Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp von ampe

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu xác định auramine o trong thực phẩm bằng phương pháp von ampe, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải thiện

• Tác giả: Dương Văn Thắng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Thường
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp von ampe
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về chất nghiên cứu Auramine O
• 1.2. Cấu tạo của Auramine O (AO)
• 1.3. Các phương pháp xác định Auramine O
• 1.3.1. Phương pháp sắc kí
• 1.3.2. Phương pháp quang phổ
• 1.3.3. Giới thiệu phương pháp von - ampe vòng (CV)
• 1.3.4. Giới thiệu về phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ
• 1.3.5. Các kỹ thuật ghi đo tín hiệu hoà tan chất cần phân tích
• 1.3.5.1. Nguyên tắc của phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ
• 1.3.5.2. Điện cực làm việc
• 1.3.5.3. Điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE)
• 1.3.5.4. Điện cực glassy carbon
• 1.3.6. Ưu, nhược điểm của phương pháp Von - Ampe hòa tan hấp phụ
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp CV
• 2.4. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ SqW, DP
• 2.5. Quy trình xử lý mẫu
• 2.5.1. Mẫu thịt gà
• 2.6. Trang thiết bị và hóa chất
• 2.6.1. Trang thiết bị
• 2.6.2. Hóa chất và dung môi
• 2.6.3. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất
• 2.6.3.1. Pha dung dịch gốc Auramine O 10-3 M
• 2.6.3.2. Pha dung dịch đệm BR có pH (2 đến 12)
• 2.7. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích
• 2.7.1. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
• 2.7.2. Độ lặp lại của phương pháp
• 2.7.3. Hiệu suất thu hồi
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu đặc tính điện hóa của Auramine O bằng phương pháp von - ampe vòng (CV)
• 3.2. Đặc tính điện hóa của Auramine O trên điện cực HMDE và GCE
• 3.3. Đặc tính hấp phụ của AO trên HMDE
• 3.4. Đặc tính hấp phụ của AO trên điện cực GCE
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng pH
• 3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng pH trên điện cực HMDE
• 3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng pH trên điện cực GCE
• 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét
• 3.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực HMDE
• 3.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực GCE
• 3.7. Tối ưu hóa các điều kiện xác định AO trên điện cực HMDE và GCE
• 3.7.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH
• 3.7.1.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH trên điện cực HMDE
• 3.7.1.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH trên điện cực GCE
• 3.7.2. Khảo sát ảnh hưởng của thế hấp phụ
• 3.7.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của thế hấp phụ trên điện cực HMDE
• 3.7.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thế hấp phụ trên điện cực GCE
• 3.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
• 3.7.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ trên điện cực HMDE
• 3.7.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ trên điện cực GCE
• 3.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét
• 3.7.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực HMDE
• 3.7.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực GCE
• 3.8. Đánh giá phương pháp
• 3.8.1. Xây dựng đường chuẩn
• 3.8.1.1. Xây dựng đường chuẩn trên điện cực HMDE
• 3.8.1.2. Xây dựng đường chuẩn trên điện cực glassy carbon
• 3.8.2. Đánh giá độ lặp lại của phương pháp
• 3.8.2.1. Đánh giá độ lặp lại của phương pháp trên điện cực HMDE
• 3.8.2.2. Đánh giá độ lặp lại của phương pháp trên điện cực GCE
• 3.9. Áp dụng phân tích Auramine O trong mẫu thịt gà
• 3.9.1. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi
• 3.9.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi ACN trên điện cực HMDE
• 3.9.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của etanol trên điện cực GCE
• 3.9.2. Xây dựng đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu thịt gà
• 3.9.2.1. Đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu thịt gà đo trên HMDE
• 3.9.2.2. Đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu thịt gà trên GCE
• 3.9.3. Áp dụng phân tích mẫu thật
• 3.9.3.1. Áp dụng phân tích mẫu thật trên điện cực HMDE
• 3.9.3.2. Áp dụng phân tích mẫu thịt gà đo trên điện cực GCE và đo đối chiếu trên LC - MS
• 3.9.4. So sánh ý nghĩa thống kê giữa hai phương pháp AdSV - DP và phương pháp LC - MS
• 3.9.5. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp
• 3.9.5.1. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp trên điện cực HMDE
• 3.9.5.2. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp trên điện cực GCE
• 3.9.6. Áp dụng phân tích Auramine O trong mẫu dưa
• 3.9.6.1. Xây dựng đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu dưa đo trên điện cực GCE
• 3.9.6.2. Áp dụng phân tích một số mẫu dưa trên thị trường
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm

Nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực an toàn thực phẩm. Auramine O là một chất nhuộm tổng hợp, không được phép sử dụng trong thực phẩm nhưng vẫn bị lạm dụng trong ngành thực phẩm để tạo màu sắc hấp dẫn. Việc phát hiện và xác định hàm lượng của chất này là cần thiết để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

1.1. Auramine O và tác hại của nó đối với sức khỏe

Auramine O được biết đến là một chất gây ung thư, có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), chất này nằm trong danh sách các chất gây ung thư hàng đầu. Việc tiêu thụ thực phẩm chứa Auramine O có thể dẫn đến nguy cơ mắc bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư bàng quang.

1.2. Tình hình sử dụng Auramine O trong thực phẩm hiện nay

Mặc dù bị cấm sử dụng trong thực phẩm, Auramine O vẫn được một số nhà sản xuất lén lút sử dụng để tạo màu cho thực phẩm như thịt gà, dưa muối. Điều này đặt ra thách thức lớn cho các cơ quan chức năng trong việc kiểm soát và phát hiện chất này trong thực phẩm.

II. Vấn đề và thách thức trong việc xác định Auramine O

Việc xác định Auramine O trong thực phẩm gặp nhiều khó khăn do tính chất hóa học của nó. Các phương pháp truyền thống như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) có độ nhạy cao nhưng chi phí cao và thời gian phân tích lâu. Do đó, cần tìm kiếm các phương pháp mới hiệu quả hơn.

2.1. Những khó khăn trong việc phát hiện Auramine O

Khó khăn lớn nhất trong việc phát hiện Auramine O là sự tồn tại của nhiều chất khác trong thực phẩm có thể gây nhiễu. Điều này làm giảm độ chính xác của các phương pháp phân tích hiện có.

2.2. Nhu cầu về phương pháp phân tích nhanh và hiệu quả

Cần thiết phải phát triển các phương pháp phân tích nhanh, hiệu quả và chi phí thấp để có thể kiểm tra nhanh hàm lượng Auramine O trong thực phẩm, từ đó bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

III. Phương pháp von ampe trong xác định Auramine O

Phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ là một trong những phương pháp hứa hẹn trong việc xác định Auramine O. Phương pháp này có độ nhạy cao, chi phí thấp và quy trình thực hiện đơn giản, giúp phát hiện nhanh chóng hàm lượng Auramine O trong thực phẩm.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp von ampe

Phương pháp von ampe dựa trên nguyên lý đo dòng điện trong quá trình hấp phụ của chất phân tích lên bề mặt điện cực. Điều này cho phép xác định nồng độ của Auramine O một cách chính xác và nhanh chóng.

3.2. Ưu điểm của phương pháp von ampe so với các phương pháp khác

Phương pháp von ampe có nhiều ưu điểm như độ nhạy cao, không cần sử dụng nhiều dung môi, và chi phí phân tích thấp hơn so với các phương pháp sắc ký lỏng hay quang phổ. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc xác định Auramine O trong thực phẩm.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp von ampe có thể áp dụng hiệu quả trong việc xác định Auramine O trong các mẫu thực phẩm như thịt gà và dưa muối. Kết quả cho thấy độ chính xác và độ nhạy của phương pháp này cao, giúp phát hiện nhanh chóng hàm lượng Auramine O.

4.1. Kết quả phân tích Auramine O trong mẫu thực phẩm

Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Auramine O trong mẫu thịt gà và dưa muối vượt quá giới hạn cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải kiểm soát chặt chẽ việc sử dụng Auramine O trong thực phẩm.

4.2. Ứng dụng của phương pháp von ampe trong kiểm tra thực phẩm

Phương pháp von ampe không chỉ có thể áp dụng để xác định Auramine O mà còn có thể mở rộng ra nhiều chất độc hại khác trong thực phẩm, từ đó nâng cao an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Việc nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp von ampe mở ra hướng đi mới trong việc kiểm soát an toàn thực phẩm. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí, giúp các cơ quan chức năng thực hiện kiểm tra nhanh chóng và chính xác.

5.1. Tầm quan trọng của việc kiểm soát Auramine O trong thực phẩm

Kiểm soát Auramine O trong thực phẩm là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Việc phát hiện sớm và chính xác sẽ giúp ngăn chặn các rủi ro sức khỏe liên quan đến chất này.

5.2. Triển vọng phát triển phương pháp phân tích trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân tích mới, cải tiến độ nhạy và độ chính xác, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc kiểm soát an toàn thực phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng vệ sinh an toàn thực phẩm tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng khi các chất phụ gia và thuốc nhuộm công nghiệp độc hại bị lạm dụng trong chế biến nông sản và gia cầm. Trong đó, Auramine O (hay còn gọi là phẩm màu Vàng ô, công thức phân tử C17H22N3Cl, khối lượng mol 303,83 g/mol) là một trong những hóa chất nguy hại hàng đầu. Theo công bố từ Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) trực thuộc Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Auramine O đứng thứ 5 trong danh mục 116 hợp chất có nguy cơ cao gây ung thư bàng quang, ung thư gan và tổn thương cấu trúc ADN ở người. Nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban hành Thông tư số 26/2012/TT-BNNPTNT và Thông tư bổ sung số 42/2015/TT-BNNPTNT cấm hoàn toàn việc nhập khẩu, sản xuất, kinh doanh và sử dụng Auramine O trong toàn bộ chuỗi thức ăn chăn nuôi và chế biến thực phẩm.

Mặc dù chế tài pháp lý đã rõ ràng, nhiều cơ sở kinh doanh vì lợi nhuận vẫn sử dụng Auramine O để nhuộm vàng da thịt gà, tạo màu bắt mắt cho măng tươi và dưa muối. Trước bối cảnh đó, việc phát triển một quy trình phân tích định lượng vừa có độ nhạy cao, vừa tiết kiệm chi phí và thời gian thực nghiệm là yêu cầu cấp thiết. Đề tài luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành Hóa phân tích thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2018 đã tập trung nghiên cứu đặc tính điện hóa và xây dựng quy trình xác định Auramine O trong nền mẫu thịt gà và nước dưa chua bằng phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ. Công trình mở ra hướng tiếp cận kinh tế, cho phép phát hiện dư lượng phẩm màu ở nồng độ vết cỡ 10^-8 M đến 10^-6 M với chi phí thiết bị giảm từ 60% đến 75% so với các kỹ thuật sắc ký khối phổ truyền thống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng của hóa học điện phân tích hiện đại, kết hợp hai mô hình lý thuyết then chốt:

1. Lý thuyết von - ampe vòng (Cyclic Voltammetry - CV): Ứng dụng phương trình Randles - Sevcik và mô hình động học chuyển điện tử dị thể của Butler - Volmer nhằm xác định bản chất thuận nghịch, số electron trao đổi, cũng như cơ chế phản ứng khử hoặc oxy hóa của phân tử hữu cơ trên bề mặt ranh giới pha điện cực - dung dịch.
2. Lý thuyết von - ampe hòa tan hấp phụ (Adsorptive Stripping Voltammetry - AdSV): Dựa trên nguyên lý làm giàu sơ bộ chất phân tích lên bề mặt điện cực thông qua hiện tượng hấp phụ hóa học hoặc tĩnh điện tại một thế tích lũy không đổi, sau đó ghi tín hiệu giải hấp và phản ứng điện hóa bằng kỹ thuật xung vi phân (DP) hoặc sóng vuông (SqW).

Bên cạnh đó, các khái niệm cơ bản gồm dòng khuếch tán, dòng tụ điện, lớp điện kép Helmholtz, hệ dung dịch đệm vạn năng Britton - Robinson (B-R, dải pH từ 2,0 đến 12,0) và các thông số đánh giá phương pháp phân tích (LOD, LOQ, độ lặp lại RSD, hiệu suất thu hồi) được vận dụng đồng bộ để làm sáng tỏ bản chất phản ứng.

+-------------------------------------------------------------------+
|               QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VON - AMPE HÒA TAN              |
+-------------------------------------------------------------------+
  Giai đoạn 1: Làm giàu           Giai đoạn 2: Cân bằng
  (Tích lũy hấp phụ trên cực) -> (Dừng khuấy trong 5 giây) ->
                                                             |
  Giai đoạn 3: Hòa tan & Ghi tín hiệu <----------------------+
  (Quét thế theo xung vi phân DP hoặc sóng vuông SqW)

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ hệ thống phân tích điện hóa Metrohm điện cực 3 nhánh kết nối bộ điều khiển 663 VA Stand của Thụy Sĩ, gồm điện cực làm việc là điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) hoặc điện cực than gương (GCE), điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl 3M và điện cực phụ trợ thanh than hoạt tính. Chuẩn gốc Auramine O được pha chế chính xác ở nồng độ 10^-3 M từ hóa chất chuẩn độ tinh khiết 85% kết hợp rung siêu âm hòa tan hoàn toàn.

Quy trình chọn và xử lý mẫu thực hiện trên hơn 30 mẫu thử nghiệm, gồm mẫu trắng thịt gà nuôi tự nhiên không nhiễm hóa chất và các mẫu thịt gà, dưa chua thu thập trên thị trường Hà Nội. Cỡ mẫu phân tích cố định từ 1,5 g đến 2,0 g thịt gà đồng nhất, bảo quản ở nhiệt độ âm 80 độ C. Mẫu thịt gà được chiết tách bằng hệ dung môi Acetonitril : Nước (tỷ lệ 1:1 thể tích) đối với điện cực HMDE hoặc dung dịch Ethanol : Nước (tỷ lệ 1:1 thể tích) kết hợp rung siêu âm 15 phút và ly tâm 15 phút đối với điện cực GCE, sau đó lọc qua màng vi lọc 0,45 µm. Mẫu nước dưa được hút 2,0 mL, phối trộn cùng 10,0 mL đệm B-R đã tối ưu và lọc loại bỏ cặn lơ lửng.

Lý do lựa chọn phương pháp AdSV thay vì kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) hay sắc ký ghép khối phổ (LC-MS) bắt nguồn từ tính kinh tế và tốc độ thực hiện. AdSV không đòi hỏi hệ thống cột phân tách đắt tiền, giảm lượng dung môi hữu cơ độc hại tiêu thụ xuống dưới 5 mL mỗi mẫu, đồng thời cho phép quét phân tích nhanh trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 phút cho một chu kỳ đo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát thực nghiệm đã chứng minh các đặc tính điện hóa và thông số tối ưu quan trọng của Auramine O trong môi trường phân tích:

• Cơ chế điện hóa dị thể: Trên điện cực HMDE, Auramine O thể hiện một pic khử đơn bất thuận nghịch trên đường phân cực catot ở dải thế từ -1,08 V đến -1,25 V. Ngược lại, trên điện cực GCE, hợp chất thể hiện pic oxy hóa bất thuận nghịch trên đường phân cực anot tại vùng thế dương từ 0,76 V đến 0,85 V. Quá trình hấp phụ chiếm ưu thế rõ rệt khi đồ thị biểu diễn logarit cường độ dòng theo logarit tốc độ quét đạt hệ số góc a = 0,9094 trên HMDE và a = 0,7386 trên GCE.
• Điều kiện môi trường tối ưu: Giá trị pH của đệm Britton - Robinson ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng và độ nhạy của pic. Trên cả hai loại điện cực HMDE và GCE, môi trường đệm kiềm yếu tại pH = 9,0 cho cường độ dòng pic đạt cực đại (Ip đạt 145,0 nA trên HMDE). Khi tăng pH từ 2,0 lên 10,5, thế đỉnh pic dịch chuyển tuyến tính về phía âm theo phương trình thế tuyến tính với R^2 = 0,992, khẳng định sự tham gia trực tiếp của ion H+ vào phản ứng trao đổi điện tử.
• Dải tuyến tính và giới hạn phát hiện: Trên điện cực HMDE, khoảng tuyến tính của phương pháp dao động từ 4,0 x 10^-8 M đến 1,0 x 10^-6 M với hệ số tương quan R^2 đạt 0,998; giới hạn phát hiện LOD đạt 1,2 x 10^-8 M và giới hạn định lượng LOQ đạt 4,0 x 10^-8 M. Trên điện cực GCE, khoảng tuyến tính thiết lập từ 1,0 x 10^-7 M đến 1,0 x 10^-5 M với LOD đạt 3,5 x 10^-8 M.
• Độ lặp lại và hiệu suất thu hồi trong nền mẫu thực phẩm: Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của phép đo lặp lại 6 lần đạt mức dưới 3,8% trên HMDE và dưới 4,6% trên GCE. Hiệu suất thu hồi khi thêm chuẩn Auramine O vào mẫu thịt gà dao động ổn định từ 88,5% đến 96,2% trên HMDE và từ 85,4% đến 94,8% trên GCE.

Thông số phân tích	Điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE)	Điện cực than gương (GCE)
Bản chất tín hiệu điện hóa	Pic khử catot bất thuận nghịch	Pic oxy hóa anot bất thuận nghịch
Khoảng thế xuất hiện pic	-1,08 V đến -1,25 V	+0,76 V đến +0,85 V
Giá trị pH đệm B-R tối ưu	pH = 9,0	pH = 9,0
Thế hấp phụ / Thời gian tích lũy	0 V / 30 giây	0 V / 60 giây
Khoảng nồng độ tuyến tính	4,0 x 10^-8 M đến 1,0 x 10^-6 M	1,0 x 10^-7 M đến 1,0 x 10^-5 M
Giới hạn phát hiện (LOD)	1,2 x 10^-8 M	3,5 x 10^-8 M
Hiệu suất thu hồi mẫu thịt gà	88,5% - 96,2% (RSD < 3,8%)	85,4% - 94,8% (RSD < 4,6%)

Thảo luận kết quả

Khi xem xét tương quan giữa thế đỉnh pic và giá trị pH, sự dịch chuyển thế về phía âm khi tăng độ kiềm minh chứng rằng phản ứng khử Auramine O trên bề mặt điện cực tiêu thụ proton đồng thời với electron. Điều này giải thích vì sao việc kiểm soát nghiêm ngặt pH bằng hệ đệm B-R là yếu tố tiên quyết quyết định độ lặp lại của phép đo. Dữ liệu thực nghiệm khi biểu diễn dưới dạng biểu đồ von-ampe xung vi phân cho thấy đường nền rất phẳng, chân pic cân đối và biên độ pic tách biệt hoàn toàn khỏi dòng nền mẫu trắng.

Cường độ dòng Ip (nA)
  ^
  |                     /|  <- Pic hòa tan Auramine O tại pH = 9,0
  |                    / |
  |                   /  |
  |                  /   |
  |                 /    |
  |    ____________/     \_____________ <- Dòng nền đệm B-R
  +-------------------------------------> Thế đặt E (V)
                   -1,08 V

Khi đối chiếu kết quả định lượng mẫu thịt gà thật giữa phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) và phương pháp sắc ký chuẩn đối chứng LC-MS, kiểm định thống kê Student (t-test) và kiểm định Fisher (F-test) cho thấy giá trị t tính toán và F tính toán đều nhỏ hơn các giá trị tra bảng tới hạn ở mức xác suất tin cậy 95%. Sự tương đồng về mặt thống kê này xác nhận rằng AdSV có độ đúng và độ chụm hoàn toàn tương đương với các kỹ thuật sắc ký hiện đại, trong khi thao tác chuẩn bị mẫu đơn giản hơn nhiều.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả đạt được từ luận văn, 4 nhóm giải pháp cụ thể được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát an toàn thực phẩm:

1. Chuẩn hóa quy trình thử nghiệm nhanh tại hiện trường: Cục An toàn Thực phẩm phối hợp cùng các viện kiểm nghiệm ban hành hướng dẫn kỹ thuật phân tích nhanh Auramine O bằng thiết bị điện hóa xách tay, đặt mục tiêu rút ngắn thời gian trả kết quả xuống dưới 30 phút mỗi mẫu tại các chợ đầu mối và cơ sở giết mổ gia cầm trong giai đoạn 2026 - 2027.
2. Ứng dụng công nghệ điện cực in dải màng than (Screen-Printed Electrodes - SPE): Nhằm khắc phục tính độc hại của thủy ngân trên điện cực HMDE và công đoạn mài bóng phức tạp của điện cực GCE truyền thống, các nhóm nghiên cứu cần cải tiến quy trình sang dạng điện cực in màng carbon biến tính hạt nano kim loại, giúp nâng cao độ chọn lọc và sản xuất thương mại dưới dạng cảm biến dùng một lần.
3. Tăng cường thanh tra liên ngành và giám sát định kỳ: Chi cục An toàn Vệ sinh Thực phẩm và Quản lý Thị trường các tỉnh thành cần thiết lập mạng lưới kiểm tra đột xuất dư lượng phẩm màu công nghiệp trên các nhóm thực phẩm nguy cơ cao như gà thịt, dưa cà muối, măng chua với tần suất tối thiểu 1 lần mỗi quý, áp dụng chế tài xử phạt nghiêm khắc đối với các hành vi cố tình sử dụng phụ gia ngoài danh mục.
4. Mở rộng phạm vi phân tích trên đa dạng nền mẫu: Khuyến khích các phòng thử nghiệm mở rộng nghiên cứu tối ưu hóa quy trình trích ly Auramine O trên các đối tượng thực phẩm chế biến sẵn khác như hạt dưa, bột ớt, gia vị đóng gói và thức ăn thủy sản trong 12 tháng tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Tài liệu này là nguồn tư liệu khoa học hữu ích cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

• Cán bộ kiểm nghiệm và chuyên viên phân tích thực phẩm: Nắm vững quy trình xử lý nền mẫu thịt và rau dưa lên men phức tạp, kỹ thuật chiết tách không làm suy hao hoạt chất và phương pháp vận hành thiết bị von-ampe hòa tan độ nhạy cao.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ Thực phẩm: Tiếp cận nghiên cứu bài bản về hóa học điện phân tích, phương pháp khảo sát động học chuyển điện tử trên bề mặt tiếp xúc điện cực rắn và điện cực giọt thủy ngân.
• Doanh nghiệp sản xuất, chế biến gia cầm và nông sản sạch: Ứng dụng quy trình sàng lọc nội bộ nhằm kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn an toàn không tồn dư hóa chất độc hại trước khi đưa ra thị trường.
• Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý an toàn thực phẩm: Tham khảo số liệu thực nghiệm, độ tin cậy của phương pháp để xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và bổ sung các phương pháp kiểm nghiệm nhanh vào danh mục phương pháp thử nghiệm chính thức.

Câu hỏi thường gặp

Auramine O là gì và vì sao bị cấm tuyệt đối trong thực phẩm?
Auramine O là thuốc nhuộm công nghiệp gốc diarylmethane chuyên dùng để nhuộm vải, giấy và quét tường. Tổ chức Y tế Thế giới và IARC xếp hợp chất này vào nhóm 2B có khả năng gây ung thư bàng quang, ung thư gan và tổn thương tủy xương. Do độc tính tích lũy cao trong cơ thể, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Việt Nam đã ban hành lệnh cấm tuyệt đối việc sử dụng Auramine O trong toàn bộ chuỗi sản xuất thức ăn chăn nuôi và thực phẩm.

Phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ có ưu thế gì so với sắc ký HPLC và LC-MS?
Phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) có độ nhạy rất cao với giới hạn phát hiện đạt tới 1,2 x 10^-8 M nhờ cơ chế tích lũy làm giàu chất trước khi đo. Thiết bị điện hóa nhỏ gọn, chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn từ 3 đến 5 lần so với HPLC hoặc LC-MS, lượng hóa chất tiêu tốn ít và thời gian phân tích mẫu chỉ mất từ 3 đến 5 phút.

Nên chọn điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) hay điện cực than gương (GCE)?
Điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) cho độ lặp lại và độ nhạy cao hơn (LOD 1,2 x 10^-8 M so với 3,5 x 10^-8 M trên GCE) nhờ bề mặt giọt thủy ngân luôn được làm mới hoàn hảo sau mỗi lần đo. Tuy nhiên, điện cực than gương (GCE) thân thiện với môi trường hơn, không phát sinh chất thải thủy ngân độc hại và rất phù hợp để cải tiến thành các dạng điện cực cảm biến tại hiện trường.

Quá trình xử lý mẫu thịt gà có gây mất mát hoạt chất Auramine O hay không?
Quy trình sử dụng hỗn hợp dung môi Acetonitril : Nước hoặc Ethanol : Nước kết hợp rung siêu âm 15 phút giúp kết tủa và loại bỏ triệt để protein cùng lipit gây nhiễu. Thử nghiệm đánh giá hiệu suất thu hồi trên mẫu thêm chuẩn đạt từ 85,4% đến 96,2% với hệ số biến thiên RSD dưới 4,6%, chứng minh quy trình trích ly bảo toàn tối đa lượng Auramine O cần phân tích.

Kết quả phân tích bằng phương pháp AdSV có đủ độ tin cậy để đối chiếu pháp lý không?
Kết quả phân tích dư lượng Auramine O từ phương pháp AdSV đã được kiểm định đối chứng trực tiếp với phương pháp sắc ký khối phổ LC-MS chuẩn. Phép thử thống kê Student (t-test) khẳng định không có sự sai khác có ý nghĩa ở mức xác suất tin cậy 95%, do đó dữ liệu hoàn toàn đủ độ tin cậy khoa học để phục vụ công tác thanh tra, giám sát chất lượng.

Kết luận

• Luận văn đã làm sáng tỏ bản chất điện hóa bất thuận nghịch có quá trình hấp phụ chi phối của phẩm màu công nghiệp Auramine O trên bề mặt hai hệ điện cực HMDE và GCE.
• Thiết lập thành công bộ thông số tối ưu gồm hệ đệm Britton - Robinson pH = 9,0, thế tích lũy hấp phụ 0 V trong thời gian từ 30 đến 60 giây, cho phép đo dòng hòa tan catot và anot với độ phân giải cao.
• Phương pháp phân tích đạt giới hạn phát hiện ấn tượng ở mức 1,2 x 10^-8 M trên HMDE và 3,5 x 10^-8 M trên GCE, dải tuyến tính rộng, độ lặp lại cao với sai số RSD dưới 4,6%.
• Xây dựng và thẩm định hoàn chỉnh quy trình xử lý nền mẫu thịt gà và nước dưa chua phức tạp với hiệu suất thu hồi đạt từ 85,4% đến 96,2%, tương đương với phương pháp chuẩn LC-MS.
• Mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn lớn trong việc chế tạo các bộ cảm biến điện hóa xách tay phục vụ kiểm tra nhanh an toàn thực phẩm tại các trung tâm phân phối và cửa khẩu trong giai đoạn tới.

Hãy kết nối với cộng đồng nghiên cứu hóa phân tích và an toàn thực phẩm để tiếp tục ứng dụng, chuẩn hóa quy trình kiểm nghiệm này vào thực tế giám sát chuỗi cung ứng nông sản sạch.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hiện nay, an toàn vệ sinh thực phẩm đang là một vấn đề nhạy cảm, nhức nhối, và gây xôn xao dư luận. Hàng loạt các vụ việc vi phạm an toàn vệ sinh thực phẩm bị phát hiện: rau có thuốc trừ sâu; hoa quả có tồn dư chất kích thích, rượu giả, sữa nhiễm độc. Đặc biệt, gần đây việc lạm dụng các chất phụ gia, thuốc nhuộm trong thực phẩm đã gây nhiều bức xúc và là một vấn đề gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Auramine O là chất màu tổng hợp, chỉ được sử dụng trong công nghiệp để nhuộm nhiều sản phẩm như vải, giấy, gỗ…và dùng để làm màu sơn quét tường, không được dùng trong thực phẩm.

Theo Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế của Tổ chức y tế thế giới (WHO/IARC), Auramine O là chất đứng hàng thứ 5 trong 116 chất gây ung thư hàng đầu trên thế giới. Tuy nhiên, vì lợi nhuận trước mắt, nhiều người kinh doanh thực phẩm đã dùng chất Auramine O để nhuộm màu vào thực phẩm như măng tươi, thịt gà,dưa muối, nước tương, bim bim… làm tăng màu vàng, nhìn cho đẹp mắt để có thể bán thực phẩm với giá thành cao. Khi người tiêu dùng sử dụng những thực phẩm đó sẽ dễ hấp thụ luôn lượng Auramin O còn tồn dư, dẫn tới nguy cơ bất lợi cho sức khỏe và có thể gây ung thư. Do đó, cần có phương pháp để kiểm tra hàm lượng Auramine O trong mẫu thực phẩm.

Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, chúng tôi thấy rằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao và sắc kí lỏng ghép nối khối phổ xác định Auramine O trong mẫu thực phẩm có độ nhạy cao nhưng giá thành thiết bị và giá thành phân tích cao, thời gian phân tích lâu. Phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ là phương pháp phân tích có độ nhạy và độ chọn lọc cao, quy trình phân tích không quá phức tạp, thiết bị phân tích không đắt, không tốn dung môi, chi phí phân tích không cao. Hơn nữa, chưa có công trình nào xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp von- ampe hòa tan hấp phụ nên việc lựa chọn đề tài rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Mặt khác, cần có phương pháp kiểm tra nhanh, đảm bảo độ nhạy, độ đúng, độ chính xác để có thể kiểm tra được mẫu thực phẩm nhiễm Auramine O hay không là rất cần thiết và cấp bách đối với xã hội.

15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chính vì vậy, chúng tôi đã tiến hành xây dựng đề tài: “nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp von - ampe hòa tan”. 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về chất nghiên cứu Auramine O 1. Cấu tạo của Auramine O (AO) Auramine O (vàng ô, basic yellow) thuộc phân nhóm ketoimin, có tên khoa học là diarylmethane, tên danh pháp theo IUPAC: 4,4 – carbonnimidoylbis [N,N – dimethylbenzenamine]. Công thức phân tử của Auramine O là : C17H22N3Cl.1: Công thức cấu tạo của Auramine O Auramine O có khối lượng phân tử là 303,83 (g/mol) và có nhiệt độ nóng chảy ở 267oC (540 K).

Auramine O là chất rắn có dạng tinh thể hình kim vàng, nó tan rất tốt trong nước (10 mg/ml) và ethanol (20 mg/ml), tan trong ethyl ether (60 mg/ml). Ứng dụng của Auramine O Auramine O được sản xuất lần đầu tiên ở châu Âu (Thụy Sĩ, Đức, Anh và Pháp), và sau đó ở Hoa Kỳ. Hiện nay Auramine O sản xuất chủ yếu ở Ấn Độ và Trung Quốc năm (2008). [18] 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Khối lượng sản xuất Auramine O ở một số quốc gia năm 2008 [18] Năm Sản lượng Auramine O (103 pounds) 1986 10 - 500 1994 10 - 500 1998 10 - 500 Trong y học: Auramine O có thể được dùng như chất huỳnh quang để xác định vi khuẩn axit có trong đờm, mô nhiễm bệnh.

Auramine O còn được sử dụng kết hợp cùng thuốc rhodamine để phát hiện các vi khuẩn mycobacterium tuberculosis. [24] Trong công nghiệp: Auramine O là chất nhuộm màu tổng hợp, được sử dụng trong công nghiệp để nhuộm các sản phẩm như vải, gỗ, giấy. và được dùng để làm màu sơn quét tường. [27] Trong quân sự: Auramine O được sử dụng tạo khói màu trong các ứng dụng quân sự.

Ngoài ra, trước đây Auramine O đã từng bị phát hiện sử dụng để làm thuốc nhuộm tóc, sử dụng trong tạo màu thực phẩm. Tác hại của Auramine O Auramine O là chất gây độc cực kỳ nguy hiểm. Qua tiếp xúc da, nó gây dị ứng hoặc làm mẩn ngứa da, mắt. Qua đường hô hấp, nó gây ho, ngứa cổ, khó thở, đau ngực.

Qua đường tiêu hóa, nó gây nôn mửa. Nếu tích tụ dần trong cơ thể nó gây nhiều tác hại đối với gan, thận, hệ sinh sản, hệ thần kinh cũng như có thể gây ung thư. 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ung thư người Khi Auramine O tích ở trong cơ thể người có thể gây ung thư bàng quang.

Năm 1933, Miller đã phát hiện 2 ca ung thư bàng quang ở công nhân làm việc trong ngành công nghiệp sản xuất Auramin O. [20] Tổ chức nghiên cứu ung thư thế giới IARC đã xếp Auramin O vào nhóm 2B là nhóm các chất hoặc hỗn hợp có thể gây ung thư cho người. Nghiên cứu ở động vật Các nhà khoa học cũng tiến hành nhiều nghiên cứu thử nghiệm tác hại của Auramine O trên động vật. Kết quả cho thấy, Auramin O làm tổn thương ADN trên gan, thận, tuỷ xương của chuột, gây chết hoặc làm xuất hiện các khối ung thư hạch, ung thư gan ở chuột.2: Kết quả nghiên cứu ở động vật Loài / tài liệu Chế độ nuôi Tỷ lệ khối u Ý nghĩa tham khảo Chuột [8, 9] - Thức ăn chứa 0,1 % AO trong 52 tuần ( 728 mg /chuột).

- Ung thư gan: - P < 0,05 cả - 15 chuột đực và 15 chuột cái đực 4/15; cái 3/15. hai giới tính - 15 chuột đực và 15 cái: 2 lần - Ung thư hạch - P < 0,01, F /tuần tiêm dưới da đực 3/15; cái 8/15 - Ung thư hạch: P < 0,05 - 15 chuột đực và 15 chuột cái Chuột nhắt Chuột đực 4/7, cho ăn thức ăn có hàm lượng và chuột chuột cái 3/10. 0,1 % AO trong 52 tuần (1820 cống mg/chuột) - Ung thư gan: [29] - 12 chuột đực và 15 chuột cái chuột đực 7/12, ăn thức ăn chứa 0,2 % AO chuột cái 11/15.0001 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trong 52 tuần (3640 mg/chuột). - 12 chuột đực ăn thức ăn chứa - Ung thư gan: Chuột [22] 0,1 % AO trong 87 tuần P < 0.0001 11/12 (10g/con) 20 chuột đực và 20 chuột cái - Chuột đực 13/20, Chuột [24] được cho ăn chế độ ăn uống có 8/20, 10/20 NS chứa AO ở mức 0, 50, 100 và - Chuột cái 19/20, 200 ppm 18/20, 15/20, 19/20 1.

Các quy định về hàm lượng của Auramine O Ở châu Âu, việc sản xuất Auramine O phải tuân theo các quy định của chỉ thị 2004/37/EC, áp dụng cho các hoạt động mà người lao động phải tiếp xúc với chất gây ung thư hoặc chất gây đột biến gen. Chỉ thị 2004/93/EC, ngày 21 tháng 9 năm 2004 đã xếp Auramine O và muối của nó không được xuất hiện trong các thành phần của mỹ phẩm [12, 13] Ở Việt Nam, bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn (NN&PTNT) đã ban hành thông tư số 26/2012 và thông tư bổ sung số 42/2015 cấm sản xuất, nhập khẩu, kinh doanh và sử dụng Auramine O và các hợp chất trong thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm. Các phƣơng pháp xác định Auramine O Hiện nay, đã có rất nhiều phương pháp được sử dụng để xác định Auramine O như: phương pháp sắc kí, phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC, phương pháp quang phổ, phương pháp điện di mao quản, phương pháp… 1. Phương pháp sắc kí Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) có độ nhạy, độ chọn lọc cao sử dụng dung môi metanol và axeton nitrin để chiết đồng thời rhodamin B (RB), 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] auramine O (AO), pararosalin (PA) trong 6 mẫu thực phẩm: cà ri, gà nướng, tương ớt, tương cà chua, bột tôm và súp bột.3: Kết quả nghiên cứu xác định AO, PA, RB bằng phương pháp HPLC Chất Rhodamin B Auramine O Pararosalin Thông số hoặc điều kiện đo Khoảng tuyến tính (µg/ml) 0,05 đến 100 0,05 đến 100 0,05 đến 50 R2 = 0,999 Đánh giá phương pháp LOD = 0,0125 LOD = 0,05 LOD = 0,0125 (µg/ml) LOQ = 0,05 LOQ = 0,125 LOQ = 0,05 Độ thu hồi (%) 91 - 99 76 - 92 88 - 102 Độ thu hồi khi thêm chuẩn 70,2% đến 102,8% 0,5 µg/ml Độ lệch chuẩn khi thêm 0,8 % đến 8,0 % chuẩn 0,5 µg/ml (RSD) Phương pháp HPLC còn xác định được đồng thời chrysoidine, AO và safranine T trong 6 mẫu thực phẩm.

Mẫu được chiết lần 1 bằng amoniac - metanol (1:50, v/v) và chiết lần 2 với dung môi CH2Cl2, rửa giải trong axit formic - metanol (1:50, v/v), làm sạch bằng n - hexan, cuối cùng hòa tan bằng metanol bão hòa. Khoảng tuyến tính của phương pháp của ba chất là 0,05 - 2,5 g/ml, hệ số tương quan đều cao hơn 0,9998. Hiệu suất thu hồi của 6 thực phẩm dao động trong khoảng 72,3 - 96,5 % và độ lệch chuẩn là 0,3 - 8,8 % (n = 6). Giới hạn phát hiện (LOD) của phương pháp là khoảng 0,02 mg/kg cho chrysoidine; 0,03 mg/kg cho Auramine O và 0,004 mg/kg cho safranine T.

[32] Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) sử dụng detecter khối phổ phân tích: α - Naphatol, β - Naphatol và AO trong sản phẩm đậu. Thành phần pha 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] động: ACN và H2O (7 : 3), khoảng tuyến tính từ 0,1 đến 20,0 μg/mL với hệ số tương quan là 0,9999. Độ thu hồi của α - Naphatol, β - Naphatol và Auramine O trong khoảng 5,0 đến 15,0 mg/kg dao động từ 88,8 % đến 93,0 % với RSD từ 0,67 % đến 1,66 % (n = 6). Giới hạn phát hiện của α - Naphatol, β - Naphatol và Auramine O: 0,05 mg/kg.

Với độ thu hồi cao, LOD thấp, phương pháp này thích hợp cho việc xác định α - Naphatol, β - Naphatol và Auramine O trong sản phẩm đậu. Phương pháp quang phổ Phương pháp quang phổ hấp thụ UV – Vis xác định AO dựa trên sự tạo phức của AO với Albumin (huyết thanh bò). Các điều kiện đo: đệm B – R có pH = 7, bước sóng tại 339 nm. Khoảng nồng độ tuyến tính từ 0,16 µm đến 50 µM với LOD là 0,05 µM.