Nghiên cứu xác định một số chất tạo ngọt trong mẫu thực phẩm bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (311.5 KB, 14 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN ĐỨC THẮNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHẤT TẠO NGỌT TRONG MẪU
THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN DI MAO QUẢN SỬ
DỤNG DETECTOR ĐO ĐỘ DẪN KHÔNG TIẾP XÚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN ĐỨC THẮNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHẤT TẠO NGỌT TRONG MẪU
THỰC PHẨM BẰNG PHƯƠNG 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 – 2014
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Ánh Hƣờng đã giao đề tài,
nhiệt tình hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS. Peter C. Hauser, TS. Mai Thanh Đức và
ThS. Bùi Duy Anh 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 chân thành cảm ơn Nguyễn Thị Liên – sinh viên K56A khoa Hóa
học đã đã phối hợp thực hiện nghiên cứu cùng với tôi.
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, tháng 12 năm 2014
Học viên
Nguyễn Đức Thắng
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 11
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................... 11
1.1. Chất phụ gia thực phẩm ..................................................................................... 11
1.1.1. Giới thiệu chung về phụ gia thực phẩm .......................................................... 11
1.1.2. Phân loại phụ gia thực phẩm ........................................................................... 11
1.1.2.1. Phân loại theo chức năng ............................................................................. 11
1.1.2.2. Phân loại dựa trên sức khỏe ngƣời tiêu dùng ............................................... 11
1.1.3. Những nguy hại của phụ gia thực phẩm ......................................................... 11
1.2. Tổng quan về chất tạo ngọt ................................................................................ 11
1.2.1. Phân loại chất tạo ngọt .................................................................................... 11
1.2.2. Giới thiệu chung về các chất phân tích: Acesulfam kali, Aspartam, Cyclamat,
Saccharin ........................................................................................................ 11
1.2.2.1. Thông tin chung ........................................................................................... 11
1.2.2.2. Tính chất, ứng dụng và tác hại của Aspartam, Acesulfam kali, Cyclamat,
Saccharin ........................................................................................................ 11
1.2.3. Quy định về các chất tạo ngọt ......................................................................... 11
1.2.4. Vấn đề sử dụng chất tạo ngọt trong thực phẩm hiện nay ................................ 11
1.3. Tổng quan các phƣơng pháp phân tích .............................................................. 11
1.3.1. Phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS .................................................... 11
1.3.2. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại chuyển hóa fourier (FT-IR)............................. 11
1.3.3. Phƣơng pháp sắc ký lỏng (HPLC) .................................................................. 11
1.3.4. Phƣơng pháp điện di mao quản (CE) .............................................................. 11
1.4. Phƣơng pháp điện di mao quản .......................................................................... 11
1.4.1. Cấu tạo của một hệ CE cơ bản ........................................................................ 11
1.4.2. Các kỹ thuật bơm mẫu trong CE ..................................................................... 11
1.4.3. Các đại lƣợng trong phƣơng pháp điện di mao quản: độ điện di, tốc độ điện di
và thời gian diện di ......................................................................................... 11
1.4.4. Phƣơng pháp điện di mao quản với detector đo độ dẫn không tiếp xúc (CEC4D)................................................................................................................ 11
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................................ 11
2.1.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu................................................................... 11
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................... 11
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 11
2.2.
Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................ 11
2.2.1. Phƣơng pháp xử lý mẫu sơ bộ........................................................................ 11
2.2.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu.............................................................................. 11
2.3.
Trang thiết bị và hóa chất ............................................................................... 11
2.3.1. Các dụng cụ và thiết bị đƣợc sử dụng ............................................................ 11
2.3.2. Hóa chất ......................................................................................................... 11
2.3.2.1.
Chất chuẩn ................................................................................................ 11
2.3.2.2.
Hóa chất dung môi ................................................................................... 11
2.3.2.3.
Chuẩn bị các dung dịch hóa chất.............................................................. 11
2.4.
Phƣơng pháp phân tích ................................................................................... 11
2.5.
Các thông số đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp phân tích. ...................... 11
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 11
3.1. Khảo sát điều kiện tối ƣu phân tích đồng thời Acesulfam kali, Aspartam,
Cyclamat, Saccharin bằng phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector
độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE-C4D) ................................... 11
3.1.1. Khảo sát thành phần và pH của dung dịch đệm điện di ................................. 11
3.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thế đặt vào hai đầu mao quản ................................. 11
3.1.3. Khảo sát lựa chọn thời gian bơm mẫu ........................................................... 11
3.2.
Đánh giá phƣơng pháp phân tích ................................................................... 11
3.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn .................................................................................. 11
3.2.2. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lƣợng (LOQ) của phƣơng pháp 11
3.2.3. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) và độ đúng (độ thu hồi) ................................. 11
3.3.
Phân tích mẫu thực thực tế ............................................................................. 11
3.3.1. Mẫu nƣớc giải khát ........................................................................................ 11
3.3.2. Mẫu nƣớc chè đỗ đen ..................................................................................... 11
3.3.3. Mẫu nƣớc mắm .............................................................................................. 11
3.3.4. Mẫu thạch ....................................................................................................... 11
3.3.5. Kết quả phân tích đối chứng phƣơng pháp CE-C4D với phƣơng pháp HPLC11
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 11
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 11
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 14
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại phụ gia thực phẩm theo chức năng ...........................................11
Bảng 1.2. Phân loại chất tạo ngọt ..............................................................................11
Bảng 1.2. Thông tin chung về bốn chất tạo ngọt đƣợc lựa chọn trong nghiên cứu ..11
Bảng 3.1. Tỉ lệ thành phần đệm Tris/Ches và pH. ....................................................11
Bảng 3.2. Tỉ lệ thành phần đệm Tis/ His và pH. .......................................................11
Bảng 3.3. Tỉ lệ thành phần đệm Arg/Mes và pH. .....................................................11
Bảng 3.4. Tỉ lệ thành phần đệm Arg/CAPS và pH. ..................................................11
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng thế tách (E) đến thời gian di chuyển của các
chất phân tích ............................................................................................11
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian bơm mẫu đến diện tích pic
(Spic) và thời gian di chuyển (tdc) của Acesulfam kali, Aspartam,
Cyclamat, Saccharin .................................................................................11
Bảng 3.7. Điều kiện tối ƣu cho phân tích hỗn hợp Ace-K, Asp, Cyc, Sac bằng
phƣơng pháp điện di mao quản CE-C4D .................................................11
Bảng 3.8. Sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ Acesulfam kali, Aspartam,
Cyclamat, Saccharin .................................................................................11
Bảng 3.9. Phƣơng trình đƣờng chuẩn của Ace-K, Asp, Cyc, Sac ............................11
Bảng 3.10. Giới hạn phát hiện Ace-K, Asp, Cyc, Sac bằng phƣơng pháp điện di
mao quản CE-C4D ....................................................................................11
Bảng 3.11. Độ lặp lại và độ thu hồi trong mẫu thạch của Aspatam, Cyclamat,
Saccharin, Acesulfam kali ........................................................................11
Bảng 3.12. Thông tin về mẫu phân tích ....................................................................11
Bảng 3.13. Kết quả xác định hàm lƣợng Acesulfam kali trong mẫu nƣớc mắm
Ông Tây ....................................................................................................11
Bảng 3.14. Kết quả xác định hàm lƣợng Aspartam và Acesulfam kali trong mẫu
thạch..........................................................................................................11
Bảng 3.15. Kết quả phân tích đối chứng với phƣơng pháp HPLC ...........................11
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của một hệ thiết bị phân tích điện di mao quản..................11
Hình 1.2. Mặt cắt ngang bề mặt mao quản ...............................................................11
Hình 1.3. Lớp điện tích kép trên bề mặt mao quản ...................................................11
Hình 1.4. Các kĩ thuật bơm mẫu trong phƣơng pháp điện di mao quản ...................11
Hình 1.5. Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo độ dẫn không tiếp xúc .................11
Hình 1.6. Sơ đồ biểu diễn cấu trúc (A) và mạch điện tƣơng đƣơng (B) của cảm biến
đo độ dẫn không tiếp xúc .............................................................................11
Hình 2.1. Ảnh chụp hệ thiết bị CE-C4D triển khai tại Việt Nam ..............................11
Hình 2.2. Sơ đồ kết nối hệ thống C4D phiên bản bán tự động tại Việt Nam ............11
Hình 3.1. Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của pH đối với sự phân tách Acesulfam
kali, Aspartam, Cyclamat, Saccharin với thành phần đệm Tris/Ches ........11
Hình 3.2. Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của pH đối với sự phân tách Acesulfam
kali, Aspartam, Cyclamat, Saccharin với thành phần đệm Tris/His ............11
Hình 3.3. Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của pH đối với sự phân tách Acesulfam
kali, Aspartam, Cyclamat, Saccharin với thành phần đệm Agr/Mes ..........11
Hình 3.4. Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của pH đối với sự phân tách Acesulfam
kali, Aspartam, Cyclamat, Saccharin với thành phần đệm Arg/CAPS.......11
Kết quả cho thấy đối với thành phần đệm Arg/CAPS thì độ phân giải kém đồng
thời đƣờng nền không ổn định và kết quả phân tích tốt nhất là ở pH 9,2. ...11
Để có thể lựa chọn đƣợc hệ đệm tốt nhất, các kết quả phân tích ở pH = 9,2 của tất cả
các hệ đệm khác nhau đƣợc trình bày trong trong hình 3.5. ........................11
Hình 3.5. Điện di đồ so sánh các thành phần đệm điện di ở pH = 9,2 ......................11
Hình 3.6. Điện di đồ khảo sát ảnh hƣởng của điện thế tách đến thời gian di chuyển
và sự phân tách các pic ................................................................................11
Hình 3.7. Điện di đồ khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian bơm mẫu đến sự phân
tách Acesulfam kali, Aspartam, Cyclamat, Saccharin .................................11
Hình 3.8. Đƣờng chuẩn của Acesulfam kali theo diện tích pic ...............................11
Hình 3.9. Đƣờng chuẩn của Aspartam theo diện tích pic .........................................11
Hình 3.10. Đƣờng chuẩn của Cyclamat theo diện tích pic .......................................11
Hình 3.11. Đƣờng chuẩn của Saccharin theo diện tích pic .......................................11
Hình 3.12. Điện di đồ xác định Acesulfam kali trong mẫu nƣớc giải khát ..............11
Hình 3.14. Điện di đồ xác định Acesulfam kali trong mẫu nƣớc mắm (NM) bằng
cách thêm chuẩn Acesulfam kali ở các nồng độ khác nhau (1: NM + 0 ppm
Ace-K; 2: NM + 10,0ppm Ace-K; 3: NM + 20,0 ppm Ace-K; 4: NM + 30,0
ppm Ace-K)..................................................................................................11
Hình 3.15. Điện di đồ xác định Aspartam và Acesulfam kali trong mẫu thạch số 1
bằng phƣơng pháp thêm chuẩn (1: Mẫu thạch số 1 không thêm chuẩn; 2:
Mẫu thạch số 1 thêm 20,0ppm Asp và 20,0ppm Ace-K ) ...........................11
Hình 3.16. Điện di đồ xác định Aspartam và Acesulfam kali trong mẫu thạch số 2
bằng phƣơng pháp thêm chuẩn (1: Mẫu thạch số 2 không thêm chuẩn; 2:
Mẫu thạch số 2 thêm 20,0ppm Asp và 20,0ppm Ace-K) ............................11
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt
Tên đầy đủ
Ace – K
Acesulfam kali
Arg
L- arginin
Asp
Aspartam
CAPS
axit 3-( cyclohexylamino)-1-propansunfonic
C4D
Detectơ độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện
CE
Phƣơng pháp điện di mao quản
Ches
axit 2 – (cyclohexylamino)-ethanesunfonic
Cyc
Cyclamat
EOF
Dòng điện di thẩm thấu
GC
Sắc ký khí
His
Histidin
HPLC
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Leff
Chiều dài hiệu dụng của mao quản
Ltot
Tổng chiều dài mao quản
LOD
Giới hạn phát hiện
LOQ
Giới hạn định lƣợng
MEKC
Điện di mao quản điện động học Mixen
Mes
Axit 2-morpholino ethanesunfonic
PGTP
Phụ gia thực phẩm
%RSD
% độ lệch chuẩn tƣơng đối
Sac
Saccharin
SD
Độ lệch chuẩn
Tris
(hydroxymethyl) aminomethane
UPLC
Sắc ký lỏng siêu hiệu năng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Bộ Y tế (2012) - Thông tƣ số 27/2012/TT-BYT ngày 30/11/2012, Thông tư hướng
dẫn việc quản lí phụ gia thực phẩm.
2. Bộ Y tế (2010) - QCVN 8-12:2010/BYT ngày 20/5/2010 , Quy chuẩn kĩ thuật quốc
gia về phụ gia thực phẩm – chất ngọt tổng hợp.
3. 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.
4. Phạm Luận (2005), Cơ sở lý thuyết của Sắc kí điện di mao quản hiệu năng cao, giáo
trình giảng dạy dành cho sinh viên chuyên ngành Hóa phân tích, Trƣờng ĐH
Khoa học Tự Nhiên Hà Nội.
5. Nguyễn Văn Ri (2013), Các phương pháp tách , Sách chuyên đề cao học, Đại học
khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội.
6. Tạ Thị Thảo (2010), Bài giảng chuyên đề thống kê trong hóa phân tích, Đại học
Quốc gia Hà Nội.
7. Bùi Thị Minh Thúy (2014), Xác định một số đường hóa học và chất bảo quản trong
thực phẩm bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao, Luận văn thạc sĩ khoa
học, Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội.
8. />
11
TIẾNG ANH
9. Agata Zygler, Andrzej Wasik, Jacek Namies´nik (2009), Analytical methodologies
for determination of artificialsweeteners in foodstuffs, Trends in Analytical
Chemistry, Vol. 28, No. 9, pp 1082-1102.
10. Ana Beatriz Bergamo, José Alberto Fracassi da Silva, Dosil Pereira de Jesus
(2011), Simultaneous determination of aspartame, cyclamate, saccharine in soft
drinks and tabletop sweetener fomulations by capillary electrophoresis with
contactless conductivity detection, Insitute of Chemistry, University of Campinas,
Brazil, Food Chemistry, Vol 124, pp 1714–1717
11. Andrej Wasik and Manuela Buchgraber (2007), Foodstuffs – Simulaneous
determination of nine sweetener by high performance liquid chromatography and
evaporative light scattering detection, Journal of Chromatography A, 1157, pp
187–196
12. Armenta S, Garrigues S, de la Guardia (2004), FTIR determination of Aspartame
and Acesulfame-K in tabletop sweetener, Food chemistry, Vol 52, pp 7798-803.
13. Chigusa KOBAYASHI; Mitsuo NAKAZATO; Hirofumi USHIYAMA; Yuka
KAWAI; Yukinari TATEISHI; Kazuo YASUDA (1999), Stimultaneous
Determination of five Sweetener in Foods by HPLC, ISSN: 0015-6426, Vol.40,
no.2, page.166-n/a.
14. Edgar Y. Ordo˜ nez, José Benito Quintana, Rosario Rodil, Rafael Cela
(2013), determination of artificial sweeteners in sewage sludge samples using
pressurised liquid
extraction
and
liquid chromatography–tandem
mass
spectrometry, Journal of Chromatography A, Vol 1320, pp 10– 16.
15. Fatma Turak , Mahmure Üstün Özgür , and Abdürrezzak Bozdogan (2009), “PLSUVSpectrophotometric Method for the Simultaneous, Determination of Ternary
Mixture of Sweeteners (Aspartame, Acesulfame-K and Saccharin) in Commercial
Products”, Innovations in Chemical Biology, pp 305-311.
12
16. Herrmannová M, Krivánková L, Bartos M và Vytras K (2006), Direct
determination of eight sweeteners in foods by capillary isotachophoresis, Journal
of separation science, 29(8): 1132-7
17. Maja SERDAR và Zorka KNEŽEVIC (2011), Determination of artificial
sweeteners in beverages and special nutritional products using high performance
liquid chromatography, Arh Hig Rada Toksikol, 62, pp 169-173.
18. Marko Stojkovic, Mai Thanh Đức, Peter C. Hauser (2013), Determination of
artificial sweeteners by capillary electrophoresis with contactless conductivity
detection optimized by hydrodynamic pumping, Department of Chemistry,
University of Basel, Spital strasse, Switzerland, Analytica Chimica Acta, 787, pp
254 – 259.
19. Mary C. Boyce, Determination of additives and organic contaminants in food by
CE and CEC, Edith Cowan University, Perth, WA, Australia, Electrophoresis,
28, pp 4046-4062.
20. Natalia E. Llamas, Maria S. DI nezio, Miriam E. Palomeque, Beatriz S. Fernández
Band (2008), Direct determination of Saccharine and Acesulfam kali in sweetener
and fruit juices powers, Food Anal. Methods, 1, pp 43-48.
21. Rainer Schuster and Angelika Gratzfeld-Husgen (2009), CZE analysis of artificial
sweeteners and preservatives in drinks, Agilent technologies, No 5990-3402EN
22. Richard A. Frazier , Elizabeth L. Inns, Nicolo Dossi, Jennifer M. Ames, Harry E.
Nursten (2000), Development of a capillary electrophoresis method for the
simultaneous analysis of artificial sweetener, preservatives and colours in soft
drinks, Journal of Chromatography A, 876, pp 213–220
23. Yang DJ, Chen B (2009), Stimultaneous determination of nonnutritive sweetener in
foods by HPLC/ESI-MS, J Agric Food Chem, 57, pp 3022-3027.
24. Yu H.Lin, Shin S.Chou, Fuu Sheu and Yuan T.Shyu (2000), Simultaneous of
sweetener and preservatives in preserved fruits by Micellar electrokinetic
13
capillary chromatography, Journal of Chromatographic Science, Vol. 38, pp 345352.
25. Zhu Y, Guo Y, Ye M, James FS (2005), Separarion and simultaneous
determination of four artificial sweetener in food and beverages by ion
chromatography, J Chromatogr A, 1085(1): 143-6.
14
