--- ĐỖ NGỌC MAI XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MANGAN TRONG NƯỚC HÃM LÁ TRÀ XANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA GF - AAS Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN TH
Trang 1-
ĐỖ NGỌC MAI
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MANGAN TRONG NƯỚC HÃM LÁ TRÀ XANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG
NGỌN LỬA GF - AAS
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ KIM DUNG
Hà Nội - 2016
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Kim Dung đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn và tạo những điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành Luận văn này
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới ban lãnh đạo Viện Công nghệ Xạ hiếm và các anh chị, các bạn công tác tại Trung tâm phân tích, Viện Công nghệ Xạ hiếm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các anh chị, bạn bè của tập thể lớp cao học hoá K24, đặc biệt
là những người bạn trong nhóm hoá phân tích K24 cùng các thầy cô giảng dạy tại Trường đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ mọi khó khăn cùng tôi
Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2016
Học viên
Đỗ Ngọc Mai
Trang 3MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 7
Chương 1 : TỔNG QUAN 8
1.1.Nguồn gốc cây trà va ̀ viê ̣c dùng trà 8
1.1.1 Nguồn gốc cây trà 8
1.1.3.Nghệ thuâ ̣t uống trà ở Việt Nam 11
1.2 Vai trò sinh học của Mn 14
1.3 Các phương pháp phân tích lượng vết mangan 15
1.3.1 Phương pháp điện hoá 15
1.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 17
1.3.3 Các phương pháp quang phổ 18
1.4 Phương pháp phân huỷ mẫu xác định lượng vết kim loại trong mẫu thực vậtError! Bookmark not defined
1.4.1 Kỹ thuật xử lý khô Error! Bookmark not defined.
1.4.2 Kỹ thuật xử lý ướt Error! Bookmark not defined.
Chương 2 : THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined.
2.1 Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu Error! Bookmark not defined
2.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined
2.2.1 Lấy mẫu, xử lý sơ bộ và bảo quản mẫu Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Phương pháp xử lý mẫu Error! Bookmark not defined.
2.2.3 Phương pháp phân tích mẫu Error! Bookmark not defined.
2.3 Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất Error! Bookmark not defined
2.3.1 Hệ thống máy phổ Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Hóa chất và dụng cụ Error! Bookmark not defined.
2.4 Xử lý số liệu phân tích Error! Bookmark not defined.
Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.
3.1.Khảo sát điều kiện đo phổ GF- AAS của Mangan Error! Bookmark not defined
3.1.1 Chọn vạch đo phổ Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tửError! Bookmark not defined.
3.1.3 Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) Error! Bookmark not defined.
3.2 Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu Error! Bookmark not defined
Trang 43.2.1 Khảo sát nhiệt độ sấy Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu Error! Bookmark not defined.
3.2.3 Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa Error! Bookmark not defined.
3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo GF-AASError! Bookmark not defined
3.3.1 Ảnh hưởng của axit Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Khảo sát chất cải biến nền Error! Bookmark not defined.
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của các cation Error! Bookmark not defined.
3.4 Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF-AASError! Bookmark not defined
3.4.1 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩnError! Bookmark not defined.
3.4.2 Kiểm tra hằng số trong phương trình hồi quy Error! Bookmark not defined.
3.4.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)Error! Bookmark not defined.
3.4.4 Tính nồng độ chất phân tích dựa trên đường chuẩnError! Bookmark not defined.
3.4.5 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo Error! Bookmark not defined.
3.4.6 Tổng kết các điều kiện xác định Mn bằng phép đo phổ GF-AASError! Bookmark not defined.
3.5 Xử lý mẫu trong lò vi sóng Error! Bookmark not defined
3.6 Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả Error! Bookmark not defined
3.6.1 Xác định Mn bằng phương pháp đường chuẩn và đánh giá hiệu suất thu hồiError! Bookmark not defined 3.6.2 Xác định Mn bằng phương pháp thêm chuẩn Error! Bookmark not defined.
3.7 Kết quả mẫu thực Error! Bookmark not defined
KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 18
Trang 5DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Một số thông tin về mẫu trà xanh Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.2: Một số thông tin về mẫu nước uống chiết xuất từ cây trà xanh.Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1: Khảo sát chọn vạch đo phổ Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2: khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tửError! Bookmark not defined.
Bảng 3.3: Ảnh hưởng cường độ đèn đến kết quả đo phổError! Bookmark not defined.
Bảng 3.4: Các điều kiện tro hóa mẫu Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.5: Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của các axit Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của một số chất cải biến đến đo phổError! Bookmark not defined.
Bảng 3.8: khảo sát ảnh hưởng của các kim loại kiềmError! Bookmark not defined.
Bảng 3.9: Khảo sát ảnh hưởng của các kim loại kiềm thổError! Bookmark not defined.
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của các cation tới kết quả đo MnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.12: Kết quả dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.13: kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.14: Các điều kiện được chọn để đo phổ GF-AASError! Bookmark not defined.
Bảng 3.15: Kết quả mẫu phân tích thu được khi dùng lò vi song.Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.16: Kết quả đo phổ bằng phương pháp đường chuẩnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.17: kết quả xác định Mn trong mẫu thật Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.18: Hiệu suất thu hồi lượng thêm chuẩn Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.19: Xác định Mn trong mẫu thực bằng phương pháp thêm chuẩnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.20: các đại lượng thu được từ đường thêm chuẩnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.21: kết quả xác định Mn bằng phương pháp thêm chuẩnError! Bookmark not defined.
Bảng 3.22: Kết quả xác định Mn bằng phương pháp đường chuẩn và thêm chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 3.23: Kết quả phân tích hàm lượng Mn trong mẫu nước hãm lá trà xanhError! Bookmark not defined Bảng 3.24: Kết quả phân tích hàm lượng Mn trong nước chiết xuất từ trà.Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.25: Quy định hàm lượng tối đa của Magan trong nước uốngError! Bookmark not defined.
Trang 6DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA vario 6Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn cường độ đèn HCL và cường độ vạch phổ hấp thụError! Bookmark not defined Hình 3.2: Đường cong nhiệt độ tro hóa Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3: Đường cong nhiệt độ nguyên tử hóa Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4: Đồ thị khoảng tuyến tính của Mn Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5: Đường chuẩn của Mn Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6: Đồ thị thêm chuẩn xác định Mn trong trà Error! Bookmark not defined.
Trang 7DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
AAS Atomic Absorption Spectrocopy Phương pháp quang phổ hấp thụ
GF-AAS Graphite Furnace Atomic
Absorption Spectrocopy
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật không ngọn lửa
HPLC High Performance Liquid
ICP-MS Inductively Couple Plasma Mass
Spectrometry
Phương pháp phổ khối plasma cao tần cảm ứng
%RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối
UV-VIS Ultra Violet-Visible Phương pháp quang phổ hấp thụ
phân tử tử ngoại – khả kiến
Trang 8Zn, Fe, Mn, Cu, … trong máu và trong huyết thanh của con người
Cho đến nay đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu , xác định các nguyên tố vi lượng trong các đối tượng sinh học, trong đó có nguyên tố Mn Mn là một trong những nguyên
tố vi lượng ảnh hưởng không những đối với quá trình phát triển của thực vật mà còn có tầm quan trọng tới hoạt động sống của động vật và con người Nguồn Mn ở con người, cũng như động vật thường xuyên được bổ xung chủ yếu từ nguồn thực vật, rau quả trong thức ăn hàng ngày
Ngày nay, có rất nhiều phương pháp định lượng được Mn trong các đối tượng khác nhau Trong đó phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS) là một trong những phương pháp phân tích có thể đáp ứng được nhu cầu xác định vết các kim loại trong nhiều đối tượng nghiên cứu do có độ chính xác, độ nhạy và độ lặp lại cao
Chính vì vậy, trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa để xác định vết Mn trong nước hãm lá trà xanh được dùng phổ biến trong đời sống hàng ngày của người Việt Nam
Trang 9
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1.Nguồn gốc cây trà và việc dùng trà
1.1.1 Nguồn gốc cây trà
Trà là loài cây có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất Cây trà có tên khoa học
là Camelia Sineusis, thuô ̣c ho ̣ Theacae, khí hàn , vị khổ cam , không đô ̣c Đây mô ̣t loa ̣i
cây xanh lá quanh năm , có hoa màu trắng Cây trà phải trồng khoảng 5 năm mới bắt đầu hái và thu hoa ̣ch trong vòng 25 năm [13]
Dựa vào đă ̣c tính sinh trưởng của cây trà, các nhà thực vật học xác định vùng đất
mà cây trà có thể xuất hiê ̣n và sinh trưởng tốt phải có những điều kiê ̣n sau :
Quanh năm không có sương muối
Có mưa đều quanh năm với lượng mưa trung bình khoảng 3000 ml/ năm
Nằm ở đô ̣ cao 500-1000 mm so với mực nước biển , môi trường mát mẻ , không
nắng quá hoặc ẩm quá
Tại Nhật Bản, Trung Quốc, Trà trồng ở những vũng núi cao này thường cho hương vị và chất lượng tốt hơn so với vùng thấp và đồng bằng Ở Việt Nam, trà hay được trồng tại các vùng núi cao như Hà Giang, Sơn La, Thái Nguyên đều cho chất lượng tốt Trà thường được trồng ở những nơi có địa hình cao dốc nên thường hay xảy ra hiện tượng sói mòn ảnh hưởng đến dinh dưỡng của đất cung cấp cho trà Điều này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của trà bởi trà trồng trên đất nhiều mùn và giàu chất dinh dưỡng thì cho màu nước đẹp, hương tự nhiên, vị đượm Khi trà chồng trên đất xấu thì có vị nhạt, hàm lượng chất hòa tan thấp Vì vậy trong quá trình canh tác cây trà,để cây phát triển và cho chất lượng tốt, người trồng trà cần bổ sung hàm lượng mùn và bón các loại phân hóa học cung cấp đầy đủ đa lượng, trung lượng và vi lượng cho cây trà
1.1.2.Các loại trà và công dụng của trà
1.1.2.1 Các loại trà
Trên thế giới có khoảng 3.000 thứ lá cây thường được dùng làm đồ uống hàng ngày Thế nhưng từ khi trà trở nên phổ biến thì những loa ̣i đồ uống bằng lá cây nói
Trang 10chung thường đều được go ̣i là trà (tea) Ví dụ , trà Pháp là cây đan sâm; trà Mỹ, trà
Mactinic là cây thuô ̣c ho ̣ Hoa mo ̃m chó ; trà Brazin và trà Paragoay là cây nhựa ruồi Paragoay; trà Mêhico là cây chân ngỗng (chenopodium ambrosioides) thuô ̣c ho ̣ rau
muối; trà Mông Cổ là cây tai hổ; trà châu Âu là cây huyền sâm (Veronica officinalis); trà Phông-ten-nơ-blô là cỏ hạt ngọc (Lithospermum officinalis) Viê ̣t Nam có trà vối, trà dây hoă ̣c trà Hoàng Giang (còn gọi là tràTrường Sơn ), trà vằng, trà hàng rào , trà đồng, trà cay [9]
Dựa vào việc được yêu thích và dùng phổ biến trong đời sống hàng ngày của người dân Việt, Trà được chia thành các loại trà dưới đây:
Thứ nhất là trà xanh, lá trà tươi chỉ việc hái xuống, rửa sạch, vò nhẹ cho vào trong
ấm tích, châm nước sôi hãm khoảng 30 phút là có thể dùng được Muốn cho nước xanh
và ngon thơm thì lúc vò trà phải nhẹ tay, chỉ làm cho lá trà giập chứ không nát và khi hãm phải ủ trà cho chín trong những ấm tích được phủ bằng khăn hay đụn rơm Trà xanh hay còn gọi là trà xanh, từ lâu đã phổ biến trên khắp các vùng miền Việt Nam Đâu đâu người ta cũng thấy trà xanh hiện diện, thứ nước uống mà ai ai cũng có thể dùng, vừa để giải khát, giải nhiệt, chống ung thư rất tốt
Thứ hai là trà khô, cũng là một dạng của trà xanh, khác là trà khô được làm từ những búp non hái trên những đồi trà cao, rồi phơi nắng hay sấy cho khô mới dùng Vào những ngày mùa đông lạnh giá, chén trà nóng là người bạn không thể thiếu trong các gia đình của người miền Bắc Nhiều người nghiền trà khô, uống quanh năm suốt tháng… Đặc biệt khi tết đến xuân về thì hầu như nhà nào cũng có ấm trà khô hãm nước mời khách bên cạnh dĩa mứt gừng hay các loại hạt bí
Thứ ba là trà sen, một loại trà đại diện của văn hóa trà Việt Nam, trà hái từ những búp non ướp với sen Ướp trà sen là cả một nghệ thuật tinh tế mới đạt được hương thơm như người làm mong muốn Có lẽ vì thế mà khi thưởng thức trà sen ta mới cảm nhận được vị trà ngọt mà lại mát, mùi thơm nhẹ nhàng thanh tao Một ấm trà sen có thể uống nhiều tuần trà mà hương thơm thì vẫn còn đọng lại ngan ngát hương thơm
1.1.2.2.Thành phần hóa học và công dụng của trà [10]
Trang 11Với sự thâm nhâ ̣p của trà vào phương Tây , các thành phần hóa học của cây trà bắt đầu đươ ̣c nghiên cứu từ năm 1827 (Oudry) Đến nay, người ta phát hiê ̣n được trong thành phần của trà có 13 nhóm gồm 120-130 hoạt chất khác nhau
- Nhóm chất đươ ̀ ng: glucoza, fructoza, tạo giá trị dinh dưỡng và mùi thơm khi
chế biến ở nhiê ̣t đô ̣ cao
- Nhóm tinh dầu: metyl salixylat , citronellol, tạo nên hương thơm riêng của mỗi
loại trà, chịu ảnh hưởng của khí hậu, loại đất và quy trình chế biến
- Nhóm sắc tố: chất diệp lu ̣c, caroten, xanthophin, làm cho nước trà có thể từ màu xanh nha ̣t đến xanh lu ̣c sẫm hoă ̣c từ màu vàng đến đỏ nâu và nâu sẫm
- Nhóm axít hữu cơ : gồm 8-9 loại khác nhau , có tác dụng tăng giá trị về mặt thực
phẩm và có chất ta ̣o ra vi ̣
- Nhóm chất vô cơ: kali, phốtpho, lưu huỳnh, flo,magiê, canxi,
- Nhóm vitamin: C, B1, B2, PP,…: hầu hết tan trong nướ c , do đó người ta nói nước trà có giá trị như thuốc bổ
- Nhóm glucozit: góp phần tạo ra hương trà và có thể làm cho nước trà có vị đắng,
chát và màu hồng đỏ
- Nhóm chất cha ́ t (tanin): chiếm 15%-30% trong trà, sau khi chế biến thì nó trở
thành vị chát…
- Nhóm chất như ̣a : đóng vai trò ta ̣ o mùi thơm và giữ cho mùi không thoát đi
nhanh (chất này rất quan tro ̣ng trong viê ̣c chế biến trà rời thành trà bánh )
- Nhóm chất keo (petin): giúp bảo quản trà được lâu vì có tính năng khó hút ẩm
- Nhóm ancal: cafein, theobromin, theophylin, adenin, guanin,
- Nhóm protein và axit amin: tạo giá trị dinh dưỡng và hương thơm cho trà
- Nhóm enzim: là những chất xúc tác sinh học quan trọng trong quá trình biến đổi
Trang 12- Giúp cơ thể tỉnh táo, kích thích lao động, đem lại niềm vui
- Thúc đẩy tiêu hóa và bài tiết
- Giúp cho hô hấp và tim ma ̣ch
- Phòng bệnh đau răng
- Hạ cholesterol và chất béo trong máu
- Bảo vệ thần kinh trong bệnh Pakinson
1.1.3.Nghê ̣ thuật uống trà ở Việt Nam
Người Nam đã uống trà từ lâu , và ở nửa sau thiên kỉ thứ nhất , ở miền đồi núi trung du và châu thổ, người Việt đã trồng trà Ở Cửu Chân (tên gọi Thanh Hóa thờ i
xưa) có núi Trà, đặt tên chữ là Trà Sơn
Chứng tích trà Việt còn lưu lại trên những bình bát trà gốm Việt- Dao celadon) từ thời Bắc thuộc, và hưng thịnh dưới thời Phật giáo Lý- Trần Các nhà khảo cổ học cũng đã tìm thấy tại Nông Cống (Thanh Hóa) trong số các đồ tuẫn táng (chôn cùng người chết) có các loại chén trà bằng đất (từ lò Bát Tràng, Cầu Cây, Đông Sơn) có niên đại ngang với hai đời Tống-Minh (Trung Quốc)
(proto-Văn bia Lý do sư Pháp Ký soạn cho Thầy là sư Tịnh Thiền ghi rằng “chỗ uống trà
là chỗ thập phương thí chủ dồn về” chứng tỏ giữa Đạo Phật và trà ở Việt Nam cũng có mối liên hệ [14]
Trà là đồ uống của người làm nghề nông nghiê ̣p thích cuô ̣c sống ổn định, an nhàn Con người Viê ̣t Nam với lối tư duy tổng hợp trong tinh th ần văn hóa truyền thống có đầy đủ mo ̣i đă ̣c t ính trọng tình, trọng đức và đời sống cộng đồng cao độ Cho nên trong nghê ̣ thuâ ̣t uống trà , thưởng thức trà , người Vi ệt Nam uyển chuyển nhanh nhạy , bao quát : không quá cầu kỳ , nhưng cũng không quá đơn giản : không quá nghi lễ , nhưng cũng không quá bình dân Đó là mô ̣t sự thông thái , kết hợp uyển chuyển để đi đến hoàn hảo , đến trung dung trong nghê ̣ thuâ ̣t thưởng thức trà
Có rất nhiều cách pha trà , tùy từng loại trà nhưng thông thường đều qua các giai đoa ̣n sau: sửa soa ̣n đầy đủ du ̣ng cu ̣ gồm bình trà, thuyền trà (cái bát lớn để ấm), bồn, chén đựng trà và nước sôi Nghê ̣ thuâ ̣t uống trà Viê ̣t Nam phản ảnh đầy đủ nét văn hóa của người Viê ̣t từ khâu cho ̣n trà , xử lý trà , đun nước, pha trà, rót trà và tận hưởng hương vị