Phân tích hàm lượng vitamin a trong một số loại ngũ cốc chế biến ở thành phố huế và một số vùng phụ cận bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ THỊ NHƯ NGỌC PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG VITAMIN A TRONG MỘT SỐ LOẠI NGŨ CỐC CHẾ BIẾN Ở THÀNH PHỐ HUẾ VÀ MỘT SỐ VÙNG PHỤ CẬN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ THỊ NHƯ NGỌC

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG VITAMIN A TRONG MỘT SỐ LOẠI NGŨ CỐC CHẾ BIẾN Ở THÀNH PHỐ HUẾ VÀ MỘT SỐ VÙNG PHỤ CẬN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGÔ VĂN TỨ

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 ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Tác giả luận văn

Lê Thị Nhƣ Ngọc

Demo Version - Select.Pdf SDK

Lời Cảm Ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ đã

giao đề tài, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong bộ môn Hóa trường Đại học Sự phạm và Đại học Khoa học - Đại học Huế đã giảng dạy, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học Cao học và thực hiện luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Trung tâm kiểm nghiệm thuốc, mỹ phẩm và thực phẩm Thừa Thiên Huế đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn

Bằng tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

Thừa Thiên Huế, năm 2016

Lê Thị Như Ngọc

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Danh mục các từ viết tắt 5

Danh mục các bảng và hình 6

MỞ ĐẦU 9

NỘI DUNG 12

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 12

1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC 12

1.2 GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC CHẾ BIẾN 14

1.3 TỔNG QUAN VỀ VITAMIN 15

1.3.1 Khái niệm, phân loại vitamin 15

1.3.1.1 Khái niệm vitamin 15

1.3.1.2 Phân loại vitamin 16

1.3.2 Vai trò của vitamin 17

1.3.3 Vitamin A 18

1.3.3.1 Lịch sử tìm ra vitamin A 18

1.3.3.2 Khái niệm vitamin A 18

1.3.3.3 β-caroten 19

1.3.3.4 Cấu tạo hóa học 19

1.3.3.5 Tính chất vật lí 21

1.3.3.6 Tính chất hóa học 21

1.3.3.7 Tính chất quang phổ 22

1.3.3.8 Chức năng 23

1.3.3.9 Ảnh hưởng của vitamin A đến sức khỏe con người 24

1.3.3.10 Nguồn cung cấp vitamin A 26

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VITAMIN A 28

1.4.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 28

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.4.1.1 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS trực tiếp 28

1.4.1.2 Phương pháp đo phổ UV-VIS sau khi chiết tách vitamin A 29

1.4.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 30

1.4.2.1 Phương pháp sắc ký lỏng trực tiếp 30

1.4.2.2 Phương pháp sắc ký lỏng sau khi thủy phân 31

1.4.2.3 Phương pháp sắc ký lỏng sau khi chiết tách vitamin A 31

1.5 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP HPLC 32

1.5.1 Nguyên tắc của phương pháp HPLC 32

1.5.2 Các giai đoạn chạy sắc ký HPLC 32

1.5.3 Detector trong HPLC 34

1.5.4 Cách đánh giá peak, phương pháp định lượngtheo HPLC 35

1.5.4.1 Cách đánh giá peak 35

1.5.4.2 Phương pháp định lượng 35

1.6 KẾT LUẬN CHUNG VỀ PHẦN TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 38

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 39

2.2 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 39

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu 40

2.3.2 Chọn kỹ thuật xử lý mẫu 40

2.3.3 Chuẩn bị mẫu trắng 40

2.3.4 Khảo sát các điều kiện phân tích 41

2.3.4.1 Bước sóng phát hiện 41

2.3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pha động 41

2.3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng 41

2.3.5 Đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích 41

2.3.5.1 Khảo sát tính tương thích hệ thống HPLC 41

2.3.5.2 Tính đặc hiệu của phương pháp 41

2.3.5.3 Khảo sát khoảng tuyến tính 41

2.3.5.4 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 42

Demo Version - Select.Pdf SDK

2.3.5.5 Độ lặp lại 43

2.3.5.6 Độ đúng 43

2.3.5.7 Định lượng và tính toán kết quả 44

2.3.5.8 Xử lý số liệu thực nghiệm và đánh giá kết quả phân tích 44

2.3.6 Áp dụng phương pháp để định lượng vitamin A trong một số loại ngũ cốc chế biến trên địa bàn thành phố Huế và một số vùng phụ cận 47

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48

3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH THEO PHƯƠNG PHÁP HPLC 48

3.1.1 Chuẩn bị dung dịch chạy sắc ký 48

3.1.2 Ảnh hưởng của thành phần pha động 49

3.1.3 Ảnh hưởng của tốc độ dòng pha động 50

3.2 KỸ THUẬT XỬ LÝ MẪU 52

3.3 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƯƠNG PHÁP HPLC XÁC ĐỊNH VITAMIN A 53

3.3.1 Độ ổn định của hệ thống HPLC sử dụng detectơ RF 53

3.3.2 Tính đặc hiệu của phương pháp 54

3.3.3 Khoảng tuyến tính của phương pháp định lượng 55

3.3.4 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 56

3.3.5 Độ lặp lại của phương pháp 56

3.3.6 Độ đúng của phương pháp 58

3.4 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 60

3.5 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG VITAMIN A TRONG MỘT SỐ MẪU NGŨ CỐC CHẾ BIẾN Ở THÀNH PHỐ HUẾ VÀ MỘT SỐ VÙNG PHỤ CẬN 61

3.5.1 Mẫu phân tích 61

3.5.2 Phân tích và đánh giá hàm lượng vitamin A trong một số mẫu ngũ cốc chế biến lưu thông trên địa bàn thành phố Huế và một số vùng phụ cận theo thời gian lấy mẫu 62

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.5.3 Đánh giá kết quả phân tích hàm lƣợng vitamin A so với hàm lƣợng ghi trên bao bì sản phẩm 66 3.5.4 Đánh giá hàm lƣợng vitamin A trong cùng một mẫu ngũ cốc chế biến ở những điều kiện bảo quản khác nhau 67 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC P1 Phụ lục 1 Sắc ký đồ khảo sát khoảng thuyến tính, LOD và LOQ P1 Phụ lục 2 Sắc ký đồ khảo sát độ đúng P3 Phụ lục 3 Sắc ký đồ các mẫu ngũ cốc chế biến P5

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Stt Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

1 AOAC Association of Official

Analytical Chemists

Hiệp hội các nhà hóa phân tích chính thức

2 BHT Butylated hydroxytoluene Hydroxytoluen butylat

3 CAS Chemical Abstracts Service Hiệp hội hóa chất Hoa Kỳ

4 ĐKTN Experimental condition Điều kiện thực nghiệm

5 HPLC High performance liquid

chromatography

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

6 IUPAC International Union Of Pure And

Applied Chemistry Hiệp hội Hóa Học Quốc Tế

7 LOD Limit of detection Giới hạn phát hiện

8 LOQ Limit of quantitation Giới hạn định lượng

9 MeOH Methanol Metanol

10 NAD Nicotinamide adenine

dinucleotide Coenzym NAD

11 NADH2

Nicotinamide adenine dinucleotide plus hydrogen Coenzym NADH2

12 Ppb Part per billion Phần tỷ

13 ppm Part per million Phần triệu

14 RE Retinol equivalent Đương lượng retinol

15 RF Fluorescence detector Detector huỳnh quang

16 RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối

17 TCVN Viet Nam standard Tiêu chuẩn Việt Nam

18 THF Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran

19 VSATTP Hygiene and food safety Vệ sinh an toàn thực phẩm

Demo Version - Select.Pdf SDK

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

1 BẢNG

1 Bảng 1.1 Tính chất của các nhóm vitamin 16

2 Bảng 1.2 Tính chất quang phổ của vitamin A 22

3 Bảng 1.3 Lượng vitamin A cần cung cấp trong 1 ngày 25

4 Bảng 1.4 Vitamin A trong thực phẩm 26

5 Bảng 1.5 Diện tích peak và nồng độ 37

6 Bảng 2.1 Ma trận thực nghiệm để phân tích ANOVA một yếu tố 45

7 Bảng 2.2 Bảng phân tích phương sai theo ANOVA một yếu tố 46

8 Bảng 3.1 Kết quả hệ số đuôi của các tỷ lệ hệ dung môi pha động 50

9 Bảng 3.2 Các thông số cơ bản ở tốc độ dòng khác nhau 51

10 Bảng 3.3 Các thông số sắc ký của peak vitamin A 54

11 Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính 55

12 Bảng 3.5 Kết quả xác định giới hạn phát hiện 56

13 Bảng 3.6 Kết quả khảo sát độ lặp lại 57

14 Bảng 3.7 Độ lặp lại của phương pháp phân tích 57

15 Bảng 3.8 Kết quả thời gian lưu và diện tích peak 58

16 Bảng 3.9 Kết quả khảo sát độ đúng 58

17 Bảng 3.10 Thông tin về các mẫu ngũ cốc chế biến lấy đợt 1 61

18 Bảng 3.11 Thông tin về các mẫu ngũ cốc chế biến lấy đợt 2 61

19 Bảng 3.12 Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chế

20 Bảng 3.13 Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chế

21 Bảng 3.14

Hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích ANOVA một yếu tố của các mẫu ngũ cốc chế biến ở những thời gian lấy mẫu khác nhau

64

Demo Version - Select.Pdf SDK

22 Bảng 3.15

Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA một yếu tố đối với các mẫu ngũ cốc chế biến ở những thời gian lấy mẫu khác nhau

65

23 Bảng 3.16 Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong 06 mẫu ngũ

24 Bảng 3.17 Kết quả kiểm tra hàm lượng vitamin A 66

25 Bảng 3.18 Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc

dinh dưỡng Diabet ở những cách bảo quản mẫu khác nhau 68

26 Bảng 3.19

Hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích ANOVA một yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ởnhững cách bảo quản mẫu khác nhau

69

27 Bảng 3.20

Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA một yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ở những cách bảo quản mẫu khác nhau

69

28 Bảng 3.21

Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ở những thời gian sử dụng khác nhau

70

29 Bảng 3.22

Hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích ANOVA một yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ởnhững thời gian sử dụng khác nhau

70

30 Bảng 3.23

Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA 1 yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ởnhữngthời gian sử dụng khác nhau

71

Demo Version - Select.Pdf SDK

2 HÌNH

1 Hình 1.1 Một số loại ngũ cốc nguyên hạt 12

2 Hình 1.2 Sơ đồ giải phẫu hạt ngũ cốc 14

3 Hình 1.3 Một số sản phẩn ngũ cốc chế biến 15

4 Hình 1.4 Mô tả quá trình tạo vitamin A từ β-caroten 19

5 Hình 1.5 Các dạng tồn tại của vitamin A và dẫn xuất 20

6 Hình 1.6 Hình dạng tồn tại của β-caroten 22

7 Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp và chuyển hóa vitamin A 23

8 Hình 1.8 Giới thiệu hệ thống HPLC 33

9 Hình 1.9 Detector huỳnh quang 34

10 Hình 1.10 Chuẩn hoá một điểm 36

11 Hình 1.11 Đồ thị của phương pháp đường chuẩn 36

12 Hình 1.12 Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn đường chuẩn 37

13 Hình 1.13 Phương pháp chuẩn nội xác định chất phân tích 38

14 Hình 3.1 Sắc ký đồ khảo sát thành phần pha động 49

15 Hình 3.2 Sắc ký đồ khảo sát tốc độ dòng 50-51

16 Hình 3.3 Sắc ký đồ khảo sát tính đặc hiệu của phương pháp

17 Hình 3.4 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn liên hệ giữa

nồng độ C và diện tích peak S 55

18 Hình 3.5 Sắc ký đồ khảo sát độ đúng của phương pháp thêm

19 Hình 3.6 Sơ đồ xử lý mẫu 60

20 Hình 3.7 Biểu đồ hàm lượng vitamin A (IU/100g) trong một số

loại ngũ cốc chế biến 67

Demo Version - Select.Pdf SDK

MỞ ĐẦU

Những năm đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học phát hiện ra: trong thực phẩm, ngoài các thành phần như đạm, béo, đường, còn có những thành phần thiết yếu khác đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng Một trong những thành phần đó chính là

“vitamin”, vitamin gồm nhiều loại: vitamin A, B, C, D, E… mỗi loại có những tính chất và vai trò khác nhau trong cơ thể sống Có khoảng 40 vitamin và khoáng chất cần thiết cho con người, so với nhu cầu của các chất dinh dưỡng cơ bản như protein, gluxit, lipit thì nhu cầu về vitamin rất thấp, nó đảm nhận vai trò như là những chất xúc tác ở cơ thể sinh vật Dù lượng vitamin sử dụng rất ít nhưng khi thiếu 1 loại vitamin nào đó thì sẽ dẫn đến những rối loạn hoạt động sinh lý bình thường của cơ thể [13]

Vitamin A là phân tử hữu cơ cần thiết với lượng rất nhỏ cho hoạt động chuyển hóa bình thường của cơ thể sinh vật và có bản chất lý hoá học rất khác nhau,là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người và rất cần thiết cho hoạt động sống của các cơ thể sinh vật Nó không tồn tại dưới dạng một hợp chất duy nhất, mà dưới một vài dạng Trong thực phẩm có nguồn gốc động vật, dạng tồn tại chính của vitamin A là dạng retinol Ngoài ra, cũng có thể tồn tại dưới dạng andehit là retinal, hoặc dạng axit là axit retinoic [50] Đặc biệt, vitamin A rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển xương ở trẻ em, cho sự nhìn thấy (cụ thể trong ánh sáng hoàng hôn), cho sự nguyên vẹn bề mặt biểu mô và niêm mạc Biểu hiện của bệnh thiếu vitamin A là quáng gà, sau đó có thể gây ra khô mắt, nhuyễn giác mạc và có thể gây

mù, đặc biệt ở trẻ em [49] Sừng hóa da và thay đổi tổ chức màng niêm mạc nên dễ

bị nhiễm trùng (viêm đường tiết niệu, viêm phế quản ) Bệnh thiếu vitamin A rất

dễ xảy ra ở trẻ em trước tuổi đi học, chủ yếu là ở các nước chậm phát triển, nó luôn kèm theo việc thiếu dinh dưỡng nói chung vì chất béo rất cần thiết cho sự hấp thụ caroten, protein kích thích việc hấp thụ vitamin A[49], [57]

Do đó, hàng năm ở các nước trên thế giới có tới 250.000 trẻ bị mù do thiếu vitamin A [51] Ngoài ra, vitamin A còn có tác dụng chống ung thư, chống lão hóa

do kìm hãm và ngăn chặn sự phát triển của các gốc tự do Tuy nhiên, vitamin A hòa

Demo Version - Select.Pdf SDK

tan trong chất béo nên việc thải lượng dư thừa từ ăn uống là khó khăn hơn so với các vitamin tan trong nước Do vậy, quá liều có thể dẫn đến ngộ độc vitamin A Nó

có thể gây buồn nôn, vàng da, dị ứng, chứng biếng ăn, nôn mửa, nhìn mờ, đau đầu, tổn thương cơ và bụng, uể oải và thay đổi tính tình [49], [58]

Hiện nay, nhu cầu ăn uống của con người ngày càng tăng, vì vậy cung cấp các vi chất dinh dưỡng trong nhiều loại thực phẩm là điều không thể thiếu Con người và động vật không thể hoàn toàn tự tổng hợp ra vitamin, nó thường có trong thực vật (các loại thảo mộc, rau cải, trái cây) Với tầm quan trọng của vitamin A nên hiện nay người ta đã bổ sung vitamin A vào trong ngũ cốc đã được chế biến, tuy nhiên hàm lượng vitamin A bao nhiêu thì lại chưa được kiểm soát nghiêm ngặt

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu vitamin A trong các loại thực phẩm, sữa tươi, sữa lỏng, các loại củ và hạt,…Ở Việt Nam, một số nghiên cứu của các tác giả trong nước về phân tích, đánh giá hàm lượng vitamin A trong một số đối tượng rau, củ, quả bổ sung cho cơ thể qua khẩu phần ăn hàng ngày.Tuy nhiên, việc nghiên cứu xác định hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ.Trong những năm gần đây, đã có nhiều chương trình dự án nghiên cứu vai trò vitamin A trong việc giữ gìn và bảo vệ sức khỏe, đặc biệt là trẻ em và các bà mẹ trong giai đoạn sinh con Viện dinh dưỡng trung tâm kiểm nghiệm VSATTP đã tiến hành nghiên cứu đề tài xác định vitamin A trong thực phẩm (mã số H/QT/19.12.01 (20/11/2006) Tuy nhiên, các nghiên cứu xác định hàm lượng vitamin A trong các loại ngũ cốc – nguồn thực phẩm trong đời sống hàng ngày chưa được nghiên cứu đầy đủ

Vì vậy, việc xác định vitamin A trong ngũ cốc chế biến góp phần khuyến cáo giúp cho người tiêu dùng có cơ sởlựa chọn khẩu phần ăn hợp lý nhằm đảm bảo lượng vitamin A cần thiết cho cơ thể, cũng như giúp cho các nhà quản lý trong việc kiểm soát VSATTP

Từ những yêu cầu thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Phân tích hàm lượng vitamin A trong một số loại ngũ cốc chế biến ở thành phố Huế và một số vùng phụ cận bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao” đề

tài đưa ra các mục tiêu sau:

Demo Version - Select.Pdf SDK