Nghiên cứu định lượng đồng thời toluen, isopropylbenzen, n propylbenzen trong bao bì thực phẩm được sản xuất từ nhựa polystyren bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VÕ THỊ YẾN MY NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI TOLUEN, ISOPROPYLBENZEN, n-PROPYLBENZEN TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM ĐƯỢC SẢN XUẤT TỪ NHỰA POLYSTYREN BẰNG

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VÕ THỊ YẾN MY

NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI

TOLUEN, ISOPROPYLBENZEN, n-PROPYLBENZEN TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM ĐƯỢC SẢN XUẤT

TỪ NHỰA POLYSTYREN BẰNG PHƯƠNG PHÁP

SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ

Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH

Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học

TS ĐẶNG VĂN KHÁNH

Thừa Thiên Huế, năm 2016

Demo Version - Select.Pdf SDK

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các

số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Võ Thị Yến My

Demo Version - Select.Pdf SDK

L ời Cảm Ơn

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cám ơn quý thầy

cô giáo khoa Hóa học, phòng Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học

Sư phạm và các thầy trường Đại học Khoa học đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học cao học

Cám ơn thầy giáo TS Đặng Văn Khánh và cán bộ Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn này

Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Huế, tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn

Võ Thị Yến My

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các từ viết tắt 4

Danh mục các bảng và hình 4

MỞ ĐẦU 9

NỘI DUNG 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 11

1.1 SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM 11

1.1.1 Vai trò của bao bì thực phẩm 11

1.1.2 Phân loại bao bì thực phẩm 12

1.1.3 Bao bì thực phẩm polystyren 12

1.1.4 Quy định về kiểm soát bao bì thực phẩm 13

1.1.5 Các bước tiến hành đánh giá mức độ an toàn và phương pháp phân tích bao bì thực phẩm 15

1.2 GIỚI THIỆU VỀ TOL, IPB, NPB, PS 15

1.2.1 Giới thiệu về TOL 15

1.2.2 Giới thiệu về IPB 19

1.2.3 Giới thiệu về NPB 24

1.2.4 Giới thiệu về PS 27

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TOL, IPB, NPB 29

1.3.1 Phương pháp sắc ký khí với detector ion hóa ngọn lửa (GC-FID) 29

1.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 29

1.4 PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ 29

1.4.1 Tổng quan về sắc ký khí 30

1.4.2 Cột mao quản trong sắc ký khí 31

1.4.3 Detectơ trong sắc ký khí 32

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.4.4 Phương pháp phổ khối lượng (khối phổ) 33

1.4.5 Phương thức hoạt động của GC-MS 34

1.4.6 Một số ưu và nhược điểm của phương pháp phân tích GC-MS 35

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 37

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 37

2.2.2 Nghiên cứu quy trình phân tích 37

2.2.3 Lấy mẫu, bảo quản mẫu và xử lý mẫu 39

2.2.4 Đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích 39

2.2.5 Phương pháp xử lí số liệu thực nghiệm 41

2.3 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ PHÂN TÍCH 42

2.3.1 Hóa chất 42

2.3.2 Dụng cụ 42

2.3.3 Thiết bị 43

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 44

3.1 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN SẮC KÝ 44

3.1.1 Khảo sát cột tách 44

3.1.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ cột tách 46

3.1.3 Khảo sát tốc độ khí mang 48

3.1.4 Tổng kết điều kiện sắc ký 51

3.2 XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG 53

3.2.1 Chuẩn bị mẫu chuẩn 53

3.2.2 Thẩm định phương pháp định lượng 53

3.2.3 Xác định giới hạn phát hiện( LOD) và giới hạn định lượng( LOQ) 56

3.2.4 Khoảng tuyến tính 59

3.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI TOL, IPB VÀ NPB TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM POLYSTYREN 62

3.3.1 Quy trình xử lý mẫu 62

3.3.2 Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích 63

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.4 ÁP DỤNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀO MẪU THỰC TẾ 67 3.5 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG TRUNG BÌNH CỦA TOL, IPB, NPB TRONG CÁC LOẠI BAO BÌ THỰC PHẨM POLYSTYREN 70 3.5.1 Đánh giá hàm lượng trung bình TOL, IPB, NPB giữa các loại dĩa nhựa 70 3.5.2 Đánh giá hàm lượng trung bình TOL, IPB, NPB giữa các loại hộp xốp 72 3.6 SO SÁNH HÀM LƯỢNG TOL, IPB, NPB TRONG BAO BÌ PS VỚI QUY CHUẨN VIỆT NAM 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC P1 Phụ lục 1 Mảnh phổ của TOL, IPB, NPB, nội chuẩn 1,4-dietylbenzen P2 Phụ lục 2 Phổ sắc đồ khảo sát khoảng tuyến tính P4 Phụ lục 3 Phổ sắc đồ khảo sát độ lặp lại của mẫu thử P6 Phụ lục 4 Phổ sắc đồ khảo sát độ đúng P7 Phụ lục 5 Phổ sắc đồ khảo sát mẫu thực tế P8 Phụ lục 6 Bảng địa điểm lấy mẫu và ký hiệu các mẫu bao bì PS P11 Phụ lục 7 Bảng diện tích píc P12 Phụ lục 8 Phiếu kết quả thực nghiệm mẫu hộp xốp M11 theo QCVN P16

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Stt Kí hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

Analytical Chemits

Hiệp hội các nhà hóa phân

tích

3

GC-MS Gas Chromatography Mass

Spectomatry Sắc kí khí ghép khối phổ

chromatography

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

5

IARC International Agency for

Research on Cancer

Tổ chức nghiên cứu ung

thư quốc tế

11 PET Polyethylene terephthalate Polietylen terephtalat

17 RSD Relative Standard Devistion Độ lệch chuẩn tương đối

20 WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

1 BẢNG

1.1 So sánh tiêu chuẩn về bao bì polystyren của Việt Nam và Hàn

1.2 Một số đặc trưng kỹ thuật của cumen so với các chất khác 20

3.4 Điều kiện chạy tối ưu cho phân tích TOL, IPB, NPB 51

3.5 Bảng mô tả mảnh phổ ion (m/z) và thời gian lưu (tR) của TOL,

3.6 Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của

3.7 Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của IPB 54

3.8 Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của

3.9 Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với thời gian lưu (tR)ở

3.10 Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với thời gian lưu (tR)ở 1,0

3.11 Tỉ lệ diện tích píc của TOL, IPB, NPB với chất nội chuẩn

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.17 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của NPB 61

3.18 Kết quả đánh giá độ lặp lại của TOL, IPB, NPB trong mẫu bao bì

3.19 Kết quả khảo sát độ thu hồi của TOL, IPB, NPB trong mẫu hộp

3.20 Kết quả phân tích hàm lượng TOL, IPB,

NPB bằng phương pháp GC/MS và GC trong mẫu hộp xốp M11 66 3.21 Kết quả xác định hàm lượng TOL trong các mẫu nhựa polystyren 67 3.22 Kết quả xác định hàm lượng IPB trong các mẫu nhựa polystyren 68 3.23 Kết quả xác định hàm lượng NPB trong các mẫu nhựa polystyren 69

3.24

Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng trung

bình TOL, IPB, NPB trong hai loại mẫu dĩa mua ở chợ và dĩa mua

ở siêu thị

70

3.25

Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng trung

bình TOL, IPB, NPB trong hai loại mẫu hộp xốp mua ở chợ và hộp

xốp mua ở siêu thị

72

3.26 So sánh hàm lượng của TOL, IPB và NPB với QCVN

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC HÌNH

2 HÌNH

3.1 Sắc đồ phân tích scan hoặt chất TOL, IPB, NPB sử dụng cột cột

3.2 Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB sử dụng cột

3.3 Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB ở chương trình 1 47 3.4 Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB ở chương trình 2 47

3.5 Ảnh hưởng của tốc độ khí mang Heli đến thời gian lưu của (a)

3.6 Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 0,8 mL/phút 49 3.7 Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 1,0 mL/phút 50 3.8 Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 1,4 mL/phút 50

3.12 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ

3.13 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ

3.14 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ 58

Demo Version - Select.Pdf SDK

NPB từ 5 đến 50 ppb

3.15 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và

3.16 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và

3.17 Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và

3.18 Sơ đồ quy trình phân tích đồng thời TOL, IPB và NPB trong bao bì

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

Thực phẩm là một trong những nhu cầu thiết yếu cho sự tồn tại của người tiêu dùng Tuy nhiên, vì những lý do khác nhau, các nhà sản xuất và kinh doanh thực phẩm vẫn sử dụng những biện pháp bảo quản không hợp lý Với thực trạng nhu cầu

sử dụng thực phẩm ngày càng cao của con người thì vấn đề đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm càng trở nên báo động hơn bao giờ hết

Thực phẩm là tác nhân chính dẫn đến ngộ độc thực phẩm và các căn bệnh đặc biệt nguy hiểm từ tiêu chảy cấp đến ung thư Việt Nam cũng là một trong những nước có số lượng người mắc bệnh ung thư nhiều nhất thế giới mà một trong những nguyên nhân chính xuất phát từ thực phẩm ăn hàng ngày của con người

Ngày nay nhu cầu cuộc sống ngày càng được nâng cao, mọi thứ đều được thiết

kế sao cho tiện dụng và hiệu quả Rất nhiều loại thực phẩm được đóng hộp, bảo quản bằng các bao bì trong những chất liệu như nhựa polyvinyl clorua (PVC), nhựa polietilen (PE), nhựa polystyren (PS)… Những loại bao bì trên nếu không được quản lý chất lượng một cách nghiêm ngặt có thể nhiễm một số chất độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người, điển hình là các hoạt chất có trọng lượng phân tử thấp như: toluen, isopropylbenzen, n-propylbenzen… được thôi nhiễm từ bao bì chứa đựng thực phẩm được sản xuất từ nhựa polisytren (PS) Những hợp chất này

có khả năng thôi nhiễm vào thức ăn một cách dễ dàng khi sử dụng ở nhiệt độ cao và

có thể hấp thụ qua đường tiêu hóa như ăn uống, về lâu dài gây ra những tác hại to lớn đối với cơ thể con người như gây đau đầu, chóng mặt, ảnh hưởng thần kinh trung ương, ảnh hưởng đến sức khoẻ sinh sản của người tiêu dùng, đặc biệt là sự phát triển các bộ phận sinh dục của trẻ nhỏ, đây còn là tác nhân gây ra các bệnh ung thư da, ung thư gan….[28], [29]

Vì vậy, việc quản lý bao bì thực phẩm cần được quan tâm Hiện nay, bao bì được sử dụng rất phổ biến hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống Trong thành phần của bao bì tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, ngoài thành phần chính là các polyme còn có chứa các monome có trọng lượng phân tử thấp, các thành phần này không có liên kết

Demo Version - Select.Pdf SDK

chặt chẽ với mạng phân tử polyme nên có thể bị thôi nhiễm ra môi trường bên ngoài một cách dễ dàng , nhất là trong môi trường chứa nhiều chất béo như dầu, mỡ

Để xác định các thành phần Toluen (TOL), isopropylbenzen (IPB), n-propylbenzen (NPB) trong bao bì polystyren hiện nay ở nước ta thường sử dụng phương pháp sắc ký khí (GC), tuy nhiên phương pháp này tốn kém dung môi hóa chất, thời gian phân tích lâu và thường có giới hạn phát hiện cao Hiện nay, trên thế giới để xác định các thành phần trên trong bao bì thực phẩm PS, người ta sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS) Kết quả được định danh dựa vào phổ khối của hoạt chất cần phân tích khi so sánh với thư viện phổ Phương pháp này có giới hạn phát hiện thấp cỡ nồng độ ppb và có độ chính xác cao

Với lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu định lượng đồng thời

toluen, isopropylbenzen, n-propylbenzen trong bao bì thực phẩm được sản xuất

từ nhựa polystyren bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ”

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi cần giải quyết các mục tiêu sau:

- Khảo sát và xây dựng qui trình xác định đồng thời toluen, isopropylbenzen,

n-propylbenzen trong bao bì thực phẩm được sản xuất từ nhựa polystyren (PS) bằng

phương pháp sắc ký khí khối phổ

- Áp dụng quy trình xây dựng được để định lượng toluen, isopropylbenzen, n-propylbenzen trong các sản phẩm bao bì thực phẩm (PS) hiện đang lưu hành trên địa bàn Tỉnh Thừa Thiên Huế

Demo Version - Select.Pdf SDK