Nghiên cứu xác định hàm lượng photpho tổng trong số một số loại sữa bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (uv vis)

TỔNG QUAN

Tổng quan về sữa

Sữa là chất lỏng màu trắng đục do động vật có vú sản xuất, đặc trưng cho loài này Nó cung cấp dinh dưỡng thiết yếu cho con non trước khi chúng có thể tiêu hóa thực phẩm khác, với sữa non chứa kháng thể từ mẹ giúp giảm nguy cơ bệnh tật Vú của động vật có vú là cấu trúc cơ bản để tiết sữa, diễn ra trong những trường hợp hiếm hoi Thành phần sữa tươi khác nhau giữa các loài, nhưng chủ yếu bao gồm chất béo, protein, đường lactose, vitamin, khoáng chất và nước.

Sữa được xem là một "thực phẩm lành mạnh" hoàn hảo, chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết như vitamin, khoáng chất, protein, carbohydrate và chất béo thiết yếu, phù hợp cho mọi lứa tuổi.

Hình 1.1: Một số hình ảnh về sữa

SVTH: Hồ Thị Đàm Page 13

Sữa là một thực phẩm thiết yếu trong chế độ ăn uống hàng ngày, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe Dưới đây là những tác dụng tích cực của sữa đối với cơ thể.

Sữa là nguồn cung cấp canxi dồi dào, rất cần thiết cho việc tăng cường mật độ xương và giữ cho răng chắc khỏe Với sở thích đồ ngọt của trẻ em, sâu răng trở thành một vấn đề phổ biến Do đó, sữa chính là giải pháp đơn giản và hiệu quả để bảo vệ sức khỏe răng miệng cho trẻ.

- Giàu vitamin D: Sữa là một thực phẩm rất giàu vitamin D, nó có tác dụng làm giảm viêm nhiễm và tăng cường hệ miễn dịch

Sữa là nguồn cung cấp nước dồi dào, giúp duy trì độ ẩm cho cơ thể Sau khi tập thể dục, một ly sữa không chỉ phục hồi năng lượng mà còn hỗ trợ việc giữ nước hiệu quả.

Sữa là nguồn protein quan trọng cho sự phát triển cơ bắp, đặc biệt cần thiết cho những người tham gia hoạt động thể chất Việc bổ sung sữa vào chế độ ăn hàng ngày không chỉ giúp phục hồi nước cho cơ thể sau khi tập luyện mà còn giảm đau nhức cơ bắp hiệu quả.

- Tốt cho da: Sữa rất giàu các axit amin, giúp giữ ẩm da và khiến da trở nên mềm mại hơn

- Giúp giảm cân: Nghiên cứu cho thấy rằng những người uống sữa ít chất béo, giảm cân nhanh hơn so với những người không uống

Sữa có tác dụng giảm căng thẳng và tăng năng lượng sau một ngày làm việc mệt mỏi, giúp thư giãn cơ bắp và hỗ trợ hoạt động của hệ thần kinh Uống một ly sữa ấm vào buổi tối không chỉ mang lại cảm giác dễ chịu mà còn giúp cải thiện giấc ngủ.

1.1.3 Thành phần dinh dưỡng trong sữa tươi :

- Protein: Trong sữa có một lượng protein và calories tương đối cao

Trong sữa bò tươi có khoảng 67Kcal/100ml sữa, lượng calories trong sữa trâu

Sữa có chứa khoảng 117Kcal/100ml, với thành phần protein chủ yếu là casein và nước Bên cạnh đó, sữa còn cung cấp các khoáng chất quan trọng như canxi, magie và photpho.

Sữa chứa một lượng chất béo dồi dào dưới dạng glycerides, nhẹ hơn nước nên thường nổi lên trên bề mặt Chất béo này có thể được tách ra bằng phương pháp li tâm, nhưng để đảm bảo độ bền của sữa, cần có công nghệ xử lý để giữ cho chất béo hòa tan Thành phần chất béo trong sữa tươi rất tốt cho sự phát triển não bộ, tạo mô tế bào và ổn định hệ mạch, nhờ vào lượng cholesterol thấp có trong chúng Do đó, sữa tươi góp phần quan trọng vào sự phát triển của cơ thể.

Sữa chứa chủ yếu là đạm whey, một loại đạm có khả năng đông lại khi gặp nhiệt độ cao Đạm và protein trong sữa có giá trị sinh học cao, cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của con người.

Sữa tươi chứa một lượng đường tự nhiên dưới dạng carbohydrate, chủ yếu là lactose, loại đường ngọt chỉ có trong sữa Hàm lượng đường này khác nhau giữa các loại sữa, và chỉ có thể được tiêu hóa nhờ enzym lactase trong ruột Enzym này giúp phân giải lactose thành glucose và galactose, cung cấp năng lượng cho cơ thể, đồng thời hỗ trợ hấp thụ canxi và phospho, cũng như tổng hợp vitamin B trong ruột non Do đó, đường lactose không chỉ cần thiết cho quá trình tiêu hóa mà còn góp phần vào sự phát triển của hệ tiêu hóa ở người.

Sữa chứa nhiều khoáng chất quan trọng như Canxi, Magie, sắt, photpho, natri và kali Canxi và magie không chỉ giúp ổn định các mixen trong sữa mà còn kéo dài thời gian bảo quản Thành phần Canxi trong sữa hỗ trợ sức khỏe xương và răng.

SVTH: Hồ Thị Đàm Page 15 phát triển cho hệ xương, giúp hệ xương chắc khỏe, dẻo dai, đồng thời giúp răng chắc khỏe

Sữa là nguồn cung cấp vitamin phong phú, bao gồm vitamin A, B, B2, B12 và acid niconitic Vitamin A giúp phát triển thị lực và hỗ trợ não bộ, trong khi nhóm vitamin B thúc đẩy tiêu hóa, kích thích vị giác và cải thiện giấc ngủ Đặc biệt, vitamin B12 là thành phần quan trọng cho những người ăn chay, giúp bổ sung lượng vitamin cần thiết cho cơ thể.

- Nước: Trong sữa tươi, nước chiếm khối lượng cao nhất, khoảng từ 85%-

90% Nước trong sữa tươi giúp trung hòa các thành phần dinh dưỡng có trong sữa, lượng nước trong sữa có thể bay hơi dưới tác động của nhiệt độ

Tổng quan về photpho

Phốt pho (P) là một nguyên tố tự nhiên, thường tồn tại dưới dạng quặng Trong sinh vật, phốt pho đóng vai trò quan trọng, chủ yếu xuất hiện trong xương động vật dưới dạng canxi phốt phát, cũng như trong não và lòng đỏ trứng dưới dạng hợp chất hữu cơ.

Phốt pho là một á kim có nguyên tử lượng 31, tỉ trọng 1.83, với điểm nóng chảy 94 độ C và điểm sôi 278 độ C Chất này không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ Ở nhiệt độ thường, phốt pho tồn tại dưới dạng rắn, dễ gãy, mềm và dễ uốn.

Tổng lượng phốt pho bao gồm orthophotphat (PO4 3-), poly photphat và các hợp chất photpho hữu cơ, trong đó orthophotphat chiếm tỷ lệ cao nhất Phốt pho có thể tồn tại dưới dạng hòa tan, keo hoặc rắn Trước khi phân tích, cần xác định dạng tồn tại của phốt pho Nếu chỉ xác định orthophotphat để kiểm soát quá trình kết tủa, mẫu cần được lọc trước khi phân tích Ngược lại, nếu phân tích tổng lượng phốt pho để kiểm soát giới hạn thải, mẫu phải được đồng nhất và thủy phân.

Photpho có ba dạng thù hình cơ bản là trắng, đỏ và đen, trong đó photpho trắng và đỏ là hai dạng phổ biến nhất Các dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại nhưng không phổ biến bằng.

Photpho trắng là một hợp chất hóa học màu vàng mờ, có mùi cay nồng và dễ gây cháy, thậm chí tự bốc cháy trong điều kiện bình thường Chất này thường được sử dụng trong quân sự, đặc biệt là trong việc chế tạo bom.

Photpho đỏ là một dạng thù hình của photpho, có tính chất trơ và không sở hữu những hoạt tính đặc biệt như photpho trắng Được chế tạo từ photpho trắng, photpho đỏ được coi là an toàn và tương đối ổn định Nó thăng hoa ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 170 độ C, nhưng có thể cháy do va chạm hoặc nhiệt từ ma sát Photpho đỏ chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp diêm, chế tạo pháo hoa và pháo lệnh.

Photpho đen có cấu trúc tương tự như graphit, với các nguyên tử được sắp xếp thành các lớp hình lục giác Loại photpho này cũng sở hữu tính dẫn điện, làm cho nó trở thành một vật liệu tiềm năng trong nhiều ứng dụng công nghệ.

Photpho trắng là một chất rắn trong suốt, có màu trắng hoặc hơi vàng, có hình dạng giống như sáp và cấu trúc mạng lưới tinh thể phân tử Trong cấu trúc tinh thể, các phân tử P4 được sắp xếp ở các nút mạng và liên kết với nhau thông qua lực liên kết phân tử.

Photpho trắng là một chất mềm, dễ nóng chảy với nhiệt độ nóng chảy khoảng 44,1°C Chất này không tan trong nước nhưng hòa tan trong một số dung môi không phân cực như CS2 và benzen Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.

Khi đun nóng đến nhiệt độ 250 0 C và không có không khí, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ là dạng bền hơn

Photpho đỏ là một loại bột màu đỏ, ổn định trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối Chất này không tan trong bất kỳ dung môi nào và chỉ bắt lửa khi nhiệt độ vượt quá 250°C.

Khi đun nóng không có không khí, photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ lại thành photpho trắng

Photpho đỏ có cấu trúc polime nên khó nóng chảy, khó bay hơi hơn photpho trắng

Ngoài ra, photpho còn có một dạng thù hình nữa là photpho đen.Photpho đen là chất bán dẫn, nóng chảy ở gần 100 0 C dưới áp suất 18.000 atm

Photpho đen bền hơn photpho trắng và photpho đỏ

Photpho trắng Photpho đỏ Photpho đen

Hình 1.2 Dạng tồn tại của photpho

- Các mức oxi hóa có thể có của P: -3, 0, +3, +5

- P hoạt động hóa học mạnh hơn N 2 vì liên kết P - P kém bền hơn so với liên kết N ≡ N

- P trắng hoạt động hơn P đỏ (vì P trắng có kiểu mạng phân tử còn P đỏ có cấu trúc kiểu polime)

P có phản ứng với nhiều kim loại → muối photphua:

Các muối photphua bị thủy phân mạnh giải phóng photphin (PH3)

Photphin là một khí không màu rất độc, có mùi tỏi, bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ gần 150 0 C

- Phản ứng với phi kim: O2, halogen

(P trắng phản ứng được ở ngay nhiệt độ thường và có hiện tượng phát quang hóa học; P đỏ chỉ phản ứng khi nhiệt độ > 250 0 C)

- Phản ứng với các chất oxi hóa khác

6P đ + 5KClO 3 → 3P 2 O 5 + 5KCl (t 0 ) (phản ứng xảy ra khi quẹt diêm)

1.2.4 Trạng thái tự nhiên và điều chế

- Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất Hai khoáng vật chính là apatit

3Ca 3 (PO 4 ) 2 CaF 2 và photphoritCa 3 (PO 4 ) 2

- Điều chế: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 2P + 5CO (lò điện ở

1.2.5 Các hợp chất quan trọng của photpho

Axit photphoric hay còn gọi là axit orthophotphoric, là một chất lỏng trong, sánh , tan trong nước và cồn.

Axit photphoric là một axit mạnh, phổ biến trong ngành công nghiệp phân bón super photphat Nó cũng được sử dụng để làm sạch bề mặt kim loại trước khi sơn, nhưng nếu có tạp chất, axit này có thể sinh ra khí hidro, dẫn đến việc tạo ra khí độc PH3.

Nếu bị axit bắn vào da hoặc mắt thì phải rửa sạch bằng nhiêu nước tại nguồn nước gần nhất trong khi đưa nạn nhân đi cấp cứu

Photpho pentaoxit hay còn gọi là anhydrit photphoric, là một bột màu trắng,chảy ra trong không khí, tan trong H 2 SO 4 , phân hủy mạnh mẽ trong nước

Photpho pentaoxit có điểm nóng chảy 569 độ C và được sử dụng trong ngành hữu cơ như một tác nhân khử nước Tuy nhiên, nó có tác động ăn mòn nghiêm trọng đối với mắt, niêm mạc và da Việc hít phải hơi của photpho pentaoxit có thể dẫn đến tình trạng phù phổi nguy hiểm.

Photrin là một chất khí không màu, tinh khiết, không mùi (mùi tỏi khi tạo thành photphua)

PH3 có độ tan thấp trong nước nhưng hòa tan tốt trong cồn và ete Chất này có khả năng hóa lỏng và cháy với ngọn lửa xanh sáng Đặc biệt, PH3 rất độc, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thần kinh, có thể gây hôn mê, kích ứng da, niêm mạc mắt và đường hô hấp, cũng như gây xuất huyết phổi.

Chất lỏng không màu, bốc khói và tan trong dung môi hữu cơ này phân hủy trong nước, giải phóng nhiều nhiệt Nó được sử dụng để sản xuất photpho pentaclorua (PCl5), một tác nhân clo hóa quan trọng.

Photpho triclorua là một chất cực kì ăn mòn khi ấm, khi đun nóng sẽ tạo thành PCL5 Phản ứng mạnh với kiềm

Photpho triclorua là một chất gây cháy, nổ ; nó có tính chất nguy hiểm như PCL 5 nên cần phải cẩn thận khi tiếp xúc

Photpho là yếu tố thiết yếu cho sự sống, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản sinh năng lượng của tế bào Sinh vật sống, bao gồm cả con người, chỉ cần một lượng nhỏ photpho Trong ngành công nghiệp, photpho được khai thác từ các mỏ và được sử dụng chủ yếu để sản xuất phân bón, giúp tăng năng suất cây trồng Ngoài ra, photpho còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.

Các phương pháp phân tích photpho tổng

1.3.1 Các phương pháp vô cơ hóa mẫu

1.3.1.1 Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô

Mẫu bị phá hủy khi chịu tác động của nhiệt độ, do đó cần nung ở nhiệt độ tối ưu Quá trình nung có thể diễn ra mà không cần thêm chất phụ gia hay chất bảo vệ, nhưng việc bổ sung các chất này có thể giúp quá trình nung hiệu quả hơn, nhanh chóng hơn và bảo vệ chất phân tích khỏi việc bị mất.

1.3.1.2 Phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt

Kỹ thuật vô cơ hoá ướt là phương pháp sử dụng dung môi như axit hoặc bazơ mạnh kết hợp với chất oxy hoá để phân huỷ mẫu dưới điều kiện đun nóng trong bình Kendan hoặc ống nghiệm Lượng dung môi thường gấp 15-20 lần so với lượng mẫu cần phân tích, tùy thuộc vào loại mẫu Thời gian hòa tan mẫu trong hệ hở có thể kéo dài từ vài giờ đến hàng chục giờ, trong khi đó, nếu sử dụng lò vi sóng với hệ kín và áp suất cao, thời gian chỉ cần khoảng 50-60 phút.

1.3.1.3 Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô - ướt kết hợp :

Kỹ thuật phân huỷ mẫu trong chén hay cốc nung bắt đầu bằng việc xử lý ướt sơ bộ với axit và chất phụ gia, giúp phá vỡ cấu trúc ban đầu của hợp chất và giữ lại các nguyên tố dễ bay hơi Sau đó, mẫu được nung ở nhiệt độ thích hợp, đảm bảo quá trình xử lý triệt để hơn và giảm thiểu mất mát kim loại trong quá trình nung.

Phương pháp này phù hợp cho các mẫu có nền là chất hữu cơ, xử lý để xác định các kim loại và một số anion

1.3.2 Các phương pháp định lượng photpho

Là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứng giữa NaOH và HCl với chỉ thị metyl da cam

Nguyên tắc xác định lượng Photpho trong mẫu sữa là chuyển tất cả các dạng tồn tại của Photpho về dạng ion PO4³⁻, sau đó kết tủa toàn bộ lượng PO4³⁻ thành MgNH4PO4 Để xác định lượng Photpho, sử dụng một lượng chính xác dung dịch chuẩn HCl để hòa tan kết tủa này, và lượng HCl dư sẽ được xác định bằng dung dịch chuẩn NaOH Từ đó, có thể tính toán được lượng Photpho trong mẫu.

Các phương trình phản ứng:

2 → MgNH4PO4(vàng) + H + MgNH4PO4 + 2H + → Mg 2+ + H2PO4

1.3.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Phương pháp này dựa trên khả năng hấp thụ ánh sáng của dung dịch có màu

Để phân tích photpho theo phương pháp này, trước tiên cần chuyển mẫu phân tích thành dung dịch Sau đó, sử dụng thuốc thử thích hợp để tạo ra một phức màu bền với photpho trong một khoảng thời gian nhất định Cuối cùng, đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch, hay còn gọi là mật độ quang, để suy ra nồng độ photpho có trong dung dịch.

- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử sử dụng axit sunfomolipdic:

Nguyên tắc: Chuyển toàn bộ lượng Photpho trong mẫu về dạng PO 4 3- Ion

3- kết hợp với Mo 4+ và Mo 6+ hình thành nên phức có màu xanh lơ Độ đậm

SVTH: Hồ Thị Đàm Page 27 màu của dung dịch tỷ lệ với lượng Photpho có trong mẫu Sau đó sử dụng phương pháp đường chuẩn để định lượng

Các phương trình phản ứng:

2(MoO2.4MoO3) + H3PO4 + 4H2O → (MoO 2 4MoO3)2.H 3PO4.4H2O

- Phương pháp quang phổ hấp tụ phân tử sử dụng axit ascobic

Amoni molipdat và kali antimony tartrat phản ứng với ortophotphat trong môi trường axit để tạo ra axit dị đa photpho molipdic Axit này sau đó được khử thành xanh molipden bằng axit ascobic Để xác định hàm lượng PO4, mật độ quang của dung dịch được đo ở bước sóng 820nm.

3- Các giai đoạn phản ứng:

- Giai đoạn 1: Phá mẫu bằng cách oxi hóa để chuyển các dạng photpho về dạng octhophotphat

Mẫu có photpho + H 2 SO 4 H3PO 4 + ……

- Giai đoạn 2: Xác định photphat trên cơ sở các phản ứng

H 3 PO 4 + 12MoO 4 2- + 3Na + + 21H + → (Na) 3 H 4 [P(Mo 2 O 7 )6] + 10H2O

Màu vàng axit ascorbic axit đehidro ascorbic

- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử sử dụng thiếc điclorua

Axit molipdophotphoric được hình thành và khử bởi thiếc diclorua, dẫn đến sự hình thành hợp chất xanh molipden Mật độ quang của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ PO4.

3- có trong dung dịch Sau khi tham khảo tài liệu, chúng tôi nhận thấy cả axit ascobic lẫn thiếc diclorua đều có khả năng khử axit photphomolipdic tạo thành phức xanh molipden Do đó, trong đề tài này chúng tôi tiến hành khảo sát khả năng khử của 2 chất này

- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử sử dụng axit vanadomolipdo photphoric

Trong dung dịch, ion ortophotphat tương tác với amoni molipdat để hình thành axit molipdophotphoric, sau đó axit này phản ứng với NH4VO3 tạo ra phức màu vàng Để xác định nồng độ PO4^3- trong dung dịch, cần đo mật độ quang tại bước sóng khoảng 400nm, sử dụng phương pháp đường chuẩn hoặc phương pháp thêm chuẩn.

1.3.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử

1.3.3.1 Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử, hay còn gọi là phương pháp đo quang, là một trong những phương pháp phân tích công cụ phổ biến, sử dụng máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS Các máy đo này hoạt động trong vùng tử ngoại (UV) và vùng khả kiến (VIS), với dải bước sóng từ 190nm đến 900nm.

Cơ sở lý thuyết của phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS:

Dung dịch có màu hấp thụ một phần quang phổ và phản xạ phần còn lại, tạo nên màu sắc đặc trưng Mức độ hấp thụ bức xạ đơn sắc của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ; nồng độ càng cao, sự hấp thụ càng mạnh, dẫn đến màu sắc càng đậm.

Khi chiếu chùm bức xạ đơn sắc qua dung dịch hấp thụ, cường độ bức xạ ló ra luôn nhỏ hơn bức xạ ban đầu Mức độ giảm cường độ phụ thuộc vào sức mạnh hấp thụ của các phân tử trong dung dịch, nồng độ của dung dịch và chiều dài đoạn đường mà bức xạ đi qua.

SVTH: Hồ Thị Đàm Page 29 Định luật Lambert-Beer có thể được biểu diễn qua phương trình:

D: Là mật độ quang của dung dịch chất hấp thụ

I 0 : Cường độ chùm bức xạ chiếu tới

I: Cường độ chùm bức xạ sau khi đi qua dung dịch ε: Hệ số hấp thụ phân tử, phụ thuộc vào bản chất của chất hấp thụ, nhiệt độ và bước sóng của bức xạ đơn sắc

C: Nồng độ của dung dịch chất hấp thụ (mol/l) l: Bề dày của cuvet đựng dung dịch (cm)

1.3.3.2 Các điều kiện tối ưu cho một phép đo quang

Định luật Lambert-Beer có độ chính xác cao khi bức xạ điện từ có tính đơn sắc, sử dụng bước sóng tối ưu, nồng độ dung dịch phù hợp và dung dịch ổn định.

Tính đơn sắc của bức xạ điện từ ảnh hưởng đến độ chính xác của định luật Lambert-Beer, đặc biệt khi áp dụng cho ánh sáng đa sắc, vì các đại lượng D max không đồng nhất Hệ số hấp thụ phân tử có thể biến đổi đáng kể tùy thuộc vào độ dài của bức xạ điện từ trong dung dịch, do đó việc xác định chính xác giá trị max là rất cần thiết.

- Bước sóng tối ưu λ max

Đánh giá kết quả phân tích

Trong phân tích, đánh giá kết quả là bước thiết yếu, với việc tính sai số đóng vai trò quan trọng nhất Sai số giúp xác định độ chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích, từ đó phản ánh mức độ đúng đắn của thông tin thu được.

Để giảm thiểu sai số trong thực nghiệm, cần nhận thức rõ những hạn chế của cơ thể con người và thực hiện quan sát một cách khách quan Sai số có thể phát sinh từ dụng cụ phân tích, nhưng sai số do phương pháp phân tích thường nghiêm trọng hơn vì chúng thường không được phát hiện.

1.4.1 Giá trị trung bình cộng

Giả sử tiến hành phép đo nào đón lần ta thu được ngiá trị thực nghiệm X1; X2; X ; … ; Xn Khi đó giá trị trung bình của phép đo là:

X X1 X2 X3  Xn n Đây là giá trị gần với giá trị thực của đại lượng cần đo với xác suấ cao nhất trong số các giá trị đo được

1.4.2 Phương sai Độ lệch chuẩn lặp lại được tính theo công thức

Trong đó: : Độ lệch chuẩn lặp lại

: Số lần lặp lại xi: Kết quả phân tích của mỗi lần thực hiện ̅: Kết quả trung bình

Phương sai phản ánh độ phân tán của kết quả thu được:

KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM

Thiết bị, dụng cụ

Chú ý – Tất cả các dụng cụ thủy tinh phải được rửa kĩ bằng chất chất tẩy không chứa photpho và đó được tráng bằng nước cất

Sử dụng các thiết bị phòng thị thí nghiệm thông thường và đặc biệt các thiết bị sau

- Cân phân tích có độ chính xác tới 1mg

- Bếp cách thủy, có thể đun nóng tới 100 0 C

- Lò nung, có thể đun nóng tới 1000C

- Các ống nghiệm có dung tích 50ml

- Bát sứ có đường kính khoảng 55 mm và một kính đồng hồ đậy vừa kín kín miệng

- Bình đo chia độ có dung tích 5ml và 25ml

- Bình định mức một vạch dung tích 50ml , 100ml và 1000ml

- Pipet một vạch ,loại 1 ml, 2ml, 3ml, 5ml và 10ml

- Hệ thống UV-VIS Genesys 10s UV-VIS

Hình 2.1: Hệ thống máy đo quang phổ hấp thụ

Hóa chất

Sử dụng tất cả các thuốc thử thuộc loại phân tích Dùng nước cất hoặc nước khử ion không chứa hợp chất photpho

- Axit sunfuric đậm đặc H 2 SO4 , CM 18mol/l

- Axit sunfuric loãng H2SO4 , CM=5 mol/l

Vừa khuấy vừa rót cẩn thận 287 ml axit sunfuric đậm đặc vào 722 ml nước

- Hidro peroxxit H 2 O 2, C M= 9 mol/l, không chứa photpho

- Natri molipdat (Na2MoO4), CM = 0,1 mol/l

Cân 2,5g natri molipdat và cho vào bình định mức 100ml Tiếp theo, thêm dung dịch axit sunfuric loãng vừa đủ để hòa tan natri molipdat ngậm 2 phân tử nước, sau đó bổ sung axit cho tới vạch định mức và lắc đều.

Cân 5g axit ascorbic và cho vào bình định mức 100ml Thêm nước vừa đủ để hòa tan axit ascorbic, sau đó lắc đều để đảm bảo dung dịch đồng nhất.

Dùng dung dịch này khi mới chuẩn bị

- Dung dịch molipdat / axit ascobic :

Trước khi sử dụng, hãy thêm 25ml dung dịch natri molipdat vào 10ml dung dịch axit ascobic trong bình định mức 100ml Sau đó, thêm 4ml dung dịch H2SO4 loãng và bổ sung nước đến vạch, rồi lắc đều.

Để chuẩn bị dung dịch photphat, sấy khô 1g kali hidro octophotphat KH2PO4 trong bình hút ẩm ít nhất 48 giờ Sau đó, cân 0,4394g photphat khô và cho vào bình định mức 1000ml, thêm nước tới vạch và lắc đều Hàm lượng photpho trong dung dịch này đạt 100mg/l.

Dùng pipet hút 10ml dung dịch chuẩn A cho vào bình định mức một vạch dung tích 100ml Thêm nước tới vạch và lắc đếu

Hàm lượng photpho của dung dịch chuẩn này là 10mg/l.

Chuẩn bị mẫu (theo TCVN 6271 : 1997)

Mẫu thí nghiệm phải được bảo quản ở tủ lạnh để tránh bị hỏng và bị thay đổi thành phần

- Đối tượng nghiên cứu: sữa tươi và các loại sữa công thức

- Để mẫu thí nghiệm ở 20 0 C 2 0 C và lắc thật kĩ Nếu chất béo phân tán không đồng nhất thì đun nóng mẫu từ từ đến 40 0 C , khuấy nhẹ và làm lạnh đến

20 0 C 2 0 C trước khi lấy mẫu để phân tích

- Cân khoảng 1,5g phần mẫu thử chính xác đến 1mg, cho vào bình keldan Thêm 3 bi thủy tinh và 4ml axit sunfuric(H2SO4) đậm đặc

- Thao tác trong tủ hút , đặt bình ở trạng thái nghiêng và dùng bếp điện để đun nóng Theo dõi khi đun để hạn chế tạo bọt bình

Giữ để hỗn hợp sôi nhẹ, tránh đun quá nóng từng phần

Sau khi quá trình tạo bọt hoàn tất, hãy để hỗn hợp nguội tự nhiên trong không khí đến nhiệt độ phòng Tiếp theo, cẩn thận thêm 2ml dung dịch hidro peroxit (H2O2) vào hỗn hợp và đun nóng lại.

Lặp lại quy trình này cho đến khi hỗn hợp trở nên trong suốt và không màu Trong quá trình đun nóng, cần luôn xoay bình cẩn thận để tránh tình trạng đun quá nóng.

Làm nguội hỗn hợp đến nhiệt độ phòng và rửa cổ bình bằng 2ml nước cất Đun nóng lại hỗn hợp cho đến khi nước bốc hơi hoàn toàn và giữ cho chất lỏng sôi trong 30 phút để phân hủy hoàn toàn các vết của hidro peroxit, tránh tình trạng quá nhiệt cục bộ.

- Làm nguội đến nhiệt độ phòng trong không khí

Chuyển lượng chất lỏng sang bình định mức một vạch dung tích 100ml Thêm nước tới vạch và lắc đều

- Dùng pipet lấy 2ml dung dịch thử cho vào bình định mức một vạch dung tích 50ml và pha loãng với 25ml nước cất

Thêm 2ml dung dịch molipdat / axit ascobic Thêm nước tới vạch và lắc đều

- Đun sôi lượng chứa trong bình trong nồi cách thủy khoảng 20 phút

- Làm nguội hỗn hợp trong nước lạnh tới nhiệt độ phòng Tiến hành theo quy định trong 2.3.4

Hình 2.3 : Mẫu trước khi được đem đi đo

Tiến hành thử mẫu trắng là 1,5ml nước cất đồng thời với việc xác định, sử dụng cùng cách tiến hành như đối với phần mẫu thử

2.4.3 Chuẩn bị mẫu chuẩn xây dựng đường chuẩn

Sử dụng pipet để lấy 0ml, 1ml, 2ml, 3ml và 5ml dung dịch chuẩn B, cho vào các bình định mức 50ml Tiếp theo, pha loãng dung dịch trong mỗi bình bằng nước cho tới thể tích 25ml.

Thêm 2ml dung dịch molipdat hoặc axit ascobic vào từng bình định mức, sau đó bổ sung nước cho đến vạch định mức và lắc đều Các dung dịch này sẽ chứa 0 photpho trong 50ml Cuối cùng, đun sôi nội dung trong các bình bằng nồi cách thủy trong 15 phút.

Làm nguội dung dịch trong nước lạnh cho đến khi đạt nhiệt độ phòng Sau đó, trong vòng 1 giờ, tiến hành đo độ hấp thụ của từng dung dịch hiệu chuẩn dựa trên độ hấp thụ của dung dịch.

SVTH: Hồ Thị Đàm Page 40 dịch chứa 0 photpho dùng máy UV-VIS ở bước sóng 820nm có cuvet dày 1cm

- Vẽ đồ thị các chỉ số hấp thụ thực thu được so với khối lượng photpho trong các dung dịch hiệu chuẩn tính bằng microgam.

Phổ UV-VIS của các mẫu sữa

Tiến hành đo quang phổ dung dịch sữa đã xử lý trong vòng 1 giờ bằng máy đo UV-VIS ở bước sóng 820nm, sử dụng cuvet dày 1cm và dung dịch mẫu trắng làm đối chứng.

Sử dụng đồ thị chuẩn để xác định khối lượng photpho tương ứng với chỉ số hấp thu thực tế của dung dịch thử Từ đó, tính hàm lượng photpho tổng Wp theo phần trăm (m/m) bằng công thức phù hợp.

Trong đó : m : là khối lượng photpho ghi được hoặc tính được từ đồ thị chuẩn, tính bằng microgam

M: là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam

Các quy trình khảo sát điều kiện tối ưu

2.6.1 Quy trình khảo sát thời gian ổn định phức màu

- Chuẩn bị 5 dung dịch chuẩn Photpho ở cùng nồng độ 4.10 4 mg/l

- Thêm 2ml dung dịch molipdat / axit ascobic vào dung dịch

Đun sôi dung dịch trong bình ở các khoảng thời gian khác nhau bằng phương pháp nồi cách thủy nhằm đảm bảo phản ứng tạo phức màu giữa thuốc thử và ion phân tích diễn ra hoàn toàn.

- Tiến hành đo mật độ quang tại bước sóng max0 nm

- Từ đó chọn thời gian thíc hợp để dung dịch ổn định màu

2.6.2 Quy trình khảo sát lƣợng thuốc thử molipdat / axit ascobic

- Chuẩn bị 6 dung dịch chuẩn Photpho ở cùng nồng độ 4.10 mg/l

- Thêm một lượng chính xác (biến thiên) dung dịch molipdat / axit ascobic

- Đun sôi lượng chứa trong bình 20 phút trong nồi cách thủy để cho phản ứng tạo phức màu xảy ra hoàn toàn giữa thuốc thử và ion phân tích

- Tiến hành đo mật độ quang tại bước sóng max0 nm

- Từ đó chọn hàm lượng dung dịch molipdat / axit ascobic cho phù hợp

Hiệu suất thu hồi của phương pháp

Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, chúng tôi đã tiến hành phân tích 5 mẫu thực với 16.10 -4 mg photphat có khối lượng ban đầu được xác định chính xác.

Các điều kiện phân tích theo quy trình 2.6 Đo mật độ quang tại bước sóng

Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, cần xác định nồng độ của dung dịch dựa vào phương trình đường chuẩn, bắt đầu từ nồng độ ban đầu cho vào và nồng độ đo được.

Trong đó : - C : Hàm lượng photpho ban đầu của mẫu

- Cx : Hàm lượng photpho đã thêm chuẩn

- C0 : Hàm lượng photpho đo được của mẫu thêm chuẩn

KẾT QUẢ,THỰC NGHIỆM VÀTHẢO LUẬN

Kết quả xây dựng đường chuẩn

Ta tiến hành xây dựng đường chuẩn theo các bước ở mục 2.8 Ta tiến hành 3 mẫu song song, và kết quả thu được:

Bảng 3.1 :Kết quả khảo sát xây dựng đường chuẩn của photpho tổng

Nồng độ g/50ml Độ hấp thụ D

Lần 1 0 0.0830 0.1845 0.2775 0.4570 Lần 2 0 0.0810 0.1842 0.2779 0.4550 Lần 3 0 0.0820 0.1843 0.2780 0.4560 Trung bình 0 0.0820 0.1843 0.2778 0.456

Hình 3.1 : Kết quả khảo sát xây dựng đường chuẩn của photpho tổng

Từ hình 3.1 và bảng 3.1 cho thấy đồ thị đường chuẩn xác định photpho có dạng :

Khảo sát thời gian ổn định phức màu

Để khảo sát thời gian ổn định phức màu thích hợp cho quá trình, chúng tôi thực hiện theo quy trình 2.6.1

Kết quả mật độ quang của các mẫu đo ở bước sóng max 0nm thể hiện trong bảng 3.2 và hình 3.2 dưới đây

Bảng3.2.Giá trị mật độ quang của dung dịch photpho ở các thời gian tạo phức màu khác nhau

Hình 3.2 Giá trị mật độ quang của dung dịch Photpho ở các thời gian tạo phức màu khác nhau

Thời gian (phút) mật độ quang D

Kết quả cho thấy phức xanh molipden có thời gian ổn định màu từ 10 đến 30 phút, vì vậy chúng tôi đã chọn thời gian tạo phức màu là 20 phút.

3.3 Kết quả khảo sát lƣợng thuốc thử molipdat / axis ascobic Để khảo sát lượng thuốc thử molipdat / axis ascobic thích hợp cho quá trình, chúng tôi thực hiện theo quy trình 2.6.2

Kết quả mật độ quang của các mẫu đo ở bước sóng  max 0nm được liệt kê trong bảng 3.3 và hình 3.3 dưới đây

Bảng3.3.Giá trị mật độ quang của dung dịch photpho phụ thuộc lượng thuốc thử molipdat / axit ascobic

Dung dịch molipdat/axit atcobic (ml)

Hình 3.3 Giá trị mật độ quang của dun gdịch photpho với lượng thuốc thử molipdat / axit ascobic

Kết quả cho thấy rằng khi sử dụng lượng thuốc thử ít, mật độ quang thu được sẽ thấp do thiếu hụt thuốc thử Ngược lại, khi tăng lượng thuốc thử, mật độ quang sẽ cao hơn.

SVTH: Hồ Thị Đàm Trang 45 cho thấy rằng khi nồng độ tăng, giá trị mật độ quang đo giảm và màu dung dịch trở nên không ổn định Vì vậy, lượng thuốc thử molipdat và axit ascorbic phù hợp là 2ml.

3.4 Đánh giá sai số của phương pháp Độ lặp lại của phương pháp Để đánh giá độ lặp lại của phương pháp chúng tôi tiến hành theo quy trình 2.7.1, đo ở bước song max0nm và tính toán theo quy trình 2.8

Kết quả độ lặp của phương pháp được liệt kê trong bảng 3.4 dướiđây:

Bảng3.4 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xá cđịnh Photpho

Lần đo Nồng độ Xi

Kết quả đo thực nghiệm cho thấy quy trình xác định hàm lượng photpho bằng dung dịch molipdat và axit ascorbic có độ lặp lại cao và đáng tin cậy.

3.5 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, ta tiến hành theo quy trình và tính toán theo mục 2.7.2 chọn mẫu VNM_Lúa mạch

Thu được kết quả ở bảng 3.4

Bảng 3.5 : Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi

Hàm lƣợng photpho thêm vào mẫu (mg)

Hàm lƣợng photpho tổng sau khi đo UV- VIS (mg)

Từ kết quả ở bảng 3.5 ta thấy, hiệu suất thu hồi của phương pháp là 87,86%, đáp ứng yêu cầu của phân tích lượng vết

3.6 Kết quả phân tích hàm lƣợng photpho trong một số mẫu sữa

Dựa trên quy trình phân tích được đề xuất trong các mục 2.2 đến 2.6, chúng tôi tiến hành đánh giá hàm lượng Photpho tổng trong một số loại sữa tươi và sản phẩm từ sữa bột.

- Nơi sản xuất : Tập đoàn TH ,Nghĩa Sơn, Nghĩa Đàn, Nghệ An

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C –Vinh

Bảng 3.6.1: Kết quả mẫu sữa TH_chocolate

Vậy hàm lượng photpho trong sữa TH_Chocolate là 4.19%

- Địa điểm lấy mẫu: siêu thị Big C _Vinh

Bảng 3.6.2: Kết quả mẫu TH_CAM

- Địa điểm lấy mẫu: siê thuị Big C_vinh

Bảng 3.6.3 : Kết quả mẫu TH_TRUEMILK

Vậy hàm lượng photpho trong sữa TH_TRUEMILK là 4,18 %

- Nơi sản xuất : Nhà máy Sữa Vinamilk Nghệ An,Đường Sào Nam, Xã Nghi Thu, Xã Nghi Thu, Thị Xã Cửa Lò

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C_ Vinh

Bảng 3.6.4 : Kết quả mẫu VNM_Dielac alpha

Hàm lượng photpho trong sữa VNM_Dielac alphalà 4.40 %

- Nơi sản xuất : Nhà máy Sữa Vinamilk Nghệ An,Đường Sào Nam, Xã Nghi - Thu, Xã Nghi Thu, Thị Xã Cửa Lò

Bảng 3.6.5 : Kết quả mẫu VNM_ Lúa mạch

Vậy hàm lượng photpho trong mẫu sữa VNM_ Lúa mạch là 4,017 %

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C _Vinh

Bảng 3.6.6: Kết quả mẫu VNM_Dielac grow

Hàm lượng photpho trong sữa VNM_Dielac grow là 5.37 %

- Nơi sản xuất :Sản xuất tại Úc – Made in Australia

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C _ Vinh

Bảng 3.6.7: Kết quả mẫu Devoldal

Vậy hàm lượng photpho trong mẫu sữa Devoldal là 5.6 %

3.6.8 Mẫu 8 : Sữa Ensure gold dạng nước

 Nơi sản xuất : Tập đoàn Abbott ở singapo,được phân phối bởi Công ty TNHH Dinh dưỡng (Việt Nam)

 Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C _Vinh

Bảng 3.6.8: Kết quả mẫu Sữa Ensure gold

Hàm lượng photpho trong mẫu Sữa Ensure gold là 5.43 %

 Nơi sản xuất : Nhập khẩu từ Malaysia,phân phối bởi công ty TNHH Fonterra Việt Nam

Bảng 5.3.9: Kết quả mẫu Enline đậm đặc 4x

Hàm lượng photpho trong mẫu sữa Enline đậm đặc 4x là 9.32 %

3.6.10 Mẫu 10: Anmum matera hương Vani

 Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C_Vinh

Bảng 3.6.10: Kết quả mẫu Anmum matera hương Vani

Hàm lượng photpho trong mẫuAnmum matera hương Vani là 12.74 %

Đánh giá sai số của phương pháp

Để đánh giá độ lặp lại của phương pháp, chúng tôi thực hiện theo quy trình 2.7.1, đo ở bước song max0nm và tiến hành tính toán theo quy trình 2.8.

Kết quả độ lặp của phương pháp được liệt kê trong bảng 3.4 dướiđây:

Bảng3.4 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xá cđịnh Photpho

Lần đo Nồng độ Xi

Kết quả đo thực nghiệm cho thấy quy trình xác định hàm lượng photpho bằng dung dịch molipdat và axit ascorbic có độ lặp lại cao, đảm bảo tính chính xác và tin cậy trong phân tích.

Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp

Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, ta tiến hành theo quy trình và tính toán theo mục 2.7.2 chọn mẫu VNM_Lúa mạch

Thu được kết quả ở bảng 3.4

Bảng 3.5 : Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi

Hàm lƣợng photpho thêm vào mẫu (mg)

Hàm lƣợng photpho tổng sau khi đo UV- VIS (mg)

Từ kết quả ở bảng 3.5 ta thấy, hiệu suất thu hồi của phương pháp là 87,86%, đáp ứng yêu cầu của phân tích lượng vết

Kết quả phân tích hàm lượng photpho trong một số mẫu sữa

3.6 Kết quả phân tích hàm lƣợng photpho trong một số mẫu sữa

Dựa trên quy trình phân tích đã đề xuất ở mục 2.2 – 2.6, chúng tôi tiến hành đánh giá hàm lượng Photpho tổng trong một số loại sữa tươi và sản phẩm từ sữa bột.

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C –Vinh

Bảng 3.6.1: Kết quả mẫu sữa TH_chocolate

Vậy hàm lượng photpho trong sữa TH_Chocolate là 4.19%

- Địa điểm lấy mẫu: siêu thị Big C _Vinh

Bảng 3.6.2: Kết quả mẫu TH_CAM

- Địa điểm lấy mẫu: siê thuị Big C_vinh

Bảng 3.6.3 : Kết quả mẫu TH_TRUEMILK

Vậy hàm lượng photpho trong sữa TH_TRUEMILK là 4,18 %

Bảng 3.6.4 : Kết quả mẫu VNM_Dielac alpha

Hàm lượng photpho trong sữa VNM_Dielac alphalà 4.40 %

- Nơi sản xuất : Nhà máy Sữa Vinamilk Nghệ An,Đường Sào Nam, Xã Nghi - Thu, Xã Nghi Thu, Thị Xã Cửa Lò

Bảng 3.6.5 : Kết quả mẫu VNM_ Lúa mạch

Vậy hàm lượng photpho trong mẫu sữa VNM_ Lúa mạch là 4,017 %

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C _Vinh

Bảng 3.6.6: Kết quả mẫu VNM_Dielac grow

Hàm lượng photpho trong sữa VNM_Dielac grow là 5.37 %

- Nơi sản xuất :Sản xuất tại Úc – Made in Australia

- Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C _ Vinh

Bảng 3.6.7: Kết quả mẫu Devoldal

Vậy hàm lượng photpho trong mẫu sữa Devoldal là 5.6 %

3.6.8 Mẫu 8 : Sữa Ensure gold dạng nước

 Nơi sản xuất : Tập đoàn Abbott ở singapo,được phân phối bởi Công ty TNHH Dinh dưỡng (Việt Nam)

Bảng 3.6.8: Kết quả mẫu Sữa Ensure gold

Hàm lượng photpho trong mẫu Sữa Ensure gold là 5.43 %

Bảng 5.3.9: Kết quả mẫu Enline đậm đặc 4x

Hàm lượng photpho trong mẫu sữa Enline đậm đặc 4x là 9.32 %

3.6.10 Mẫu 10: Anmum matera hương Vani

 Địa điểm lấy mẫu: Siêu thị Big C_Vinh

Bảng 3.6.10: Kết quả mẫu Anmum matera hương Vani

Hàm lượng photpho trong mẫuAnmum matera hương Vani là 12.74 %

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	1,53 MB