Nghiên cứu xác định oxalat trong mẫu thực phẩm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------ TRẦN ĐĂNG TUẤN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH OXALAT TRONG MẪU THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

TRẦN ĐĂNG TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH OXALAT TRONG MẪU THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ

DẪN KHÔNG TIẾP XÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

TRẦN ĐĂNG TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH OXALAT TRONG MẪU THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ

DẪN KHÔNG TIẾP XÚC

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN THỊ ÁNH HƯỜNG

Hà Nội – 2015

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 7

1.1 Giới thiệu chung về các chất phụ gia thực phẩm 7

1.1.1 Giới thiệu chung về phụ gia thực phẩm 7

1.1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm 7

1.1.2.1 Phân loại theo nguồn gốc 7

1.1.2.2 Phân loại theo tác dụng 7

1.1.3 Lợi ích và tác hại của phụ gia thực phẩm 7

1.2 Thông tin chung về oxalate, tartrate và citrate 8

1.3 Ứng dụng và tác hại của các oxalate, tartrate và citrate 9

1.3.1 Oxalate 9

1.3.2 Tartrate 10

1.3.3 Citrate 10

1.4 Vấn đề sử dụng oxalate, tartrate và citrate trên thế giới và ở Việt Nam

Error! Bookmark not defined

1.4.1 Vấn đề sử dụng oxalate, tartrate và citrate trên thế giới Error! Bookmark

not defined

1.4.2 Vấn đề sử dụng oxalate ở Việt Nam Error! Bookmark not defined

1.5 Các phương pháp xác định oxalate, tartrate và citrate Error! Bookmark

not defined

1.5.1 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Error! Bookmark not

defined

1.5.2 Phương pháp Phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS) Error!

Bookmark not defined

1.5.3 Phương pháp sắc ký ion Error! Bookmark not defined 1.5.4 Các phương pháp điện di mao quản Error! Bookmark not defined

1.6 Phương pháp điện di mao quản Error! Bookmark not defined

1.6.1 Mao quản Error! Bookmark not defined 1.6.2 Dung dịch đệm pH và pha động trong phương pháp điện di mao quản Error!

Bookmark not defined

1.6.3 Nguồn điện thế cao Error! Bookmark not defined 1.6.4 Kỹ thuật bơm mẫu trong phương pháp điện di mao quản Error! Bookmark

not defined

1.7 Phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc

Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.2 Phương pháp xử lý mẫu Error! Bookmark not defined 2.3 Hóa chất và thiết bị Error! Bookmark not defined

2.3.1 Hóa chất Error! Bookmark not defined

2.3.1.1 Chất chuẩn Error! Bookmark not defined 2.3.1.2 Hóa chất dung môi Error! Bookmark not defined 2.3.1.3 Chuẩn bị các dung dịch hóa chất Error! Bookmark not defined

2.3.2 Thiết bị dụng cụ Error! Bookmark not defined

2.4 Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích Error!

Bookmark not defined

2.4.1 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp phân tích

Error! Bookmark not defined

2.4.2 Độ chụm của phương pháp Error! Bookmark not defined 2.4.3 Độ đúng của phương pháp Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Nghiên cứu khảo sát tối ưu điều kiện phân tích Error! Bookmark not

defined

3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của hệ đệm Error! Bookmark not defined

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bơm mẫu và chiều cao bơm mẫu Error!

Bookmark not defined

3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của thế tách Error! Bookmark not defined 3.1.4 Khảo sát các chất ảnh hưởng Error! Bookmark not defined

3.2 Đánh giá phương pháp phân tích Error! Bookmark not defined

3.2.1 Lập đường chuẩn Error! Bookmark not defined 3.2.2 Giới hạn LOD, LOQ của phương pháp Error! Bookmark not defined 3.2.3 Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) độ đúng (độ thu hồi) Error! Bookmark not

defined

3.3 Phân tích mẫu thực tế Error! Bookmark not defined

3.3.1 Phân tích mẫu bia Error! Bookmark not defined 3.3.2 Phân tích mẫu mì gói Error! Bookmark not defined 3.3.3 Phân tích mẫu trà túi lọc lipton (trà trái cây, vị dâu) Error! Bookmark not

defined

3.3.4 Phân tích mẫu nước trà khô vỉa hè Error! Bookmark not defined

3.3.5 Phân tích đối chứng phương pháp CE-C 4 D với phương pháp HPLC

Error! Bookmark not defined

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

MỞ ĐẦU

Hiện nay, tình hình an toàn vệ sinh thực phẩm ở nước ta đang rất được quan tâm, với nhiều vụ ngộ độc tập thể xảy ra hàng loạt và ở nhiều khu vực khác nhau

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến mất an toàn thực phẩm, trong đó có nguyên nhân xuất phát từ việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm Gần đây, dư luận đặc biệt quan tâm đến sự xuất hiện của oxalate trong một số sản phẩm thực phẩm như bia,

mỳ tôm,…gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người sử dụng Theo các nghiên cứu, oxalate là một trong những tác nhân chính gây nên bệnh sỏi thận [12, 23] do tạo kết tủa với các ion kim loại như magie, canxi… (kết tủa này chiếm tới 80% về khối lượng của sỏi thận)

Cùng với oxalate, axit tương ứng của tartrate, citrate là những chất phụ gia thực phẩm thường xuất hiện đồng thời trong nhiều loại thực phẩm Sự xuất hiện của citrate đồng thời với oxalate sẽ làm giảm nguy cơ hình thành sỏi thận do citrate có khả năng ức chế quá trình kết tinh hình thành canxi oxlate [13] Vì vậy, ngoài việc phân tích, kiểm tra hàm lượng oxalate, quy trình sẽ kết hợp phân tích, kiểm tra xác định đồng thời hàm lượng của tartrate và citrate trong mẫu thực phẩm

Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định hàm lượng các chất oxalate, tartrate, citrate như: sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), phương pháp sắc ký khối phổ (GC-MS), sắc ký ion [13, 15], Các phương pháp này thường chỉ được trang bị

ở các phòng thí nghiệm hiện đại với chi phí khá lớn và yêu cầu đội ngũ kỹ thuật cao Trong nghiên cứu này, với mục tiêu xây dựng một phương pháp phân tích nhanh, hiệu quả, đơn giản với chi phí thấp, hướng tới nhu cầu phân tích ở tuyến địa phương, chúng tôi đã xây dựng, phát triển quy trình phân tích đồng thời các chất oxalate, tartrate, citrate trong thực phẩm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE-C4D) trên cơ sở hệ thiết bị tự chế, bán tự động

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về các chất phụ gia thực phẩm

1.1.1 Giới thiệu chung về phụ gia thực phẩm

Chất phụ gia thực phẩm là những chất không được coi là thực phẩm hoặc một thành phần của thực phẩm; Ít hoặc không có giá trị dinh dưỡng; Bổ sung vì mục đích công nghệ trong quá trình sản xuất, chế biến… [3]

Như vậy, PGTP không phải là thực phẩm mà nó được thêm vào nhằm đáp ứng yêu cầu nhất định của sản phẩm Việc sử dụng PGTP phải tuân theo quy định hiện hành của các cơ quan chức năng, ở Việt Nam là Bộ Y tế

1.1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm

Tùy vào từng cơ sở mà có nhiều cách phân loại phụ gia thực phẩm khác nhau như:

1.1.2.1 Phân loại theonguồn gốc

 Dạng tự nhiên: có nguồn gốc động vật và thực vật

 Dạng tổng hợp: Do con người tạo ra

1.1.2.2 Phân loại theo tác dụng

 Tác dụng trực tiếp: Bao gồm các chất có tác dụng bảo quản (như chống lại quá trình oxy hóa, chống tác hại của vi sinh vật, côn trùng, ký sinh gây hại…)

và tác dụng cảm quan (như tạo màu, tạo mùi, tăng thêm hương vị tăng thêm

vị ngọt, vị mặn, làm giảm bớt vị đắng, tạo vị chua…)

 Tác dụng gián tiếp: Bao gồm các loại axit, kiềm, dung môi chiết xuất, các chất làm trong, làm lắng cặn, chất chống đông đặc, các chất trao đổi ion, chất men sinh học, các chất chống tạo bọt [2]

Ngoài ra còn nhiều cách phân loại khác như phân loại theo sức khỏe người sử dụng, phân loại theo chức năng, phân loại theo nhóm chất…

1.1.3 Lợi ích và tác hại của phụ gia thực phẩm

Nếu sử dụng đúng loại, đúng liều lượng, các phụ gia thực phẩm có tác dụng tích cực, như: tạo được nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng, giữ được chất lượng toàn vẹn của thực phẩm cho tới khi sử dụng, tạo sự

dễ dàng trong sản xuất, chế biến thực phẩm và làm tăng giá trị thương phẩm hấp dẫn trên thị trường, kéo dài thời gian sử dụng của thực phẩm,…

Tuy nhiên, khi sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng liều lượng, chủng loại nhất là những phụ gia không cho phép dùng trong thực phẩm sẽ gây những tác hại cho sức khỏe như: Gây ngộ độc cấp tính nếu dùng quá liều cho phép Gây ngộ độc mạn tính dù dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, một số chất phụ gia thực phẩm tích lũy trong cơ thể, gây tổn thương lâu dài Nguy cơ gây hình thành khối u, ung thư, đột biến gen, quái thai, nhất là các chất phụ gia tổng hợp Nguy cơ ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm như phá huỷ các chất dinh dưỡng, vitamin [4]

Vì vậy, Khi sử dụng chất PGTP phải tuân thủ các quy định sử dụng dựa trên các tiêu chuẩn cụ thể theo ISO (International Standard Organization) và Hội đồng tiêu chuẩn thực phẩm CAC (Codex Alimentarius Commision) gồm hơn 130 nước thành viên, trong đó có Việt Nam Mỗi quốc gia sẽ qui định cụ thể về các chất PGTP được dùng cho nước mình Tóm lại, ở Việt Nam, các chất PGTP phải nằm trong danh mục cho phép sử dụng và đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật, hàm lượng và

vệ sinh an toàn thực phẩm theo quy định do Bộ Y tế ban hành

1.2 Thông tin chung về oxalate, tartrate và citrate

Các chất oxalic, tartric và citric là một trong số các chất phụ gia thực phẩm nằm trong danh mục được phép sử dụng ở Việt Nam với hàm lượng nhất định

Bảng 1.1 Thông tin chung về 3 hợp chất oxalic, tartaric và citric

Tên chất Axit oxalic Axit tartaric Axit citric

Danh pháp

(IUPAC)

Axit etanedioic Axit

2,3-dihidroxibutandioic

Axit 2-

hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic

Công thức

phân tử

C2H2O4 (khan)

C2H2O4.2H2O(ngậm

nước)

C4H6O6 C6H8O7

Công thức

cấu tạo

Khối lượng

phântử (g/mol)

90,03 (khan) 126,07

(ngậm nước)

g/mol(khan)

Độ tan trong nước

(g/ml ở20°C)

(L hoặc D-tartaric)

1,33

Nhiệt độ

nóng chảy (oC)

157 (thăng hoa) 171-174 (L hoặc

D-tartaric, tinh khiết)

153

1.3 Ứng dụng và tác hại của các oxalate, tartrate và citrate

1.3.1 Oxalate

 Ứng dụng

 Là chất hỗ trợ chế biến thực phẩm, phụ gia thực phẩm

 Axit oxalic được sử dụng trong một số sản phẩm hóa chất dùng trong gia đình, chẳng hạn một số chất tẩy rửa hay trong việc đánh gỉ sét

 Dung dịch axit oxalic được dùng để phục chế đồ gỗ

 Axit oxalic là một chất được sử dụng trong quá trình nhuộm vải, phân bón

 Tác hại

 Ở liều cao, axit oxalic (muối oxalate) có khả năng gây ra ngô ̣ đ ộc cấp tính, có thể dẫn đến tử vong với hàm lượng 4-5g Liều ng ộ độc (LD50) của axit oxalic nguyên chất được ướ c kho ảng 378 mg/kg thể trọng

(khoảng 22,68 g/người 60 kg)

 Sự kết hợp của axit oxalic với canxi ta ̣o ra canxi oxalate, có thể gây k ết tủa lắng đọng ta ̣o thành sỏi ở các cơ quan tiết niê ̣u, gan mâ ̣t, tụy… [9]

1.3.2 Tartrate

 Ứng dụng

 Phụ gia thực phẩm (ký hiệu: E334) với tác dụng là chất điều vị, chống oxi hóa

 Ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm

 Ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp

 Tác hại

 Khi sử dụng quá mức có thể gây ra nhiều tác dụng phụ khó chịu như: nôn

mửa, tiểu chảy và gia tăng khả năng viêm đường tiêu hóa

1.3.3 Citrate

 Ứng dụng

 Phụ gia thực phẩm (ký hiệu: E330): Điều vị, chống oxi hóa

 Giảm tác hại của nước cứng

 Sử dụng trong công nghệ sinh học, hoạt hóa một số dung dịch tẩy rửa, …

 Tác hại

Axit citric được hầu hết các quốc gia và tổ chức quốc tế công nhận là

an toàn để sử dụng trong thực phẩm Nó hiện diện tự nhiên trong gần như mọi dạng sự sống, các lượng axit citric dư thừa dễ dàng trao đổi và bài tiết ra khỏi cơ thể Tuy nhiên, việc tiếp xúc với axit citric khô hay đậm đặc có thể gây ra kích ứng da và mắt, vì thế phải sử dụng các trang bị bảo hộ lao động

khi tiếp xúc với axit citric Việc sử dụng quá nhiều axit citric cũng dễ làm tổn

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

1 Nguyễn Thị Ánh Hường (2010), Nghiên cứu xác định các dạng asen vô cơ trong

nước ngầm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên - ĐHQGHN

2 Đào Mỹ Thanh (2012), Phụ gia thực phẩm và sức khỏe người tiêu dùng, Trung

tâm Y tế Dự phòng TP.HCM

3 Tạ Thị Thảo (2010), Bài giảng chuyên đề thống kê trong hóa phân tích, ĐH

Quốc gia Hà Nội

4 Nguyễn Duy Thịnh(2004), Các chất phụ gia sử dụng trong thực phẩm, bài giảng

cho học viên cao học chuyên ngành công nghiệp thực phẩm, ĐH Bách khoa

Hà Nội

5 Viện kiểm nghiệm ATVSTP Quốc Gia (2010), Thẩm định phương pháp trong

phân tích hóa học và vi sinh vật, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội

Tiếng Anh

6 Ali A Ensafi, S Abbasi, B Rezaei (2001) ―Kinetic spectrophotometric method

for the determination of oxalic acid by its catalytic effect on the oxidation of

safranine by dichromate‖, Spectrochimica Acta Part A, (57), 1833 – 1838

7 B.G Wolthers, W Koolstra, M Hayer, H Elzinga (1987), ―Development of a

reference method for determining urinary oxalate by means of isotope dilution—mass spectrometry (ID-MS) and its usefulness in testing existing

assays for urinary oxalate‖, Clinica Chimica Acta, 170:227-235

8 Corinne Rivasseau , Anne-Marie Boisson, Ga¨ elle Mong´ elard, Georgy

Couram, Olivier Bastien, Richard Bligny (2006) ―Rapid analysis of organic acid in plant extracts by capillary electrophoresis with indirect UV detection Directed metabolic analyses during metal stress‖, Journal of

Chromatography A, (112), 283–290

9 Curhan (1999), ―GC epidemiologische Hinweise für die Rolle des Oxalat-

Nierensteine spontan‖, J Endourol 13 (9): 629-31

10 Hoppe B, Kemper MJ, Hvizd MG, Sailer DE, Langman CB (1998),

―Simultaneous determination of oxalate, citrate and sulfate in children's

plasma with ion chromatography‖, Kidney Int, 53(5):1348-52

11 Marián Masár et al (2003), Determination of oxalate in beer by zone

electrophoresis on a chip with conductivity detection, Journal of seperation

science, 26, 647-652

12 Michael Trevaskis, V Craige Trenerry (1996) ―An investigation into the

determination of oxalic acid in vegetables by capillary electrophoresis‖, Food

Chemisfry, (57), 323-330

13 Muhammad Iqbal Bhanger, M Hassan Khaskhali, F D Khand (1996),

―Simultaneous Determination of Oxalic acid and Citric acid in Urine by

High-erformance Liquid Chromatogrphy‖, Journal of chromatography.B,

Biomedical applications, 675(1), 147-51

14 M Hassan Khaskhali, M Iqbal Bhanger, F.D Khand (1996) ―Simultaneous determination of oxalic and citric acid in urine by high-performance

liquid chromatography‖, Journal of Chromatography B, (675), 147-151

15 Nguyen Thi Anh Huong et al (2014), ―Simple semi-automated portable capillary

electrophoresis instrument with contactless conductivity detection for the

determination of β-agonists in pharmaceutical and pig-feed samples‖, Journal

of Chromatography A, Vol 1360, pp 305-311