Chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng natri, kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (f aas)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRẦN THỊ KIỀU DIỄM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CHUẨN HÓA PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM
LƯỢNG NATRI, KALI TRONG THỰC PHẨM BẰNG
PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
(F-AAS)

Hà Nội – 9/2021


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

CHUẨN HÓA PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM
LƯỢNG NATRI, KALI TRONG THỰC PHẨM BẰNG
PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
(F-AAS)

Người thực hiện

: TRẦN THỊ KIỀU DIỄM

Lớp

: K62CNTPC

Khóa

: 62

Chuyên ngành

: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan
ThS. Trần Thắng

Hà Nội – 9/2021


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, bản khóa luận này là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá
nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát tình hình
dưới sự hướng dẫn của T.S Nguyễn Thị Hoàng Lan và Th.S Trần Thắng. Toàn bộ số
liệu và kết quả trong khóa luận là hồn tồn trung thực. Các kiến nghị, nhận xét đưa ra
xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm hiện có.
Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam đoan.

Sinh viên thực hiện

Trần Thị Kiều Diễm

i

LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hồn thành khóa luận tốt nghiệp, cho tơi được bày tỏ lịng biết ơn
sâu sắc và lời cảm ơn chân thành tới:
ThS. Trần Thắng - Viện Dinh dưỡng Quốc gia, người đã trực tiếp hướng dẫn,
giúp đỡ tôi. Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị trong khoa Hóa Thực
phẩm - Viện Dinh dưỡng Quốc Gia đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong q trình
nghiên cứu và thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Hồng Lan, bộ mơn Thực
phẩm dinh dưỡng – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
cùng các thầy các cô Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Học Viện Nông Nghiệp Việt
Nam đã dạy dỗ, chỉ bảo, tạo điều kiện tốt cho tôi học tập, tạo cơ hội cho tơi đi thực tập
và làm khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời
gian qua.
Do kiến thức và khả năng tiếp thu thực tế còn nhiều hạn chế nên bài báo cáo sẽ
còn nhiều thiếu sót, kính mong sự góp ý và giúp đỡ của quý thầy cô.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 9 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Kiều Diễm

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... viii
PHẦN I: MỞ ĐẦU ..........................................................................................................1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................1

1.2. Mục đích, yêu cầu .................................................................................................2
1.2.1. Mục đích .........................................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu ...........................................................................................................2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................................4
2.1. Tổng quan về Natri, Kali.......................................................................................4
2.1.1. Tổng quan về Natri .........................................................................................4
2.1.2. Tổng quan về Kali ..........................................................................................6
2.1.3. Mối liên quan giữa Na và K với sức khỏe ......................................................9
2.1.4. Thực trạng xác định hàm lượng Na, K tại Việt Nam ...................................10
2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS...............................................10
2.2.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ...........................................12
2.2.2. Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa .........................................................13
2.2.3. Nguồn bức xạ đơn sắc ..................................................................................16
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng ...................................................................................17
2.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử ngọn lửa (F-AES) ..........................18
2.3.1. Nguyên tắc của phép đo phổ phát xạ ngọn lửa .............................................18
2.3.2. Nguồn kích thích phổ....................................................................................18
2.4. So sánh hai phương pháp F-AAS VÀ F-AES .....................................................19
Phần III. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............21
3.1. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................21

iii


3.1.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................21
3.1.2. Thiết bị ..........................................................................................................21
3.1.3. Dụng cụ .........................................................................................................21
3.1.4. Hóa chất ........................................................................................................21
3.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................21
3.3. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................22
3.4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................22
3.4.1. Chuẩn bị dung dịch chuẩn và mẫu thử .........................................................22
3.4.2. Quy trình phân tích dự kiến ..........................................................................23
3.4.3. Vơ cơ mẫu .....................................................................................................24
3.4.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu trên thiết bị AAS ...........................................25
3.4.5. Phân tích hàm lượng Na, K ..........................................................................26
3.4.6. Tính kết quả ..................................................................................................27
3.5. Thẩm định phương pháp định lượng Na, K ........................................................27
3.5.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn ..............................................................27
3.5.2. Độ lặp lại .......................................................................................................28
3.5.3. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) ...............................29
3.5.4. Độ thu hồi .....................................................................................................29
Phần IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................31
4.1. Khảo sát phép đo hấp thụ và phát xạ trên thiết bị AAS ......................................31
4.1.1. Đối với xác định hàm lượng Na ...................................................................31
4.1.2. Đối với xác định hàm lượng K .....................................................................32
4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình phân tích Na, K trên thiết bị AAS ............32
4.3. Thẩm định phương pháp .....................................................................................33
4.3.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn ..............................................................33
4.3.2.

Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) ...........................35

4.3.3. Độ lặp lại và độ thu hồi.................................................................................36
Phần V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................39
5.1. Kết luận ...............................................................................................................39
iv


5.2. Kiến nghị .............................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................41

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Tên Tiếng Anh

Tên Tiếng Việt

AOAC

Association of Official

Hiệp hội các nhà hóa phân tích

Analytical Chemists

chính thức

Electro Thermal Atomization

Kỹ thuật ngun tử hóa khơng ngọn

Atomic Absorption

lửa

ETA-AAS

Spectrophotometry
Flame Atomic Absorption

Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên

Spectrophotometry

tử ngọn lửa

Flame Atomic Emission

Phép đo quang phổ phát xạ nguyên

Spectrophotometry

tử ngọn lửa

K

Potassium

Kali

LOD

Limit of Detection

Giới hạn phát hiện

LOQ

Limit of Quantification

Giới hạn định lượng

Na

Sodium

Natri

F-AAS

F-AES

TCVN
WHO

Tiêu chuẩn Việt Nam

World Health Organisation

vi

Tổ chức Y tế Thế giới


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Hàm lượng Na trong một số loại thực phẩm...................................................5
Bảng 2.2. Hàm lượng K trong một số loại thực phẩm ....................................................7
Bảng 2.3. Lượng Kali khuyến nghị (mg/ngày)(*) ...........................................................9
Bảng 2.4. Độ nhạy của các nguyên tố theo phép đo AAS ............................................13
Bảng 2.5. Thành phần khí và nhiệt độ ngọn lửa............................................................14
Bảng 4.1. Khảo sát xác định hàm lượng Na bằng 2 phép đo ........................................31
Bảng 4.2. Khảo sát xác định hàm lượng K bằng 2 phép đo ..........................................32
Bảng 4.3. Kết quả phân tích dãy chuẩn Natri ................................................................33
Bảng 4.4. Kết quả phân tích dãy chuẩn K .....................................................................34
Bảng 4.5. Giới hạn LOD và LOQ .................................................................................35
Bảng 4.6. Kết quả độ lăp lại, độ thu hồi Na, K ở 3 cấp nồng độ nền hydratcacbon (gạo)
.......................................................................................................................................36
Bảng 4.7. Kết quả độ lặp lại, độ thu hồi Na, K ở 3 cấp nồng độ nền xơ (mướp)..........37
Bảng 4.8. Kết quả độ lặp lại, độ thu hồi Na, K ở 3 cấp nồng độ nền chất béo (dầu) ....37
Bảng 4.9. Kết quả độ lặp lại, độ thu hồi Na, K ở 3 cấp nồng độ nền nước (nước vải) .38
Bảng 4.10. Kết quả độ lặp lại, độ thu hồi Na, K ở 3 cấp nồng độ nền protein (thịt lợn
nạc) ................................................................................................................................38

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Thiết bị AAS tại Viện Dinh dưỡng Quốc gia ................................................11
Hình 2.2. Cấu tạo ngọn lửa đèn khí ...............................................................................15
Hình 2.3. Hình ảnh thực tế của ngọn lửa đèn khí ..........................................................15
Hình 2.4. Hệ thống ngun tử hóa mẫu trong ngọn lửa ................................................16
Hình 2.5. Cấu tạo đèn catot rỗng ...................................................................................17
Hình 4.1. Đường hồi quy tuyến tính từ nồng độ 0.05ppm đến 1ppm của Natri ...........34
Hình 4.2. Đường hồi quy tuyến tính từ nồng độ 0.05ppm đến 1ppm của Kali .............35

viii


PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài

Ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm ngày càng phát triển với số lượng lớn đã
tạo nên sự sẵn có và hợp lý về giá cả sản phẩm, điều đó cũng dẫn đến việc sử dụng các
thức ăn công nghiệp chế biến sẵn trở nên phổ biến ở các quốc gia. Ngoài giá trị dinh
dưỡng tác dụng tốt với sức khỏe thì một số chất dinh dưỡng cũng cần hạn chế đặc biệt
đối với những người có nguy cơ mắc các bệnh mãn tính khơng lây.
Các thực phẩm chế biến sẵn thường có nhiều muối/Natri. Giảm 30% mức tiêu thụ
muối trung bình/người/ngày ở người trưởng thành so với năm 2015 là một trong
những chỉ tiêu cần đạt được trong Chiến lược Quốc gia phịng chống những bệnh
khơng lây nhiễm giai đoạn 2015-2025. Một trong những chính sách cần chú trọng
trong giai đoạn hiện nay là đảm bảo thông tin dinh dưỡng trên sản phẩm cho người
tiêu dùng, với định hướng để giảm muối. Theo nghiên cứu của Cục quản lý thực phẩm
và dược phẩm Mỹ, từ từ giảm lượng Na trong thực phẩm có thể làm giảm vị giác của
thức ăn mặn theo thời gian, mà đối với một số người, có thể làm cho thực phẩm có
mức Na vừa phải cảm thấy ngon miệng. Lượng Na trong một suất ăn nên dưới hoặc

bằng 5% nhu cầu khuyến nghị/ngày thì thực phẩm đó được coi là có hàm lượng Na
thấp, nếu lớn hơn hoặc bằng 20% thì được coi là có hàm lượng Na cao, nên tránh sử
dụng (Ths.Bs Ngô Hà Phương, 2018).
Bên cạnh đó, chất điện giải có vai trị quan trọng đối với cơ thể con người, liên
quan trực tiếp đến các q trình chuyển hóa quan trọng. Các chất này được cung cấp
thông qua nước uống, thức ăn. Nếu như mất điện giải sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng
đến sức khỏe, do đó cần duy trì cung cấp chúng vào cơ thể hàng ngày. Na+ và K+ là
các ion quan trọng được sử dụng trong việc chuẩn đoán các bệnh liên quan đến mất
nước điện giải và là thành phần quan trọng của dịch nội bào (ICF) và dịch ngoại bào
(ECF). Natri có chủ yếu trong các chất dịch bào ngồi tế bào và chỉ có một lượng nhỏ
nằm trong các tế bào. Kali nằm chủ yếu bên trong các tế bào và chỉ có một lượng rất
nhỏ trong dịch cơ thể. Cơ thể con người mỗi ngày cần một lượng nhỏ nhưng khơng thể
thiếu (Thúy Bình, 2013).
1


Một trong những đặc điểm về chế độ ăn uống của con người hiện đại là sử dụng
Natri nhiều hơn Kali gấp 3 lần. Trong khi trước đây, lượng K được con người sử dụng
nhiều gấp 7 lần Na. Như vậy mối tương quan giữa 2 loại khoáng chất này trong chế độ
ăn của con người ngày nay bị đảo ngược. Theo các chuyên gia y tế, người sử dụng
nhiều Na và ít K có thể tăng nguy cơ mắc bệnh cao huyết áp, do đó tăng nguy cơ mắc
bệnh tim và đột quỵ (Thúy Bình, 2013).
Theo Sagen Ishizuka- một bác sĩ quân y Nhật, sự cân bằng Kali và Natri trong cơ
thể đóng vai trị chủ chốt quyết định sức khỏe của bạn và thực phẩm là yếu tố chính tác
động đến sự cân bằng này.
Việc phân tích đánh giá hàm lượng Na, K trong các loại thực phẩm là vấn đề cần
được chú trọng. Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để xác định Na, K như:
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, quang phổ phát xạ, sắc ký ion, phối phổ
plasma ICP-MS, chuẩn độ. Trong đó phương pháp quang phổ hấp thụ/phát xạ nguyên
tử là ưu việt hơn cả bởi nó có độ nhạy cao, kết quả phân tích ổn định, phù hợp cho

việc phân tích nhiều mẫu.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài: “Chuẩn hóa phương
pháp xác định hàm lượng Natri, Kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang
phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS)” được tiến hành dưới sự hướng dẫn của T.S Nguyễn
Thị Hoàng Lan, bộ môn Thực phẩm và Dinh dưỡng của Học Viện Nông Nghiệp Việt
Nam và Th.S Trần Thắng tại Viện Dinh dưỡng Quốc gia.

1.2. Mục đích, yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Xây dựng và chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng Natri, Kali trong
thực phẩm bằng phương pháp F-AAS, từ đó xác định được hàm lượng Na, K trong
thực phẩm.
1.2.2. Yêu cầu
- Tối ưu hóa được các điều kiện xác định Natri, Kali trên thiết bị AAS
- Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo Na, K
2


- Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn trong phép đo.
- Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
- Xác định độ lặp lại, độ thu hồi của phép đo.

3


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về Natri, Kali
2.1.1. Tổng quan về Natri
-

Sodium hay còn gọi là Natri, là tên một nguyên tố hóa học hóa trị một trong

bảng tuần hồn ngun tố.
-

Kí hiệu ngun tử: Na

-

Cấu hình electron: 1s22s22p63s1

-

Số nguyên tử: 11

-

Khối lượng nguyên tử: 22,98976

-

Vị trí trong bảng tuần hồn: ơ 11; nhóm IA; chu kì 3; đồng vị 22Na, 23Na; độ âm

điện 0,93.
-

Natri là một trong những nguyên tố phổ biến thứ 6 và chiếm khoảng 2,6% theo

khối lượng của vỏ Trái Đất. Có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit, đá
muối.

( Nhật Minh, 2019)
2.1.1.1. Tính chất vật lý
-

Natri là một kim loại kiềm, màu trắng-bạc

-

Natri rất nhẹ, rất mềm, dễ nóng chảy

-

Natri là một chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt

-

Nhiệt độ sôi: 886℃

-

Nhiệt độ nóng chảy: 97,83℃

-

Nhận biết: đốt cháy các hợp chất của Natri sẽ cho ngọn lửa có màu vàng.

2.1.1.2. Tính chất hóa học
Natri có tính khử rất mạnh
-

Tác dụng với phi kim: 4Na + Cl2  2NaCl

-

Tác dụng với axit: 2Na + 2HCl  2NaCl + H2

-

Tác dụng với nước: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2

-

Tác dụng với hidro: 2Nalỏng + H2 khí  2NaH(Rắn)

( Nhật Minh, 2019)

4


2.1.1.3. Natri trong thực phẩm
Natri trong thực phẩm là hàm lượng Na chứa trong thức ăn. Tùy theo loại thức
ăn sẽ có hàm lượng Natri cao hoặc thấp.
Các loại thực phẩm có hàm lượng Natri cao: các loại thịt, cá xơng khói, ướp
muối, hay đóng hộp; phơ mai; bánh mì; rau củ, nước ép rau củ đóng hộp…
Các loại thực phẩm có hàm lượng Natri thấp khuyên dùng: thịt tươi (thịt bò, bê,
cừu, lợn), thịt gia cầm, cá hoặc động vật có vỏ- ít natri, giàu protein và sắt; trứng; các
loại đậu và đậu Hà Lan khô hoặc đông lạnh.
Bảng 2.1. Hàm lượng Na trong một số loại thực phẩm
STT
Tên thực phẩm

Hàm lượng Na (mg/100g)
1

Cá chép

49

2

Cà chua

12

3

Muối

38758

4

Gạo nếp cái

3

5

Hạt điều

12

6

Khoai lang

31

7

Mướp

3

8

Qủa vải

1

9

Thịt lợn nạc

76

10

Trứng gà

158

11

Bia (độ cồn 4,5%)

4

(Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007)

 Vai trò của Natri đối với cơ thể con người
-

Đối với người lớn: đóng vai trò chất điện giải giúp cân bằng nồng độ chất lỏng,

giữ nước cho cơ thể. Kết hợp với các ion khác tạo sự cân bằng môi trường axit kiềm,
độ pH trong máu. Đồng thời, ảnh hưởng đến sự dẫn truyền các xung thần kinh cơ giúp
đầu óc minh mẫn, hạn chế triệu chứng co cơ, chuột rút, đầu óc minh mẫn hơn.

5


Tuy bổ sung Natri sẽ dễ tăng huyết áp, không tốt cho người có huyết áp cao,
nhưng vẫn cần một lượng Natri để đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng cho cơ thể.
-

Đối với phụ nữ mang thai: lượng máu và chất lỏng trong cơ thể người phụ nữ

thay đổi tăng lên rất nhiều để hỗ trợ cho sự phát triển của thai. Vì vậy, Natri giúp điều
hịa và duy trì để bù nước bị mất trong cơ thể phụ nữ.
-

Đối với trẻ em: Natri cần thiết cho sự phát triển và hoạt động não bộ của trẻ.

Đồng thời hỗ trợ cho hoạt động của các cơ và điều hòa huyết áp ở trẻ.
(Trần Thị Thanh Thúy, 2018)
Chế độ ăn hạn chế Natri được khuyến khích mạnh mẽ vì khơng chỉ cải thiện sức
khỏe và ngoại hình mà cịn có tác dụng phịng ngừa ba nguy cơ chính ảnh hưởng tới
tính mạng- huyết áp cao, đột quỵ và bệnh tim mạch vành.
Hiện nay lượng Natri ăn vào trong chế độ ăn của người trưởng thành trung bình
là 3,7g/ngày hay tương đương với lượng muối ăn vào là 9,4g/ngày. (Ths.Bs Ngô Thị
Hà Phương, 2018)
 Mức Natri tiêu thụ tối đa mỗi ngày
Theo khuyến cáo từ WHO, hiện nay trung bình mỗi người trưởng thành nên
tiêu thụ không quá 2000mg/ngày
Trẻ từ 1-3 tuổi tiêu thụ không nên quá 1000mg/ngày
Trẻ từ 4-8 tuổi không cần quá 1200mg/ngày
Từ 9-18 tuổi cần nhiều nhất 1500mg/ngày.
2.1.2. Tổng quan về Kali
-

Potassium hay cịn gọi là Kali

-

Kí hiệu nguyên tử: K

-

Cấu hình nguyên tử: [Ar]4s1

-

Số nguyên tử: 19

-

Khối lượng ngun tử: 39,0983

-

Vị trí trong bảng tuần hồn: ơ 19; chu kỳ 4

-

Kali là khoáng chất với tỷ lệ chiếm nhiều thứ ba trong cơ thể. Khoảng 98% Kali

trong cơ thể được tìm thấy trong các tế bào. Trong đó, 80% được tìm thấy trong tế bào
cơ, 20% cịn lại có ở trong xương, gan và hồng cầu.

6


-

Kali là nguyên tố phổ biến thứ 7, chiếm 2,4% trọng lượng lớp vỏ Trái Đất. Vì

tính khó hịa tan nên rất khó thu được Kali từ các khống chất.
(ThS.Ngơ Văn Dũng ,2018)
2.1.2.1. Tính chất vật lý
-

Kali là một kim loại kiềm màu trắng bạc, mềm, có thể dễ dàng cắt ra bằng dao.

Dễ bị oxi hóa trong khơng khí, phải được bảo quản trong dầu mỏ hay dầu lửa.
-

Nhiệt độ nóng chảy: 63℃

-

Nhiệt độ sơi: 760℃

2.1.2.2. Tính chất hóa học
Kali có tính khử mạnh
-

Tác dụng với phi kim: 4K + Cl2  2KCl phản ứng cho ngọn lửa màu tím hoa

cà đặc trưng
-

Tác dụng với axit: 2K + 2HCl  2KCl+ H2

-

Tác dụng với nước: 2K + 2H2O  2KOH + H2

-

Tác dụng với hidro: 2Klỏng + H2 Khí  2KHrắn

(ThS.Ngô Văn Dũng ,2018)

2.1.2.3. Kali trong thực phẩm
Kali là một chất dinh dưỡng thiết yếu có tự nhiên trong nhiều loại thực phẩm và
có sẵn dưới dạng thực phẩm bổ sung. Kali được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm
động vật và thực vật, cũng như trong đồ uống.
Bảng 2.2. Hàm lượng K trong một số loại thực phẩm
STT
Tên thực phẩm
Hàm lượng K (mg/100g)
1

Cá chép

397

2

Cà chua

275

3

Muối

4

4

Gạo nếp cái

282

5

Hạt điều

660

6

Khoai lang

210
7


7

Mướp

139

8

Qủa vải

171

9

Thịt lợn nạc

341

10

Trứng gà

176

11

Bia (độ cồn 4.5%)

27

(Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007)

 Vai trò của Kali đối với cơ thể
Khi ở trong cơ thể, Kali hoạt động như một chất điện giải. Kali rất quan trọng

-

trong việc điều chỉnh chất lỏng. Là chất điện phân chính trong dịch nội bào (ICF), có
vai trị kiểm sốt lượng nước bên trong các tế bào.
-

Hệ thần kinh giúp điều chỉnh các cơn co thắt cơ bắp và tim. Vì thế, sự thay đổi

nồng độ Kali trong máu có thể ảnh hưởng đến tín hiệu thần kinh, làm suy yếu q trình
co thắt cơ bắp.
-

Kali có tác dụng làm giảm huyết áp bằng cách giúp cơ thể loại bỏ lượng Natri

dư thừa. Đồng thời giúp ngăn ngừa nguy cơ đột quỵ; giảm nguy cơ mắc bệnh tim;
ngăn ngừa loãng xương; ngăn ngừa sỏi thận.
-

Đối với phụ nữ mang thai, Kali làm giảm hiện tượng chuột rút ở chân.

(ThS.BS Nguyễn Thị Ngọc,2019)
Theo ước tính rằng, cơ thể hấp thụ khoảng 85% - 90% lượng Kali trong khẩu
phần ăn. (National Academies of Sciences, 2019)
Tùy thuộc vào độ tuổi và giới tính của từng người sẽ có lượng khuyến nghị
được đưa ra cho phù hợp.

8


Độ tuổi

Bảng 2.3. Lượng Kali khuyến nghị (mg/ngày)(*)
Nam
Nữ
Phụ nữ trong Phụ nữ cho con bú
thai kỳ

0- 6 tháng

400

400

7-12 tháng

860

860

1-3 tuổi

2000

2000

4-8 tuổi

2300

2300

9-13 tuổi

2500

2300

14-18 tuổi

3000

2300

2600

2500

19-50 tuổi

3400

2600

2900

2800

Trên 50 tuổi

3400

2600
(Nguồn: Institute of Medicine, 2005)

(*) Không áp dụng cho những người bị suy giảm bài tiết Kali do các tình trạng bệnh lý hoặc
việc sử dụng thuốc làm giảm bài tiết Kali.

2.1.3. Mối liên quan giữa Na và K với sức khỏe
-

Đối với bệnh huyết áp cao
Tăng lượng K có thể làm giảm huyết áp nếu đang bị huyết áp cao.
Tiêu thụ quá nhiều Na có thể làm tăng huyết áp.
Trung bình, tiêu thụ càng nhiều Na, huyết áp càng cao, đặc biệt nếu đã bị huyết

áp cao. Hoặc tiêu thụ quá ít K, quá nhiều Na trong chế độ ăn uống có thể làm tăng
huyết áp.
-

Đối với người có nguy cơ mắc bệnh tim, đột quỵ và các bệnh khác
Tăng lượng K có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim và đột quỵ bằng cách

giảm huyết áp. Na hút nước và chế độ ăn nhiều Na hút nước vào máu có thể làm tăng
thể tích máu, dẫn tới tăng huyết áp, khiến tim phải làm việc quá sức và áp lực của
dòng máu có thể gây hại cho các động mạch và các cơ quan (tim, thận, não và mắt).
Huyết áp cao không được kiểm sốt có thể làm tăng nguy cơ đau tim, suy tim, đột quỵ,
bệnh thận và mù lịa. Ngồi ra, huyết áp thường tăng khi con người già đi, vì vậy hạn
chế lượng Na nạp vào cơ thể là việc vô cùng cần thiết.

(Như Châu, 2019)
9


2.1.4. Thực trạng xác định hàm lượng Na, K tại Việt Nam
Hiện nay tại Việt Nam chưa thật sự có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về Na, K
trong thực phẩm. Tại Viện Dinh dưỡng Quốc gia đã tiến hành nghiên cứu xác định
thành phần Na, K, Mg, Ca trong thực phẩm bằng phương pháp sắc kí ion. Với hệ

thống sắc ký lỏng hiệu năng cao được trang bị một detector độ dẫn có khả năng phân
tích các anion và cation, các chất khoáng đa lượng trong thực phẩm.
Độ thu hồi và độ lặp lại của phương pháp được tiến hành nghiên cứu trên nền
mẫu sữa chuẩn DDP. Phương pháp phân tích có độ biến thiên đối với Na, K là 9%,
7%. Độ thu hồi đối với Na, K tương ứng là 90,2%; 102,4%. Kết quả thẩm định cho
thấy đều đạt yêu cầu của tiêu chuẩn AOAC.
Sau khi thẩm định được phương pháp đã tiến hành phân tích hàm lượng Na, K
trên 99 mẫu thuộc 33 loại thực phẩm còn thiếu số liệu Na, K. Kết quả phân tích sẽ là
nguồn số liệu tham khảo cho các tính tốn khẩu phần và làm cơ sở để bổ sung số liệu
và Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam. (Lê Hông Dũng & Lê Danh Tuyên, 2012)

2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, tên tiếng anh là Atomic Absorption
Spectrophotometry viết tắt là AAS. Là phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ
hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố.

10


Hình 2.1. Thiết bị AAS tại Viện Dinh dưỡng Quốc gia
Nguyên tử là phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của ngun tố hóa
học. Ở trạng thái cơ bản nguyên tử không thu cũng không phát ra các năng lượng dưới
dạng bức xạ. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia
sáng có những bước sóng xác định vào đám hơi ngun tử đó, thì chúng sẽ hấp thụ các
bức xạ có bước sóng nhất định và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao
hơn. Trạng thái kích thích rất khơng bền, ngun tử sẽ mau chóng quay trở lại trạng
thái cơ bản và phát ra các tia bức xạ có bước sóng đúng với tia chiếu. Q trình đó gọi
là q trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ
nguyên tử của nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ
nguyên tử.

Năng lượng E bị hấp thụ bởi nguyên tử thể hiện qua biểu thức:
ΔE=h.c/λ
Trong đó

h: hằng số plank
C: vận tốc ánh sáng

11

(1)


λ: độ dài sóng của vạch phổ hấp thụ
Nếu: ΔE > 0: quá trình hấp thụ
ΔE < 0: quá trình phát xạ
Cơ sở lí thuyết của phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử là sự hấp thụ năng
lượng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia
bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. Đối tượng chính của
nó là phân tích lượng vết các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của các chất vô cơ
và hữu cơ. Với các trang thiết bị và kỹ thuật hiện nay, bằng phương pháp phân tích này
người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 65 nguyên tố) và một số
á kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm bằng kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS) và đến nồng độ
ppb với kỹ thuật không ngọn lửa (ETA-AAS) với sai số nhỏ không hơn 15%. (Phạm
luận, 1998)
2.2.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần
thực hiện các q trình sau:
-

Hóa hơi và ngun tử hóa mẫu

-

Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi

nguyên tử vừa thu được ở trên.
-

Tiếp đó, nhờ hệ thống máy quang phổ, ta thu toàn bộ chùm sáng, phân li và

chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó.
Trong phân tích bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS tùy thuộc vào
kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu dùng ngọn lửa Flame Atomic Absorption Spectrometry
(F-AAS), hay kỹ thuật ngun tử hóa khơng ngọn lửa, sử dụng lò đốt điện Electro
Thermal Atomization Atomic Absorption Spectrometry (ETA-AAS) độ nhạy của
phương pháp sẽ tăng lên rất nhiều.

12


Bảng 2.4. Độ nhạy của các nguyên tố theo phép đo AAS
F-AAS
ETA-AAS
Nguyên tố
Độ nhạy
Độ nhạy
λ (nm)
STT
Flame
(μg/mL)

(ng/mL)
1
Ag-328,10
AA
0,05
0,10
2
Au-242,80
AA
0,05
0,05
3
Ba-553,50
NA
0,10
0,50
4
Be-234,90
NA
0,10
0,30
5
Ca-422,70
AA
0,05
0,05
6
Cd-228,80
AA
0,03

0,04
7
Cr-357,50
AA
0,10
0,80
8
Na-589,60
AA
0,03
0,05
9
Ni-232,00
AA
0,10
0,10
10
K-766,50
AA
0,05
0,10
(Nguồn: Phạm Luận, 2006)
(Ghi chú: AA: ngọn lửa (khơng khí + axetylen), NA: ngọn lửa (N2O + axetylen))
2.2.2. Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa
Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa sử dụng năng lượng nhiệt của ngọn
lửa đèn khí để hóa hơi và ngun tử hóa mẫu phân tích.
Ngọn lửa đèn khí có nhiệt độ khơng cao (1700°C-3200°C), có cấu tạo đơn giản,
nhưng ổn định và dễ lặp lại được các điều kiện làm việc. Do có nhiệt độ thấp, nên
ngọn lửa đèn khí chỉ kích thích được các kim loại kiềm và kiềm thổ.
Ngọn lửa là môi trường hấp thụ. Nó có nhiệm vụ hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu

phân tích, tạo ra đám hơi của các nguyên tử tự do có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc
để tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. Muốn vậy, ngọn lửa đèn khí cần phải thỏa mãn một
số yêu cầu nhất định sau đây:
-

Ngọn lửa đèn khí phải làm nóng đều được mẫu phân tích, hóa hơi và ngun tử

hóa mẫu phân tích với hiệu suất cao.
-

Năng lượng (nhiệt độ) của ngọn lửa phải đủ lớn và có thể điều chỉnh được tùy

theo từng mục đích phân tích của mỗi nguyên tố.
-

Ngọn lửa phải thuần khiết, nghĩa là không sinh ra các vạch phổ phụ làm khó

khăn cho phép đo hay tạo ra phổ nền quá lớn quấy rối phép đo.

13


-

Ngọn lửa phải có độ bề dày đủ lớn để có được lớp hấp thụ đủ dầy làm tăng độ

nhạy của phép đo. Trong các máy hiện nay, bề dày này có thể thay đổi được từ 2 đến
10cm.
-

Tiêu tốn ít mẫu phân tích.
Trong phép đo F-AAS, ngọn lửa của đèn khí được đốt bằng hỗn hợp khí:

axetylen-khơng khí nén; hay hydro-axetylen, N2O-axetylen với các tỷ lệ khác nhau.
Bảng 2.5. Thành phần khí và nhiệt độ ngọn lửa
Loại khí

Tỷ lệ khí (l/ph)

Nhiệt độ (⁰C)

Khơng khí

Propan

6/1,4

2200

Khơng khí

Axetylen

4,2/1,2

2450

Khơng khí

Hydro

4/3

2050

Oxy

Axetylen

1/1

3000

N2 O

Axetylen

2/1,8

2900

(Nguồn: Phạm Luận, 2006)
Mọi q trình xảy ra trong khi ngun tử hóa mẫu là phụ thuộc vào các đặc
trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa..
Ngoài ra, tốc độ dẫn của hỗn hợp khí vào đèn để đốt cháy cũng ảnh hưởng đến nhiệt
độ của ngọn lửa, qua đó mà ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ. (Phạm Luận, 1998)

14

Hình 2.2. Cấu tạo ngọn lửa đèn khí
Hình 2.3. Hình ảnh thực tế của ngọn lửa đèn khí
Q trình ngun tử hóa trong ngọn lửa gồm hai bước kế tiếp nhau:
-

Bước 1: chuyển dung dịch mẫu phân tích thành các hạt nhỏ như sương mù trộn
đều với khí mang và khí cháy. Q trình này được gọi là q trình aerosol hóa
hay nebulize

-

Bước 2: dẫn hỗn hợp aerosol cùng hỗn hợp khí đốt vào đèn để ngun tử hóa.
Khí mang là một trong hai khí để đốt cháy tạo ra ngọn lửa, thường hay dùng khí
oxy hóa (khơng khí nén hay N2O).

15