Nghiên cứu xác định oxalat trong mẫu thực phẩm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------

TRẦN ĐĂNG TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH OXALAT TRONG MẪU THỰC PHẨM BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ
DẪN KHÔNG TIẾP XÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------

TRẦN ĐĂNG TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH OXALAT TRONG MẪU THỰC PHẨM BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ
DẪN KHÔNG TIẾP XÚC

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN THỊ ÁNH HƢỜNG

Hà Nội – 2015

2


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu và học tập tôi đã hoàn thành luận văn cao học
của mình với đề tài: ―Nghiên cứu xác định oxalate trong mẫu thực phẩm bằng
phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc‖
dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Thị Ánh Hƣờng và các thầy cô, anh chị, các
bạn trong bộ môn Hóa phân tích.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn TS.
Nguyễn Thị Ánh Hƣờng ngƣời đã giao đề tài và tận tình chỉ dẫn tôi trong quá trình
hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Công ty 3Sanalysis và đối tác tại Khoa Hóa học,
Trƣờng Đại học Basel, Thụy sĩ đã thiết kế lắp đặt và hỗ trợ các trang thiết bị cũng
nhƣ tƣ vấn kỹ thuật trong quá trình thực hiện nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong Bộ môn Hóa Phân tích nói
riêng và trong khoa Hóa học nói chung đã dạy dỗ, chỉ bảo và động viên tôi trong
thời gian học tập tại trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.
Tôi xin cảm ơn sinh viên Nguyễn Thị Minh Hòa, lớp k57T Tài năng Hóa,
sinh viên Nguyễn Thị Liên, lớp K56A Hóa học đã hỗ trợ tôi trong quá trình nghiên
cứu.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, các bạn học viên và sinh viên bộ
môn Hóa phân tích đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu này.
Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2015
Học viên

Trần Đăng Tuấn

3


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................... Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.1.

Giới thiệu chung về các chất phụ gia thực phẩm .....Error! Bookmark not
defined.

1.1.1. Giới thiệu chung về phụ gia thực phẩm ........ Error! Bookmark not defined.
1.1.2. Phân loại phụ gia thực phẩm ........................ Error! Bookmark not defined.
1.1.2.1. Phân loại theo nguồn gốc ............................. Error! Bookmark not defined.
1.1.2.2. Phân loại theo tác dụng................................ Error! Bookmark not defined.
1.1.3. Lợi ích và tác hại của phụ gia thực phẩm ..... Error! Bookmark not defined.
1.2. Thông tin chung về oxalate, tartrate và citrate ............Error! Bookmark not
defined.
1.3. Ứng dụng và tác hại của các oxalate, tartrate và citrate ... Error! Bookmark
not defined.
1.3.1. Oxalate ............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Tartrate............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Citrate .............................................................. Error! Bookmark not defined.
1.4. Vấn đề sử dụng oxalate, tartrate và citrate trên thế giới và ở Việt Nam
........................................................................ Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Vấn đề sử dụng oxalate, tartrate và citrate trên thế giới ... Error! Bookmark
not defined.
1.4.2. Vấn đề sử dụng oxalate ở Việt Nam .............. Error! Bookmark not defined.

1.5. Các phƣơng pháp xác định oxalate, tartrate và citrate ..... Error! Bookmark
not defined.
1.5.1. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) .......Error! Bookmark not
defined.
1.5.2. Phương pháp Phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS) ................. Error!
Bookmark not defined.
1.5.3. Phương pháp sắc ký ion ................................. Error! Bookmark not defined.
4


1.5.4. Các phương pháp điện di mao quản.............. Error! Bookmark not defined.
1.6. Phƣơng pháp điện di mao quản ...................... Error! Bookmark not defined.
1.6.1. Mao quản ......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6.2. Dung dịch đệm pH và pha động trong phương pháp điện di mao quản . Error!
Bookmark not defined.
1.6.3. Nguồn điện thế cao .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.6.4. Kỹ thuật bơm mẫu trong phương pháp điện di mao quản ... Error! Bookmark
not defined.
1.7. Phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc
........................................................................ Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................ Error! Bookmark not defined.
2.1.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ................ Error! Bookmark not defined.

2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu..................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.

Phƣơng pháp xử lý mẫu ............................... Error! Bookmark not defined.

2.3.

Hóa chất và thiết bị ...................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.1. Hóa chất ......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.1. Chất chuẩn ................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.2. Hóa chất dung môi ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1.3. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất ................ Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Thiết bị dụng cụ ............................................. Error! Bookmark not defined.
2.4.

Các thông số đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp phân tích ........ Error!
Bookmark not defined.

2.4.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp phân tích
Error! Bookmark not defined.
2.4.2. Độ chụm của phương pháp .......................... Error! Bookmark not defined.
2.4.3. Độ đúng của phương pháp ........................... Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............ Error! Bookmark not defined.

5


3.1.

Nghiên cứu khảo sát tối ƣu điều kiện phân tích .......Error! Bookmark not
defined.

3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của hệ đệm .................. Error! Bookmark not defined.

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bơm mẫu và chiều cao bơm mẫu Error!
Bookmark not defined.
3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của thế tách ................. Error! Bookmark not defined.
3.1.4. Khảo sát các chất ảnh hưởng ....................... Error! Bookmark not defined.
3.2.

Đánh giá phƣơng pháp phân tích ............... Error! Bookmark not defined.

3.2.1. Lập đường chuẩn .......................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Giới hạn LOD, LOQ của phương pháp........ Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) độ đúng (độ thu hồi) ..Error! Bookmark not
defined.
3.3.

Phân tích mẫu thực tế .................................. Error! Bookmark not defined.

3.3.1. Phân tích mẫu bia ......................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Phân tích mẫu mì gói .................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.3. Phân tích mẫu trà túi lọc lipton (trà trái cây, vị dâu) .Error! Bookmark not
defined.
3.3.4. Phân tích mẫu nước trà khô vỉa hè .............. Error! Bookmark not defined.
3.3.5. Phân tích đối chứng phƣơng pháp CE-C4D với phƣơng pháp HPLC
Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 11

6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thông tin chung về 3 hợp chất oxalic, tartaric và citricError! Bookmark

not defined.
Bảng 1.2. Các chất thường dùng làm pha động trong CE và giá trị pK của chúng
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến diện tích pic (Spic) và thời gian di
chuyển (tdc) của oxalate, tartrate và citrate ......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thế điện di đến diện tích pic (Spic) và thời
gian di chuyển (tdc) của oxalate, tartrate và citrateError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ oxalate, tartrate, citrate .... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.4. Phương trình đường chuẩn của oxalate, tartrate và citrate ............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.5. Kết quả so sánh giữa giá trị a với giá trị 0 của phương trình đường chuẩn
oxalate, tartrate, citrate ....................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.6. Giới hạn phát hiện oxalate, tartrate và citrate bằng phương pháp điện di
mao quản CE-C4D ............................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.7. Giá trị khoảng tuyến tính và LOD, LOQ của oxalate, tartrate, citrate
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp CE-C4D trong định lượng
oxalate .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp CE-C4D trong định lượng
tartrate ................................................................. Error! Bookmark not defined.

7

Bảng 3.10. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp CE-C4D trong định lượng
citrate ................................................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp dựa trên thêm chuẩn oxalate
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp dựa trên thêm chuẩn
tartrate ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp dựa trên thêm chuẩn citrate
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.14. Thông tin và đặc điểm của từng loại bia Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.15. Kết quả xác định hàm lượng các chất oxalate, citrate trong một số mẫu bia
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.16. So sánh kết quả phân tích đối chứng hàm lượng oxalate, citrate và
tartrate trong mẫu mỳ tôm ................................... Error! Bookmark not defined.

8


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ phân tích hệ điện di mao quản ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.2 Mặt cắt ngang của mao quản ...................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3 Lớp điện tích kép trên bề mặt mao quản .... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.4 Ảnh hƣởng của dòng EOF đến tốc độ của các ion trong quá trình điện di
.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.5 Các kĩ thuật bơm mẫu trong phƣơng pháp điện di mao quản ............ Error!
Bookmark not defined.
Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc........... Error!
Bookmark not defined.
Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn cấu trúc (A) và mạch điện tƣơng đƣơng (B) của cảm biến
đo độ dẫn không tiếp xúc ..................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.1 Hệ thiết bị điện di mao quản CE-C4D tự chế, bán tự động ................ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.1 Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của thành phần đệm Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.2 Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của chất hoạt hóa bề mặt ................ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3 Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của pH. ..... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4 Điện di đồ khảo sát thời gian bơm mẫu ..... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5 Điện di đồ khảo sát chiều cao bơm mẫu .... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6 Điện di đồ khảo sát thế điện di . ................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.7 Điện di đồ khảo sát chất ảnh hƣởng ........... Error! Bookmark not defined.

9


Hình 3.8 Đƣờng chuẩn của oxalate theo diện tích pic .............Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.9 Đƣờng chuẩn của tartrate theo diện tích pic ..............Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.10 Đƣờng chuẩn của citrate theo diện tích pic .............Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.11 Điện di đồ phân tích 1-oxalate, 2-tartrate, 3-citrate trong mẫu bia chai Hà
Nội và mẫu bia lon Hà Nội .................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.12 Điện di đồ phân tích 1-oxalate, 2-tartrate, 3-citrate trong mẫu bia lon
Halida và mẫu bia chai Sài Gòn Special .............. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.13 Điện di đồ phân tích 1-oxalate, 2-tartrate, 3-citrate trong mẫu bia lon
Haliken ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.14 Điện di đồ phân tích 1-oxalate, 2-tartrate, 3-citrate trong mẫu mỳ tôm
Hảo Hảo và mẫu mỳ tôm Ba Miền ...................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.15 Điện di đồ phân tích 1-oxalate, 2-tartrate, 3-citrate trong mẫu trà túi lọc

Lipton và mẫu trà khô vỉa hè ............................... Error! Bookmark not defined.

10


DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng việt
1. Nguyễn Thị Ánh Hƣờng (2010), Nghiên cứu xác định các dạng asen vô cơ trong
nước ngầm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn
không tiếp xúc, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự
nhiên - ĐHQGHN.
2. Đào Mỹ Thanh (2012), Phụ gia thực phẩm và sức khỏe người tiêu dùng, Trung
tâm Y tế Dự phòng TP.HCM.
3. Tạ Thị Thảo (2010), Bài giảng chuyên đề thống kê trong hóa phân tích, ĐH
Quốc gia Hà Nội.
4. Nguyễn Duy Thịnh(2004), Các chất phụ gia sử dụng trong thực phẩm, bài giảng
cho học viên cao học chuyên ngành công nghiệp thực phẩm, ĐH Bách khoa
Hà Nội.
5. Viện kiểm nghiệm ATVSTP Quốc Gia (2010), Thẩm định phương pháp trong
phân tích hóa học và vi sinh vật, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

Tiếng Anh
6. Ali A. Ensafi, S. Abbasi, B. Rezaei (2001) ―Kinetic spectrophotometric method
for the determination of oxalic acid by its catalytic effect on the oxidation of
safranine by dichromate‖, Spectrochimica Acta Part A, (57), 1833 – 1838.
7. B.G. Wolthers, W. Koolstra, M. Hayer, H. Elzinga (1987), ―Development of a
reference method for determining urinary oxalate by means of isotope

11

dilution—mass spectrometry (ID-MS) and its usefulness in testing existing
assays for urinary oxalate‖, Clinica Chimica Acta, 170:227-235.
8. Corinne Rivasseau , Anne-Marie Boisson, Ga¨ elle Mong´ elard, Georgy
Couram, Olivier Bastien, Richard Bligny (2006) ―Rapid analysis of organic
acid in plant extracts by capillary electrophoresis with indirect UV detection
Directed

metabolic

analyses

metal

during

stress‖,

Journal

of

Chromatography A, (112), 283–290.
9. Curhan (1999), ―GC epidemiologische Hinweise für die Rolle des OxalatNierensteine spontan‖, J Endourol . 13 (9): 629-31.
10. Hoppe

B, Kemper

MJ, Hvizd

MG, Sailer

DE, Langman

CB

(1998),

―Simultaneous determination of oxalate, citrate and sulfate in children's
plasma with ion chromatography‖, Kidney Int, 53(5):1348-52.
11. Marián Masár et. al. (2003), Determination of oxalate in beer by zone
electrophoresis on a chip with conductivity detection, Journal of seperation
science, 26, 647-652.
12. Michael Trevaskis, V. Craige Trenerry (1996) ―An investigation into the
determination of oxalic acid in vegetables by capillary electrophoresis‖, Food
Chemisfry, (57), 323-330.
13. Muhammad Iqbal Bhanger, M. Hassan Khaskhali, F D Khand (1996),
―Simultaneous Determination of Oxalic acid and Citric acid in Urine by Higherformance

Liquid

Chromatogrphy‖,

Journal

of

chromatography.B,

Biomedical applications, 675(1), 147-51.

14. M. Hassan Khaskhali, M. Iqbal Bhanger, F.D. Khand (1996) ―Simultaneous
determination of oxalic and citric acid in urine by high-performance
liquid chromatography‖, Journal of Chromatography B, (675), 147-151.
15. Nguyen Thi Anh Huong et. al. (2014), ―Simple semi-automated portable capillary
electrophoresis instrument with contactless conductivity detection for the
12


determination of β-agonists in pharmaceutical and pig-feed samples‖, Journal
of Chromatography A, Vol. 1360, pp. 305-311.
16. Nguyen Thi Anh Huong, Pavel Kubánˇ, Viet Hung Pham, Peter C. Hauser
(2007), ‖ Study of the determination of inorganic arsenic species by CE with
capacitively coupled contactless conductivity detection‖, Electrophoresis
2007, (28), 3500–3506.
17. Petr Kubáňet. al. (2014), ―Separation of oxalate, formate and glycolate in human
body

fluid

samples

by

capillary

electrophoresis

with

contactless

conductometric detection‖, Journal of Chromatography A, 1325, 241–24.
18. Ph. Puig, M. Arellano, J. Andrianary, F. Dedieu, F. Couderc (1997), ―Method
development and validation for the simultaneous determination of organic
and inorganic acid by capillary zone electrophoresis‖, Journal of
Chromatography A, 765, 321–328.
19. Ruben Rellan-Alvarez (2011), ―Development of a new high-performance liquid
chromatography-electrospray ionization time-of-flight mass spectrometry
method for the determination of low molecular mass organic acid in plant
tissue extracts‖, J.Agric. Food Chem, 59, 6864-6870.
20. United States Department of Agriculture (1984), Informationsdienst Human
Nutrition, Landwirtschaftliches Handbuch Nr 8-11.
21. Verónica Galli, Coral Barbas∗ (2004), ―Capillary electrophoresis for the analysis
of short-chain organic acid in coffee‖, Journal of Chromatography A, 1032:
299–304.
22. Xiumei Geng , Sufang Zhang , Qian Wang , Zongbao (Kent) Zhao (2008),
―Determination of organic acid in the presence of inorganic anions by ion
chromatography with suppresse d conductivity detection‖, Journal of
Chromatography A, 1192 : 187–190.
13


23. Fengwu Wu, Zhike He, Qingyao Luo, Yun'e Zeng (1999), ―HPLC determination
of

oxalic

acid

using

tris(1,10-phenanthroline)

ruthenium

(II)

chemiluminescence application to the analysis of spinach‖, Food Chemistry,
(65),543-546.
24. H.Z.Liana, L.Mao, X.L.Ye, J.Miao (1999), ―Simultaneous determination of
oxalic, fumaric, maleic and succinic acid in tartaric and malic acid for
pharmaceutical use by ion-suppression reversed-phase high performance
liquid chromatography‖, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,
(19), 621-625.
25. J. G. March, B. M. Simonet,

F. Gráses,

J. A. Muñoz,

M. Valiente

(2003),

―Determination of trace amounts of oxalate in renal calculi and related
samples by gas chromatography-mass spectrometry‖, Journal of
Chromatography A,57(11), 811-817.
26. Thanh Duc Mai, Peter C. Hauser (2012), ―Simultaneous separations of cations
and anions by capillary electrophoresis with contactless conductivity
detection employing a sequential injection analysis manifold for flexible

manipulation of sample plugs‖, Journal of Chromatography A, 1267, 266–
272.
27. Thanh Duc Mai, Peter C. Hauser (2011), ―Anion separations with pressureassisted capillary electrophoresis using a sequential injection analysis
manifold and contactless conductivity detection‖, Electrophoresis, 32, 3000–
3007.
28. Virginia Garcı´a-Can˜as, Miguel Herrero, Carolina Simo, Alejandro Cifuentes
(2010), ―Recent advances in the application of capillary electromigration
methods for food analysis and Foodomics‖, Electrophoresis, (31), 205–22

14