NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐẠM VÀ MELAMINE TRONG THỨC ĂN GIA SÚC VINA 7 BẰNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG VUÔNG QUÉT NHANH TRÊN CỰC GIỌT CHẬM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐẠM VÀ MELAMINE
TRONG THỨC ĂN GIA SÚC VINA 7 BẰNG PHƯƠNG PHÁP SĨNG
VNG QT NHANH TRÊN CỰC GIỌT CHẬM

Tác giả

VÕ HỮU THỊNH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư
ngành Công nghệ Hóa học

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Nguyễn Trọng Giao
TS. Phan Phước Hiền

Tháng 8 năm 2009
Trang i


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học đã truyền đạt
những kiến thức quý báu cũng như những kinh nghiệm vô giá trong suốt quá trình học

tập.
Em xin chân thành cảm ơn:
Tiến Sĩ Nguyễn Trọng Giao, Chuyên viên Khoa học cao cấp, Trung tâm Nhiệt Đới
Việt - Nga, Chi nhánh phía Nam.
Tiến Sĩ Cù Thành Sơn, Phó phịng Phân tích hóa lý, Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng
Dụng.
Tiến Sĩ Phan Phước Hiền, Giảng viên Trường Đại học Nơng Lâm TP.HCM.
Đã tận tình giúp đỡ, tạo tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá thực hiện bài
luận văn này.
Cuối cùng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến quý thầy cô.
Tp.HCM, tháng 8 năm 2009
Sinh viên thực hiện
Võ Hữu Thịnh

Trang ii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

TĨM TẮT

Đề tài nghiên cứu: “ Nghiên cứu quy trình phân tích đạm và melamine trong thức
ăn gia súc Vina 7 bằng phương pháp sóng vng qt nhanh trên cực giọt chậm”. Đề
tài được thực hiện tại Viện Khoa học Vật liệu & Ứng dụng. Thời gian thực hiện thí
nghiệm 01/03/09 đến 15/08/09.
Kết quả thu được:
Quy trình phân tích đạm trong thức ăn gia súc bằng phương pháp sóng vng qt
nhanh trên cực giọt chậm.

Tính chất điện hóa của melamine.

Trang iii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

SUMMARY

Research project: "Research process analysis of protein and melamine in animal
feed Vina 7 by method the ultra fast scan square wave drops slowly”. Subjects made
at the Institute of Materials Science and Application. Duration experiment March 1,
2009 to August 15, 2009
Results:
Process analysis of protein in animal feed by method the ultra-fast scan square
wave drops slowly.
Electrochemical properties of melamine.

Trang iv


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

MỤC LỤC
Trang tựa ................................................................................................... Trang i
Lời cảm ơn ..........................................................................................................ii

Tóm tắt ...............................................................................................................iii
Summary ............................................................................................................iv
Mục lục................................................................................................................ v
Danh sách từ viết tắt..........................................................................................vii
Danh sách hình.................................................................................................viii
Danh sách bảng ................................................................................................... x
Chương 1: MỞ ĐẦU........................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.1.1. Tầm quan trọng của protein (đạm) ........................................................ 1
1.1.2. Hiện trạng melamine trong thực phẩm.................................................. 1
1.1.3. Melamine trong thức ăn gia súc. ........................................................... 2
1.2. Mục đích đề tài............................................................................................. 2
1.2.1. Phân tích tổng hàm lượng đạm có trong thức ăn gia súc. ..................... 2
1.2.2. Phân tích hàm lượng melamine có trong thức ăn gia súc. .................... 2
1.2.3. Kết luận hàm lượng đạm hấp thu có trong thức ăn gia súc................... 3
1.3. Nội dung đề tài. ............................................................................................ 3
1.3.1. Khảo sát lựa chọn dung dịch nền cho chuẩn đạm và melamine. .......... 3
1.3.2. Xây dựng đường chuẩn đạm và melamine............................................ 3
1.3.3. Tối ưu hóa các điều kiện hoạt động của máy. ....................................... 4
1.3.4. Chuẩn bị và xử lý mẫu. ......................................................................... 5
1.3.5. Xác định hàm lượng protein thô............................................................ 6
1.3.6. Kiểm tra so sánh hàm lượng protein thô bằng phương pháp Kendan... 6
1.3.7. Yêu cầu.................................................................................................. 7
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 8
2.1. Đạm (protein) ............................................................................................... 8
2.1.1. Định nghĩa ............................................................................................. 8
2.1.2. Các bậc cấu trúc của protein ................................................................. 8
2.1.3. Chức năng của protein ........................................................................ 10
2.1.4. Sự biến tính của protein ...................................................................... 12
2.2. Melamine.................................................................................................... 12

2.2.1. Melamine............................................................................................. 12
2.2.2. Tổng hợp.............................................................................................. 13
2.2.3. Ứng dụng ............................................................................................. 13
2.2.4. Độc tính ............................................................................................... 13
2.3. Tiêu chuẩn melamine ................................................................................. 14
2.4. Các phương pháp phân tích đạm và melamine .......................................... 14
2.4.1. Phương pháp phân tích đạm ................................................................ 14
2.4.2. Phương pháp phân tích melamine ....................................................... 16
2.5. Phương pháp VA (voltamatery)................................................................. 17
2.5.1. Cơ sở phương pháp phân tích VA (voltamatery):............................... 19
2.5.1.1. Dịng điện khuếch tán cực phổ .................................................... 19
U

U

Trang v


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

2.5.1.2. Phương trình Ilcovich ................................................................... 19
2.5.1.3. Ý nghĩa.......................................................................................... 20
2.5.2. Các loại cực phổ trong phương pháp VA (voltamatery):.................... 20
2.5.2.1. Cực phổ cổ điển ............................................................................ 20
2.5.2.2. Cực phổ xung vi phân................................................................... 22
2.5.2.3. Cực phổ sóng vng ..................................................................... 23
2.5.2.4. Kỹ thuật stripping ......................................................................... 27
2.5.3. Máy ANALYZER SQF-505: .............................................................. 29

2.5.3.1. Lĩnh vực áp dụng .......................................................................... 34
2.5.3.2. Khả năng phân tích ....................................................................... 35
2.5.3.3. Những ưu điểm của máy: ............................................................. 35
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................ 42
3.1. Phân tích hàm lượng đạm tổng .................................................................. 42
3.1.1. Nguyên tắc........................................................................................... 42
3.1.2. Hóa chất............................................................................................... 42
3.1.3. Thiết bị................................................................................................. 42
3.1.4. Các bước thực hiện thí nghiệm............................................................ 43
3.1.4.1 Pha dung dịch ................................................................................ 43
3.1.4.2 khảo sát .......................................................................................... 44
3.1.4.3. Đường chuẩn đạm (amoni sulfat) (NH4)2SO4............................... 53
3.1.4.4. Tiến hành ...................................................................................... 54
3.1.4.5. Kết quả phân tích nitơ tổng trên máy SQF-505: .......................... 55
3.1.5. Tính kết quả......................................................................................... 59
3.2. Phân tích hàm lượng melamine.................................................................. 60
3.2.1. Nguyên tắc........................................................................................... 60
3.2.2. Hóa chất............................................................................................... 60
3.2.3. Thiết bị................................................................................................. 60
3.2.4. Các bước thực hiện thí nghiệm............................................................ 61
3.2.4.1. Pha dung dịch ............................................................................... 61
3.2.4.2. Tiến hành ...................................................................................... 62
3.2.4.3. Đường chuẩn melamine................................................................ 74
Chương 4: KẾT LUẬN - BÀN LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................ 75
4.1. Đạm tổng.................................................................................................... 75
4.1.1. Kết luận ............................................................................................... 75
4.1.1.1. Các điều kiện phân tích và thơng số chạy máy............................. 75
4.1.1.2. Quy trình phân tích ....................................................................... 75
4.1.2. Bàn luận............................................................................................... 77
4.2. Melamine.................................................................................................... 77

4.2.1. Kết luận ............................................................................................... 77
4.2.2. Bàn luận............................................................................................... 78
4.3. Kiến nghị.............................................................................................................. 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

Trang vi


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
AAS: Atomic Absorption Spectrometry: Phổ hấp thu nghuyên tử.
AFS: Automic Fluorescence spectrometry: Phổ huỳnh quang nguyên tử.
UV: Ultraviolet: Phổ hấp thu bức xạ.
MS: Mass Spectrum: Khối phổ.
GC: Gas Chromatography: Sắc ký khí.
HPLC: High Pressure Liquid Chromatography: Sắc ký lỏng cao áp.
VA: Voltamatery.
LoD: Limit of Detection: Giới hạn phát hiện.
LD50: Limit of exposure dose producing 50% mortality:
Liều lượng gây chết 50% động vật thí nghiệm.

Trang vii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Các dạng cấu trúc của protein ................................................................ 10
Hình 2.2. Melamine kết hợp với axit cyanuric tạo thành melamin
cyanurate. .............................................................................................. 14
Hình 2.3. Sơ đồ qui trình phân tích của máy sắc ký lỏng cao áp........................... 17
Hình 2.4. Điện thế theo thời gian trong cực phổ cổ điển. ...................................... 21
Hình 2.5. Dạng tính hiệu ghi nhận của cực phổ cổ điển. ....................................... 21
Hình 2.6. Cách đặt thế trong cực phổ xung vi phân............................................... 22
Hình 2.7. Đồ thị tính hiệu cực phổ cổ điển (A), cực phổ xung vi phân (B) .......... 23
Hình 2.8. Cách đặt thế trong cực phổ sóng vng cổ điển. ................................... 25
Hình 2.9. Cách đặt thế trong cực phổ sóng vng trên cực giọt tĩnh. ................... 25
Hình 2.10. Cách đặt thế trong cực phổ sóng vng trên cực giọt chậm. ............... 26
Hình 2.11. Đồ thị cực phổ sóng vng; cùng dịng (A), ngược dịng (B),
dịng thực (C)......................................................................................... 27
Hình 2.12. Nguyên tắc stripping anode.................................................................. 28
Hình 2.13. Chu kỳ sống của một giọt thủy ngân.................................................... 31
Hình 2.14. Điện cực calomen bảo hịa. .................................................................. 32
Hình 2.15. Tế bào cực phổ với ba điện cực. .......................................................... 33
Hình 2.16. Máy phân tích đa năng SQF-505 ......................................................... 33
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của (NH4)2SO4 vào
giá trị pH................................................................................................ 44
Hình 3.2. Phổ peak của amoni sulfat ứng với pH = 3,5 và pH = 4,0 (ứng với
mỗi giá trị pH thực hiện phép đo cường độ dòng 3 lần). ...................... 45
Hình 3.3. Phổ peak amoni sulfat ứng với các tỷ lệ NaAc : HCHO khác
nhau. ...................................................................................................... 46
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của (NH4)2SO4 vào
tỷ lệ NaAc : HCHO. ............................................................................. 47

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của (NH4)2SO4 vào
nồng độ NaAc........................................................................................ 48
Hình 3.6. Phổ peak amoni sulfat ứng với các chiều quét khác nhau. .................... 48
Hình 3.7. Phổ peak amoni sulfat ứng với các bước thế khác nhau........................ 49
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dịng của (NH4)2SO4 vào
bước thế. ................................................................................................ 50
Hình 3.9. Phổ peak amoni sulfat ứng với các biên độ xung khác nhau. ................ 50
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của (NH4)2SO4
vào biên độ xung. .................................................................................. 51
Hình 3.11. Phổ peak amoni sulfat ứng với thời gian rơi khác nhau. ..................... 52
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của (NH4)2SO4
vào thời gian rơi..................................................................................... 52
Hình 3.13. Kết quả các phép đo và đường chuẩn đạm (amoni sulfat)
(NH4)2SO4 .............................................................................................. 53
Hình 3.14. Kết quả vơ cơ hóa mẫu - pha lỗng - chuẩn độ.................................... 55
Hình 3.15. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ I ( lần 1) ............... 56
Hình 3.16. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ I ( lần 2) ............... 56
Trang viii


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Hình 3.17. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ I ( lần 3) ............... 57
Hình 3.18. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ II ( lần 1) .............. 57
Hình 3.19. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ II ( lần 2) .............. 58
Hình 3.20. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng trên mẫu thứ II ( lần 3) .............. 58
Hình 3.21. Phổ peak melamine trên các loại dung dịch nền khác nhau. ............... 62
Hình 3.22. Phổ peak của melamine trên nền NaAc với độ pH khác nhau............. 63

Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
độ pH. .................................................................................................... 63
Hình 3.24. Phổ peak của melamine ứng với các nồng độ dung dịch khác
nhau. ...................................................................................................... 64
Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
nồng độ dung dịch nền. ......................................................................... 65
Hình 3.26. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với chế độ quét
khác nhau............................................................................................... 66
Hình 3.27. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với khi quét xuôi
và quét ngược. ....................................................................................... 66
Hình 3.28. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với các giá trị
Vstep khác nhau. ................................................................................... 67
Hình 3.29. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dịng của melamine vào
bước thế. ................................................................................................ 68
Hình 3.30. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với các giá trị
Vpulse (mV) khác nhau......................................................................... 69
Hình 3.31. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
biên độ xung. ......................................................................................... 69
Hình 3.32. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với các giá trị
Tdrop (ms) khác nhau............................................................................ 70
Hình 3.33. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
thời gian rơi. .......................................................................................... 70
Hình 3.34. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với các giá trị thế
tích góp (mV) khác nhau. ...................................................................... 71
Hình 3.35. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
thế tích góp. ........................................................................................... 72
Hình 3.36. Phổ peak của melamine trên nền NaAc 1,5M với các giá trị thời
gian tích góp (s) khác nhau.................................................................... 73
Hình 3.37. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng của melamine vào
thời gian tích góp................................................................................... 73

Hình 3.38. Kết quả các phép đo và đường chuẩn Melamine. ................................ 74

Trang ix


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Chức năng của các nhóm protein. ......................................................... 10
Bảng 2.2. Các ion kim loại điển hình được phân tích bằng phương pháp cực
phổ sóng vng...................................................................................... 36
Bảng 2.3. Các hợp chất hữu cơ được phân tích bằng cực phổ sóng vng ........... 38
Bảng 3.1. cường độ dịng (nA) sau 3 lần đo ứng với các giá trị pH khác
nhau. ...................................................................................................... 44
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc cường độ dòng và thế bán sóng của amoni sulfat
vào tỷ lệ NaAc : HCHO. ....................................................................... 46
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc cường độ dòng và thế bán sóng của amoni sulfat
vào chiều quét........................................................................................ 49
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của amoni sulfat
vào bước thế. ......................................................................................... 49
Bảng 3.6. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của amoni sulfat
vào biên độ xung. .................................................................................. 51
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của amoni sulfat
vào thời gian rơi..................................................................................... 52
Bảng 3.8. Kết quả phân tích nồng độ nitơ tổng (ppm) trên mẫu thức ăn sau
khi phá mẫu. .......................................................................................... 55
Bảng 3.9. Sự phụ thuộc cường độ dòng và thế bán sóng của melamine với
độ pH ..................................................................................................... 63

Bảng 3.10. Sự phụ thuộc của cường độ dòng và thế bán sóng vào nồng độ
dung dịch nền. ....................................................................................... 64
Bảng 3.11. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của melamine chế
độ quét ................................................................................................... 66
Bảng 3.12. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của melamine khi
qt xuôi và quét ngược. ....................................................................... 66
Bảng 3.13. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của melamine với
bước thế. ................................................................................................ 67
Bảng 3.14. Sự phụ thuộc cường độ dòng và thế bán sóng của melamine với
biên độ xung. ......................................................................................... 69
Bảng 3.15. Sự phụ thuộc cường độ dòng và thế bán sóng của melamine với
thời gian rơi. .......................................................................................... 70
Bảng 3.16. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của melamine với
thế tích góp. ........................................................................................... 71
Bảng 3.17. Sự phụ thuộc cường độ dịng và thế bán sóng của melamine với
thời gian tích góp................................................................................... 73

Trang x


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
1.1.1. Tầm quan trọng của protein (đạm)
Protein là hợp chất hữu cơ đặt biệt quan trọng với cơ thể sống của chúng ta.
Nó cung cấp cho cơ thể từ 10% - 15% năng lượng sống và là hợp chất cần thiết

để cơ thể sinh trưởng và phát triển.
Các loại Protein đơn giản chỉ gồm các axit amin cịn các loại Protein phức tạp
hơn có liên kết thêm với các nhóm bổ sung. Protein chiếm tới trên 50% khối
lượng khô của tế bào và là vật liệu cấu trúc của tế bào.
Protein là thành phần không thể thiếu được của mọi cơ thể sống. Chúng đóng
vai trị cốt lõi của cấu trúc nhân, của mọi bào quan, đặc biệt là hệ màng sinh học
có tính chọn lọc cao.
1.1.2. Hiện trạng melamine trong thực phẩm.
Trong thời gian qua, melamine được biết đến như là một chất độc có liên
quan đến việc gây bệnh sạn thận cho người, và các ảnh hưởng khác đến sức khỏe
con người đang được nghiên cứu thêm.
Việc thêm Melamine vào sữa do nhà sản xuất có dụng ý làm tăng hàm lượng
protein biểu kiến trong sữa vì melamine vốn có hàm lượng nitơ cao. Đây là vấn
đề liên quan việc: “chạy theo lợi nhuận mà bỏ quên đạo đức”.
Nhiều năm qua, melamine được cho vào sữa làm cho sữa và hàng loạt sản
phẩm từ sữa đều bị nhiễm melamine, gây ảnh hưởng sức khỏe cho con người
trong một thời gian dài.
Thực sự đây mánh khóe lừa gạt do sự giới hạn của các công cụ phân tích cũ,
như phương pháp Kendan (Kjeldahl) và Dumas khơng chính xác.

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

1.1.3. Melamine trong thức ăn gia súc.
Melamine trong thức ăn gia súc cũng không phải là trường hợp ngoại lệ. Để
đánh lừa hàm lượng đạm có trong thức ăn gia súc người ta đã bổ xung thêm

melamine từ khâu nguyên liệu (bánh dầu, bột bắp, bột mì hoặc bột cá…) hoặc
trong quy trình chế biến.
Các phương pháp phân tích hiện đại như: Sắc ký lỏng cao áp (HPLC), sắc ký
lỏng kết hợp với khối phổ (LC/MS)… đủ điều kiện để phân tích dư lượng
melamine, tuy nhiên để phân tích và đưa ra kết quả phải mất một thời gian khá
lâu, không kịp thời giải quyết nhanh chóng vấn đề.
Như vậy, melamine là một vấn nạn nóng bỏng và bức xúc hiện nay. Với mục
đích xác định hàm lượng đạm thực và melamine trong thức ăn gia súc nhanh
chóng - kịp thời và chính xác. Được sự phân cơng của Bộ Mơn Cơng Nghệ Hoá
Học, được sự hướng dẫn của:
TS. Nguyễn Trọng Giao; TS. Phan Phước Hiền.
Chúng tôi thực hiện đề tài: “Xây dựng quy trình phân tích đạm và melamine
trong thức ăn gia súc súc VINA 7 bằng phương pháp sóng vng quét nhanh trên
cực giọt chậm”
1.2. Mục đích đề tài.
1.2.1. Phân tích tổng hàm lượng đạm có trong thức ăn gia súc.
Từ q trình vơ cơ hóa mẫu, bằng cách sử dụng máy phân tích “ANALYZER
SQF-505” với phương pháp sóng vng quét nhanh trên cực giọt chậm, ta xác
định hàm lượng đạm tổng (đạm biểu kiến) gồm có đạm thực (đạm hấp thu) và
đạm không hấp thu (như melamine) ở trong mẫu thức ăn gia súc.
1.2.2. Phân tích hàm lượng melamine có trong thức ăn gia súc.
Xác định hàm lượng melamine trên mẫu thực bằng máy “ANALYZER SQF505”, đồng thời được kiểm nghiệm lại và so sánh bằng phương pháp phân tích
sắc ký lỏng cao áp.

Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

1.2.3. Kết luận hàm lượng đạm hấp thu có trong thức ăn gia súc.
Sau khi đã có kết quả từ hai quá trình phân tích: Phân tích tổng hàm lượng
đạm và melamine có trong thức ăn gia súc. Từ đó, ta xác định được hàm lượng
đạm hấp thu thực tế có trong mẫu thức ăn gia súc hiện nay.
1.3. Nội dung đề tài.
1.3.1. Khảo sát lựa chọn dung dịch nền cho chuẩn đạm (NH4)2SO4 và
melamine.
Lựa chọn được dung dịch nền thích hợp có một vai trị rất quan trọng trong
phân tích điện hóa.
Bằng cách pha chế và sử dụng lần lượt các dung môi khác nhau, với nồng độ
và độ pH khác nhau, với mục đích nhằm bắt tính hiệu từ thế bán sóng của chuẩn
đạm và melamine.
Dung dịch nền lựa chọn theo các yêu cầu sau:
- Hòa tan được chất cần phân tích.
- Cho sóng chất cần phân tích rõ.
- Khơng làm hỏng chất cần phân tích.
Từ đó, chọn ra dung dịch nền thích hợp (nồng độ và pH tối ưu) để tiến hành
quá trình xây dựng đường chẩn và phân tích mẫu.
1.3.2. Xây dựng đường chuẩn đạm và melamine.
Khi đã có dung dịch nền thích hợp, ta thực hiện:
Pha các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau.
Thực hiện phép đo chuẩn trên máy phân tích.
Các chuẩn có nồng độ khác nhau sẽ có tính hiệu dịng khác nhau. Từ đó, ta
dựng được đường chuẩn ngay trên máy.

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

1.3.3. Tối ưu hóa các điều kiện hoạt động của máy.
-

Giới hạn thế cho q trình ghi phổ gồm:
Vstart: Thơng thường chọn trước giá trị đỉnh thế khoảng 300 mV để chân
sóng đủ rõ.
Vstop: Thông thường chọn sau giá trị đỉnh thế khoảng 300 mV để chân sóng
đủ rõ.
Sao cho, các peak xuất hiện rõ ở giữa vùng quét của thế, điều này làm cho
phổ đồ cân đối và đẹp hơn.

-

Bước quét thế một chiều (Vstep):
Ta có thể chọn các giá trị: 2; 4; 6; 8; 10 mV, tùy vào từng trường hợp quét mà
ta chọn bước quét thế cho phù hợp:
Khi quét khảo sát sơ bộ, quét toàn thang, nên chọn chế độ 8 hoặc 10mV. Nếu
chúng ta chọn giá trị nhỏ (2 hoặc 4 mV) trong quá trình ghi phổ, giọt sẽ rơi
trước điểm kết thúc và không thu được phổ mong muốn.
Trong nhiều trường hợp tốc độ quét cũng ảnh hưởng ít nhiều tới chiều cao
sóng, nhất là khi có hiện tượng hấp thụ xảy ra trong q trình qt thế.

-

Biên độ xung vng (Vpulse):
Ta có thể chọn các giá trị 10; 20; 30; 40 mV. Biên độ xung càng lớn sóng
càng cao nhưng độ phân giải lại giảm xuống. Chọn xung quá lớn sóng có thể

tù, độ phân giải sẽ kém đi. Thông thường hay chạy chế độ 20, 30mV.

-

Thời điểm bắt đầu quét thế trong đời sống một giọt thủy ngân (time-drop):
Ta có thể cài đặt các giá trị 1000; 2000; 3000; 4000; 5000 ms (miligiây)
Giá trị này thể hiện thời điểm bắt đầu ghi sóng kể từ thời điểm hình thành một
giọt thủy ngân mới.
Để ghi toàn phổ ta nên chọn giá trị 1000 hay 1500 ms , để trong q trình ghi
giọt khơng bị rơi.

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Giá trị Time-drop càng lớn sóng càng lớn vì được ghi ở vùng giọt lớn, cường
độ dòng qua cực làm việc càng cao. Khi định lượng ta thường chọn các giá trị
3000, 4000 hay 5000 ms để độ nhạy được nâng cao.
-

Lựa chọn chiều quét thế:
Việc phối hợp giữa Vstart, Vstop hợp lý tạo ra sự quét thuận (tăng thế dần
theo chiều âm) hay quét ngược (tăng thế dần theo chiều dương). Thay đổi
chiều quét ảnh hưởng rất nhiều tới dạng sóng, đặc biệt là với các chất hữu cơ.
Với các kim loại nặng phản ứng điện hóa xảy ra thuận nghịch và sự hấp phụ
khơng ảnh hưởng nhiều thì việc đổi chiều qt ít ảnh hưởng tới sóng. Với
nhiều chất hữu cơ khi đổi chiều quét có thể làm sóng đẹp hơn, nhạy hơn hay

ngược lại. Có những trường hợp phân tích các chất hữu cơ, khi đổi chiều qt
có thể làm mất sóng hồn tồn hay làm xụất hiện một sóng rất đẹp.
Sự thay đổi chiều quét, thay đổi dung dịch nền là một kỹ thuật rất đơn giản và
hiệu quả trong phân tích định tính và định lượng. Bằng thủ thuật này người ta
có thể loại trừ sự ảnh hưởng của một số chất cản trở và làm cho sóng của chất
cần phân tích cao hơn, đẹp hơn. Ví dụ khi phân tích vitamin C trong các nước
ép hoa quả, sóng oxy hịa tan và sóng của một số chất khác có mặt trong nước
ép hóa quả có thể ảnh hưởng khá nhiều tới sóng vitamin C khi quét xi,
nhưng khi qt ngược sóng vitamin C sẽ cao lên, cịn các sóng khác lại giảm
xuống. [1]

1.3.4. Chuẩn bị và xử lý mẫu.
Việc lấy mẫu, chuẩn bị mẫu là một khâu rất quan trọng trong tồn bộ quy
trình phân tích. Kết quả phân tích đúng hay sai phụ thuộc rất nhiều vào giai
đoạn này.
Sau khi lấy mẫu thức ăn gia súc từ thị trường, ta cần phải xử lý một số
bước sau để phân tích hàm lượng đạm tổng có trong mẫu:
Vơ cơ hóa một lượng mẫu nhỏ bằng phương pháp Kendan trong các ống
nghiệm, trung hòa, thêm đệm pH axit nhẹ có chứa formaldehit và đem đo
bằng máy phân tích ANALYZER SQF-505.
Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

1.3.5. Xác định hàm lượng protein thơ.
Thực hiện vơ cơ hóa mẫu, rồi thực hiện phép đo trên máy phân tích
ANALYZER SQF-505.

Ta có thế xác định hàm lượng đạm trong mẫu thức ăn gia súc bằng phương
pháp nội chuẩn hoặc phương pháp thêm chuẩn.
Phương pháp nội chuẩn:
- Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau.
- Thực hiện đo các mẫu chuẩn.
- Xây dựng đường chuẩn (thể hiện mối quan hệ giữa dòng và nồng độ).
- Bằng cách đo dịng của mẫu ta xác định được nồng độ thơng qua đường
chuẩn.
Phương pháp thêm chuẩn:
- Đo dòng của mẫu chưa biết nồng độ.
- Thêm chuẩn có thể tích xác định, ở các nồng độ xác định khác nhau, đồng
thời thực hiện phép đo dòng.
- Dựa vào các số liệu thực nghiệm, ta suy ra lại nồng độ của mẫu.
1.3.6. Kiểm tra so sánh hàm lượng protein thô bằng phương pháp Kendan
(Kjeldahl).
Chuẩn bị mẫu và gửi đến trung tâm phân tích, protein thô trong mẫu sẽ được
định lượng bằng phương pháp Kendan (Kjeldahl). Phương pháp này chỉ có ý
nghĩa dùng để kiểm tra lại hàm lượng protein thô trong mẫu.
-

Sau khi có kết quả từ trung tâm phân tích, ta rút ra nhận xét và đưa ra kết luận
hàm lượng protein thơ có trong mẫu thức ăn gia súc. Đồng thời đánh giá độ
nhanh - nhạy và chính xác của máy phân tích ANALYZER SQF-505.

Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

1.3.7. u cầu.
- Chọn ra được chất nền phù hợp để phân tích đạm và melamine.
- Xây dựng được đường chuẩn đạm và melamine.
- Chọn được điều kiện cháy máy tốt nhất.
- Xác định được hàm lượng đạm trong thức ăn gia súc.
- Cho thấy được khả năng nhanh và nhạy của phương pháp phân tích.

Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Đạm (protein)
2.1.1. Định nghĩa:
Protein (Protit hay Đạm) là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc
đa phân mà các đơn phân là axít amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch
dài nhờ các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn
cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác
nhau của protein.
Theo quan điểm hóa học thì protein là một lớp chất hữu cơ rất lớn, có hai đặc
điểm quan trọng:
Trong thành phần cấu tạo ln có nitrogen (N) với tỷ lệ ổn định ≈ 16%.
Có trọng lượng phân tử rất cao, nên gọi là đại phân tử protein. [5]
2.1.2. Các bậc cấu trúc của protein:
Người ta phân biệt ra 4 bậc cấu trúc của protein.

Cấu trúc bậc một:
Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi
polypepetide. Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của axit amin thứ nhất và
cuối mạch là nhóm cacboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của
protein thực chất là trình tự sắp xếp của các axit amin trên chuỗi polypeptide.
Cấu trúc bậc một của protein có vai trị tối quan trọng vì trình tự các axit amin
trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi
polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính
chất cũng như vai trị của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axit
amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.

Trang 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Cấu trúc bậc hai:
Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi
polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và
cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở
gần nhau. Các protein sợi như keratin, Collagen... (có trong lơng, tóc, móng,
sừng) gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.
Cấu trúc bậc ba:
Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có
hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc khơng gian này có vai
trị quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc
biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn
nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của prolin

cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay
những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngồi phân tử, cịn các nhóm kị nước thì
chui vào bên trong phân tử... Các liên kết yếu hơn như liên kết hyđro hay điện
hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.
Cấu trúc bậc bốn:
Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc
bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu
như liên kết hyđro.

Trang 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Hình 2.1. Các dạng cấu trúc của protein
[Nguồn: />2.1.3. Chức năng của protein:
Bảng 2.1. Chức năng của các nhóm protein.
Loại protein

Chức năng

Ví dụ
Collagen và Elastin tạo nên cấu trúc
sợi rất bền của mô liên kết, dây

Protein cấu trúc

Cấu trúc, nâng đỡ

chẳng, gân. Keratin tạo nên cấu trúc
chắc của da, lơng, móng. Protein tơ
nhện, tơ tằm tạo nên độ bền vững
của tơ nhện, vỏ kén

Xúc tác sinh học: Các Enzyme thủy phân trong dạ dày
Protein Enzyme

tăng nhanh, chọn lọc phân giải thức ăn, Enzyme Amylase
các phản ứng sinh trong nước bọt phân giải tinh bột

Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

hóa

chín, Enzyme Pepsin phân giải
Protein, Enzyme Lipase phân giải
Lipid
Hormone Insulin và Glucagon do tế

Protein Hormone

Điều hòa các hoạt
động sinh lý

bào đảo tụy thuộc tuyến tụy tiết ra
có tác dụng điều hịa hàm lượng
đường Glucose trong máu động vật
có xương sống
Huyết sắc tố Hemoglobin có chứa

Protein vận
chuyển

Vận chuyển các chất

trong hồng cầu động vật có xương
sống có vai trị vận chuyển Oxy từ
phổi theo máu đi nuôi các tế bào

Tham gia vào chức Actinin, Myosin có vai trị vận động
Protein vận động

năng vận động của tế cơ. Tubulin có vai trị vận động
bào và cơ thể

lông, roi của các sinh vật đơn bào

Cảm nhận, đáp ứng Thụ quan màng của tế bào thần kinh
Protein thụ quan

các kích thích của khác tiết ra (chất trung gian thần
mơi trường

kinh) và truyền tín hiệu
Albumin lịng trắng trứng là nguồn
cung cấp axit amin cho phôi phát

Protein dự trữ

Dự trữ chất dinh

triển. Casein trong sữa mẹ là nguồn

dưỡng

cung cấp Acid Amin cho con. Trong
hạt cây có chứa nguồn protein dự trữ
cần cho hạt nảy mầm

Trang 11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

2.1.4. Sự biến tính của protein:
Khái niệm sự biến tính:
Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ
học... hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng,... các cấu
trúc bậc hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng khơng phá vỡ cấu trúc
bậc một của nó, kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban
đầu. Đó là hiện tượng biến tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường thu

được các tính chất sau:
o

Độ hịa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn đã chui vào bến
trong phân tử protein.

o

Khả năng giữ nước giảm.

o

Mất hoạt tính sinh học ban đầu.

o

Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzyme proteaza do làm xuất
hiện các liên kết peptit ứng với trung tâm hoạt động của proteaza.

o

Tăng độ nhớt nội tại.

o

Mất khả năng kết tinh. [6]

2.2. Melamine.
2.2.1. Melamine:
Melamine là một bazơ hữu cơ ít tan trong nước có cơng thức hóa học là

C3H6N6, danh pháp theo IUPAC là 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine.
Về thuật ngữ, theo tiếng Đức từ Melamine xuất phát từ hai thuật ngữ hóa học
kết hợp lại đó là Melam (là một sản phẩm dẫn xuất sau khi chưng cất amoni
thiocyanat) và Amin.
Melamine là trime của cyanamid, giống như cyanamid, phân tử của chúng
chứa 66% nitơ theo khối lượng.
Melamine được chuyển hóa từ cyromazine trong cơ thể của động thực vật.
Melamine kết hợp với axit cyanuric tạo thành melamine cyanurat.
Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

2.2.2. Tổng hợp:
Melamine được Liebig tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1834. Đầu tiên canxi
cyanamid được chuyển thành dicyandiamid sau đó đun nóng đến trên nhiệt độ
nóng chảy để tạo thành melamine. Tuy nhiên, hiện nay các quy trình sản xuất
melamine trong cơng nghiệp đều dùng urê theo phương trình phản ứng sau:
6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2

(2.1)

Phản ứng được diễn giải theo hai bước sau.
Đầu tiên urê phân hủy tạo thành axit cyanic và ammoni, đây là phản ứng thu
nhiệt:
6 (NH2)2CO → 6 HCNO + 6 NH3

(2.2)

Sau đó axit cyanic polyme hóa tạo thành melamine và khí carbon dioxit:
6 HCNO → C3H6N6 + 3 CO2

(2.3)

Phản ứng sau là tỏa nhiệt, nhưng xét tồn bộ q trình là phản ứng thu nhiệt.
2.2.3. Ứng dụng:
Melamin khi phản ứng với formaldehit tạo thành keo melamin. Khi trộn lẫn
với một số nhựa, chúng tạo thành hỗn hợp có khả năng chống cháy do khi cháy
chúng giải phóng ra một lượng khí nitơ.
Vào thập niên 1950 và 1960, melamine từng được sử dụng như là phân bón vì
nó hàm chứa lượng protein khá cao, nhưng khi đưa vào ứng dụng thì thất bại.
2.2.4. Độc tính:
Hiện có ít nghiên cứu về độ độc của melamine gây ra với con người. Các
nghiên cứu ở động vật cho thấy rằng LD50 của melamine ở chuột > 3000 mg/kg.
Bản thân Melamine có độc tính thấp, nhưng khi chúng kết hợp với axit cyanuric
sẽ gây nên sỏi thận do tạo thành hợp chất không tan melamin cyanurat.

Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

Hình 2.2. Melamine kết hợp với axit cyanuric tạo thành melamin cyanurate.
[Nguồn: />Ăn melamine có thể dẫn đến tác hại về sinh sản, sỏi bàng quang hoặc suy thận
và sỏi thận, có thể gây ung thư bàng quang. [7]
2.3. Tiêu chuẩn melamine

Bộ Y tế đã chấp nhận ngưỡng melamine trong thực phẩm dành cho trẻ em
dưới 36 tháng tuổi không vượt quá 1mg/kg thực phẩm (1 ppm). [8]
Bộ NN&PTNT đã chấp nhận ngưỡng 2,5mg/kg trong nguyên liệu và thức ăn
chăn nuôi (2,5ppm). [9]
2.4. Các phương pháp phân tích đạm và melamine
2.4.1. Phương pháp phân tích đạm [10]
Định lượng Protein bằng phương pháp Lowry
+ Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng màu của protein và thuốc thử Folin, cường
độ màu của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ protein, và dựa vào đường
chuẩn của protein, có thể tính được hàm lượng protein của mẫu nghiên cứu.
Định lượng Protein bằng phương pháp Coomassie Brilliant Blue G – 250

Trang 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

+ Ngun tắc: Phương pháp này dựa vào sự thay đổi màu xảy ra khi
Coomassie Brilliant Blue G – 250 liên kết với protein trong dung dịch axit.
Dạng proton hoá của thuốc nhuộm Coomassie Blue có màu đỏ da cam.
Thuốc nhuộm liên kết chặt chẽ với các protein, tương tác với cả nhóm kỵ
nước và các nhóm mang điện tích dương trên phân tử protein. Trong môi
trường của các gốc mang điện tích dương, sự proton hố khơng xảy ra và có
màu xanh xuất hiện.
Định lượng Protein bằng phương pháp quang phổ
+ Nguyên tắc: Phát hiện và đo protein: Phương pháp đơn giản nhất để đo
nồng độ protein trong dung dịch là độ hấp thụ tia cực tím của nó. Nếu
protein tinh sạch thì nồng độ tuyệt đối của nó được tính theo giá trị được đo.

Nếu protein khơng tinh sạch thì nồng độ của protein tổng số được tính tương
đối từ độ hấp phụ.
Định lượng Protein bằng phương pháp Dumas
+ Nguyên tắc: Phương pháp đốt cháy Dumas để xác định protein thơ. Quy
trình dùng một thiết bị lị điện đun nóng mẫu phân tích lên đến 600oC trong
một lị phản ứng được bịt kín với sự hiện diện của oxy. Hàm lượng nitơ của
khí đốt sau đó được đo bằng cách dùng máy dò dẫn nhiệt. Mỗi lần xác định
chỉ cần khoảng 2 phút.
Phương pháp Kendan:
Phương pháp phân tích Kendan phương pháp để xác định hàm lượng nitơ
có trong các chất vô cơ và hữu cơ, đã được phát triển hơn trăm năm qua bởi
Johan Kjeldahl.
Mẫu protein (chứa nitơ dưới dạng hợp chất hữu cơ) được vơ cơ hóa bởi
acid đậm đặc, có thể dùng acid sulfuric đặc hoặc acid nitri đặc. Kết quả nhằm
thu muối amoni sulfat hoặc amoni nitrat. Được biểu diễn bởi phương trình:
Protein + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4 + CO 2 (g) + SO 2 (g) + H 2 (2.4)

Trang 15