Giáo trình Xác định hàm lượng Melamin thôi nhiễm từ đồ nhựa làm từ Melamin bằng sắc ký lỏng khối phổ hai lần - Trần Cao Sơn

Nội dung text: Giáo trình Xác định hàm lượng Melamin thôi nhiễm từ đồ nhựa làm từ Melamin bằng sắc ký lỏng khối phổ hai lần - Trần Cao Sơn

1. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MELAMIN THÔI NHIỄM TỪ ĐỒ NHỰA LÀM TỪ MELAMIN BẰNG SẮC KÝ LỎNG KHỐI PHỔ HAI LẦN Đến tòa soạn 16 - 6 - 2015 Trần Cao Sơn, Lê Thị Hồng Hảo Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia Bùi Cao Tiến, Nguyễn Thị Ánh Hường Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội SUMMARY DETERMINATON OF MELAMINE MIGRATION FROM TABLEWARE MADE OF MELAMINE PLASTIC BY LIQUID CHROMATOGRAPHY TANDEM MASS SPECTROMETRY A method of quantification of melamine migrating from melamine-made tableware samples was developed and validated. The samples were filled with a suitable simulant (either water or 3% acetic axit) and placed in an oven at 70 oC for 90 minutes. Melamine was separated by liquid chromatography using HILIC column (150 mm x 4.6 mm x 5 µm) and then quantified by a triple-quadrupole mass spectrometry in ESI(+) mode. Melamine-C13N15 isotope was used as internal standard. The method performance was good with the linear range from 10 ng/mL to 500 ng/mL and the limit of quantitation was 10 ng/mL. The method was applied to analyze 12 samples taken from local markets and supermarkets in Hanoi. The levels of melamine migration in samples taken from supermarkets were significant higher than that from local markets. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ dụng những sản phẩm nhựa này, melamin Melamin, 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine, là có thể thôi nhiễm ra thực phẩm và đi vào cơ một chất quan trọng trong ngành công thể gây hại cho sức khỏe con người, đặc nghiệp sản xuất nhựa cứng, khi kết hợp với biệt với những đồ ăn nóng (như canh, formaldehyd tạo thành hợp chất polyme súp, ) và có tính axit cao, cũng như tổng hợp có tính chống dẫn nhiệt và cháy, những món đồ cũ và có chất lượng thấp [1]. vì vậy thường được sử dụng để làm bát đĩa Các nghiên cứu về melamin thường tập nhựa đựng thực phẩm. Tuy nhiên khi sử trung xác định melamin trong các sản phẩm 314 314
2. thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Hiện nay 2.2. Phương pháp nghiên cứu tại Việt Nam chưa có bất kỳ nghiên cứu Dựa trên quy định của Châu Âu cũng như quy định nào về hàm lượng (2002/72/EC) về việc kiểm tra melamin melamin thôi nhiễm trong khi trên thị thôi nhiễm, tiến hành ngâm thôi nhiễm trường lại xuất hiện khá nhiều bát đĩa nhựa trong môi trường axit acetic và nước cất. làm từ nhựa melamin có nguồn gốc không Theo quy định này, điều kiện phù hợp để rõ ràng, tiềm ẩn nhiều nguy cơ. Theo quy ngâm thôi nhiễm là ở 70oC trong thời gian định của ủy ban châu Âu, hàm lượng 90 phút [3]. Điều kiện ngâm thôi nhiễm melamin thôi nhiễm tối đa là 2,5 mg/kg [2]. như sau: ngâm mẫu trong tủ sấy ở 70oC Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết trong 90 phút với axit acetic 3% hoặc nước quả sử dụng phương pháp sắc ký lỏng khổi cất 2 lần. phổ hai lần (LC-MS/MS) để nghiên cứu Công thức được sử dụng để tính toán hàm xác định hàm lượng melamin thôi nhiễm từ lượng melamin thôi nhiễm từ bao bì như bát, đĩa nhựa trên địa bàn Hà Nội, góp phần sau: khuyến cáo và bảo vệ sức khỏe người tiêu (AES b).6 dùng. X (µg / kg) IS a 1000 2. THỰC NGHIỆM Trong đó: 2.1. Đối tượng nghiên cứu, hóa chất và X : Hàm lượng melamin trong mẫu (µg/kg) thiết bị A : Tỷ lệ diện tích pic melamin và nội Đối tượng nghiên cứu là các mẫu bát, đĩa ES/IS chuẩn C13N15-melamin được lấy ngẫu nhiên từ chợ và siêu thị trên a, b: hệ số trong phương trình đường chuẩn địa bàn Hà Nội. Mẫu được rửa sạch bằng y = ax + b nước máy và tráng lại bằng nước cất trước 6 là hệ số. Theo quy định của EU thì hàm khi phân tích. lượng thôi nhiễm trên diện tích bề mặt Thiết bị phân tích chính là hệ thống sắc ký ngâm mẫu là 6 dm2 (ng/ml) được quy đổi tỉ lỏng ghép khối phổ hai lần gồm sắc ký lỏng lệ với số gam melamin thôi nhiễm trong 1 LC-20AD-XR của Shimadzu và khối phổi kg mẫu (mg/kg) 5500 QQQ của ABSciex. Ngoài ra, sử dụng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN các thiết bị thông thường của phòng thí 3.1. Khảo sát các điều kiện khối phổ nghiệm như máy rung siêu âm, tủ sấy, cân Các điều kiện của nguồn ESI (+) được khảo phân tích độ chính xác 0,1 mg, bộ lọc dung sát với sự có mặt của hệ dung môi sắc ký. môi sắc ký. Các điều kiện MS phân tích melamin được Chất chuẩn melamin và nội chuẩn C13N15- trình bày ở bảng 1. melamin được cung cấp bởi Sigma-Aldrich và Cambridge Isotope. Các dung môi, hoá chất gồm acetonitril, amoni acetat, axit acetic của hãng Merck. 315 315
3. Bảng 1. Các điều kiện MS phân tích melamin Ion mẹ Định lượng Xác nhận Chất phân tích (m/z) Ion con (m/z) CE(eV) Ion con (m/z) CE(eV) Melamin 127 85 30 68 30 Melamin-C13N15 133 89 30 71 30 3.2. Khảo sát điều kiện HPLC Để tăng khả năng tạo ion trong MS, thường Melamin là hợp chất có tính phân cực cao, sử dụng thêm các dung dịch axit hoặc muối khi phân tích bằng cột pha đảo thông thường dễ bay hơi. Chế độ rửa giải gradient với 2 (như C18), thời gian lưu thu được rất sớm do kênh: amoni acetat 10 mM trong nước (A) tương tác của melamin với pha tĩnh thấp. Để và acetonitril (B) đã được khảo sát. Tốc độ tách melamin hoàn toàn khỏi nền mẫu, cột dòng là 1,0 ml/phút. Điều kiện gradient Luna HILIC (150 mm x 4,6 mm x 5 µm) của được tối ưu để được pic sắc ký nhọn, cân Phenomenex đã được lựa chọn. đối, thời gian lưu khoảng 6 phút (bảng 2). Bảng 2. Điều kiện gradient phân tích melamin Thời gian (phút) Amoni acetat 10 mM (%) ACN (%) Tốc độ dòng (ml/phút) 0 - 3 10 90 1,0 4 - 6 50 50 1,0 6,5 - 10 10 90 1,0 3.3. Xây dựng quy trình xử lý mẫu rửa sạch bằng nước máy và tráng lại bằng Để đánh giá thôi nhiễm các hợp chất hoá nước cất, ngâm trong môi trường thôi học, quy định của châu Âu yêu cầu thực nhiễm thời gian 90 phút ở nhiệt độ 70oC. hiện trên môi trường phù hợp với loại thực Sau đó dịch ngâm được lọc qua giấy lọc, phẩm chứa đựng và sao cho hàm lượng lấy 950 µL dịch lọc và 50 µL nội chuẩn thôi nhiễm lớn nhất. Đối với các sản phẩm melamin 1 µg/mL vào vial, phân tích bằng bát đĩa nhựa, hai loại môi trường được LC-MS/MS. Thực hiện đánh giá so sánh quan tâm là môi trường nước cất (điều sự thôi nhiễm melamin từ 2 môi trường kiện trung tính) và môi trường axit acetic trên, lặp lại 2 lần lấy giá trị trung bình, các 3% (điều kiện axit). Quy trình thôi nhiễm kết quả được trình bày ở bảng 3. được tóm tắt như sau: mẫu bát đĩa được Bảng 3. Đánh giá môi trường ngâm mẫu Tên Môi Nồng độ Nồng độ (mg/kg) Trung bình mẫu trường (ng/ml) Mẫu 1a Axit acetic 3% 2440 4,31 4,495 Mẫu 1b Axit acetic 3% 2650 4,68 Mẫu 2a Nước cất 448 0,79 0,68 Mẫu 2b Nước cất 325 0,57 316 316
4. Từ kết quả thu được cho thấy hàm lượng - Tính đặc hiệu được đánh giá bằng cách melamin thôi nhiễm trong môi trường axit phân tích mẫu trắng, mẫu chuẩn, mẫu thêm cao hơn trong môi trường nước cất khoảng chuẩn. Kết quả ở hình 2 cho thấy mẫu trắng 6,6 lần. Do đó, để đánh giá được nguy cơ không xuất hiện pic của melamin, mẫu tối đa thôi nhiễm melamin vào thực phẩm, thêm chuẩn xuất hiện pic ở cùng thời gian chúng tôi lựa chọn môi trường axit acetic lưu với mẫu chuẩn. Ngoài ra, số điểm nhận 3% cho các thí nghiệm tiếp theo. dạng (IP) và tỷ lệ ion cũng được sử dụng để 3.4. Thẩm định phương pháp đảm bảo tính đặc hiệu của phương pháp. - Đánh giá độ lặp lại của thiết bị bằng cách Với bắn phá 1 ion mẹ thành 2 ion con đã phân tích lặp lại một mẫu 6 lần ở khoảng đạt được số điểm IP là 4 đạt yêu cầu của nồng độ trung bình là 60 ng/ml. Kết quả thu Châu Âu theo quyết đinh 657/2002. Tỷ lệ được ở bảng 5 cho thấy độ lệch chuẩn ion xác định được trong nghiên cứu này với tương đối của diện tích pic RSD = 1,4% các ion m/z 68/85 là 36% ± 9%. đáp ứng yêu cầu ( 0,99. lần. Sau khi thí nghiệm thôi nhiễm lần thứ - Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định nhất, mẫu được rửa sạch bằng nước cất và lượng (LOQ) được xác định bằng cách thực hiện tiếp thí nghiệm thôi nhiễm lần phân tích các mẫu trong nền axit acetic 3% thứ hai theo quy trình xử lý mẫu. Lặp lại có nồng độ thấp đến khi thu được tín hiệu lần thôi nhiễm thứ 3 tương tự như trên chất phân tích cao gấp khoảng 3 lần và 10 (bảng 4). lần tín hiệu nhiều đường nền. Kết quả thu được như sau LOQ = 10 ng/mL, LOD = 3 ng/mL. 317 317
5. Bảng 4. So sánh các lần thôi nhiễm khác nhau Thay đổi Lần 3 Thay đổi Lần phân tích Lần 1 (ng/mL) Lần 2 (ng/mL) (%) (ng/mL) (%) TB 20,2 16,3 -20 29,0 +78% SD 2,92 4,89 13,2 RSD(%) 14,4 30,0 45,6 Các kết quả thu được cho thấy: melamin thôi nhiễm lại tăng ở tất cả các - Lần 1 độ lệch chuẩn tương đối là 14,4% mẫu nghiên cứu. đáp ứng được yêu cầu của AOAC (RSD ≤ 3.5. Áp dụng phương pháp 21%). Trong khi đó, RSD lần 2, 3 không Tiến hành phân tích một số mẫu bát đĩa trên đáp ứng được yêu cầu và có xu hướng ngày địa bàn Hà Nội. Kết quả được trình bày ở càng tăng do bề mặt của các mẫu đã không bảng 5. đồng nhất sau lần thí nghiệm trước. - Lần 2 hàm lượng melamin thôi nhiễm đã giảm đi ở hầu hết các mẫu (trung bình giảm khoảng 20%). Tuy nhiên, lần 3 hàm lượng Bảng 5. Hàm lượng melamin thôi nhiễm trong một số sản phẩm bát đĩa nhựa trên địa bàn Hà Nội Địa điểm lấy Nồng độ Diện tích Kết quả Ký hiệu Tên mẫu mẫu (ng/mL) (dm2) (mg/kg) M1 Bát nhỏ màu trắng St.Fivimart 55,4 1,27 0,261 M2 Bát nhỏ màu xanh St.Fivimart 77,8 1,272 0,367 M3 Bát to màu trắng St.Fivimart 20,9 6,343 0,02 M4 Bát to màu xanh St.Fivimart 25,3 6,343 0,024 M5 Đĩa hình elip St.Fivimart 125 3,958 0,189 M6 Đĩa tròn nhỏ St.Fivimart 62,2 2,545 0,147 M7 Đĩa tròn to (trắng) St.Fivimart 98,8 15,205 0,039 M8 Bát to hoa văn C.Phùng Khoang 2240 5,201 2,584 M9 Bát to màu xanh C.Phùng Khoang 1380 5,201 1,592 M10 Bát to màu trắng C.Nguyễn Cao 858 5,844 0,881 M11 Đĩa tròn hoa văn C.Nguyễn Cao 2210 15,205 0,872 M12 Bát nhỏ hoa văn C.Nguyễn Cao 1005 1,272 4,741 318 318
6. Các kết quả thu được cho thấy: TÀI LIỆU THAM KHẢO - Các mẫu lấy ở siêu thị, cho kết quả hàm 1. Zamri C., Haron D.E., Ahmad lượng melamin thấp từ 0,02÷0,367 mg/kg E.D., Taha H., Mustafa A.M. (2011) nằm trong giới hạn cho phép của Ủy ban “Analysis of melamin migration from Châu Âu EU là 2,5 mg/kg. Trong số 5 mẫu melamin food contact articles”, Food lấy ở chợ, có 2 mẫu vượt giới hạn phép, 3 additives & contaminants - Part A mẫu còn lại tuy vẫn nằm trong giới hạn cho Chemistry, analysis, control, exposure phép nhưng có kết quả cao vượt hơn so với & risk assessment, 28(7), 967-973. các mẫu ở siêu thị hàng trăm lần. Từ đó cho 2. Commission Regulation (EU) 1282/2011 thấy chất lượng các sản phẩm bát đĩa từ of 28 November 2011 amending and nhựa melamin trong siêu thị tốt và an toàn correcting the Commission Regulation hơn so với các sản phẩm ở chợ (không rõ (EU) No 10/2011 on plastic materials and nguồn gốc). articles intended to come into contact with 4. KẾT LUẬN food. Các điều kiện xử lý mẫu và điều kiện LC- 3. Commission Directive 2002/72/EC of 6 MS/MS đã được khảo sát để thôi nhiễm August 2002 relating to plastic materials melamin từ bát đĩa nhưa và xác định and articles intended to come into contact melamin thôi nhiễm. Kết quả phân tích cho with foodstuffs. thấy tất cả các mẫu trên địa bàn Hà Nội đều phát hiện có melamin thôi nhiễm với nồng độ từ 0,02 mg/kg ÷ 4,741 mg/kg. Các mẫu ở siêu thị có hàm lượng thôi nhiễm melamin ở mức an toàn, trong khi đó 2/5 mẫu được lấy ở chợ có hàm lượng melamin thôi nhiễm vượt mức an toàn theo quy định của Châu Âu. 319 319