Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu từ thịt heo để xác định hàm lượng phụ gia natri benzoate bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HĨA

----------

NGƠ THỊ THANH HIỀN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU TỪ THỊT HEO ĐỂ
XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHỤ GIA NATRI BENZOATE
BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO
(HPLC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng, 04/2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA

----------

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU TỪ THỊT HEO ĐỂ
XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PHỤ GIA NATRI BENZOATE
BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO
(HPLC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện

: Ngô Thị Thanh Hiền

Lớp

: 13CHP

Giáo viên hƣớng dẫn : ThS. Phạm Thị Hà

Đà Nẵng, 04/2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐHSP
KHOA HĨA

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Ngơ Thị Thanh Hiền
Lớp: 13CHP
1. Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu từ thịt heo để xác định hàm lượng
phụ gia natri benzoate bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị
2.1. Thiết bị
HPLC Aligent 1200 với đầu dò UV- VIS;

Cân phân tích; Bể siêu âm; Máy li tâm; Bếp cách thủy.
2.2. Dụng cụ
Pipet thẳng 20 mL; pipet bầu 5 mL, 10mL;
Bình định mức 50 mL;
Bộ lọc hút chân khơng;
Một số dụng cụ khác.
2.3 Hóa chất
Chỉ sử dụng hóa chất loại tinh khiết phân tích và nước cất dùng cho HPLC;
Axit benzoic, axit axetic;
Metanol, amoni axetat;
Kali hexaxyanoferat, kẽm sunfat.
3. Nội dung nghiên cứu
Tìm các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý mẫu


Xây dựng quy trình xác định hàm lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng
cao
Đánh giá sai số thống kê của phương pháp
Phân tích hàm lượng phụ gia natri benzoate có trong mẫu thực
4. Giáo viên hƣớng dẫn: Thạc sĩ Phạm Thị Hà
5. Ngày giao đề tài: ngày 06 tháng 04 năm 2016
6. Ngày hoàn thành: ngày 31 tháng 12 năm 2016

Chủ nhiệm Khoa
(Ký và ghi rõ họ, tên)

Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 28 tháng 04 năm 2017

Kết quả điểm đánh giá:
Ngày … tháng … năm …
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)


LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến
cô Phạm Thị Hà- người cô đầy tâm huyết đã trực tiếp truyền thụ cho em những kiến
thức quý báu từ những ngày đầu làm quen với ngành học cho đến hơm nay, khi em
học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn cô.
Em xin chân thành cảm ơn cô Lê Thị Tuyết Anh và các thầy cô giảng dạy
các bộ môn và thầy cơ cơng tác tại phịng thí nghiệm khoa Hóa- trường Đại học Sư
Phạm- Đại học Đà Nẵng đã dạy dỗ, tạo mọi điều kiện cho em được làm việc tốt tại
phịng thí nghiệm.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo chủ nhiệm Đinh Văn Tạc và tập thể
sinh viên lớp 13CHP đã tận tình giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian tiến
hành khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình đã ủng hộ rất lớn về mặt tinh thần cho em
trong thời gian học tập tại giảng đường đại học và trong thời gian em làm khóa luận
tốt nghiệp.
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 4 năm 2017
Sinh viên

Ngô Thị Thanh Hiền


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................... 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. Giới thiệu về phụ gia thực phẩm ................................................................ 3
1.1.1. Phân loại phụ gia thực phẩm ................................................................... 3
1.1.2. Quy định về sử dụng phụ gia thực phẩm ................................................ 6
1.2. Tổng quan về phụ gia thực phẩm Natri benzoate ...................................... 6
1.2.1. Cấu trúc hóa học và tính chất .................................................................. 6
1.2.2. Ứng dụng của natri benzoate .................................................................. 7
1.2.3. Điều chế trong công nghiệp .................................................................... 8
1.2.4. Ảnh hưởng của natri benzoat đối với sức khỏe con người ..................... 8
1.3. Các phương pháp xác định natri benzoate ............................................... 12
1.3.1. Phân tích định tính ................................................................................ 12
1.3.2. Phân tích định lượng ............................................................................. 12
1.4. Các kỹ thuật xử lý mẫu trong phân tích ................................................... 13
1.4.1. Kỹ thuật vơ cơ hóa ướt .......................................................................... 13
1.4.2. Kỹ thuật vơ cơ hóa khơ ......................................................................... 14
1.4.3. Kỹ thuật vơ cơ hóa khơ ướt kết hợp ...................................................... 15
1.4.4. Các phương pháp chiết trong phân tích ................................................ 16
1.5. Sai số trong phân tích ............................................................................... 20
1.5.1. Khái niệm .............................................................................................. 20
1.5.2. Một số đại lượng đặc trưng ................................................................... 21
1.5.3. Cách xác định sai số trong phân tích..................................................... 22
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 23
2.1. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất ....................................................................... 23
2.1.1. Dụng cụ, thiết bị .................................................................................... 23

2.1.2. Hóa chất................................................................................................. 23
2.2. Chuẩn bị các loại dung dịch ..................................................................... 23
2.2.1. Dung dịch chuẩn axit benzoic 1000 ppm .............................................. 23
2.2.2. Dung dịch Carrez I ................................................................................ 24
2.2.3. Dung dịch Carrez II ............................................................................... 24
2.2.4. Dung dịch đệm ...................................................................................... 24
2.3. Các quy trình nghiên cứu thực nghiệm xử lý mẫu ................................... 24
2.3.1. Quy trình tạo mẫu trắng ........................................................................ 24
2.3.2. Quy trình tạo mẫu sản phẩm chả có sử dụng chất phụ gia axit
benzoic, natri benzoate .................................................................................... 25
2.3.3. Quy trình khảo sát pH ........................................................................... 25
2.3.4. Quy trình khảo sát thời gian siêu âm .................................................... 26
2.3.5. Quy trình khảo sát dung mơi trích ly .................................................... 26
2.3.6. Quy trình xử lý mẫu phân tích hàm lượng natri benzoate trong một
số sản phẩm từ thịt .......................................................................................... 27
2.3.7. Quy trình xác định độ hao hụt natri benzoate trong quá trình xử lý
mẫu .................................................................................................................. 27
2.3.8. Quy trình xác định hiệu suất thu hồi của q trình phân tích ............... 27
2.3.9. Lập đường chuẩn xác định axit benzoic ............................................... 28
2.3.10. Quy trình đánh giá sai số thống kê của phương pháp ......................... 28
2.3.11. Quy trình phân tích hàm lượng natri benzoate trong một số mẫu
sản phẩm từ thịt trên thị trường ....................................................................... 28
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 30
3.1. Kết quả tạo mẫu trắng và mẫu sản phẩm chả có sử dụng chất phụ gia axit
benzoic, natri benzoate .................................................................................... 30
3.2. Kết quả khảo sát điều kiện tối ưu cho quy trình xử lý mẫu ..................... 30
3.2.1. Kết quả khảo sát pH .............................................................................. 30
3.2.2. Kết quả khảo sát thời gian siêu âm ....................................................... 31
3.2.3. Kết quả khảo sát loại dung mơi trích ly ................................................ 32

3.2.4. Quy trình xử lý mẫu xác định hàm lượng natri benzoate trong một
số mẫu sản phẩm từ thịt heo ............................................................................ 33
3.2.5. Kết quả xác định độ hao hụt natri benzoate trong quá trình xử lý
mẫu .................................................................................................................. 34
3.2.7. Kết quả lập đường chuẩn axit benzoic .................................................. 36
3.2.8. Kết quả đánh giá sai số hệ thống của phương pháp .............................. 36
3.2.9. Kết quả phân tích một số sản phẩm từ thịt trên thị trường ................... 37
3.2.10. So sánh, đánh giá hàm lượng chất phụ gia natri benzoate trong
các mẫu thực phẩm từ thịt trên thị trường với TCVN .................................... 38
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 40
1. Kết luận ....................................................................................................... 40
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 41


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Nhóm phụ gia thực phẩm theo chức năng ................................................. 3
Bảng 1.2. Tính chất của muối natri benzoate ............................................................. 7
Bảng 3.1. Các thông số về các mẫu sản phẩm thực phẩm từ thịt tự chế biến .......... 30
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng trích ly natri benzoate trong mẫu ... 31
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hàm lượng natri benzoate trong
mẫu ............................................................................................................................ 31
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của loại dung mơi đến hàm lượng natri benzoate trích ly
trong q trình xử lý mẫu.......................................................................................... 32
Bảng 3.5. Kết quả xác định độ hao hụt hàm lượng natri benzoate trong QT xử lý
mẫu ............................................................................................................................ 35
Bảng 3.6. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của q trình phân tích .................... 35
Bảng 3.7. Bảng kết quả độ lặp lại của phương pháp phân tích ............................... 36
Bảng 3.8. Bảng kết quả độ chính xác của phương pháp phân tích .......................... 37

Bảng 3.9. Kết quả phân tích các mẫu sản phẩm thực phẩm từ thịt trên
thị trường…. .............................................................................................................. 38


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc muối natri benzoate .................................................................... 7
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất chả ................................................................... 25
Hình 2.2. Quy trình xử lý mẫu thịt đề xuất để chiết chất phụ gia natri benzoate .... 27
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình phân tích mẫu thị trường ................................................ 29
Hình 3.1. Quy trình xử lý mẫu tối ưu ....................................................................... 34
Hình 3.2. Đồ thị đường chuẩn axit benzoic.............................................................. 36
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
AOAC............................................. Hiệp hội các nhà hóa phân tích chính thức
CTPT .............................................. Cơng thức phân tử
E210 ............................................... Axit benzoic
E211 ............................................... Natri benzoate
HPLC .............................................. Sắc ký lỏng hiệu năng cao
KLPT .............................................. Khối lượng phân tử
PGTP .............................................. Phụ gia thực phẩm
TCVN ............................................. Tiêu chuẩn Việt Nam
VSATTP ......................................... Vệ sinh an toàn thực phẩm


LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm đang là mối
quan tâm hàng đầu của xã hội. Thời gian qua, liên tiếp xảy ra các vụ ngộ độc ở
nhiều địa phương trên toàn quốc cũng như xuất hiện nhiều mặt hàng không rõ
nguồn gốc xuất xứ, sử dụng những phụ gia ngoài danh mục cho phép hoặc sử dụng
quá hàm lượng cho phép. Tác hại do sử dụng phụ gia sai quy định có thể ảnh hưởng

trực tiếp đến sức khỏe con người, những tác động này thường khơng xảy ra cấp tính
mà diễn biến lâu dài do tích lũy trong cơ thể.
Natri benzoate có số hiệu là E211 là phụ gia được sử dụng trong thực phẩm
làm chất bảo quản chống nấm men, nấm mốc đã được Bộ y tế cho phép sử dụng.
Tuy nhiên, nếu sử dụng quá hàm lượng cho phép thì natri benzoate gây ảnh hưởng
đến sức khỏe. Theo các nghiên cứu về an toàn và sức khỏe, khi sử dụng axit benzoic
và muối của nó trong các sản phẩm nước giải khát có axit ascorbic sẽ có nguy cơ
tạo ra benzen, đó là một chất độc, có thể gây ung thư. Ngồi ra, chất phụ gia này có
thể là yếu tố góp phần gây dị ứng và mắc hội chứng ADHD - tăng tính hiếu động
thái quá ở trẻ em, nếu dùng quá liều hoặc sử dụng thường xuyên. Mặt khác, sự
chuyển hóa axit benzoic ở gan dẫn đến sự hình thành axit hippuric sẽ liên quan đến
glycine nên có thể ảnh hưởng đến bất kỳ chức năng hoặc sự trao đổi chất trong cơ
thể như giảm creatinine, glutamine, urê và axit uric máu.
Hiện nay, để xác định hàm lượng axit benzoic, natri benzoate trong các sản
phẩm rau, quả có quy trình tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8122:2009. Tuy vậy,
phương pháp xác định hoạt chất axit benzoic, natri benzoate trong các nền mẫu rắn
khác nhau chưa được nghiên cứu nhiều. Với hy vọng đóng góp thêm những thơng
tin về quy trình xử lý mẫu từ thịt chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy
trình xử lý mẫu từ thịt heo để xác định hàm lượng phụ gia natri benzoate bằng
phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)”.

1


2. Nội dung nghiên cứu
Tìm ra các điều kiện tối ưu để xử lý mẫu từ thịt như chả, nem, xúc xích…
Phân tích đánh giá hàm hượng phụ gia natri benzoate trong một số mẫu sản
phẩm từ thịt heo trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
3. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Góp phần vào xây dựng phương pháp xử lý mẫu xác định

hàm lượng natri benzoate trong một số sản phẩm từ thịt heo bằng phương pháp sắc
ký lỏng hiệu năng cao phù hợp với các điều kiện của phịng thí nghiệm hiện có.
Ý nghĩa thực tiễn: Áp dụng các kiến thức đã học vào thực nghiệm. Thơng
qua kết quả phân tích hàm lượng natri benzoate có thể đánh giá lượng natri
benzoate trong các sản phẩm từ thịt heo, phục vụ cho vấn đề an toàn thực phẩm.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về phụ gia thực phẩm [1]
Phụ gia thực phẩm là các chế phẩm tự nhiên hay tổng hợp hóa học, được cho
vào sản phẩm với mục đích đáp ứng nhu cầu cơng nghệ trong quá trình sản xuất,
chế biến (tạo màu, mùi vị, tạo nhũ, …), vận chuyển, đóng gói, bảo quản, tăng giá trị
dinh dưỡng của thực phẩm. Việc sử dụng phụ gia trong thực phẩm mang lại nhiều
lợi ích, giúp thực phẩm an toàn hơn, dinh dưỡng hơn, tăng giá trị cảm quan… Mặc
dù những lợi ích do phụ gia thực phẩm mang lại là rất lớn nhưng trong nhiều năm
qua, các rủi ro do phụ gia cũng đã xảy ra không ít. Các chất phụ gia thực phẩm có
thể làm tăng sự thay đổi một số thành phần trong thực phẩm, hình thành các độc tố
từ các phản ứng hay khi sử dụng quá liều lượng trong một thời gian dài đều dẫn đến
sự thay đổi chất lượng thực phẩm. Tác động của các độc tố này có thể gây ra ngộ
độc cấp và mãn tính. Hiện nay chưa có bằng chứng khoa học nào cho thấy có một
phụ gia nào đặc biệt an toàn.
1.1.1. Phân loại phụ gia thực phẩm [7]
Dựa theo chức năng, cơng dụng, tính chất, danh mục các chất phụ gia thực
phẩm được phép sử dụng trong thực phẩm. Theo quyết định số 4196/1999/QĐ-BYT
ngày 29/12/1999 và 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001. Phụ gia thực phẩm được
xếp vào 22 nhóm theo chức năng được thể hiện ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Nhóm phụ gia thực phẩm theo chức năng

TT
1

Nhóm

Mục đích sử dụng

và các chất điển hình

Chất điều chỉnh độ axit hay Dùng để duy trì hay trung 41
độ chua
Các chất điều vị

chất

như:

kali

hòa độ chua của thực axetat, axit citric, axit
orthophosphoric…

phẩm
2

Số chất trong nhóm

Dùng để làm tan hay cải 8
thiện vị của thực phẩm

3

chất

glutamic,

như:

axit

mononatri


glutamate, axit guanilic
3

Các chất ổn định

Dùng làm ổn định hệ 13

như:

chất

phân tán, đồng nhất của polivinylpyrolidon,
sản phẩm
4

Các chất bảo quản

canxi cacbonat…

Dùng để cản trở sự phát
triển của vi khuẩn, làm 29

như:

chất

chậm hay ngừng q trình sorbic,

axit

sunfuadioxit,

lên men, axit hóa hay hư kali bisunfit…
hại của thực phẩm
5

Các chất chống đơng vón

Dùng để phịng sự chống 14 chất như: Trimagie
vón và tạo sự đồng nhất Orthophosphate,
cho sản phẩm thực phẩm

6

Các chất chống oxy hóa

muối amoni xitrate…

Dùng để đề phịng hay 15 chất: axit ascorbic,
cản trở sự oxy hóa trong Alpha
sản phẩm thực phẩm

7

Các chất chống tạo bọt

tocopherol,

TBHQ, BHA…

Dùng để làm mất khả 4 chất như: propilen
năng tạo bọt trong thực glycol,
phẩm

8

Các chất độn

Các chất tạo ngọt

Dùng để làm tăng khối

Các chế phẩm tinh bột

3 chất như: Xenluloza
vi

tinh

thể,

Natri

alginate

Dùng để tạo vị ngọt cho 7 chất gồm: Manitol,
thực phẩm

10

polyoxyetylen

Sorbitan, monooleat

lượng cho sản phẩm
9

các

Sacarin…

Dùng để làm tăng độ dày, 19 chất như: Dextrin,
độ đông đặc, độ ổn định tinh bột rang trắng
và tăng khối lượng của vàng, tinh bột đã được
thực phẩm

11

Các enzym

xử lý bằng xút

Dùng để xúc tác quá trình 6 chất như: Amilaza
chuyển hóa trong chế biến các

4

loại,

proteaza,


thực phẩm
12

Các chất đẩy khí

Dùng để đẩy khơng khí
trong túi đựng các sản
phẩm

13

Các chất làm bóng

Dùng để làm bóng bề mặt
sản phẩm

14

Các chất làm dày

Dùng để làm chất độn,
làm cho sản phẩm trở nên
đặc hơn

15

Các chất làm ẩm

glucoza oxidaza…
2 chất gồm: khí nitơ và
khí nitơ dioxit
6 chất gồm: sáp ong,
dầu khoáng dùng cho
thực phẩm, sáp dầu…
20

chất

gồm:

axit

alginic, carragccnan…

Dùng để tạo cho sản

phẩm có độ ẩm theo ý 2 chất gồm: glyxerol
muốn

16

Các chất làm rắn chắc

Dùng để làm tang tính rắn 8

chất

gồm:

canxi

chắc, tránh sự vỡ nát của citrate, canxi clorua,
thực phẩm
17

Các chất nhũ hóa

Dùng để tạo ra hệ phân
tán đồng nhất của sản
phẩm

18

Các loại phẩm màu

24 chất gồm: Mono và

diglycrit của các axit
béo, este của glycerol
với axit lactic…

Dùng để tạo ra hoặc cải
thiện màu sắc cho sản
phẩm

19

canxi sunfat…

24 phẩm màu tổng hợp
và 11 phẩm màu tự
nhiên: vàng curcumin,
vàng quinolin, nâu HT

Các chất tạo phức kim loại

Dùng để tạo phức hòa tan

hòa tan

với các kim loại đa hóa
trị, cải thiện chất lượng và
tính vững chắc của thực
phẩm

5

14 chất gồm: Isopropyl
xitrat,

natri

polyphosphate,

natri

gluconat…


20

Các chất tạo xốp

Dùng để tạo xốp cho sản
phẩm

21

Chất xử lý bột

Dùng để cải thiện chất

cho thực phẩm
Các chất tạo hương thơm
cho thực phẩm

amoni cacbonat, natri

cacbonat

lượng nướng hoặc màu

22

Nhóm này gồm 2 chất:

Dùng để tạo mùi thơm
cho các sản phẩm thực
phẩm

Nhóm này chỉ có 1
chất: azodicabonamit
Nhóm này gồm 60 chất
bao gồm hương tự
nhiên và hương tổng
hợp.

1.1.2. Quy định về sử dụng phụ gia thực phẩm
Chỉ được sản xuất, nhập khẩu, kinh doanh tại thị trường Việt Nam các phụ
gia thực phẩm trong “danh mục” và phải được chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn chất
lượng VSATTP của cơ quan có thẩm quyền.
Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục trong sản xuất, chế biến, xử
lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm phải thực hiện theo “Quy định về
chất lượng VSATTP của Bộ Y tế”.
Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục phải bảo đảm các quy định
sau: đúng đối tượng thực phẩm và liều lượng khơng vượt q giới hạn an tồn cho
phép; đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật, vệ sinh an toàn cho mỗi chất phụ gia; không
làm biến đổi bản chất, thuộc tính tự nhiên vốn có của thực phẩm.

Các chất phụ gia thực phẩm trong “Danh mục lưu thông trên thị trường”
phải có nhãn đầy đủ các nội dung theo quy định.
1.2. Tổng quan về phụ gia thực phẩm Natri benzoate
1.2.1. Cấu trúc hóa học và tính chất
Natri benzoate là dạng muối của axit benzoic, dạng bột hoặc hạt mịn, màu
trắng, khơng mùi, có tính hịa tan trong nước cao, có cơng thức cấu tạo thể hiện ở
hình 1.1.

6


Hình 1.1. Cấu trúc muối natri benzoate
Độ tan natri benzoate là 550-630mg/l nước ở 20oC (gấp 20 lần độ tan của
axit benzoic), nó cũng tan trong etanol (0,81g/100 ml ở 15oC) metanol và đietyl ete.
Một số tính chất vật lý khác được liệt kê trong bảng 1.2 dưới đây.
Bảng 1.2. Tính chất của muối natri benzoate
CTPT

NaC6H5CO2

KLPT

144.11 g/mol

Tên hệ thống

Natri benzoate

Tên khác

E211, benzoate natri

Khối lượng riêng

1.497 g/cm3

Điểm nóng chảy

3000C

Hằng số axit (pKa)

8.0

Điểm bốc cháy

5000C

Trong tự nhiên natri benzoate cũng được tìm thấy trong các loại trái cây như
mận Đà Lạt, quế, mận lục, táo, cây đinh hương (clove), nhóm cây bách
(berries)….với hàm lượng từ 10 – 20 mg/kg.
1.2.2. Ứng dụng của natri benzoate
Trong sản xuất chế biến thực phẩm, natri benzoate có tác dụng bảo quản các
sản phẩm tránh khỏi nấm mốc và sự phân hủy của các vi sinh vật tốt nhất ở mơi
trường có pH= 2.5-4 và kém nhất ở pH < 2.5. Natri benzoate thường được sử dụng
để bảo quản các loại nước có gas, các loại mứt, hoa quả, các loại sốt, ngũ cốc, sản
phẩm từ thịt, thủy sản, nước chấm, sữa lên men, cà phê,…

7

Trong y học, natri benzoate được sử dụng như thành phần thuốc điều trị các
chứng bệnh ngoài da hoặc một số dược phẩm đặc trị khác, ví dụ loại thuốc dùng qua
đường tĩnh mạch như Ammonul, Ucephan (thành phần natri benzoat tinh khiết từ
50- 100 mg/đơn vị), là lọai thuốc điều trị chứng suy giảm chức năng chuyển hóa
gan (hepaticmetabolic defects) và chứng tăng cao Amoniac trong máu
(hyperammonemia).
1.2.3. Điều chế trong cơng nghiệp
Natri benzoate có thể được sản xuất từ phản ứng của natri hidroxit với axit
benzoic
C6H5COOH + NaOH

C6H5COONa

1.2.4. Ảnh hƣởng của natri benzoat đối với sức khỏe con ngƣời
Theo cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA), Hội đồng tiêu chuẩn
thực phẩm Codex nhận định chất natri benzoate khơng phải là chất gây ung thư, có
độc tính thấp. Theo tiêu chuẩn hiện hành, vẫn cho sử dụng trong thực phẩm với liều
lượng từ 50 – 2000 mg/kg sản phẩm, Bộ Y tế đã công bố được dùng trên 15 loại sản
phẩm. Khi sử dụng natri benzoate trong quá trình bảo quản, chất này làm giảm màu
sắc và độ ngon sản phẩm. Tuy nhiên, có một số nghi ngại về natri benzoate là có thể
kết hợp với axit ascorbic (vitamin C) tạo ra benzen gây nên các bệnh nguy hiểm
như ung thư, tổn thương gan, phổi, não, tim, thay đổi AND, gây ra các bệnh về thần
kinh như Alzheimer và bệnh Parkinson. Ngồi ra, natri benzoate cịn làm tăng triệu
chứng hiếu động thái quá ở trẻ em.
1.2.4.1. Tình hình sử dụng natri benzoat ngồi nƣớc
Axit benzoic và muối natri benzoate, chất bảo quản thực phẩm được công
nhận là an toàn GRAS (generally recognized as safe) với điều kiện sử dụng đúng
tiêu chuẩn đã ban hành. Nồng độ sử dụng tối đa là 0.1÷0.12%; thường dùng
0.05÷0.075% đối với nước quả chua và 0.075÷0.1% đối với nước quả ít chua.

Ngồi ra, axit benzoic còn được sử dụng trong mỹ phẩm, thuốc nhuộm, chất dẻo và
chất đuổi côn trùng. Trong thế kỷ 19, axit benzoic được tổng hợp từ nhựa than đá.

8


Ngày nay, nó được sản xuất từ sản phẩm phụ của cơng nghệ dầu khí đó là toluen.
Số kí hiệu của natri benzoate là E211.
Mặc dù axit benzoic là một chất bảo quản hiệu quả hơn nhưng người ta
thường sử dụng natri benzoate vì axit benzoic khơng hồ tan tốt trong nước. Theo
tiêu chuẩn của Mỹ, giới hạn bởi FDA là hàm lượng natri benzoate khơng vượt 0.1%
tính theo trọng lượng. Theo chương trình Quốc tế về An tồn hóa chất thì khơng có
tác dụng phụ ở người khi sử dụng natri benzoate, axit benzoic với liều 647÷ 825 mg
/kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Thử nghiệm trên động vật cho thấy, mèo có thể
dung nạp lượng axit benzoic và muối của nó thấp hơn đáng kể so với chuột. Nghiên
cứu về cơ chế bảo quản thực phẩm bằng axit benzoic và muối của nó cho thấy, khi
hấp thu axit benzoic vào tế bào, nếu độ pH nội bào thay đổi đến 5 hoặc thấp hơn,
quá trình lên men kỵ khí glucose qua phosphofructokinase được giảm 95%, do đó
ức chế sự tăng trưởng và tồn tại của vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm. [15].
Nghiên cứu về an toàn và sức khỏe khi sử dụng axit benzoic và muối của nó
trong các sản phẩm nước giải khát nếu có axit ascorbic (vitamin C, E300) sẽ tạo ra
benzen, đó là một chất độc, có thể gây ung thư. Tuy nhiên, trong hầu hết các đồ
uống, mức độ benzen được tìm thấy là thấp hơn so với giới hạn nguy hiểm cho
người sử dụng. Ngồi các chất có tính khử trong sản phẩm thực phẩm tác động đến
axit, những tác nhân môi trường như nhiệt độ, ánh sáng và ảnh hưởng đến tốc độ
tạo thành benzen. [16].
Thực tế từ năm 2004, trước sức ép dư luận, tổ chức y tế thế giới WHO cũng
đã cảnh báo về việc thận trọng khi sử dụng chất này trong nước ngọt và khuyến cáo
hạn chế sử dụng với lý do chất này có thể là yếu tố góp phần gây dị ứng và mắc hội
chứng ADHD- tăng tính hiếu động thái quá ở trẻ em nếu dùng quá liều hoặc sử

dụng thường xuyên.
Nghiên cứu công bố năm 2007 của Cơ quan Tiêu chuẩn Thực phẩm Anh
(FSA) cho thấy rằng màu sắc của thực phẩm có thể bị ảnh hưởng khi kết hợp với
natri benzoate. [15].

9


Giáo sư Jim Stevenson từ Đại học Southampton, cho biết: "Khi sử dụng hỗn
hợp một số màu thực phẩm nhân tạo và chất bảo quản natri benzoate có thể dẫn đến
sự gia tăng hành vi hiếu động ở trẻ em”.
Công ty Coca Cola của Mỹ đã có kế hoạch loại bỏ dần natri benzoate trong
các sản phẩm đồ uống như Sprite, Fanta và Oasis ngay sau khi nghiên cứu ra một
loại hóa chất thay thế thích hợp.
JECFA đã đánh giá axit benzoic và muối của nó là ít độc tính cấp tính và
mãn tính. Hầu hết các axit benzoic sau khi dung nạp vào cơ thể sẽ được chuyển hóa
ở gan bởi glycine liên hợp, dẫn đến sự hình thành axit hippuric. Axit hippuric khơng
tích tụ và nhanh chóng được đào thải qua nước tiểu trong vòng 10 đến 14 giờ; có
thể đào thải đến 97% trong 4 giờ đầu tiên. Tuy nhiên, sự hình thành axit hippuric từ
axit benzoic liên quan đến glycine do đó lượng axit benzoic có thể ảnh hưởng đến
bất kỳ chức năng hoặc sự trao đổi chất nào trong cơ thể có liên quan đến glycine
như: giảm creatinine, glutamine, urê và axit uric máu.
1.2.4.2. Tình hình sử dụng natri benzoate trong nƣớc
Tại Việt Nam, natri benzoate được sử dụng trong thực phẩm làm chất bảo
quản chống nấm men, chống mốc đã được Bộ y tế cho phép sử dụng. Theo tiêu
chuẩn hiện hành, liều lượng sử dụng trong thực phẩm là từ 50 ÷ 2000 mg/kg sản
phẩm. Hiện nay, Bộ Y tế đã công bố trên 15 loại sản phẩm được phép sử dụng axit
benzoic, natri benzoate. Tuy nhiên, loại thực phẩm nào cần sử dụng chất này nhằm
mục đích bảo quản, bắt buộc phải công bố thành phần, liều lượng và phải được
ngành chức năng cho phép.

Gần đây, nhiều nguồn thông tin từ nước ngồi như tạp chí, mạng… cho biết
nước giải khát có khả năng bị nhiễm độc chất benzen do một số loại nước giải khát
có vitamin C, sử dụng chất bảo quản natri benzoate. TS. Diệp Ngọc Sương (Hội hóa
học TP.HCM) và cộng sự đã dựa trên phương pháp định lượng benzen của Mỹ (cơ
quan FDA) để phân tích hàm lượng benzen trong các loại nước giải khát có chất bảo
quản natri benzoate và vitamin C. Kết quả cho thấy, phần lớn các mẫu nghiệm

10


khơng phát hiện có chất benzen như dư luận cảnh báo, chỉ có một vài trường hợp
ghi nhận lơ hàng bị nhiễm benzen ở mức độ nhẹ do ảnh hưởng của quá trình bảo
quản, chịu tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng… nhưng dưới
mức tiêu chuẩn cho phép của benzen trong nước uống theo tiêu chuẩn của Việt
Nam.
Ngày 20/6/2012 Viện Kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia và
Viện Vệ sinh y tế cơng cộng TP. Hồ Chí Minh đã xét nghiệm 90 mẫu ơ mai, xí
muội do 15 tỉnh, thành phố gửi về là Hà Giang, Lai Châu, Khánh Hòa, Cà Mau,
Tiền Giang, Phú Thọ, Bắc Ninh, Kiên Giang, Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Bình Định,
Hải Phịng, Lâm Đồng, Bắc Giang, Quảng Nam. Kết quả có 1/90 mẫu có sử dụng
natri benzoate, 23/90 mẫu có sử dụng axit benzoic. Các sản phẩm ơ mai, xí muội là
thực phẩm sản xuất thủ cơng, nên thường khơng có có nhãn mác, bao bì, khó quản
lý và khó đảm bảo ATVSTP.
Theo đánh giá của Viện vệ sinh y tế công cộng, hiện nay một số nhà sản xuất
đang lạm dụng hợp chất natri benzoate để bảo quản thực phẩm nhằm kéo dài thời
gian lưu trữ. Viện vệ sinh y tế công cộng đã làm một cuộc khảo sát, phân tích các
mẫu thực phẩm nước giải khát, nước tương, tương cà, tương ớt, thịt chế biến
sẵn…và kết quả là có khoảng 20% mẫu khơng đạt chỉ tiêu an toàn do sử dụng quá
mức natri benzoate.
Tại Quảng Bình, cơng tác quản lý về ATVSTP cũng đã được quan tâm và đã

có nhiều biện pháp để tăng cường kiểm soát việc sử dụng phụ gia thực phẩm
(PGTP) song tình trạng sử dụng PGTP nói chung khơng đúng quy định cịn xảy ra
khá phổ biến (Trương Đình Định, 2009; Nguyễn Thị Thanh Hương, 2011). Để cải
thiện tình hình sử dụng phụ gia trên địa bàn tỉnh Quảng Bình, một nghiên cứu của
Nguyễn Thị Thanh Hương, Nguyễn Công Khẩn, Hà Thị Anh Đào thuộc Sở y tế và
viện dinh dưỡng Quảng Bình về phụ gia thực phẩm đã được thực hiện từ tháng
4/2009 đến tháng 9/2011. Các hoạt động can thiệp gồm tập huấn, truyền thông, tăng
cường thanh tra, kiểm tra, xây dựng mơ hình điểm về sử dụng, cung ứng và tư vấn
sử dụng phụ gia thực phẩm đã được thực hiện. Toàn bộ các mẫu xét nghiệm được

11


lấy từ 164 cơ sở chế biến - kinh doanh thực phẩm để xét nghiệm, kết quả cho thấy
sau can thiệp tỷ lệ mẫu thực phẩm có hàm lượng khơng đạt yêu cầu đã giảm từ
46.4% còn 13.6% đối với axit benzoic.
Trong cuộc sống, sức khỏe và thực phẩm có mối quan hệ mật thiết với nhau
trong đó chất lượng thực phẩm là nhân tố ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.
Vì vậy, việc kiểm tra được chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm rất quan trọng và
cấp bách nhưng hiện nay, việc kiểm soát VSATTP chưa thật sự chủ động và đạt
hiệu quả cao. Các phòng kiểm nghiệm thường bị động trước việc nhà sản xuất thực
phẩm sử dụng tùy tiện những chất bảo quản thực phẩm vì mục đích lợi nhuận.
Nhằm đảm bảo u cầu an toàn cho người tiêu dùng, tránh thiệt hại cho doanh
nghiệp, đảm bảo khả năng cạnh tranh đòi hỏi chúng ta phải có biện pháp kiểm sốt
hữu hiệu hóa chất độc hại có trong thực phẩm.
1.3. Các phƣơng pháp xác định natri benzoate
1.3.1. Phân tích định tính
Thử định tính gốc benzoate: Cân 1g mẫu pha với 10 mL nước cất. Thêm
dung dịch sắt (III) clorua vào dung dịch thử. Trong dung dịch thử phải xuất hiện kết
tủa màu da bò.

Thử định tính natri: Axit hóa dung dịch mẫu bằng HNO3 lỗng, cho dung
dịch Coban uranyl acetate, lắc nhẹ trong vài phút. Trong dung dịch thử phải xuất
hiện kết tủa màu vàng. Các hợp chất chứa natri cho ngọn lửa màu vàng.
1.3.2. Phân tích định lƣợng
1.3.2.1. Phƣơng pháp chuẩn độ
Nguyên tắc: Chiết axit benzoic hoặc natri benzoate từ mẫu bằng nước và từ
nước bằng clorofom, sau đó chuẩn độ bằng kiềm.
1.3.2.2. Phƣơng pháp đo quang [13]
Nguyên tắc: Chiết axit benzoic từ mẫu bằng ete etylic, nitro hoá với axit mdinitrobenzoic, khử tới axit m-diaminobenzoic. Dùng hydroxylamin clorua tạo phức
chất có màu, đo mật độ quang ở bước sóng 532 nm.

12


- Đối với mẫu ở dạng lỏng: Hút 10 mL mẫu vào phễu chiết có chia độ, thêm
2 mL H2SO4 25% và 25 mL ete etylic. Lắc trong 5 phút, để yên cho phân lớp.Tách
lớp nước vào phễu chiết khác và lại chiết một lần nữa. Gộp các phần ete vào một
phễu chiết khác, thêm 2 mL NaOH 40 g/L và 1 giọt phenolphtalein, lắc trong 5
phút. Tách dung dịch kiềm vào bình mức dung tích 10 mL. Chiết 2 lần nữa, mỗi lần
dùng 2 mL NaOH 4 g/L tráng bình chiết. Gộp dịch kiềm chiết được vào bình mức
trên, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Lấy 1 mL dịch chiết kiềm chuyển vào ống
nghiệm và tiến hành đo mật độ quang ở bước sóng 532 nm.
- Đối với mẫu ở dạng rắn, đặc: Lúc này phải tách chiết natri benzoate bằng
dung môi phù hợp rồi thực hiện như đối với mẫu dạng lỏng.
1.3.2.3. Phƣơng pháp phân tích sắc kí lỏng cao áp hiệu năng cao (HPLC)
Hiện nay phương pháp HPLC đang được ứng dụng rộng rãi vì phương pháp
này có độ chính xác, độ nhạy cao, có thể tách được nhiều chất trong cùng một mẫu.
1.4. Các kỹ thuật xử lý mẫu trong phân tích
Xử lý mẫu trong phân tích thực phẩm là khâu hết sức quan trọng. Tùy từng
đối tượng mẫu, tùy từng chỉ tiêu phân tích mà phải có cách xử lý khác nhau. Xử lý

mẫu gồm hai quá trình xảy ra đồng thời là: Phá huỷ cấu trúc ban đầu của chất mẫu
(digestion of Sample Matrix) và hòa tan chất cần xác định về dạng dung dịch đồng
thể.
Việc xử lý mẫu theo cách nào là tuỳ thuộc vào đối tượng mẫu, bản chất, tính
chất của các chất cần phân tích, trạng thái tồn tại, cấu trúc vật lý hoá học của các
chất trong mẫu, phương pháp phân tích được lựa chọn và hàm lượng của chất cần
xác định trong mẫu.
1.4.1. Kỹ thuật vơ cơ hóa ƣớt
1.4.1.1. Vơ cơ hóa ƣớt dùng axit mạnh, đặc, nóng
Các loại axit thường dùng để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng trong
bình Kendan, trong ống nghiệm, trong cốc hay trong lị vi sóng như HCl, H2SO4,
HNO3, HClO4, hoặc hỗn hợp hai axit ( HNO3 + H2SO4), hay ba axit (HNO3 + H2SO4

13


+ HClO4), hoặc là một axit đặc và một chất ôxy hoá mạnh (H2SO4 + KMnO4), v.v..
Lượng axit cần dùng để phân huỷ mẫu thường gấp 10 ÷ 15 lần lượng mẫu, tuỳ
thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hố học của nó. Thời gian phân huỷ mẫu (xử
lý) trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc... thường từ vài giờ đến hàng
chục giờ tùy thuộc vào loại mẫu, bản chất của các chất có trong mẫu. Nếu xử lý
mẫu trong lị vi sóng hệ kín thì chỉ cần 50 ÷ 90 phút.
Ứng dụng chủ yếu của kỹ thuật xử lý ướt này là để xử lý mẫu, xác định các
-

-

-

3-

2-

3-

kim loại và một số phi kim, hay anion vô cơ, như Cl . Br , I , AsO4 , SO4 , PO4 ,
2-

SiO3 . .. trong các mẫu sinh học, mẫu hữu cơ, mẫu vô cơ, mẫu mơi trường, mẫu đất,
mẫu nước, mẫu bụi khơng khí, mẫu kim loại, hợp kim, rau quả và thực phẩm…
Các ưu và nhược điểm chính của kỹ thuật này là hầu như khơng bị mất các
chất phân tích nhưng thời gian phân huỷ mẫu rất dài, tốn nhiều axit đặc và tinh
khiết, dễ bị nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ hở do môi trường hay axit sử dụng, phải
đuổi axit dư trong thời gian lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu…
1.4.1.2. Vơ cơ hóa ƣớt dùng kiềm mạnh, đặc, nóng
Sử dụng các dung dịch kiềm mạnh đặc nóng (NaOH, KOH 15÷20%), hay
hỗn hợp của kiềm mạnh và muối kim loại kiềm (NaOH +NaHCO3), hay một kiềm
mạnh và peroxit (KOH + Na2O2), nồng độ lớn (10÷ 20%), để phân huỷ mẫu phân
tích trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan hay trong hộp kín, hoặc trong lị vi
sóng. Lượng dung dịch phân huỷ cần lớn gấp 8÷15 lần lượng mẫu. Thời gian phân
huỷ từ 4÷10 giờ trong hệ hở. Cịn trong hệ lị vi sóng kín chỉ cần thời gian 1÷2 giờ.
Nhiệt độ phân huỷ chính là nhiệt độ sơi của dung dịch kiềm, thơng thường trong
0

vùng 150÷200 C.
1.4.2. Kỹ thuật vơ cơ hóa khơ
Kỹ thuật xử lý khơ (vơ cơ hóa khơ) là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lị
0

nung ở một nhiệt độ thích hợp (450÷750 C). Thực chất đây chỉ là bước đầu tiên của

quá trình xử lý mẫu vì sau khi nung, mẫu bã cịn lại phải được hồ tan (xử lý tiếp)

14


bằng dung dịch muối hay dung dịch axit phù hợp, thì mới chuyển được các chất cần
phân tích trong tro mẫu vào dạng dung dịch, để sau đó xác định chất phân tích theo
một phương pháp đã chọn. Khi nung, các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy thành
CO2 và nước.
Các ưu và nhược điểm chính của kỹ thuật xử lý mẫu này là thao tác và cách
làm đơn giản, không phải dùng nhiều axit đặc tinh khiết cao đắt tiền, xử lý được
triệt để mẫu nhất là các mẫu có nền hữu cơ, đốt cháy hết các chất hữu cơ vì thế
dung dịch mẫu thu được sạch. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là có thể
mất một số chất dễ bay hơi như Cd, Pb, Zn, Sn, Sb,… nếu khơng có chất phụ gia và
chất bảo vệ.
1.4.3. Kỹ thuật vơ cơ hóa khơ ƣớt kết hợp
Mẫu được phân huỷ trong chén hay cốc nung. Trước tiên, người ta thực hiện
xử lý ướt sơ bộ bằng một lượng nhỏ axit và chất phụ gia để phá vỡ sơ bộ cấu trúc
ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi
khi nung. Sau đó, nung mẫu ở nhiệt độ thích hợp. Vì thế lượng axit dùng để xử lý
thường chỉ bằng 1/4 hay 1/5 lượng cần dùng cho xử lý ướt. Khi đó, q trình nung
sẽ nhanh hơn và quá trình xử lý sẽ triệt để hơn xử lý ướt và hạn chế được sự mất
mát của một số kim loại khi nung. Do đó, kỹ thuật vơ cơ hố khơ-ướt kết hợp đã tận
dụng được ưu điểm của cả hai kỹ thuật xử lý ướt và xử lý khơ. Phương pháp này
giảm bớt được các hố chất (axit hay kiềm tinh khiết) so với khi xử lý ướt, khi hoà
tan tro mẫu sẽ thu được dung dịch mẫu trong và sạch vì khơng cịn chất hữu cơ.
Cách xử lí mẫu này thích hợp cho các mẫu có nền (matrix) là chất hữu cơ như rau
-

-

2-

quả, thực phẩm để xác định các kim loại và một số anion vô cơ (Cl , Br , SO4 ,
3-

PO4 ,..). Đối với các phịng thí nghiệm khơng có trang bị lị vi sóng, thì cách xử lý
mẫu này vẫn là một phương pháp thích hợp, đơn giản, cho kết quả tốt.

15