Khảo sát điều kiệnphản ứng tạo màu củaborat với curcumin và ứng dụng đểchếtạo kit thửnhanh hàn the trong thực phẩm

Tên đề tài: Khảo sát điều kiện phản ứng tạo màu của borat với curcumin và ứng dụng để chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm Chúng tôi xin cam đoan đây là đề tài do chúng tôi thực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Dân tộc Lớp, Khoa

SV năm thứ/

Số năm đào tạo

Ngành học Ghi chú

SV thực hiện chính

Người hướng dẫn: ThS Thủy Châu Tờ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Kính gửi: Ban tổ chức Giải thưởng “Tài năng khoa học trẻ

Ngành học

1 Phan Quốc Bình 24/09/1996 D14HPT01, KHTN 4/4 Hóa học

Thông tin cá nhân của sinh viên chịu trách nhiệm chính:

Địa chỉ liên hệ: Hẻm 288/11, Phường Phú Lợi, Tp.Thủ Dầu Một, Bình Dương

Số điện thoại: 01655609141 Địa chỉ email: phanquocbinh141@gmail.com

Chúng tôi làm đơn này kính đề nghị Ban tổ chức cho chúng tôi được gửi đề tài nghiên cứu khoa học để tham gia xét Giải thưởng “Tài năng khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” năm 2018

Tên đề tài: Khảo sát điều kiện phản ứng tạo màu của borat với curcumin và ứng dụng để chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm

Chúng tôi xin cam đoan đây là đề tài do chúng tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS Thủy Châu Tờ; đề tài này chưa được trao bất kỳ một giải thưởng nào khác tại thời điểm nộp hồ sơ và không phải là luận văn, đồ án tốt nghiệp

Nếu sai, chúng tôi xin chịu trách nhiệm trước khoa và Nhà trường

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Khảo sát điều kiện phản ứng tạo màu của borat với curcumin và ứng dụng

để chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm

- Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện:

năm đào tạo

- Người hướng dẫn: ThS Thủy Châu Tờ

2 Mục tiêu đề tài: Chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm

3 Tính mới và sáng tạo: Bộ kit chế tạo được cho phép xác định nhanh hàn the trong

các loại thực phẩm với giới hạn phát hiện thấp hơn các loại kit hàn the khác có mặt trên thị trường (phát hiện hàn the ở nồng độ 5 ppm)

4 Kết quả nghiên cứu:

 Đã khảo sát và lựa chọn một số điều kiện thích hợp cho phản ứng tạo phức giữa curcumin và borat:

Dung môi hòa tan curcumin: Etanol tinh khiết Phổ hấp thụ phân tử của phức tạo bởi borat và curcumin Môi trường phản ứng: Axit clohdric

 Đã chế tạo được bộ kit thử nhanh hàn the:

Giấy chỉ thị curcumin Dung dịch đệm

Thang màu bán định lượng hàn the trong thực phẩm

Giới hạn phát hiện: 5 ppm Thời gian hiện màu: 3 phút – 30 phút

 Đã áp dụng bộ kit để định tính và bán định lượng hàn the trong các loại thực

phẩm chế biến đang lưu hành ở địa bàn thành phố Thủ Dầu Một

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

 Giúp các cơ quan chức năng phát hiện nhanh và đưa ra hướng xử lý kịp thời đối với các cơ sở có sử dụng chất cấm (hàn the) trong quá trình sản xuất

 Giúp người tiêu dùng kiểm tra thực phẩm mà họ nghi ngờ có chứa hàn the trước

khi sử dụng

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài

Kết quả nghiên cứu được viết bài tham gia Hội thảo “Hóa học vì sự phát triển bền vững – Lần thứ 4” sẽ tổ chức vào ngày 27/07/2018 (đã gửi tóm tắt)

Ngày 9 tháng 4 năm 2018

ThS THỦY CHÂU TỜ

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Phan Quốc Bình

Sinh ngày: 24 tháng 9 năm 1996

Nơi sinh: Bình Dương

Lớp: D14HPT01 Khóa: 2014-2018 Khoa: Khoa học Tự nhiên

Địa chỉ liên hệ: Hẻm 288/11, Phường Phú Lợi, Tp.Thủ Dầu Một, Bình Dương

Điện thoại: 01655609141 Email: phanquocbinh141@gmail.com

Ngành học: Hóa Học Khoa: Khoa học Tự Nhiên

Kết quả xếp loại học tập: Giỏi

Đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Thủy Châu Tờ - người hướng dẫn

và cũng là người đã luôn tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và động viên nhóm trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng trong đề tài nghiên cứu khoa học này không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi kính mong quý thầy cô, các chuyên gia, những người quan tâm đến đề tài, gia đình và bạn bè tiếp tục có những ý kiến đóng góp, giúp

đỡ để đề tài được hoàn thiện hơn

Cuối lời chúng tôi xin chúc quý Thầy, Cô thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau

Bình Dương, ngày 9 tháng 4 năm 2018

Nhóm nghiên cứu

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ HÀN THE 3

1.1.1 Tính chất vật lý 4

1.1.2 Nguồn khai thác 5

1.1.3 Cơ chế tác dụng 5

1.2 HÀN THE TRONG THỰC PHẨM 6

1.2.1 Mục đích sử dụng 6

1.2.2 Chỉ tiêu cho phép 7

1.2.3 Cách nhận biết các loại thực phẩm có hàn the 7

1.3 TÁC HẠI CỦA HÀN THE 7

1.4 MỘT SỐ THUỐC THỬ PHÁT HIỆN HÀN THE 9

1.4.1 Thuốc thử carmin 9

1.4.2 Thuốc thử curcumin 10

1.4.3 Thuốc thử D-manit (d-manitol, hexanhexol) 12

1.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG HÀN THE 13

1.5.1 Kiểm tra hàn the bằng phương pháp metyl borax 13

1.5.2 Kiểm tra hàn the bằng phương pháp phenolphthalein 13

1.5.3 Phân tích định tính và bán định lượng hàn the bằng giấy curcumin 13

1.5.4 Phân tích định lượng hàn the bằng phương pháp trắc quang UV-Vis 15

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 18

2.1.1 Đối tượng 18

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.2.1 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tạo màu của borat với curcumin 18

2.2.2 Chế tạo bộ kit phát hiện nhanh hàn the 18

2.2.3 Áp dụng kit chế tạo được để kiểm tra nhanh hàn the trong các loại thực phẩm chế biến đang lưu hành ở địa bàn thành phố Thủ Dầu Một 18

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.3.1 Phương pháp trắc quang UV-Vis 18

2.3.2 Kỹ thuật chế tạo kit 18

2.3.3 Phương pháp xác định ngưỡng phát hiện 19

2.3.4 Xây dựng thang màu bán định lượng 19

2.3.5 Lấy mẫu 19

2.4 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 21

2.4.1 Thiết bị, dụng cụ 21

2.4.2 Hóa chất 21

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TẠO MÀU CỦA PHẢN ỨNG GIỮA BORAT VÀ CURCUMIN 22

3.1.1 Lựa chọn dung môi hòa tan curcumin 22

3.1.2 Phổ hấp thụ phân tử của curcumin trong các môi trường pH khác nhau 22

3.1.3 Phổ hấp thụ phân tử của phức tạo bởi borat và curcumin 24

3.2 CHẾ TẠO KIT PHÁT HIỆN NHANH HÀN THE 24

3.2.1 Chuẩn bị giấy tẩm 24

3.2.2 Khảo sát nồng độ curcumin tẩm lên giấy 25

3.2.3 Khảo sát thời gian hiện màu của giấy chỉ thị 26

3.2.4 Xác định ngưỡng phát hiện của giấy chỉ thị 28

3.2.5 Xây dựng thang màu bán định lượng 29

3.3 ÁP DỤNG KIT CHẾ TẠO ĐƯỢC ĐỂ KIỂM TRA NHANH HÀN THE TRONG CÁC LOẠI THỰC PHẨM CHẾ BIẾN ĐANG LƯU HÀNH Ở ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THỦ DẦU MỘT 31

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

PHỤ LỤC 37

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Các tính chất vật lý của hàn the 5

Bảng 1.2 Dãy chuẩn phân tích bán định lƣợng hàn the 14

Bảng 2.1 Thông tin các mẫu thực phẩm 20

Bảng 2.2 Các hóa chất đƣợc sử dụng 21

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát nồng độ curcumin 26

Bảng 3.2 Kết quả xác định ngƣỡng phát hiện của giấy chỉ thị 29

Bảng 3.3 Kết quả phân tích định tính hàn the bằng kit chế tạo 33

Bảng 3.4 Kết quả phân tích bán định lƣợng hàn the bằng kit chế tạo 33

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của hàn the 3

Hình 1.2 Dạng cấu trúc polime của hàn the 3

Hình 1.3 Hàn the 5

Hình 1.4 Thuốc thử carmin 9

Hình 1.5 Thuốc thử curcumin 10

Hình 1.6 Các dạng phức của curcumin ở các pH khác nhau 11

Hình 1.7 Curcumin dạng ceton 11

Hình 1.8 Curcumin dạng enol 11

Hình 1.9 Phức của curcumin – borat dạng rosocyamin 12

Hình 1.10 Phức của curcumin – borat dạng rubrocurcumin 12

Hình 1.11 Trimetyl borat cháy cho ngọn lửa màu xanh và công thức cấu tạo 13

Hình 1.12 Dạng phổ hấp thụ phân tử UV - Vis 16

Hình 1.13 Dạng đường chuẩn trong phân tích trắc quang 17

Hình 1.14 Dạng đường thêm chuẩn trong phân tích trắc quang 17

Hình 2.1 Một số mẫu thực phẩm: Chả cá, bún, chả lụa, phở 20

Hình 3.1 Màu của curcumin trong các môi trường pH khác nhau 22

Hình 3.2 Phổ hấp thụ phân tử của curcumin ở các pH khác nhau 23

Hình 3.3 Các dạng hỗ biến của curcumin 23

Hình 3.4 Phổ UV-Vis của phức tạo thành bởi borat và curcumin 24

Hình 3.5 Màu thu được khi khảo sát nồng độ curcumin 25

Hình 3.6 Sự hiện màu của giấy chỉ thị theo thời gian 27

Hình 3.7 Sự hiện màu của giấy chỉ thị theo nồng độ hàn the 28

Hình 3.8 Thang màu bán định lượng hàn the 30

Hình 3.9 Bộ kit thử nhanh hàn the 30

Hình 3.10 Kết quả kiểm tra hàn the trong các mẫu thực phẩm ở chợ Vinh Sơn 31

Hình 3.11 Kết quả kiểm tra hàn the trong các mẫu thực phẩm ở chợ Phú Mỹ 32

Hình 3.12 Kết quả kiểm tra hàn the trong các mẫu thực phẩm ở chợ Thủ Dầu Một 32

MỞ ĐẦU

Thực phẩm là nhu cầu thiết yếu của cuộc sống con người Nó cung cấp năng lượng, chất dinh dưỡng cho con người lao động, phát triển và duy trì sự sống Tuy nhiên, nếu chúng ta sử dụng thực phẩm không đảm bảo vệ sinh an toàn thì sẽ dẫn đến nhiều nguy cơ nghiêm trọng như: sự ngộ độc, tác hại không tốt cho sức khỏe con người… Một trong những nguyên nhân gây nên ngộ độc đó là sử dụng các hóa chất trong việc chế biến, bảo quản thực phẩm

Hiện nay việc sử dụng hàn the làm chất phụ gia khá phổ biến, với tác dụng sát khuẩn nhẹ và làm các món xay thịt, giò chả, giò lụa, chả cá… trở nên dai hơn, bảo quản được lâu hơn Mặc dù là chất cấm, tuy nhiên để chạy theo lợi nhuận mà các cơ sở vẫn sử dụng trong quá trình sản xuất Do đó, vấn đề hóa chất trong thực phẩm vẫn đang là mối lo ngại của tất cả chúng ta

Hàn the (natri tetraborat) là một chất rắn kết tinh màu trắng, mềm, nhiều cạnh

dễ dàng hòa tan trong nước; khi để ra ngoài không khí khô, nó bị mất nước dần và trở thành khoáng chất tincalconit màu trắng như phấn (Na2B4O7.5H2O) Hàn the khi vào

cơ thể người sẽ được tích tụ ở gan do cơ thể khó có thể tự đào thải hợp chất này ra ngoài được Khi với lượng nhiều, hàn the sẽ được tích tụ ở tất cả các cơ quan nội tạng lớn như phổi, thận, dạ dày… gây ra các bệnh về hệ bài tiết và tiêu hóa như suy gan, suy thận, các bệnh về dạ dày và đường ruột Không những thế, hàn the còn cơ thể gây suy giảm chức năng của các quan sinh dục, nặng hơn là có thể gây vô sinh Nếu sử dụng thực phẩm có chứa hàn the trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng tới các tế bào nội tạng, làm suy giảm chức năng của các bộ phận có thể gây ra các bệnh mãn tính và biến chứng nặng Trẻ em sử dụng thực phẩm chứa hàn the nhiều sẽ chậm phát triển và ảnh hưởng tới trí não [21], [22] Ở Việt Nam, Bộ Y Tế (BYT) đã ban hành quyết định số 867/1998/QĐ-BYT cấm sử dụng hàn the làm chất phụ gia thực phẩm [2]

Hàn the thường được phát hiện dựa trên phản ứng tạo màu đỏ gạch giữa borat

và curcumin ở điều kiện pH thấp Thông thường, để kiểm nghiệm hàn the trong thực phẩm, các cơ quan chức năng tiến hành lấy mẫu ở các cơ sở sản xuất và kinh doanh thực phẩm…về phòng thí nghiệm để phân tích Việc làm đó cần nhiều thời gian, công sức và chi phí nhưng đôi khi có kết quả kiểm nghiệm thì thực phẩm đã được tiêu thụ

Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm giúp cho các

nhà kiểm tra vệ sinh an toàn thực phẩm, những người nội trợ kiểm tra nhanh chất cấm hàn the trong thực phẩm nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng

Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát điều kiện phản ứng tạo màu của borat với curcumin và ứng dụng để chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm”

Mục tiêu đề tài: Chế tạo kit thử nhanh hàn the trong thực phẩm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ HÀN THE

Hàn the là một hợp chất hoá học của nguyên tố B (Bo) với natri và oxy, là muối của axit boric (H3BO3) có tên thương mại theo tiếng Anh là sodium tetraborate, sodium pyroborate, sodium beborate… hay gọi ngắn gọn là borat Tên gọi theo Hán Việt là Băng Sa, Bồng Sa, Nguyên Thạch, tên hoá học đầy đủ là natri tetraborate, công thức hoá học là Na2B4O7.10H2O

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của hàn the

Hàn the có cấu trúc polime và tồn tại ở 2 dạng là:

Hình 1.2 Dạng cấu trúc polime của hàn the

Dung dịch nước của hàn the có phản ứng kiềm mạnh do thủy phân và có thể chuẩn độ bằng axit clohidric với chất chỉ thị metyl da cam Do đó trong phân tích người ta dùng hàn the tinh khiết trong khi chuẩn độ axit và để pha dung dịch đệm Dạng 1:

Dạng 2:

Dung dịch hàn the có khả năng hấp thụ mạnh khí CO2 và khi đun nóng khí CO2lại được giải phóng

Các axit poliboric dễ bị hydrat hóa nên khi axit tác dụng lên poliborat thường thu được axit tetraboric

Na2B4O7 + H2SO4 → Na2SO4 + H2B4O7

H2B4O7 + 5H2O → 4H3BO3Ngược lại khi trung hòa H3BO3 bằng kiềm dư thì liên kết B-O-B đặc trưng với

Bo lại xuất hiện và các poliborat sẽ được tạo thành

Ví dụ:

3H3BO3 + 3NaOH → (NaBO2)3 + 6H2O 4H3BO3 + 2NaOH → Na2B4O2 + 7H2O Giống như axit boric, borat khan nóng chảy có khả năng hòa tan các oxit kim loại tạo thành muối borat ở dạng thủy tinh trong suốt (gọi là ngọc borat) có màu đặc trưng của ion kim loại

Ví dụ:

Na2B4O7 + CoO → 2NaBO2.Co(BO2)2

Màu xanh biển-màu lam thẫm 3Na2B4O7 + Cr2O3 → 6NaBO2.Cr(BO2)3

Màu xanh lục Trong công nghiệp, hàn the được điều chế bằng phương pháp sản xuất công nghiệp, cụ thể là điều chế từ các khoáng poliborat theo các phản ứng:

2Ca2B6O11 + 4Na2CO3 + H2O → 3Na2B4O7 + 4CaCO3 + 2NaOH

Khi tan trong nước nóng sẽ tạo ra axit boric (H3BO3) và chất kiềm mạnh natri hidroxit (NaOH) theo phản ứng sau:

Na2B4O7 + 7H2O → 4H3BO3 + 2NaOH

Hình 1.3 Hàn the Bảng 1.1 Các tính chất vật lý của hàn the

 Khai thác và tinh chế từ quặng:

− Borat (chứa chủ yếu muối Na2B4O7.10H2O)

− Kecnit (chứa muối Na2B4O7.4H2O + H3BO3)

− Colemanit (chứa muối Ca2B6O11.5H2O)

− Idecnit (chứa muối Mg2B6O11.13H2O)

Kết quả thu đƣợc sản phẩm hàn the có độ tinh khiết từ 95 - 97%

 Điều chế trong sản xuất công nghiệp từ các khoáng poliborat (hỗn hợp của Colemanit và Idecnit)

1.1.3 Cơ chế tác dụng

Đó là nguyên tố Bo với 2 nguyên tố khác là natri và oxy, ở dạng tinh thể hoặc

dạng bột màu trắng, không mùi, không vị Khi vào cơ thể hàn the tác dụng với axit của dịch vị dạ dày tạo thành axit boric

Axit boric thường ở dạng bột màu trắng giống như muối ăn, axit boric có một tính chất là chống oxy hóa

Trong sản xuất chế biến thực phẩm Người ta dựa vào tính chất thuỷ phân của hàn the tạo axit boric, nhằm hai mục đích: Hạn chế, chống sự lên men, sự sinh sôi của nấm mốc đối với thực phẩm là protit, sữa, tinh bột, gạo, đậu, khoai, ngô… làm kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn do đó thực phẩm lâu bị hỏng Ngoài ra, do khả năng làm giảm tốc độ khử oxy của các sắc tố myoglobin trong các sợi cơ của thịt nạc nên người ta dùng nó để bảo quản, duy trì màu sắc tươi ngon của thịt cá

Do axit boric có tác dụng làm cứng các mạch peptit từ đó khả năng protein bị phân huỷ thành các axit amin chậm đi, cũng như làm cứng các mạch amilozơ do các gốc glucozơ gắn với nhau, do đó khả năng amilozơ bị phân thành các glucozơ chậm lại

Do tác dụng như vậy nên thực phẩm kể cả thịt cá cũng như các loại bột sẽ dẻo dai, cứng, không bị nhão

Khi cho hàn the vào các loại tinh bột như bún, miến, bánh tráng, phở, bánh hàn the sẽ làm cho tinh bột có độ đặc cao (tăng cường liên kết cấu trúc mạng) Chính

vì tính chất này mà nhiều người thích sử dụng nó để làm tăng tính dai, giòn của các loại sản phẩm; hay sử dụng nó để pha trộn thêm bột cho vào giò, chả, thịt, cá các loại

để giảm giá thành sản phẩm

Ngoài ra, trong thực phẩm có nhiều protein như thịt, cá lượng nước tồn tại khá lớn (65-80%) ở dạng tự do hay liên kết Vì vậy khi sử dụng hàn the thì sự liên kết này càng bền chặt, cấu trúc protein càng vững chắc, tức là thịt có độ dai, giòn, độ đàn hồi cao hơn và có thể giữ nước ở mức tối đa nên cân nặng hơn

Tính sát khuẩn của hàn the rất mạnh, do đó nhiều người lợi dụng tính chất này của hàn the cho vào thực phẩm để giữ được lâu mà không lo bị hư hỏng dù không cần giữ lạnh

1.2.3 Cách nhận biết các loại thực phẩm có hàn the

Bằng cảm quan bên ngoài hay nếm thực phẩm thì khó có thể nhận biết được hàn the vì nó không mùi, không màu Hàn the chỉ phát hiện được khi có các dụng cụ thử nhanh tại chỗ hay ở phòng xét nghiệm Để bảo vệ sức khỏe cho gia đình và người thân, tốt nhất là không nên mua thực phẩm không có nhãn mác, hoặc có nhãn mác nhưng không rõ địa chỉ và cơ sở sản xuất, chỉ chọn mua những thực phẩm của các hãng mà mình biết rõ về thương hiệu của họ Trường hợp phát hiện hoặc nghi ngờ sản phẩm có hàn the thì phải báo ngay cho thanh tra y tế để có biện pháp xử lý kịp thời

1.3 TÁC HẠI CỦA HÀN THE

Hai công dụng thương mại cho thấy sự độc hại của borat là:

− Borat được làm tan và quét vào mặt ngoài gỗ, hay gỗ được nhúng trong hồ chứa nước borat Gỗ này sau đó được làm nhà để tránh bị mọt gỗ hay ngăn ngừạ các loại sâu khác đục mòn gỗ (vì độc cho các sinh vật này), loại gỗ này mắc tiền hơn gỗ thường

− Trong loại thuốc giết các con kiến đen có trong nhà bếp được sản xuất bởi công

ty NIPPON, chất lỏng này có chứa 5,5% borat Như vậy đối với phương Tây, borat là chất độc cho sinh vật và borat không được dùng trong thực phẩm vì nằm trong danh sách các hóa chất không được phép cho vào thức ăn và thức uống

Sự độc hại của hóa chất cho sinh vật chỉ được biết sau những thử nghiệm trên các con vật trong phòng thí nghiệm Các thử nghiệm vì mất thời gian và tốn tiền nên chỉ thực hiện khi có công ty nào chịu bỏ tiền ra, và công ty chỉ chi tiền nghiên cứu khi

nhắm có lợi về mặt nào đó cho công ty họ Vì phương Tây không dùng borat trong thực phẩm của họ, nên nói chung các cơ quan nhà nước cũng ít quan tâm đến việc nghiên cứu sự độc hại của borat cho sức khỏe con người

Trong công nghiệp, hàn the là một loại nguyên liệu của công nghiệp sản xuất một số hợp kim, thép chịu mài mòn, sản xuất thủy tinh, men sứ, men tráng đồ sắt; làm bóng bề mặt kim loại và để sản xuất một số chất tẩy rửa, bột giặt, kem làm trắng da

Hàn the là một hóa chất thuộc nhóm độc trung bình Nó có ít tính độc trực tiếp

và tức khắc như các chất khác (ví dụ: asen, thủy ngân) nhưng lại có tính tích lũy từ từ, lâu dài trong cơ thể, đặc biệt trong mô mỡ, mô thần kinh, gây ảnh hưởng độc tới tiêu hóa, hấp thu, các quá trình chuyển hóa và chức năng của các cơ quan trong cơ thể biểu hiện bằng các dấu hiệu: mất cảm giác ăn ngon, giảm cân, nôn, tiêu chảy nhẹ, mẩn đỏ

da, rụng tóc, suy thận và cơn động kinh Axit boric còn có tác dụng ức chế thực bào nên làm giảm sức đề kháng của cơ thể Chính do đặc tính gắn kết với thực phẩm của hàn the mà nó làm cho thực phẩm khó được tiêu hóa hơn bình thường rất nhiều Trẻ

em dùng hàn the lâu ngày dẫn đến sự phát triển chậm trong tuổi trưởng thành Phụ nữ

bị nhiễm độc mãn tính do hàn the thì vết bo (B) có thể được thải trừ qua rau thai và sữa, gây nhiễm độc tới thai nhi và trẻ nhỏ Khi tích lũy trong cơ thể, hàn the còn có khả năng gây tổn thương gan và thoái hóa cơ quan sinh dục (teo tinh hoàn) Tuy nhiên những tác dụng sinh học có hại của hàn the đối với cơ thể con người còn chưa được khẳng định đầy đủ

Các nghiên cứu độc học đã chỉ ra rằng hàn the có khả năng tích tụ trong cơ thể, gây tổn thương gan và thoái hóa cơ quan sinh dục Sau khi hấp thụ vào cơ thể, hàn the

sẽ tập trung ở gan, phổi, dạ dày, thận, mật và ruột, sau đó, hàn the sẽ đào thải qua nước tiểu (81 - 82%), qua phân (1%), mồ hôi (3%) còn lại 15% sẽ tích lũy ở các mô mỡ trong cơ thể, gây độc mãn tính và dần dần làm suy thận, suy gan, dẫn đến da xanh xao, biếng ăn, cơ thể suy nhược, không hồi phục được, thậm chí còn làm teo tinh hoàn, vô sinh hoặc các tai biến hệ tiêu hóa, làm rối loạn đồng hóa các albuminoit Nếu ăn phải hàn the với liều lượng từ 5 g/kg trở lên con người có thể tử vong Chính vì vậy, vào năm 1925, nhiều nước trên thế giới đã cấm không cho sử dụng hàn the để bảo quản thực phẩm

Các nghiên cứu về y học cho thấy nếu sử dụng nhiều hàn the sẽ có một số tác hại sau: Ở mức độ thấp (sử dụng 3-5 g/ngày): kén ăn, khó chịu toàn thân Ở mức độ

cao (trên 5 g/ngày): gây chậm lớn, tổn thương gan, teo tinh hoàn, giảm cân Khi xâm nhập vào cơ thể, sau khi được bài tiết, lượng hàn the sẽ tích tụ khoảng 15% Như vậy nếu sử dụng thực phẩm có chứa hàn the trong nhiều ngày thì cơ thể sẽ tích lũy một lượng hàn the nguy hiểm như sử dụng thực phẩm có chứa nhiều hàn the một lần Vì lý

do đó, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) và Nông lương thế giới (FAO) đã lên án gay gắt hành vi dùng hàn the trong chế biến thực phẩm

Các triệu chứng bị ngộ độc cấp tính và ngộ độc mãn tính khi sử dụng hàn the:

− Ngộ độc cấp tính: xảy ra trung bình 6 - 8 giờ sau khi ăn, với các triệu chứng buồn nôn, nôn, tiêu chảy, co cứng cơ, chuột rút vùng bụng, vật vã, cơn động kinh, dấu hiệu kích thích màng não, tróc da, phát ban, đặc biệt là vùng mông, bàn tay, có thể có các dấu hiệu suy thận, nhịp tim nhanh, sốc trụy mạch, da xanh tím, co giật, hoang tưởng và hôn mê Với liều từ 2 - 5 g axit boric hoặc 15 - 30 g borat, nạn nhân có thể chết sau 36 giờ Kết quả nghiên cứu cho thấy, liều bắt đầu gây hại từ 10 - 40 ppm (1 ppm = 1 microgam/g hay 1 mg/kg)

− Ngộ độc mãn tính: do khả năng tích luỹ trong cơ thể của hàn the, gây ảnh hưởng quá trình tiêu hoá, hấp thụ, quá trình chuyển hoá và chức năng của thận, biểu hiện là mất cảm giác ăn ngon, giảm cân, nôn, tiêu chảy nhẹ, mẫn đỏ da, rụng tóc, suy thận, cơ động kinh, da xanh xao, suy nhược không hồi phục được Ngoài ra, axit boric còn có tác dụng ức chế thực bào, làm sức chống đỡ của cơ thể giảm

1.4 MỘT SỐ THUỐC THỬ PHÁT HIỆN HÀN THE

1.4.1 Thuốc thử carmin

Thuốc thử carmin là sản phẩm lấy từ cánh kiến (côn trùng cocus, họ cociddac khô) là dạng bột màu đỏ chói và là hợp chất alumino-canxi của axit carminic Tan trong nước, rượu etylic, axit sunfuric, dung dịch amoniac,…

Ứng dụng: dùng điều chế axit carminic trong phản ứng với borat Axit carminic

có công thức phân tử C22H29O33 (M = 492,4), có công thức cấu tạo:

Hình 1.4 Thuốc thử carmin

Dung dịch nước của axit carminic có màu vàng ở pH= 4,8 và ở pH= 6,2 có màu

đỏ fusin Phản ứng khi thêm tinh thể nhỏ H3BO3 vào dung dịch axit carminic trong axit sunfuric đậm đặc và lắc sẽ thay đổi từ màu da cam sang màu xanh tím [7]

Curcumin thường xuất hiện màu vàng rực rỡ ở pH 1,0 ÷ 7,0 và màu đỏ ở pH

>7,0 Sự tồn tại của curcumin trong dung dịch nước tăng ở pH cao (pH >11,7) Ở pH khác nhau curcumin tồn tại ở các dạng khác nhau [7]

Thông thường, curcumin ổn định ở pH axit nhưng không ổn định ở pH trung tính và bazơ

Hình 1.6 Các dạng phức của curcumin ở các pH khác nhau

Curcumin có thể tồn tại ít nhất ở 2 dạng ceton và enol Cấu trúc enol ổn định hơn

về mặt năng lƣợng ở pha rắn và ở dạng dung dịch

Hình 1.7 Curcumin dạng ceton

Hình 1.8 Curcumin dạng enol

Curcumin là nhân tố cổ điển cho việc xác định borat Phản ứng màu giữa các borat và curcumin được sử dụng trong việc xác định bằng phương pháp trắc quang và bán định lượng trong thực phẩm Rosocyamine và rubrocurcumin là hai phức màu đỏ, được hình thành bởi phản ứng curcumin và borat Phức này được tạo ra trong môi trường axit (HCl và H2SO4) (có thể dùng phương pháp so màu để xác định hàm lượng borat trong thực phẩm)

Ứng dụng: làm chất chỉ thị pH, đổi màu từ vàng đỏ sang nâu xám trong pH từ 7,2 đến 9,2 Dưới dạng giấy nghệ (giấy curcumin) dùng để định tính H3BO3 và

Na2B4O7 Là thuốc thử làm các phản ứng đổi màu với Be, Mg, Zr, H3BO3,…

Phản ứng tạo phức của curcumin – borat:

Có 2 dạng sau:

Hình 1.9 Phức của curcumin – borat dạng rosocyamin

Hình 1.10 Phức của curcumin – borat dạng rubrocurcumin 1.4.3 Thuốc thử D-manit (d-manitol, hexanhexol)

Công thức phân tử: C6H14O6 (M = 182,18)

Công thức cấu tạo: CH2OH(CHOH)4CH2OH

Là tinh thể có màu trắng, vị ngọt, tan tốt trong nước nóng và anilin, không tan trong ete và ứng dụng các định các axit boric và gecmanic bằng kiềm, để tìm H3BO3bằng phản ứng màu với bromthylmol xanh, làm chất tạo phức với Nb và Ta,… [7]

1.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG HÀN THE

1.5.1 Kiểm tra hàn the bằng phương pháp metyl borax

Khi có mặt của axit sunfanlic làm xúc tác, borat và metanol phản ứng với nhau tạo hợp chất trimetyl borat và khi đốt hợp chất này cho ngọn lửa màu xanh [4]

1.5.3 Phân tích định tính và bán định lượng hàn the bằng giấy curcumin

 Nguyên tắc

Mẫu thực phẩm được axit hóa bằng axit HCl Sau đó, đem đun nóng trên nồi cách thủy, axit boric (H3BO3) hay natri borat (Na2B4O7) được phát hiện bằng giấy nghệ Khi có mặt axit boric hoặc natri borat thì giấy nghệ chuyển từ màu vàng sang đỏ cam, giấy nghệ này sẽ chuyển màu xanh đậm trong môi trường kiềm và chuyển lại màu đỏ hồng trong môi trường axit [12]

 Những trở ngại trong quá trình phân tích

Trong quá trình phân tích thì một số nguyên kim loại như: Fe, Mo, No, Zr… sẽ làm cho kết quả không chính xác Những nguyên tố này được loại trừ bằng cách kiềm hóa và chỉ có phức hợp của bo chuyển màu xanh đen trong môi trường kiềm [3], [12]

 Định tính axit boric hoặc natri borat trong mẫu thử

Nhúng dải giấy nghệ vào phần dịch thử cho thấm đều Lấy giấy ra để khô tự nhiên rồi đọc kết quả sau 1 giờ nhưng không quá 2 giờ

Tiến hành đồng thời một mẫu trắng để so sánh (thay 25 g mẫu thực phẩm bằng

25 ml nước cất và làm theo quy trình trên)