Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN





TRẦN PHÚC NGHĨA


ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO
QUẢN PHÂN TÍCH ACESULFAME-K,
SACCHARIN, ASPARTAME TRONG
ĐỒ UỐNG





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC




Hà Nội - 2011
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HOÁ HỌC





TRẦN PHÚC NGHĨA


ỨNG DỤNG KỸ THUẬT SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO
QUẢN PHÂN TÍCH ACESULFAME-K,
SACCHARIN, ASPARTAME TRONG
ĐỒ UỐNG



CHUYÊN NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH
MÃ SỐ: 60 44 29


Giáo viên hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ HỒNG HẢO



Hà Nội - 2011
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích


Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng I: TỔNG QUAN 2
1.1.Giới thiệu về đường hóa học 2
1.1.1. Định nghĩa 2
1.1.2. Phân loại 2
1.1.3. Tác hại của đường hóa học 2
1.1.4. Tình hình sử dụng đường hóa học trong thực phẩm, đồ uống hiện nay 2
1.2. Đại cương về chất phân tích 4
1.2.1. Acesulfame-K 4
1.2.2. Aspartam 5
1.2.3. Saccharin 6
1.3. Tổng quan về các phương pháp phân tích Ac-k, Sac, As 7
1.3.1 Các phương pháp và xu hướng nghiên cứu trong nước 7
1.3.2 Các phương pháp trên thế giới 7
1.3.2.1. Phương pháp quang phổ UV – VIS 8
1.3.2.2. Các phương pháp HPLC 10
1.3.2.3. Phương pháp điện di mao quản 12
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14
2.1.Đối tượng, nội dung và mục tiêu nghiên cứu 14
2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 14
2.1.2. Nội dung nghiên cứu 14
2.2. Phương pháp nghiên cứu 15
2.2.1. Phương pháp sử lý mẫu 15
2.2.2. Phương pháp sắc ký điện di mao quản 15
2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết của điện di mao quản 15
2.2.2.2. Nguyên tắc hoạt động của điện di mao quản 15

2.2.2.3. Đặc điểm của điện di mao quản 16
2.2.2.4. Phân loại điện di mao quản 16
2.2.2.5. Mao quản (cột tách) trong phương pháp điện di mao quản 17
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

2.2.2.6. Dòng điện thẩm (Electroosmotic flow-EOF) 17
2.2.2.7. Các thông số phân tích của CE 20
2.2.2.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện di 21
2.2.2.9. Các loại detector thông dụng trong phương pháp điện di mao quản. 21
2.2.2.10. Điện di mao quản vùng (CZE) 22
2.3. Phương tiện nghiên cứu 22
2.3.1 Nguyên vật liệu 22
2.3.1.1. Chất chuẩn đối chiếu 22
2.3.1.2 Hóa chất dung môi 23
2.3.1.3. Thiết bị dụng cụ 23
2.4. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất 24
2.4.1. Pha dung dịch chuẩn gốc 24
2.4.2. Pha dung dịch đệm 25
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27
3.1. Tối ưu hóa các điều kiện xác định Ace-K, Sac, Asp bằng kỹ thuật sắc ký điện di
mao quản. 27
3.1.1. Một số điều kiện cố định 27
3.1.2. Khảo sát các điều kiện 27
3.1.2.1. Hệ đệm 28
3.1.2.2. Xác định điều kiện nhiệt độ 32
3.1.2.3. Xác định thế đặt vào hai đầu 33
3.1.2.4. Xác định bước sóng định lượng 34
3.1.2.5 Kết luận 36

3.2 Thẩm định phương pháp 36
3.2.1. Tính chọn lọc Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Các chất cản trở gây ảnh hưởng 38
3.2.2.1. Ảnh hưởng của chất bảo quản 39
3.2.2.2. Ảnh hưởng của các loại đường 40
3.2.2.3. Ảnh hưởng của phẩm màu 42
3.2.3. Khảo sát lập đường chuẩn 44
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

3.2.4. Giới hạn phát hiện LOD 47
3.2.5.Giới hạn định lượng LOQ 49
3.2.6. Khoảng tuyến tính 50
3.2.7. Đánh giá độ chính xác (độ đúng, độ chụm ) của phương pháp 50
3.2.8. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp 52
3.3. Phân tích mẫu thực tế 54
3.4. Bàn luận về qui trình rửa giải 61
KẾT LUẬN 63
KIẾN NGHỊ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC 69
















Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

BẢNG NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TRONG LUẬN VĂN

STT
Ký hiệu
Giải thích
1
Ace-K
Acesulfame
2
Asp
Aspartame
3
Brill
Brilliant
4
CE
Phương pháp điện di mao quản
5

CIEFC
Sắc ký điện di mao quản đẳng tốc độ
6
Cyc
Cyclamate
7
CZE
Điện di mao quản vùng
8
EOF
Dòng điện di thẩm thấu
9
Fruc
Fructose
10
GEL-CEC
Sắc ký điện di mao quản gel (rây phân tử)
11
Glu
Glucose
12
HPLC
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
13
IC
Sắc ký ion
14
LOD
giới hạn phát hiện
15

LOQ
Giới hạn định lượng
16
MEKC
Điện di mao quản điện động học Mixen
17
Qui
Quilenol
18
RSD
Độ lệch chuẩn
19
Sac
Saccharin
20
Sacch
Saccharose
21
Sun
Sunset - Yellow
22
Tarta
Tartarin
23
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
24
UPLC
Sắc ký lỏng siêu hiệu suất
25

UV-VIS
Quang phổ hấp thụ phân tử

Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3.1. Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất vào các loại đệm 28
Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất vào giá trị pH 29
Bảng 3.3. Kết quả sự phụ thuộc của thời gian lưu của các chất chuẩn 31
vào nồng độ đệm borat 31
Bảng 3.4. Kết quả thời gian lưu của asp, sac, ace-k ở các nhiệt độ khác nhau 32
Bảng 3.5. Thời gian lưu của asp, sac, ace-k khi thay đổi điện thế 34
Bảng 3.6. Diện tích píc của asp, sac, ace-k ở các bước sóng khác nhau 35
Bảng 3.7. Kết quả thể hiện tính chọn lọc của phương pháp 38
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của chất bảo quản lên diện tích pic của Ace-K, Sac, Asp. 39
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của đường Glucose, Fructose, Cyclamate và Saccharose 40
lên diện tích pic của Ace-K, Sac, Asp 40
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của phẩm màu Tarta và Brill, Sunset và Qui 42
tới diện tích pic của Asp, Sac, Ace-K 42
Bảng 3.11. Sự phụ thuộc diện tích píc vào nồng độ Asp, Ace-K, Sac 44
Bảng 3.12. Giá trị phương sai và Ftính của Asp, Sac, Ace-K 47
Bảng 3.13. Giới hạn phát hiện (LOD) theo phương pháp lý thuyết tính theo 49
phương trình đường chuẩn 49
Bảng 3.14: Giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp 49
Bảng 3.15. Khoảng tuyến tính của Asp, Sac, Ace-K 50
Bảng 3.16. Sai số và độ lặp lại của phép đo tại các nồng độ khác nhau 51
Bảng 3.17. Diện tích píc của As, Sac, Ac-k ở các nồng độ khác nhau 53
Bảng 3.18. Kết quả độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp 53

Bảng 3.19. Kết quả diện tích pic đối với mẫu thêm chuẩn và không thêm chuẩn 55
Bảng 3.19. Kết quả phân tích Asp, Sac, Ace trong các mẫu 61




Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

MỤC LỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy điện di muản 15
Hình 2.2. Mặt cắt ngang của mao quản 17
Hình 2.3. Cấu trúc lớp điện kép trên thành mao quản 18
Hình 2.4. Dòng EOF và lớp điện kép trong mao quản 18
Hình 2.5. Các kiểu dòng chảy và pic sắc ký trong CE. 19
Hình 2.6. Hệ thống phân tích CE: Máy điện di Agilent, máy tính, máy in 23
Hình 3.1: Phổ hấp thụ UV – VIS của asp (a), sac (b), ace- k (c) trong môi 27
trường nước ( L= 65cm, i.d=50 μm, áp suất 50 mbar, I = 50 mA, E = 25 kV) 27
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc của các chất 28
vào các loại đệm 28
Hình 3.3. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất chuẩn asp, sac, ace-k trong điều kiện 29
Đệm borat 20 mM pH 9,00 ( L=65 cm, I=50 mA, V=25kV, t =25oC, áp suất 50 mbar) . 29
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc của 30
asp, sac, ace-k vào giá trị pH của đệm borat 20 mM. 30
Hình 3.5. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất chuẩn asp, sac, ace-k trong điều kiện (Đệm borat
pH 9,5, L=65 cm, I= 50mA, V= 25kV, t=25oC áp suất 50 mbar) 30
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa thời gian lưu của asp, sac, ace-k 31
vào nồng dộ đệm borat pH 9,5 31

Hình 3.7. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất trong điều kiện đệm borat 20 mM 31
( pH 9,5 và I=50 mA, V=25kV, L= 65 cm, t =25oC, áp suất 50 mbar) 31
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa thời gian lưu 32
của asp, sac, ace-k vào nhiệt độ 32
Hình 3.9. Điện di đồ của hỗn hợp asp, sac, ace-k ở nhiệt độ 25oC trong điều kiện 33
( Đệm borat 20 mM, pH 95, và I=50 mA, V=25kV, L= 65 cm, áp suất 50 mbar) 33
Hình 3.10. Đồ thị biểu diện sự phụ thuộc giữa thời gian lưu 34
của asp, sac, ace-k vào điện thế 34
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa diện tích píc 35
của asp, sac, ace-k vào bước sóng 35
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

Hình 3.12. Sắc đồ các chất chuẩn trong hỗn hợp ở bước sóng 215,5 nm 35
(L=65 cm, V=25kV, I=50mA, đệm borat 20mM, pH=9,5, t = 20oC, áp suất 50 mbar) 35
Hình 3.13. Điện di đồ của hỗn hợp 3 chất trong điều kiện điện di lựa chọn 36
(L=65cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) . 36
Hình 3.14. Điện di đồ về thời gian lưu của chuẩn đơn Aspartame (hình c), 37
Acesulfame-k (hình b), Saccharin( hình a) trong điều kiện (L=65cm, I=50 mA, V=25 kV,
áp suất 50 mbar, t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) 37
Hình 3.15. Điện di đồ khi thêm các yếu tố ảnh hưởng(axit benzoic 43,04 ppm, 43
axit sorbic 46,08 ppm, glucose 46,24 ppm, fructose 43,04 ppm, saccharose 41,80 ppm,
cyclamate 50 ppm, sunset yellow 67,52 ppm , brilliant 18,6 ppm, quilenol 57,12 ppm ,
tartarin 48,64 ppm ) trong điều kiện (L=54cm, I=50 mA, V=25 kV, áp suất 50 mbar, 43
t =25oC, đệm borat 20 mM, pH= 9,5 ) 43
Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Asp 45
và đường chuẩn của Aspartame 45
Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Saccharin 45
và đường chuẩn của Saccharin 45

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích píc vào nồng độ Acesulfame-K 46
và đường chuẩn của Acesulfame-K 46
Hình 3.19. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), 56
Acesulfame-K (c) trong mẫu Samurai 56
Hình 3.20. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), 57
Acesulfame-K (c) trong mẫu Sprite 57
Hình 3.21. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), 58
Acesulfame-K (c) trong mẫu Lemon C2 58
Hình 3.22. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), 59
Acesulfame-K (c) trong mẫu Coca Cola 59
Hình 3.23. Đường chuẩn thêm chuẩn của Aspartame (a), Saccharin (b), 60
Acesulfame-K (c) trong mẫu Trà xanh O
o
60


Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

MỞ ĐẦU
Acesulfame-k, saccharin, và aspartame là những chất ngọt tổng hợp thường được
sử dụng trong các ngành sản xuất chế biến dược phẩm, mỹ phẩm, cũng như trong thực
phẩm (đặc biệt là các loại đồ uống). Các chất này có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe
người dùng ở các mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào liều lượng đưa vào cơ thể. Vì vậy, một
vấn đề được đặt ra không chỉ với các cơ quan quản lý chất lượng an toàn vệ sinh thực
phẩm, mà còn với những nhà sản xuất là phải xây dựng phương pháp phát hiện, định
lượng các chất kể trên nhằm phục vụ cho công tác thanh tra, kiểm định và kiểm soát hàm
lượng nằm trong tiêu chuẩn cho phép.
Hiện nay việc phân tích acesulfame-k, saccharin,và aspartame có thể được tiến hành

chủ yếu dựa vào kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Ưu điểm của HPLC là độ
chính xác và độ lặp lại cao nhưng chi phí tốn kém và độc hại do sử dụng dung môi hữu
cơ. Thêm vào đó, các chất được khảo sát là các chất phân cực, nên việc phân tích bằng
HPLC trên thực tế gặp khá nhiều khó khăn.
Do đó, trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi đã chọn phương pháp điện di mao quản
để xác định đồng thời hàm lượng aspartame, acesulfame-k, và saccharin trong các loại đồ
uống. Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị tương đối đơn giản, chi phí thấp và đặc biệt
có thể tích hợp với nhiều loại đetectơ khác nhau như đetectơ quang phổ hấp thụ phân tử
(UV-Vis), huỳnh quang, khối phổ, điện hóa (đo dòng, đo thế và đo độ dẫn), nên sẽ cho
khả năng nhận dạng và định lượng các chất một cách khá chọn lọc.
Nghiên cứu được chúng tôi tiến hành nhằm thực hiện 2 mục tiêu:
- Xây dựng, thẩm định phương pháp tách và định lượng đồng thời acesulfame-k,
saccharin, và aspartame - một số chất chất ngọt tổng hợp hay dùng trong đồ uống, nước
giải khát.
- Ứng dụng phương pháp vừa xây dựng để phân tích các chất khảo sát kể trên
trong một số sản phẩm đang lưu hành trên thị trường.




Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

Chƣơng I: TỔNG QUAN
1.1.Giới thiệu về đƣờng hóa học
1.1.1. Định nghĩa
Chất ngọt tổng hợp (hay còn gọi là đường hóa học, chất ngọt nhân tạo) là những
chất không có trong tự nhiên, vị ngọt rất cao so với đường sacarose (gấp khoảng 160-
1300 lần độ ngọt của đường sucrose) và không có giá trị dinh dưỡng, thường được sử

dụng với nhiều mục đích khác nhau như: bổ sung vào trong thực phẩm dành cho người ăn
kiêng, người bị bệnh tiểu đường, chất tá dược trong thuốc để che mùi vị, chất tạo vị ngọt
trong bánh kẹo, nước giải khát…[11]
1.1.2. Phân loại
Chất ngọt tổng hợp bao gồm nhiều loại khác nhau, chủ yếu người ta chia thành 2
loại: chất tạo ngọt không sinh năng lượng và chất tạo ngọt có sinh năng lượng.
- Chất tạo ngọt không sinh năng lượng là những chất chỉ tạo ra vị ngọt hầu như
không được chuyển hóa thành năng lượng cho cơ thể hoạt động (năng lượng nếu có chỉ
nhỏ hơn 2% so với lượng đường tạo ra cùng vị ngọt), một số loại được chiết suất từ các
nguyên liệu tự nhiên và một số được tổng hợp bằng phương pháp hóa học, trong đó các
chất thường được sử dụng nhất là saccharin (E954),aspartame (E951), acesulfame K
(E950) và một số chất khác ít được sử dụng hay đang được nghiên cứu thêm là stevioside,
sucralose (E955)
- Chất tạo ngọt sinh năng lượng là những chất tạo ngọt sinh ra lượng năng lượng
lớn hơn 2% lượng đường tạo ra cùng vị ngọt, thường được sử dụng gồm fructose, xylitol,
sorbitol, mannitol, lactitol, lactulose, maltitol, isomalt…
1.1.3. Tác hại của đƣờng hóa học
Tâm lý người tiêu dùng ngày nay hướng về những gì có xuất xứ tự nhiên. Trong đó
đường hóa học là vấn đề gây nhiều lo ngại, nhất là khi có nhiều tai tiếng là đường hóa học
gây ung thư
Theo báo New York Time đăng tải: Thượng nghị Sĩ Howard Metzenbaum đã viết
một dự luật đề nghị phải có một lời cảnh báo được in trên các nhãn hiệu của các sản phẩm
có chứa chất "Aspartame", đặc biệt lưu ý đối với người mang thai và trẻ em. Dự luật cũng
đòi hỏi phải có những cơ sở độc lập nghiên cứu về những nguy hiểm và trở ngại trong các
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

sản phẩm có sự hiện diện của các chất này gây ra các chứng co giật, thay đổi trong não bộ
và hệ thần kinh, cùng các biến chứng về tính cách.

Aspartame khi va
̀
o cơ thê
̉
, bản thân nó không hấp thụ vào máu ma
̀
tan ra trong ruột
thành ba chất: aspartic acid (40%), phenylalanin (50%) và methanol (10%). Đây là cơ sở
của nhiều ý kiến về tác động bất lợi cho sức khỏe con người từ aspartam.
Saccharin khi đi vào cơ thể, nó không bị hấp thụ vào các bộ phận trong cơ thể mà
được thải hồi sau đó qua đường tiểu tiện. Do đó, có thể nói saccharin không tạo ra năng
lượng cho cơ thể và không ảnh hưởng đến lượng đường trong máu. Dùng nhiều lượng
saccharin có thể sinh ra chứng béo phì.
Acesulfame-K có thể gây nên một số biến chứng như : Đi tiểu thường xuyên, tiểu
gắt, nước tiểu đậm màu, ngứa ngáy, khó thở, tức ngực nếu dung hàm lượng nhiều.
Tại Hoa Kỳ, các loại đường aspartame, saccharin, dextrose, maltodextrin,
sucralose…đã được FDA chấp nhận, nhưng vẫn chưa có những kết quả nghiên cứu về
mức an toàn cũng như độ độc hại. Hiện nay tại VN chỉ có các chất tạo ngọt manitol,
acesulfam K, aspartam, isomalt, saccharin (và Na, K, Ca của nó), sorbitol và sirô sorbitol,
sucraloza được Bộ Y tế cho phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và
có qui định rõ ràng.
1.1.4. Tình hình sử dụng đƣờng hóa học trong thực phẩm, đồ uống hiện nay
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta chuyển sang cơ chế thị trường.
Các loại thực phẩm sản xuất, chế biến trong nước và nước ngoài nhập vào Việt Nam ngày
càng nhiều chủng loại. Việc sử dụng các chất phụ gia trong sản xuất trở nên phổ biến. Các
loại phẩm màu, đường hóa học đang bị lạm dụng trong pha chế nước giải khác, sản xuất
bánh kẹo, chế biến thức ăn sẵn như thịt quay, giò chả, ô mai … Tình hình sản xuất thức
ăn, đồ uống giả, không đảm bảo chất lượng và không theo đúng thành phần nguyên liệu
cũng như quy trình công nghệ đã đăng ký với cơ quan quản lý đang là nỗi nhức nhối với
toàn xã hội. Chính vì nhờ độ ngọt cao, giá thành lại rẻ nên tại TP HCM, nhất là ở các

hàng quán vỉa hè, tiểu thương vẫn dùng các loại đường hóa học chế biến thức ăn, luộc bắp
hay ngâm trái cây, làm kem, nước phở …. để tăng vị ngọt.[23]
Theo báo cáo đầu năm của đoàn kiểm tra trung tâm y tế dự phòng quận Ninh Kiều
(Cần Thơ) đã phát hiện cơ sở rang cà phê Thái Dương (phường An Bình, Ninh Kiều)
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

dùng đường cyclamate trong chế biến cà phê về hành vi sử dụng phụ gia trái quy định.
Trên thực tế, ngày 17/5 vừa qua, Chi cục An toàn vệ sinh thực phẩm tỉnh Cà Mau đã phát
hiện kem tại điểm bán số 41, ấp Cây Trâm, xã Định Bình, TP Cà Mau (Cà Mau) sử dụng
đường hóa học cyclamat (hiện cấm sử dụng tại Việt Nam) và đường Aspartame. Không
chỉ kem, mà sữa đậu nành cũng bị phát hiện chứa đường hóa học. Ngày 15/4, phòng
Cảnh sát phòng chống tội phạm về môi trường công an tỉnh Thái Bình, đã kiểm tra phát
hiện 563 thùng sữa đậu nành thương hiệu 199 Hoàng Hà là của Công ty TNHH Chế biến
thực phẩm Hoàng Hà ở Trịnh Nguyễn, phường Châu Khê, Từ Sơn, Bắc Ninh.có chứa
hàm lượng Aspartame và Saccharin vượt mức cho phép.
Theo báo cáo của cơ quan quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm sở Y tế TPHCM đã
thanh tra một cơ sở sản xuất nước mắm ở quận Bình Tân. Đoàn thanh tra phát hiện 120
chai nước mắm loại 20ml; 168 chai siêu hạng loại 350ml; sáu chai loại 720ml đều được
chế biến bằng đường hóa học Aspartame và cyclamate.[23]
1.2. Đại cƣơng về chất phân tích
1.2.1. Acesulfame-K
 Tính chất
-Tên IUPAC: potassium 6 - methyl - 2,2 - dioxo-oxathiazin – 4 - olate
- Công thức hóa học: C
4
H
4
KNO

4
S
- Công thức cấu tạo:

N SO
2
OO
CH
3
K

- Độ tan ở 20
o
C: Ethanol là 1g/1000 ml ; Nước là 1g/3,7 ml.
- Tỷ trọng: 1,81 g/cm
3
- Nhiệt độ sôi: 225 °C
- Khối lượng mol phân tử: 242 g/mol
- Vị ngọt gấp 150 – 200 lần đường saccharose.
- Tuy nhiên nó có dư vị hơi đắng
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

- Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tương tự saccharin.
- Ổn định hơn Aspartam ở nhiệt độ cao và môi trường acid.
 Vai trò
Được sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dược phẩm nhằm tăng cường
vị và che dấu những vị khó chịu. Thường được dùng phối hợp với các chất ngọt tổng hợp
khác như Aspartam, Cyclamat. Không được chuyển hóa trong cơ thể và nhanh chóng đào

thải ra khỏi cơ thể. Hàng ngày không nên đưa vào cơ thể một lượng lớn hơn 15 mg/kg
trọng lượng.
1.2.2. Aspartam
 Tính chất
-Tên IUPAC: N-(L-α-Aspartyl)-L- phenylalanine, 1-methyl ester
- Công thức hóa học: C
14
H
18
N
2
O
5

- Công thức cấu tạo

OCH
3
NH
OH NH
2
O
O
O

- Độ tan: tan ít trong nước, tan rất ít trong ethanol.
- Dung dịch 1%(KL/TT) ở 20
o
C có pH 5,2
- Tương kỵ với calci hydrophosphat, magnesi stearat.

- Tỷ trọng: 1,347 g.cm-3
- Nhiệt độ sôi: 247 °C
- Khối lượng mol phân tử: 294,3 g/mol
- Không để lại dư vị khó chịu, không ổn định ở nhiệt độ và pH cao.
- Là một dipeptid, màu trắng, không mùi, vị ngọt mạnh (độ ngọt của nó cũng bằng
khoảng 180-200 lần độ ngọt của sucrose).
- Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17
Kj/g). Tuy nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartam đã tạo ra độ ngọt cần thiết. Do đó
năng lượng chúng ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể.
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

- Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với
đường.
- Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartam không giữ được lâu. Cho
trộn aspartam với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi
hai chất đứng riêng một mình.
 Vai trò
Được sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dược phẩm, bánh kẹo…
nhằm tăng cường vị ngọt và che dấu những vị khó chịu. Thường được dùng phối hợp với
các chất ngọt tổng hợp khác như Acesulfam K, Cyclamat. Là một chất không độc song
các dạng chuyển hóa của nó lại độc như: Axit Aspartic , phenylalanine.
1.2.3. Saccharin
 Tính chất
-Tên IUPAC: 1,1-Dioxo-1,2-benzothiazol-3-one
- Công thức hóa học: C
7
H
5

NO
3
S
- Công thức cấu tạo:

NH
S
O
O
O

- Tinh thể màu trắng trong, không mùi, tan ít trong nước và ete.
- Độ tan : Nước là 1g/290 ml ; Ethanol(95%) là 1g/31ml
- Dung dịch 0,35%(KL/TT) có pH 2,0.
-Tỷ trọng: 0,828 g.cm-3
- Nhiệt độ sôi: 229,7 °C
- Khối lượng mol phân tử: 183,18 g/mol
- Có vị chát và kim loại
- Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị
khó chịu.
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

- Ngọt gấp 300 - 400 lần saccharose, ổn định ở môi trường acid nên dùng được
trong nước ngọt, thường dùng dưới dạng muối natri hay canxi.
- Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu. Nó không
gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho
cơ thể. Vì thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo
 Vai trò

Được sử dụng để tạo vị ngọt hoặc che dấu mùi vị trong thức ăn, đồ uống, kem
đánh răng, nước súc miệng. Nó thường được sử dụng ở nồng độ 0,02-0,5% (KL/KL).
Phản ứng bất lợi do saccharin đã được ghi nhận: mề đay, nhạy cảm với ánh sáng. Hàng
ngày không nên đưa vào cơ thể một lượng Saccharin dưới dạng muối (Natri, kali) lớn hơn
5 mg/kg trọng lượng.
1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp phân tích Ac-k, Sac, As
1.3.1 Các phƣơng pháp và xu hƣớng nghiên cứu trong nƣớc
Hiện nay, tùy thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất mà các phòng thí nghiệm có thể
tiến hành phân tích đối tượng nghiên cứu theo các phương pháp khác nhau. Một số
phương pháp phổ biến có thể kể đến như quang phổ hấp phụ phân tử UV-VIS, sắc ký
lỏng hiệu năng cao HPLC, điện di mao quản vùng CZE. Trong đó phương pháp quang
phổ UV-VIS tuy có thể dùng để định lượng riêng các chất, nhưng có nhược điểm là khó
phân biệt phổ của chất khi có lẫn các chất cản trở như : chất bảo quản, phẩm màu, các loại
đường…, nên hiện nay ít được sử dụng. HPLC với những ưu điểm của nó như khả năng
tách chất, độ chính xác cao, độ lặp lại tốt thường được sử dụng để phân tích các chất ngọt
tổng hợp nói chung và nhóm chất khảo sát nói riêng.
Sử dụng kỹ thuật điện di mao quản để phân tích các chất ngọt tổng hợp đang có xu
hướng phát triển ở nước ta trong những năm gần đây. Với ưu điểm là tiết kiệm, ít độc hại,
trong khi vẫn đảm bảo được độ chính xác và tính chọn lọc cao, nên nó ngày càng nhận
được sự quan tâm nghiên cứu nhằm thay thế cho HPLC
1.3.2 Các phƣơng pháp trên thế giới
Như đã nói, HPLC và điện di mao quản là hai kỹ thuật phân tích phù hợp cho việc
xác định đồng thời hỗn hợp các đường hóa học kể trên, và đã được sử dụng rộng rãi trên
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

thế giới. Vậy nên trong mục này, chúng tôi chỉ đề cập tới những công trình nghiên cứu
tiêu biểu đã được triển khai trên các hệ thống này.
1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ UV – VIS

a. Xác định saccharin [22]
 Phƣơng pháp chung cho đồ uống không cồn
Nguyên tắc: Saccharin được trích ly từ một lượng mẫu axit hóa với diethyl ete.
Các dung môi được loại bỏ và dung dịch còn lại được đồng hoá với HCl, sau đó được xử
lý bằng thuốc thử Nessler và đo độ hấp thụ quang của sản phẩm ở bước sóng 425 nm.
Quy trình: Thêm 2 ml HCl vào 50g mẫu. Trích ly với 50 ml diethyl ete (3 lần).
Lọc dung dịch trích ly vào bình tam giác 250 ml sạch và làm bay hơi dung môi.Thêm 6
ml HCl và 5 ml nước cất và bay hơi khoảng 1 ml trong chậu nước nóng. Một lần nữa
thêm 6 ml HCl và 5 ml nước và bay hơi 1 ml. Pha loãng dung dịch thành 50 ml với nước
cất. Hút 2 ml dung dịch này vào bình định mức 25 ml, thêm 1 ml thuốc thử Nessler và
dùng nước cất định mức tới vạch. Tương tự hút 0,5; 1; 2; 3 và 4 ml dung dịch chuẩn (200
mg/ml) vào bình định mức 25 ml và tạo màu với thuốc thử Nessler. Đo độ hấp thụ quang
của mẫu tại bước sóng 425 nm.Từ đó tính hàm lượng saccharin trong mẫu từ đồ thị hiệu
chuẩn.
 Phƣơng pháp đo màu Phenol-H
2
SO
4

Nguyên tắc: Saccharin được trích ly từ mẫu axit hóa với chloroform và benzene
sau đó làm bay hơi dung môi. Dung dịch thu được xử lý với phenol-H
2
SO
4
và đun nóng ở
175
o
C trong 2 giờ. Sau đó kiềm hoá với NaOH và đem đo độ hấp thụ tại bước sóng 558
nm.
Chuẩn bị mẫu: Nước giải khát (đồ uống có ga và các đồ uống có lượng calo thấp):

Loại bỏ CO
2
của nước giải khát bằng cách lắc liên tục và đổ nhanh từ cốc này sang cốc
khác, lặp đi lặp lại nhiều lần. Chuyển 10 ml mẫu đến bình tách lỏng125 ml có khoá
Teflon. Thêm 15 ml nước và 0,5 ml NaOH 1N. Trích ly với 50ml hỗn hợp benzen
chloroform. Để cho tách lớp và loại bỏ các lớp dung môi (axit benzoic và benzoates
không ảnh hưởng). Kẹo ngọt và chất lỏng cô đặc: Nghiền 10-20 viên kẹo thành bột mịn.
Cân chính xác 0,5 gram bột hoặc hút 10 ml mẫu chất lỏng cô đặc vào bình định mức 500
ml và pha loãng đến vạch định mức bằng nước cất. Lấy 10-15 ml dung dịch đem phân
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

tích. Nếu chất lỏng cô đặc chứa chất bảo quản parabens, thì axit hóa bằng cách thêm 5 ml
HCl và trích ly với 20 ml CCl
4
. Loại bỏ CCl
4
và tiến hành như trong phần “cách xác định”
bắt đầu từ "trích ly bằng cách lắc 1 phút mỗi lần".
Cách xác định: Chuyển dich lọc của mẫu đã chuẩn bị, dung dịch chuẩn (1-3 mg
saccharin) đã làm ở trên vào bình tách lỏng. Thêm 5 ml HCl và trích ly bằng cách lắc một
phút. Mỗi lần với 50, 30 và 20 ml hỗn hợp dung môi chloroform – benzen (95 +5) hoặc
với ether: benzen (95 +5) theo quy định trong mẫu chuẩn bị. Lọc dung dịch này qua phễu
vào bình định mức 100 ml. Pha loãng đến vạch định mức với hỗn hợp dung môi được sử
dụng ở trên và lắc đều. Sau đó chuyển 20 ml vào bình tam giác 50 ml. Bay hơi dung môi
đến khô trong chậu nước nóng và làm khô hoàn toàn trong lò 100 ºC trong 20 phút. Dùng
pipet hút 1 - 5 ml phenol nóng chảy vào bình tam giác và lắc cho đến khi hỗn hợp sau bay
hơi hòa tan. Thêm 1,2 ml H
2

SO
4
, lắc và xoay đều.
Đậy chặt bình, bao bằng lá nhôm và đun trong 2 giờ ở 175
o
C trong lò. Để nguội
và thêm khoảng 30 ml nước nóng vào và lắc đều. Thêm 10 ml dung dịch NaOH 20% và
lắc đều. Chuyển dung dịch đó vào bình định mức 100ml và pha loãng đến vạch. Đọc độ
hấp thụ của dung dịch trong máy đo quang phổ ở bước sóng 558 nm. Xác định nồng độ
bằng cách so sánh với đường cong hiệu chuẩn.
b. Xác định Aspartame [11]
Nguyên tắc: Aspartame được trích ly từ các viên kẹo bằng dung môi methanol và
độ hấp thụ của dung dịch sau khi lọc được đo ở bước sóng 258 nm.
Chuẩn bị mẫu: Cân chính xác bột viên kẹo (đã được nghiền) tương đương với
trọng lượng trung bình của 4 viên, cho vào một bình định mức. Thêm 50 ml hỗn hợp dung
môi và lắc trong 30 phút. Sau đó định mức tới vạch bằng hỗn hợp dung môi. Lọc qua giấy
lọc Whatman No. 1, loại bỏ 20 ml dịch lọc đầu tiên và thu lấy dịch lọc trong bình định
mức.
Quy trình: Đo độ hấp thụ của dung dịch chuẩn và dung dịch mẫu tại bước sóng
258 nm. Tính toán hàm lượng aspartame của viên kẹo từ độ hấp thu của mẫu và dung dịch
chuẩn.
Ngoài ra người ta còn ứng dụng phương pháp quang phổ UV-VIS kết hợp với
phương pháp hiệu chuẩn đa biến để xác định chất ngọt nhân tạo: Phương pháp quang phổ
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

UV-VIS không phải là thường được sử dụng để phân tích các chất ngọt vì phổ hấp thụ
của các chất có sự chồng chéo lên nhau và ảnh hưởng của các chất cản trở là rất lớn như
chất bảo quản, phẩm màu, các loại đường Tuy nhiên, kỹ thuật này, kết hợp với các

phương pháp hiệu chuẩn đa biến, có thể được sử dụng để xác định chất ngọt nhân tạo.
Natalia E. Llamas và đồng nghiệp [31], đã sử dụng phương pháp này để xác định
saccharin và acesulfame-K. Giới hạn phát hiện là 2-15 mg.L-1 đối với saccharin,
acesulfame-K là 2-20 mg.L-1 và 2-25 mg.L-1 đối với aspartame. Hiện nay aspartame
thường có mặt ở trong mẫu thực phẩm. Vì vậy phương pháp này đã được áp dụng thành
công để xác định đồng thời saccharin và acesulfame-K trong các chất ngọt và nước trái
cây mà không cần các bước loại bỏ aspartame.
Một phương pháp mới để xác định hỗn hợp của hai chất làm ngọt thương mại là
aspartam và acesulfame-K, phương pháp đã kết hợp các tiêu chuẩn đã được sử dụng để
hiệu chỉnh trong ma trận tập trung. Axit salicylic đã được sử dụng như là chuẩn nội để
đánh giá việc điều chỉnh các mẫu thực sự trong mô hình PLS-2. Mô hình này thu được từ
việc đo độ hấp thụ quang của chất trong vùng tử ngoại, nồng độ các chất phân tích trong
các mẫu thương mại được phát hiện thông qua detecter huỳnh quang. Phương pháp PLS-2
đã được đánh giá và kiểm định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng (HPLC), sai số
tương đối giữa PLS-2 và các phương pháp HPLC ít hơn 10%. Hiệu suất thu hồi trong các
mẫu thực tế là 99,2%, độ lệch chuẩn là 3,2%. Phương pháp đã được áp dụng để xác định
hỗn hợp aspartam và acesulfame-K trong các chất làm ngọt nhân tạo.[12]
1.3.2.2. Các phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Ở các nước có nền khoa học kỹ thuật phát triển thì việc áp dụng HPLC để định
lượng các chất ngọt tổng hợp (trong đó có nhóm chất khảo sát) đã được tiến hành từ lâu.
Có thể kể đến một số công trình tiêu biểu của các tác giả sau:
Xác định đồng thời 9 chất ngọt nhân tạo có nồng độ cao trong thực phẩm
(acesulfame-K, alitame, aspartame, axit cyclamic, dulcin, neotame, neohesperidine
dihydrochalcone, saccharin và sucralose) bằng HPLC của các tác giả Andrzej Wasik,
Josephine McCourt, Manuela Buchgraber. Phương pháp có độ chính xác khá tốt với hiệu
suất thu hồi trong khoảng 93 ÷ 109%, LOD dưới 15μg.g
−1
và giá trị LOQ dưới 30 μg.g
−1
,

RSD < 4%.[15]
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

Xác định đồng thời một số chất phụ gia (acesulfame-K, saccharin, caffeine, axit
benzoic và axit sorbic) trong nước ngọt và các loại thực phẩm khác ở dạng lỏng bằng
HPLC với detector FID (Flame Ionization Detector) của hai tác giả Orawan Kritsunankul

,
Jaroon Jakmunee

[34]. Phương pháp sử dụng pha động là đệm phosphate 0,025 mol L
−1
,
pH 3,75, thời gian phân tích các chất trong vòng 15 phút với độ chính xác cao (RSD < 5%
cho tất cả các chất phân tích
Phương pháp xác định đồng thời aspartame, cyclamate, dulcin, và saccharin được
Hermann cùng các cộng sự của ông phát triển [13], sử dụng phương pháp HPLC kết hợp
với detector UV để phát hiện chất phân tích. Hệ thống HPLC với cột (12,5 cm x 4,6 mm
hoặc 10 cm x 4 mm) của Lichrosorb, pha động là tetrabutylammonium toluene-p-
sulphonate (II) 5 mM - Glycine (pH 3,5) 10 mM có chứa 12% methanol, bước sóng chung
để phát hiện các chất là 267 nm. Phương pháp này đã được áp dụng trong phân tích sữa
chua, mứt và sô cô la với hiệu suất thu hồi trong khoảng 88 ÷ 102 %, các phép lặp cho hệ
số RSD nhỏ hơn 4,7%.
Phương pháp xác định aspartame, cyclamate, acesulfame-K và natri saccharin
trong thực phẩm và nước giải khát của các tác giả Yan Zhu, Yingying Guo, Mingli Ye,
Frits S. James [19] sử dụng phương pháp HPLC-IC. Phương pháp này cho độ tuyến tính,
độ nhạy cao, và độ lặp lại khá tốt. Giới hạn phát hiện của đường aspartame, natri
cyclamate, acesulfame-K, natri saccharin tương ứng là 0,87; 0,032; 0,019; 0,045 mg / L.

Hiệu suất thu hồi trong khoảng 97,96 ÷ 105,42%.
Ji C. và các đồng nghiệp của ông đã dựa vào kỹ thuật sắc ký lỏng siêu hiệu suất
(UPLC) để tách và xác định đồng thời bốn chất ngọt tổng hợp (natri saccharin, aspartame,
acesulfame và neotame) trong một loại thuốc tiêm [24]. Quá trình tách được thực hiện
trên cột ACQUITY UPLC C18 (Beh) với chương trình gradient cho pha động và phát
hiện ở bước sóng chung là 220 nm. Hiệu suất thu hồi trung bình trong các mẫu là 80,5% -
95,2%, với độ lệch chuẩn tương đối RSD là trong khoảng 0,50% - 8,7%. Phương pháp
này cũng đã được áp dụng trong việc xác định các chất ngọt nhân tạo trong đồ uống và
sữa bột.
Xác định đồng thời chất ngọt phi dinh dưỡng trong thực phẩm bằng phương pháp
HPLC / ESI-MS (công trình nghiên cứu do Da-jin Yang và Bo Chen thuộc Phòng thí
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

nghiệm Hóa chất Sinh học và Nghiên cứu Y học cổ truyền Trung Quốc công bố năm
2008) [20]. Chất ngọt phi dinh dưỡng là các chất có calo thấp, được sử dụng để thay thế
đường và những chất khác. Xác định các chất ngọt trong thực phẩm là rất quan trọng để
đảm bảo chất lượng sản phẩm. Trong nghiên cứu này, bảy loại đường nhân tạo là
(aspartame, saccharin, acesulfame-K, neotame, sucralose, đường hoá học, và alitame) và
một chất ngọt tự nhiên (steviosid) đã được xác định đồng thời trong các loại thực phẩm
khác nhau bằng cách sử dụng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) kết hợp với (ESI-MS).
Các hợp chất cần xác định đã được định lượng bằng cách sử dụng một bộ phận ghi nhận
phát hiện các mảnh ion hóa có chọn lọc (SIR) tại m / z = 178; 397; 377; 293; 641; 312,
162 và 182, với natri warfarin (SIR m / z = 307) được sử dụng làm chất chuẩn nội. Các hệ
số tương quan của đường cong hiệu chuẩn tốt hơn so với r =0,998 (n = 6), trong khoảng
0,05-5 μg / ml cho đường hoá học, 0,3-30 μg / ml cho sucralose, 0,1-10 μg / ml cho
neotame, 0,2 đến 20 μg / ml cho aspartame, 0,5-15 μg / ml cho steviosid, 0,08-8 μg / ml
cho alitame, 0,1-15 μg / ml cho acesulfame-K, và 0,05-5 μg / ml cho saccharin. Giới hạn
phát hiện (LOD) thu được dưới 0,1 μg / ml, trong khi giới hạn định lượng (LOQ) là dưới

0,3 μg / ml.
1.3.2.3. Phƣơng pháp điện di mao quản
Tách và định lượng chất ngọt nhân tạo sử dụng điện di mao quản đã được chứng
minh là phương pháp nhanh chóng và đơn giản. Có thể kể đến một số công trình nghiên
cứu đã được triển khai thành công trên hệ thống này trong việc xác định các chất ngọt
tổng hợp như sau.
Phương pháp xác định đồng thời aspartame, cyclamate, saccharin, và acesulfame-
K trong đồ uống và các chất làm ngọt bằng điện di mao quản với detector độ dẫn của các
tác giả Ana Beatriz Bergamo, José Alberto Fracassi da Silva, Dosil Pereira de Jesus [14].
Trong công trình nghiên cứu này các tác giả đã sử dụng hỗn hợp đệm
tris(hydroxymethyl)aminomethane 100 mmol L
−1
(TRIS) and histidine (His) 10 mmol.
L
−1
, với thời gian phân tích các mẫu trong vòng 6 phút, và hiệu suất thu hồi các chất trong
khoảng 94 ÷ 108%.
Xác định đồng thời aspartame, saccharin, acesulfame-K, alitame, dulcin, axit
benzoic, caffeine, và axit sorbic bởi sắc ký điện động học Micellar (MEKC) của M.C
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

Boyce[ 29]. Phương pháp sử dụng hệ đệm phosphate 10 mM và đệm borat 10 mM ở pH
8.6 với dung dịch deoxycholate 50 mM. Phương pháp này đã được áp dụng thành công
trong việc phân tích các loại nước giải khát và sữa bột. Kết quả cho thấy hiệu suất thu hồi
rất tốt 98,6 – 102%, và độ lệch chuẩn 0,2 – 0,6%.
Rainer Schuster và Angelika Gratzfeld-Hüsgen sử dụng điện di mao quản vùng
(CZE) để tách riêng biệt một số chất ngọt nhân tạo phổ biến: aspartame (và các sản phẩm
phân hủy của nó là phenylalanine và acid aspartic), cyclamate, saccharine và acesulfame

cùng với các chất bảo quản (propyl-, ethyl, và methyl), sorbic acid và acid benzoic. Điều
kiện điện di được thực hiện ở 25°c,bằng cách sử dụng dung dịch đệm natri tetraborat 20
mM ở pH 9,4 với thể 20 KV. Độ lặp lại về nồng độ với tất cả các chất cho RSD < 0,15%
và thời gian lưu cho RSD từ 1 đến 7 % (9% đối với phenylalanine).[32]
Phương pháp xác định đồng thời các chất làm ngọt, chất bảo quản trong trái cây
bằng sắc ký điện động học Micellar (MEKC) của các tác giả Lin, Yu Chou, Shin S, Sheu,
Fuu Shyu, Yuan T [26]. Các chất ngọt nhân tạo dulcin, aspartam, saccharin, và
acesulfame-K và các chất bảo quản axit sorbic, axit benzoic, dehydroacetate natri và
methyl-, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, và isobutyl-p-hydroxybenzoate trong trái cây đã
được phân tách bằng phương pháp điện động học Micellar. Quá trình tách được thực hiện
bằng cách sử dụng cột mao quản silica 57 cm với một bộ đệm bao gồm dung dịch
deoxycholate 0.05M, đệm borate, phosphate 0.02M (pH 8,6), và acetonitrile 5%, bước
sóng chung để phát hiện là 214 nm. Hiệu suất thu hồi trung bình cho tất cả các chất ngọt
và chất bảo quản khoảng 90% với độ lặp lại tốt, và các giới hạn phát hiện khoảng từ 10
đến 25 mg/g. Năm mươi mẫu trái cây bảo quản đã được sử dụng cho mục đích phân tích.
Các chất ngọt nhân tạo và chất bảo quản được tìm thấy trong 28 mẫu là aspartame (0,17-
11,59 g / kg) hoặc saccharin (0,09-5,64 g / kg), benzoic acid (0,02-1,72 g / kg) và axit
sorbic (0,27-1,15 g / kg).





Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Đối tƣợng, nội dung và mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu

Hiện nay nhiều nhà máy, công ty và một số cơ sở sản xuất đồ uống, nước giải khát
vì lợi nhuận cao mà không quan tâm đến sức khỏe của người tiêu dùng đã lạm dụng các
các loại đường hóa học vượt quá giới hạn cho phép để tăng độ ngọt của sản phẩm. Trong
đó có đường saccharin, acesulfame-K, aspartame, hàm lượng các loại đường hóa học náy
trong đồ uống quá cao sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, có thể
gây ra các biến chứng về sau. Do đó, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu phương pháp xác
định đồng thời aspartame, saccharin, acesulfame-K trong đồ uống bằng phương pháp sắc
ký điện di mao quản.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, cần nghiên cứu một cách có hệ thống các vấn đề sau:
 Tập hợp các tài liệu phân tích định lượng đường hóa học trong nước và quốc tế.
 Nghiên cứu các điều kiện để xác định đồng thời aspartame, saccharin, acesulfame-
K:
 Điều kiện chạy máy
- Cố định một số điều kiện như áp suất bơm mẫu, chiều dài cột, dòng điện và
thời gian tiêm mẫu.
- Khảo sát hệ đệm, nồng độ đệm và pH hệ đệm
- Khảo sát nhiệt độ, điện thế đặt vao hai đầu cột mao quản
 Thẩm định phương pháp
- Tính chọn lọc
- Giới hạn phát hiện LOD, giới hạn định lượng LOQ và
- Khoảng tuyến tính
- Đánh giá độ chính xác (độ đúng, độ chụm )
- Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp
 Áp dụng phương pháp mới xây dựng để phân tích một số mẫu đồ uống, nước giải
khát trên địa bàn Hà Nội

Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên


2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phƣơng pháp sử lý mẫu
Đối với mẫu phân tích trong luận văn này là các loại đồ uống ở dạng lỏng, có nền
mẫu không phức tạp lắm do đó phương pháp xử lý mẫu tương đối đơn giản. Các mẫu có
cặn như nước cam, nước yến… đem ly tâm lọai bỏ cặn. Với các mẫu có ga tiến hành loại
bỏ hết bọt khí nhiều lần sau đó tiến hành rung siêu âm khoảng 30 phút đối với các mẫu và
lọc bằng màng lọc 0,2μm trước khi tiến hành chạy điện di.
2.2.2. Phƣơng pháp sắc ký điện di mao quản
2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết của điện di mao quản
Điện di mao quản (CE) là một kỹ thuật tách các chất Dựa trên sự di chuyển khác
nhau của các phần tử chất tan trong mao quản (đường kính 25-100μm) trên nền của dung
dịch chất điện giải có pH thích hợp, dưới tác dụng của điện trường nhất định được cung
cấp bởi một nguồn thế cao một chiều (15-40 kV) đặt vào hai đầu mao quản.[7]
2.2.2.2. Nguyên tắc hoạt động của điện di mao quản
Sơ đồ hệ thống điện di được trình bày ở hình 2.1
Quá trình điện di được thực hiện trên mao quản silica dài 25-100cm, đường kính
trong 25 – 100 µm, đường kính ngoài 300 – 400 µm. Sử dụng áp suất để đưa dung dịch
mẫu và dung dịch đệm lên mao quản, điện thế một chiều đặt vào hai đầu mao quản tạo ra
quá trình tách: các chất phân tích được phát hiện nhờ một detector thích hợp khi di
chuyển về một đầu mao quản.[6]
Detector hay dùng nhất là detector UV hay detector mảng diot DAD. Vị trí phát
hiện nằm ngay trên mao quản gọi là “cửa sổ”.








Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy điện di muản
Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Trần Phúc Nghĩa Trường ĐHKH Tự nhiên

2.2.2.3. Đặc điểm của điện di mao quản
- Có hiệu lực tách các chất rất cao trong mao quản thủy tinh hoặc Teflon có đường
kính trong 25 – 100 µm.
- Điện thế rất cao, thường từ 10 – 30 kV ( 200 – 500 V/cm) được đặt ở 2 đầu ống
mao quản.
- Số đĩa lý thuyết của cột mao quản rất lớn, thường từ 10
5
– 10
6
nên có khả năng
tách rất tốt các mẫu chứa hỗn hợp phức tạp.
- Thể tích tiêm mẫu rất nhỏ, cỡ 5 – 50 nl nên tiết kiệm mẫu.
- Có rất nhiều kiểu CE nên khả năng ứng dụng vào thực tế rất đa dạng.
- Sự tách được thực hiện chủ yếu trong môi trường nước với sự có mặt của chất
điện ly nền nên rất kinh tế và không độc hại.
- Có khả năng tự động hóa nên dễ dàng khi phân tích số lượng mẫu lớn.
2.2.2.4. Phân loại điện di mao quản
Điện di mao quản có nhiều kiểu khác nhau, nhưng tùy theo cơ chế, bản chất, và
đặc điểm của sự tách (sự điện di) xảy ra trong ống mao quản mà có thể phân chia thành
các loại hay các kiểu điện di với các tên gọi riêng khác nhau. [7] Cụ thể như sau:
1. Điện di mao quản cổ điển (Capillary Electrophoresis: CE).
2. Điện di mao quản vùng (Capillary Zone Electrophoresis: CZE), cơ chế tách:
Linh độ khác nhau của các chất (phụ thuộc điện tích và kích cỡ ion).
3. Sắc ký điện di mao quản điện động học Mixen (Micellary Capillary Electro-
Kenetic Chromatogrphy: MEKC hay MCEKC), cơ chế tách là: Tương tác phân

cực/không phân cực hạt mixen trong dung dịch và linh độ của chất.
4. Sắc ký điện di mao quản gel (rây phân tử), (Capillary Gel Electrophoresis
Chromatography: Gel-CEC), cơ chế tách là dựa vào linh độ của chất và tương tác các loại
cỡ hạt với hạt gel.
5. Sắc ký điện di mao quản hội tụ đẳng điện (Capillary Iso-electric Focusing
Chromatography: CIEFC).
6. Sắc ký điện di mao quản đẳng tốc độ (Capillary Iso-Tacho-Phoresis
Chromatography: CITPC).