CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT CHUẨN BỊ MẪU TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM
3.4 KỸ THUẬT VÔ CƠ HOÁ KHÔ - ƯỚT KẾT HỢP
Nguyên tắc của kỹ thuật này là mẫu được phân huỷ trong chén hay cốc nung. Trước tiên người ta thực hiện xử lý ướt bằng một lượng nhỏ axit, và chất phụ gia, để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung. Sau đó mới nung ở nhiệt độ thích hợp. Vì thế lượng axit dùng để xử lý thường chỉ bằng 1/4 hay 1/5 lượng cần dùng cho xử lý ướt. Sau đó nung sẽ nhanh hơn và quá trình xử lý sẽ triệt để hơn xử lý ướt, đồng thời lại hạn chế được sự mất của một số kim
BM Quản lý Chất lượng Thực phẩm Trang 48 loại khi nung. Do đó đã tận dụng được ưu điểm của cả hai kỹ thuật xử lý ướt và xử lý khô, nhất là giảm bớt được các hoá chất (axit hay kiềm tinh khiết cao) khi xử lý ướt, sau đó hoà tan tro mẫu sẽ thu được dung dịch mẫu trong, vì không còn chất hữu cơ và sạch hơn tro hoá ướt bình thường.
Các quá trình vật lý và hoá học xảy ra khi xử lí là tương tự như trong xử lí ướt và khô đã nêu ở trên, song ở đây là sự kết hợp cả hai kế tiếp nhau. Trong đó xử lý ướt ban đầu là để bảo vệ một số nguyên tố cho xử lí khô tiếp theo không bị mất. Kỹ thuật này thích hợp với các mẫu có nền (matrix) là chất hữu cơ, như rau quả, thực phẩm... xử lí để xác định các kim loại và một số phi kim.
Những phòng thí nghiệm không có thiết bị lò vi sóng, thì đây là một cách tốt cho việc xử lý mẫu xác định các kim loại nặng trong các đối tượng mẫu sinh học, mẫu môi trường và quặng đất đá.
3.4.2 Phương pháp tiến hành và một số ví dụ
Để sử dụng phương pháp này, trước tiên xử lý ướt sơ bộ, sau đó mới nung, nên tính chất và sự diễn biến của nó cũng tương tự như trong hai kỹ thuật đã nói ở trên. Chỉ có khác là sau khi xử lý mẫu không phải đuổi lượng axit dư quá nhiều như trong xử lý ướt. Sau đây là vài ví dụ.
❖ Ví dụ 1: Xử lý mẫu rau quả để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn)
Lấy 5.000 g mẫu đã nghiền mịn vào chén nung, thêm 5 mL HNO
3 45% và 5 mL Mg(NO
3)
2 5%, trộn đều, rồi sấy, hay đun nhẹ trên bếp điện cho mẫu sôi và đến khi khô thành than đen dòn. Sau đó đem nung lúc đầu ở 400 - 450 oC trong 3 giờ, rồi nâng lên 550oC, đến hết than đen. Hoà tan tro thu được trong 20 mL dung dịch HCl 1/1 và có thêm 1 mL HNO3 65%, đun nóng cho tan hoàn toàn, làm bay hơi hết axit dư đến còn muối ẩm, định mức bằng dung dịch
HCl 2% thành 25 mL. Đây là dung dịch để xác định các nguyên tố đã nói trên (Na, K, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).
❖ Ví dụ 2: Xử lý mẫu sữa để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn)
Lấy 5.000 g mẫu vào chén nung, thêm 5 mL HNO
3 45%, 2 mL H2SO4 98%
và 5 mL Mg(NO3)2 5% (hay KNO3), trộn đều, để xử lý ướt sơ bộ sấy mẫu trên bếp điện hay trong tủ sấy cho đến khi khô và thành than đen dòn. Sau đó nung ở 400 - 450oC trong 3 giờ, tiếp đó ở 550oC cho mẫu tro hoá đến khi thấy bã không còn đen. Hoà tan tro thu được trong 18 mL HCl 1/1và có thêm 1.0 mL HNO3 65%, đun nóng cho mẫu tan hoàn toàn, đuổi hết axit dư đến còn muối ẩm, và định mức thành 25 mL bằng axit HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác định các kim loại bằng các phương pháp UV-VIS, hay AAS, hay ICP- OES, hoặc ICP-MS.
❖ Ví dụ 3: Xử lý mẫu tôm, cua, cá... để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).
Lấy 5.00 gam mẫu vào chén thạch anh, thêm 8 mL H
2SO
4 75% và 3 mL Mg(NO
3)
2 5% , trộn đều, để xử lý ướt sơ bộ, ta sấy hay đun trên bếp điện cho mẫu sôi nhẹ và đun từ từ cho đến khô và thành than đen. Sau đó đem nung 3 giờ đầu ở 400 - 450oC, và nung tiếp ở 550oC cho mẫu tro hoá đến được bã không còn đen. Hoà tan tro thu được trong 18 mL HCl 1/1 và có thêm 1 mL HNO3 65%, đun nóng cho mẫu tan hết, làm bay hơi hết axit dư đến còn muối ẩm, định mức thành 25 mL bằng HCl 2%. Đây là dung dịch mẫu để xác định các kim loại nói trên bằng các phương pháp phổ UV-VIS, hay phổ AES, AAS hoặc ICP-OES.
BM Quản lý Chất lượng Thực phẩm Trang 50 3.4.3 Ưu nhược điểm
Các ưu của kỹ thuật này là tận dụng được các ưu điểm của kỹ thuật xử lý ướt và cả xử lý khô, cụ thể là:
▪ Hạn chế được sự mất của một số chất phân tích dễ bay hơi
▪ Sự tro hoá triệt để, sau khi hoà tan tro còn lại có dung dịch mẫu trong
▪ Không phải dùng nhiều axit tinh khiết cao tốn kém
▪ Thời gian xử lý nhanh hơn tro hoá ướt
▪ Không phải đuổi axit dư lâu, nên hạn chế được sự nhiễm bẩn
▪ Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại, ...
Kỹ thuật này được ứng dụng chủ yếu để xử lý mẫu cho phân tích các nguyên tố kim loại và một số anion vô cơ, như Cl-. Br-, SO4-, PO4-,.. trong các loại mẫu sinh học, mẫu môi trường, mẫu hữu cơ và vô cơ. Không dùng được cho xử lý mẫu để xác định các chất hữu cơ. Trong các phòng thí nghiệm bình thường, không có trang bị lò vi sóng, thì cách xử lý này vẫn là một phương pháp thích hợp, đơn giản, mà vẫn đảm bảo có được kết quả tốt.