Chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng natri kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử f aas

Chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng natri kali trong thực phẩm bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử F AAS, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.

• Tác giả: Trần Thị Kiều Diễm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng natri, kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS)
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục đích, yêu cầu
• 1.2.1. Mục đích
• 1.2.2. Yêu cầu
• 1.3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.3.1. Tổng quan về Natri, Kali
• 1.3.1.1. Tổng quan về Natri
• 1.3.1.2. Tổng quan về Kali
• 1.3.2. Mối liên quan giữa Na và K với sức khỏe
• 1.3.3. Thực trạng xác định hàm lượng Na, K tại Việt Nam
• 1.3.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
• 1.3.4.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
• 1.4. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Vật liệu nghiên cứu
• 1.4.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.4.5. Phương pháp nghiên cứu. Chuẩn bị dung dịch chuẩn và mẫu thử
• 1.4.6. Quy trình phân tích dự kiến
• 1.4.7. Khảo sát các điều kiện tối ưu trên thiết bị AAS
• 1.4.8. Phân tích hàm lượng Na, K
• 1.4.9. Tính kết quả
• 1.4.10. Thẩm định phương pháp định lượng Na, K
• 1.4.10.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn
• 1.4.10.2. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
• 1.5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 1.5.1. Khảo sát phép đo hấp thụ và phát xạ trên thiết bị AAS
• 1.5.1.1. Đối với xác định hàm lượng Na
• 1.5.1.2. Đối với xác định hàm lượng K
• 1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân tích Na, K trên thiết bị AAS
• 1.5.3. Thẩm định phương pháp
• 1.5.3.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn
• 1.5.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
• 1.5.3.3. Độ lặp lại và độ thu hồi
• 1.6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phương pháp xác định hàm lượng natri và kali

Phương pháp xác định hàm lượng natri và kali trong thực phẩm là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm. Việc xác định chính xác hàm lượng các ion này không chỉ giúp đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn hỗ trợ trong việc duy trì sức khỏe cộng đồng. Natri và kali là hai khoáng chất thiết yếu, có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý của cơ thể. Do đó, việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại như quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS) là cần thiết để đảm bảo chất lượng thực phẩm.

1.1. Tầm quan trọng của natri và kali trong thực phẩm

Natri và kali là hai khoáng chất thiết yếu, có vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng điện giải và chức năng tế bào. Natri giúp điều chỉnh huyết áp và thể tích dịch trong cơ thể, trong khi kali có tác dụng làm giảm huyết áp và hỗ trợ chức năng tim mạch. Việc xác định hàm lượng của chúng trong thực phẩm giúp người tiêu dùng có thông tin chính xác về chế độ ăn uống của mình.

1.2. Các phương pháp xác định hàm lượng natri và kali

Có nhiều phương pháp được sử dụng để xác định hàm lượng natri và kali trong thực phẩm, bao gồm quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS), sắc ký ion và quang phổ phát xạ. Trong đó, F-AAS được ưa chuộng nhờ độ nhạy cao và khả năng phân tích nhiều mẫu cùng lúc.

II. Vấn đề và thách thức trong xác định hàm lượng natri và kali

Mặc dù có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng natri và kali, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quá trình phân tích. Các yếu tố như độ chính xác của thiết bị, điều kiện môi trường và chất lượng mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Đặc biệt, việc chuẩn bị mẫu và tối ưu hóa các điều kiện phân tích là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích

Các yếu tố như nhiệt độ, pH, và nồng độ ion trong mẫu có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Việc kiểm soát các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo kết quả phân tích chính xác và đáng tin cậy.

2.2. Thách thức trong việc chuẩn bị mẫu

Chuẩn bị mẫu là một bước quan trọng trong quy trình phân tích. Việc lựa chọn phương pháp chuẩn bị phù hợp có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả. Các mẫu thực phẩm thường chứa nhiều thành phần khác nhau, do đó cần có quy trình chuẩn bị mẫu tối ưu để loại bỏ các yếu tố gây nhiễu.

III. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử F AAS trong xác định natri và kali

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS) là một trong những kỹ thuật phân tích phổ biến nhất để xác định hàm lượng natri và kali trong thực phẩm. Phương pháp này dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng của các nguyên tử trong trạng thái hơi. F-AAS có độ nhạy cao và khả năng phân tích nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho các phòng thí nghiệm.

3.1. Nguyên tắc hoạt động của F AAS

F-AAS hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng của các nguyên tử trong trạng thái hơi. Khi ánh sáng có bước sóng phù hợp chiếu qua đám hơi nguyên tử, các nguyên tử sẽ hấp thụ một phần năng lượng và chuyển sang trạng thái kích thích. Đo lường mức độ hấp thụ này cho phép xác định nồng độ của các ion natri và kali trong mẫu.

3.2. Quy trình thực hiện F AAS

Quy trình thực hiện F-AAS bao gồm các bước chuẩn bị mẫu, tạo đám hơi nguyên tử, chiếu ánh sáng và đo lường mức độ hấp thụ. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích.

IV. Ứng dụng thực tiễn của phương pháp F AAS trong nghiên cứu

Phương pháp F-AAS đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu để xác định hàm lượng natri và kali trong thực phẩm. Kết quả từ các nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về chất lượng thực phẩm mà còn hỗ trợ trong việc xây dựng các chính sách dinh dưỡng hợp lý cho cộng đồng. Việc sử dụng F-AAS giúp nâng cao độ tin cậy của các số liệu nghiên cứu và đảm bảo an toàn thực phẩm.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hàm lượng natri và kali

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng natri và kali trong thực phẩm có sự biến động lớn giữa các loại thực phẩm khác nhau. Việc xác định chính xác hàm lượng của chúng giúp người tiêu dùng có thông tin cần thiết để điều chỉnh chế độ ăn uống của mình.

4.2. Ứng dụng trong xây dựng chính sách dinh dưỡng

Kết quả từ các nghiên cứu về hàm lượng natri và kali có thể được sử dụng để xây dựng các chính sách dinh dưỡng nhằm giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống, như bệnh tim mạch và huyết áp cao.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Việc xác định hàm lượng natri và kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS) không chỉ giúp đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn hỗ trợ trong việc duy trì sức khỏe cộng đồng. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân tích mới để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc xác định các khoáng chất thiết yếu này.

5.1. Tương lai của phương pháp F AAS

Phương pháp F-AAS có tiềm năng lớn trong việc phát triển các kỹ thuật phân tích mới, giúp nâng cao độ nhạy và độ chính xác. Việc cải tiến thiết bị và quy trình phân tích sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá hàm lượng natri và kali trong các loại thực phẩm khác nhau, từ đó cung cấp thông tin chính xác hơn cho người tiêu dùng và các nhà quản lý thực phẩm. Việc kết hợp F-AAS với các phương pháp phân tích khác cũng có thể mang lại kết quả tốt hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm ngày càng phát triển với số lượng lớn đã tạo nên sự sẵn có và hợp lý về giá cả sản phẩm, điều đó cũng dẫn đến việc sử dụng các thức ăn công nghiệp chế biến sẵn trở nên phổ biến ở các quốc gia. Ngoài giá trị dinh dưỡng tác dụng tốt với sức khỏe thì một số chất dinh dưỡng cũng cần hạn chế đặc biệt đối với những người có nguy cơ mắc các bệnh mãn tính không lây. Các thực phẩm chế biến sẵn thường có nhiều muối/Natri.

Giảm 30% mức tiêu thụ muối trung bình/người/ngày ở người trưởng thành so với năm 2015 là một trong những chỉ tiêu cần đạt được trong Chiến lược Quốc gia phòng chống những bệnh không lây nhiễm giai đoạn 2015-2025. Một trong những chính sách cần chú trọng trong giai đoạn hiện nay là đảm bảo thông tin dinh dưỡng trên sản phẩm cho người tiêu dùng, với định hướng để giảm muối. Theo nghiên cứu của Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ, từ từ giảm lượng Na trong thực phẩm có thể làm giảm vị giác của thức ăn mặn theo thời gian, mà đối với một số người, có thể làm cho thực phẩm có mức Na vừa phải cảm thấy ngon miệng. Lượng Na trong một suất ăn nên dưới hoặc bằng 5% nhu cầu khuyến nghị/ngày thì thực phẩm đó được coi là có hàm lượng Na thấp, nếu lớn hơn hoặc bằng 20% thì được coi là có hàm lượng Na cao, nên tránh sử dụng (Ths.Bs Ngô Hà Phương, 2018).

Bên cạnh đó, chất điện giải có vai trò quan trọng đối với cơ thể con người, liên quan trực tiếp đến các quá trình chuyển hóa quan trọng. Các chất này được cung cấp thông qua nước uống, thức ăn. Nếu như mất điện giải sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, do đó cần duy trì cung cấp chúng vào cơ thể hàng ngày. Na+ và K+ là các ion quan trọng được sử dụng trong việc chuẩn đoán các bệnh liên quan đến mất nước điện giải và là thành phần quan trọng của dịch nội bào (ICF) và dịch ngoại bào (ECF).

Natri có chủ yếu trong các chất dịch bào ngoài tế bào và chỉ có một lượng nhỏ nằm trong các tế bào. Kali nằm chủ yếu bên trong các tế bào và chỉ có một lượng rất nhỏ trong dịch cơ thể. Cơ thể con người mỗi ngày cần một lượng nhỏ nhưng không thể thiếu (Thúy Bình, 2013). 1 Một trong những đặc điểm về chế độ ăn uống của con người hiện đại là sử dụng Natri nhiều hơn Kali gấp 3 lần.

Trong khi trước đây, lượng K được con người sử dụng nhiều gấp 7 lần Na. Như vậy mối tương quan giữa 2 loại khoáng chất này trong chế độ ăn của con người ngày nay bị đảo ngược. Theo các chuyên gia y tế, người sử dụng nhiều Na và ít K có thể tăng nguy cơ mắc bệnh cao huyết áp, do đó tăng nguy cơ mắc bệnh tim và đột quỵ (Thúy Bình, 2013). Theo Sagen Ishizuka- một bác sĩ quân y Nhật, sự cân bằng Kali và Natri trong cơ thể đóng vai trò chủ chốt quyết định sức khỏe của bạn và thực phẩm là yếu tố chính tác động đến sự cân bằng này.

Việc phân tích đánh giá hàm lượng Na, K trong các loại thực phẩm là vấn đề cần được chú trọng. Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để xác định Na, K như: phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, quang phổ phát xạ, sắc ký ion, phối phổ plasma ICP-MS, chuẩn độ. Trong đó phương pháp quang phổ hấp thụ/phát xạ nguyên tử là ưu việt hơn cả bởi nó có độ nhạy cao, kết quả phân tích ổn định, phù hợp cho việc phân tích nhiều mẫu. Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng Natri, Kali trong thực phẩm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS)” được tiến hành dưới sự hướng dẫn của T.S Nguyễn Thị Hoàng Lan, bộ môn Thực phẩm và Dinh dưỡng của Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam và Th.S Trần Thắng tại Viện Dinh dưỡng Quốc gia.

Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích Xây dựng và chuẩn hóa phương pháp xác định hàm lượng Natri, Kali trong thực phẩm bằng phương pháp F-AAS, từ đó xác định được hàm lượng Na, K trong thực phẩm. Yêu cầu - Tối ưu hóa được các điều kiện xác định Natri, Kali trên thiết bị AAS - Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo Na, K 2 - Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn trong phép đo. - Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) - Xác định độ lặp lại, độ thu hồi của phép đo.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về Natri, Kali 2. Tổng quan về Natri - Sodium hay còn gọi là Natri, là tên một nguyên tố hóa học hóa trị một trong bảng tuần hoàn nguyên tố. - Kí hiệu nguyên tử: Na - Cấu hình electron: 1s22s22p63s1 - Số nguyên tử: 11 - Khối lượng nguyên tử: 22,98976 - Vị trí trong bảng tuần hoàn: ô 11; nhóm IA; chu kì 3; đồng vị 22Na, 23Na; độ âm điện 0,93.

- Natri là một trong những nguyên tố phổ biến thứ 6 và chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất. Có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit, đá muối. Tính chất vật lý - Natri là một kim loại kiềm, màu trắng-bạc - Natri rất nhẹ, rất mềm, dễ nóng chảy - Natri là một chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt - Nhiệt độ sôi: 886℃ - Nhiệt độ nóng chảy: 97,83℃ - Nhận biết: đốt cháy các hợp chất của Natri sẽ cho ngọn lửa có màu vàng. Tính chất hóa học Natri có tính khử rất mạnh - Tác dụng với phi kim: 4Na + Cl2  2NaCl - Tác dụng với axit: 2Na + 2HCl  2NaCl + H2 - Tác dụng với nước: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 - Tác dụng với hidro: 2Nalỏng + H2 khí  2NaH(Rắn) ( Nhật Minh, 2019) 4 2.

Natri trong thực phẩm Natri trong thực phẩm là hàm lượng Na chứa trong thức ăn. Tùy theo loại thức ăn sẽ có hàm lượng Natri cao hoặc thấp. Các loại thực phẩm có hàm lượng Natri cao: các loại thịt, cá xông khói, ướp muối, hay đóng hộp; phô mai; bánh mì; rau củ, nước ép rau củ đóng hộp… Các loại thực phẩm có hàm lượng Natri thấp khuyên dùng: thịt tươi (thịt bò, bê, cừu, lợn), thịt gia cầm, cá hoặc động vật có vỏ- ít natri, giàu protein và sắt; trứng; các loại đậu và đậu Hà Lan khô hoặc đông lạnh. Hàm lượng Na trong một số loại thực phẩm STT Tên thực phẩm Hàm lượng Na (mg/100g) 1 Cá chép 49 2 Cà chua 12 3 Muối 38758 4 Gạo nếp cái 3 5 Hạt điều 12 6 Khoai lang 31 7 Mướp 3 8 Qủa vải 1 9 Thịt lợn nạc 76 10 Trứng gà 158 11 Bia (độ cồn 4,5%) 4 (Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007)  Vai trò của Natri đối với cơ thể con người - Đối với người lớn: đóng vai trò chất điện giải giúp cân bằng nồng độ chất lỏng, giữ nước cho cơ thể.

Kết hợp với các ion khác tạo sự cân bằng môi trường axit kiềm, độ pH trong máu. Đồng thời, ảnh hưởng đến sự dẫn truyền các xung thần kinh cơ giúp đầu óc minh mẫn, hạn chế triệu chứng co cơ, chuột rút, đầu óc minh mẫn hơn. 5 Tuy bổ sung Natri sẽ dễ tăng huyết áp, không tốt cho người có huyết áp cao, nhưng vẫn cần một lượng Natri để đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng cho cơ thể. - Đối với phụ nữ mang thai: lượng máu và chất lỏng trong cơ thể người phụ nữ thay đổi tăng lên rất nhiều để hỗ trợ cho sự phát triển của thai.

Vì vậy, Natri giúp điều hòa và duy trì để bù nước bị mất trong cơ thể phụ nữ. - Đối với trẻ em: Natri cần thiết cho sự phát triển và hoạt động não bộ của trẻ. Đồng thời hỗ trợ cho hoạt động của các cơ và điều hòa huyết áp ở trẻ. (Trần Thị Thanh Thúy, 2018) Chế độ ăn hạn chế Natri được khuyến khích mạnh mẽ vì không chỉ cải thiện sức khỏe và ngoại hình mà còn có tác dụng phòng ngừa ba nguy cơ chính ảnh hưởng tới tính mạng- huyết áp cao, đột quỵ và bệnh tim mạch vành.

Hiện nay lượng Natri ăn vào trong chế độ ăn của người trưởng thành trung bình là 3,7g/ngày hay tương đương với lượng muối ăn vào là 9,4g/ngày.Bs Ngô Thị Hà Phương, 2018)  Mức Natri tiêu thụ tối đa mỗi ngày Theo khuyến cáo từ WHO, hiện nay trung bình mỗi người trưởng thành nên tiêu thụ không quá 2000mg/ngày Trẻ từ 1-3 tuổi tiêu thụ không nên quá 1000mg/ngày Trẻ từ 4-8 tuổi không cần quá 1200mg/ngày Từ 9-18 tuổi cần nhiều nhất 1500mg/ngày. Tổng quan về Kali - Potassium hay còn gọi là Kali - Kí hiệu nguyên tử: K - Cấu hình nguyên tử: [Ar]4s1 - Số nguyên tử: 19 - Khối lượng nguyên tử: 39,0983 - Vị trí trong bảng tuần hoàn: ô 19; chu kỳ 4 - Kali là khoáng chất với tỷ lệ chiếm nhiều thứ ba trong cơ thể. Khoảng 98% Kali trong cơ thể được tìm thấy trong các tế bào. Trong đó, 80% được tìm thấy trong tế bào cơ, 20% còn lại có ở trong xương, gan và hồng cầu.

6 - Kali là nguyên tố phổ biến thứ 7, chiếm 2,4% trọng lượng lớp vỏ Trái Đất. Vì tính khó hòa tan nên rất khó thu được Kali từ các khoáng chất. Tính chất vật lý - Kali là một kim loại kiềm màu trắng bạc, mềm, có thể dễ dàng cắt ra bằng dao. Dễ bị oxi hóa trong không khí, phải được bảo quản trong dầu mỏ hay dầu lửa.

- Nhiệt độ nóng chảy: 63℃ - Nhiệt độ sôi: 760℃ 2. Tính chất hóa học Kali có tính khử mạnh - Tác dụng với phi kim: 4K + Cl2  2KCl phản ứng cho ngọn lửa màu tím hoa cà đặc trưng - Tác dụng với axit: 2K + 2HCl  2KCl+ H2 - Tác dụng với nước: 2K + 2H2O  2KOH + H2 - Tác dụng với hidro: 2Klỏng + H2 Khí  2KHrắn (ThS. Kali trong thực phẩm Kali là một chất dinh dưỡng thiết yếu có tự nhiên trong nhiều loại thực phẩm và có sẵn dưới dạng thực phẩm bổ sung. Kali được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm động vật và thực vật, cũng như trong đồ uống.

Hàm lượng K trong một số loại thực phẩm STT Tên thực phẩm Hàm lượng K (mg/100g) 1 Cá chép 397 2 Cà chua 275 3 Muối 4 4 Gạo nếp cái 282 5 Hạt điều 660 6 Khoai lang 210 7 7 Mướp 139 8 Qủa vải 171 9 Thịt lợn nạc 341 10 Trứng gà 176 11 Bia (độ cồn 4.