Đang tải... (xem toàn văn)
Bài trình bày về "CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VITAMIN TRONG THỰC PHẨM"
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐHQG TP. HCM KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC TIỂU LUẬN PHÂN TÍCH CÔNG CỤ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VITAMIN TRONG THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2013 Tiểu Luận Môn Học 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VITAMIN TRONG THỰC PHẨM I. Giới thiệu chung về các họ Vitamin trong thực phẩm 1. Phân loại Vitamin trong thực phẩm – phản ứng sinh hóa của vitamin Vitamin được ghép bởi hai chữ: “vita” và “amine”. “Vita” gốc Latinh có nghĩa là sự sống, “amine” là các acid amin. Vitamin là những acid amine cần thiết cho sự sống. Cơ thể con người cần một lượng nhỏ Vitamin nhưng thiếu chúng cơ thể sẽ mắc bệnh. Hiện nay người ta đã nghiên cứu và phân lập được trên 30 loại vitamin khác nhau, đồng thời đã nghiên cứu các thành phần, cấu tạo và tác dụng sinh lý của chúng. Người ta cũng tổng hợp một số lượng lớn vitamin bằng tổng hợp hoá học ở phòng thí nghiệm. Căn cứ vào tính hoà tan của vitamin mà ngày nay người ta chia vitamin ra làm hai nhóm. 1.1 Các vitamin tan trong nước Vitamin tan trong nước chủ yếu tham gia và làm nhiệm vụ xúc tác trong quá trình sinh học gắn liền với sự giải phóng năng lượng ( các phản ứng oxi hoá - khử, sự phân giải các hợp chất hữu cơ ) nghĩa là chúng hoàn thành chức năng năng lượng như nhóm các Vitamin B1 (tiamin), Vitamin B2 (riboflavin), Vitamin B3 (axit pantotenic), Vitamin B5 (nicotinamit), Vitamin B6 (piridoxin), Vitamin B7 (biotin), Vitamin B10 (axit folic), các vitamin B12 (các cianocobalamin), vitamin B15 (axit pangaminic), vitamin C, vitamin P (citrin), vitamin U (S-metyl-metionin), Vitamin C,… 1.2 Các vitamin tan trong chất béo ( trong dầu và mỡ) Vitamin hoà tan trong chất béo (trong dầu và mỡ) thì tham gia vào phản ứng tạo nên các chất, tạo nên các cấu trúc, các cơ quan và các mô của cơ thể, nghĩa là chúng hoàn thành chức năng tạo hình như nhóm các Vitamin A (A1, A2), D, K, E. 2. Phân bố Tiểu Luận Môn Học 3 Thực phẩm chứa nhiều loại vitamin, điển hình như - Vitamin A có nhiều trong gan, cá, sữa - Tiền tố vitamin A có nhiều trong cà rốt, rau xanh, quả mơ, dưa chột, quả đào có màu vàng, ngô - Vitamin D có nhiều trong cá, gan, lòng đỏ trứng, thịt lợn, chất béo của sữa - Vitamin E có nhiều trong bột mì, quả hạnh nhân - Vitamin C có nhiều trong cam, chanh, bưởi, rau xanh, cải bắp, cải xoong, xoài, củ cải, hành tây, ớt ngọt, rau mùi, ổi - Vitamin B1 có nhiều trong gạo, bột mì, bột đậu xanh, thịt gà, nấm - Vitamin B6 có nhiều trong gan bê, ruốc thịt, thịt gà, ngô - Vitamin B9 (hay còn gọi là axit pholic) có nhiều trong măng tây, rau xanh, đậu rau xanh, gan, thịt gà, trứng. - Vitamin B12 có nhiều trong pho mát làm từ thịt dê và thịt cừu, cá, quả hạnh nhân, cải xoong, dưa bắp cải, sữa tươi, sữa bột, sữa chua, sữa đậu nành, nước khoáng. 3. Cấu tạo, tính chất, trạng thái cảm quan Vitamin B1 Vitamin B2 Tiểu Luận Môn Học 4 Vitamin B3 Vitamin B5 Vitamin B6 Vitamne B7 Vitamin B9 Vitamin B12 Tiểu Luận Môn Học 5 Vitamin C Tiểu Luận Môn Học 6 Các vitamin rất khác nhau về tính chất vật lý, tính chất hóa học. Trong tự nhiên, các vitamin tồn tại ở dạng rắn hoặc dạng keo. Ví dụ - Vitamin B: nhóm các vitamin B đều tan tốt trong nước, thường ở dạng tinh thể - Vitamin B1 là những tinh thể trắng hình kim hay ở dạng vẩy, thường có mùi đặc trưng. Khi tiếp xúc với không khí, chế phẩm khan nhanh chóng hút ẩm (khoảng 4% nước). - Vitamin B1 có tính axit, hoà tan tốt trong môi trường nước, axit acetic, nhưng - khó tan trong ethanol 96% và methanol, không tan trong ete, benzen hay cloroform và chịu nhiệt khá nên không bị phân huỷ khi nấu nướng. Vitamin B1 nóng chảy ở 2330C-252 0 C. - Vitamin B1 bền trong môi trường axit, còn trong môi trường kiềm nó rất dễ bị phân huỷ khi đun nóng - Vitamin B2 ở dạng tinh thể màu vàng, có vị đắng, dễ bị phân hủy bởi ánh nắng mặt trời, nhiệt độ cao và không ổn định với tia cực tím. Trong vùng UV Vitamin B2 hấp thu tại 2 bước sóng 223,3 và 268,0nm. Vitamin B2 hoà tan trong nước, ổn định trong môi trường axit, chịu nhiệt, phân huỷ nhanh trong môi trường kiềm. Nó cũng bền vững khi đông lạnh, ở trạng thái khô Vitamin B2 bền với nhiệt và axit. - Vitamin B6 là tinh thể không màu, vị hơi đắng, hòa tan tốt trong nước và trong rượu, chịu nhiệt, nhạy cảm với ánh sáng, pyridoxin bazơ có nhiệt độ nóng chảy ở 1600C, pyridoxin hydrochloric nóng chảy ở 204-206 0C, bền vững khi đun nóng. Bền khi đun sôi trong axit hay kiềm, không bền trong môi trường có tính oxy hóa. Vitamin B6 nhạy cảm với ánh sáng. Chúng phân hủy nhanh khi chiếu sáng ở môi trường kiềm hay trung tính, còn trong môi trường axit thì pyridoxin, pyridoxan và pyridoxamin bền hơn. - Vitamin C kết tinh không màu hoặc hơi vàng, rất dễ tan trong nước (300g/lít). Dung dịch nước 5% có pH=3. Có khi dùng dạng muối natri dễ tan trong nước hơn (900g/lít). - Vitamin A tồn tại trong tự nhiên gồm 2 dạng: Tiểu Luận Môn Học 7 • Retinol: dạng hoạt động của vitamin A, nó được đồng hoá trực tiếp bởi cơ thể. • Tiền vitamin A: nó chính là một tiền chất của vitamin A được biết đến nhiều dưới tên bêta-caroten. Tiền chất này được chuyển hoá bởi ruột thành vitamin A để cơ thể có thể sử dụng. - Vitamin E: tồn tại trong tự nhiên với 8 dạng khác nhau, là chất dầu lỏng, không màu, hòa tan rất tốt trong dầu thực vật, rượu etylic có thể kết tinh chậm trong rượu metylic nếu giữ ở nhiệt đọ thấp tới -35 o C. Vitamin E khá bền với nhiệt, nhưng không bền với tia tử ngoại. 4. Tầm quan trọng của Vitamin Thông thường các vitamin trong cùng một nhóm có tác dụng bổ sung, hoàn thiện, làm tăng tác dụng của nhau. Các nhóm đại diện cùng tác dụng như thế gồm có: - Nhóm các vitamin làm tăng khả năng chống lại viêm nhiễm gồm có vitamin A, B1, B2, C, D, H, P. - Nhóm các vitamin bảo đảm cho hệ thần kinh hoạt động hoàn hảo gồm vitamin A, B1, B2, C. - Nhóm các vitamin khởi động việc tạo máu gồm có vitamin A, B2, B12, axit folic, C, D. - Nhóm các vitamin chi phối tới việc tạo mô xương và răng gồm có vitamin A, B1, C, D. - Nhóm các vitamin chi phối tới hoạt động sinh dục gồm có A, C, E. - Nhóm trợ giúp sự tăng trưởng: gồm tất cả các vitamin trừ vitamin H. 5. Việc lạm dụng Vitamin và hậu quả - Vitamin phần lớn không tổng hợp được trong cơ thể mà phải có trong thức ăn nguồn gốc động vật và thực vật. Việc thiếu vitamin sẽ gây ra nhiều rối loạn cho cơ thể. - Nhiều người cho rằng uống vitamin sẽ giúp tăng cường sức khỏe, nhưng khoa học đã chỉ ra điều đó không hoàn toàn đúng, nhất là dùng quá liều. - Các vitamin đều rất thiết yếu với cơ thể con người, nhưng việc dùng vitamin quá liều có thể gây ra những tác động bất lợi, làm suy giảm hệ miễn dịch của cơ thể. Nhiều người tiêu dùng “thoải mái” sử dụng các loại vitamin hoặc các thực Tiểu Luận Môn Học 8 phẩm bổ sung vitamin vì nghĩ rằng “thừa còn hơn thiếu” mà không hề biết đến tác hại của việc sử dụng vitamin quá liều. - Các chuyên gia dinh dưỡng nói rằng cách tốt nhất để cơ thể hấp thụ các vitamin là thông qua một chế độ ăn uống lành mạnh với nhiều trái cây và rau. Mọi người nên dùng vitamin bổ sung chỉ khi họ không thể bổ sung đủ vitamin qua thực phẩm hoặc có nhu cầu thêm, và nên tham khảo ý kiến bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng uy tín về đúng liều để dùng. II. Các phương pháp phân tích xác định hàm lượng Vitamin trong thực phẩm Các vitamin đã được các nhà khoa học phát hiện và nghiên cứu từ rất lâu. Đi kèm với việc nghiên cứu các vitamin thì các phương pháp phân tich hóa lý, y sinh dùng để xác định hàm lượng các vitamin từ các nguồn gốc khác nhau cũng đã phát triển khá đầy đủ và chi tiết. Trong phạm vi bài tiểu luận này, tôi xin liệt kê các phương pháp xác định hàm lượng vitamin trong thực phẩm theo 2 nhóm vitamin tan trong nước và trong dầu. Dựa vào cấu trúc hóa học, trạng thái tồn tại của các vitamin, hàm lượng các vitamin có trong mẫu cần phân tích và các điều kiện thiết bị, hóa chất có trong phòng thí nghiệm, các vitamin được xác định bằng rất nhiều cách khác nhau từ phương pháp phân tích cổ điển đến phương pháp phân tích hiện đại. A. Định lượng các nhóm Vitamin tan trong nước Như đã nêu ở trên, các Vitamin thuộc nhóm này bao gồm các Vitamin B, Vitamin C… Đặc điểm chung của nhóm này là có cấu trúc phân cực, tan nhiều trong nước. Các phương pháp xác định hàm lượng nhóm Vitamin này bao gồm: 1. Phương pháp cực phổ a) Nguyên lý: Các Vitamin nhóm B và Vitamin C là những hợp chất phân cực Vitamin nhóm B như B1, B3, B6, B9, Vitamin C trong thực phẩm được phân tích bằng phương phấp cực phổ trên thiết bị METROHM 797 VA COMPUTRACE của hãng METROHM (Thụy Sỹ). Tiểu Luận Môn Học 9 b) Tiến hành: Cân 5 – 10(g) mẫu đã đồng nhất vào becher 250ml, thêm vào 100ml HCl 0,1N, đun sôi cách thủy 40-45 phút, để nguội, chỉnh về pH 4÷4,5 bằng CH 3 COONa 2,5M. Sau đó đưa lên tới vạch 250ml bằng nước cất, lọc qua giấy lọc, thu dịch mẫu đã qua lọc và đem xác định bằng máy đo cực phổ. Nền tối ưu cho phương pháp này là đệm Acetate pH 6,5. - Chương trình chạy: - Dựng đường chuẩn. - Đo mẫu: Hút 10ml đệm Acetate pH 6,5 + 0,5ml mẫu + 0,5ml Triton X-100 vào cell đo và đem đi xác định trên thiết bị cực phổ METROHM 797 VA COMPUTRACE Tiểu Luận Môn Học 10 - Nền đệm axetat, pH=6,5 - Kết luận: Phương pháp cực phổ là một trong những phương pháp phân tích hữu cơ nhanh và đạt được độ chính xác cao, ngoài ra chi phí cho máy móc thiết bị và hoá chất phù hợp với điều kiện của các phòng thí nghiệm ở Việt Nam. 2. Phương pháp chuẩn độ Iot xác định Vitamin C a) Nguyên tắc: được xây dựng trên nguyên tắc phản ứng oxy hóa khử Iốt tương đối không tan trong nước, nhưng điều này có thể cải thiện bằng cách pha trộn iốt với iođua và hình thành triiođua: I 2 + I - < > I 3 - Triiođua oxy hóa vitamin C tạo acid dehydroascorbic: C 6 H 8 O 6 + I 3 - + H 2 O > C 6 H 6 O 6 + 3I - + 2H + Vitamin C còn hiện diện trong dung dịch, thì triiotđua được chuyển thành ion iođua rất nhanh chóng. [...]... ascorbic B Định lượng các nhóm Vitamin tan trong dầu Tiểu Luận Môn Học 31 Hiện nay, phương pháp sắc ký lỏng (HPLC) với đầu dò UV là phương pháp tối ưu để định lượng các vitamin tan trong dầu Định lượng vitamin A, D, E, K trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép đầu dò UV a) Nguyên tắc: Vitamin A, D, E, K sau khi xà phòng hóa được chiết ra khỏi nền mẫu bằng hỗn hợp dietyl ete:hexan và định lượng. .. điểm trên mà người ta dung phương pháp huỳnh quang để xác định hàm lượng vitamin B2 b) Nguyên tắc: Trong ngũ cốc riboflavin (latoflavin ,vitamin G, vitamin B2) là chất có màu vàng-xanh lá cây được chỉ định bằng phương pháp phân tích huỳnh quang riboflavin có nhiều trong tế bào động vật và thực vật nó bền trong muối khoáng và phần lớn các tác nhân oxi hóa,nhưng lại không bền trong dung dịch kiềm.nó rất... đương • Bước sóng: Vitamin A: 325 nm Vitamin E: 289 nm Vitamin D: 265 nm Viatmin K: 254 nm • • • Pha động: ACN : H2O (90:10) Tốc độ dòng: 0.3 ml/min Thể tích tiêm: 20µl c) Tính Kết Quả Hàm lượng Vitamin tan trong dầu có trong mẫu được tính theo công thức sau: C0 C = m mau × P × Vdm × f × k Trong đó: C: hàm lượng Vitamin có trong mẫu, tính theo mg/Kg Co: hàm lượng Vitamin trong dịch chiết... với chuẩn Vitamine B2 6 Phương pháp trắc quang xác định hàm lượng vitamin C bằng thuốc thử 2,6 Diclophenolindophenol a) Nguyên tắc: Vitamin C (axit ascorbic) hòa tan trong nước, dễ bị phân hủy dưới tác dụng của các chất oxi hóa và bền trong môi trường axit Vì vậy người ta thường chiết axit ascorbic của mẫu phân tích bằng các dung dịch axit như axit axetic 5%, axit metaphôtphoric 2% Phương pháp dựa trên... 545nm) d) Tính kết quả: Hàm lượng vitamim B1(mg%)được tính theo công thứ sau: Tiểu Luận Môn Học 23 Trong đó: a -Lượng vitamim có trong ống nghiệm chuẩn có màu huỳnh quang trùng với mẫu ống nghiệm (γ) V-dung tích bình định mức(ml) V1- thể tích dung dịch thí nghiệm lấy để oxi hóa(ml) w- khối lượng mẫu(g) 1000-chuyển từ γ ra mg 5 Định lượng vitamin nhóm B và vitamin C trong thực phẩm bằng sắc ký lỏng ghép... Tính Kết Quả Hàm lượng Vitamine B và C (mg/kg) có trong mẫu được tính theo công thức sau: C P C = 0 × m 100 x V x f Trong đó: - C: hàm lượng Vitamine có trong mẫu, tính theo mg/kg - Co: hàm lượng Vitamine trong dịch chiết thông qua đường chuẩn, mg/L - m: lượng cân ( thể tích) của mẫu thử, g (ml) - P: độ tinh khiết của chất chuẩn, % - V: thể tích định mức mẫu - f: hệ số pha loãng (nếu có) Tiểu... năng lượng cao hơn Hiện tượng này cũng giống như hiện tượng đã xảy ra khi một e hoặc các e thu năng lượng và nhảy từ trạng thái năng lượng cơ bản đến mức năng lượng cao nhất của trạng thái kích thích đầu tiên Tiểu Luận Môn Học 14 Theo lí thuyết lượng tử thì mức năng lượng của một phân tử có thể tồn tại chỉ trong một số trạng thái xác định ,cho nên chỉ có ánh sáng với những tần số tương ứng với năng lượng. .. • • Vitamin B2 (475nm) Vitamin B3 (261nm) Vitamin B5 (211nm) Vitamin B6 (290nm) Vitamin B7 (211nm) Vitamin B9 (283nm) Vitamin B12 (361nm) Vitamin C (254nm) Pha động : ACN : dung dịch H3PO4 0.05% Cụ thể như sau: - (B7, B9, B12): (B2): (C,B1, B3, B5, B6): ACN/H3PO4 0.05% / 10:90 ACN/H3PO4 0.05% / 15:85 ACN/H3PO4 0.05% / 5:95 Tốc độ dòng : 1.0 ml/min Thể tích tiêm: 10µl c) Tính Kết Quả Hàm lượng Vitamine... khi tất cả vitamin C đã bị oxy hóa, thì iốt và triiođua sẽ hiện diện trong dung dịch và phản ứng với tinh bột tạo nên một hỗn hợp màu xanh đen Màu xanh đen là điểm dừng cho phản ứng chuẩn độ Quy trình chuẩn độ này thích hợp trong việc kiểm tra hàm lượng vitamin C trong viên thuốc vitamin C, nước ép quả, trái cây tươi, đông lạnh hoặc trái cây đóng gói và rau quả Phương pháp chuẩn độ có thể thực hiện... sample *Vdinhmuc * f phaloang Vitamin C (mol/g) = msample 3 Định lượng vitamin B2 bằng phương pháp huỳnh quang a) Lý thuyết Sự phát quang có thể được hiểu là năng lượng được tách ra khi các nguyên tử kích thích bởi các chùm sáng có bước song tới hạn, tương tự như hiện tượng lân quang Tuy nhiên sự khác nhau,giữa hai hiện tượng này là phát huỳnh quang giải phóng ngay lập tức năng lượng ánh sáng hấp thụ từ . thái cảm quan Vitamin B1 Vitamin B2 Tiểu Luận Môn Học 4 Vitamin B3 Vitamin B5 Vitamin B6 Vitamne B7 Vitamin B9 Vitamin B12 Tiểu Luận Môn Học 5 Vitamin C Tiểu Luận Môn Học 6 Các vitamin rất khác. nhóm các Vitamin B1 (tiamin), Vitamin B2 (riboflavin), Vitamin B3 (axit pantotenic), Vitamin B5 (nicotinamit), Vitamin B6 (piridoxin), Vitamin B7 (biotin), Vitamin B10 (axit folic), các vitamin. cianocobalamin), vitamin B15 (axit pangaminic), vitamin C, vitamin P (citrin), vitamin U (S-metyl-metionin), Vitamin C,… 1.2 Các vitamin tan trong chất béo ( trong dầu và mỡ) Vitamin hoà tan