Xác định hydrocacbon thơm đa vòng trong thực phẩm - Sắc ký khí

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Mai Thị Huyền Thương XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ MS/MS LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2019 luan an BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Mai Thị Huyền Thương XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ MS/MS Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO HẢI YẾN Hà Nội - 2019 luan an i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Mai Thị Huyền Thương luan an ii Lời cảm ơn Nghiên cứu này được tài trợ bởi đề tài “Nghiên cứu xác định các chất độc phát sinh trong một số quá trình chế biến thực phẩm truyền thống của Việt Nam” trong mã đề tài số VAST.03/16-18 Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Hóa học – Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho tôi kiến thức nền tảng trong suốt thời gian học tập và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn TS. Đào Hải Yến - người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học, thực hiện và hoàn thành luận văn.

Chúng tôi xin cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Viện Hóa Học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các phòng chức năng đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học và thực hiện thành công luận văn này. Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, giáo viên phản biện và các thầy cô trong khoa để luận văn được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 4 năm 2019 Học viên Mai Thị Huyền Thương luan an iii MỤC LỤC Lời cam đoan. ii MỤC LỤC. iii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt. vi Danh mục bảng.

vii Danh mục hình .viii MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. GIỚI THIỆU VỀ CÁC HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG. Khái niệm, phân loại.

Tính chất hóa lý của Hydrocacbon thơm đa vòng. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA CÁC HỢP CHẤT PAHs. Nguồn tự nhiên. Nguồn nhân tạo.

Sự xuất hiện PAHs trong thực phẩm. ĐỘC TÍNH VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH PAHs. Cơ chế hình thành PAHs trong thực phẩm. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs TRÊN THẾ GIỚI.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs Ở VIỆT NAM. GIỚI HẠN CHO PHÉP VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PAHs TRONG THỰC PHẨM. Giới hạn cho phép PAHs trong thực phẩm. Một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm .20 luan an iv CHƯƠNG 2.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Thiết bị sắc ký khí - khối phổ(GC-MS/MS). Thiết bị, dụng cụ. Hóa chất, chất chuẩn. Lấy mẫu và bảo quản mẫu.

ĐỊNH LƯỢNG PAHs TRÊN NỀN MẪU THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT GC - MS/MS. Xác định các thông số kỹ thuật cho hệ thống GC - MS/MS. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống GC. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống MS.

Quy trình khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn. Tối ưu hóa phương pháp xử lý mẫu thực phẩm. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP. Đánh giá độ lặp của thiết bị.

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp. Tính toán kết quả. Hiệu suất thu hồi của phương pháp. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

TỐI ƯU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Điều kiện sắc ký. Điều kiện MS/MS. Đánh giá độ lặp của thiết bị.

Đường chuẩn hỗn hợp xác định 18 PAHs. TỐI ƯU HÓA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU. Quá trình bay hơi dung môi. Tối ưu hóa phương pháp xử lý mẫu.

Quy trình phân tích PAHs trong thực phẩm. XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp. Độ tái lặp của phương pháp.

Hiệu suất thu hồi của phương pháp. ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH PAHs TRONG MẪU THỰC PHẨM.62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 71 luan an vi Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Viết Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt tắt ACN Acetonitrile Axetonitril B(a)P Benzo(a)pyrene Benzo(a)pyrene GC- Gas Chromatography tandem Sắc ký khí ghép nối hai lần khối MS/MS Mass Spectrometry phổ High Performance Liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC Chromatography LC- Liquid Chromatography tandem Sắc ký lỏng khối phổ hai lần MS/MS Mass Spectrometry LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện LOQ Limit of quantification Giới hạn định lượng MRM Multireaction mornitoring Kiểm soát đa phản ứng Polycyclic Aromatic Hydrocacbon thơm đa vòng PAHs Hydrocacbons PSA Primary secondary amines Chất hấp phụ amin bậc 2 RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối RSM Response Surface Methodology Phương pháp bề mặt đáp ứng SPE Solid Phase Extraction Chiết pha rắn luan an vii Danh mục bảng Bảng 1.

Tính chất vật lý của một số hợp chất PAHs. Hàm lượng PAHs trung bình ở các sản phẩm xông khói. Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs. Quy định EU số 835/2011 cho B(a)P và PAH4 trong thực phẩm.

So sánh QuEChERS với phương pháp truyền thống. Tóm tắt một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm. Các đối tượng mẫu trong nghiên cứu. Giá trị mã hóa các yếu tố thực nghiệm.

Thiết kế thí nghiệm ở các mức. Thời gian lưu và điều kiện MS/MS để phân tích PAHs. Độ lặp lại thời gian lưu của các PAHs trên thiết bị. Phương trình đường chuẩn các PAHs.

Hiệu suất thu hồi giữa các phương pháp bay hơi dung môi. Kết quả thực nghiệm và dự đoán mô hình. Kết quả phân tích hồi quy. Phân tích phương sai ANOVA.

Tối ưu hóa điều kiện chiết PAHs. LOD và LOQ của 18 PAHs. Độ tái lặp của phương pháp .54 luan an viii Danh mục hình Hình 1. Cấu trúc ba chiều và cấu trúc mạng tinh thể của một phân tử PAHs.

Cơ chế tạo thành benzo(a)pyrene. Sự tạo thành các hợp chất PAHs có nhiều vòng thơm từ naphthalene. Hệ thiết bị GC- MS/MS. Quy trình dự kiến xử lý mẫu phân tích PAHs.

Sắc ký đồ hỗn hợp chuẩn 18 PAHs ở nồng độ 100 ppb. So sánh hiệu thu hồi giữa các phương pháp bay hơi dung môi. Sự phù hợp của hiệu suất thu hồi theo mô hình và thực nghiệm. Mô hình tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết PAHs.

Phần trăm các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết PAHs. Quy trình xử lý mẫu phân tích PAHs. Hiệu suất thu hồi của 20 PAHs. Phân bố phần trăm PAHs trong mẫu mì ăn liền.

Phân bố phần trăm PAHs trong mì chiên dầu và mì không chiên. Hàm lượng PAHs trung bình trong các loại trà. Phân bố PAHs trong các nhóm trà theo số vòng. Hàm lượng PAHs trong các mẫu trà.

Hàm lượng PAH4 trung bình trong các loại trà .61 luan an 1 MỞ ĐẦU Hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons – PAHs) là một nhóm hợp chất gây ô nhiễm nguy hiểm đến sức khỏe con người. Các hợp chất này có độc tính cao, tồn lưu trong các môi trường đất, nước, không khí, trầm tích và được tích lũy trong thực phẩm. Chế biến thực phẩm thường được sử dụng để xử lý thực phẩm tươi (nguyên liệu thô) trong các sản phẩm thực phẩm hoặc biến đổi nguyên liệu thô đã xử lý thành các dạng thực phẩm khác. Nấu ăn và chế biến thực phẩm ở nhiệt độ cao được công nhận là tác nhân quan trọng phát sinh các chất độc hại cho sức khỏe con người.

Ở những liều lượng nhất định, PAHs thường gây ra những tác động không tốt đến sự sinh sản, sinh trưởng, phát triển và khả năng miễn dịch. Sau thời gian dài tích tụ trong cơ thể, các PAHs sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe con người thông qua một số con đường khác nhau. Với con người, PAHs có thể là tác nhân gây đột biến gen dẫn đến ung thư. Một số nghiên cứu trên thế giới đã tiến hành xác định PAHs trong các sản phẩm chứa nhiều chất béo như cá hồi, thịt….Trong khi đó ở Việt Nam, các tài liệu nghiên cứu về PAHs xuất hiện trong thực phẩm còn tương đối ít.

Chính vì thế, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu khảo sát để xác định các hợp chất PAHs xuất hiện trong thực phẩm, đặc biệt là các thực phẩm có sử dụng nhiệt trong công nghệ chế biến (nướng, chiên rán, rang sấy,…) Phương pháp phân tích sắc kí khí ghép nối hai lần khối phổ GC – MS/MS cho phép xác định trực tiếp các PAHs dựa trên sự khác biệt về cấu trúc và nhiệt độ hóa hơi của từng PAHs, được coi là phương pháp phân tích có độ nhạy và độ chọn lọc rất cao. Độ chọn lọc cao của detecter khối phổ (MS/MS) cho phép tối giản quá trình chuẩn bị mẫu, phép tích phân pic dễ dàng và nhanh hơn, từ đó đơn giản hóa việc xử lý dữ liệu, loại bỏ nhiễu, tăng hiệu quả phân tích cho GC và đưa ra kết quả tin cậy hơn. Độ nhạy cao khiến MS/MS có thể phân tích được những mẫu có hàm lượng vết hoặc siêu vết, giảm thiểu tối đa thời gian phân tích cũng như loại bỏ được phần lớn ảnh hưởng từ nền mẫu.