiến hành chiết điểm mù và xác định hàm lượng Cr tổng trong mẫu.

Xác định Cr(VI) tổng chiết trong mẫu sữa bột: quá trình phân hủy mẫu được thực hiện như trong mục 2.5.2 sau đó đem xác định Cr(VI) bằng kỹ thuật chiết điểm mù kết hợp phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.

Xác định hàm lượng Cr(III) trong mẫu sữa bột: Hàm lượng Cr(III) được tính bằng sự chênh lệch giữa hàm lượng Cr tổng số và hàm lượng Cr(VI).

Phân tích mẫu thực tế: Mẫu thực tế được dùng làm đối tượng nghiên cứu là các mẫu sữa bột dành cho trẻ em của các thương hiệu sữa khác nhau hiện đang được lưu thông trên thị trường. Các mẫu sữa này được thu thập trên địa bàn Hà Nội. Thời gian và địa điểm lấy mẫu thể hiện trong Bảng 3.18.

Bảng 3.18. Thông tin mẫu sữa bột công thức cho trẻ em

STT Ký hiệu Tên mẫu Địa điểm Thời gian

mẫu

1 M1 Glico 0 (0 – 12 Đông Anh – Hà Nội 03/03/2019

tháng tuổi)

2 M2 Hikid ILDONG (1- Hà Đông – Hà Nội 05/03/2019

3 M3 Pediasure (1-10 Thanh Xuân – Hà Nội 06/03/2019 tuổi)

4 M4 Mironaga (1-3 tuổi) Từ Liêm – Hà Nội 06/03/2019

5 M5 Alula S26 Gold (1-3 Cầu Giấy – Hà Nội 11/03/2019

tuổi)

Kết quả tích mẫu thực tế: Các mẫu phân tích được tiến hành xử lý mẫu và phân tích theo các quy trình được đưa ra bên trên. Thực hiện phân tích lặp lại 3 lần với tất cả các mẫu thu được kết quả trung bình thể hiện trong Bảng 3.19.

Bảng 3.19. Kết quả phân tích mẫu thực tế

Ký hiệu Kết quả (ng/g) Tỉ lệ (%)

STT mẫu

Cr tổng Cr(VI) Cr(III) Cr(VI) Cr(III)

1 M1 499 22 477 4,4 95,6

2 M2 564 64 500 11,3 88,7

3 M3 613 69 544 11,3 88,7

4 M4 393 20 373 5,1 94,9

Hàm lượng Cr (ng/g) 700 600 500 400 300 200 100 0 M1 M2 M3 M4 M5 Cr tổng Cr(III) Cr(VI)

Hình 3.13. Hàm lượng các dạng Crom trong mẫu thực

Kết quả cho thấy Crom trong mẫu sữa tồn tại chủ yếu ở dạng Cr(III), đây là thành phần có lợi cho sức khỏe con người, hàm lượng Cr(VI) được tìm thấy trong các mẫu sữa có hàm lượng rất thấp (từ 12 – 70 ng/g). Mặc dù chưa có quy chuẩn nào về giới hạn cho phép của hàm lượng Crom tổng số cũng như hàm lượng Cr(VI) trong mẫu sữa bột nhưng Cr(VI) là thành phần độc tố, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người, do vậy yêu cầu hàm lượng của nó trong mẫu thực phẩm phải trong giới hạn cho phép. Kết quả này phù hợp với kết quả công bố về hàm lượng Cr(VI) trong sữa công thức trẻ em của nhóm tác giả Maria E. Soares, Maria L. Bastos và Margarida Ferreira (2000). [54]

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN

Từ các kết quả thu được từ đề tài: “Ứng dụng kỹ thuật chiết điểm mù để phân tích một số dạng Crom trong thực phẩm”, chúng tôi rút ra được các kết luận sau:

Đã xây dựng thành công quy trình xác định dạng Cr trong thực phẩm bằng kỹ thuật chiết điểm mù (CPE) kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

Đánh giá giá trị sử dụng của phương pháp thông qua xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ lặp lại và độ thu hồi: Các giá trị LOD và LOQ lần lượt là 0,01 µg/g và 0,034 µg/g; phương pháp cho thấy có độ lặp lại tốt (hệ số biến thiên dưới 5%), độ thu hồi thông qua phương pháp thêm chuẩn (89,0 – 100,7%) trên mẫu sữa đáp ứng được yêu cầu của phép phân tích lượng vết.

Xây dựng được quy trình tách và xác định hàm lượng các dạng Cr trong một số mẫu sữa bột dành cho trẻ em đang được lưu thông trên thị trường bằng kỹ thuật chiết điểm mù (CPE) kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Crom trong mẫu sữa tồn tại chủ yếu ở dạng Cr(III) trong khi hàm lượng Cr(VI) rất thấp (từ 12 – 70 ng/g).

2. KIẾN NGHỊ

Từ các kết quả cho thấy phương pháp có độ nhạy cao, quy trình phân tích nhanh, đơn giản, dễ tiến hành, không đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, phù hợp với nhiều phòng thí nghiệm trong nước hiện nay. Chúng tôi sẽ mở rộng phân tích các dạng Crom trong nhiều loại mẫu khác ngoài sữa bột như các loại mẫu thực phẩm, đồ uống, thực phẩm chức năng…

Từ các kết quả này có thể mở rộng đối tượng phân tích, ngoài việc xác định các dạng của crom, chúng tôi có thể xác định các dạng của các kim loại khác trong mẫu thực phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. F. Séby and V. Vacchina, 2018, Critical assessment of hexavalent chromium species from different solid environmental, industrial and food matrices, Trends in Analytical Chemistry, 104, p. 54-68.

2. https://suckhoedoisong.vn/crom-cong-va-toi-n33064.html.

3. Trịnh Thị Thanh., 2003, Độc học, môi trường và sức khỏe con người, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

4. Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt., 2008, Hóa học vô cơ, quyển 2, Nhà xuất bản Giáo Dục.

5. Hồ Việt Quý., 2000, Phức chất trong hóa học, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

6. Hoàng Nhâm., 2001, Hoá học vô cơ– Tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục. 7. Hoàng Nhâm., 2001, Hoá học vô cơ– Tập 3, Nhà xuất bản Giáo Dục. 8. Phạm Luận., Trần Chương Huyến., Từ Vọng Nghi., 1990, Một số phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, Đại học Tự nhiên Hà Nội.

9. Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Ri., Từ Vọng Nghi., Nguyễn Xuân Trung., 2003, Hóa học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích công cụ, Đại