intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng kỹ thuật sắc ký điện di mao quản phân tích Acesulfame K, Saccharin, Aspartame trong đồ uống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

23
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xây dựng, thẩm định phương pháp tách và định lượng đồng thời acesulfame-k, saccharin, và aspartame - một số chất chất ngọt tổng hợp hay dùng trong đồ uống, nước giải khát. Ứng dụng phương pháp vừa xây dựng để phân tích các chất khảo sát kể trên trong một số sản phẩm đang lưu hành trên thị trường. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng kỹ thuật sắc ký điện di mao quản phân tích Acesulfame K, Saccharin, Aspartame trong đồ uống

  1. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ................ TRẦN PHÚC NGHĨA ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO QUẢN PHÂN TÍCH ACESULFAME-K, SACCHARIN, ASPARTAME TRONG ĐỒ UỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  2. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HOÁ HỌC ................ TRẦN PHÚC NGHĨA ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO QUẢN PHÂN TÍCH ACESULFAME-K, SACCHARIN, ASPARTAME TRONG ĐỒ UỐNG CHUYÊN NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60 44 29 Giáo viên hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ HỒNG HẢO Hà Nội - 2011 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  3. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích MỤC LỤC MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 Chƣơng I: TỔNG QUAN ................................................................................................... 2 1.1.Giới thiệu về đường hóa học....................................................................................... 2 1.1.1. Định nghĩa .......................................................................................................... 2 1.1.2. Phân loại ............................................................................................................. 2 1.1.3. Tác hại của đường hóa học ................................................................................. 2 1.1.4. Tình hình sử dụng đường hóa học trong thực phẩm, đồ uống hiện nay ............ 2 1.2. Đại cương về chất phân tích ...................................................................................... 4 1.2.1. Acesulfame-K .................................................................................................... 4 1.2.2. Aspartam ............................................................................................................. 5 1.2.3. Saccharin ............................................................................................................. 6 1.3. Tổng quan về các phương pháp phân tích Ac-k, Sac, As .......................................... 7 1.3.1 Các phương pháp và xu hướng nghiên cứu trong nước ....................................... 7 1.3.2 Các phương pháp trên thế giới ............................................................................. 7 1.3.2.1. Phương pháp quang phổ UV – VIS .............................................................. 8 1.3.2.2. Các phương pháp HPLC ............................................................................ 10 1.3.2.3. Phương pháp điện di mao quản .................................................................. 12 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 14 2.1.Đối tượng, nội dung và mục tiêu nghiên cứu ........................................................... 14 2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu .................................................................... 14 2.1.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 14 2.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 15 2.2.1. Phương pháp sử lý mẫu ..................................................................................... 15 2.2.2. Phương pháp sắc ký điện di mao quản.............................................................. 15 2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết của điện di mao quản ........................................................ 15 2.2.2.2. Nguyên tắc hoạt động của điện di mao quản ............................................. 15 2.2.2.3. Đặc điểm của điện di mao quản ................................................................. 16 2.2.2.4. Phân loại điện di mao quản ....................................................................... 16 2.2.2.5. Mao quản (cột tách) trong phương pháp điện di mao quản ....................... 17 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  4. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích 2.2.2.6. Dòng điện thẩm (Electroosmotic flow-EOF) ............................................. 17 2.2.2.7. Các thông số phân tích của CE ................................................................... 20 2.2.2.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện di .............................................. 21 2.2.2.9. Các loại detector thông dụng trong phương pháp điện di mao quản. ........ 21 2.2.2.10. Điện di mao quản vùng (CZE) ................................................................. 22 2.3. Phương tiện nghiên cứu ........................................................................................... 22 2.3.1 Nguyên vật liệu .................................................................................................. 22 2.3.1.1. Chất chuẩn đối chiếu .................................................................................. 22 2.3.1.2 Hóa chất dung môi ...................................................................................... 23 2.3.1.3. Thiết bị dụng cụ .......................................................................................... 23 2.4. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất ............................................................................. 24 2.4.1. Pha dung dịch chuẩn gốc .................................................................................. 24 2.4.2. Pha dung dịch đệm ............................................................................................ 25 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................................... 27 3.1. Tối ưu hóa các điều kiện xác định Ace-K, Sac, Asp bằng kỹ thuật sắc ký điện di mao quản. ........................................................................................................................ 27 3.1.1. Một số điều kiện cố định ................................................................................... 27 3.1.2. Khảo sát các điều kiện ...................................................................................... 27 3.1.2.1. Hệ đệm........................................................................................................ 28 3.1.2.2. Xác định điều kiện nhiệt độ ........................................................................ 32 3.1.2.3. Xác định thế đặt vào hai đầu ...................................................................... 33 3.1.2.4. Xác định bước sóng định lượng ................................................................. 34 3.1.2.5 Kết luận ....................................................................................................... 36 3.2 Thẩm định phương pháp ........................................................................................... 36 3.2.1. Tính chọn lọc..................................................... Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Các chất cản trở gây ảnh hưởng ........................................................................ 38 3.2.2.1. Ảnh hưởng của chất bảo quản .................................................................... 39 3.2.2.2. Ảnh hưởng của các loại đường ................................................................... 40 3.2.2.3. Ảnh hưởng của phẩm màu ......................................................................... 42 3.2.3. Khảo sát lập đường chuẩn ................................................................................. 44 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  5. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích 3.2.4. Giới hạn phát hiện LOD .................................................................................... 47 3.2.5.Giới hạn định lượng LOQ .................................................................................. 49 3.2.6. Khoảng tuyến tính ............................................................................................. 50 3.2.7. Đánh giá độ chính xác (độ đúng, độ chụm ) của phương pháp ....................... 50 3.2.8. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp ........................................................ 52 3.3. Phân tích mẫu thực tế............................................................................................... 54 3.4. Bàn luận về qui trình rửa giải .................................................................................. 61 KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 63 KIẾN NGHỊ ...................................................................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 65 PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 69 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  6. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích BẢNG NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN STT Ký hiệu Giải thích 1 Ace-K Acesulfame 2 Asp Aspartame 3 Brill Brilliant 4 CE Phương pháp điện di mao quản 5 CIEFC Sắc ký điện di mao quản đẳng tốc độ 6 Cyc Cyclamate 7 CZE Điện di mao quản vùng 8 EOF Dòng điện di thẩm thấu 9 Fruc Fructose 10 GEL-CEC Sắc ký điện di mao quản gel (rây phân tử) 11 Glu Glucose 12 HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao 13 IC Sắc ký ion 14 LOD giới hạn phát hiện 15 LOQ Giới hạn định lượng 16 MEKC Điện di mao quản điện động học Mixen 17 Qui Quilenol 18 RSD Độ lệch chuẩn 19 Sac Saccharin 20 Sacch Saccharose 21 Sun Sunset - Yellow 22 Tarta Tartarin 23 TNHH Trách nhiệm hữu hạn 24 UPLC Sắc ký lỏng siêu hiệu suất 25 UV-VIS Quang phổ hấp thụ phân tử Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  7. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích MỤC LỤC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất vào các loại đệm ............ 28 Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất vào giá trị pH ................. 29 Bảng 3.3. Kết quả sự phụ thuộc của thời gian lưu của các chất chuẩn .............................. 31 vào nồng độ đệm borat ....................................................................................................... 31 Bảng 3.4. Kết quả thời gian lưu của asp, sac, ace-k ở các nhiệt độ khác nhau .................. 32 Bảng 3.5. Thời gian lưu của asp, sac, ace-k khi thay đổi điện thế ..................................... 34 Bảng 3.6. Diện tích píc của asp, sac, ace-k ở các bước sóng khác nhau ............................ 35 Bảng 3.7. Kết quả thể hiện tính chọn lọc của phương pháp ............................................... 38 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của chất bảo quản lên diện tích pic của Ace-K, Sac, Asp. ............. 39 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của đường Glucose, Fructose, Cyclamate và Saccharose ............... 40 lên diện tích pic của Ace-K, Sac, Asp ................................................................................ 40 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của phẩm màu Tarta và Brill, Sunset và Qui ................................ 42 tới diện tích pic của Asp, Sac, Ace-K................................................................................. 42 Bảng 3.11. Sự phụ thuộc diện tích píc vào nồng độ Asp, Ace-K, Sac ............................... 44 Bảng 3.12. Giá trị phương sai và Ftính của Asp, Sac, Ace-K ............................................ 47 Bảng 3.13. Giới hạn phát hiện (LOD) theo phương pháp lý thuyết tính theo .................... 49 phương trình đường chuẩn ................................................................................................. 49 Bảng 3.14: Giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp ................................................ 49 Bảng 3.15. Khoảng tuyến tính của Asp, Sac, Ace-K ......................................................... 50 Bảng 3.16. Sai số và độ lặp lại của phép đo tại các nồng độ khác nhau ............................ 51 Bảng 3.17. Diện tích píc của As, Sac, Ac-k ở các nồng độ khác nhau ............................. 53 Bảng 3.18. Kết quả độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp .......................................... 53 Bảng 3.19. Kết quả diện tích pic đối với mẫu thêm chuẩn và không thêm chuẩn ............. 55 Bảng 3.19. Kết quả phân tích Asp, Sac, Ace trong các mẫu .............................................. 61 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  8. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích MỤC LỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy điện di muản......................................................................... 15 Hình 2.2. Mặt cắt ngang của mao quản .............................................................................. 17 Hình 2.3. Cấu trúc lớp điện kép trên thành mao quản ........................................................ 18 Hình 2.4. Dòng EOF và lớp điện kép trong mao quản ...................................................... 18 Hình 2.5. Các kiểu dòng chảy và pic sắc ký trong CE. ..................................................... 19 Hình 2.6. Hệ thống phân tích CE: Máy điện di Agilent, máy tính, máy in ........................ 23 Hình 3.1: Phổ hấp thụ UV – VIS của asp (a), sac (b), ace- k (c) trong môi....................... 27 trường nước ( L= 65cm, i.d=50 μm, áp suất 50 mbar, I = 50 mA, E = 25 kV) .................. 27 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất ........................... 28 vào các loại đệm ................................................................................................................. 28 Hình 3.3. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất chuẩn asp, sac, ace-k trong điều kiện ................ 29 Đệm borat 20 mM pH 9,00 ( L=65 cm, I=50 mA, V=25kV, t =25oC, áp suất 50 mbar) . 29 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc của .......................................... 30 asp, sac, ace-k vào giá trị pH của đệm borat 20 mM. ........................................................ 30 Hình 3.5. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất chuẩn asp, sac, ace-k trong điều kiện (Đệm borat pH 9,5, L=65 cm, I= 50mA, V= 25kV, t=25oC áp suất 50 mbar) ..................................... 30 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa thời gian lưu của asp, sac, ace-k ................ 31 vào nồng dộ đệm borat pH 9,5 ........................................................................................... 31 Hình 3.7. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất trong điều kiện đệm borat 20 mM ..................... 31 ( pH 9,5 và I=50 mA, V=25kV, L= 65 cm, t =25oC, áp suất 50 mbar) ............................ 31 Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa thời gian lưu ............................................... 32 của asp, sac, ace-k vào nhiệt độ .......................................................................................... 32 Hình 3.9. Điện di đồ của hỗn hợp asp, sac, ace-k ở nhiệt độ 25oC trong điều kiện .......... 33 ( Đệm borat 20 mM, pH 95, và I=50 mA, V=25kV, L= 65 cm, áp suất 50 mbar) ............ 33 Hình 3.10. Đồ thị biểu diện sự phụ thuộc giữa thời gian lưu ............................................. 34 của asp, sac, ace-k vào điện thế .......................................................................................... 34 Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc .............................................. 35 của asp, sac, ace-k vào bước sóng ...................................................................................... 35 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  9. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích Hình 3.12. Sắc đồ các chất chuẩn trong hỗn hợp ở bước sóng 215,5 nm .......................... 35 (L=65 cm, V=25kV, I=50mA, đệm borat 20mM, pH=9,5, t = 20oC, áp suất 50 mbar) .... 35 Hình 3.13. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất trong điều kiện điện di lựa chọn ...................... 36 (L=65cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) . 36 Hình 3.14. Điện di đồ về thời gian lưu của chuẩn đơn Aspartame (hình c), ..................... 37 Acesulfame-k (hình b), Saccharin( hình a) trong điều kiện (L=65cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) ................................................... 37 Hình 3.15. Điện di đồ khi thêm các yếu tố ảnh hưởng(axit benzoic 43,04 ppm, ............... 43 axit sorbic 46,08 ppm, glucose 46,24 ppm, fructose 43,04 ppm, saccharose 41,80 ppm, cyclamate 50 ppm, sunset yellow 67,52 ppm , brilliant 18,6 ppm, quilenol 57,12 ppm , tartarin 48,64 ppm ) trong điều kiện (L=54cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, ..... 43 t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) ............................................................................... 43 Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Asp ................... 45 và đường chuẩn của Aspartame .......................................................................................... 45 Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Saccharin ......... 45 và đường chuẩn của Saccharin ........................................................................................... 45 Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Acesulfame-K .. 46 và đường chuẩn của Acesulfame-K .................................................................................... 46 Hình 3.19. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), .......................... 56 Acesulfame-K (c) trong mẫu Samurai ................................................................................ 56 Hình 3.20. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), .......................... 57 Acesulfame-K (c) trong mẫu Sprite ................................................................................... 57 Hình 3.21. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), .......................... 58 Acesulfame-K (c) trong mẫu Lemon C2 ............................................................................ 58 Hình 3.22. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), .......................... 59 Acesulfame-K (c) trong mẫu Coca Cola ............................................................................ 59 Hình 3.23. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), .......................... 60 Acesulfame-K (c) trong mẫu Trà xanh Oo ......................................................................... 60 Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  10. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích MỞ ĐẦU Acesulfame-k, saccharin, và aspartame là những chất ngọt tổng hợp thường được sử dụng trong các ngành sản xuất chế biến dược phẩm, mỹ phẩm, cũng như trong thực phẩm (đặc biệt là các loại đồ uống). Các chất này có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe người dùng ở các mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào liều lượng đưa vào cơ thể. Vì vậy, một vấn đề được đặt ra không chỉ với các cơ quan quản lý chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, mà còn với những nhà sản xuất là phải xây dựng phương pháp phát hiện, định lượng các chất kể trên nhằm phục vụ cho công tác thanh tra, kiểm định và kiểm soát hàm lượng nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Hiện nay việc phân tích acesulfame-k, saccharin,và aspartame có thể được tiến hành chủ yếu dựa vào kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Ưu điểm của HPLC là độ chính xác và độ lặp lại cao nhưng chi phí tốn kém và độc hại do sử dụng dung môi hữu cơ. Thêm vào đó, các chất được khảo sát là các chất phân cực, nên việc phân tích bằng HPLC trên thực tế gặp khá nhiều khó khăn. Do đó, trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi đã chọn phương pháp điện di mao quản để xác định đồng thời hàm lượng aspartame, acesulfame-k, và saccharin trong các loại đồ uống. Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị tương đối đơn giản, chi phí thấp và đặc biệt có thể tích hợp với nhiều loại đetectơ khác nhau như đetectơ quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis), huỳnh quang, khối phổ, điện hóa (đo dòng, đo thế và đo độ dẫn),... nên sẽ cho khả năng nhận dạng và định lượng các chất một cách khá chọn lọc. Nghiên cứu được chúng tôi tiến hành nhằm thực hiện 2 mục tiêu: - Xây dựng, thẩm định phương pháp tách và định lượng đồng thời acesulfame-k, saccharin, và aspartame - một số chất chất ngọt tổng hợp hay dùng trong đồ uống, nước giải khát. - Ứng dụng phương pháp vừa xây dựng để phân tích các chất khảo sát kể trên trong một số sản phẩm đang lưu hành trên thị trường. Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  11. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích Chƣơng I: TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu về đƣờng hóa học 1.1.1. Định nghĩa Chất ngọt tổng hợp (hay còn gọi là đường hóa học, chất ngọt nhân tạo) là những chất không có trong tự nhiên, vị ngọt rất cao so với đường sacarose (gấp khoảng 160- 1300 lần độ ngọt của đường sucrose) và không có giá trị dinh dưỡng, thường được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: bổ sung vào trong thực phẩm dành cho người ăn kiêng, người bị bệnh tiểu đường, chất tá dược trong thuốc để che mùi vị, chất tạo vị ngọt trong bánh kẹo, nước giải khát…[11] 1.1.2. Phân loại Chất ngọt tổng hợp bao gồm nhiều loại khác nhau, chủ yếu người ta chia thành 2 loại: chất tạo ngọt không sinh năng lượng và chất tạo ngọt có sinh năng lượng. - Chất tạo ngọt không sinh năng lượng là những chất chỉ tạo ra vị ngọt hầu như không được chuyển hóa thành năng lượng cho cơ thể hoạt động (năng lượng nếu có chỉ nhỏ hơn 2% so với lượng đường tạo ra cùng vị ngọt), một số loại được chiết suất từ các nguyên liệu tự nhiên và một số được tổng hợp bằng phương pháp hóa học, trong đó các chất thường được sử dụng nhất là saccharin (E954),aspartame (E951), acesulfame K (E950) và một số chất khác ít được sử dụng hay đang được nghiên cứu thêm là stevioside, sucralose (E955) - Chất tạo ngọt sinh năng lượng là những chất tạo ngọt sinh ra lượng năng lượng lớn hơn 2% lượng đường tạo ra cùng vị ngọt, thường được sử dụng gồm fructose, xylitol, sorbitol, mannitol, lactitol, lactulose, maltitol, isomalt… 1.1.3. Tác hại của đƣờng hóa học Tâm lý người tiêu dùng ngày nay hướng về những gì có xuất xứ tự nhiên. Trong đó đường hóa học là vấn đề gây nhiều lo ngại, nhất là khi có nhiều tai tiếng là đường hóa học gây ung thư Theo báo New York Time đăng tải: Thượng nghị Sĩ Howard Metzenbaum đã viết một dự luật đề nghị phải có một lời cảnh báo được in trên các nhãn hiệu của các sản phẩm có chứa chất "Aspartame", đặc biệt lưu ý đối với người mang thai và trẻ em. Dự luật cũng đòi hỏi phải có những cơ sở độc lập nghiên cứu về những nguy hiểm và trở ngại trong các Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  12. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích sản phẩm có sự hiện diện của các chất này gây ra các chứng co giật, thay đổi trong não bộ và hệ thần kinh, cùng các biến chứng về tính cách. Aspartame khi vào cơ thể , bản thân nó không hấp thụ vào máu mà tan ra trong ruột thành ba chất: aspartic acid (40%), phenylalanin (50%) và methanol (10%). Đây là cơ sở của nhiều ý kiến về tác động bất lợi cho sức khỏe con người từ aspartam. Saccharin khi đi vào cơ thể, nó không bị hấp thụ vào các bộ phận trong cơ thể mà được thải hồi sau đó qua đường tiểu tiện. Do đó, có thể nói saccharin không tạo ra năng lượng cho cơ thể và không ảnh hưởng đến lượng đường trong máu. Dùng nhiều lượng saccharin có thể sinh ra chứng béo phì. Acesulfame-K có thể gây nên một số biến chứng như : Đi tiểu thường xuyên, tiểu gắt, nước tiểu đậm màu, ngứa ngáy, khó thở, tức ngực nếu dung hàm lượng nhiều. Tại Hoa Kỳ, các loại đường aspartame, saccharin, dextrose, maltodextrin, sucralose…đã được FDA chấp nhận, nhưng vẫn chưa có những kết quả nghiên cứu về mức an toàn cũng như độ độc hại. Hiện nay tại VN chỉ có các chất tạo ngọt manitol, acesulfam K, aspartam, isomalt, saccharin (và Na, K, Ca của nó), sorbitol và sirô sorbitol, sucraloza được Bộ Y tế cho phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và có qui định rõ ràng. 1.1.4. Tình hình sử dụng đƣờng hóa học trong thực phẩm, đồ uống hiện nay Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta chuyển sang cơ chế thị trường. Các loại thực phẩm sản xuất, chế biến trong nước và nước ngoài nhập vào Việt Nam ngày càng nhiều chủng loại. Việc sử dụng các chất phụ gia trong sản xuất trở nên phổ biến. Các loại phẩm màu, đường hóa học đang bị lạm dụng trong pha chế nước giải khác, sản xuất bánh kẹo, chế biến thức ăn sẵn như thịt quay, giò chả, ô mai … Tình hình sản xuất thức ăn, đồ uống giả, không đảm bảo chất lượng và không theo đúng thành phần nguyên liệu cũng như quy trình công nghệ đã đăng ký với cơ quan quản lý đang là nỗi nhức nhối với toàn xã hội. Chính vì nhờ độ ngọt cao, giá thành lại rẻ nên tại TP HCM, nhất là ở các hàng quán vỉa hè, tiểu thương vẫn dùng các loại đường hóa học chế biến thức ăn, luộc bắp hay ngâm trái cây, làm kem, nước phở …. để tăng vị ngọt.[23] Theo báo cáo đầu năm của đoàn kiểm tra trung tâm y tế dự phòng quận Ninh Kiều (Cần Thơ) đã phát hiện cơ sở rang cà phê Thái Dương (phường An Bình, Ninh Kiều) Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  13. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích dùng đường cyclamate trong chế biến cà phê về hành vi sử dụng phụ gia trái quy định. Trên thực tế, ngày 17/5 vừa qua, Chi cục An toàn vệ sinh thực phẩm tỉnh Cà Mau đã phát hiện kem tại điểm bán số 41, ấp Cây Trâm, xã Định Bình, TP Cà Mau (Cà Mau) sử dụng đường hóa học cyclamat (hiện cấm sử dụng tại Việt Nam) và đường Aspartame. Không chỉ kem, mà sữa đậu nành cũng bị phát hiện chứa đường hóa học. Ngày 15/4, phòng Cảnh sát phòng chống tội phạm về môi trường công an tỉnh Thái Bình, đã kiểm tra phát hiện 563 thùng sữa đậu nành thương hiệu 199 Hoàng Hà là của Công ty TNHH Chế biến thực phẩm Hoàng Hà ở Trịnh Nguyễn, phường Châu Khê, Từ Sơn, Bắc Ninh.có chứa hàm lượng Aspartame và Saccharin vượt mức cho phép. Theo báo cáo của cơ quan quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm sở Y tế TPHCM đã thanh tra một cơ sở sản xuất nước mắm ở quận Bình Tân. Đoàn thanh tra phát hiện 120 chai nước mắm loại 20ml; 168 chai siêu hạng loại 350ml; sáu chai loại 720ml... đều được chế biến bằng đường hóa học Aspartame và cyclamate.[23] 1.2. Đại cƣơng về chất phân tích 1.2.1. Acesulfame-K  Tính chất -Tên IUPAC: potassium 6 - methyl - 2,2 - dioxo-oxathiazin – 4 - olate - Công thức hóa học: C4H4KNO4S - Công thức cấu tạo: CH3 O O N SO2 K - Độ tan ở 20oC: Ethanol là 1g/1000 ml ; Nước là 1g/3,7 ml. - Tỷ trọng: 1,81 g/cm3 - Nhiệt độ sôi: 225 °C - Khối lượng mol phân tử: 242 g/mol - Vị ngọt gấp 150 – 200 lần đường saccharose. - Tuy nhiên nó có dư vị hơi đắng Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  14. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích - Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tương tự saccharin. - Ổn định hơn Aspartam ở nhiệt độ cao và môi trường acid.  Vai trò Được sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dược phẩm nhằm tăng cường vị và che dấu những vị khó chịu. Thường được dùng phối hợp với các chất ngọt tổng hợp khác như Aspartam, Cyclamat. Không được chuyển hóa trong cơ thể và nhanh chóng đào thải ra khỏi cơ thể. Hàng ngày không nên đưa vào cơ thể một lượng lớn hơn 15 mg/kg trọng lượng. 1.2.2. Aspartam  Tính chất -Tên IUPAC: N-(L-α-Aspartyl)-L- phenylalanine, 1-methyl ester - Công thức hóa học: C14H18N2O5 - Công thức cấu tạo O O OCH3 NH OH NH2 O - Độ tan: tan ít trong nước, tan rất ít trong ethanol. - Dung dịch 1%(KL/TT) ở 20oC có pH 5,2 - Tương kỵ với calci hydrophosphat, magnesi stearat. - Tỷ trọng: 1,347 g.cm-3 - Nhiệt độ sôi: 247 °C - Khối lượng mol phân tử: 294,3 g/mol - Không để lại dư vị khó chịu, không ổn định ở nhiệt độ và pH cao. - Là một dipeptid, màu trắng, không mùi, vị ngọt mạnh (độ ngọt của nó cũng bằng khoảng 180-200 lần độ ngọt của sucrose). - Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17 Kj/g). Tuy nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartam đã tạo ra độ ngọt cần thiết. Do đó năng lượng chúng ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể. Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  15. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích - Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đường. - Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartam không giữ được lâu. Cho trộn aspartam với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình.  Vai trò Được sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dược phẩm, bánh kẹo… nhằm tăng cường vị ngọt và che dấu những vị khó chịu. Thường được dùng phối hợp với các chất ngọt tổng hợp khác như Acesulfam K, Cyclamat. Là một chất không độc song các dạng chuyển hóa của nó lại độc như: Axit Aspartic , phenylalanine. 1.2.3. Saccharin  Tính chất -Tên IUPAC: 1,1-Dioxo-1,2-benzothiazol-3-one - Công thức hóa học: C7H5NO3S - Công thức cấu tạo: O O S NH O - Tinh thể màu trắng trong, không mùi, tan ít trong nước và ete. - Độ tan : Nước là 1g/290 ml ; Ethanol(95%) là 1g/31ml - Dung dịch 0,35%(KL/TT) có pH 2,0. -Tỷ trọng: 0,828 g.cm-3 - Nhiệt độ sôi: 229,7 °C - Khối lượng mol phân tử: 183,18 g/mol - Có vị chát và kim loại - Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khó chịu. Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  16. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích - Ngọt gấp 300 - 400 lần saccharose, ổn định ở môi trường acid nên dùng được trong nước ngọt, thường dùng dưới dạng muối natri hay canxi. - Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu. Nó không gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho cơ thể. Vì thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo  Vai trò Được sử dụng để tạo vị ngọt hoặc che dấu mùi vị trong thức ăn, đồ uống, kem đánh răng, nước súc miệng. Nó thường được sử dụng ở nồng độ 0,02-0,5% (KL/KL). Phản ứng bất lợi do saccharin đã được ghi nhận: mề đay, nhạy cảm với ánh sáng. Hàng ngày không nên đưa vào cơ thể một lượng Saccharin dưới dạng muối (Natri, kali) lớn hơn 5 mg/kg trọng lượng. 1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp phân tích Ac-k, Sac, As 1.3.1 Các phƣơng pháp và xu hƣớng nghiên cứu trong nƣớc Hiện nay, tùy thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất mà các phòng thí nghiệm có thể tiến hành phân tích đối tượng nghiên cứu theo các phương pháp khác nhau. Một số phương pháp phổ biến có thể kể đến như quang phổ hấp phụ phân tử UV-VIS, sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC, điện di mao quản vùng CZE. Trong đó phương pháp quang phổ UV-VIS tuy có thể dùng để định lượng riêng các chất, nhưng có nhược điểm là khó phân biệt phổ của chất khi có lẫn các chất cản trở như : chất bảo quản, phẩm màu, các loại đường…, nên hiện nay ít được sử dụng. HPLC với những ưu điểm của nó như khả năng tách chất, độ chính xác cao, độ lặp lại tốt thường được sử dụng để phân tích các chất ngọt tổng hợp nói chung và nhóm chất khảo sát nói riêng. Sử dụng kỹ thuật điện di mao quản để phân tích các chất ngọt tổng hợp đang có xu hướng phát triển ở nước ta trong những năm gần đây. Với ưu điểm là tiết kiệm, ít độc hại, trong khi vẫn đảm bảo được độ chính xác và tính chọn lọc cao, nên nó ngày càng nhận được sự quan tâm nghiên cứu nhằm thay thế cho HPLC 1.3.2 Các phƣơng pháp trên thế giới Như đã nói, HPLC và điện di mao quản là hai kỹ thuật phân tích phù hợp cho việc xác định đồng thời hỗn hợp các đường hóa học kể trên, và đã được sử dụng rộng rãi trên Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  17. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích thế giới. Vậy nên trong mục này, chúng tôi chỉ đề cập tới những công trình nghiên cứu tiêu biểu đã được triển khai trên các hệ thống này. 1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ UV – VIS a. Xác định saccharin [22]  Phƣơng pháp chung cho đồ uống không cồn Nguyên tắc: Saccharin được trích ly từ một lượng mẫu axit hóa với diethyl ete. Các dung môi được loại bỏ và dung dịch còn lại được đồng hoá với HCl, sau đó được xử lý bằng thuốc thử Nessler và đo độ hấp thụ quang của sản phẩm ở bước sóng 425 nm. Quy trình: Thêm 2 ml HCl vào 50g mẫu. Trích ly với 50 ml diethyl ete (3 lần). Lọc dung dịch trích ly vào bình tam giác 250 ml sạch và làm bay hơi dung môi.Thêm 6 ml HCl và 5 ml nước cất và bay hơi khoảng 1 ml trong chậu nước nóng. Một lần nữa thêm 6 ml HCl và 5 ml nước và bay hơi 1 ml. Pha loãng dung dịch thành 50 ml với nước cất. Hút 2 ml dung dịch này vào bình định mức 25 ml, thêm 1 ml thuốc thử Nessler và dùng nước cất định mức tới vạch. Tương tự hút 0,5; 1; 2; 3 và 4 ml dung dịch chuẩn (200 mg/ml) vào bình định mức 25 ml và tạo màu với thuốc thử Nessler. Đo độ hấp thụ quang của mẫu tại bước sóng 425 nm.Từ đó tính hàm lượng saccharin trong mẫu từ đồ thị hiệu chuẩn.  Phƣơng pháp đo màu Phenol-H2SO4 Nguyên tắc: Saccharin được trích ly từ mẫu axit hóa với chloroform và benzene sau đó làm bay hơi dung môi. Dung dịch thu được xử lý với phenol-H2SO4 và đun nóng ở 175 oC trong 2 giờ. Sau đó kiềm hoá với NaOH và đem đo độ hấp thụ tại bước sóng 558 nm. Chuẩn bị mẫu: Nước giải khát (đồ uống có ga và các đồ uống có lượng calo thấp): Loại bỏ CO2 của nước giải khát bằng cách lắc liên tục và đổ nhanh từ cốc này sang cốc khác, lặp đi lặp lại nhiều lần. Chuyển 10 ml mẫu đến bình tách lỏng125 ml có khoá Teflon. Thêm 15 ml nước và 0,5 ml NaOH 1N. Trích ly với 50ml hỗn hợp benzen chloroform. Để cho tách lớp và loại bỏ các lớp dung môi (axit benzoic và benzoates không ảnh hưởng). Kẹo ngọt và chất lỏng cô đặc: Nghiền 10-20 viên kẹo thành bột mịn. Cân chính xác 0,5 gram bột hoặc hút 10 ml mẫu chất lỏng cô đặc vào bình định mức 500 ml và pha loãng đến vạch định mức bằng nước cất. Lấy 10-15 ml dung dịch đem phân Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  18. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích tích. Nếu chất lỏng cô đặc chứa chất bảo quản parabens, thì axit hóa bằng cách thêm 5 ml HCl và trích ly với 20 ml CCl4. Loại bỏ CCl4 và tiến hành như trong phần “cách xác định” bắt đầu từ "trích ly bằng cách lắc 1 phút mỗi lần". Cách xác định: Chuyển dich lọc của mẫu đã chuẩn bị, dung dịch chuẩn (1-3 mg saccharin) đã làm ở trên vào bình tách lỏng. Thêm 5 ml HCl và trích ly bằng cách lắc một phút. Mỗi lần với 50, 30 và 20 ml hỗn hợp dung môi chloroform – benzen (95 +5) hoặc với ether: benzen (95 +5) theo quy định trong mẫu chuẩn bị. Lọc dung dịch này qua phễu vào bình định mức 100 ml. Pha loãng đến vạch định mức với hỗn hợp dung môi được sử dụng ở trên và lắc đều. Sau đó chuyển 20 ml vào bình tam giác 50 ml. Bay hơi dung môi đến khô trong chậu nước nóng và làm khô hoàn toàn trong lò 100 ºC trong 20 phút. Dùng pipet hút 1 - 5 ml phenol nóng chảy vào bình tam giác và lắc cho đến khi hỗn hợp sau bay hơi hòa tan. Thêm 1,2 ml H2SO4, lắc và xoay đều. Đậy chặt bình, bao bằng lá nhôm và đun trong 2 giờ ở 175 oC trong lò. Để nguội và thêm khoảng 30 ml nước nóng vào và lắc đều. Thêm 10 ml dung dịch NaOH 20% và lắc đều. Chuyển dung dịch đó vào bình định mức 100ml và pha loãng đến vạch. Đọc độ hấp thụ của dung dịch trong máy đo quang phổ ở bước sóng 558 nm. Xác định nồng độ bằng cách so sánh với đường cong hiệu chuẩn. b. Xác định Aspartame [11] Nguyên tắc: Aspartame được trích ly từ các viên kẹo bằng dung môi methanol và độ hấp thụ của dung dịch sau khi lọc được đo ở bước sóng 258 nm. Chuẩn bị mẫu: Cân chính xác bột viên kẹo (đã được nghiền) tương đương với trọng lượng trung bình của 4 viên, cho vào một bình định mức. Thêm 50 ml hỗn hợp dung môi và lắc trong 30 phút. Sau đó định mức tới vạch bằng hỗn hợp dung môi. Lọc qua giấy lọc Whatman No. 1, loại bỏ 20 ml dịch lọc đầu tiên và thu lấy dịch lọc trong bình định mức. Quy trình: Đo độ hấp thụ của dung dịch chuẩn và dung dịch mẫu tại bước sóng 258 nm. Tính toán hàm lượng aspartame của viên kẹo từ độ hấp thu của mẫu và dung dịch chuẩn. Ngoài ra người ta còn ứng dụng phương pháp quang phổ UV-VIS kết hợp với phương pháp hiệu chuẩn đa biến để xác định chất ngọt nhân tạo: Phương pháp quang phổ Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  19. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích UV-VIS không phải là thường được sử dụng để phân tích các chất ngọt vì phổ hấp thụ của các chất có sự chồng chéo lên nhau và ảnh hưởng của các chất cản trở là rất lớn như chất bảo quản, phẩm màu, các loại đường.... Tuy nhiên, kỹ thuật này, kết hợp với các phương pháp hiệu chuẩn đa biến, có thể được sử dụng để xác định chất ngọt nhân tạo. Natalia E. Llamas và đồng nghiệp [31], đã sử dụng phương pháp này để xác định saccharin và acesulfame-K. Giới hạn phát hiện là 2-15 mg.L-1 đối với saccharin, acesulfame-K là 2-20 mg.L-1 và 2-25 mg.L-1 đối với aspartame. Hiện nay aspartame thường có mặt ở trong mẫu thực phẩm. Vì vậy phương pháp này đã được áp dụng thành công để xác định đồng thời saccharin và acesulfame-K trong các chất ngọt và nước trái cây mà không cần các bước loại bỏ aspartame. Một phương pháp mới để xác định hỗn hợp của hai chất làm ngọt thương mại là aspartam và acesulfame-K, phương pháp đã kết hợp các tiêu chuẩn đã được sử dụng để hiệu chỉnh trong ma trận tập trung. Axit salicylic đã được sử dụng như là chuẩn nội để đánh giá việc điều chỉnh các mẫu thực sự trong mô hình PLS-2. Mô hình này thu được từ việc đo độ hấp thụ quang của chất trong vùng tử ngoại, nồng độ các chất phân tích trong các mẫu thương mại được phát hiện thông qua detecter huỳnh quang. Phương pháp PLS-2 đã được đánh giá và kiểm định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng (HPLC), sai số tương đối giữa PLS-2 và các phương pháp HPLC ít hơn 10%. Hiệu suất thu hồi trong các mẫu thực tế là 99,2%, độ lệch chuẩn là 3,2%. Phương pháp đã được áp dụng để xác định hỗn hợp aspartam và acesulfame-K trong các chất làm ngọt nhân tạo.[12] 1.3.2.2. Các phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Ở các nước có nền khoa học kỹ thuật phát triển thì việc áp dụng HPLC để định lượng các chất ngọt tổng hợp (trong đó có nhóm chất khảo sát) đã được tiến hành từ lâu. Có thể kể đến một số công trình tiêu biểu của các tác giả sau: Xác định đồng thời 9 chất ngọt nhân tạo có nồng độ cao trong thực phẩm (acesulfame-K, alitame, aspartame, axit cyclamic, dulcin, neotame, neohesperidine dihydrochalcone, saccharin và sucralose) bằng HPLC của các tác giả Andrzej Wasik, Josephine McCourt, Manuela Buchgraber. Phương pháp có độ chính xác khá tốt với hiệu suất thu hồi trong khoảng 93 ÷ 109%, LOD dưới 15μg.g−1 và giá trị LOQ dưới 30 μg.g−1, RSD < 4%.[15] Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
  20. Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích Xác định đồng thời một số chất phụ gia (acesulfame-K, saccharin, caffeine, axit benzoic và axit sorbic) trong nước ngọt và các loại thực phẩm khác ở dạng lỏng bằng HPLC với detector FID (Flame Ionization Detector) của hai tác giả Orawan Kritsunankul , Jaroon Jakmunee [34]. Phương pháp sử dụng pha động là đệm phosphate 0,025 mol L−1, pH 3,75, thời gian phân tích các chất trong vòng 15 phút với độ chính xác cao (RSD < 5% cho tất cả các chất phân tích Phương pháp xác định đồng thời aspartame, cyclamate, dulcin, và saccharin được Hermann cùng các cộng sự của ông phát triển [13], sử dụng phương pháp HPLC kết hợp với detector UV để phát hiện chất phân tích. Hệ thống HPLC với cột (12,5 cm x 4,6 mm hoặc 10 cm x 4 mm) của Lichrosorb, pha động là tetrabutylammonium toluene-p- sulphonate (II) 5 mM - Glycine (pH 3,5) 10 mM có chứa 12% methanol, bước sóng chung để phát hiện các chất là 267 nm. Phương pháp này đã được áp dụng trong phân tích sữa chua, mứt và sô cô la với hiệu suất thu hồi trong khoảng 88 ÷ 102 %, các phép lặp cho hệ số RSD nhỏ hơn 4,7%. Phương pháp xác định aspartame, cyclamate, acesulfame-K và natri saccharin trong thực phẩm và nước giải khát của các tác giả Yan Zhu, Yingying Guo, Mingli Ye, Frits S. James [19] sử dụng phương pháp HPLC-IC. Phương pháp này cho độ tuyến tính, độ nhạy cao, và độ lặp lại khá tốt. Giới hạn phát hiện của đường aspartame, natri cyclamate, acesulfame-K, natri saccharin tương ứng là 0,87; 0,032; 0,019; 0,045 mg / L. Hiệu suất thu hồi trong khoảng 97,96 ÷ 105,42%. Ji C. và các đồng nghiệp của ông đã dựa vào kỹ thuật sắc ký lỏng siêu hiệu suất (UPLC) để tách và xác định đồng thời bốn chất ngọt tổng hợp (natri saccharin, aspartame, acesulfame và neotame) trong một loại thuốc tiêm [24]. Quá trình tách được thực hiện trên cột ACQUITY UPLC C18 (Beh) với chương trình gradient cho pha động và phát hiện ở bước sóng chung là 220 nm. Hiệu suất thu hồi trung bình trong các mẫu là 80,5% - 95,2%, với độ lệch chuẩn tương đối RSD là trong khoảng 0,50% - 8,7%. Phương pháp này cũng đã được áp dụng trong việc xác định các chất ngọt nhân tạo trong đồ uống và sữa bột. Xác định đồng thời chất ngọt phi dinh dưỡng trong thực phẩm bằng phương pháp HPLC / ESI-MS (công trình nghiên cứu do Da-jin Yang và Bo Chen thuộc Phòng thí Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2