các phương pháp xác định hàm lượng methanol trong rượu

Cho nên để xác định được hàm lượng methanol trong rượu chúng ta cần lấy mẫu kiểm tra, kiểm định bằng các phương pháp hóa học tiến hành trong phòng thí nghiệm.. Hóa chất này được phân bố

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

***

BÁO CÁO MÔN HỌC KIỂM ĐỊNH NGUỒN GỐC THỰC PHẨM

Đề tài:

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG

METHANOL TRONG RƯỢU

Hà Nội – Tháng 3 năm 2017

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

NỘI DUNG 4

1 Thực trạng rượu chứa methanol hiện nay 4

2 Methanol gây độc cho cơ thể như thế nào? 5

3 Các hệ thống văn bản quản lí hàm lượng methanol trong rượu ở Việt Nam 6

4 Các phương pháp xác định hàm lượng methanol trong rượu 8

4.1 Phương pháp so màu 8

4.2 Phương pháp đo quang 11

5 Các biện pháp khắc phục 16

KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

LỜI MỞ ĐẦU

Với việc tiêu thụ hàng tỷ lít bia và hàng trăm triệu lít rượu mỗi năm, Việt Nam đang đứng thứ 2 Châu Á về sử dụng rượu bia và có tỷ lệ đàn ông uống rượu, bia nhiều nhất Thế giới Trong khi đó từ đầu năm đến nay, chỉ riêng Bệnh viện Bạch Mai đã tiếp nhận hơn 100 bệnh nhân ngộ độc rượu, đồng thời lúc nào cũng có hơn

50 bệnh nhân xuất huyết tiêu hóa, xơ gan và viêm tụy cấp điều trị nội trú, tăng đột biến so với trước

Ngộ độc rượu có 2 loại, một là ngộ độc rượu ethanol tức là rượu thực phẩm (rượu nấu thông thường), đó là dạng ngộ độc phổ biến nhất, với số ca nhập viện nhiều nhất Còn dạng thứ hai ít hơn nhưng cực kì nguy hiểm và có xu hướng tăng so với những năm trở lại đây, đó là ngộ độc rượu methanol, tức là rượu pha từ cồn công nghiệp Loại ngộ độc này rất nặng, tỉ lệ tử vong rất cao

Về nguyên tắc, nếu nhìn bằng mắt, ngửi hoặc nếm thì khó phân biệt được rượu có chứa methanol cao hay không Cho nên để xác định được hàm lượng methanol trong rượu chúng ta cần lấy mẫu kiểm tra, kiểm định bằng các phương pháp hóa học tiến hành trong phòng thí nghiệm Sau đây nhóm em xin trình bày một

số phương pháp xác định hàm lượng methanol trong rượu để kiểm tra hàm lượng methanol trong rượu có vượt quá hàm lượng cho phép hay không

NỘI DUNG

1 Thực trạng rượu chứa methanol hiện nay

Chỉ trong một thời gian ngắn, trên địa bàn cả nước đã xảy ra hàng loạt vụ ngộ độc rượu do có thành phần methanol vượt quá mức cho phép, khiến hàng trăm người nhập viện Đáng nói, ngộ độc rượu đang có chiều hướng gia tăng, nhưng nhiều người vẫn bàng quan với tính mạng của chính mình

* Ở Lai Châu:

Tháng 2 - 2017, một vụ ngộ độc rượu tập thể đã xảy ra tại xã Ma Ly Chải, huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu khiến 8 người chết và hàng chục người nhập viện

Theo UBND tỉnh Lai Châu, ngày 10/2, sau khi ăn nhậu tại nhà, ông Phù Văn Lèng (ở bản Tả Chải, xã Ma Ly Chải, huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu) có triệu chứng đau đầu, buồn nôn và tử vong ngay sau đó Sau khi ông Lèng chết, gia đình đã

tổ chức hậu sự Dân bản đến ăn cơm, uống rượu theo phong tục của địa phương Những ngày sau đó, nhiều người đã đến nhà ông Lèng ăn cơm có dấu hiệu đau bụng, buồn nôn, giãn đồng tử Đến tối 13/2, 9 người dân trong bản đã tử vong, hàng chục người khác được đưa đi bệnh viện cấp cứu

Sau khi phát hiện sự việc, lực lượng chức năng tỉnh Lai Châu đã tiến hành thu giữ các mẫu thực phẩm để xét nghiệm Kết quả kiểm nghiệm cho thấy, hàm lượng methanol các mẫu rượu vượt ngưỡng cho phép nhiều lần

* Ở Hà Nội:

Một tháng sau, tại Hà Nội cũng xảy ra vụ ngộ độc tương tự khiến 7 người nhập viện Theo TS Hà Trần Hưng - Phó Giám đốc Trung tâm Chống độc Bệnh viện Bạch Mai, cả 7 bệnh nhân đều có quê ở Gia Lai và đang là sinh viên Trường Cao đẳng Sư phạm Hải Dương (Cơ sở II đóng trên địa bàn phường Mai Dịch, quận Cầu Giấy, Hà Nội)

Sau khi được cấp cứu, Siu L (bệnh nhân ngộ độc nhẹ nhất) nhớ lại, nhân Ngày Quốc tế Phụ nữ 8/3, nhóm sinh viên này đã mua khoảng 1,5 lít rượu không có nguồn gốc xuất xứ, được đóng vào chai nhựa không có nhãn mác về phòng trọ tại Trung Kính (quận Cầu Giấy) để liên hoan Đến sáng 9/3, một số người xuất hiện triệu chứng đau đầu, mờ mắt và nôn ra máu nên được đưa đi cấp cứu tại Bệnh viện 19/8 và sau đó được chuyển đến Trung tâm Chống độc vào rạng sáng 10/3

Tiếp nhận thông tin về vụ ngộ độc, Sở Y tế Hà Nội đã vào cuộc và xác định được cửa hàng những sinh viên này mua rượu là số nhà 17, ngõ 259, đường Yên Hòa

(phường Yên Hòa, quận Cầu Giấy Hà Nội) Đoàn kiểm tra an toàn thực phẩm quận Cầu Giấy đã kiểm tra và lấy mẫu rượu của cửa hàng để xét nghiệm

Ở diễn biến mới nhất, bác sĩ Nguyễn Trung Nguyên - Phụ trách Trung tâm Chống độc Bệnh viện Bạch Mai cho biết, 7 bệnh nhân này bị ngộ độc methanol Trong nhóm sinh viên bị ngộ độc rượu, có 4 người chịu di chứng ảnh hưởng thị lực,

3 người có dấu hiện tổn thương não

Liên quan đến vụ 7 sinh viên nhập viện do uống rượu, Cơ quan Cảnh sát điều tra Công an Hà Nội đã khởi tố vụ án hình sự để điều tra làm rõ về hành vi “Vi phạm quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm”

* Rượu ở quán cơm:

Từ tháng 2 đến tháng 3, trên địa bàn thành phố Hà Nội đã ghi nhận 11 người bị ngộ độc rượu methanol phải vào Trung tâm Chống độc Bệnh viện Bạch Mai cấp cứu, trong đó có 1 trường hợp tử vong Trong số người bị ngộ độc rượu ở Hà Nội, có tới 3 người nhập viện sau khi uống rượu ở quán ăn tại quận Đống Đa

Tiến hành kiểm tra các cơ sở sản xuất, kinh doanh rượu, các đoàn kiểm tra liên ngành đã kiểm tra 225 cơ sở, lấy mẫu xét nghiệm tại lab 25 mẫu; niêm phong gần 2000 lít rượu không rõ nguồn gốc xuất xứ; tiến hành xử phạt 18 cơ sở với số tiền gần 70 triệu đồng

Trong đó, mẫu rượu trắng pha lấy tại quán cơm Vĩnh Thành (Hà Đông) có hàm lượng methanol lên tới 202.475mg/l, vượt ngưỡng cho phép 2.002 lần Mẫu rượu ngâm của gia đình ông Nguyễn Đình Chính có nồng độ là 89.680mg/l, vượt ngưỡng gần 900 lần

Methanol là chất thuộc nhóm rượu, nhưng chỉ có một nguyên tử carbon trong phân tử, không dùng để uống vì rất độc Methanol dễ dàng được hấp thu qua ruột,

da, phổi của người Sau khi được đưa vào cơ thể, methanol sẽ đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương sau 30 - 60 phút Hóa chất này được phân bố rộng rãi vào các chất dịch của cơ thể với thể tích phân phối là 0,6 lít/kg, được chuyển hóa chậm và thất thường

ở gan Khoảng 3% lượng methanol đưa vào cơ thể được đào thải qua phổi hoặc đào thải nguyên vẹn không thay đổi qua nước tiểu

Bản thân methanol là một chất có độc tính thấp nhưng sau khi được đưa vào

cơ thể, methanol được oxy hóa tạo nên formaldehyde, chất này lại tiếp tục được oxy hóa tạo nên acid formic (hoặc formate, tùy theo độ pH) Cuối cùng, acid formic được

chuyển hóa thành CO2 và nước, hai chất này được thải qua phổi và thận Quá trình oxy hóa xảy ra nhanh chóng khiến acid formic tích tụ trong huyết thanh

Sự tích tụ của acid formic trong huyết thanh gây nên tình trạng chuyển hóa

Sự chuyển hóa methanol và tích tụ acid formic bên trong võng mạc mắt gây tổn thương võng mạc, tổn thương thần kinh thị giác dẫn đến mù lòa

Rượu có chứa hàm lượng methanol cao do có thể rượu được pha từ cồn công nghiệp hoặc dùng nguyên liệu có lẫn bã (gỗ) Thường rượu được chưng cất từ gạo (tẻ, nếp) hoặc từ đường mía (dạng mật mía) Nguyên liệu phải không chứa các loại

bã dạng gỗ (cenlulose) Cơ sở cất rượu thủ công có khi dùng loại mật mía không sạch bã Trong quá trình lên men chưng cất, bã sẽ phân hủy cho ra methanol Cũng

có thể do chế từ loại cồn ethylic kém chất lượng vì thông thường vẫn có thể dùng cồn thực phẩm hay cồn được dung hòa với nước để có rượu Một lượng lớn rượu bán trên thị trường chế theo cách này Loại cồn có chất lượng kém này sẽ có nhiều methanol, aldehyde, aceton

Methanol có nhiệt độ bốc hơi thấp hơn rượu Người làm rượu thường cho loại cồn khô này vào khi chưng cất, khi pha rượu (từ cồn) hay chế rượu thuốc để làm cho rượu chóng ra hơn, dậy mùi hơn, mà không biết làm thế là đưa chất độc methanol vào rượu

Do không loại bỏ phần rượu chứa methanol lúc đầu kể từ khi chưng cất rượu thì giai đoạn đầu tiên sẽ có tạp chất methanol, aldehyde, aceton (vì các chất này bốc hơi ở nhiệt độ thấp, bốc ra ngay ở giai đoạn cất đầu) Song methanol không phải là loại thực phẩm, vì vậy, việc sử dụng các loại rượu có nồng độ methanol vượt mức quy định (ngưỡng cho phép là < 0,1%, nghĩa là trong 1.000ml rượu chỉ có dưới 1ml methanol) có thể gây ngộ độc methanol

Methanol có tính ức chế đến hệ thần kinh trung ương (gồm não và tủy sống) Tùy liều lượng sẽ gây nhức đầu, ói mửa, mù mắt (do gây hư hoại tế bào võng mạc và sợi thần kinh thị giác), hôn mê, và tử vong Khi vào trong cơ thể sẽ được thải trừ ra rất chậm Dấu hiệu ban đầu của nhiễm độc cồn methanol lại nhẹ và không rõ ràng như say xỉn với rượu Do đó, việc phát hiện để cấp cứu thường khi đã quá trễ

3 Các hệ thống văn bản quản lí hàm lượng methanol trong rượu ở Việt Nam

 Theo QCKTQG đối với các sản phẩm đồ uống có cồn:

 PL 1 Yêu cầu đối với cồn thực phẩm sử dụng để pha chế đồ uống có cồn Hàm lượng methanol không lớn hơn 0,5g/l cồn 100o

 PL 2 Các chỉ tiêu hóa học của đồ uống có cồn

Rượu vang trắng và hồng 0.25

Rượu bã trái cây 15

 Theo “TCVN 7043:2013 Rượu trắng”:

Hàm lượng methanol:

 Trong rượu trắng chưng cất không lớn hơn 2000mg/l trong cồn 100o

 Trong rượu trắng pha chế không lớn hơn 100mg/l trong cồn 100o

 Theo TCVN 8010:2009, Rượu chưng cất – Xác định hàm lượng metanol

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp xác định hàm lượng metanol trong rượu chưng cất bằng:

 Phương pháp sắc ký khí

 Phương pháp so màu

 Theo TCVN 9637-7-2013: Xác định hàm lượng methanol bằng phương pháp đo quang

 Theo TCVN 9637-8-2013: Xác định hàm lượng methanol bằng phương pháp so màu

4 Các phương pháp xác định hàm lượng methanol trong rượu

4.1 Phương pháp so màu

4.1.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp so màu bằng mắt để xác định hàm lượng methanol của ethanol

sử dụng trong công nghiệp

Phương pháp này áp dụng cho các sản phẩm có hàm lượng methanol từ 0,10

% đến 1,50 % (theo thể tích)

(Tiêu chuẩn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9637-8:2013 ISO 1388-8:1981 này được áp dụng cùng với TCVN 9637-1 (ISO 1388-1)).

4.1.2 Nguyên tắc

Sự chuyển hóa của methanol có trong phần mẫu thử thành formaldehyd do quá trình oxy hóa với dung dịch kali permanganat trong acid phosphoric Phản ứng của formaldehyd được tạo thành với thuốc thử Schiff So sánh trực quan màu thu được với màu của dung dịch đo màu tiêu chuẩn có chứa lượng formaldehyd đã biết

4.1.3 Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử có cấp tinh khiết phân tích

và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương

a) Kali permanganat

Dung dịch 30 g/l trong acid phosphoric

Hòa tan 3g Kali permanganat trong một ít nước, thêm 15,5 ml dung dịch acid orthophosphoric,  1,69 g/ml, pha loãng đến 100 ml bằng nước là lắc kỹ

b) Acid oxalic, dung dịch 50 g/l trong acid sulfuric.

Chú ý: Nguy hại khi tiếp xúc với da và nuốt phải Tránh tiếp xúc với da và

mắt

Hòa tan 5g acid oxalic trong 100ml dung dịch acid sulfuric 50% (theo thể tích), được chuẩn bằng cách pha loãng acid sulfuric,  khoảng 1,84 g/ml, dung dịch khoảng 98 % (theo khối lượng), 1 + 1 (theo thể tích) với nước

c) Thuốc thử Schiff

Chú ý: Fuchsin gốc là chất gây ung thư Tránh tiếp xúc da với fuchsin gốc và

dung dịch của fuchsin Tránh hít phải bụi của fuchsin

 Chuẩn bị dung dịch:

Lấy 1.500ml nước vào bình tam giác dung tích 3.000ml, thêm 4.500g  0.005g p-rosanilin hydrochloride (fuchsin gốc) và khuấy đều đến khi hòa tan Thêm 9,6g  0,05g dinatri disulfit [natri metabisulfit (Na2S2O5), trộn và để yên 5 đến 10 phút Thêm 40ml dung dịch acid sulfuric nồng độ khoảng 295 g/ml, lắc đều, đậy nút

và để yên khoảng 12 tiếng Khử màu dung dịch bằng carbon hoạt tính, nếu cần

 Xác định và điều chỉnh hàm lượng lưu huỳnh dioxide tự do:

Chuyển 10ml thuốc thử không màu (3.3.1) vào bình nón dung tích 250ml Thêm 20ml nước và 5ml dung dịch hồ tinh bột vừa mới chuẩn bị và chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn iod, c(1/2 I2) = 0,1 mol/l, cho đến khi nhận được màu xanh đen đặc trưng

Chú thích: 1ml dung dịch iod, c(1/2 I2) = 0,1 mol/l tương đương với 0,003 2

g SO2

Nếu hàm lượng lưu huỳnh dioxide tự do không nằm trong dải tối ưu (0,18g đến 0,31g trong 100ml thuốc thử), điều chỉnh cho thích hợp, tăng lên bằng cách thêm lượng đã tính của dinatri disulfit hoặc giảm đi bằng cách tạo bọt không khí trong dung dịch thuốc thử

d) Methanol

Dung dịch tiêu chuẩn tương ứng đến 0,2% (theo thể tích) methanol

Cho 2,00ml methanol tuyệt đối vào bình định mức dung tích 1.000ml, thêm lượng ethanol không chứa methanol tương ứng với 98ml ethanol khan, pha loãng đến vạch mức bằng nước và lắc đều (1ml của dung dịch tiêu chuẩn này chứa 0,002ml methanol tuyệt đối)

4.1.4 Thiết bị, dụng cụ

- Thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm;

- Ống so màu, dung dịch khoảng 20 ml, có nút thủy tinh nhám;

- Bồn cách thủy, có thể điều chỉnh nhiệt độ tại 20 0C  1 0C.

4.1.5 Cách tiến hành

a) Phần mẫu thử và chuẩn bị dung dịch thử:

Lấy thể tích phần mẫu thử (V1) của mẫu phòng thử nghiệm, tương ứng 10,0

ml ethanol khan, cho vào bình định mức dung tích 100 ml Chuẩn bị dung dịch thử bằng cách dùng nước pha loãng đến vạch mức và lắc đều Chuyển 5,0 ml dung dịch này vào một trong những ống so màu (4.1)

b) Chuẩn bị dung dịch tiêu chuẩn:

Được sử dụng để chuẩn bị các dung dịch so màu tiêu chuẩn

Lấy năm bình định mức dung tích 100 ml, cho vào mỗi bình các thể tích dung dịch methanol tiêu chuẩn (3.4) nêu trong Bảng 1, pha loãng đến vạch mức đánh dấu bằng dung dịch ethanol không chứa methanol 10 % (theo thể tích) trong nước và lắc đều

Bảng 1 - Thể tích dung dịch tiêu chuẩn methanol

Dung dịch tiêu chuẩn methanol (3.4), ml

Thể tích tương ứng của methanol, ml

c) Chuẩn bị dung dịch đo màu tiêu chuẩn

Lấy năm ống so màu (4.1), cho 5,0 ml vào mỗi ống dung dịch tiêu chuẩn methanol (5.2)

Xử lý dung dịch trong từng ống, bao gồm cả những ống có chứa 5,0ml phần mẫu thử (5.1) như sau:

Thêm 2,0 dung dịch kali permanganat (3.1), lắc kỹ và để yên 10 phút trong bồn cách thủy (4.2), kiểm soát ở 20oC  1oC Sau đó thêm 2,0 dung dịch acid oxalic (3.2) và lắc đều Trong giai đoạn này, dung dịch phải là không màu và không có mangan kết tủa Thêm 5ml thuốc thử Schiff (3.3), lắc kỹ và để yên trong 1 tiếng

d) Phép xác định

Kiểm tra ống theo phương thẳng đứng và ghi dung dịch so màu tiêu chuẩn có màu phù hợp gần giống nhất với màu của dung dịch thử

Chú thích: Nếu nghi ngờ, lựa chọn dung dịch so màu tiêu chuẩn có nồng độ

thấp hơn

4.1.6 Biểu thị kết quả

Hàm lượng methanol, biểu thị bằng phần trăm thể tích methanol, được tính bằng công thức:

V0x100

V1

Trong đó:

- V0 là thể tích của methanol trong dung dịch tiêu chuẩn pha loãng (xem 5.2)

từ dung dịch so màu tiêu chuẩn đã chuẩn bị có màu gần giống nhất với màu dung dịch thử, tính bằng mililit;

- V1 là thể tích của phần mẫu thử, tính bằng mililit

4.2 Phương pháp đo quang

4.2.1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo quang để xác định hàm lượng methanol trong ethanol sử dụng trong công nghiệp

Phương pháp này áp dụng cho các sản phẩm có hàm lượng methanol từ 0,01% đến 0,20% (theo thể tích)

Tiêu chuẩn này được áp dụng cùng với TCVN 9637-1 (ISO 1388-1) (Phụ lục A)

4.2.2 Nguyên tắc

Sự chuyển hóa của methanol có trong phần mẫu thử thành formaldehyd do quá trình oxy hóa với dung dịch kali permanganat trong acid phosphoric

Phản ứng của formaldehyd được tạo thành với acid chromotropic

Đo quang của dung dịch màu tím thu được ở bước sóng khoảng 570nm

4.2.3 Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng có thuốc thử có cấp tinh khiết phân tích và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương

a) Kali permanganat, dung dịch 30g/l trong acid phosphoric.

Hòa tan 3 g kali permanganat trong một ít nước, thêm 15,5 ml dung dịch acid orthophosphoric, 1,69 g/ml, pha loãng đến 100 ml bằng nước là lắc đều