Giáo trình Phân tích thực phẩm (Phần 1)

2 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM 
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
Bộ môn Quản lý chất lƣợng và An toàn thực phẩm 
BÀI GIẢNG 
PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 
(Hệ Đại học) 
 Biên soạn: VŨ HOÀNG YẾN 
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 
 THÁNG 08/2012 
3 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3 
BẢNG VIẾT TẮT ........................................................................................................... 6 
Chƣơng 1 ĐẠI CƢƠNG VỀ PHÂN TÍCH THỰC PHẨM ................................................ 7 
1.1. Khái niệm phân tích thực phẩm ................................................................................ 7 
1.2. Mục đích phân tích thực phẩm ................................................................................. 7 
1.3. Phân loại phƣơng pháp phân tích trong thực phẩm .................................................. 7 
1.4. Các kỹ thuật phân tích ứng dụng trong thực phẩm .................................................. 7 
1.5. Lựa chọn phƣơng pháp phân tích ............................................................................. 7 
1.6. Lấy mẫu và xử lý mẫu trong phân tích thực phẩm ................................................... 8 
1.6.1. Các khái niệm .................................................................................................... 8 
1.6.2. Các qui định về lấy mẫu .................................................................................... 8 
1.6.3. Kỹ thuật lấy mẫu ............................................................................................. 10 
1.6.4. Gửi mẫu và nhận mẫu ..................................................................................... 12 
1.6.5. Xử lý mẫu ........................................................................................................ 13 
1.7. Xử lý số liệu phân tích bằng phƣơng pháp thống kê trong phân tích thực phẩm .. 15 
1.7.1. Giá trị trung bình ............................................................................................. 15 
1.7.2. Phƣơng sai ....................................................................................................... 15 
1.7.3. Độ lệch chuẩn .................................................................................................. 15 
1.7.4. Ƣớc lƣợng khoảng tin cậy của kết quả phân tích ............................................ 16 
1.7.5. Các ví dụ ......................................................................................................... 17 
Chƣơng 2 PHÂN TÍCH HÓA HỌC CỔ ĐIỂN .................................................................. 18 
2.1. Phân tích trọng lƣợng ............................................................................................. 18 
2.1.1. Giới thiệu chung về phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng ............................... 18 
2.1.2. Các phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng ......................................................... 18 
2.2. Chuẩn độ thể tích .................................................................................................... 23 
2.2.1. Giới thiệu chung về phƣơng pháp chuẩn độ thể tích ...................................... 23 
2.2.2. Các phƣơng pháp chuẩn độ thể tích ................................................................ 26 
Chƣơng 3 PHÂN TÍCH CÔNG CỤ .................................................................................... 32 
3.1. Phân tích đo điện thế .............................................................................................. 32 
3.1.1. Đặc điểm của phân tích đo điện thế ................................................................ 32 
3.1.2. Thế điện cực .................................................................................................... 32 
3.1.3. Phƣơng pháp đo độ điện thế ............................................................................ 35 
4 
3.2. Phân tích quang học ................................................................................................ 38 
3.2.1. Phƣơng pháp đo chỉ số khúc xạ, đo góc quay cực .......................................... 38 
3.2.2. Phƣơng pháp quang phổ hấp thu phân tử ........................................................ 41 
3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thu nguyên tử .................................................... 45 
3.3. Phân tích sắc ký ...................................................................................................... 47 
3.3.1. Cơ sở lý thuyết ................................................................................................ 47 
3.3.2. Quá trình sắc ký cơ bản ................................................................................... 47 
3.3.3. Phân loại các phƣơng pháp sắc ký phổ biến ................................................... 47 
3.3.4. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ................................................................. 48 
3.3.5. Sắc ký khí ........................................................................................................ 49 
Chƣơng 4 PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG THỰC PHẨM ......................... 52 
4.1. Xác định độ ẩm ....................................................................................................... 52 
4.1.1. Ý nghĩa của việc xác định độ ẩm trong thực phẩm ......................................... 52 
4.1.2. Một số phƣơng pháp xác định độ ẩm .............................................................. 52 
4.2. Xác định hàm lƣợng muối khoáng ......................................................................... 59 
4.2.1. Ý nghĩa của việc xác định hàm lƣợng muối khoáng ....................................... 59 
4.2.2. Xác định tro tổng ............................................................................................. 59 
4.2.3. Xác định tro không tan trong HCl ................................................................... 61 
4.2.4. Xác định hàm lƣợng muối ăn .......................................................................... 61 
4.2.5. Định lƣợng Fe bằng phƣơng pháp UV-VIS với thuốc thử 1,10-phenaltroline
 ....................................................................................................................................... 66 
4.3. Xác định độ chua .................................................................................................... 66 
4.3.1. Ý nghĩa của việc xác định độ chua trong thực phẩm ...................................... 66 
4.3.2. Xác định độ chua toàn phần ............................................................................ 66 
4.3.3. Xác định độ acid d bay hơi ............................................................................ 69 
4.3.4. Xác định độ acid cố định ................................................................................. 70 
4.3.5. Xác định độ acid toàn phần bằng phƣơng pháp chuẩn độ điện thế ................ 71 
4.4. Phân tích hàm lƣợng glucide .................................................................................. 74 
4.4.1. Ý nghĩa của việc xác định hàm lƣợng glucide trong thực phẩm .................... 74 
4.4.2. Xử lý mẫu thử ................................................................................................. 74 
4.4.3. Phƣơng pháp Bertrand .................................................................................... 76 
4.4.4. Xác định đƣờng khử bằng phƣơng pháp Lane – Eynon ................................. 78 
4.4.5. Phƣơng pháp quang phổ với thuốc thử DNS .................................................. 79 
4.4.6. Xác định dextrine bằng phƣơng pháp kết tủa với cồn .................................... 80 
5 
4.5. Xác định hàm lƣợng protide ................................................................................... 81 
4.5.1. Ý nghĩa của việc xác định hàm lƣợng protide trong thực phẩm ..................... 81 
4.5.2. Xác định hàm lƣợng protide thô ..................................................................... 82 
4.5.3. Xác định hàm lƣợng protein ............................................................................ 86 
4.5.4. Xác định hàm lƣợng đạm formon bằng phƣơng pháp Sorensen ..................... 88 
4.5.5. Xác định hàm lƣợng đạm thối bằng phƣơng pháp cất kéo hơi nƣớc .............. 90 
4.6. Xác định hàm lƣợng lipide ..................................................................................... 92 
4.6.1. Ý nghĩa của việc xác định hàm lƣợng lipide ................................................... 92 
4.6.2. Xác định hàm lƣợng lipide thô trong thực phẩm rắn bằng phƣơng pháp 
Soxhlet ........................................................................................................................... 92 
4.6.3. Xác định hàm lƣợng lipide trong thực phẩm lỏng bằng phƣơng pháp Adam 
Rose ............................................................................................................................... 96 
4.6.4. Xác định chỉ số acid, chỉ số peroxide, chỉ số iod trong dầu mỡ động thực vật
 ....................................................................................................................................... 97 
4.7. Phân tích một số phụ gia thực phẩm .................................................................... 102 
4.7.1. Ý nghĩa của việc phân tích một số phụ gia thực phẩm ................................. 102 
4.7.2. Định danh phẩm màu hữu cơ tan trong nƣớc bằng phƣơng pháp sắc ký giấy
 ..................................................................................................................................... 102 
4.7.3. Xác định hàm lƣợng nitrite, nitrate trong thực phẩm .................................... 105 
4.7.4. Xác định chất bảo quản sorbic, benzoic bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp
 ..................................................................................................................................... 108 
4.8. Phân tích một số chất độc trong thực phẩm ......................................................... 110 
4.8.1. Xác định hàn the bằng phƣơng pháp bán định lƣợng ................................... 110 
4.8.2. Xác định aflatoxin ......................................................................................... 113 
4.8.3. Xác định dƣ lƣợng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ bằng phƣơng 
pháp sắc ký khí (GC-ECD) .......................................................................................... 116 
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 119 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 126 
6 
BẢNG VIẾT TẮT 
AOAC Hiệp hội các nhà hóa học phân tích chính thống 
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 
AAS Phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử 
ICP Quang phổ phát xạ plasma 
SPE Chiết pha rắn 
UV - VIS Tử ngoại – khả kiến 
HCL Đèn catot rỗng 
EDL Đèn phóng điện không điện cực 
LC Sắc ký lỏng 
HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (sắc ký lỏng cao áp) 
LCMS Sắc ký lỏng ghép khối phổ 
GC Sắc ký khí 
GCMS Sắc ký khí ghép khối phổ 
DAD Detector chuỗi diod 
PDA Detector quét phổ 
RF Detector huỳnh quang 
GLC Sắc ký khí - lỏng 
GSC Sắc ký khí - rắn 
TCD Detector dẫn nhiệt 
FID Detector ion hóa ngọn lửa 
NPD Detector nitơ phospho 
ECD Detector cộng kết điện tử 
7 
Chƣơng 1 ĐẠI CƢƠNG VỀ PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 
1.1. Khái niệm phân tích thực phẩm 
Phân tích thực phẩm là việc sử dụng các phƣơng pháp phân tích lý học, hóa học, 
hóa lý, vi sinh vật để xác định các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh vật, cảm quan của sản phẩm 
nhằm xác định một loại thực phẩm nào đó có đạt hay không đạt tiêu chuẩn qui định. 
Trong nội dung cuốn giáo trình này chỉ trình bày các phƣơng pháp phân tích hóa 
học và lý học để xác định một số chỉ tiêu hóa lý của thực phẩm. 
1.2. Mục đích phân tích thực phẩm 
Phân tích thực phẩm nhằm mục đích kiểm tra, đánh giá một loại thực phẩm nào 
đó có đáp ứng các tiêu chuẩn về phẩm chất và thành phần dinh dƣỡng theo đúng qui 
định. 
Phân tích thực phẩm nhằm kiểm soát chất lƣợng sản phẩm trong hoạt động sản 
xuất, đảm bảo tính đồng nhất, tính an toàn về các chỉ tiêu chất lƣợng của sản phẩm; 
kiểm soát sự lãng phí nếu có trong quá trình sản xuất. Mặt khác phân tích thực phẩm 
nhằm tạo cơ sở để nghiên cứu phát triển sản phẩm mới. 
Phân tích thực phẩm nhằm cung cấp số liệu về chất lƣợng thực phẩm để đƣa ra 
những nhận định khách quan phục vụ cho công tác quản lý nhà nƣớc về an toàn vệ 
sinh thực phẩm. Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm chính là bảo vệ quyền lợi và sức 
khỏe ngƣời tiêu dùng. 
1.3. Phân loại phƣơng pháp phân tích trong thực phẩm 
Phân tích định tính là phƣơng pháp cho phép nhận biết các chất, cấu trúc, thành 
phần có trong mẫu phân tích thực phẩm nhờ vào các thiết bị phân tích hay các phản 
ứng hóa học đặc trƣng đối với chất cần xác định. 
Phân tích định lƣợng là phƣơng pháp cho phép xác định số lƣợng, giá trị của đối 
tƣợng có trong mẫu, đƣợc biểu di n giá trị %, mg/kg, mg/l, μg/kg, μg/l 
1.4. Các kỹ thuật phân tích ứng dụng trong thực phẩm 
 Phân tích hóa học cổ điển: phân tích trọng lƣợng và chuẩn độ thể tích 
 Phân tích công cụ: phân tích điện hóa, phân tích sắc ký, phân tích quang phổ 
1.5. Lựa chọn phƣơng pháp phân tích 
Lựa chọn các phƣơng pháp phân tích dựa vào các yếu tố: 
 Có tính tiên tiến: Thể hiện ở độ đúng, độ chính xác, tính chọn lọc, tính đặc trƣng. 
 Có tính thực tế: Phƣơng pháp thử đƣa ra phải phù hợp với điều kiện thực tế, có 
tính khả thi cao (phù hợp trang thiết bị, máy, kỹ thuật, hóa chất, thuốc thử, trình 
độ con ngƣời). 
 Có tính kinh tế: Phƣơng pháp thử đƣa ra ít tốn kém mà vẫn đáp ứng các nêu cầu 
nêu trên. 
 Có tính an toàn cao: An toàn lao động và bảo vệ sức khỏe (ít dùng hóa chất độc 
hại, tránh đƣợc các thao tác kỹ thuật phức tạp, nguy hiểm). 
Phân tích thực phẩm sử dụng các phƣơng pháp chính thức nhƣ AOAC 
(Association of Officical Analytical Chemists), tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hoặc các 
8 
phƣơng pháp mới từ các tạp chí khoa học sau khi đã đƣợc phòng kiểm nghiệm thẩm 
định phƣơng pháp phân tích. 
1.6. Lấy mẫu và xử lý mẫu trong phân tích thực phẩm 
Lấy mẫu là khâu quan trọng trong việc đánh giá chất lƣợng của lô sản phẩm, nó 
đòi hỏi phải hết sức thận trọng, bởi vì mẫu phản ánh chính xác mọi đặc điểm chất 
lƣợng và phải đặc trƣng cho thành phần trung bình của lô sản phẩm. Lấy mẫu không 
đúng phƣơng pháp, kết quả phân tích mẫu thử sẽ không phản ánh đúng đặc tính của lô 
sản phẩm, từ đó dẫn đến việc đánh giá không đúng chất lƣợng lô sản phẩm đó. 
1.6.1. Các khái niệm 
Lấy mẫu thực phẩm: là các thao tác kỹ thuật nhằm thu đƣợc một lƣợng thực 
phẩm nhất định đại diện và đồng nhất phục vụ cho việc phân tích, đánh giá chất lƣợng, 
vệ sinh an toàn thực phẩm. 
Lô sản phẩm thực phẩm: là một số lƣợng xác định của một loại sản phẩm cùng 
tên, chất lƣợng, nguyên liệu, thời hạn sử dụng và đƣợc sản xuất tại cùng một cơ sở. 
Lô hàng đồng nhất: là lô hàng bao gồm những sản phẩm có cùng tên gọi, cùng 
một loại phẩm chất và khối lƣợng, đựng trong cùng một kiểu bao bì, cùng kích thƣớc, 
sản xuất trong cùng  ... ch có thêm chuẩn 
Ca: nồng độ chất chuẩn thêm vào 
Cx: nồng độ chất cần xác định trong thể tích Vx 
Công thức đƣợc thiết lập từ: 
Ax = lCx 
Ax+a = l(Cx + Ca) 
Cx đƣợc biểu di n theo đơn vị của Ca 
Cách thực hiện: Lấy 3 thể tích nhƣ nhau của dung dịch cần xác định nồng độ cho 
vào 3 bình định mức có thể tích V (ml). 
Bình 1: Thêm thuốc thử và các chất để tạo môi trƣờng pH cho dung dịch, dung 
dịch gọi là dung dịch xác định nồng độ Cx, độ hấp thu tƣơng ứng là Ax. 
Bình 2: Thêm một lƣợng chính xác dung dịch tiêu chuẩn đã biết chính xác nồng 
độ Ca, tiến hành phản ứng tạo màu giống nhƣ bình 1. Dung dịch có độ hấp thu tƣơng 
ứng là Ax+a 
Bình 3: Chỉ thêm thuốc thử và các chất để tạo pH cho dung dịch, lấy dung dịch 
này làm dung dịch so sánh. 
Áp dụng công thức: 
Từ Cx có trong thể tích Vx (ml) có thể qui về thể tích ban đầu của mẫu Vo (ml): 
 ( ) 
Phương pháp sử dụng đồ thị: 
Có ít nhất 3 dung dịch thêm chuẩn. Lấy ít nhất 4 lần thể tích nhƣ nhau của dung 
dịch cần xác định nồng độ cho vào 4 bình định mức V (ml). Sau đó thêm chính xác 
một lƣợng V1, V2, V3 ml dung dịch chuẩn có nồng độ tƣơng ứng Ca1, Ca2, Ca3 vào 3 
bình định mức trên. Tiến hành phản ứng tạo màu. Bình còn lại để làm dung dịch so 
sánh, cũng chuẩn bị giống nhƣ phƣơng pháp công thức. 
Độ hấp thu của các dung dịch thêm so với dung dịch so sánh. 
44 
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc c a nồng độ và độ hấp thu trong phƣơng 
pháp thêm chuẩn 
Có thể đọc kết quả trên đồ thị hoặc sử dụng phƣơng trình hồi quy có dạng: 
A= aC + b (hồi quy tuyến tính y = ax + b) 
Ax = b 
Cx = b/a 
c. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn 
Ƣu điểm là chính xác, có thể sử dụng đƣờng chuẩn nhiều lần để tiến hành xác 
định mẫu thử. 
Chuẩn bị từ 6 dung dịch chuẩn (trong khoảng tuân theo định luật Lambert - Beer) 
Thực hiện phản ứng màu với thuốc thử. 
Đo độ hấp thu quang A của dung dịch ở max so với các dung dịch so sánh đƣợc 
chuẩn bị giống nhƣ dung dịch chuẩn nhƣng không chứa các ion cần xác định. 
Biểu di n sự phụ thuộc A theo C trên đồ thị hoặc tính theo phƣơng trình hồi quy 
A = aC + b (a và b là hệ số cần tìm của phƣơng trình hồi quy – tƣơng quan) 
Dung dịch xác định: chuẩn bị và phản ứng tạo màu với thuốc thử giống nhƣ mẫu 
chuẩn. 
Ví dụ: Sử dụng dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn nhƣ bảng 3.1 
Bảng 3.1. Bảng số giá trị nồng độ dung dịch chuẩn và độ hấp thu đo đƣợc 
Bình định mức C(mg/l) A 
1 0 0,010 
2 0,05 0,480 
3 0,1 0,930 
45 
4 0,15 1,370 
5 0,2 1,830 
6 0,25 2,281 
Sau khi đo đƣợc giá trị độ hấp thu quang của các dung dịch chuẩn, chúng ta có 
thể tiến hành xây dựng đƣờng chuẩn và tìm ra phƣơng trình hồi quy tƣơng quan: 
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc c a nồng độ và độ hấp thu A 
Sau khi thiết lập đƣờng chuẩn, ta đƣợc dạng phƣơng trinh y = ax + b với y là độ 
hấp thu quang , x là nồng độ. Đối với dung dịch xác định, ta tiến hành phản ứng và đo 
đƣợc hệ số hấp thu của mẫu (Amẫu = y), ta có thể tính đƣợc nồng độ của mẫu cần xác 
định theo phƣơng trình: 
3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thu nguyên tử 
3.2.3.1. Nguyên lý của phép đo quang phổ hấp thu nguyên tử 
Phƣơng pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thu nguyên tử của một nguyên 
tố đƣợc gọi là phép đo phổ hấp thu nguyên tử (AAS - Atomic Absorption 
Spectrophotometry). Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thu năng lƣợng (từ 
nguồn bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí), khi chiếu chùm tia 
bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trƣờng hấp thu. 
 Vì thế để thực hiện phép đo phổ hấp thu nguyên tử của một nguyên tố cần phải 
thực hiện các quá trình sau: 
 Chọn các điều kiện và thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái 
ban đầu (mẫu dạng rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi dạng nguyên tử tự 
do. Đây là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu. Những thiết bị để thực 
hiện quá trình này gọi là hệ thống nguyên tử hóa mẫu. Chúng có nhiệm vụ 
biến nguyên tố cần phân tích từ dạng rắn, lỏng thành hơi chứa nguyên tử tự 
do. Đám hơi này chính là môi trƣờng hấp thu bức xạ và sau đó đƣợc phổ hấp 
thu nguyên tử. 
46 
 Khi chùm tia sáng bức xạ đặc trƣng (thƣờng là đèn cathod rỗng) của nguyên tố 
cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa đƣợc tạo ra nhƣ đã nói ở trên, các 
nguyên tử của nguyên tố cần xác định và tạo ra phổ hấp thu có tính đặc trƣng 
cho nguyên tố cần xác định. Ở đây, phần cƣờng độ của chùm tia sáng đã bị 
đám hơi nguyên tử hóa từ mẫu phân tích hấp thu, việc hấp thu này phụ thuộc 
vào nồng độ của nó trong môi trƣờng hấp thu. Nguồn cung cấp cho chùm tia 
sáng phát xạ của nguyên tố cần nguyên cứu đƣợc gọi là nguồn bức xạ đơn sắc 
hay bức xạ cộng hƣởng. 
 Sau đó, với những thiết bị quang học khác ta thu toàn bộ chùm ánh sáng sau 
khi đã đƣợc chiếu qua đám hơi nguyên tử, ánh sáng đƣợc cho phân ly qua bộ 
phận cách tử nhi u xạ và chọn 1 vạch phổ hấp thu của nhuyên tố cần nguyên 
cứu để đo cƣờng độ của nó. Cƣờng độ ánh sáng này đƣợc biến thành tín hiệu 
điện, đây chính là tín hiệu hấp thu của vạch phổ hấp thu nguyên tử. Trong một 
giới hạn nhất định cua nồng độ C, giá trị của cƣờng độ này phụ thuộc tuyến 
tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẩu phân tích. Sự phụ thuộc này tuân 
theo định luật Lambert – Beer thể hiện qua biểu thức sau: 
A= .C.l 
C: Nồng độ chất phân tích 
: Hệ số hấp thu mol 
A: Mật độ quang (độ hấp thu) 
Ba quá trình trên là nguyên tắc của phép đo của phổ hấp thu nguyên tử. 
3.2.3.2. Các bƣớc phân tích định lƣợng bằng AAS. 
 Chuyển mẫu sang dạng dung dịch 
 Chuẩn bị mẫu trắng và dãy mẫu chuẩn 
 Đo độ hấp thu của dãy chuẩn 
 Đo độ hấp thu của nguyên tố phân tích trong dung dịch mẫu 
 Tính nồng độ nguyên tố phân tích 
Số lƣợng năng lƣợng bị hấp thu tỷ lệ thuận với độ dài đi qua bộ phận nguyên tử 
hóa và nồng độ nguyên tử trong bộ phận nguyên tử hóa. Sự phụ thuộc này cũng tuân 
theo định luật Lambert – Beer: 
Độ hấp thu A = lg(Io/I) = ε.C.l 
Io: Cƣờng độ bức xạ tới 
I: Cƣờng độ bức xạ đi ra 
ε: Hệ số hấp thu 
l: Độ dài dãy hấp thu 
C: Nồng độ nguyên tử hấp thu 
3.2.3.3. Ứng dụng phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử 
Phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử có thể định lƣợng đƣợc hầu hết các nguyên 
tố kim loại (khoảng trên 60 nguyên tố) và một số á kim nhƣ As, B với hàm lƣợng cỡ 
47 
ppb và sai số không vƣợt quá 15%. Do vậy phƣơng pháp đƣợc sử dụng khá rộng rãi 
trong phân tích thực phẩm, dƣợc phẩmvới một số ứng dụng cụ thể nhƣ sau: 
 Định lƣợng các kim loại: Cu, Zn, Fe, Cr, Mn 
 Định lƣợng một số nguyên tố độc hại: As, Hg, Pb, Cd, Bi 
Trong quá trình định lƣợng cần phải chuẩn bị mẫu hết sức cẩn thận: dụng cụ 
không đƣợc dính các nguyên tố cần định lƣợng tốt nhất sử dụng dụng cụ polyetylen 
dùng một lần, dung môi, hóa chất sử dụng đòi hỏi độ tinh khiết cao, khí mang mẫu có 
độ tinh khiết cao. Đặc biệt với kỹ thuật lò graphit tuy có độ nhạy cao nhƣng chịu ảnh 
hƣởng đáng kể của tạp chất. 
3.3. Phƣơng pháp sắc ký 
3.3.1. Cơ sở lý thuy t 
Sắc ký là một nhóm các phƣơng pháp hóa lý dùng để tách và phân tích các thành 
phẩn cấu tử của một hỗn hợp cấu tử dựa vào tính chất hóa học, vật lý, hóa lý của các 
chất cần phân tích (cần tách) với pha động và pha tĩnh. Các tính chất đó là: 
 Tính chất hấp phụ của các chất 
 Tính chất trao đổi ion 
 Sự rây phân tử theo kích thƣớc của chúng 
 Sự phân bố của các chất giữa hai pha không tan vào nhau. 
3.3.2. Quá trình sắc ký cơ bản 
Quá trình sắc ký có 3 giai đoạn chính: 
 Đƣa hỗn hợp lên pha tĩnh (lên cột) 
 Cho pha động chạy qua pha tĩnh: Dung môi qua cột, kéo theo các chất di chuyển 
trên pha tĩnh với tốc độ khác nhau, tách khỏi nhau và có vị trí khác nhau trên cột 
tạo thành sắc đồ (sắc ký đồ). Giai đoạn này gọi là khai triển sắc ký. Cho pha động 
tiếp tục chạy thì các chất lần lƣợt kéo ra ngoài cột. Giai đoạn này gọi là giai đoạn 
rửa giải sắc ký. 
 Phát hiện chất: Các chất có màu thì phát hiện d dàng, chất không màu phát hiện 
bằng cách nhuộm thuốc thử và kết hợp dùng đèn tử ngoại. Ngƣời ta còn phát hiện 
các chất tách đƣợc qua bộ phận phát hiện gọi là detector đặt sau cột. Dựa vào 
cƣờng độ tín hiệu thu đƣợc ngƣời ta định lƣợng nồng độ các chất phân tích. 
3.3.3. Phân loại các phƣơng pháp sắc ký phổ bi n 
Trên cơ sở nguyên lý sắc ký có thể phân loại các kỹ thuật sắc ký theo nhiều cách 
khác nhau: 
 Dựa vào phƣơng cách lƣu giữ pha tĩnh, có thể chia sắc ký thành hai nhóm: 
 Sắc ký cột (column chromatography): Pha tĩnh đƣợc giữ trong ống nhỏ, pha 
động đi qua pha tĩnh nhờ áp suất hoặc trọng lực. 
 Sắc ký phẳng (planar chromatography): Pha tĩnh đƣợc cố định trên một mặt 
phẳng (giấy, bản mỏng), pha động di chuyển qua đó nhờ mao dẫn hoặc tác 
động của trọng lực. 
48 
 Dựa vào tính chất vật lý của pha động, pha tĩnh và loại cân bằng tạo nên sự di 
chuyển qua cột của chất tan giữa hai pha: sắc ký lỏng (Liquid Chromatography 
– LC), sắc ký khí (Gas Chromatography - GC) 
 Dựa vào phƣơng cách cho pha động chạy qua pha tĩnh có thể chia làm hai loại: 
 Sắc ký khai triển (development chromatography): Pha động đƣa các thành 
trong mẫu di chuyển và tách ngay trên pha tĩnh. Sắc ký đồ nằm trên pha 
tĩnh. Sắc ký khai triển thƣờng thực hiện trên mặt phẳng. 
 Sắc ký rửa giải (Elution chromatography): Pha động đƣa các thành phần 
trong mẫu di chuyển lần lƣợt ra ngoài pha tĩnh. Sắc ký đồ nằm ngoài pha 
tĩnh. Sắc ký rửa giải thƣởng nằm trong cột. 
 Dựa theo bản chất của quá trình sắc ký có thể chia sắc ký thành các loại sau: 
 Sắc ký phân bố (Partition chromatography): Phân tích sắc ký này giữa vào 
phân bố các chất giữa hai hệ lỏng – lỏng và khí – lỏng. 
 Sắc ký hấp phụ (Adsorption chromatography): Pha tĩnh là chất rắn có khả 
năng hấp phụ các chất. Cân bằng này xuất hiện trong hệ lỏng – rắn và khí – 
rắn. 
 Sắc ký trao đổi ion (Ion – exchange chromatography): Pha tĩnh là nhựa trao 
đổi ion. Nhựa này mang những ion trao đổi đƣợc với ion cùng dấu trong 
mẫu phân tích. 
 Sắc ký gel (Gel permeation hoặc gel filtration chromatography). 
3.3.4. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 
Sắc ký lỏng là phƣơng pháp sắc ký trong đó pha tĩnh là chất rắn, pha động là chất 
lỏng 
3.3.4.1. Các thông số đặc trƣng của phƣơng pháp sắc ký 
a. Thời gian lƣu (tR): là đại lƣợng đặc trƣng cho mỗi chất phân tích, đƣợc tính từ 
thời điểm chất này đƣợc nạp vào cột đến lúc nó ra ở cột ở nồng độ cực đại. Thời gian 
lƣu là thông tin định tính về mặt sắc ký đồ là hằng số đối với một cấu tử khi tiến hành 
sắc ký trong những điều kiện không đổi (cột, pha động, nhiệt độ...) 
b. Hệ số dung lƣợng (k’) 
Hệ số dung lƣợng cũng đặc trƣng cho một chất, nhƣng k’ không phụ thuộc vào 
tốc độ dòng cũng nhƣ chiều dài cột, k’ phụ thuộc vào bản chất chất phân tích, đặc tính 
của pha động và pha tĩnh. 
 ƣợ ấ ĩ 
 ƣợ ấ độ 
c. Độ chọn lọc (α) 
Hai chất chỉ tách đƣợc khi chúng có k’ khác nhau, α đánh giá hiệu quả tách của 
một hệ thống sắc ký. 
49 
d. Số đĩa lý thuyết N: là đại lƣợng đặc trƣng cho một hệ thống phân tách. Đĩa lý 
thuyết đƣợc định nghĩa nhƣ là một khu vực của hệ thống phân tích mà trong đó một 
cân bằng nhiệt động học đƣợc thiết lập giữa nồng độ trung bình của một cấu tử trong 
pha tĩnh và trong pha động. 
e. Độ phân giải R: đặc trƣng cho chất lƣợng của quá trình tách, trên thực tế ngƣời 
ta sử dụng độ phân giải R giữa hai peak cạnh nhau. 
3.3.4.2. Ứng dụng của HPLC 
HPLC có khả năng tách các hợp chất nhƣ: 
- Các hợp chất cao phân tử và ion thuộc các đối tƣợng nghiên cứu y sinh học 
- Các hợp chất tự nhiên không bền 
- Các hợp chất kém bền nhiệt, các chất d nổ 
Các hợp chất đó là: nucleozid, nucleotid, acid nucleic, acid amine, đƣờng, 
polysaccaride, sắc tố thực vật, acid hữu cơ, lipide không phân cực và phân cực, phẩm 
màu thực phẩm, phẩm màu dƣợc phẩm, chất hoạt động bề mặt, peroxide, các vitamin, 
chất chống oxy hóa, kháng sinh, alkaloid 
Định tính và thử độ tinh khiết: Việc định tính một chất dựa vào vị trí của peak 
của chất đó trên sắc đồ tức là dựa vào thời gian lƣu tR. 
Định lƣợng: Sắc ký là phƣơng pháp thuận lợi để định lƣợng một chất trong hỗn 
hợp vì chất đó đƣợc tách ra khỏi các chất khác và đƣợc định lƣợng dựa vào việc đo 
chiều cao hay diện tích peak. 
3.3.5. Sắc ký khí 
Trong sắc ký khí (GC), pha động là một chất khí thƣờng là khí trơ. Mẫu phân 
tích đƣợc đƣa vào đầu cột và quá trình rửa giải đƣợc thực hiện nhờ dòng khí trơ qua 
cột sắc khí. Khác với các dạng sắc khí khác, trong GC pha động không tƣơng tác với 
chất phân tích mà chỉ làm chức năng vận chuyển chất phân tích qua cột 
Trong sắc kí khí–lỏng (GLC), pha tĩnh là chất lỏng. Pha này đƣợc bao hay gắn 
lên một chất mang là pha rắn, ta có sắc ký kí phân bố. Trong sắc ký khí – rắn (GSC), 
pha tĩnh là chất rắn: pha tĩnh rắn là chất hấp thu, đó là sắc ký khí hấp thu. Do quá trình 
hấp thu thƣờng có đặc trƣng không tuyến tính, lƣu giữ lâu các phân tử không phân 
cực, peak sắc ký thƣờng bị kéo đuôi. Cho nên GSC ít đƣợc ứng dụng ngoại trừ phân 
tích một số chất khí. 
3.3.5.1. Nguyên tắc 
Dựa vào sự khác nhau về ái lực giữa các chất cần phân tích với pha tĩnh (chất rắn 
hoặc chất lỏng) và nhiệt độ sôi mà chúng tách ra khỏi nhau nhờ sự dịch chuyển liên tục 
của pha động dọc lớp pha tĩnh. Trong đó, pha động ngoài nhiệm vụ đƣa chất phân tích 
đến bề mặt của pha tĩnh còn có nhiệm vụ tiếp nhận các phân tử chất phân tích đã bị giữ 
lại trƣớc đó, giải hấp đi tới để tiếp tục tƣơng tác với phần khác của bề mặt pha tĩnh. 
3.3.5.2. Ƣu điểm và nhƣợc điểm 
a. Ƣu điểm: 
50 
 Khí có độ nhớt thấp, có thể dùng cột sắc ký dài nên khả năng phân tách rất 
mạnh 
 Ít tốn dung môi (không độc hại) 
 Thời gian ổn định cột nhanh 
b. Khuyết điểm: 
 Chỉ áp dụng cho các chất có thể bay hơi mà không bị phân hủy bởi nhiệt. 
 Khí mang chỉ đóng vai trò cơ học, không có lực tƣơng tác gì đặc biệt với chất 
tan. Khả năng phân tách chỉ còn phụ thuộc pha tĩnh. 
3.3.5.3. Đối tƣợng phân tích: 
Các hợp chất đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp sắc ký khí thƣờng phải có các 
đặc điểm sau: 
 D bay hơi. 
 Khối lƣợng phân tử không quá cao. 
 Bền ở nhiệt độ cao. 
3.3.5.4.Các đại lƣợng đặc trƣng 
 Thời gian lƣu tuyệt đối tR: Tính từ lúc bơm mẫu cho đến lúc mẫu đi ra ngoài 
(xuất hiện đỉnh peak của chất, dùng để định danh) 
 Thời gian chết tM: Thời gian một chất hoàn toàn không tƣơng tác với cột tách 
(không bị lƣu giữ) đi qua cột, còn gọi thời gian chất đƣợc lƣu giữ trong pha 
động 
 Thời gian lƣu thực t’R: Thời gian chất bị lƣu giữ trong pha tĩnh (t’R = tR- tM) 
3.3.5.5. Ứng dụng của sắc ký khí 
a. Định tính 
Diện tích hay chiều cao mũi sắc ký: là đại lƣợng phụ thuộc vào hàm lƣợng của 
mỗi chất có trong hỗn hợp mẫu và đƣợc dùng để định lƣợng. 
Dựa vào thời gian lƣu tR của cấu tử phân tích và thời gian lƣu của chất chuẩn 
trong cùng điều kiện phân tích sắc ký. Từ đó, ta có thể nhận biết đƣợc chất cần xác 
định. Tuy nhiên, nếu nhiều chất có thời gian lƣu trùng nhau thì ta có thể dùng kỹ thuật 
sắc ký khí ghép khối phổ để có thể định danh chính xác hơn. 
b. Định lƣợng 
Diện tích hoặc chiều cao mũi sắc ký đồ tỷ lệ với nồng độ chất cần phân tích. Nhờ 
vậy ta có thể tính đƣợc chính xác nồng độ chất đó trong hỗn hợp. 
51 
Hình 3.7. Sơ đồ qui trình phân tích sắc ký khí 
Lấy mẫu 
Xử lý mẫu 
Phân tích sắc ký 
khí 
Thu thập 
Bảo quản 
Chiết 
Làm giàu hoặc pha loãng 
Tách và làm sạch 
Phát hiện 
Định lƣợng