Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hiên
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Đức Lợi
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Một Số Dạng Mangan Trong Chè
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về cây chè
• 1.2. Thành phần hoá học của lá chè tươi
• 1.3. Công dụng của cây chè
• 1.4. Nguyên tố Mangan
• 1.4.1. Vai trò sinh học của mangan
• 1.4.2. Khả năng tạo phức của Mn với một số thuốc thử hữu cơ
• 1.5. Các phương pháp xác định Mn
• 1.5.1. Các phương pháp phân tích tổng Mn
• 1.5.1.1. Phương pháp cực phổ
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Nguyên tắc của phương pháp xác định Mn bằng phương pháp FAAS
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.4.1. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
• 2.4.2. Chuẩn bị hóa chất và dung dịch chuẩn
• 2.4.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
• 2.4.3.1. Mẫu chè khô
• 2.4.3.2. Mẫu nước chè
• 2.4.4. Quy trình phân tích
• 2.4.4.1. Quy trình xác định hàm lượng Mn tổng số
• 2.4.4.2. Quy trình xác định các dạng mangan trong nước chè
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của mangan
• 3.1.1. Khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử
• 3.1.2. Khảo sát cường độ đèn catot rỗng
• 3.1.3. Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu
• 3.1.4. Khảo sát lưu lượng khí axetilen
• 3.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện chiết điểm mù
• 3.1.5.1. Ảnh hưởng của pH
• 3.1.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ 8-hydroxyquinoline
• 3.1.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt Triton X-100
• 3.1.5.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ
• 3.1.5.5. Khảo sát ảnh hưởng của lực ion
• 3.1.5.6. Ảnh hưởng của thời gian ly tâm
• 3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định dạng mangan trong nước chè
• 3.3. Xác định giới hạn phát hiện của phương pháp
• 3.4. Đánh giá phương pháp
• 3.4.1. Độ lặp lại của phương pháp
• 3.4.2. Hiệu suất thu hồi của phương pháp
• 3.5. Xây dựng quy trình phân tích mangan
• 3.5.1. Quy trình phân tích mangan tổng số trong mẫu chè khô
• 3.5.2. Xác định Mn tổng chiết trong nước chè
• 3.5.3. Xác định mangan ở dạng liên kết flavonoit
• 3.5.4. Xác định mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè
• 3.6. Phân tích mẫu thực tế
• 3.6.1. Địa điểm thời gian lấy mẫu và kí hiệu mẫu
• 3.6.2. Kết quả phân tích hàm lượng mangan tổng số trong chè khô
• 3.6.3. Kết quả Mn tổng chiết trong nước chè bằng chiết điểm mù
• 3.6.4. Kết quả xác định mangan ở dạng liên kết flavonoit bằng chiết điểm mù
• 3.6.5. Xác định mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu mangan trong chè Khám phá giá trị dinh dưỡng

Mangan là một nguyên tố vi lượng quan trọng có trong lá chè, đóng vai trò thiết yếu trong sức khỏe con người. Nghiên cứu về mangan trong chè không chỉ giúp hiểu rõ hơn về thành phần dinh dưỡng mà còn chỉ ra những lợi ích sức khỏe mà nó mang lại. Mangan có khả năng hỗ trợ quá trình trao đổi chất, phát triển xương và duy trì chức năng thần kinh. Tuy nhiên, việc xác định hàm lượng mangan trong chè là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

1.1. Mangan trong chè Thành phần và vai trò sinh học

Mangan có mặt trong chè dưới nhiều dạng khác nhau, bao gồm dạng tự do và dạng phức hợp. Vai trò sinh học của mangan rất đa dạng, từ việc hỗ trợ enzyme cho đến việc tham gia vào quá trình chuyển hóa. Nghiên cứu cho thấy rằng tác dụng của mangan không chỉ giới hạn ở việc cung cấp dinh dưỡng mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe tổng thể.

1.2. Lợi ích sức khỏe từ mangan trong chè xanh và chè đen

Chè xanh và chè đen đều chứa mangan, nhưng hàm lượng và dạng tồn tại của mangan có thể khác nhau. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mangan trong chè xanh có thể giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch và ung thư. Việc tiêu thụ chè thường xuyên có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, nhờ vào các hợp chất chống oxy hóa có trong chè.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu mangan trong chè

Mặc dù mangan có nhiều lợi ích, nhưng việc xác định hàm lượng mangan trong chè gặp phải một số thách thức. Các phương pháp phân tích hiện tại có thể tốn kém và yêu cầu thiết bị phức tạp. Hơn nữa, việc sử dụng hóa chất độc hại trong quá trình phân tích có thể gây ảnh hưởng đến môi trường. Do đó, cần có những phương pháp mới, hiệu quả và thân thiện với môi trường để xác định mangan.

2.1. Thách thức trong việc xác định hàm lượng mangan

Việc xác định hàm lượng mangan trong chè thường gặp khó khăn do sự đa dạng về dạng tồn tại của mangan. Các phương pháp phân tích như AAS và ICP-MS mặc dù chính xác nhưng lại đòi hỏi chi phí cao và thiết bị chuyên dụng. Điều này làm hạn chế khả năng áp dụng trong nhiều phòng thí nghiệm.

2.2. Ảnh hưởng của hóa chất độc hại trong phân tích

Nhiều phương pháp phân tích hiện tại sử dụng hóa chất độc hại, gây ra rủi ro cho môi trường và sức khỏe con người. Việc tìm kiếm các phương pháp thay thế an toàn hơn là cần thiết để đảm bảo tính bền vững trong nghiên cứu và sản xuất chè.

III. Phương pháp nghiên cứu mangan trong chè Giải pháp hiệu quả

Để xác định mangan trong chè, nhiều phương pháp đã được phát triển. Một trong những phương pháp hiệu quả là phương pháp chiết điểm mù (CPE), kết hợp với quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Phương pháp này không chỉ đơn giản mà còn tiết kiệm chi phí, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao trong việc xác định các dạng mangan khác nhau.

3.1. Phương pháp chiết điểm mù Ưu điểm và ứng dụng

Phương pháp chiết điểm mù (CPE) đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả trong việc tách chiết mangan từ mẫu chè. Phương pháp này sử dụng các chất hoạt động bề mặt để tạo phức với mangan, giúp tăng cường khả năng phát hiện và định lượng. CPE không chỉ đơn giản mà còn thân thiện với môi trường.

3.2. Quang phổ hấp thụ nguyên tử Kỹ thuật chính xác trong phân tích

Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một trong những kỹ thuật chính xác nhất để xác định hàm lượng mangan trong chè. Kỹ thuật này cho phép đo lường nồng độ mangan với độ nhạy cao, giúp đảm bảo kết quả phân tích chính xác và đáng tin cậy.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mangan trong chè Kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu về mangan trong chè đã chỉ ra rằng hàm lượng mangan có thể ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Các kết quả phân tích cho thấy rằng chè xanh thường chứa hàm lượng mangan cao hơn so với chè đen. Điều này có thể giải thích tại sao chè xanh được ưa chuộng hơn trong việc bảo vệ sức khỏe.

4.1. Kết quả phân tích hàm lượng mangan trong chè xanh và chè đen

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mangan trong chè xanh có hàm lượng cao hơn so với chè đen. Điều này có thể liên quan đến quá trình chế biến và thành phần hóa học của lá chè. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho người tiêu dùng trong việc lựa chọn sản phẩm.

4.2. Ứng dụng mangan trong thực phẩm và sức khỏe

Mangan không chỉ có vai trò quan trọng trong chè mà còn trong nhiều loại thực phẩm khác. Việc bổ sung mangan từ chè có thể giúp cải thiện sức khỏe, hỗ trợ hệ miễn dịch và giảm nguy cơ mắc bệnh. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng từ chè.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu mangan trong chè

Nghiên cứu về mangan trong chè đã mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển sản phẩm và cải thiện sức khỏe cộng đồng. Việc xác định hàm lượng mangan và các dạng tồn tại của nó trong chè là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn hơn nữa trong ngành thực phẩm.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu mangan trong chè

Nghiên cứu mangan trong chè không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Việc hiểu rõ về hàm lượng mangan sẽ giúp người tiêu dùng có lựa chọn thông minh hơn trong việc tiêu thụ chè.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và ứng dụng

Tương lai của nghiên cứu mangan trong chè sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích mới, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Đồng thời, việc nghiên cứu sâu hơn về tác động của mangan đến sức khỏe sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành thực phẩm và dinh dưỡng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Chè là một trong những loại đồ uống phổ biến và có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt tại Việt Nam, nơi chè được trồng chủ yếu ở vùng trung du miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. Lá chè chứa nhiều khoáng chất thiết yếu như kẽm, mangan, sắt, magiê, đồng, trong đó mangan đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người. Nhu cầu mangan hàng ngày của cơ thể khoảng 2-3 mg, tuy nhiên, hàm lượng mangan vượt mức cho phép có thể gây độc, ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, thận và các cơ quan khác. Mangan trong chè tồn tại dưới nhiều dạng hóa học khác nhau như dạng tự do, dạng phức yếu và dạng liên kết flavonoit, mỗi dạng có tác động sinh học khác nhau.

Mục tiêu nghiên cứu là áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (FAAS) để định lượng mangan tổng trong mẫu chè khô, đồng thời khảo sát và thiết lập các điều kiện tối ưu cho phương pháp chiết điểm mù (CPE) kết hợp FAAS nhằm xác định các dạng mangan trong nước chè. Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu chè lấy từ 10 khu vực thuộc tỉnh Thái Nguyên, với phạm vi thời gian lấy mẫu năm 2015. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng phân tích mangan trong chè, hỗ trợ đánh giá chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn sức khỏe người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và kỹ thuật chiết điểm mù (CPE). AAS là kỹ thuật phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ đơn sắc của nguyên tử kim loại trong trạng thái hơi tự do, với độ nhạy cao và khả năng định lượng chính xác các nguyên tố vi lượng. Phương pháp này sử dụng đèn catot rỗng (HCL) làm nguồn phát bức xạ, ngọn lửa khí axetilen để nguyên tử hóa mẫu, và đo độ hấp thụ tại bước sóng đặc trưng của mangan (279,5 nm).

Chiết điểm mù (CPE) là kỹ thuật tách chiết dựa trên sự tách pha của các mixen chất hoạt động bề mặt không ion khi đạt đến nhiệt độ điểm mù. CPE cho phép làm giàu và tách các dạng mangan khác nhau trong mẫu nước chè bằng cách tạo phức với thuốc thử hữu cơ 8-hydroxyquinoline và sử dụng chất hoạt động bề mặt Triton X-100. Các dạng mangan được phân tách gồm mangan tổng chiết, mangan dạng liên kết flavonoit, mangan dạng tự do và phức yếu.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Mangan tổng số: tổng hàm lượng mangan trong mẫu sau khi vô cơ hóa.
• Mangan dạng liên kết flavonoit: mangan liên kết với các hợp chất flavonoit trong nước chè.
• Mangan dạng tự do và phức yếu: mangan không liên kết hoặc liên kết yếu trong dung dịch nước chè.
• Điểm mù (Cloud Point): nhiệt độ tại đó mixen chất hoạt động bề mặt tách pha, tạo điều kiện chiết tách hiệu quả.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu chè khô và nước chè lấy từ 10 khu vực thuộc tỉnh Thái Nguyên, được thu thập theo tiêu chuẩn TCVN 5609-2007. Mẫu chè khô được sấy ở 95°C trong 12 giờ, mẫu nước chè được pha từ chè khô với nước cất nóng, đun sôi và lọc.

Phương pháp phân tích gồm hai bước:

1. Xác định mangan tổng số trong chè khô bằng phương pháp FAAS sau khi vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp axit nitric và axit pecloric.
2. Xác định các dạng mangan trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù kết hợp FAAS. Các điều kiện chiết điểm mù được khảo sát gồm pH, nồng độ thuốc thử 8-hydroxyquinoline, nồng độ chất hoạt động bề mặt Triton X-100, nhiệt độ và thời gian ủ, lực ion và thời gian ly tâm.

Phân tích dữ liệu sử dụng phương pháp đơn biến để khảo sát ảnh hưởng từng yếu tố, cỡ mẫu khoảng 10 mẫu chè từ các địa điểm khác nhau. Các phép đo được thực hiện trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS-3300 của hãng Perkin Elmer với các thông số tối ưu đã được xác định.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử tối ưu:

   • Bước sóng chọn là 279,5 nm với khe đo 0,2 nm.
   • Cường độ dòng đèn catot rỗng ổn định nhất ở 12 mA.
   • Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu tối ưu là 7 mm.
   • Lưu lượng khí axetilen tối ưu là 2,0 lít/phút với lưu lượng khí nén 10 lít/phút.

2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất chiết điểm mù:

   • Hiệu suất chiết tăng mạnh khi pH tăng từ 7 đến 9, đạt khoảng 67% tại pH 9-11.
   • pH tối ưu được chọn là 10 để đảm bảo hiệu suất chiết cao và ổn định.

3. Ảnh hưởng của nồng độ 8-hydroxyquinoline:

   • Hiệu suất chiết tăng theo thể tích thuốc thử, đạt cực đại 73,2% khi dùng 1 ml dung dịch 5×10⁻³ M.
   • Thể tích 1 ml được chọn làm điều kiện chuẩn.

4. Ảnh hưởng của nồng độ Triton X-100:

   • Hiệu suất chiết đạt cao nhất 79,4% ở thể tích 0,25 ml dung dịch 4%.
   • Khi tăng thể tích Triton X-100 vượt quá 0,25 ml, hiệu suất giảm dần do pha giàu chất hoạt động bề mặt tăng thể tích, làm loãng mẫu.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử phù hợp với các nghiên cứu trước đây, đảm bảo độ nhạy và độ chính xác cao trong phân tích mangan. Việc lựa chọn bước sóng 279,5 nm giúp tránh nhiễu từ các nguyên tố khác và tăng độ ổn định tín hiệu.

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất chiết điểm mù phản ánh tính chất hóa học của phức mangan-8-hydroxyquinoline, khi pH thấp, khả năng tạo phức kém do thuốc thử chưa phân ly hoàn toàn. Khi pH đạt 10, phức được hình thành tối ưu, phù hợp với điều kiện chiết.

Nồng độ thuốc thử và chất hoạt động bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo phức và tách pha. Việc tối ưu thể tích 8-hydroxyquinoline và Triton X-100 giúp cân bằng giữa hiệu suất chiết và thể tích pha giàu, đảm bảo độ nhạy và độ chính xác của phương pháp.

Các kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ hiệu suất chiết theo pH, nồng độ thuốc thử và Triton X-100, cũng như bảng tổng hợp các thông số máy đo phổ hấp thụ nguyên tử.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phương pháp chiết điểm mù kết hợp FAAS trong phân tích mangan:

   • Động từ hành động: Triển khai, áp dụng.
   • Target metric: Độ nhạy và độ chính xác phân tích mangan đạt trên 70% hiệu suất chiết.
   • Timeline: Trong vòng 6 tháng tới tại các phòng thí nghiệm phân tích thực phẩm và nông sản.
   • Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm kiểm định chất lượng.

2. Đào tạo kỹ thuật viên về kỹ thuật chiết điểm mù và vận hành máy FAAS:

   • Động từ hành động: Tổ chức, đào tạo.
   • Target metric: 100% kỹ thuật viên được đào tạo thành thạo trong 3 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Các trường đại học, trung tâm đào tạo chuyên ngành hóa phân tích.

3. Xây dựng quy trình chuẩn phân tích mangan trong chè và các sản phẩm thực phẩm khác:

   • Động từ hành động: Xây dựng, chuẩn hóa.
   • Target metric: Quy trình được công nhận và áp dụng rộng rãi trong 1 năm.
   • Chủ thể thực hiện: Bộ Y tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

4. Khuyến khích nghiên cứu mở rộng ứng dụng phương pháp cho các nguyên tố vi lượng khác trong thực phẩm:

   • Động từ hành động: Khuyến khích, phát triển.
   • Target metric: Ít nhất 3 nghiên cứu ứng dụng mới trong 2 năm tới.
   • Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu, trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành Hóa phân tích:

   • Lợi ích: Nắm bắt phương pháp phân tích vi lượng kim loại trong thực phẩm, cập nhật kỹ thuật chiết điểm mù kết hợp FAAS.
   • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu, giảng dạy chuyên sâu về phân tích kim loại.

2. Phòng thí nghiệm kiểm định chất lượng thực phẩm và nông sản:

   • Lợi ích: Áp dụng quy trình phân tích mangan chính xác, tiết kiệm chi phí và thân thiện môi trường.
   • Use case: Kiểm tra hàm lượng mangan trong chè và các sản phẩm liên quan.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm:

   • Lợi ích: Xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật về hàm lượng kim loại trong thực phẩm.
   • Use case: Ban hành quy định kiểm soát chất lượng chè và sản phẩm nông nghiệp.

4. Doanh nghiệp sản xuất và xuất khẩu chè:

   • Lợi ích: Đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao uy tín trên thị trường quốc tế.
   • Use case: Kiểm soát hàm lượng mangan để đáp ứng yêu cầu an toàn thực phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp FAAS có ưu điểm gì trong phân tích mangan?
   FAAS có độ nhạy cao, độ chính xác tốt, tốn ít mẫu và thời gian phân tích nhanh. Ví dụ, trong nghiên cứu này, FAAS cho phép xác định mangan với giới hạn phát hiện thấp và độ lặp lại cao.

2. Tại sao chọn chiết điểm mù (CPE) để tách các dạng mangan?
   CPE đơn giản, chi phí thấp, thân thiện môi trường và hiệu quả làm giàu cao. Nó giúp tách các dạng mangan khác nhau dựa trên tính chất hóa lý của phức tạo với thuốc thử.

3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất chiết mangan như thế nào?
   pH ảnh hưởng đến khả năng tạo phức của mangan với 8-hydroxyquinoline. Hiệu suất chiết tăng mạnh khi pH từ 7 lên 9 và ổn định ở pH 10-11, do phức tạo ổn định hơn ở môi trường kiềm nhẹ.

4. Làm thế nào để tránh nhiễm bẩn mẫu trong phân tích vi lượng mangan?
   Sử dụng dụng cụ sạch, ngâm trong dung dịch axit nitric 10% trong 24 giờ và rửa kỹ bằng nước cất. Điều này giảm thiểu sai số do nhiễm bẩn, đảm bảo kết quả chính xác.

5. Phương pháp này có thể áp dụng cho các mẫu thực phẩm khác không?
   Có, phương pháp chiết điểm mù kết hợp FAAS có thể điều chỉnh để phân tích mangan và các kim loại vi lượng trong nhiều loại mẫu thực phẩm và môi trường khác nhau.

Kết luận

• Đã thiết lập thành công phương pháp xác định mangan tổng và các dạng mangan trong chè bằng FAAS kết hợp chiết điểm mù với hiệu suất chiết đạt trên 70%.
• Các điều kiện tối ưu như pH 10, thể tích 8-hydroxyquinoline 1 ml, Triton X-100 0,25 ml và lưu lượng khí axetilen 2 lít/phút được xác định rõ ràng.
• Phương pháp có độ nhạy cao, độ lặp lại tốt, phù hợp với yêu cầu phân tích vi lượng trong thực phẩm.
• Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng phân tích và kiểm soát an toàn thực phẩm trong ngành chè.
• Đề xuất triển khai áp dụng phương pháp tại các phòng thí nghiệm và đào tạo kỹ thuật viên để mở rộng ứng dụng.

Next steps: Triển khai đào tạo, xây dựng quy trình chuẩn và mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các nguyên tố vi lượng khác.

Các cơ sở nghiên cứu và phòng thí nghiệm được khuyến khích áp dụng phương pháp để nâng cao chất lượng phân tích và đảm bảo an toàn thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trà là một loại đồ uống được nhiều quốc gia trên thế giới ưa chuộng và sử dụng, trong đó có Việt Nam. Trong lá chè rất giàu chất chống oxi hóa, đặc biệt là catechin và nhiều khoáng chất cần thiết cho sức khỏe con người như kẽm, mangan, sắt, magiê, đồng, titan, nhôm, brom, natri, kali, niken, crom và phốt pho… Một trong những nguyên tố vi lượng có trong lá chè rất quan trọng với cơ thể con người là mangan. Sự thiếu hụt của mangan trong cơ thể con người có thể dẫn tới sự biến dạng của xương và sụn, sự phá hủy các mô tế bào. Tuy nhiên, mangan có thể là độc tố môi trường, khoảng nồng độ Mn được phép có mặt trong cơ thể người mà không gây độc hại là rất hẹp và tùy thuộc vào dạng tồn tại của Mn.

Nhu cầu mỗi ngày khoảng 30 - 50 mg/kg trọng lượng cơ thể. Nếu hàm lượng lớn có thể gây độc cho cơ thể; gây độc với nguyên sinh chất của tế bào, đặc biệt là tác động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong… Thành phần dinh dưỡng của mangan phụ thuộc vào dạng hóa học của nó. Trong chè, mangan tồn tại chủ yếu ở các dạng: dạng tự do trong nước, dạng phức yếu, dạng phức flavonoit… Và lợi ích với sức khỏe của các dạng khác nhau là không giống nhau, thường thì mangan ở dạng hữu cơ có ích hơn ở dạng vô cơ. Chính vì vậy, xác định hàm lượng các dạng mangan hữu cơ, vô cơ sẽ góp phần đánh giá chất lượng chè.

Hiện nay, có nhiều kĩ thuật ứng dụng để xác định mangan tổng như phổ quang kế, phép phân tích cực phổ, phân tích kích hoạt nơtron (NAA), AAS, ICP- MS, ICP-AES… Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định các dạng của mangan sử dụng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ICP-MS kết hợp với các phương pháp sắc ký, phương pháp chiết như: Sắc ký rây phân tử, sắc ký trao đổi ion, chiết pha rắn… Các hệ đo này cho phép tách và định lượng đồng thời các dạng mangan một cách hiệu quả trên nhiều đối tượng, đặc biệt là đối tượng sinh học. Nhưng chi phí cho quá trình phân tích khá lớn do đòi hỏi trang 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thiết bị, hóa chất đắt tiền nên không phải phòng thí nghiệm nào cũng có thể trang bị được. Thêm vào đó, việc sử dụng các hóa chất độc hại có thể gây ảnh hưởng đến môi trường. Vấn đề đặt ra trong thực tế thí nghiệm Việt Nam hiện nay là cần nghiên cứu một phương pháp có thể sử dụng các thiết bị phổ biến hơn, giá thành hợp lý, hiệu quả chiết cao, thân thiện với môi trường mà vẫn đảm bảo độ chọn lọc, độ chính xác và tin cậy cao để định dạng mangan.

Nhiều năm trước, các ứng dụng của hệ thống Mixen đã được công nhận và khai thác trong các lĩnh vực khác nhau của hóa phân tích; chủ yếu là tập trung cải thiện, đổi mới các phương pháp phân tích đã có; đồng thời, phát triển các phương pháp mới và trong đó có phương pháp chiết điểm mù (CPE). Với nhiều ưu điểm như: đơn giản, giá rẻ, chất lượng cao, hiệu quả và ít độc hại so với việc sử dụng dung môi hữu cơ. Cho đến nay, CPE đã được sử dụng để tách chiết, làm giàu các ion kim loại sau khi hình thành tạo phức, sau đó phức được xác định bằng các phương pháp phổ. Vì vậy, CPE đang trở thành một ứng dụng quan trọng và thiết thực trong hóa phân tích.

Do đó, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè” với các mục tiêu cụ thể như sau: - Áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử định lượng mangan tổng trong mẫu chè khô. - Nghiên cứu, khảo sát và thiết lập các điều kiện tối ưu để xây dựng phương pháp định lượng mangan tổng chiết, mangan ở dạng liên kết flavonoit, mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung về cây chè Cây chè cao 1 – 6 m có tên khoa học là Camellia Sinensis.

Lá chè có màu xanh, mọc so le, hình trái xoan, dài 4 – 10 cm, rộng 2 - 2,5 cm, có mũi ở đỉnh, phiến lá lúc non có lông mịn, khi già thì dày, bóng, mép khía răng cưa rất đều. Hoa chè thường có từ 5 - 6 cánh, màu trắng, mọc riêng lẻ ở nách lá, có mùi thơm, nhiều nhụy. Quả chè thường có ba van, chứa một hạt gần tròn, đôi khi nhăn nheo [16]. Cây chè có nguồn gốc từ Bắc Ấn Độ và Nam Trung Quốc.

Sau đó diện tích chè được mở rộng sang các quốc gia khác như Mianma, Thái Lan, Việt Nam,… Ở Việt Nam, chè được coi là cây công nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao. Vì thế, chè được trồng ở khắp mọi nơi nhưng tập chung chủ yếu nhất vẫn là vùng trung du miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. So với các vùng lãnh thổ khác trong nước thì hai vùng trên có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi, rất thích hợp cho sự phát triển của cây chè. Lá chè vừa hái trên cây, dùng để nấu nước uống thì được gọi là chè tươi.

Còn chè được sản xuất bằng cách sấy khô búp và lá non rồi sao thành chè khô để pha với nước đun sôi thì được gọi là nước chè xanh. Quá trình làm chè đen hay chè mạn thì phức tạp hơn nhiều bởi chúng đều phải trải qua quá trình lên men sau đó mới đến công đoạn phơi và sấy khô. Thành phần hoá học của lá chè tƣơi [1] * Nước: Nước trong lá chè xanh chiếm từ 75-80%. * Tanin: Tanin hay còn gọi là hợp chất phenol trong đó có 90% là dạng catechin.

Catechin chè (“tea catechin”) là một trong những nhóm chất thuộc lớp flavonoit, có nhiều trong lá cây chè xanh. Trong lá chè có chứa đến 20% tanin. Tanin trong chè có tác dụng như một vitamin P, có tác dụng chống khuẩn và chống oxi hoá mạnh. Tanin tồn tại trong cây chè xanh là các hợp chất catechin: epicatechin (EC), hoặc dưới dạng cấu trúc kết hợp với các nhóm axit gallic: (-)- 9 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-epicatechingallate (ECG), (-)-epicatechin (EC), (-)-gallocatechin gallate (GCG)… Các flavonoit còn có tác dụng chống oxi hóa (antioxidant).

Đây là một trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavonoit thể hiện được hoạt tính sinh học của chúng. Flavonoit có khả năng kìm hãm các quá trình oxi hóa dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động. Tuy nhiên, hoạt tính này thể hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học của từng chất flavonoit cụ thể. 10 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Do bản chất cấu tạo polyphenol nên flavonoit ở trong tế bào thực vật chịu tác động của các biến đổi oxy hóa – khử, bị oxi hóa từng bước và tồn tại ở các dạng hidroquinon, semiquinon, quinon.

Những flavonoit có các nhóm hydroxy sắp xếp ở vị trí ortho, para, meta dễ dàng bị oxy hóa dưới tác dụng của enzim polyphenoloxydaza và peroxydaza theo các phản ứng sau: O2 + flavonoit (khử) flavonoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) H2O2 + flavonoit (khử) flavonoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) * Cafein (Ankaloit) CTCT: Ankaloit chính của chè là Cafein, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống. Cafein là dẫn xuất của Purine có tên và gọi theo cấu tạo là: 1,3,5- trimethylthine, chiếm khoảng 3 - 4% tổng lượng chất khô trong lá chè tươi. Công dụng của cây chè [1] Chè xanh không những là một nguồn thức uống giải khát tuyệt vời mà nó còn được biết đến bởi khả năng chữa bệnh của nó. Dược tính của chè xanh là: Làm tăng cơ hội sống cho người đau tim và bảo vệ cơ thể khỏi bệnh nhồi máu cơ tim.

Tác dụng này là do chất chống oxi hoá trong chè đem lại. Một tác dụng đặc biệt của chè xanh đó là: làm giảm nguy cơ ung thư buồng trứng. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Australia tiến hành tại Trung Quốc cho thấy phụ nữ uống trà xanh đều đặn hàng ngày giảm được 60% khả năng bị ung 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thư buồng trứng. Kết luận này được các nhà khoa học Đại học Curtin ở Perth (Australia) và các nhà khoa học Trung Quốc đưa ra sau khi nghiên cứu trên 900 phụ nữ.

Chè xanh có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư do chứa nhiều chất chống oxi hoá, đặc biệt là hợp chất polyphenol có tác dụng ngăn ngừa các gốc tự do phá hoại các DNA, các tế bào làm chậm quá trình phát triển của ung thư. Một số polyphenol có khả năng giết chết các tế bào ung thư mà không đụng đến các tế bào lành. Mới đây các nhà khoa học Anh đã khám phá thêm hai chất chống oxi hoá khác có trong chè xanh để ức chế sự phát triển của căn bệnh ung thư đó là: EGCG (epigallocatchin gallate) và ECG (epicatechin gallate). Hợp chất flavonoit có trong lá chè xanh có thể được xem là một chất dinh dưỡng hữu ích để giúp giảm nguy cơ ung thư nhất định, bệnh tim, và tuổi tác liên quan đến các bệnh thoái hóa.

Một số nghiên cứu cũng chỉ ra flavonoit có thể giúp ngăn ngừa sâu răng và giảm bớt sự xuất hiện của bệnh thông thường như cảm cúm. Lá chè xanh còn có tác dụng chữa bệnh ngoài da như: bị bỏng, bị ong đốt, bệnh đậu mùa, thuỷ đậu, viêm da. Ngoài ra, thành phần cafein và một số hợp chất ankaloit khác có trong chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương làm cho tinh thần minh mẫn, nâng cao khả năng làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau những lúc làm việc căng thẳng. Nguyên tố Mangan [7,15] 1.

Vai trò sinh học của mangan Mn là nguyên tố đóng vai trò thiết yếu trong tất cả các dạng sống. Mn là chất có tác dụng kích thích của nhiều loại enzym trong cơ thể, có tác dụng đến sự sản sinh tế bào sinh dục, đến trao đổi chất Ca và P trong cấu tạo xương. Mn có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như: tác động đến hô hấp tế bào, phát triển xương, chuyển hóa gluxit, hoạt động của não, cảm giác cân bằng. Mn có hàm lượng cao trong ty lạp thể làm chất đồng xúc tác cùng các enzym.

Mn tác động đến sự chuyển hóa tuyến giáp nhờ được hình thành từ một enzym cơ bản.