Giáo trình Nghiên cứu xác định hàm lượng các nguyên tố độc hại trong một số loại nấm linh chi ở vùng bắc trung bộ của Việt Nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Đinh Thị Trường Giang

Nội dung text: Giáo trình Nghiên cứu xác định hàm lượng các nguyên tố độc hại trong một số loại nấm linh chi ở vùng bắc trung bộ của Việt Nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Đinh Thị Trường Giang

1. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ ĐỘC HẠI TRONG MỘT SỐ LOẠI NẤM LINH CHI Ở VÙNG BẮC TRUNG BỘ CỦA VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Đến tòa soạn 16 - 6 - 2015 Đinh Thị Trường Giang Đại học Vinh SUMMARY RESEARCH TO DETERMINE THE AMOUNT OF TOXIC ELEMENTS IN GANODERMA FROM NORTH CENTRAL REGION OF VIETNAM BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY (AAS) Measured parameters and conditions to determine the content of toxic elements were researched. Arsenic was analyzed by HG-AAS, whereas cadmium and lead were analyzed by GF-AAS, mercury was analyzed by CV-AAS. The amount of toxic elements in ganoderma has been determined by AAS using the calibration curve. Analyzing the results of representative samples were compared with the results measured by ICP-MS with arsenic and mercury, by ASV with cadmium and lead. Difference between the results is less than 15% is acceptable, except for the results of cadmium in MN 1050 sample. 1. MỞ ĐẦU hàm lượng chung của asen luôn phải bé hơn Nấm Linh Chi là các dược liệu mà con 0,02mg/kg [1]. Theo EPA và FAO/WHO người từ xa xưa đã biết dùng làm thuốc, có hàm lượng tiêu thụ thủy ngân (Hg) của tác dụng bảo vệ gan, giải độc, tiêu đờm, lợi người lớn phải bé hơn 0,021mg/ngày, và tiểu, ích vị (bổ dạ dày). Bên cạnh những theo trọng lượng cơ thể thì giới hạn tối đa nguyên tố có lợi cho sức khỏe con người cho phép là 0,005mg/kg. Cađimi (Cd), chì như Se, Mn, Fe, Cu, Zn thì As, Hg, Cd, Pb (Pb) có độc tính không kém As, Hg, theo được biết đến là những nguyên tố có độc WHO, hàm lượng Cd và Pb, trong các loại tính cao có thể gây ra nhiều bệnh hiểm thực vật thô không được vượt quá 0,3mg/kg nghèo, đặc biệt là ung thư. Giới hạn tối đa và 10mg/kg [2],[4],[5]. cho phép của asen (As) đi vào cơ thể theo Các mẫu nấm linh chi được thu hái từ nhiều trọng lượng người lớn là 0,002mg/kg, vị trí khác nhau thuộc vùng Bắc Trung Bộ tương đương 0,12mg/ngày. Trong thức ăn Việt Nam. Trong các công bố trước đây 356
2. chúng tôi đã tiến hành phân tích, đánh giá 10 mẫu nấm linh chi được lấy từ Vườn hàm lượng các nguyên tố vi lượng, trong Quốc gia Pù Mát - Nghệ An vào tháng công trình này, chúng tôi tiếp tục phân tích 5/2013. Các mẫu sau khi lấy về được rửa đánh giá hàm lượng các nguyên tố độc hại sạch, phơi khô tự nhiên, bảo quản trong túi As, Hg, Cd, Pb trong 10 loại nấm Linh Chi nilon. Ký hiệu thứ tự, tên các mẫu nấm nhằm góp phần xác định thông tin, đánh giá tương ứng được ghi trong bảng 3.2. đầy đủ thành phần của các loại nấm linh 2.3.1. Chuẩn bị mẫu phân tích Asen chi ở vùng Bắc Trung Bộ nói riêng và ở Dùng dao cắt các mẫu nấm, mỗi mẫu Việt Nam nói chung. khoảng 20g, nghiền mẫu và cân chính xác 2. THỰC NGHIỆM 0,5g mẫu cho vào bình cầu đáy tròn gắn với 2.1. Thiết bị và dụng cụ hệ thống ống sinh hàn hồi lưu, thêm 10ml Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS- H2SO4 đặc, 10mg H2O2 30%, thêm vài hạt 6800 Shimazdu -Nhật Bản (Trung tâm đá bọt, đun sôi đến khi có khói H2SO4. Nếu Phân tích - Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà mẫu đục thì thêm tiếp 5ml H2O2 30% (có Lạt) với kỹ thuật nguyên tử hóa không thể lặp lại, thêm 5ml H2O2 2-3 lần để ngọn lửa (GF-AAS) hiđrua hóa (HG-AAS). chuyển hoàn toàn As thành As(V). Khi mẫu Hệ thống ống sinh hàn hồi lưu có bình cầu trong thì để nguội, thêm 20ml HCl đặc và đáy tròn để xử lý các mẫu nấm. Thiết bị 8ml dung dịch KI để khử As(V) thành phổ khối Plasma cao tần cảm ứng ICP-MS- As(III), đun nhẹ ở 500C trong 30 phút, để Agilent 7500-Mỹ (Viện Công nghệ Xạ nguội dung dịch và chuyển vào bình định Hiếm - Láng Hạ - Hà Nội). Máy cực phổ đa mức 100ml. chức năng 797 VA Computrace -Metrohm, 2.3.2. Chuẩn bị mẫu xác định Cd, Pb Thụy sỹ (Đại học Vinh). Cân phân tích Cân 0,5g mẫu nấm xay mịn, chuyển vào satorius chính xác ±0,1mg (Đức). Máy bình Kendan 250ml có cắm phễu lọc nhỏ, nghiền thực phẩm. Bình định mức, pipet, thêm 5ml nước, 10ml hỗn hợp HClO4: cốc, các dụng cụ thí nghiệm đều làm bằng HNO3 (1.1), 20ml H2SO4 đặc, trộn đều thủy tinh thạch anh và ngâm rửa trong dung bằng đũa thủy tinh, rồi đun mẫu ở 200 - o dịch HNO3 5% ít nhất 6 giờ, sau đó rửa 250 C trong 2-3 giờ, đến khi mẫu trong, cô sạch lại nhiều lần bằng nước cất đêion cạn dung dịch ở 60-80oC đến muối trắng trước khi sử dụng. ẩm, chuyển vào bình định mức 25ml và 2.2. Hóa chất định mức bằng dung dịch HNO3 0,2%. Các dung dịch chuẩn gốc As(V), Hg(II), 2.3.3. Chuẩn bị mẫu xác định Hg Cd(II), Pb(II) 1000mg/lít, các dung dịch Lấy 25g mẫu cho vào bình phân thủy, thêm H2O2 30%, HCl 37%, HNO3 65%, 12ml dung dịch H2SO4 9M, 10ml dung dịch H2SO498%, HClO4, các hóa chất rắn HNO37M, 0,5ml dung dịch Natrimolipđat NaBH4, KI , NaOH, hyđroxylamin sunfat, 2%, vài viên đá bọt, lắp với bộ sinh hàn, SnCl2 đều thuộc loại tinh khiết phân tích đun nhẹ trong 1giờ, sau đó ngừng đun trong (PA) của Merck (Đức). Nước cất sử dụng 15 phút, dung dịch nguội sẽ thêm 10ml trong nghiên cứu là nước cất đêion. dung dịch hỗn hợp (HNO3 và HClO4) theo 2.3. Chuẩn bị mẫu phân tích tỷ lệ 1:1, tiếp tục đun sôi mạnh đến khi có 357
3. khói trắng trong bình và tiếp tục đun trong Để xác định hàm lượng Hg, chúng tối đã 10 phút. Để nguội, thêm 10ml H2O, khuấy lựa chọn phương pháp quang phổ hấp thụ đều, đun sôi tiếp dung dịch trong 10 phút, nguyên tử kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS), rồi ngừng đun và rửa bộ sinh hàn, để dung Kết quả phân tích được so sánh với phương dịch nguội tới nhiệt độ phòng, định mức tới pháp ICP-MS. vạch trong bình định mức 50ml, chờ đo 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN bằng phương pháp CV-AAS sau khi khử 3.1. Nghiên cứu các thông số ghi đo tối bằng hệ hyđroxylamin sunfat - SnCl2 [6]. ưu để định lượng As, Cd, Pb, Hg 2.4. Phương pháp xác định Bằng cách thay đổi giá trị một số thông số Để xác định hàm lượng Asen, chúng tôi đã như tốc độ bơm HCl, tốc độ bơm NaBH4, lựa chọn sử dụng phương pháp quang phổ tốc độ hút mẫu, thời gian khử, tốc độ dẫn hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hiđrua khí mang Ar và một số điều kiện khác. hóa (HG-AAS). Kết quả phân tích được so Chúng tôi đã lựa chọn được các điều kiện sánh với phương pháp phổ khối Plasma tối ưu cho phép ghi đo thu nhận được độ cảm ứng cao tan (ICP-MS). hấp thụ quang lớn nhất. Một số thông số Để xác định hàm lượng Cd, Pb, chúng tối đã khác như λ hấp thụ, độ rộng khe đo, được lựa chọn phương pháp quang phổ hấp thụ lựa chọn trên sự tham khảo các tài liệu và nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa sự mặc định phần mềm để xác định các không ngọn lửa (GF-AAS). Kết quả phân tích nguyên tố. Kết quả nghiên cứu và khảo sát được so sánh với phương pháp Von-Ampe các thông số ghi đo, các điều kiện phân tích hòa tan anot xung vi phân (ASV). các nguyên tố được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Các thông số và điều kiện ghi đo tối ưu xác định As, Cd, Pb, Hg bằng phương pháp AAS. Thông số As Cd Pb Hg Bước sóng (nm) 193,7 228,8 283,3 253,7 Khí Khí mang Ar 70ml/phút Nồng độ HCl 6N (trong bình phản ứng) Tốc độ bơm HCl 2 ml/phút Nồng độ chất khử 1% Tốc độ bơm NaBH4 0,2 ml/phút Thời gian khử 60 phút Tốc độ hút mẫu 6 ml/phút Nồng độ SnCl2 0,05M (trong bình phản ứng) Công suất đèn catot 12 10 12 3 rỗng(mA) Độ rộng khe đo (nm) 1 1 0,2 0,16 358
4. 3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định As, 0,0 - 2,0 ppb, (riêng đối với Hg phải có Cd, Pb, Hg thêm hệ khử Natriclorua, hyđroxylamin Chuẩn bị các dung dịch chuẩn As(V) có sunfat và SnCl2). nồng độ trong khoảng 0,0-32,0 μg/lít (ppb) Ghi đo độ hấp thụ quang của các nguyên tố và sử dụng các chất khử NaBH4, KI để khử nghiên cứu như các điều kiện như ghi trong Asen về dụng H3As, sau đó hơi H3As được bảng 3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn dẫn vào cuvet thạch anh và nguyên tử hóa thể hiện sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ thành As, hơi asen sẽ hấp thụ bức xạ từ đèn quang và nồng độ các ion của các nguyên catot rỗng có λ = 193,7nm. Ghi đo độ hấp tố As, Cd, Pb, Hg được trình bày ở hình thụ quang của As ở các giá trị nồng độ 3.1. dung dịch chuẩn khác nhau đã chuẩn bị. Tương tự như với As, chuẩn bị các dung dịch chuẩn Cd có nồng độ trong khoảng 0,0 - 1,0 ppm, Pb có nồng độ trong khoảng 0,1-3,2 ppb và Hg có nồng độ trong khoảng Hình 3.1. Các đường chuẩn xác định As, Cd, Pb, Hg 3.3. Xác định hàm lượng As, Cd, Pb, Hg được trong mục 3.2, chúng tôi tiến hành trong các mẫu nấm linh chi xác định hàm lượng các nguyên tố nghiên Sử dụng quy trình chuẩn bị mẫu như mục cứu trong 10 mẫu nấm linh chi. Kết quả 2.3; các điều kiện ghi đo, phân tích thể hiện phân tích, thu được được thể hiện trong trong bảng 3.1 và đường chuẩn xây dựng bảng 3.2 359
5. Bảng 3.2. Hàm lượng As, Cd, Pb, Hg trong các mẫu nấm linh chi Hàm lượng (mg/kg) STT Tên nấm Ký hiệu As Cd Pb Hg 1 Ganoderma multiplicatum MN 1050 KPH 0,044 0,061 KPH 2 Ganoderma subtornatum MN 1051 KPH 0,153 0,041 0,023 3 Ganoderma multiplea MN 1052 KPH 0,041 0,097 0,015 4 Ganoderma adsperum MN 1053 0,008 0,381 0,262 0,054 5 Ganoderma fornicatum MN 1054 KPH 0,045 0,072 KPH 6 Ganoderma sp MN 1055 KPH 0,043 0,04 KPH 7 Ganoderma amboinense MN 1056 0,012 0,010 0,129 0,016 8 Ganoderma simaoense MN 1057 KPH 0,019 0,139 KPH 9 Ganoderma fulvellum MN 1058 0,018 0,066 0,181 0,015 10 Ganoderma sp1 MN 1059 KPH 0,015 0,041 KPH (KPH: không phát hiện) Những kết quả phân tích thu được cho thấy mg/kg; Cd: 0,3 mg/kg; Pb:10mg/kg; Hg: hàm lượng các nguyên tố As, Cd, Pb, Hg 0,5mg/kg). trong các loại nấm linh chi là khác nhau 3.4. Đánh giá kết quả phân tích khá lớn. Ngoại trừ hàm lượng Cd trong Để đánh giá độ tin cậy của các kết quả phân nấm linh chi Ganoclerma adsperum tích thu được bằng các phương pháp AAS (MN1053), tất cả giá trị hàm lượng các chúng tôi đã tiến hành xác định hàm lượng nguyên tố nghiên cứu trong mẫu linh chi As, Cd, Pb, Hg, bằng các phương pháp đưa phân tích đều nằm trong ngưỡng hàm phân tích tiêu chuẩn so sánh ICP-MS và lượng tối đa cho phép về nguyên tố độc hại Von-Ampe hòa tan anot xung vi phân (DP- của tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Nông ASV) tương ứng. Kết quả phân tích so sánh lương Liên hiệp quốc (FAO) (As: 0,02 được thể hiện ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Kết quả phân tích so sánh As, Cd, Pb, Hg trong các mẫu nấm linh chi As(mg/kg) Cd(mg/kg) Pb(mg/kg) Hg(mg/kg) STT Ký hiệu HG- ICP- GF- DP- GF-AAS DP-ASV CV- ICP-MS AAS MS AAS ASV AAS 1 MN 1050 KPH KPH 0,044 0,050 0,061 0,055 KPH KPH 2 MN 1051 KPH KPH 0,153 0,142 0,041 0,035 0,023 0,026 3 MN 1052 KPH KPH 0,041 0,032 0,097 0,089 0,015 KPH 4 MN 1053 0,008 KPH 0,381 0,413 0,262 0,271 0,054 0,058 5 MN 1054 KPH KPH 0,045 0,049 0,072 0,078 KPH KPH 360
6. Từ kết quả nghiên cứu so sánh thu được hầu hết là không đáng kể, đều không vượt trên cho thấy có sự tương đồng giữa các kết quá 15%, ngoại trừ kết quả phân tích Cd quả phân tích bằng phương pháp đối chứng trong mẫu MN-1052 sai khác đến 21,95%. và phương pháp AAS nghiên cứu được; sự TÀI LIỆU THAM KHẢO sai khác giữa các kết quả xác định bằng [1] European Foodsafety Authority phương pháp AAS và các phương pháp (EFSA), Parma, Italy, (2009) "Scientific phân tích so sánh không vượt quá 15%; opinion on arsenic in food", EFSA journal, ngoại trừ trường hợp Cd trong mẫu MN 7(10): 1351. 1052 (21,95%), hàm lượng Asen trong mẫu [2] F. K. Zhu, L. W. Fan, M. Qiao, H. Hao, MN-1053 và hàm lượng Hg trong mẫu X. Wang , (2010) "Assessment of heavy 1052 nằm dưới ngưỡng có thể phân tích metals in some wild edible mushrooms from được bằng phương pháp ICP-MS. Yunnan Province, China", Environ monit 4. KẾT LUẬN assess, Springer pp.191-199. Đã nghiên cứu xác lập các thông số ghi đo [3] S.E. Mallikarjuna, A. Rajini, Devendra và phân tích tối ưu để xác định hàm lượng J. Haware, M.R.Vijavala Kshmi, M.N. As, Cd, Pb, Hg bằng phương pháp AAS, (2013) Shashirekha and S.Rajarathnam, trong đó, sử dụng kỹ thuật hiđrua hóa (HG- "Mineral composition of four Edible AAS) xác định As, kỹ thuật nguyên tử hóa Mushooms", Journal of Chemitry, Vol không ngọn lửa (GF-AAS) xác định Cd, Pb (2013) Artical ID 805284, pp. 1-6. và kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS) xác [4] Authority of Ireland , (2009) "Mercury, định Hg. Đã tiến hành xây dựng các Lead, Cadmium, Zin and Arsenic in food" phương trình đường chuẩn để định lượng 4 Food safety pp. 1-13. nguyên tố nghiên cứu. Đã tiến hành xác [5] P. Kalac, L. Svoboda, B. H. Kova, định hàm lượng As, Cd, Pb, Hg trong 10 (2004) "Contents of cadmium and mercury mẫu nấm linh chi. Kết quả phân tích định in edible mushrooms", Journal of Applied lượng As, Hg đã được so sánh với phương Biomedicine, (2), p.15-20. pháp ICP-MS; các nguyên tố Cd, Pb được [6]. Tiêu chuẩn Việt Nam- TCVN so sánh với phương pháp Von-Ampe hòa 7604:2007, "Thực phẩm- Xác định hàm tan anot xung vi phân (ASV). Sự sai khác lượng thủy ngân bằng phương pháp quang kết quả phân tích giữa các phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa". 361