Tách và định lượng đồng thời một số phẩm màu trong thực phẩm bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.75 MB, 85 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN THỊ HẢI YẾN
TÁCH VÀ ĐỊNH LƢỢNG ĐỒNG THỜI MỘT SỐ PHẨM MÀU
TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG
HIỆU NĂNG CAO ( HPLC)
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN THỊ HẢI YẾN
TÁCH VÀ ĐỊNH LƢỢNG ĐỒNG THỜI MỘT SỐ PHẨM MÀU
TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG
HIỆU NĂNG CAO ( HPLC)
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRUNG
NCS. VŨ THỊ TRANG
Hà Nội – 2015
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến PGS.TS.
Nguyễn Xuân Trung, NCS. Vũ Thị Trang đã giao đề tài, chỉ dẫn tận tình và tạo mọi
điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới ban lãnh đạo Viện kiểm nghiệm An toàn vệ sinh
thực phẩm Quốc gia, PGS. TS. Lê Thị Hồng Hảo đã tạo điều kiện, giúp tôi hoàn thành
đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh chi ̣trong Khoa chất lượng phụ gia và chất
hỗ trợ chế biến thực phẩm - Viê ̣n Kiể m nghiê ̣m an toàn vê ̣ sinh thực phẩ m Quố c gia đã
quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này .
Cuố i cùng, tôi xin gửi lời biế t ơn sâu sắ c tới gia đình , bạn bè đã luôn bên cạnh
chia sẻ khó khăn, đô ̣ng viên và giúp đỡ tôi trong ho ̣c tâ ̣p cũng như trong cuộc số ng .
Do thời gian thực hiê ̣n đề tài có hạn nên không tránh những thiế u s ót, rấ t mong
nhâ ̣n đươ ̣c ý kiế n đóng góp của thầ y cô và các ba ̣n để luận văn này được hoàn thiện
hơn.
Hà Nội, Ngày 30 tháng 11 năm 2015
Học viên
Nguyễn Thị Hải Yến
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
AOAC
Association of Official Analytical
Community
Hiệp hội cộng đồng phân tích
chính thức
CAC
Codex Alimentarius Committee
Ủy ban mã thực phẩm
GMP
Good Manufacturing Practices
Thực hành sản xuất tốt
HPLC
High high performance
liquidchromatography
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
HPTLC
High performance thin layer
chromatography
sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao
JECFA
Joint FAO/WHO Expert Committee on
Food Additives
Uỷ ban chuyên gia phối hợp
FAO/WHO về phụ gia thực phẩm
LCMS/MS
Liquid chromatography tandem mass
spectrometry
Sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần
LOD
Limit of detection
Giới hạn phát hiện
LOQ
Limit of quantification
Giới hạn định lượng
MS
Mass spectrometry
Khối phổ
NP-HPLC
Normal phase- High high performance
liquidchromatography
Sắc ký pha thường
RP-HPLC
Revesed phase- High high performance
liquidchromatography
Sắc ký pha đảo
R(%)
Recovery
Hiệu suất thu hồi
SPE
Solid phase extraction
Chiết pha rắn
SD
Standard Deviation
Độ lệch chuẩn
S/N
Signal to noise ratio
Tỷ lệ tín hiệu chia cho nhiễu
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Tartrazine ................................................................. 10
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của Amaranth ................................................................. 10
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Indigocarmin ............................................................ 11
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của Ponceau 4R .............................................................. 12
Hình 1.5. Công thức cấu tạo của Sunset Yellow .......................................................... 12
Hình 1.6. Công thức cấu tạo của Allura red ................................................................. 13
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của Fast green ................................................................. 14
Hình 1.8. Công thức cấu tạo của Camoisine ................................................................ 15
Hình 1.9. Công thức cấu tạo của Erythrosine ............................................................... 15
Hình 1.10. Công thức cấu tạo của Brillant Blue........................................................... 16
Hình 2.1. Quy trình phân tích một số phẩm màu ......................................................... 27
Hình 3.1: Hình dạng phổ hấp thụ của các phẩm màu khi sử dụng detector PDA ........ 30
Hình 3.2. Sắc đồ chuẩn 10 phẩm màu phân tích trên cột X-Brigde C18....................... 31
Hình 3.3. Sắc đồ chuẩn 10 phẩm màu phân tích trên cột IntertSustain C18 ................. 32
Hình 3.4. Sắc đồ chuẩn 10 phẩm màu phân tích trên cột Symmetry C18 ..................... 33
Hình 3.5. Sắc ký đồ HPLC đối với các chế độ gradient thử nghiệm với hệ dung môi
NaH2PO4 0.05 M – ACN............................................................................................37
Hình 3.6. Sắc ký đồ HPLC đối với các chế độ gradient thử nghiệm với hệ dung môi
NaH2PO4 0.05 M – MeOH............................................................................................ 39
Hình 3.7. Sắc ký đồ HPLC đối với các chế độ gradient thử nghiệm với hệ dung môi
NaH2PO4 0.01 M – MeOH............................................................................................ 41
Hình 3.8. Ảnh hưởng của dung môi loại béo đến độ thu hồi của các phẩm màu ........ 44
Hình 3.9. Ảnh hưởng của dung môi chiết mẫu đến độ thu hồi của các phẩm màu ...... 45
Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH trong quá trình chiết mẫu ............................................ 46
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình chiết mẫu .................................... 47
Hình 3.12. Quy trình chiết mẫu xác định một số phẩm màu trong thực phẩm ........... 48
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Phân nhóm, chức năng công nghệ và qui định của các chất phụ gia TP ... ........ 2
Bảng 1.2. Phân loại chất phụ gia theo khoảng số INS. ............................................... 4
Bảng 1.3. Chỉ tiêu hàm lượng các phẩm màu được phép sử dụng trong thực phẩm ... 18
Bảng 3.1. Các gradient thử nghiệm với pha động là NaH2PO4 0.05 M – ACN .......... 36
Bảng 3.2. Thời gian lưu (tR), độ phân giải (RS), hệ đối xứng pic (AS) của fast green,
camoisine, erythrosine ứng với từng chế độ gradient ................................................. 36
Bảng 3.3. Các gradient thử nghiệm với pha động là NaH2PO4 0.05 M – MeOH ........ 38
Bảng 3.4. Thời gian lưu (tR), độ phân giải (RS), hệ đối xứng pic (AS) của fast green,
camoisine, erythrosine ứng với từng chế độ gradient ................................................. 38
Bảng 3.5. Các gradient thử nghiệm với pha động là NaH2PO4 0.01 M – MeOH ....... 40
Bảng 3.6: Thời gian lưu (tR), độ phân giải (RS), hệ đối xứng pic (AS) của fast green,
camoisine, erythrosine ứng với từng chế độ gradient ................................................. 40
Bảng 3.7. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn của tartrazine ..................................... 49
Bảng 3.8. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn của amaranth ...................................... 50
Bảng 3.9. Phương trình đường chuẩn của 10 phẩm màu ................................................. 53
Bảng 3.10. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của các chất phân tích ........... 54
Bảng 3.11. Độ lặp lại của các phẩm màu trên nền mẫu bánh ..................................... 55
Bảng 3.12. Độ lặp lại của các phẩm màu trên nền mẫu thạch...................................... 56
Bảng 3.13. Độ thu hồi của phương pháp với 10 phẩm màu trên nền mẫu bánh ........ 58
Bảng 3.14. Độ thu hồi của phương pháp với 10 phẩm màu trên nền mẫu thạch ....... 60
Bảng 3.15. Kết quả phân tích một số mẫu bánh, kẹo, thạch ....................................... 62
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
MỞ ĐẦU......................................................................................................................1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .........................................................................................2
1.1. Tổng quan về phụ gia thực phẩm .............................................................................2
1.1.1. Phụ gia thực phẩm là gì ? .....................................................................................2
1.1.2. Phân loại phụ gia thực phẩm .................................................................................2
1.1.3. Vai trò của các loại phụ gia thực phẩm .................................................................6
1.1.4. Ảnh hưởng của phụ gia thực phẩm đến sức khỏe con người ...............................7
1.2. Giới thiệu về phẩm màu thực phẩm .........................................................................8
1.2.1. Định nghĩa .............................................................................................................8
1.2.2. Phân loại phẩm màu thực phẩm ............................................................................8
1.2.3. Hiện trạng sử dụng phẩm màu trong thực phẩm . .................................................8
1.3. Tổng quan về một số phẩm màu thường được sử dụng trong thực phẩm ................9
1.3.2. Chỉ tiêu hàm lượng các phẩm màu được phép sử dụng trong thực phẩm .......... 17
1.4. Các phương pháp xác định phẩm màu .................................................................. 19
1.4.1. Phương pháp định tính xác định phẩm màu không được phép sử dụng ............ 19
1.4.2. Phương pháp xác định các phẩm màu được phép sử dụng trong thực phẩm ..... 19
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 24
2.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu ............................................................. 24
2.2.1. Hóa chất ............................................................................................................. 24
2.2.2. Thiết bị ................................................................................................................. 25
2.2.3. Dụng cụ............................................................................................................... 25
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 25
2.4. Thẩm định phương pháp phân tích ...................................................................... 28
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 29
3.1. Tối ưu điều kiện xác định các phẩm màu tổng hợp trên hệ thống HPLC ............. 29
3.1.1. Lựa chọn detector ............................................................................................... 29
3.1.2. Lựa chọn cột sắc ký ........................................................................................... 30
3.1.3. Tối ưu thành phần pha động ............................................................................. 34
3.1.4. Lựa chọn thể tích bơm mẫu ................................................................................ 41
3.2. Tối ưu quy trình xử lý mẫu ................................................................................... 43
3.2.1. Tối ưu dung môi loại chất béo ........................................................................... 43
3.2.2. Tối ưu dung môi chiết mẫu ................................................................................ 44
3.2.3. Tối ưu pH chiết mẫu ........................................................................................... 46
3.2.4. Tối ưu nhiệt độ chiết mẫu .................................................................................. 46
3.3. Đánh giá phương pháp phân tích ........................................................................... 49
3.3.1 Khảo sát khoảng tuyến tính và lập đường chuẩn ................................................ 49
3.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp .... 53
3.3.3. Độ lặp lại của phương pháp ............................................................................... 54
3.3.4. Độ thu hồi của phương pháp .............................................................................. 57
3.4. Kết quả phân tích mẫu thực ................................................................................... 62
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 65
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
An toàn thực phẩm là việc bảo đảm để thực phẩm không gây hại đến sức khỏe,
tính mạng con người [5]. An toàn thực phẩm là vấn đề có tầm quan trọng đặc biệt,
được tiếp cận và sử dụng với thực phẩm an toàn đang trở thành quyền cơ bản đối với
mỗi con người. Hiện nay, với sự phát triển của khoa học và công nghệ đưa vào các
khâu sản xuất giúp tăng năng suất cây trồng và vật nuôi cải thiện đời sống con
người.Trước đây, trong quá trình sản xuất, chế biến thực phẩm con người đã biết cho
thêm một số chất vào thực phẩm để bảo quản, nâng cao chất lượng hoặc làm tăng tính
hấp dẫn của thực phẩm như ướp muối, trộn thính, nhuộm màu thức ăn bằng các loại lá,
củ, quả, hạt… các chất thêm vào như vậy được gọi là phụ gia thực phẩm.
Phẩm màu thực phẩm là một trong số những nhóm phụ gia thực phẩm được sử
dụng phổ biến nhất hiện nay. Chúng được bổ sung vào thực phẩm với mục đích tạo
cho sản phẩm có màu sắc đẹp, tăng tính hấp dẫn đối với người tiêu dùng, hoàn toàn
không có giá trị về mặt dinh dưỡng [5]. Những thức ăn có chứa phẩm màu trong danh
mục được phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm của Bộ Y tế, dưới mức giới hạn dư
lượng cho phép thì không gây ảnh hưởng độc hại cho sức khoẻ người tiêu dùng.Tuy nhiên,
sử dụng phụ gia thực phẩm, chất hỗ trợ chế biến thực phẩm đã quá thời hạn sử dụng, ngoài
danh mục được phép sử dụng hoặc trong danh mục được phép sử dụng nhưng vượt quá giới
hạn cho phép, sử dụng hóa chất không rõ nguồn gốc, hóa chất bị cấm sử dụng trong hoạt
động sản xuất, kinh doanh thực phẩm sẽ rất có hại đến sức khoẻ, có thể gây ngộ độc cấp
tính, hậu quả sử dụng lâu dài tích luỹ cao có thể gây ung thư. [5]
Vì vậy việc xác định hàm lượng các loại phẩm màu thực phẩm có mặt trong các
loại thực phẩm là một vấn đề vô cùng cấp thiết hiện nay. Đây cũng chính là lí do
chúng tôi chọn đề tài: “Tách và định lượng đồng thời một số phẩm màu trong thực
phẩm bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao( HPLC)” nhằm 2 mục tiêu:
1. Xây dựng phương pháp tách và định lượng đồng thời một số phẩm màu trong
thực phẩm
2. Áp dụng phương pháp để tách và định lượng một số phẩm màu trong một số
mẫu thực phẩm.
1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phụ gia thực phẩm
1.1.1. Phụ gia thực phẩm là gì ? [5]
Phụ gia thực phẩm là chất được chủ định đưa vào thực phẩm trong quá trình sản xuất,
có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, nhằm giữ hoặc cải thiện đặc tính của thực phẩm.
1.1.2. Phân loại phụ gia thực phẩm
1.1.2.1. Phân loại theo nhóm chức năng
Các phụ gia thực phẩm có thể phân chia thành vài nhóm, mặc dù có một số phần
chồng lẫn giữa các thể loại này.[11]
Bảng 1.1: Phân nhóm, chức năng công nghệ và qui định của các chất phụ gia TP
TT
Tên nhóm
1.
Chất điều vị
2.
Chất làm ẩm
3.
Chất tạo xốp
4.
Chất chống
đông vón
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Chất giữ màu
Chất chống
oxy hoá
Chức năng công nghệ
Qui định
Làm tăng hoặc khơi dậy hương vị có
QCVN 4-1:2010/BYT
trong thực phẩm
Bảo vệ thực phẩm khỏi bị khô do làm
giảm tác dụng của môi trường khí QCVN 4-2:2010/BYT
quyển có độ ẩm thấp
Một chất hoặc hỗn hợp các chất sinh
QCVN 4-3:2010/BYT
khí và làm tăng thể tích của bột nhào
Làm giảm khả năng kết dính của các
QCVN 4-4:2010/BYT
phân tử thực phẩm
làm ổn định, duy trì hoặc làm tăng màu
QCVN 4-5:2010/BYT
sắc của một thực phẩm
Kéo dài thời gian sử dụng của thực
phẩm chống lại sự hư hỏng do quá trình
QCVN 4-6:2010/BYT
oxy hoá gây ra như sự ôi chua và biến
màu của mỡ
Chất chống tạo
Ngăn cản hoặc làm giảm bọt
QCVN 4-7:2010/BYT
bọt
Chất ngọt tổng
Chất không phải là đường tạo vị ngọt
hợp
QCVN 4-8:2010/BYT
cho thực phẩm
Chất làm rắn
chắc
Phẩm màu
Tạo hoặc giữ các mô của rau quả luôn
cứng và dòn hoặc tác động với chất tạo QCVN 4-9:2010/BYT
keo để sinh ra hay củng cố một thể keo
Bổ sung hoặc khôi phục mầu của một
QCVN 4-10:2010/BYT
thực phẩm.
2
11.
Chất điều
chỉnh độ acid
12. Chất bảo quản
13.
Chất ổn định
14. Chất tạo phức
15. Chất xử lý bột
16.
Chất độn
17. Chất khí đẩy
Làm thay đổi hoặc kiểm soát độ axit
QCVN 4-11:2010/BYT
hoặc độ kiềm của thực phẩm
Kéo dài thời gian sử dụng của một thực
phẩm bằng cách chống lại sự hư hỏng QCVN 4-12:2010/BYT
do vi sinh vật gây ra
Tạo khả năng duy trì một sự phân tán
đồng nhất của hai hoặc nhiều chất QCVN 4-13:2010/BYT
không trộn lẫn được trong TP
QCVN 4-14:2010/BYT
Chất được pha vào bột để cải thiện chất
QCVN 4-15:2010/BYT
lượng làm bánh hoặc màu sắc của bột
Một chất không phải nước hoặc không
khí làm cho thực phẩm tăng lên về khối
QCVN 4-16:2010/BYT
lượng nhưng không tạo thêm giá trị
năng lượng có sẵn của thực phẩm.
Một chất khí khác không khí đẩy một
thực phẩm khỏi bao bì chứa thực phẩm QCVN 4-17:2010/BYT
đó
Chế phẩm tinh
bột
19. Enzym
18.
20. Chất làm bóng
21. Chất làm dày
22. Chất nhũ hóa
23. Chất tạo bọt
QCVN 4-18:2011/BYT
QCVN 4-19:2011/BYT
Một chất khi tiếp xúc với mặt ngoài của
một thực phẩm sẽ làm bóng bề ngoài
hoặc tạo ra một lớp bảo vệ cho thực
phẩm đó
Làm tăng độ nhớt của thực phẩm
Tạo thành hoặc duy trì một hỗn hợp
đồng nhất của hai hoặc nhiều pha
không trộn lẫn được trong một thực
phẩm (như dầu và nước)
Tạo khả năng hình thành hoặc giữ một
sự phân tán đồng nhất của một pha khí
trong một thực phẩm ở dạng lỏng hoặc
dạng đặc
QCVN 4-20:2011/BYT
QCVN 4-21:2011/BYT
QCVN 4-22:2011/BYT
QCVN 4-23:2011/BYT
1.1.2.2. Phân loại theo số INS
Để quản lý các phụ gia thực phẩm và thông tin về chúng cho người tiêu dùng
thì mỗi loại phụ gia đều được gắn với một số duy nhất. Ban đầu các số này là các " số
E" được sử dụng ở châu Âu cho tất cả các phụ gia đã được chấp nhận. Hệ thống đánh
3
số này hiện đã được CAC chấp nhận và mở rộng để xác định trên bình diện quốc tế tất
cả các phụ gia thực phẩm mà không liên quan đến việc chúng có được chấp nhận sử
dụng hay không. Các phụ gia thực phẩm có thể phân chia thành vài nhóm, mặc dù có
một số phần chồng lấn giữa các thể loại này.
Mã số INS (International Numbering System) được CAC chấp nhận tại phiên
họp thứ 18 (tháng 7 năm 1989) và được nhiều nước thành viên công nhận và áp dụng
đến ngày nay.
Mã số INS là một hệ thống mã số mở nhằm mã hoá các chất phụ gia đang sử
dụng cũng như các chất sẽ được xem xét sau này. Mã số INS rất thuận tiện trong tra
cứu và ghi nhãn các chất phụ gia thực phẩm.
Dưới đây là bảng phân loại các chất phụ gia thực phẩm theo số INS.
Bảng1.2: Phân loại chất phụ gia theo khoảng số INS.
Loại chất
Khoảng số INS
100- 199
100 – 109
Vàng
Tạo màu
110 – 119
Vàng cam
120 – 129
Đỏ
130 – 139
Lam & tím
140 – 149
Lục
150 – 159
Nâu & đen
160 – 199
Khác
200 – 299
200 – 209
Các sorbet
Chất bảo quản
210 – 219
Các benzoate
220 – 229
Các sulfit
230 – 239
Các phenol và format (metanoat)
240 – 259
Các nitrat
260 – 269
Các axetat (etanoat)
270 – 279
Các lactate
280 – 289
Các propionat (propanoat)
4
Tên chất phụ gia
290 – 299
Khác
300 – 399
300 – 305
Các ascorbat (vitamin C)
Chất chống ôxi hoá và
chất điều chỉnh độ
310 – 319
Các gallat & erythorbat
320 – 329
Các lactate
chua
330 – 339
Các citrat & tartrat
340 – 339
Các photphat
350 – 359
Các malat & adipat
360 – 369
Các succinat & fumarat
370 – 399
Khác
400 – 499
400 – 409
Các alginate
Chất tạo đặc, chất ổn
định và chất tạo thể
sữa
410 – 419
Các gôm tự nhiên
429 – 429
Các tác nhân tự nhiên khác
430 – 439
Các hợp chất polyoxyethen
440 – 449
Các chất tạo thể sữa tự nhiên
450 – 459
Các photphat
460 – 469
Các hợp chất xenluloza
470 – 489
Các axit béo và hợp chất
490 – 499
Khác
500 – 599
500 – 509
Các axit khoáng và bazơ
Chất điều chỉnh pH &
chất chống vón
510 – 519
Các clorua và sulfat
520 – 529
Các sulfat & hiddroxit
530 – 549
Các hợp chất kim loại kiềm
550 – 559
Các silicat
570 – 579
Các stearat & gluconat
580 – 599
Khác
660 – 699
620 – 629
Các glutamate
Chất điều vị
630 – 639
Các inosinat
640 – 649
Khác
5
1.1.3. Vai trò của các loại phụ gia thực phẩm [5]
Phụ gia thực phẩm là các yếu tố được bổ sung trong quá trình chế biến thực
phẩm nhằm giúp cải thiện chất lượng, hương vị, màu sắc, thời gian sử dụng…Có thể
được chiết xuất từ tự nhiên, hoặc tổng hợp từ các yếu tố hoá học trong phòng thí
nghiệm, có thể cung cấp chất dinh dưỡng hoặc không… Hiện nay trên thị trường có rất
nhiều các loại phụ gia với tính năng và vai trò khác nhau, phục vụ mọi nhu cầu đa
dạng. Có thể chia thành các nhóm phụ gia theo vai trò:
*Tăng giá trị dinh dưỡng
Phụ gia có thể được sử dụng như một chất để bổ sung những chất dinh dưỡng
đã bị thất thoát trong quá trình chế biến, sản xuất sản phẩm. Hoặc bổ sung những chất
dinh dưỡng mới vốn chưa có trong nguyên liệu sản phẩm ban đầu. Có thể lấy ví dụ
như khi chế biến các sản phẩm từ bột mì, bột gạo, người ta thường cho thêm phụ gia
bổ sung Vitamin B để bù vào phần vitamin B mất đi trong quá trình xát vỏ gạo.
*Cải thiện mùi vị và màu sắc của sản phẩm
Với mục đích làm tăng tính hấp dẫn, ngon mắt của sản phẩm, các phụ gia thực
phẩm được sử dụng để thay đổi màu sắc và mùi vị của nguyên liệu trong quá trình chế
biến, phù hợp với khẩu bị và mong muốn của người thực hiện.
Chất tạo mùi thường là các chất phụ gia hương liệu hoa quả, vani, socola… sử
dụng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, nước giải khát…
*Bảo quản thực phẩm tươi lâu
Thông thường các loại thực phẩm thường bị tấn công bởi các vi sinh vật hoặc vi
khuẩn, nấm mốc gây hư hỏng hoặc phân huỷ. Phụ gia bảo quản thường hoạt động dưới
dạng ngăn ngừa sự phát triển của các nhân tố vi sinh vật, vi khuẩn và giữ cho thực
phẩm được tươi, ngon, ổn định chất lượng, mùi vị trong thời gian dài hơn.
*Phụ gia làm thay đổi cấu trúc
Có nhiều phụ gia thực phẩm được sử dụng để giúp chất lượng sản phẩm đạt yêu
cầu hơn ví dụ như: làm đông, làm loãng hay kích thích nở…
6
- Chất làm cho món ăn có độ loãng ổn định, không đông đặc hay kết tủa ví dụ
như canxi silicate, silicon dioxyd. Các chất này có tác dụng ngăn bột, đường, muối hút
nước rồi dính lại với nhau.
- Chất làm đông các sản phẩm như: thạch, kem, bánh ngọt.
Ví dụ: Carrageenan…
- Chất làm bột nở, như muối bicarbonate, bột nở, natri phosphat hoặc một vài loại
men, được dùng khi làm bánh nướng, bánh mì... giúp cho bánh mềm xốp, nhẹ hơn…
1.1.4. Ảnh hƣởng của phụ gia thực phẩm đến sức khỏe con ngƣời [8]
Nếu sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng liều lượng, chủng loại nhất là
những phụ gia không cho phép dùng trong thực phẩm sẽ gây những tác hại cho sức
khỏe:
+ Gây ngộ độc cấp tính: Nếu dùng quá liều cho phép.
+ Gây ngộ độc mạn tính: Dù dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, một
số chất phụ gia thực phẩm tích lũy trong cơ thể, gây tổn thương lâu dài.Thí dụ: Khi sử
dụng thực phẩm có hàn the, hàn the sẽ được đào thải qua nước tiểu 81%, qua phân 1%,
qua mồ hôi 3% còn 15% được tích luỹ trong các mô mỡ, mô thần kinh, dần dần tác hại
đến nguyên sinh chất và đồng hóa các aminoit, gây ra một hội chứng ngộ độc mạn
tính: ăn không ngon, giảm cân, tiêu chảy, rụng tóc, suy thận mạn tính, da xanh xao,
động kinh, trí tuệ giảm sút.
+ Nguy cơ gây hình thành khối u, ung thư, đột biến gen, quái thai, nhất là các
chất phụ gia tổng hợp.
+ Nguy cơ ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm: phá huỷ các chất dinh dưỡng,
vitamin...
Hiện nay, việc tìm hiểu sự ảnh hưởng của phụ gia thực phẩm đến sức khởe con
người là một vấn đề phức tạp, gây nhiều tranh cãi. Các triệu chứng thường thấy thuộc
vào loại phản ứng dị ứng như: ngứa ngáy, da nổi đỏ, nhức đầu, đau bụng, nôn mửa,
chóng mặt, khó thở…Ngoài ra việc sử dụng thường xuyên một số chất phụ gia với
hàm lượng lớn trong một khoảng thời gian lâu dài, có thể gây ra các bệnh ung thư.
7
- Chất màu thực phẩm: theo nghiên cứu các chất màu thực phẩm là nguyên nhân
chính gây ra chứng hiếu động thái quá ở trẻ nhỏ, hoặc một số phản ứng dị ứng. Một số phản
ứng được sinh ra do nhạy cảm với các thành phần trong thực phẩm bao gồm:
Rối loạn thần kinh hiếu động thái quá, mất ngủ, dễ bị kích động.
Rối loạn tiêu hoá – đau bụng tiêu chảy.
Các vấn đề về hô hấp – bệnh hen, bệnh suyễn, viêm mũi và viêm xoang…
Các vấn đề về da - chứng phát ban, nổi mụn, ngứa và sưng.
Dị ứng và tính mẫn cảm: Một số triệu chứng chung bao gồm: nhức đầu, đau
yếu, tiêu chảy, rối loạn dạ dày…
1.2. Giới thiệu về phẩm màu thực phẩm
1.2.1. Định nghĩa[2]
Phẩm màu thực phẩm là phụ gia thực phẩm được sử dụng với mục đích tăng
cường hoặc khôi phục màu cho sản phẩm thực phẩm chúng được dùng để tạo ra hoặc
cải thiện màu sắc của thực phẩm, nhằm tăng tính hấp dẫn của sản phẩm, chúng hoàn
toàn không có giá trị về mặt dinh dưỡng.
1.2.2. Phân loại phẩm màu thực phẩm
Phẩm màu được phân làm hai loại chính:
a. Phẩm màu tự nhiên: là các chất màu được chiết xuất ra hoặc được chế biến
từ các nguyên liệu hữu cơ (thực vật, động vật) sẵn có trong tự nhiên. Ví dụ: Caroten tự
nhiên được chiết xuất từ các loại quả có màu vàng, Curcumin được chiết xuất từ củ
nghệ, màu Caramen được chế biến từ đường...Nhóm phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên
có nhược điểm là độ bền kém, sử dụng với lượng lớn nên giá thành sản phẩm cao.
b. Phẩm màu tổng hợp hoá học: Là các phẩm màu được tạo ra bằng các phản
ứng tổng hợp hoá học. Ví dụ: Amaranth (đỏ), Brilliant blue (xanh), Sunset yellow
(vàng cam), Tartazine (vàng chanh)...Các phẩm màu tổng hợp thường đạt độ bền màu
cao, với một lượng nhỏ đã cho màu đạt với yêu cầu đặt ra, nhưng chúng có thể gây
ngộ độc nếu dùng loại không nguyên chất, không được phép dùng trong thực phẩm.
1.2.3. Hiện trạng sử dụng phẩm màu trong thực phẩm [2].
Theo danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực, thực phẩm, Bộ Y tế đã
8
ban hành Thông tư 27/2012/TT-BYT: qui định cho 23 nhóm chức năng với 400 chất.
Những loại phẩm màu này không gây độc hại cho sức khỏe người tiêu dùng nhưng
cũng cần sử dụng dưới mức giới hạn dư lượng cho phép. Tuy nhiên, hiện nay vẫn có
một số cơ sở sản xuất, kinh doanh do quá ham lợi nên thường sử dụng phẩm màu vượt
giới hạn cho phép, đặc biệt là màu tổng hợp, hoặc sử dụng phẩm màu ngoài danh mục
cho phép. Thậm chí có cơ sở sản xuất thực phẩm đã liều lĩnh, xem thường tính mạng
người tiêu dùng, lấy phẩm màu sử dụng trong công nghiệp đưa vào sản xuất thực
phẩm gây hậu quả nghiêm trọng đến sức khỏe người tiêu dùng (gây hậu quả tức thời
như các trường hợp ngộ độc cấp tính, có thể dẫn đến tử vong hoặc gây độc tích luỹ từ
các liều lượng rất nhỏ…).
Năm 2013 Viện Kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã tiến
hành đánh giá hàm lượng phẩm màu trong một số thực phẩm lưu thông trên thị trường
10 tỉnh đồng bằng sông Hồng. Kết quả cho thấy trong 140 mẫu bánh kẹo các loại, 50
mẫu cốm và bánh suse 100% âm tính với phẩm màu kiềm, có tổng số 28/140 mẫu
bánh kẹo chứa phẩm màu gồm: tartazine, vàng sunset, xanh brilliant, ponceau 4R,
amaranth, xanh lục, camoisine, carmin với hàm lượng nằm trong giới hạn cho phép
của Bộ Y tế theo thông tư số 27-2012/TT-BYT. [10]
1.3. Tổng quan về một số phẩm màu thƣờng đƣợc sử dụng trong thực phẩm
a. Tartrazine- E102 [11]
Tartrazine chủ yếu gồm trinatri 5-hydroxy-1- (4-sunfonatophenyl) - (4sunfonatophenylazo) - pyrazol -3 - cacboxylat và một số chất màu phụ cùng với các
chất không màu khác như natri clorua hoặc natrisunfat.
+ Tên hóa học: Trinatri 5 – hydroxyl – 1 - (4-sulfonatophenyl) – 4 - (4sunfonato - phenylazo) – H – pyrazol – 3 - cacboxylat.
+ CTPT: C16H9N4Na3O9S2
+ Khối lượng phân tử: 534.37 g/mol
+ CTCT:
9
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Tartrazine
+ Trạng thái: bột hoặc màu vàng chanh.
+ Tính tan: tan nhiều trong nước và tan ít trong etanol
+ Tartrazine được dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt trong đồ tráng
miệng, bánh kẹo, kem, sản phẩm sữa, nước giải khát, rau muối chua, sốt, cá và sản
phẩm nướng.
b. Amaranth [12]
Amaranth chủ yếu gồm trisodium 3-hydroxy-4-(4-sulfonato-1-naphthylazo)2,7-naphthalenedisulfonate và một số chất màu phụ cùng với các chất không
màu khác như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Trisodium 3-hydroxy-4-(4-sulfonato-1-naphthylazo)-2,7naphthalene - disulfonate
+ CTPT: C20H11N2Na3O10S3
+ Khối lượng phân tử: 604.48 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của Amaranth
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu nâu đỏ.
+ Tính tan: tan nhiều trong nước và tan ít trong etanol
10
+ Amaranth được dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt trong đồ tráng miệng, bánh
kẹo, kem, sản phẩm sữa, nước giải khát, rau muối chua, sốt, cá và sản phẩm nướng.
c. Indigo carmin [13]
Indigo carmin chủ yếu gồm disodium 3,3' -dioxo-[delta2,2'-biindoline]-5,5'disulfonate, và disodium 3,3'-dioxo-[delta2,2'-biindoline]-5,7'-disulfonate và một số
chất màu phụ cùng với các chất không màu khác như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Disodium 3,3'-dioxo-[delta2,2'-biindoline]-5,5'-disulfonate
+ CTPT: C16H8N2Na2O8S2
+ Khối lượng phân tử: 466.36 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của Indigocarmin
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu xanh.
+ Tính tan: tan nhiều trong nước và tan ít trong etanol
+ Indigo carmin được dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt trong đồ tráng
miệng, bánh kẹo, kem, sản phẩm sữa, nước giải khát...
d. Ponceau 4R- E 124 [14]
Ponceau 4R chủ yếu gồm trinatri – 2 – hydroxyl – 1 - (4 sulfonato – 1 naphtylazo) - 6,8 - naphthalendisulfonat và một số chất màu phụ cùng với các chất
không màu khác như natri clorua hoặc natrisulfat.
+ Tên gọi hóa học: Trinatri-2- hydroxyl-1-( 4 sulfonato-1-naphtylazo)- 6,8naphthalendisulfonat
+ CTPT:C20H11N2Na3O10S3.1,5 H2O
+ Khối lượng phân tử: 631.51 g/mol
+ CTCT:
11
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của Ponceau 4R
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu hơi đỏ.
+ Tính tan: Tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Ponceau 4R có trong nước giải khát, bánh kẹo, mứt, đồ hộp, cá, lớp áo phô
mai và kẹo….
e. Sunset yellow FCF- E 110 [15]
Sunset yellow FCF chủ yếu gồm dinatri 6-hydroxy-5-( 4-sulfonatophenylazo) 2- naphthalene-6- sulfonat và một số chất màu phụ cùng với các chất không màu khác
như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Dinatri 6 – hydroxyl – 5 - (4 - sulfonatophenylazo) – 2 –
naphthalene -6 - sulfonat.
+ CTPT:C16H10N2Na2O7S2
+ Khối lượng phân tử: 452.37 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.5. Công thức cấu tạo của Sunset Yellow
12
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu vàng đỏ.
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Sunset yellow FCF: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải
khát (nhưng có thể tạo kết tủa nếu có ion calcium hiện diện), kem, bánh kẹo, đồ hộp,
bánh nướng và đồ tráng miệng.
f. Allura red AC [16]
Allura red chủ yếu gồm disodium 6-hydroxy-5-(2-methoxy-5-methyl-4sulfonato phenylazo)-2-naphthalene-sulfonate và một số chất màu phụ cùng với các
chất không màu khác như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Disodium 6-hydroxy-5-(2-methoxy-5-methyl-4-sulfonato
phenylazo)-2-naphthalenesulfonate.
+ CTPT: C18H14N2Na2O8S2
+ Khối lượng phân tử: 469.63 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.6. Công thức cấu tạo của Allura red
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu vàng đỏ.
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Allura red: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải khát, kem,
bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng…
g. Fast Green FCF [17]
Fast green chủ yếu gồm disodium 3-[N-ethyl-N-[4-[[4-[N-ethyl-N-(3sulfonatobenzyl)amino]phenyl](4-hydroxy-2-sulfonatophenyl)methylene]-2,513
cyclohexadien-1-ylidene]ammoniomethyl]benzenesulfonate và một số chất màu phụ
cùng với các chất không màu khác như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Disodium 3-[N-ethyl-N-[4-[[4-[N-ethyl-N-(3-sulfonatobenzyl)
amino]
phenyl]
(4-hydroxy-2-sulfonatophenyl)
methylene]-2,5-cyclohexadien-1-
ylidene] ammoniomethyl]-benzenesulfonate
+ CTPT: C37H34N2Na2O10S3
+ Khối lượng phân tử: 808.86 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của Fast green
+ Trạng thái: bột hoặc tinh thể màu nâu tím.
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Fast green: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải khát, kem,
bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng…
h. Carmoisine
Carmoisine chủ yếu gồm disodium 4-hydroxy-3-(4-sulfonato-1-naphthylazo)-1naphthalenesulfonate và một số chất màu phụ cùng với các chất không màu khác như
natri clorua hoặc natri sulfat.
+
Tên
hóa
học:
Disodium
4-hydroxy-3-(4-sulfonato-1-naphthylazo)-1-
naphthalenesulfonate
+ CTPT: C20H12N2Na2O7S2
14
+ Khối lượng phân tử: 502.44 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.8. Công thức cấu tạo của Camoisine
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu đỏ.
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Carmoisine: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải khát, kem,
bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng…
i. Erythrosine [18]
Erythosine chủ yếu gồm disodium salt of 9-(o-carboxyphenyl)-6-hydroxy2,4,5,7-tetraiodo-3-isoxanthone monohydrate và một số chất màu phụ cùng với các
chất không màu khác như natri clorua hoặc natri sulfat.
+ Tên hóa học: Disodium salt of 9-(o-carboxyphenyl)-6-hydroxy-2,4,5,7tetraiodo-3-isoxanthone monohydrate
+ CTPT: C20H6I4Na2O5 . H2O
+ Khối lượng phân tử: 897.88 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.9. Công thức cấu tạo của Erythrosine
15
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu đỏ
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
+ Erythosine: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải khát, kem,
bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng…
k. Brilliant Blue FCF [19]
Brilliant Blue chủ yếu gồm Disodium 3-[N-ethyl-N-[4-[[4-[N-ethyl-N-(3sulfonatobenzyl)-amino] phenyl] (2-sulfonatophenyl)methylene]-2,5-cyclohexadiene1-ylidene] ammoniomethyl] benzenesulfonate và một số chất màu phụ cùng với các
chất không màu khác như natri clorua hoặc natrisulfat.
+
Tên
gọi
hóa
học:
Disodium
3-[N-ethyl-N-[4-[[4-[N-ethyl-N-(3-
sulfonatobenzyl)-amino]phenyl](2-sulfonatophenyl)methylene]-2,5-cyclohexa-diene1-ylidene]ammoniomethyl]-benzenesulfonate;
Disodium
I-[4-(N-ethyl-3-sulfonatobenzylamino)phenyl]-I-
sulfonatobenzyliminio)cyclohexa-2,5-dienyli-dene]toluene-2-sulfonate
+ CTPT: C37H34N2Na2O9S3
+ Khối lượng phân tử: 792.86 g/mol
+ CTCT:
Hình 1.10. Công thức cấu tạo của Brillant Blue
+ Trạng thái: bột hoặc hạt màu xanh
+ Tính tan: tan trong nước và tan ít trong etanol
16
[4-(N-ethyl-3-
+ Brilliant blue: dùng rộng rãi trong thực phẩm, đặc biệt cho nước giải khát,
kem, bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng…
1.3.2. Chỉ tiêu hàm lƣợng các phẩm màu đƣợc phép sử dụng trong thực phẩm
Theo tiêu chuẩn về phân loại những chất độc hại thì 10 phẩm màu Tartrazine,
Amaranth, Indigo carmin, Ponceau 4R, Sunset Yellow FCF, Allura red, Fast Green,
Camoisine, Erythrosine và Brilliant Blue đều thuộc nhóm những phẩm màu được phép
sử dụng trong thực phẩm với độ độc nhạy thấp, do chúng hòa tan nhiều trong nước
nhưng không tích tụ trong cơ thể mà trao đổi qua gan và được bài tiết trong nước tiểu.
Tuy nhiên nếu sử dụng các loại thực phẩm có dư lượng phẩm màu vượt quá giới hạn
cho phép thêm vào thực phẩm thì rất dễ dẫn tới nguy cơ ngộ độc mãn tính, hàm lượng
tích lũy lớn có thể dẫn đến ung thư. Dưới đây là chỉ tiêu hàm lượng tối đa các phẩm
màu được phép thêm vào trong các loại thực phẩm [2].
17
