3.5.1. Độ lặp lại của phƣơng pháp
Độ lặp lại của phương pháp phân tích hàm lượng các dạng mangan trong mẫu nước chè được đánh giá bằng cách phân tích 8 lần trên một mỗi để tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và hệ số biến động. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.15
Bảng 3.15: Kết quả đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp
Loại mẫu Giá trị trung
bình (mg/l) Độ lệch chuẩn Hệ số biến thiên
Nam Thái-Tân Cương 1,677 0,055 3,28
Trại Cài-Đồng Hỉ 2,489 0,091 3,65
Kết quả ở bảng trên cho thấy kết quả phân tích có độ lặp lại tốt và ổn định (hệ số biến thiên nhỏ).
3.5.2. Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp
Để đánh giá độ chính xác của phương pháp chúng tôi dùng phương pháp thêm chuẩn. Lấy 0.5 ml nước chè đã chuẩn bị giống như phần 2.4.2. Sau đó, thêm 2ppm và 5ppm dung dung dịch chuẩn mangan. Hiệu suất thu hồi được đưa ra ở bảng sau
55
Bảng 3.16: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của mẫu
STT Mẫu chè Nồng độ mẫu chƣa thêm (ppm) Nồng độ chuẩn thêm vào (ppm) Nồng độ mẫu sau khi thêm chuẩn (ppm) Độ thu hồi (%) Độ thu hồi trung bình 1 Nam Thái- Tân Cương 1,71 1,0 2,49 91,9 92,5±1,74 2 1,0 2,47 91,1 3 1,0 2,56 94,5 4 2,5 3,86 91,7 92,3±0,73 5 2,5 3,92 93,1 6 2,5 3,88 92,2 7 Trại Cài- Đồng Hỉ 2,45 1,0 3,15 91,3 93,0±1,53 8 1,0 3,23 93,6 9 1,0 3,25 94,2 10 2,5 4,56 92,1 91,8±1,34 11 2,5 4,47 90,3 12 2,5 4,60 92,9
Kết quả ở bảng cho thấy hiệu suất thu hồi của mangan trong mẫu chè đạt và đáp ứng yêu cầu của phép phân tích lượng vết.
3.6. Xây dựng quy trình phân tích mangan
Từ các kết quả khảo sát và lựa chọn các điều kiện tối ưu về pH, nồng độ 8- hydroxyquinoline, nồng độ triton X-100, thời gian ủ, nhiệt độ ủ và thời gian ly tâm. Quy trình phân tích mangan trong mẫu chè được đưa ra dưới đây.
3.6.1. Quy trình phân tích mangan tổng số trong mẫu chè khô
Lá chè đen được làm khô ở 95oC trong 12 giờ. Cân 500mg mẫu lá chè đen vào cốc 100ml. Thêm 4ml HNO3 đặc và 1ml HClO4 đặc. Đun ở 200oC đến khi gần khô. Mẫu sau khi được phân hủy hết để nguội và định mức đến 50ml bằng HNO3 0,1M. Sau đó đo phổ hấp thụ nguyên tử của mangan bằng ngọn lửa ở bước sóng 279,5nm.
56
3.6.2. Xác định Mn tổng chiết trong nƣớc chè
Quy trình thực nghiệm như sau: Lấy 0,5 ml mẫu nước chè đã chuẩn bị giống 2.3.2, thêm 1ml 8-hydroxyquinoline 5.10-3 M, thêm 0,25 ml TritonX-100 4%, sau đó thêm 1 ml đệm pH=10 và 1ml dung dịch NaCl 5%. Cuối cùng pha loãng tới 10 ml với nước, và đun trong bếp cách thủy ở 90oC với 110 phút. Sau đó ly tâm trong thời gian 10 phút với tốc độ 3000 vòng/phút, làm lạnh dung dịch với nước đá trong 15 phút. Sau đó, pha nhớt của dung dịch là được pha loãng với HNO3 0,1M tới thể tích cuối cùng là 1,0ml. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử của mangan theo kỹ thuật ngọn lửa .
3.6.3 Xác định mangan ở dạng liên kết flavonoit
Lấy 3 ml mẫu nước chè đã chuẩn bị giống 2.3.2, thêm 0.25ml TritonX-100 4%, sau đó thêm 1ml dung dịch NaCl 5%. Cuối cùng pha loãng tới 10 ml với nước, và đun trong bếp cách thủy ở 90o
C với 110 phút. Sau đó ly tâm trong thời gian 10 phút với tốc độ 3000 vòng/phút, làm lạnh dung dịch với nước đá trong 15 phút. Sau đó, pha nhớt của dung dịch là được pha loãng với HNO3 0,1M tới thể tích cuối cùng là 1,0ml. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử của mangan theo kỹ thuật ngọn lửa.
3.6.4. Xác định mangan dạng tự do và phức yếu trong nƣớc chè
Để xác định mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù ta lấy tổng Mn chiết trong nước chè ở 3.6.2 trừ đi mangan ở dạng liên kết flavonoit ở 3.6.3
3.7. Phân tích mẫu thực tế
3.7.1. Địa điểm thời gian lấy mẫu và kí hiệu mẫu
Chè là cây công nghiệp chủ lực có giá trị kinh tế cao ở Thái Nguyên. Người Thái Nguyên có nhiều kinh nghiệm trồng, chế biến chè và đã biết tận dụng lợi thế về đất đai, khí hậu tạo nên hương vị đặc trưng cho chè Thái Nguyên. Hiện nay, toàn tỉnh có khoảng 18 600 ha chè, năng suất bình quân 109 tạ/ha, sản lượng chè gần 185 000 tấn. Xét về diện tích, tỉnh Thái Nguyên đứng thứ hai trong cả nước sau tỉnh Lâm Đồng [2].
57
Căn cứ vào điều kiện đất đai và khí hậu của tỉnh, vùng chè nguyên liệu được chia làm hai vùng. Vùng nguyên liệu để chiến biến chè xanh bao gồm: thành phố Thái Nguyên, các huyện Đại từ, Phú Lương, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Sông Cầu, Võ Nhai, với diện tích 12400 ha, chiếm 73% diện tích chè của cả tỉnh. Trong đó, chè xanh đặc sản có gần 4000 ha, với các địa danh nổi tiếng như Tân Cương, Phúc Xuân, Phúc Trìu (thành phố Thái Nguyên), La Bằng, Khuôn Gà - Hùng Sơn (Đại Từ), Trại Cài - Minh Lập, Sông Công (Đồng Hỷ) và Phúc Thuận (Phổ Yên). Vùng chè nguyên liệu để chế biến chè đen bao gồm phần lớn chè của Định Hóa, Phú lương với diện tích 4000 ha, chiếm 27% diện tích chè toàn tỉnh [2]
Chè Thái Nguyên đã được áp dụng quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt GAP (Good Agricultural Practice), từ khâu sản xuất đến khâu chế biến thành phẩm. 100% sản phẩm chè ở Thái Nguyên trước khi bán ra thị trường đều đạt tiêu chuẩn chè sạch, chè xanh cao cấp. Vì vậy, chè Thái Nguyên thường được chứng nhận bởi các tổ chức trong nước và quốc tế như: VietGAP, GlobalGAP, Uzt Certified…[2]
Hiện tại, thị trường tiêu thụ chè Thái Nguyên rất rộng rãi bao gồm cả thị trường trong nước và ngoài nước. Trong đó thị trường nội địa chiếm 70% với sản phẩm chủ yếu là chè xanh đặc sản.[2]
Như vậy, nghề trồng và chế biến chè đã đem lại hiệu quả lớn về kinh tế, xã hội cho các hộ dân trên địa bàn toàn tỉnh. Chè thực sự là cây xóa đói, giảm nghèo và làm giàu của nông dân Thái Nguyên…
Mẫu được lấy vào túi polyetylen trung tính, có nút đậy chắc và kín được dẫn ra bảng 3.17
58
Bảng 3.17: Địa điểm lấy mẫu thời gian lấy mẫu và kí hiệu mẫu STT Địa điểm lấy mẫu Ký hiệu Thời gian lấy mẫu
1 Hồng Thái-Tân Cương HT-TC 26/01/2014
2 Nam Thái-Tân Cương NT-TC 26/01/2014
3 Nam Tân-Tân Cương NT-TC 26/01/2014
4 Ký Phú-Đại Từ KP-ĐT 16/02/2014 5 Mỹ Yên-Đại Từ MY-ĐT 16/02/2014 6 Phúc Trìu-Thái nguyên PT-TN 16/02/2014 7 La Bằng-Đại Từ LB-ĐT 16/02/2014 8 Trại Cài-Đồng Hỉ TC-ĐH 19/01/2014 9 Hóa Thượng-Đồng Hỉ HT-ĐH 19/01/2014 10 Minh Lập- Đồng Hỉ ML-ĐH 19/01/2014
3.7.2. Kết quả phân tích hàm lƣợng mangan tổng số trong chè khô
Sau khi xử lý mẫu chè xanh của 10 khu vực thuộc 3 huyện, các vị trí lấy mẫu. Chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng của Mn theo phương pháp đường chuẩn đã được nêu ở trên.
Bảng 3.18: Hàm lƣợng kim loại Mn tổng số tính theo µg/g
STT Địa điểm lấy mẫu Hàm lƣợng Mn(µg/g)
1 Hồng Thái-Tân Cương 1399,05
2 Nam Thái-Tân Cương 693,93
3 Nam Tân-Tân Cương 899,20
4 Ký Phú-Đại Từ 1424,18 5 Mỹ Yên-Đại Từ 1732,39 6 Phúc Trìu-Thái nguyên 751,68 7 La Bằng-Đại Từ 997,28 8 Trại Cài-Đồng Hỉ 1150,00 9 Hóa Thượng-Đồng Hỉ 712,31 10 Minh Lập- Đồng Hỉ 1156,40
59
3.7.3. Kết quả Mn tổng chiết trong nƣớc chè bằng chiết điểm mù Bảng 3.19: Hàm lƣợng kim loại Mn tổng chiết tính theo µg/g
Từ kết quả các bảng 3.18, 3.19 ta có biểu đồ sự phân bố của mangan tổng trong chè như sau:
Hình 3. 9. Biểu đồ sự phân bố của mangan tổng trong chè
STT Địa điểm lấy mẫu Hàm lƣợng Mn( µg/g )
1 Hồng Thái-Tân Cương 340,57
2 Nam Thái-Tân Cương 168,90
3 Nam Tân-Tân Cương 216,62
4 Ký Phú-Đại Từ 352,19 5 Mỹ Yên-Đại Từ 412,53 6 Phúc Trìu-Thái nguyên 193,64 7 La Bằng-Đại Từ 264,67 8 Trại Cài-Đồng Hỉ 278,43 9 Hóa Thượng-Đồng Hỉ 179,04 10 Minh Lập- Đồng Hỉ 282,48
60
Qua biểu đồ, ta thấy hàm lượng mangan trong chè khô xác định bằng vô cơ hóa mẫu với hỗn hợp axit mạnh là cao gấp khoảng 3-4 lần hàm lượng mangan tìm thấy khi chiết điểm mù từ dung dịch nước chè. Hàm lượng mangan tổng số trong mẫu chè lấy tại Mỹ Yên-Đại Từ là cao so với hàm lượng mangan trung bình trong chè (200-1300 µg/g) có thể do tại vùng này có mỏ sắt-mangan dẫn đến cây chè bị nhiễm mangan từ đất và nước trong quá trình hình thành phát triển của cây chè.
3.7.4. Kết quả xác định mangan ở dạng liên kết flavonoit bằng chiết điểm mù điểm mù
Bảng 3.20: Kết quả xác định hàm lƣợng mangan ở dạng liên kết flavonoit bằng chiết điểm mù
STT Địa điểm lấy mẫu Hàm lƣợng Mn (µg/g )
1 Hồng Thái-Tân Cương 17,04
2 Nam Thái-Tân Cương 8,24
3 Nam Tân-Tân Cương 10,31
4 Ký Phú-Đại Từ 16,38 5 Mỹ Yên-Đại Từ 18,11 6 Phúc Trìu-Thái nguyên 9,40 7 La Bằng-Đại Từ 12,27 8 Trại Cài-Đồng Hỉ 13,26 9 Hóa Thượng-Đồng Hỉ 8,65 10 Minh Lập- Đồng Hỉ 13,61
61
3.7.5. Xác định mangan dạng tự do và phức yếu trong nƣớc chè bằng phƣơng pháp chiết điểm mù
Bảng 3.21: Hàm lƣợng mangan dạng tự do và phức yếu trong nƣớc chè
STT Địa điểm lấy mẫu Hàm lƣợng Mn ( µg/g )
1 Hồng Thái-Tân Cương 323,53
2 Nam Thái-Tân Cương 160,66
3 Nam Tân-Tân Cương 206,31
4 Ký Phú-Đại Từ 335,81 5 Mỹ Yên-Đại Từ 394,42 6 Phúc Trìu-Thái nguyên 184,24 7 La Bằng-Đại Từ 252,41 8 Trại Cài-Đồng Hỉ 265,17 9 Hóa Thượng-Đồng Hỉ 170,39 10 Minh Lập- Đồng Hỉ 268,87
62
Từ kết quả các bảng 3.20, 3.21, ta có biểu đồ sự phân bố các dạng của mangan trong chè như sau:
Hình 3. 10. Biểu đồ sự phân bố các dạng của mangan trong chè
Biểu đồ trên cho ta thấy nồng độ mangan ở dạng liên kết flavonoit là nhỏ hơn mangan tổng chiết được trong nước chè là 20-22 lần hay 95% của mangan tổng chiết là tồn tại ở dạng tự do và phức yếu. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu của S. Yalcm, H. Filk, R. Apak (2011) về chè lấy tại Istanbul tại Thổ Nhĩ Kỳ [29].
Chất lượng chè ở vùng Hồng Thái- Tân Cương là có dạng tồn tại của mangan flavonoit cao nhất. Hay chất lượng chè ở đây là tốt nhất
Từ những kết quả nghiên cứu trên chúng tôi mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc ứng dụng kỹ thuật Chiết điểm mù kết hợp với phương pháp F - AAS để xác định các dạng mangan trong đối tượng chè xanh tại khu vực Thái Nguyên nhằm đánh giá mức độ dinh dưỡng của nước chè và qua đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
63
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thu được của đề tài: “Nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè”, chúng tôi rút ra kết luận sau:
1. Đã xây dựng thành công quy trình chiết điểm mù để xác định Mn bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với các điều kiện chiết điểm mù như sau: Nồng độ thuốc thử 8-hydroxyquinoline 5.10-3
M, nồng độ chất hoạt động bề mặt Triton X- 100 0,4%, nhiệt độ phản ứng tạo điểm mù 90oC, thời gian phản ứng 110 phút, nồng độ chất điện ly được sử dụng là NaCl 5%, pH của dung dịch chiết là 10, tốc độ ly tâm 3000 vòng/phút và thời gian ly tâm 10 phút. Khoảng tuyến tính của phương pháp được xác định trong khoảng từ 0,5 mg/l đến 2,5 mg/l và giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,063 mg/l.
2. Đánh giá phương pháp thông qua độ lặp lại và hiệu suất thu hồi. Kết quả khảo sát cho thấy phép phân tích có độ lặp lại tốt, hiệu suất thu hồi được đánh giá qua phương pháp thêm chuẩn trên mẫu chè đáp ứng yêu cầu của phép phân tích vết. 3. Xây dựng được quy trình tách và phân tích hàm lượng các dạng mangan tổng số,
mangan tổng trong dịch chiết, mangan ở dạng liên kết flavonoit và mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Từ quy trình phân tích xây dựng được, đã tiến hành áp dụng để phân tích các dạng mangan trong 10 mẫu chè Thái Nguyên. Kết quả cho thấy hàm lượng mangan được chiết trong chè chiếm 25% so với hàm lượng mangan tổng số. Dạng mangan dạng liên kết với flavonoit chiếm khoảng 5% trong dịch chiết còn lại là các dạng mangan khác.
64
TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tiếng Việt:
1.Phạm Thế Chính (2008), Bài giảng chuyên đề hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Trường đại học Khoa học- Đại học Thái Nguyên.
2. Cổng thông tin điện tử Công ty TNHH Tân Cương Xanh (2013), Tổng quan về
ngành chè Thái Nguyên, truy cập từ http://tancuongxanh.vn/tin-tuc-che-tan-
cuong-thai-nguyen/th-trng/319-tong-quan-ve-nganh-che-thai-nguyen.
3.Trần Thị Thùy Dương (2009), Nghiên cứu sự tạo phức màu của một số kim loại nặng với thươc thử hữu cơ bằng phương pháp trắc quang và ứng dụng phân
tích đánh giá môi trường, Luận văn thạc sỹ khoa học hóa học, Trường đại học
sư phạm – Đại học Thái Nguyên.
4.Trần Hữu Hoan, Lê Lương, Phương pháp phân tích điện hóa xác định lượng vết
các nguyên tố vô cơ, truy cập từ
http://www.vinachem.com.vn/XBP%5CVien_hoa%5CPT%5Cbai2.htm.
5.Trần Từ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung (1986), Phân tích nước, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội.
6.Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003), Hóa
học phân tích phần 2: Các phương pháp phân tích công cụ, NXB Đại học
Quốc Gia, Hà Nội.
7.Ninh Hồng, (2008), Ảnh hưởng của mangan đối với cơ thể, truy cập từ http://suckhoedoisong.vn/bac-si-tra-loi/anh-huong-cua-mangan-doi-voi-co- the-200861995414216.htm.
8. Phạm Luận (2005), Giáo trình xử lý mẫu phân tích, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐH QGHN.
9. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử , NXBĐHQG, Hà Nội.
10.Phạm Luận (2014), Phương pháp phân tích sắc ký và chiết tách, Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội.
65
11.Lê Thị Mùi (2008), Bài giảng Thuốc thử hữu cơ trong hóa phân tích, Trường đại học sư phạm Đà Nẵng
12.Đỗ Thị Nga (2013), Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử xác định kẽm và
mangan trong chè xanh ở thái nguyên, Luận văn thạc sỹ khoa học hóa học,
Trường đại học sư phạm – Đại học Thái Nguyên.
13.Nguyễn Văn Ri (2007), Các phương pháp tách sắc ký, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐH QGHN.
14.Tiêu chuẩn Quốc gia (2007), Chè- Lấy mẫu (Tea- Sampling), TCVN 5609:2007. 15.Hoàng Khánh Toàn, (2014), Vai trò của khoáng chất vi lượng, truy cập từ
http://suckhoedoisong.vn/ban-can-biet-ve-y-hoc/vai-tro-cua-chat-khoang-vi- luong-20141028172506601.htm
16.Đặng Quốc Trung (2011), Xác định Asen trong chè xanh ở Thái Nguyên bằng
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn thạc sỹ khoa học hóa học,
Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên.
Tiếng Anh:
17.Alireza Rezaie Rod, Shahin Borhani, Farzaneh Shemirani (2006), “Cloud point preconcentration and flame atomic absorption spectrometry: application to the determination of manganese in milk and water samples”, European Food
Research and Technology, Vol. 223, Issue 5, pp. 649-653
18.Ayman A. Gouda (2014), “Cloud point extraction, preconcentration and spectrophotometric determination of manganese (II) in water and food sample”, Spectrochimica Acta, Vol. 131, pp. 138-144.
19.Bernhard Michalke (2004), “Manganese speciation using capillary electrophoresis–ICP-mass spectrometry”, Journal of Chromatography A, Vol. 1050, Issue 1, pp. 69-76.
20.Cigdem Arp Sahin, Melis Efecinar, Nuray Satiroglu (2010), “Combination of cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometry for preconcentration and determination of nikel and manganese ions in water and food sample”, Journal of Hazardous Materials, Vol.176, pp. 672-677.