ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VÕ THỊ YẾN MY

NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI
TOLUEN, ISOPROPYLBENZEN, n-PROPYLBENZEN
TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM ĐƯỢC SẢN XUẤT
TỪ NHỰA POLYSTYREN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thừa Thiên Huế, năm 2016


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VÕ THỊ YẾN MY

NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI
TOLUEN, ISOPROPYLBENZEN, n-PROPYLBENZEN
TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM ĐƯỢC SẢN XUẤT
TỪ NHỰA POLYSTYREN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ
Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học

TS. ĐẶNG VĂN KHÁNH

Thừa Thiên Huế, năm 2016

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được
các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Võ Thị Yến My

2


Lời Cảm Ơn
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cám ơn quý thầy cô
giáo khoa Hóa học, phòng Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học
Sư phạm và các thầy trường Đại học Khoa học đã giảng dạy và
giúp đỡ tôi trong thời gian học cao học.
Cám ơn thầy giáo TS. Đặng Văn Khánh và cán bộ Trung tâm
Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tận
tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận
văn này.
Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động
viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.

Huế, tháng 09 năm 2016
Tác giả luận văn
Võ Thị Yến My

3


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ...............................................................................................................i
Lời cam đoan .............................................................................................................. ii
Lời cảm ơn ................................................................................................................ iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................1
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ 5
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................9
Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ................................................................ 11
1.1. Sơ lược về bao bì thực phẩm .........................................................................11
1.1.1. Vai trò của bao bì thực phẩm .................................................................11
1.1.2. Phân loại bao bì thực phẩm ....................................................................12
1.1.3. Bao bì thực phẩm polystyren .................................................................12
1.1.4. Quy định về kiểm soát bao bì thực phẩm................................................13
1.1.5. Các bước tiến hành nguyên tắc đánh giá mức độ an toàn của một bao bì
thực phẩm .........................................................................................................15
1.1.6. Cách đánh giá mức độ an toàn của bao bì thực phẩm và một số kết quả
.......................................................................................................................... .15
1.2. Giới thiệu về TOL, IPB, NPB, PS .................................................................15
1.2.1. Giới thiệu về TOL ..................................................................................15
1.2.2. Giới thiệu về IPB .................................................................................... 19
1.2.3. Giới thiệu về NPB ..................................................................................24

2.2.4. Giới thiệu về PS ...................................................................................... 27
2.3. Các phương pháp phân tích TOL, IPB, NPB .................................................29
2.3.1. Phương pháp sắc ký khí với detector ion hóa ngọn lửa (GC-FID) ........29
2.4. Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ ......................................................... 29
2.4.1. Tổng quan về sắc ký khí .........................................................................30
2.4.2. Cột mao quản trong sắc ký khí................................................................ 31
2.4.3. Detectơ trong sắc ký khí . .......................................................................32

1


2.4.4. Phương pháp phổ khối lượng (khối phổ) ................................................33
2.4.5. Phương thức hoạt động của GC-MS ....................................................... 34
2.4.6. Một số ưu và nhược điểm của phương pháp phân tích GC-MS . ...........35
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 37
2.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 37
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................37
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................38
2.2.2. Nghiên cứu quy trình phân tích ............................................................... 38
2.2.3. Lấy mẫu, bảo quản mẫu và xử lý mẫu .................................................... 39
2.2.4. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích .....................................39
2.2.5. Phương pháp xử lí số liệu thực nghiệm . ................................................41
2.3. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ phân tích .......................................................... 43
2.3.1. Hóa chất ..................................................................................................43
2.3.2. Dụng cụ ...................................................................................................43
2.3.3. Thiết bị ....................................................................................................43
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..................................................................44
3.1. Khảo sát điều kiện sắc ký ...............................................................................44
3.1.1. Khảo sát cột tách ..................................................................................... 44
3.1.2. Khảo sát chương trình nhiệt độ cột tách .................................................46

3.1.3. Khảo sát tốc độ khí mang ........................................................................48
3.1.4. Tổng kết điều kiện sắc ký .......................................................................51
3.2. Xây dựng quy trình định lượng ......................................................................53
3.2.1. Chuẩn bị mẫu chuẩn ................................................................................53
3.2.2. Thẩm định phương pháp định lượng ....................................................... 53
3.2.3. Xác định giới hạn phát hiện( LOD) và giới hạn định lượng( LOQ). ......56
3.2.4. Khoảng tuyến tính ................................................................................... 59
3.3. Xây dựng quy trình phân tích đồng thời TOL, IPB và NPB Trong bao bì thực
phẩm Polystyren ....................................................................................................62
3.3.1. Quy trình xử lý mẫu ................................................................................62
3.3.2. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích ...............................................63

2


3.4. Áp dụng quy trình phân tích vào mẫu thực tế ................................................67
3.5. ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG TRUNG BÌNH CỦA TOL, IPB, NPB TRONG
CÁC LOẠI BAO BÌ THỰC PHẨM POLYSTYREN .........................................70
3.5.1. Đánh giá hàm lượng trung bình TOL, IPB, NPB giữa các loại dĩa nhựa
........................................................................................................................... 70
3.5.2. Đánh giá hàm lượng trung bình TOL, IPB, NPB giữa các loại hộp xốp ....
........................................................................................................................... 72
3.6. SO SÁNH HÀM LƯỢNG TOL, IPB, NPB TRONG BAO BÌ PS VỚI QUY
CHUẨN VIỆT NAM ............................................................................................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................75
I. KẾT LUẬN........................................................................................................76
II. KIẾN NGHỊ......................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 78
PHỤ LỤC


3


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT

Tiếng Việt

Tiếng Anh

Kí hiệu,
viết tắt

1

Độ lệch chuẩn

Standard Devistion

S

2

Độ lệch chuẩn tương đối

Relative Standard Devistion

RSD

3


Độ thu hồi

Recovery

Rev

4

Giới hạn định lượng

Limit of Quantitation

LOQ

5

Giới hạn phát hiện

Limit of Detection

LOD

6

Hiệp hội các nhà hóa
phân tích chính thống

Association of Official
Analytical Chemits


AOAC

7

Phần triệu

Part per million

Ppm

8

Phần tỷ

Part per billion

Ppb

9

Tổ chức Y tế thế giới

World Health Organization

WHO

10

Polyetylen


Polyethylene

PE

11

polyvinyl clorua

Polyvinyl chloride

PVC

12

Polystyren

Polystyrene

PS

13

Sắc kí khí ghép khối phổ

Gas Chromatography Mass
Spectomatry

GC-MS


14

Sắc kí khí

Gas Chromatography

GC

15

Tổ chức nghiên cứu ung
thư quốc tế

International Agency for
Research on Cancer

IARC

16

Sắc ký lỏng hiệu năng
cao

High-performance liquid
chromatography

HPLC

17


Polietylen terephtalat

Polyethylene terephthalate

PET

18

Toluen

Toluene

TOL

19

Isopropylbenzen

Isopropylbenzene

IPB

20

n-propylbenzen

n-propylbenzene

NPB


4


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
1.1

Tên bảng
So sánh tiêu chuẩn về bao bì polystyren của Việt Nam và Hàn
Quốc

Trang
14

1.2

Một số đặc trưng kỹ thuật của cumen so với các chất khác

1.3

Một số thông số đặc trưng của NPB

25

3.1

Chương trình chạy sắc ký khi khảo sát cột tách

44


3.2

Ảnh hưởng của tốc độ khí mang đến thời gian lưu

48

3.3

Giá trị t R của TOL, IPB, NPB

48

3.4

Điều kiện chạy tối ưu cho phân tích TOL, IPB, NPB

51

3.5

3.6
3.7
3.8

3.9

3.10

3.11


Bảng mô tả mảnh phổ ion (m/z) và thời gian lưu (tR) của TOL,
IPB, NPB và nội chuẩn 1,4-dietylbenzen
Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của
TOL
Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của IPB
Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với tỉ lệ diện tích píc của
NPB
Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với thời gian lưu (tR)ở
0,1ppm
Kết quả khảo sát độ ổn định GC-MS với thời gian lưu (tR)ở 1,0
ppm
Tỉ lệ diện tích píc của TOL, IPB, NPB với chất nội chuẩn 1,4dietylbenzen

20

52

54
54
55

56

56

57

3.12

Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của TOL


57

3.13

Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của IPB

58

3.14

Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của NPB

58

3.15

Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của TOL

59

3.16

Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của IPB

60

3.17

Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của NPB


61

5


3.18

3.19

3.20

Kết quả đánh giá độ lặp lại của TOL, IPB, NPB trong mẫu bao bì
PS
Kết quả khảo sát độ thu hồi của TOL, IPB, NPB trong mẫu hộp
xốp PS
Kết quả phân tích hàm lượng TOL, IPB,
NPB bằng phương pháp GC/MS và GC trong mẫu hộp xốp M11

64

65

66

3.21

Kết quả xác định hàm lượng TOL trong các mẫu nhựa polystyren

67


3.22

Kết quả xác định hàm lượng IPB trong các mẫu nhựa polystyren

68

3.23

Kết quả xác định hàm lượng NPB trong các mẫu nhựa polystyren

69

Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng trung
3.24

bình TOL, IPB, NPB trong hai loại mẫu dĩa mua ở chợ và dĩa mua

70

ở siêu thị
Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng trung
3.25

bình TOL, IPB, NPB trong hai loại mẫu hộp xốp mua ở chợ và hộp

72

xốp mua ở siêu thị
3.26


So sánh hàm lượng của TOL, IPB và NPB với QCVN 121:2011/BYT

6

74


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình

Tên hình

Trang

1.1

Công thức cấu tạo của Polystyren

13

1.2

Sơ đồ các bộ phận cơ bản của hệ thống GC-MS

1.2

1.3


Một số thông số của các loại cột mao quản

32

1.4

Máy sắc kí khí ghép khố phổ(GC-MS)

34

3.1

3.2

Sắc đồ phân tích scan hoặt chất TOL, IPB, NPB sử dụng cột cột
InertCap 5MS/Sil
Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB sử dụng cột DB5MS

45

45

3.3

Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB ở chương trình 1

47

3.4


Sắc đồ phân tích Scan hoạt chất TOL, IPB, NPB ở chương trình 2

47

Ảnh hưởng của tốc độ khí mang Heli đến thời gian lưu của (a)
3.5

49

TOL; (b) IPB và (c) NPB

3.6

Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 0,8 mL/phút

49

3.7

Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 1,0 mL/phút

50

3.8

Sắc đồ TOL, IPB, NPB với tốc độ khí mang là 1,4 mL/phút

50

3.9


Phổ SIM của TOL

52

3.10

Phổ SIM của IPB và NPB

52

3.11

Phổ SIM của nội chuẩn 1,4-dietylbenzen

53

3.12

3.13

3.14

3.15

Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ
TOL từ 5 đến 50 ppb
Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ
IPB từ 5 đến 50 ppb
Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc và nồng độ

NPB từ 5 đến 50 ppb
Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và
nồng độ TOL

7

57

58

58

60


3.16

3.17

3.18

Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và
nồng độ IPB
Đường biểu diễn mối tương quan giữa tỉ lệ diện tích píc sắc ký và
nồng độ NPB
Sơ đồ quy trình phân tích đồng thời TOL, IPB và NPB trong bao bì
thực phẩm polystyren bằng phương pháp GC-MS

8


61

61

63


MỞ ĐẦU
Thực phẩm là một trong những nhu cầu thiết yếu cho sự tồn tại của người tiêu
dùng. Tuy nhiên, vì những lý do khác nhau, các nhà sản xuất và kinh doanh thực
phẩm vẫn sử dụng những biện pháp bảo quản không hợp lý. Với thực trạng nhu cầu
sử dụng thực phẩm ngày càng cao của con người thì vấn đề đảm bảo vệ sinh an toàn
thực phẩm càng trở nên báo động hơn bao giờ hết.
Thực phẩm là tác nhân chính dẫn đến ngộ độc thực phẩm và các căn bệnh đặc
biệt nguy hiểm từ tiêu chảy cấp đến ung thư. Việt Nam cũng là một trong những
nước có số lượng người mắc bệnh ung thư nhiều nhất thế giới mà một trong những
nguyên nhân chính xuất phát từ thực phẩm ăn hàng ngày của con người.
Ngày nay nhu cầu cuộc sống ngày càng được nâng cao, mọi thứ đều được thiết
kế sao cho tiện dụng và hiệu quả...Rất nhiều loại thực phẩm được đóng hộp, bảo
quản bằng các bao bì trong những chất liệu như nhựa polyvinyl clorua (PVC), nhựa
polietilen (PE), nhựa polystyren (PS)… Những loại bao bì trên nếu không được
quản lý chất lượng một cách nghiêm ngặt có thể nhiễm một số chất độc hại ảnh
hưởng đến sức khỏe con người, điển hình là các hoạt chất có trọng lượng phân tử
thấp như: toluen, isopropylbenzen, n-propylbenzen… được thôi nhiễm từ bao bì
chứa đựng thực phẩm được sản xuất từ nhựa polisytren (PS). Những hợp chất này
có khả năng thôi nhiễm vào thức ăn một cách dễ dàng khi sử dụng ở nhiệt độ cao và
có thể hấp thụ qua đường tiêu hóa như ăn uống, về lâu dài gây ra những tác hại to
lớn đối với cơ thể con người như gây đau đầu, chóng mặt, ảnh hưởng thần kinh
trung ương, ảnh hưởng đến sức khoẻ sinh sản của người tiêu dùng, đặc biệt là sự
phát triển các bộ phận sinh dục của trẻ nhỏ, đây còn là tác nhân gây ra các bệnh ung

thư da, ung thư gan….[28]
Vì vậy, việc quản lý bao bì thực phẩm cần được quan tâm. Hiện nay, bao bì
được sử dụng rất phổ biến hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống. Trong thành phần của
bao bì tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, ngoài thành phần chính là các polyme còn có
chứa các monome có trọng lượng phân tử thấp, các thành phần này không có liên kết

9


chặt chẽ với mạng phân tử polyme nên có thể bị thôi nhiễm ra môi trường bên ngoài
một cách dễ dàng , nhất là trong môi trường chứa nhiều chất béo như dầu, mỡ.
Để xác định các thành phần Toluen (TOL), isopropylbenzen (IPB), npropylbenzen (NPB) trong bao bì polystyren hiện nay ở nước ta thường sử dụng
phương pháp sắc ký khí (GC), tuy nhiên phương pháp này tốn kém dung môi hóa
chất, thời gian phân tích lâu và thường có giới hạn phát hiện cao. Hiện nay, trên thế
giới để xác định các thành phần trên trong bao bì thực phẩm PS, người ta sử dụng
phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS). Kết quả được định danh dựa vào phổ
khối của hoạt chất cần phân tích khi so sánh với thư viện phổ. Phương pháp này có
giới hạn phát hiện thấp cỡ nồng độ ppb và có độ chính xác cao.
Với lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu định lượng đồng thời
TOL, IPB, NPB trong bao bì thực phẩm được sản xuất từ nhựa polystyren bằng
phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ”.
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi cần giải quyết các mục tiêu sau:
- Khảo sát và xây dựng qui trình xác định đồng thời toluen, isopropylbenzen,
n-propylbenzen trong bao bì thực phẩm được sản xuất từ nhựa polystyren (PS) bằng
phương pháp sắc ký khí khối phổ.
- Áp dụng quy trình xây dựng được để định lượng toluen, isopropylbenzen, npropylbenzen trong các sản phẩm bao bì thực phẩm (PS) hiện đang lưu hành trên
địa bàn Tỉnh Thừa Thiên Huế.

10



Chương 1
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. SƠ LƯỢC VỀ BAO BÌ THỰC PHẨM [1], [2], [25]
1.1.1. Vai trò của bao bì thực phẩm [2], [25]
Bao bì thực phẩm có vai trò quan trọng trong việc bảo quản, lưu trữ thực phẩm
an toàn trong quá trình vận chuyển, giao hàng từ nơi này đến nơi khác, đồng thời
giúp giữ cho thực phẩm tránh khỏi sự xâm nhập của các vi sinh vật cũng như các
quá trình biến đổi sinh học, hóa học, đảm bảo thực phẩm luôn an toàn trong thời
gian sử dụng. Trong xã hội hiện đại ngày nay, những nguyên liệu đóng gói được sử
dụng để bảo quản thực phẩm và các loại thực phẩm đóng gói thường được sử dụng
trực tiếp bằng cách cho vào lò nướng, lò vi sóng và ngay cả trong nước sôi. Vì vậy,
bao bì thực phẩm đã trở thành một yếu tố không thể thiếu trong ngành thực phẩm.
Với công nghệ ngày càng cải tiến, đã phát triển các vật liệu bao bì mới được
ứng dụng rộng rãi. Công nghệ bao bì nhựa đã phát triển mạnh mẽ và một số hộp
nhựa đã thành công trong việc thay thế các vật liệu bằng kim loại, thủy tinh hay
giấy. Ưu điểm chính của các loại vật liệu này là độ bền và tính dẻo cao, nhẹ, có khả
năng chống nứt vỡ cũng như có thể tái sử dụng.
Các polyme được sử dụng cho vật liệu bao bì nhựa thường được coi là trơ, tuy
nhiên trong sản phẩm cũng thường xuất hiện một số lượng lớn các chất hóa học có
sẵn cũng như được cố ý thêm vào trong quá trình sản xuất hoặc chế biến. Các hóa
chất thường được thêm vào là các chất hóa dẻo, chất chống oxy hóa, các chất ổn
định nhiệt và ánh sáng, chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện, keo dán, bột màu và
nhiều chất khác.Việc bổ sung những hợp chất này là điều cần thiết để hỗ trợ quá
trình sản xuất hoặc tăng cường các thuộc tính và sự ổn định của sản phẩm cuối
cùng. Tuy nhiên, việc sử dụng các hóa chất trong phạm vi rộng như vậy không thể
tránh khỏi nảy sinh sự lo lắng của người tiêu dùng và các cơ quan lập pháp. Vấn đề
đáng quan tâm hiện này là việc sử dụng bao bì có khả năng tiếp xúc trực tiếp với
thực phẩm trong một thời gian dài để bảo quản và lưu trữ có thể gây ảnh hưởng
không tốt đến sức khỏe của con người và môi trường.


11


Bao bì thực phẩm có nhiệm vụ:
+ Bảo vệ thực phẩm đối với những biến đổi lý, hóa học, sinh học của môi
trường bên ngoài
+ Bảo quản thực phẩm được lâu, giúp cho thực phẩm không bị hỏng trong quá
trình phân phối trong nước hay xuất khẩu ra nước ngoài
+ Điều quan trọng nhất là giữ được các đặc trưng dinh dưỡng và cảm quan của
thực phẩm, phải bảo đảm thực phẩm an toàn, không được gây ra trong thực phẩm
chứa trong bao bì những biến đổi dù nhỏ, khó hay không phát hiện được bằng giác
quan thông thường, nhưng có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng.
1.1.2. Phân loại bao bì thực phẩm [2]
Nhiều loại bao bì thực phẩm đang được sử dụng hiện nay: hộp carton, các vật
chứa bằng nhựa, bằng thủy tinh hay kim loại, các màng bọc bằng giấy tráng nhựa
hay bằng nhựa.
Một số loại bao bì nhựa gồm: PE, PS, PVC, PP, PET….
1.1.3. Bao bì thực phẩm polystyren [25]
Trong số các polyme chính được sử dụng trong bao bì thực phẩm, thì
polystyren (PS) chiếm một khối lượng lớn tiêu thụ của các loại hộp nhựa. Nó được
sử dụng rộng rãi trong việc đóng gói và bảo quản thực phẩm nhờ những ưu điểm
gọn nhẹ, khả năng cách nhiệt tuyệt vời và ít tốn kém hơn so với các loại nguyên liệu
đóng gói khác. Nó được sử dụng để sản xuất các sản phẩm sử dụng một lần như
dao, kéo, khay thịt, hộp đựng sữa chua, nắp, cốc, hộp xốp, hộp nhựa và nhiều thứ
khác. Với sự phổ biến ngày càng gia tăng của các loại thực phẩm tiện lợi,
polystyren thường được sử dụng để đóng gói các thực phẩm thức ăn nhanh, trong
các quán hàng rong cũng như trong các cửa hàng ăn uống. Vì vậy các hợp chất hóa
học có trọng lượng phân tử thấp hiện diện trong nhựa polystyren có khả năng di
chuyển vào các thực phẩm tiếp xúc với nó, đặc biệt khi ở nhiệt độ cao vào trong

thời gian dài. Các chất có khả năng di chuyển từ nhựa polystyren và thực phẩm và
đồ uống thường là dư lượng các monome, các thành phần có trọng lượng phân tử
thấp và các chất phụ gia khác. Các chất này là mối quan tâm lớn của người tiêu
dùng nếu nó có thể gây nguy hại đến sức khỏe cộng đồng hay gây ra những thay đổi
về mặt cảm quan của thực phẩm và đồ uống.

12


Hình 1.1. Công thức cấu tạo của polystyren
Ở Việt Nam, bao bì thực phẩm được sử dụng rộng rãi là do sự thay đổi mô hình
tiêu thụ của thực phẩm và sở thích ngày càng gia tăng đối với các loại thức ăn nhanh.
Việc kiểm soát và giám sát các dư lượng tồn dư của các hóa chất trong bao bì thực
phẩm có sẵn trên thị trường còn nhiều thiếu sót và hạn chế. Vì vậy cần phải phát triển
các phương pháp để kiểm tra, kiểm soát các hóa chất trong vật liệu đóng gói thực
phẩm để đảm bảo sự an toàn của sản phẩm đối với người tiêu dùng và cộng đồng.
1.1.4. Quy định về kiểm soát bao bì thực phẩm [4], [26], [27], [28].
Mục đích của việc thiết lập các quy định liên quan đến các vật liệu tiếp xúc
thực phẩm nhằm để ngăn chặn sư ô nhiễm của thực phẩm từ các loại vật liệu bao bì,
bảo vệ sức khỏe của người tiêu dùng và giúp loại bỏ các rào cản kỹ thuật đối với
thương mại.
Ở Việt Nam, các loại vật liệu sử dụng cho bao bì thực phẩm được quy định
theo QCVN 12-1:2011/BYT, QCVN 12-2:2011/BYT, QCVN 12-3:2011/BYT.
Các hệ thống quản lý vật liệu tiếp xúc với thực phẩm có thể thay đổi từ nước
này sang nước khác.

13


Bảng 1.1. So sánh tiêu chuẩn về bao bì polystyren của Việt Nam và Hàn Quốc [4]

Thử vật liệu

Thử thôi nhiễm

Chỉ tiêu kiểm tra Việt Nam Hàn Quốc

Chỉ tiêu
kiểm tra

Việt Nam

Tổng số chất bay hơi
(styren, toluen,
etylbenzen, n-

5mg/g

5mg/g

propylbenzen

(heptan)

Quốc
240
µg/mL
(heptan)

Cặn khô


Polystyren trương
nở (dùng chứa nước

240 µg/mL

Hàn

2 mg/g

2 mg/g

Styren và etylbenzen

1 mg/g

1 mg/g

Chì

100 µg/g

-

30 µg/L (Etanol
20%, nước, axit 30 µg/ml

sôi)

axetic 4%)
1mg/L (axit

axetic 4%)

1mg/L

Lượng
KMnO4 sử

10 mg/L

10 mg/L

dụng
Quy định về tiếp xúc thực phẩm ở Châu Âu [26], [27], [28]
Trong liên minh Châu Âu, vật liệu tiếp xúc với thực phẩm được quy định dựa
vào ba hướng dẫn (chỉ thị)
(i) Quy định chung Châu Âu (EC) số 1935/2004 thiết lập các yêu cầu chung
cho tất cả các vật liệu tiếp xúc với thực phẩm
(ii) Những quy định cụ thể bao gồm cho các nhóm vật liệu đơn lẻ, được chia
ra làm ba nhóm vật liệu là: vật liệu gốm sứ, vật liệu màng tái tạo xenlulozơ và vật
liệu nhựa.
(iii) Quy định về một chất hoặc một nhóm chất được sử dụng trong sản xuất
vật liệu và dụng cụ dùng cho thực phẩm. Ba nhóm chất được quy định riêng bao
gồm: nhựa vinyl clorua trong chất dẻo, chất nitroamin trong cao su và các dẫn xuất
epoxy nhất định trong sản xuất nhựa và sơn.

14


1.1.5. Các bước tiến hành nguyên tắc đánh giá mức độ an toàn của một bao bì
thực phẩm [1], [2].

Thử trên vật liệu: xác định hàm lượng các chất có thể thôi nhiễm trong nền nhựa.
Đo trên thực phẩm (hay một nền mẫu có đặc tính tương đương với thực phẩm
chứa): mức thôi nhiễm của chất theo quy định.
1.1.6. Cách đánh giá mức độ an toàn của bao bì thực phẩm và một số kết quả
Về phân tích các bao bì plastic , người ta dựa trên các tài liệu sau [2]:
+ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 12-1:2011/BYT
+ Một số tài liệu nước ngoài như: FDA Mỹ, Đài Loan, Hàn quốc chẳng hạn.
Phương pháp phân tích:
+ Sắc ký khí/đầu dò FID, Sắc ký khí ghép khối phổ, GC-MS, GC-MS/MS, sắc
ký lỏng ghép khối phổ LC-MS, LC-MS/MS được sử dụng nhiều cho chất thôi
nhiễm hữu cơ.
+ Phương pháp so màu, quang phổ hấp thụ nguyên tử, ICP-OES, ICP-MS
thường được dùng cho kim loại năng chì, Cd...
1.2. GIỚI THIỆU VỀ TOL, IPB, NPB, PS.
1.2.1. Giới thiệu về TOL [5],[25], [32], [33], [34], [35], [36], [37]
1.2.1.1. Cấu tạo phân tử

Công thức phân tử: C7H8.
Công thức cấu tạo: C6H5–CH3
TOL còn gọi là metylbenzen hoặc phenylmetan, là một hydrocacbon thơm,
dẫn xuất của benzen.

15


1.2.1.2. Tính chất vật lý [33]
TOL là chất lỏng không màu, có thể cháy được, độ nhớt thấp; có mùi thơm
giống benzen, là dung môi hòa tan rất tốt các chất không phân cực như: chất béo,
dầu, nhựa thông, lưu huỳnh, photpho và iot…TOL có thể tan vô hạn trong hầu hết
các dung môi hữu cơ như rượu, ete, xeton, phenol, este… TOL tan rất ít trong nước,

độ tan trong nước của TOL ở 160oC là 0.047g/100ml và ở 150oC là 0.4g/100ml.
1.2.1.3. Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của TOL tương tự như benzen.
- Phản ứng với brom khan

- Phản ứng nitro hóa

16


- Phản ứng cộng

- Phản ứng oxy hóa nhóm metyl

1.2.1.4. Trạng thái tự nhiên- điều chế
i) Điều chế: chủ yếu chiết xuất từ nhựa than đá hoặc là dầu mỏ
- Reforming xúc tác.
- Cracking hơi nước.
- Từ than đá
ii) Tinh chế: TOL có thể tinh chế bằng cách sử dụng các hợp chất CaCl2,
CaH2, CaSO4, P2O5 hoặc Na để tách nước.
Ngoài ra, kĩ thuật chưng cất chưng không cũng được sử dụng phổ biến. Trong
kĩ thuật này, người ta sử dụng benzophenon và natri để điều chế.
1.2.1.5. Ứng dụng [5], [33], [36]
TOL chủ yếu được dùng để làm các dung môi hòa tan nhiều loại vật liệu như:
sơn, các loại nhựa tạo màng cho sơn, mực in, chất hóa học, cao su, chất kết dính...
TOL tham gia phản ứng hydrodealkyl hóa tạo benzen

Phản ứng phân bố lại TOL tạo hỗn hợp của benzen và xylen


17


Qúa trình oxy hóa TOL trong pha lỏng, xúc tác cacban axetat tạo thành axit
benzoic

Axit benzoic là hợp chất trung gian để sản xuất ra nhiều sản phẩm khác như
caprolacytam, phenol và axit terephtalic.
Phản ứng clo hóa TOL xảy ra khi thay thế nguyên tử hydro của nhóm metyl
bởi một hoặc nhiều nguyên tử clo.

Từ benzyl clorua có thể sản xuất ra ancol benzylic qua quá trình điện phân

Ngoài ra, benzyl clorua còn là tiền thân của một số hợp chất khác như axit
phenyl axetic (tạo ra thuốc an thần và penicillin G)
TOL được sử dụng để pha vào xăng động cơ để nâng cao chất lượng, tăng
cường chỉ số octan trong nhiên liệu xăng được sử dụng trong động cơ đốt trong.

18


TOL còn dùng để điều chế TNT ( 2,4,6-trinitro TOL)

1.2.1.6. Tác động đối với cơ thể [33], [36]
TOL là một chất độc nếu tiếp xúc lâu dài sẽ gây ảnh hưởng đến cơ thể (có thể
gây ung thư)
- Tiếp xúc với mắt: kích thích, nhưng không ảnh hưởng đến màng mắt.
- Tiếp xúc với da: tiếp xúc thường xuyên hoặc lâu dài có thể bị kích thích và
viêm da.
- Đối với hệ hô hấp: hàm lượng bay hơi cao (lớn khoảng 1000ppm) gây kích

thích mắt và làm hỏng phổi. Nếu hít một lượng lớn gây đâu đầu, ngủ gật, vô thức,
ảnh hưởng đến trung tâm thần kinh, hỏng não và có thể gây chết.
- Đối với hệ tiêu hóa: có thể gây chết.
Theo quy chuẩn về kĩ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp QCVN 20:2009 đối với
một số chất hữu cơ thì nồng độ cho phép của TOL trong không khí là: 750 (mg/m3)
Theo tổ chức Lao động Quốc tế (1991) chỉ tiêu cho phép TOL là từ 100 đến
380 mg/m3.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới chỉ tiêu cho phép TOL 700 mg/L (WHO, 1993)
1.2.2. Giới thiệu về IPB [28], [31], [38]
1.2.2.1. Cấu tạo phân tử

19


Công thức phân tử: C9H12.
Công thức cấu trạo: C6H5–CH(CH3)2.
IPB còn gọi là cumen hoặc 1-metyletylbenzen hoặc hay
2-phenylpropan, là một hydrocacbon thơm và là dẫn xuất của benzen.
1.2.2.2. Tính chất vật lý [38]
IPB là một phần của dầu thô và tinh chế nhiên liệu. Dễ cháy không màu, chất
lỏng có nhiệt độ sôi 152°C. Người ta hầu như không sản xuất ra cumen tinh khiết
trong quy mô công nghiệp. Cumen được coi như là một sản phẩm trung gian để
tổng hợp các hóa chất công nghiệp khác, chủ yếu là phenol và axeton, thông qua sự
oxi hóa tạo ra cumen hydropeoxit. Cumen ở nhiệt độ thường là một chất lỏng không
màu, dễ bắt lửa, có mùi gần giống xăng và không hòa tan vào nước nhưng dễ tan
trong các dung môi hữu cơ như hexan, dietyl ete, tetraclorua cacbon. Các giá trị về
tính chất vật lý của cumen được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 1.2. Một số đặc trưng kỹ thuật của cumen so với các chất khác
Giới hạn nổ (%V)


Giới hạn

M

Tỉ trọng

Tonc

Tos

(đvC)

(g/cm3)

(oC)

(oC)

Dưới

Trên

Benzen

78,11

0,879

5,53


80,1

1,4

7,1

5; 8

TOL

92,13

0,867

–94,99

110,6

1,3

6,8

50; 8

o–Xilen

106,16

0,876


–25,20

144,4

1,1

6,4

100; 8

m–Xilen

106,16

0,860

–48,00

139

1,1

6,4

100; 8

p–Xilen

106,16


0,857

–13,30

138,4

1,1

6,6

100;8

Etylbenzen 106,16

0,867

–94,90

136,2

0,99

6,7

100; 8

Cumen

0,860


–96,00

152,6

1,1

8,0

25;8

Thông số

120,19

tiếp xúc
(ppm; giờ)

Từ bảng số liệu trên ta dễ nhận thấy cumen tuy khó cháy hơn các chất khác
song giới hạn cháy lại rất cao nên khi bảo quản sẻ khó khăn phức tạp hơn. Ngoài ra
so với các chất khác thì cumen tương đối độc (chỉ kém benzen) do đó phải chú ý
bảo đảm an toàn trong quá trình sản xuất và sử dụng.

20


1.2.2.3. Tính chất hóa học [5], [38]
(i) Phản ứng thế
- IPB có thể xảy ra phản ứng thế với các halogen ở các vị trí khác nhau trong
phân tử tùy thuộc vào xúc tác và điều kiện phản ứng


Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng mà phản ứng thế có thể xảy ra ở các vị trí
khácnhau trong phân tử, không những thế vào vòng benzen mà còn có thể thế vào
gốc ankyl.

- Phản ứng với axit nitric

(ii) Phản ứng cộng
- IPB có chứa vòng benzen nên cũng có thể tham gia phản ứng cộng với hydro
tạo thành isopropylxyclohexan, hoặc cũng có thể tham gia phản ứng cộng với các
halogen như brom, clo,...

21