Download luận văn thạc sĩ ngành hóa phân tích với đề tài: Xác định một số hydrocacbon thơm đa vòng trong thực phẩm bằng kỹ thuật sắc ký khí khối phổ MS/MS, cho các bạn làm luận văn tham khảo Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net

1. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Mai Thị Huyền Thương
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG
TRONG THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ
KHỐI PHỔ MS/MS
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Hà Nội - 2019

2. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Mai Thị Huyền Thương
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG
TRONG THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ
KHỐI PHỔ MS/MS
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO HẢI YẾN
Hà Nội - 2019

3. i
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong
luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa
học nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Mai Thị Huyền Thương

4. ii
Lời cảm ơn
Nghiên cứu này được tài trợ bởi đề tài “Nghiên cứu xác định các chất
độc phát sinh trong một số quá trình chế biến thực phẩm truyền thống của Việt
Nam” trong mã đề tài số VAST.TĐ.TP.03/16-18
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Hóa học
– Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho tôi kiến thức nền tảng trong suốt
thời gian học tập và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn
thành luận văn.
Tôi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn TS. Đào Hải Yến - người trực tiếp
hướng dẫn khoa học đã đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong quá trình nghiên cứu khoa học, thực hiện và hoàn thành luận văn.
Chúng tôi xin cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Viện Hóa Học -
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các phòng chức năng đã tạo
điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu trong quá trình thực hiện
luận văn.
Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã giúp
đỡ, động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học và thực hiện
thành công luận văn này.
Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, giáo viên
phản biện và các thầy cô trong khoa để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 16 tháng 4 năm 2019
Học viên
Mai Thị Huyền Thương

5. iii
MỤC LỤC
Lời cam đoan........................................................................................................i
Lời cảm ơn...........................................................................................................ii
MỤC LỤC..........................................................................................................iii
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt...............................................................vi
Danh mục bảng..................................................................................................vii
Danh mục hình .................................................................................................viii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.......................................................................3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG........................3
1.1.1. Khái niệm, phân loại................................................................................3
1.1.2. Tính chất hóa lý của Hydrocacbon thơm đa vòng...................................4
1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA CÁC HỢP CHẤT PAHs .............................5
1.2.1. Nguồn tự nhiên.........................................................................................6
1.2.2. Nguồn nhân tạo........................................................................................6
1.2.3. Sự xuất hiện PAHs trong thực phẩm .......................................................7
1.3. ĐỘC TÍNH VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH PAHs ................................................9
1.3.1. Độc tính....................................................................................................9
1.3.2. Cơ chế hình thành PAHs trong thực phẩm............................................11
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs TRÊN THẾ GIỚI.....................................13
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs Ở VIỆT NAM...........................................16
1.6. GIỚI HẠN CHO PHÉP VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PAHs
TRONG THỰC PHẨM...........................................................................................18
1.6.1. Giới hạn cho phép PAHs trong thực phẩm............................................18
1.6.2. Một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm ........................20

6. iv
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................27
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .............................................................................27
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................27
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................27
2.3.1. Thiết bị sắc ký khí - khối phổ(GC-MS/MS)..........................................27
2.3.2. Thiết bị, dụng cụ ....................................................................................28
2.3.3. Hóa chất, chất chuẩn..............................................................................28
2.3.4. Lấy mẫu và bảo quản mẫu .....................................................................29
2.4. ĐỊNH LƯỢNG PAHs TRÊN NỀN MẪU THỰC PHẨM BẰNG KỸ THUẬT
GC - MS/MS ............................................................................................................30
2.4.1. Xác định các thông số kỹ thuật cho hệ thống GC - MS/MS..................30
2.4.2. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống GC.........................................30
2.4.3. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống MS ........................................31
2.4.4. Quy trình khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn .........31
2.4.5. Tối ưu hóa phương pháp xử lý mẫu thực phẩm.....................................32
2.5. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP.............................................................................36
2.5.1. Đánh giá độ lặp của thiết bị ...................................................................36
2.5.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp ...............37
2.5.3. Tính toán kết quả ...................................................................................38
2.5.4. Hiệu suất thu hồi của phương pháp .......................................................38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................40
3.1. TỐI ƯU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH SẮC KÝ................................40
3.1.1. Điều kiện sắc ký.....................................................................................40
3.1.2. Điều kiện MS/MS ..................................................................................40
3.1.3. Đánh giá độ lặp của thiết bị ...................................................................42
3.1.4. Đường chuẩn hỗn hợp xác định 18 PAHs .............................................43
3.2. TỐI ƯU HÓA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU................................................44

7. v
3.2.1. Quá trình bay hơi dung môi...................................................................44
3.2.2. Tối ưu hóa phương pháp xử lý mẫu.......................................................46
3.2.3. Quy trình phân tích PAHs trong thực phẩm ..........................................51
3.3. XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP .............................52
3.3.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp ...............52
3.3.2. Độ tái lặp của phương pháp ...................................................................53
3.3.3. Hiệu suất thu hồi của phương pháp .......................................................54
3.4. ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH PAHs TRONG MẪU THỰC PHẨM...................55
3.4.1. Mẫu mì ăn liền .......................................................................................56
3.4.2. Mẫu trà...................................................................................................57
3.4.3. Kết luận..................................................................................................62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................65
PHỤ LỤC......................................................................................................................71

8. vi
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Viết
tắt
Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt
ACN Acetonitrile Axetonitril
B(a)P Benzo(a)pyrene Benzo(a)pyrene
GC-
MS/MS
Gas Chromatography tandem
Mass Spectrometry
Sắc ký khí ghép nối hai lần khối
phổ
HPLC
High Performance Liquid
Chromatography
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
LC-
MS/MS
Liquid Chromatography tandem
Mass Spectrometry
Sắc ký lỏng khối phổ hai lần
LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện
LOQ Limit of quantification Giới hạn định lượng
MRM Multireaction mornitoring Kiểm soát đa phản ứng
PAHs
Polycyclic Aromatic
Hydrocacbons
Hydrocacbon thơm đa vòng
PSA Primary secondary amines Chất hấp phụ amin bậc 2
RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối
RSM Response Surface Methodology Phương pháp bề mặt đáp ứng
SPE Solid Phase Extraction Chiết pha rắn

9. vii
Danh mục bảng
Bảng 1.1. Tính chất vật lý của một số hợp chất PAHs............................................5
Bảng 1.2. Hàm lượng PAHs trung bình ở các sản phẩm xông khói ......................8
Bảng 1.3. Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs .............................11
Bảng 1.4. Quy định EU số 835/2011 cho B(a)P và PAH4 trong thực phẩm ......19
Bảng 1.5. So sánh QuEChERS với phương pháp truyền thống ...........................24
Bảng 1.6. Tóm tắt một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm.........26
Bảng 2.1. Các đối tượng mẫu trong nghiên cứu....................................................30
Bảng 2.2. Giá trị mã hóa các yếu tố thực nghiệm..................................................35
Bảng 2.3. Thiết kế thí nghiệm ở các mức...............................................................35
Bảng 3.1. Thời gian lưu và điều kiện MS/MS để phân tích PAHs.......................40
Bảng 3.2. Độ lặp lại thời gian lưu của các PAHs trên thiết bị ..............................42
Bảng 3.3. Phương trình đường chuẩn các PAHs...................................................43
Bảng 3.4. Hiệu suất thu hồi giữa các phương pháp bay hơi dung môi ................45
Bảng 3.5. Kết quả thực nghiệm và dự đoán mô hình............................................46
Bảng 3.6. Kết quả phân tích hồi quy.......................................................................48
Bảng 3.7. Phân tích phương sai ANOVA ..............................................................49
Bảng 3.8. Tối ưu hóa điều kiện chiết PAHs...........................................................51
Bảng 3.9. LOD và LOQ của 18 PAHs ...................................................................53
Bảng 3.10. Độ tái lặp của phương pháp .................................................................54

10. viii
Danh mục hình
Hình 1.1. Cấu trúc ba chiều và cấu trúc mạng tinh thể của một phân tử PAHs.....3
Hình 1.2. Cơ chế tạo thành benzo(a)pyrene...........................................................12
Hình 1.3. Sự tạo thành các hợp chất PAHs có nhiều vòng thơm từ naphthalene.12
Hình 2.1. Hệ thiết bị GC- MS/MS..........................................................................28
Hình 2.2. Quy trình dự kiến xử lý mẫu phân tích PAHs.......................................32
Hình 3.1. Sắc ký đồ hỗn hợp chuẩn 18 PAHs ở nồng độ 100 ppb.......................42
Hình 3.2. So sánh hiệu thu hồi giữa các phương pháp bay hơi dung môi............45
Hình 3.3. Sự phù hợp của hiệu suất thu hồi theo mô hình và thực nghiệm .........47
Hình 3.4. Mô hình tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết PAHs..50
Hình 3.5. Phần trăm các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết PAHs.................50
Hình 3.5. Quy trình xử lý mẫu phân tích PAHs.....................................................52
Hình 3.6. Hiệu suất thu hồi của 20 PAHs ..............................................................55
Hình 3.7. Phân bố phần trăm PAHs trong mẫu mì ăn liền....................................56
Hình 3.8. Phân bố phần trăm PAHs trong mì chiên dầu và mì không chiên.......57
Hình 3.9. Hàm lượng PAHs trung bình trong các loại trà.....................................58
Hình 3.10. Phân bố PAHs trong các nhóm trà theo số vòng.................................59
Hình 3.11. Hàm lượng PAHs trong các mẫu trà....................................................60
Hình 3.12. Hàm lượng PAH4 trung bình trong các loại trà..................................61

11. 1
MỞ ĐẦU
Hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons – PAHs) là
một nhóm hợp chất gây ô nhiễm nguy hiểm đến sức khỏe con người. Các hợp
chất này có độc tính cao, tồn lưu trong các môi trường đất, nước, không khí,
trầm tích và được tích lũy trong thực phẩm. Chế biến thực phẩm thường được
sử dụng để xử lý thực phẩm tươi (nguyên liệu thô) trong các sản phẩm thực
phẩm hoặc biến đổi nguyên liệu thô đã xử lý thành các dạng thực phẩm khác.
Nấu ăn và chế biến thực phẩm ở nhiệt độ cao được công nhận là tác nhân
quan trọng phát sinh các chất độc hại cho sức khỏe con người. Ở những liều
lượng nhất định, PAHs thường gây ra những tác động không tốt đến sự sinh
sản, sinh trưởng, phát triển và khả năng miễn dịch. Sau thời gian dài tích tụ
trong cơ thể, các PAHs sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức
khỏe con người thông qua một số con đường khác nhau. Với con người,
PAHs có thể là tác nhân gây đột biến gen dẫn đến ung thư.
Một số nghiên cứu trên thế giới đã tiến hành xác định PAHs trong các
sản phẩm chứa nhiều chất béo như cá hồi, thịt….Trong khi đó ở Việt Nam,
các tài liệu nghiên cứu về PAHs xuất hiện trong thực phẩm còn tương đối ít.
Chính vì thế, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu khảo sát để xác định các hợp
chất PAHs xuất hiện trong thực phẩm, đặc biệt là các thực phẩm có sử dụng
nhiệt trong công nghệ chế biến (nướng, chiên rán, rang sấy,…)
Phương pháp phân tích sắc kí khí ghép nối hai lần khối phổ GC –
MS/MS cho phép xác định trực tiếp các PAHs dựa trên sự khác biệt về cấu
trúc và nhiệt độ hóa hơi của từng PAHs, được coi là phương pháp phân tích
có độ nhạy và độ chọn lọc rất cao. Độ chọn lọc cao của detecter khối phổ
(MS/MS) cho phép tối giản quá trình chuẩn bị mẫu, phép tích phân pic dễ
dàng và nhanh hơn, từ đó đơn giản hóa việc xử lý dữ liệu, loại bỏ nhiễu, tăng
hiệu quả phân tích cho GC và đưa ra kết quả tin cậy hơn. Độ nhạy cao khiến
MS/MS có thể phân tích được những mẫu có hàm lượng vết hoặc siêu vết,
giảm thiểu tối đa thời gian phân tích cũng như loại bỏ được phần lớn ảnh
hưởng từ nền mẫu.

12. 2
Xuất phát từ tính cấp thiết của xã hội và tính ưu việt của phương pháp
phân tích này, chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định một số hydrocacbon
thơm đa vòng trong thực phẩm bằng kỹ thuật sắc ký khí khối phổ MS/MS”
nhằm mục đích:
- Xây dựng quy trình phân tích một số PAHs trong thực phẩm áp dụng
phương pháp chiết QuEChERS cho giai đoạn xử lý mẫu và phân tích
bằng kỹ thuật GC-MS/MS.
- Áp dụng quy trình đã thiết lập để phân đồng thời 18 PAHs trong một số
mẫu mì ăn liền và trà thành phẩm lưu hành trên thị trường.

13. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG
1.1.1. Khái niệm, phân loại
1.1.1.1. Khái niệm
Hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs – Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)
hay còn gọi là những hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ, là các hợp chất
hóa học trong đó bao gồm các vòng thơm không chứa các dị tố hay mang theo
nhóm thế, có hai hay nhiều vòng thơm gắn với nhau tạo thành các hợp chất
hữu cơ bền. Hình 1.1 mô tả cấu trúc ba chiều và mạng tinh thể của một phân
tử PAHs.
(a)
(b)
(b)
Hình 1.1. Cấu trúc ba chiều (a) và cấu trúc mạng tinh thể (b) của một phân tử
PAHs
1.1.1.2. Phân loại
Theo cấu tạo PAHs thường được chia làm hai nhóm: nhóm có ít hơn
hoặc bằng sáu vòng thơm gọi là các PAHs phân tử nhỏ và nhóm có nhiều hơn
sáu vòng thơm gọi là các PAHs phân tử lớn. Theo cục bảo vệ môi trường Mỹ
(USEPA), PAHs được phân loại thành 18 hợp chất có cấu trúc điển hình bao
gồm: 2 vòng thơm (naphthalene, methylnaphthalene), 3 vòng thơm
(acenaphthene, acenaphthylene, fluorene, phenanthrene, anthracene), 4 vòng

14. 4
thơm (fluoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene), 5- 6 vòng thơm
(benzo(b)fluoranthene, benzo(e)pyrene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3-c,d)
pyrene, benzo(g,h,i)perylene, dibenz(a,h)anthracene1) [1].
1.1.2. Tính chất hóa lý của Hydrocacbon thơm đa vòng
1.1.2.1. Tính chất vật lý
PAHs nguyên chất thường tồn tại ở dạng không màu, màu trắng hoặc
vàng nhạt. Tất cả PAHs đều tồn tại ở dạng rắn ở nhiệt độ phòng và có mùi
thơm, tuy nhiên mùi thơm khác nhau tùy thuộc từng đoạn mạch của vòng
thơm. Tính chất thơm này chịu ảnh hưởng của số và vị trí các vòng thơm mà
có cấu tạo giống vòng benzen [2]. Ngoài ra, PAHs tương đối trơ về mặt hóa
học, chúng có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao, khả năng hòa tan trong
nước và áp suất bay hơi của PAHs rất thấp [3]. Ngoại trừ napthalene, PAHs
rất ít tan trong nước và độ tan giảm theo chiều tăng khối lượng phân tử. Tuy
nhiên, PAHs tan tốt trong các dung môi hữu cơ và chất béo [4]. Các phân tử
PAHs có khả năng hấp thụ quang phổ trong vùng tử ngoại rất lớn ở nhiều dải
hấp thụ khác nhau và mỗi vòng chỉ hấp thụ trong một dải bước sóng duy nhất.
Đặc điểm này thường được ứng dụng để định tính PAHs. Hầu hết các phân tử
PAHs đều có đặc tính phát huỳnh quang và tính bán dẫn. Thông thường PAHs
hấp thụ yếu tia hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng 7-14 μm [5]. Một
số tính chất vật lý của PAHs được thể hiện trong bảng 1.1.
1.1.2.2. Tính chất hóa học
PAHs là hợp chất tương đối trơ về mặt hoá học. Do được cấu tạo từ
những vòng benzen nên PAHs có tính chất của hydrocacbon thơm: có thể
tham gia phản ứng thế, phản ứng cộng và phản ứng oxi hoá. Ngoài ra, PAHs
còn tham gia phản ứng quang hóa trong không khí. Sau sự quang phân của
PAHs trong không khí, nhiều sản phẩm oxi hóa đã được hình thành, bao gồm
quinon và endoperoxit [6]. PAHs có thể phản ứng với oxit nitơ, acid nitric để
hình thành các dẫn xuất nitơ của PAHs và phản ứng với oxit lưu huỳnh, acid
sulfuric trong dung dịch để hình thành sulfinic và acid sulfonic [6]. PAHs
cũng có thể tham gia phản ứng với ozon và gốc hydroxyl trong không khí.

15. 5
Việc tạo thành hợp chất nitro – PAHs rất quan trọng vì các hợp chất này có
thể có hoạt tính sinh học và gây đột biến gen [7].
Bảng 1.1. Tính chất vật lý của một số hợp chất PAHs [8]
Tên gọi CTPT
Khối
lượng
phân tử
Màu
Nhiệt độ
nóng
chảy (o
C)
Nhiệt độ
sôi (o
C)
Độ hòa tan
trong nước
ở 25o
C
(μg/l)
Naphthalene C10H8 128 Trắng 81 217,9 3,17.104
Acenaphthylene C12H8 152 Vàng 92-93 280 Không tan
Acenaphthene C12H10 154 Trắng 95 279 3,93.103
Fluorene C13H10 166 Trắng 115 295 1,98.103
Phenanthrene C14H10 178 Không màu 100,5 340 1,29.103
Anthracene C14H10 178 Không màu 216,4 342 73
Fluoranthene C16H10 202 Vàng nhạt 108,8 375 260
Pyrene C16H10 202 Không màu 150,4 393 135
Benzo (a)anthracen C18H12 228 Không màu 160,7 400 14
Chrysene C18H12 228 Không màu 253,8 448 2,0
Benzo(b)fluoranthene C20H12 252 Không màu 168,3 481 1,2
Benzo(k)fluoranthene C20H12 252 Vàng nhạt 215,7 480 0,76
Benzo(a)pyrene C20H12 252 Hơi vàng 178,1 496 3,8
Dibenzo(a,h)anthracene C22H14 278 Không màu 266,6 524 0,5(27o
C)
Benzo(g,h,i)perylene C22H12 276 Vàng nhạt 278,3 545 0,26
Indeno(1,2,3-c,d)pyrene C22H12 276 Vàng 163,6 536 62
1.2. NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA CÁC HỢP CHẤT PAHs
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự hình thành các hợp chất PAHs, tuy
nhiên PAHs được phát thải vào môi trường từ hai nguồn chính là nguồn tự
nhiên và nguồn nhân tạo.

16. 6
1.2.1. Nguồn tự nhiên
Phát thải PAHs trong tự nhiên có thể từ hiện tượng núi lửa phun trào,
quá trình hình thành đất đá, cháy rừng, tạo trầm tích [9]. Trong nhiều khu vực,
cháy rừng và núi lửa phun trào là hai nguồn chính phát thải PAHs vào môi
trường. Tại Canada mỗi năm cháy rừng phát thải khoảng 200 tấn PAHs và núi
lửa phun phát thải khoảng 1,2-1,4 tấn benzo(a)pyrene [6]. Hàm lượng trung
bình của PAHs trong dầu thô là 2,8% [7]. Những vụ tràn dầu và hoạt động
khai thác chế biến dầu mỏ là nguồn chủ yếu phát sinh PAHs trong môi trường
nước.
1.2.2. Nguồn nhân tạo
Các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người là nguồn chủ yếu
phát thải PAHs vào môi trường. Các hoạt động chính phát thải PAHs vào môi
trường gồm có:
Quá trình sản xuất và sử dụng các sản phẩm của than đá và dầu mỏ:
Quá trình chưng cất từ than đá sang than cốc, tinh chế dầu, tẩm creozot, nhựa
than đá, nhựa rải đường từ các nhiên liệu hóa thạch có thể phát sinh ra một
lượng đáng kể PAHs (các sản phẩm phụ như naphthalene).
Quá trình sản xuất công nghiệp: PAHs phát thải từ quá trình này không
đáng kể, chỉ một số ít PAHs được sản xuất nhằm mục đích thương mại (bao
gồm naphthalene, acenaphthalene, fluorene, anthracene, phenanthrene,
fluoranthene và pyrene, trong đó sản phẩm công nghiệp quan trọng nhất là
naphthalene - được sử dụng trực tiếp làm chất chống gián, nấm, côn trùng,
mối mọt trong tủ quần áo. Các hợp chất PAHs trên có thể được tách ra từ quá
trình chế biến than, chủ yếu là nhựa than đá. Naphthalene có thể được phân
tách từ sự nhiệt phân cặn dầu, olefin [7],...
Quá trình sản xuất nông nghiệp: Sự bay hơi các loại hóa chất bảo vệ
thực vật sử dụng trong nông nghiệp là nguồn chính phát thải PAHs vào môi
trường. Ngoài ra còn do quá trình rang sấy nguyên liệu, đốt rơm rạ, thân cây
họ đậu… Tại Trung Quốc, lượng PAHs phát sinh từ đốt rơm rạ ước tính 110 -
126 tấn/năm và từ đốt thân cây họ đậu phát thải từ 13- 26 tấn/năm [10].

17. 7
Lượng PAHs phát thải vào không khí từ hoạt động nông nghiệp dao động rất
lớn, phụ thuộc vào một số yếu tố như loại nhiên liệu, điều kiện đốt và các biện
pháp kiểm soát được ứng dụng.
Tại Bắc Kinh (Trung Quốc), khói thải giao thông, đặc biệt là khói phát
sinh từ phương tiện sử dụng động cơ diesel và khói từ bếp lò đốt than trong hộ
gia đình là những nguồn đóng góp chính vào nồng độ PAHs ở quốc gia này
[11], [12]. Còn ở Mexico, các kết quả khảo sát cho thấy khói thải từ giao thông
và từ lò đốt gỗ, đốt rác là các nguồn quan trọng phát sinh PAHs [13]. Tại Việt
Nam kết quả nghiên cứu về hệ số phát thải PAHs của một số chất đốt thường
được sử dụng cho thấy hệ số phát thải PAHs của mùn cưa > gỗ > than tổ ong >
than đá > than hoa [14].
1.2.3. Sự xuất hiện PAHs trong thực phẩm
Thực phẩm sống thường không chứa hàm lượng PAHs cao. Ở những
vùng cách biệt hoàn toàn với các hoạt động đô thị hoặc công nghiệp, mức độ
PAHs được tìm thấy trong thực phẩm chưa qua chế biến phản ánh sự ô nhiễm
nền. PAHs thường bắt nguồn từ việc lan truyền các hạt bụi trong không khí cũng
như phát thải tự nhiên từ núi lửa và cháy rừng. Trong khu vực công nghiệp hoặc
dọc theo đường cao tốc, sự ô nhiễm của thảm thực vật có thể cao hơn gấp mười
lần so với các vùng nông thôn. PAHs có thể phân tán trong không khí, bụi, từ đó
xâm nhập tích lũy trong nông sản (hạt giống và hạt ngũ cốc,…), PAHs cũng có
thể tích tụ ngay trên bề mặt của rau củ và trái cây. Ví dụ, khí thải từ giao thông
cũng là nguồn gây nhiễm PAHs trong rau củ. Hạt cacao thành phẩm cũng có thể
bị nhiễm PAHs khi phơi trên đường xi măng hoặc nhựa đường dưới ánh nắng
mặt trời, hoặc do công nghệ sấy khô trực tiếp. Thủy hải sản cũng có thể bị nhiễm
PAHs trong nước hoặc bởi các lớp trầm tích.
Chế biến thực phẩm (như sấy khô và hun khói) và nấu thức ăn ở nhiệt
độ cao (nướng, rang, chiên) là những nguồn chính tạo ra PAHs [15], [16].
Hàm lượng PAHs cao 200 μg/kg đã được phát hiện trong cá và thịt hun khói.
Trong thịt nướng là 130 μg/kg PAHs theo báo cáo của Ủy ban Thường vụ về
Thực phẩm (2001). Nói chung, các giá trị nền trung bình nằm trong khoảng
0,01–1,0 μg/kg trong thực phẩm chưa nấu chín. Sự nhiễm PAHs từ dầu thực

18. 8
vật (kể cả dầu ô liu) thường xảy ra trong các quá trình công nghệ như chiên,
nướng trực tiếp vì các sản phẩm có thể tiếp xúc trực tiếp với dầu [17], [18].
Một số nghiên cứu đã cho thấy sự xuất hiện của PAHs trong đối tượng mẫu là
mì ăn liền [19]. Rang và sấy khô có thể đẩy nhanh quá trình hình thành PAHs
và hàm lượng PAHs sinh ra phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ. Nồng độ
PAHs càng tăng khi tăng nhiệt độ. Trà và cà phê có thể bị ô nhiễm bởi PAHs
có nguồn gốc từ không khí [20] hoặc quá trình rang sấy [21], [22]. Lá trà có
diện tích bề mặt lớn nên khả năng tích lũy PAHs trong lá có thể diễn ra dễ
dàng. Ngoài ra, công nghệ làm héo, sấy khô lá trà có thể làm tăng nồng độ
PAHs trong lá trà hơn 200 lần [20], [23]. Hun khói là một trong những công
nghệ sản xuất và bảo quản thực phẩm lâu đời. Các sản phẩm có thể bị nhiễm
PAHs do hấp phụ khói trong quá trình sấy khô. Khói từ gỗ chứa hơn 100 loại
PAHs và các dẫn xuất của chúng, hầu hết là chất có độc tính. Trong đó B(a)P
được tìm thấy là có hàm lượng cao nhất và có độc tính mạnh nhất, còn tổng
hàm lượng PAHs thì gấp khoảng 5-10 lần hàm lượng B(a)P [24].
Bảng 1.2. Hàm lượng PAHs trung bình ở các sản phẩm xông khói [24]
Tên thực phẩm xông khói
Hàm lượng PAHs trung bình
(µg/kg)
Hamburger 0,02 – 0,67
Xúc xích 0,2 – 0,9
Thịt muối 1,6 – 4,6
Cá trích xông khói 0,6 – 6,3
Cá trích xông khói lạnh 0 – 0,19
Xúc xích nhỏ được bao bằng màng bao động vật 1,0 – 6,0
Xúc xích nhỏ được bao bằng màng bao cellulose 13
Thịt cừu non 23
Thịt cừu 1,0
Benzo(a)pyrene cũng được tìm thấy ở dầu (1,29 g/kg sản phẩm); mỡ,
ngũ cốc và hàm lượng thấp ở cá và các dẫn xuất của dầu mỡ như bơ (0,06
g/kg sản phẩm) do công nghệ sấy khô bằng khói lò; ở bột mì (0,1 g/kg sản
phẩm) nhưng ở bánh mì nướng có thể lên đến 2,2 g/kg sản phẩm. Tuy nhiên,

19. 9
theo nghiên cứu, ngũ cốc và rau (bị nhiễm PAHs từ môi trường) mới là nguồn
chủ yếu trong tổng lượng PAHs đưa vào cơ thể người qua thực phẩm (chiếm
27-35 %) do hàm lượng tiêu thụ lớn hơn nhiều so với các lượng loại thực
phẩm thịt quay, nướng [25].
1.3. ĐỘC TÍNH VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH PAHs
1.3.1. Độc tính
Độc tính của PAHs phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chúng. Những
phân tử PAHs nhẹ (có khối lượng phân tử nhỏ hơn 216 Da) được coi là không
có độc tính đối với con người. Và những phân tử PAHs nặng hơn (có khối
lượng phân tử lớn hơn 216 Da) có khả năng gây độc đối với con người, trong
đó hợp chất có độc tính mạnh nhất là B(a)P (khối lượng phân tử khoảng 252
Da) [7].
PAHs có khả năng lan truyền đi rất xa trong môi trường. Nhiều sản
phẩm phản ứng của chúng trong không khí có độc tính cao hơn bản thân
PAHs. Con người có thể bị nhiễm PAHs thông qua thức ăn, nước uống, khí
thở hay trực tiếp tiếp xúc với các vật liệu có chứa PAHs. Độc tính của PAHs
phụ thuộc vào nồng độ, mức độ tiếp xúc, thời gian tiếp xúc,và con đường tiếp
xúc (xảy ra qua đường hô hấp, tiêu hóa hay qua da) [26], [27], [28]. Theo cơ
quan Nghiên cứu Quốc tế về Ung thư (IARC), PAHs có thể gây ung thư đối
với con người và động vật. Ví dụ: naphthalen được xếp vào chất gây ung thư
nhóm B theo IARC và nhóm C theo EPA (cơ quan bảo vệ môi trường Hoa
Kỳ), là chất gây ô nhiễm ảnh hưởng tới một loạt các cơ quan như phổi, thận
và kìm hãm quá trình hô hấp. Nhiễm độc naphthalen ở người dẫn tới bệnh
thiếu máu và viêm thận. Năm 2008, EPA đã đưa ra mức nồng độ an toàn cho
con người trong quá trình tiếp xúc với naphtalen ở cấp độ mãn tính là 0,1
mg/kg/ngày và tiếp xúc cấp tính ở mức 0,4 mg/kg/ngày; Viện quốc gia về An
toàn lao động và sức khỏe đã thiết lập một giới hạn đề nghị tiếp xúc ở mức 10
ppm (50 mg/m3
) trong một thời gian trung bình trong tám giờ, cũng như một
giới hạn tiếp xúc ngắn hạn ở mức 15 ppm (75 mg/m3
) . Ở châu Âu và Trung
Quốc, kể từ năm 2008, băng phiến và các sản phẩm có chứa naphthalen đã bị
cấm sử dụng [29],[30]. Ngoài ra, sự thay đổi về da và mắt ở những người bị

20. 10
phơi nhiễm naphthalen cũng đã được công nhận. Phenanthrene được biết như
chất cảm quang với da người, chất gây dị ứng với động vật, đột biến tới hệ
thống vi khuẩn trong các điều kiện đặc biệt. Chất này gây yếu các nhiễm sắc
thể tương đồng và kìm hãm sự nối liền các kẽ hở gian bào. Ngoài ra, các
PAHs khác như acenaphthalen, fluoranthen, fluoren đều có khả năng gây độc
cho động vật và thực vật. Độc tính của benzo(a)pyren, benzo(a)anthracen,
benzo(b) fluoranthren, benzo(k)fluoranthren, dibenzen(a,h)anthracen và
indenol(1,2,3-c,d)pyren đã được nghiên cứu chứng minh gây ung thư cho con
người.
Theo một số nghiên cứu, các hợp chất PAHs có thể phản ứng với một
số enzyme như aryl hydrocarbon hydroxylase để tạo thành các dẫn xuất PAHs
dihydrodiol. Dẫn xuất này có thể tạo liên kết đồng hóa trị với protein và các
acid nucleic, từ đó gây đột biến gene và ung thư [24]. Trong số các PAHs,
người ta đặc biệt chú ý đến B(a)P vì tính độc hại của nó. B(a)P là một thành
phần có trong khói thuốc lá và là một trong những nguyên nhân dẫn đến ung
thư phổi. Trong chế biến thực phẩm có sử dụng nhiệt như chiên, nướng... khi
nhiệt phân các gluxit và lipit ở nhiệt độ 500 – 7000
C đã tạo ra PAHs, trong đó
có B(a)P, các lipit là những chất tiền thân tốt nhất cho quá trình tạo ra PAHs.
Khả năng gây ung thư của PAHs có thể được biểu thị qua hệ số độc tương
đương của nó (Toxic Equivalent Factor- TEF). Trong đó hệ số độc tương
đương biểu thị khả năng gây ung thư tương đối của một PAHs so với B(a)P.
Những PAHs trong phân tử có 2 đến 3 vòng benzen thì khả năng gây ung thư
và đột biến gen là rất yếu. Chỉ những PAHs có 4 đến 5 vòng thơm trở lên mới
bắt đầu xuất hiện khả năng gây ung thư và đột biến gen mạnh. Tuy nhiên hoạt
tính ung thư thường chỉ tập trung vào PAHs có từ 4, 5, 6 vòng thơm. PAHs có
cấu trúc phân tử góc cạnh có hoạt tính ung thư nguy hiểm hơn cấu trúc thẳng
hoặc cấu trúc dày đặc [31]. Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs
được tóm tắt qua bảng 1.3.

21. 11
Bảng 1.3. Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs [31]
PAHs
Khả năng gây đột
biến gen
Khả năng gây
ung thư
Hệ số độc tương
đương (TEF)
Napthalene - ? 0,001
Acenaphthylene ? KNC 0,001
Acenaphthene ? ? 0,001
Fluorene - - 0,001
Phenanthrene + ? 0,001
Anthracene ? _ 0,01
Fluoranthene + + 0,001
Pyrene + ? 0,001
Benzo(a)anthracene + + 0,1
Chrysene + + 0,01
Benzo(e)pyrene + ? 0,001
Benzo(b)fluoranthene + + 0,1
Benzo(k)fluoranthene + + 0,1
Benzo(a)pyrene + + 1
Dibenzo(a,h)anthracene + + 1
Benzo(g,h,i)perylene + _ 0,01
Indeno(1,2,3-c,d)pyrene + + 0,1
Coronene + ? -
Ghi chú: (+): Dương tính; (−): Âm tính; (?): Chưa xác định.
1.3.2. Cơ chế hình thành PAHs trong thực phẩm
1.3.2.1. Đối với các sản phẩm hun khói
Theo nghiên cứu, sự tạo thành PAHs là do sự đốt cháy không hoàn
toàn (trong điều kiện thiếu oxy) các loại nhiên liệu có chứa carbon (gỗ mun,
mùn cưa) trong công nghệ hun khói thực phẩm [32]. PAHs sinh ra sẽ theo
khói và được hấp phụ trên bề mặt sản phẩm.

22. 12
Cơ chế: Đầu tiên là sự phân hủy của các hợp chất dễ bay hơi trong khói
dưới điều kiện nhiệt phân đã tạo ra các gốc methylene và hydrogen. Các gốc
methylene tham gia phản ứng trùng hợp tạo thành ethylene và sau đó các
ethylene tiếp tục phản ứng đồng trùng hợp, đóng vòng và khử hydrogene dẫn
đến sự tạo thành các hợp chất PAHs (hình 1.2). Giả thuyết này được chứng
minh thông qua sự nhiệt phân của các hợp chất trung gian a,b,c,d và e để tạo
thành hợp chất B(a)P [24].
Hình 1.2. Cơ chế tạo thành benzo(a)pyrene
Các hợp chất PAHs khác được tạo thành do sự duỗi mạch, sự kết hợp
trên các gốc của phân tử naphthalene và cuối cùng là sự đóng vòng và sự khử
hydrogene.
Hình 1.3. Sự tạo thành các hợp chất PAHs có nhiều vòng thơm từ
naphthalene
1.3.2.2. Đối với các sản phẩm chiên
Đối với các thực phẩm chế biến trực tiếp trên ngọn lửa ở nhiệt độ cao:
PAHs được tạo thành do sự nhiệt phân chất béo và các chất hữu cơ khác trong

23. 13
thực phẩm. Phản ứng nhiệt phân chất béo diễn ra ở nhiệt độ cao trên 200o
C và
xảy ra mạnh ở khoảng nhiệt độ 500 – 900o
C đặc biệt là trên 700o
C. Khi nhiệt
độ càng cao, PAHs tạo ra càng nhiều. Sự nhiệt phân các chất hữu cơ khác như
protein và carbohydrate cũng liên quan đến sự tạo PAHs nhưng nguyên nhân
chủ yếu là sự nhiệt phân chất béo ở điều kiện thiếu oxy [33]. Khi thực phẩm
tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt, sự nhiệt phân chất béo diễn ra, chất béo
nóng chảy sẽ nhỏ giọt xuống nguồn nhiệt tạo ra PAHs, PAHs sinh ra sẽ theo
khói và được hấp phụ trên bề mặt sản phẩm.
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs TRÊN THẾ GIỚI
Trên thế giới, hàng loạt các công trình nghiên cứu về PAHs đã được
các nhà khoa học quan tâm. PAHs được tìm thấy ở nhiều môi trường khác
nhau như môi trường không khí, đất, nước. Chúng hấp phụ vào các hạt bụi
hoặc hạt rắn trong đất hoặc trầm tích và xâm nhập vào thực phẩm.
Tại Khoa độc chất, trường đại học dược Sungkyunkwan University,
Suwon, Gyeonggi-do, Republic of Korea đã thực hiện chương trình đánh giá
nguy cơ của B(a)P vào năm 2007 tại Hàn quốc. Kết quả phân tích một số loại
thực phẩm như snack, khoai tây chiên, thịt, ngũ cốc… được dùng để ước
lượng lượng B(a)P ăn vào hàng ngày và đánh giá mối liên quan của chất này
với bệnh ung thư ở Hàn Quốc. Hàm lượng B(a)P phát hiện cao nhất ở gà rán
(5,25- 5,55 µg/kg), bò hun khói (5,47 µg/kg) so với lượng tương đối thấp ở
dầu mè (0,36 µg/kg), đậu phộng (0,44 µg/kg). Lượng B(a)P trong các loại
thực phẩm không có thịt tương đối thấp nhưng trong khoai tây chiên lại lên
đến 4,06 µg/kg. Gà rán là nguồn cung cấp B(a)P hàng ngày cao nhất (70,09
ng/người/ngày) và thấp nhất là dầu tía tô (0,05 ng/người/ngày). Tổng lượng
ăn vào hàng ngày trung bình từ các nguồn thức ăn là 124,55 ng/người/ngày.
[34].
Khoa kỹ thuật sinh học, Viện nghiên cứu Khoa học Kuwait (Institute
for Scientific Research), 13109 Safat, Kuwait đã thực hiện một chương trình
đánh giá nguy cơ phơi nhiễm PAHs và B(a)P trong các loại dầu mỡ thực
phẩm tại nước này. 115 mẫu dầu oliu (dầu oliu tinh khiết, dầu oliu nguyên
chất, dầu oliu, dầu oliu pomace, và dầu oliu trộn), dầu ăn (dầu hạt ngô, dầu

24. 14
hướng dương, dầu mè, dầu cọ, dầu đậu nành, dầu hạt cải, dầu lạc và dầu thực
vật) và các loại mỡ (bơ và margarine) được lấy từ các điểm bán lẻ trong
Kuwait. Kết quả phân tích cho thấy B(a)P được phát hiện trong 43% các mẫu,
B(a)A 37% và Chy 45%. Khoảng 20% các mẫu dầu và 9% các loại mỡ bơ có
hàm lượng B(a)P cao hơn giới hạn cho phép của EU. Từ các dữ liệu này các
nhà khoa học đã tính toán lượng phơi nhiễm B(a)P và 8 loại PAHs có khả
năng gây ung thư từ dầu mỡ thực phẩm của nước này là 196 ng/ ngày/người
[35].
Các nhà khoa học Đan Mạch cũng có công trình nghiên cứu về hợp
chất PAHs trong các mẫu trà và cà phê. Họ đã tiến hành nghiên cứu 18 mẫu
trà và 13 mẫu cà phê từ các thương hiệu khác nhau. Kết quả cho thấy: tất cả
các mẫu trà và cà phê đều chứa PAHs, đặc biệt là B(a)P. Các mẫu trà đen có
hàm lượng B(a)P dao động từ 0,30 – 32 µg/kg, cao hơn so với các loại trà
thảo dược, các PAHs khác dao động từ 2,8 -115 µg/kg. Kết quả này hoàn toàn
tương đồng với kết quả của trà đen được báo cáo trong các tài liệu nghiên
cứu, với khoảng từ 0,8 -71 µg/kg đối với B(a)P và từ 8,6 – 620 µg/kg đối với
PAHs khác [36]. Đối với các mẫu thịt nướng [33], các nhà nghiên cứu Đan
Mạch đã chỉ ra rằng, hầu hết các loại thịt nướng đều có chứa PAHs và cao
hơn nhiều so với các mẫu thịt luộc. Từ đó đưa ra khuyến cáo rằng nếu người
tiêu dùng sử dụng thịt nướng thường xuyên sẽ là mối lo ngại về sức khỏe. Kết
quả nghiên cứu cũng lưu ý rằng hầu hết người tiêu dùng hàng ngày đều tiếp
xúc với PAHs từ nhiều nguồn khác nhau (ví dụ như ngũ cốc, hoa quả và rau
quả, các sản phẩm hun khói và chất béo). Do đó để xác định nguyên nhân,
ảnh hưởng của PAHs trong các mẫu thịt nướng đến sức khỏe con người cần
phải xem xét cả các yếu tố đó.
Ngoài ra, trên thế giới cũng có nhiều công trình nghiên cứu về các hợp
chất PAHs trong các môi trường đất, nước và không khí, là những môi trường
gián tiếp đưa PAHs vào thực phẩm, cụ thể như sau:
+ Phát thải khí quyển và lắng đọng PAHs.
Trong môi trường không khí cũng có một lượng đáng kể các PAHs. Tại
Đức, những vùng bị ô nhiễm ở mức thông thường có nồng độ B(a)P trung

25. 15
bình dao động từ 2– 5 ng/m3
[9]. Tại những vùng bị ô nhiễm nặng thì lượng
này là 5 – 12 ng/m3
. Những khu vực gần nguồn giao thông, sử dụng nhiên liệu
là than đá, hay khu vực công nghiệp, nồng độ B(a)P trung bình là 4– 69
ng/m3
. Có nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy thành phố ở Mexico là một
trong số những thành phố có tổng nồng độ PAHs lớn nhất trên thế giới. Tổng
nồng độ PAHs trên pha bụi trong không khí trên lòng đường tại Mexico có
thể lên đến 50 – 910 ng/m3
[9]. Nghiên cứu tại Bắc Kinh (Trung Quốc) đã xác
định sự biến đổi nồng độ PAHs trên pha bụi theo các mùa trong năm. Theo
nghiên cứu nồng độ PAHs trên pha bụi tại đây nằm trong khoảng 28,53 –
362,15 ng/m3
và biến đổi phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường không
khí. Nồng độ PAHs trong mùa đông (trung bình là 362,15 ng/m3
) cao hơn
trong mùa xuân và mùa hè (trung bình lần lượt là 77,98 ng/m3
và 28,53
ng/m3
). Ngoài ra nghiên cứu còn cho thấy nồng độ PAHs trong những ngày
có tuyết hoặc mưa rơi giảm đáng kể so với những ngày khác trong cùng một
tháng. Kết quả nghiên cứu ở thủ đô Delhi (thuộc Ấn Độ) cũng cho thấy nồng
độ PAHs trên pha bụi trong mùa đông cao hơn rõ rệt so với mùa hè [37], [38].
+ PAHs trong nước
Trong môi trường nước, PAHs thường có trong nước thải từ các ngành
công nghiệp hóa chất và dầu khí hoặc do hiện tượng tràn dầu hoặc sự cố rò rỉ
các sản phẩm dầu khí. Người ta ước tính hàng năm có khoảng 2,3.105
tấn các
hợp chất này đã xâm nhập vào các hệ sinh thái dưới nước. Đặc biệt, với hệ
sinh thái bị ô nhiễm PAHs vùng ven biển thường có nguồn gốc từ phế thải và
công nghiệp hoá dầu, công nghiệp khai thác và chế biến dầu mỏ, nước thải
công nghiệp và sinh hoạt, cháy rừng và cháy đồng cỏ [39]. Người ta đã định
lượng được nồng độ B(a)P trong nước uống là 0,002 đến 0,024 µg/L. Trong
90 mẫu nước kiểm tra ở Mỹ cho thấy có 6 PAHs có nồng độ 0,001 đến 0,01
µg/L, 1% mẫu nước kiểm tra cho thấy nồng độ trung bình lớn hơn 0,1 µg/L
[40]. Trong một nghiên cứu được thực hiện ở Thiên Tân, Trung Quốc phát
hiện thấy 0,15 – 0,34 µg/l naphthalene trong nước thải sử dụng để tưới cho
cây trồng trong vòng 3 năm thì thấy lượng PAHs, cụ thể là lượng naphthalene

26. 16
tích lũy trong gạo, lúa mạch và rau diếp cá lần lượt là 0,8-1,32; 1,04 - 1,16;
0,80-1,09 µg/kg [41].
+ PAHs trong trầm tích
Nhiều công trình nghiên cứu còn cho thấy sự có mặt của PAHs trong
các mẫu trầm tích với hàm lượng đáng kể. Một số nơi có mức độ ô nhiễm
PAHs rất cao: nồng độ các PAHs ở vịnh Boston (Mỹ) có thể lên tới 100.000
ng/g [40]. Nguyên nhân chủ yếu là do môi trường biển, hầu hết các hợp chất
PAHs hoà tan kém đã dẫn đến việc tích luỹ chúng trong các lớp trầm tích.
Người ta còn tìm thấy các hydrocacbon thơm đa nhân nhiều trong đất bề mặt.
Nồng độ của PAHs trong đất rừng dao động từ 5 – 100 ng/g, mà nguồn chủ
yếu là từ xác thực vật do quá trình cháy hay hấp phụ PAHs từ không khí. Với
đất nông nghiệp mức độ ô nhiễm PAHs từ 10 – 100 ng/g chủ yếu do mưa làm
ngưng tụ các hợp chất PAHs từ khí quyển và đi vào đất. Nếu tính cho cả đất
rừng và đất nông nghiệp, lượng ô nhiễm trung bình là 1000 ng/g [42].
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PAHs Ở VIỆT NAM
Có thể nói, chưa bao giờ ở Việt Nam vấn đề ô nhiễm trong thực phẩm
lại trở nên nhức nhối đến thế. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về sự tồn
lưu và tình trạng ô nhiễm của các hợp chất thơm đa vòng PAHs trong môi
trường. Trong môi trường thực phẩm, theo tác giả Lê Hồng Dũng và cộng sự
tại Viện dinh dưỡng đã có đề tài nghiên cứu về đánh giá mức độ ô nhiễm các
chất gây ung thư nhóm hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) trong thực phẩm ở
Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh [43]. Kết quả cho thấy hầu hết các mẫu
thực phẩm chế biến bằng nướng, rán, quay đều bị ô nhiễm các chất PAHs,
trong đó có B(a)P. Các mẫu thực phẩm có hàm lượng B(a)P >5 ng/g (giới hạn
quy định của EU) gồm chả cá, bánh rán mặn, bánh chưng rán, đậu phụ rán,
thịt xiên nướng, nem rán, chân gà nướng, thịt nướng chả, gà nướng và bánh
quẩy, trong đó thịt nướng chả và bánh quẩy chứa nhiều B(a)P nhất, với hàm
lượng tương ứng là 14,0 ng/g và 9,4 ng/g. Các số liệu này bước đầu sẽ góp
phần đánh giá mức độ ô nhiễm các chất độc hại PAHs cho các nghiên cứu
phơi nhiễm và đánh giá nguy cơ tiếp theo, góp phần bảo vế sức khỏe cộng
đồng.

27. 17
Tác giả Trần Cao Sơn và các cộng sự [44] của Viện kiểm nghiệm an
toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã có bài nghiên cứu phân tích 16 PAHs
trong 6 mẫu thịt tươi (3 mẫu thịt bò, 3 mẫu thịt lợn) và 24 mẫu thịt đã chế
biến (gồm 8 mẫu thịt quay, 8 mẫu thịt xiên và 8 mẫu thịt hun khói) các mẫu
đang lưu hành trên địa bàn Hà Nội và Thái Bình trong tháng 7/2015, 8/2015.
Kết quả cho thấy, trên 6 mẫu thịt tươi đều không phát hiện có PAHs. Trong
24 mẫu sản phẩm thịt đã chế biến, có tới 22 mẫu phát hiện thấy có PAHs,
trong đó có 8 mẫu có tổng lượng PAHs vượt quá mức giới hạn cho phép,
(đáng chú ý có 6 mẫu là thịt xiên (75%) và 2 mẫu thịt quay (25%)). Đối với
hợp chất B(a)P, chỉ có 4 mẫu (đều là mẫu thịt xiên, 2 mẫu ở Hà Nội, 2 mẫu ở
Thái Bình) phát hiện thấy có B(a)P, tuy nhiên hàm lượng xác định được đều
dưới mức cho phép của EC (5 µg/kg), 4 mẫu này đồng thời cũng đều có tổng
lượng PAHs vượt quá giới hạn cho phép của EC.
Ngoài ô nhiễm trong môi trường thực phẩm, còn có nhiều công trình
nghiên cứu đến sự ô nhiễm của PAHs đến các môi trường khác như: môi
trường nước, trầm tích, môi trường không khí - là những môi trường gián tiếp
đưa PAHs vào thực phẩm và gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người.Trong
trầm tích, theo tác giả Phạm Thị Kha (2013) cho thấy các mẫu trầm tích được
thu tại 6 trạm quan trắc ven biển phía Bắc Việt Nam trong mùa khô (tháng 4)
và mùa mưa (tháng 8) năm 2012. Kết quả phân tích hàm lượng của 8 PAHs
cho thấy: tổng PAHs trong trầm tích dao động từ 69,56 - 183,88 µg/kg khô,
cao nhất tại trạm Cửa Lò và thấp nhất tại trạm Trà Cổ. Các hợp chất PAHs
đều nằm trong giới hạn cho phép, trừ hàm lượng phenanthrene vượt giới hạn
cho phép theo ISQG (interim sediment quality guideline – quy định tạm thời
về chất lượng trầm tích) 2002 Canada từ 1,02 - 2,66 lần. Hàm lượng PAHs
vào mùa khô cao hơn mùa mưa từ 1,1 - 1,9 lần. Phân bố theo cấu trúc, chủ
yếu là các PAHs chứa 3 vòng (phenanthrene), chiếm từ 40,8 - 90,3% tổng
PAHs. Bước đầu đưa ra nhận định về nguồn gốc các PAHs trong trầm tích
khu vực ven biển phía Bắc Việt Nam là từ quá trình đốt cháy [42]. Trong môi
trường không khí, theo tác giả Vũ Đức Toàn (2010) cho thấy ô nhiễm PAHs
trong không khí tại Hà Nội đã ở mức độ cao. Nồng độ cực đại của 28 PAHs
trong các mẫu bụi và mẫu khí năm 2007 lần lượt là 290 và 1300 ng/m3
. PAHs

28. 18
phân bố ở phạm vi rộng với hàm lượng đáng kể của một số PAHs có khả năng
gây ung thư cao. Nguồn thải PAHs chủ yếu là từ khói thải của các động cơ sử
dụng nhiên liệu không có bộ xử lí khí thải [45]. Trong môi trường nước: Tại
Việt Nam ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp đã trở nên phổ biến, các
khu công nghiệp với nhiều loại hình sản xuất đa dạng của các nhà máy (sản
xuất sơn, cơ khí, nhôm thép, thực phẩm, in....) có thể phát sinh PAHs trong
quá trình sản xuất. Tuy hiện nay vẫn chưa có công bố chính thức về sự có mặt
của PAHs trong nước thải ở các khu công nghiệp ở Việt Nam nhưng khả năng
nghiêm trọng là rõ ràng. Theo tác giả Dương Thanh Nghị và cộng sự (2009),
kết quả phân tích mẫu nước tại vịnh Hạ Long cho thấy nhóm chất ô nhiễm
PAHs xuất hiện trong cả ở mùa khô và mùa mưa . Nồng độ PAHs dao động
trong khoảng từ 0,56 µg/L – 23,06 µg/L, giá trị trung bình cho toàn vùng là
7,17 µg/L. So sánh với tiêu chuẩn chất lượng môi trường Canada, tổng PAHs
trong nước là 5,8 µg/L thì nồng độ tổng PAHs trong nước Hạ Long đã vượt
0,81 lần [46].
1.6. GIỚI HẠN CHO PHÉP VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
PAHs TRONG THỰC PHẨM
1.6.1. Giới hạn cho phép PAHs trong thực phẩm
Việc thiết lập một quy định thống nhất về mức giới hạn và phương
pháp xác định PAHs ở châu Âu đã trở thành một vấn đề ưu tiên sau năm
2001, khi một loạt dầu ô liu bị nhiễm PAHs cao được phát hiện ở Cộng Hòa
Séc. Ngay sau phát hiện này, Tây Ban Nha, Ý, Hy Lạp và Thụy Điển đã quy
định giới hạn cho phép của tổng 8 PAHs có khối lượng phân tử lớn (bao gồm
B(a)P, BDA, B(a)A, B(e)P, B(b)F, B(k)F, IP và B(ghi)P) là 5,0 mg/kg. Tại
Đức đã quy định giới hạn trong dầu ăn và chất béo lần lượt là 5,0 mg/kg cho
PAHs nặng và 25,0 mg/kg cho tổng của 16 PAHs tiêu biểu được quy định bởi
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA). Trong khi đó, Canada quy định
giới hạn ở mức 3,0 mg/kg cho tổng của PAHs nặng (B(a)P, BDA, B(a)A,
B(b)F, B(k)F, IP, Chy và B(ghi)P).
Năm 2005, mức giới hạn cho phép của B(a)P đã được quy định cho
một số loại thực phẩm nhất định. Đến năm 2006, mức giới hạn này đã được

29. 19
áp dụng trong quy định Châu Âu EC số 1881/2006, về việc thiết lập mức giới
hạn đối với một số chất gây nguy hiểm trong thực phẩm [47]. Theo một báo
cáo của Châu Âu về khảo sát PAHs trong một số loại thực phẩm nhất định, cụ
thể trong tổng số 9714 mẫu chia thành 33 loại thực phẩm đã được đánh giá
bởi Cơ quan an toàn thực phẩm Châu Âu (European Food Safety Authority -
EFSA) về chất ô nhiễm trong chuỗi thực phẩm. Bảng điều tra kết luận rằng,
không chỉ riêng B(a)P là một chỉ số đánh giá sự ô nhiễm của PAHs trong thực
phẩm, và kết luận rằng tổng của 4 hợp chất PAHs (PAH4) là B(a)P, Chy,
B(a)A và B(b)P là chỉ số phù hợp hơn đánh giá tác động của PAHs đến sức
khỏa con người [48]. Bên cạnh mức tối đa cho B(a)P, mức tối đa cho tổng 4
PAHs cũng được áp dụng trong việc sửa đổi, bổ sung quy định của Châu Âu
EC số 1881/2006 sang quy định EU số 835/2011 và có hiệu lực từ
01/09/2012; thay đổi các giới hạn mới áp dụng cho cả B(a)P và tổng của bốn
PAHs (PAH4). Các thực phẩm không được áp dụng trong quy định trước đây
cũng đã được thêm vào; cụ thể là hạt cacao và các sản phẩm, dầu dừa. Các
mức giới hạn mới được áp dụng của Quy định EU 835/2011 được thể hiện
trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Quy định EU số 835/2011 cho B(a)P và PAH4 trong thực phẩm [49]
Loại sản phẩm
Giới hạn tối đa cho phép
(µg/kg)
Benzo(a)pyren PAH4
Các loại thực phẩm ngũ cốc chế biến dành cho
trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ
1 1
Sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh 1 1
Thực phẩm dùng cho mục đích y tế đặc biệt,
dành riêng cho trẻ sơ sinh
2 10
Dầu và chất béo dành cho tiêu dùng trực tiếp
hoặc sử dụng như là thành phần trong thực
phẩm
2 10
Dầu dừa cho tiêu dùng trực tiếp hoặc sử dụng
như là thành phần trong thực phẩm
2 20
Hạt ca cao và các sản phẩm ca cao 5 30

30. 20
1.6.2. Một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm
Quá trình phân tích PAHs gồm các bước sau: quá trình xà phòng hóa,
có thể kết hợp hoặc thay thế bằng quá trình trích ly bằng dung môi hòa tan,
sau đó là quá trình tinh sạch bằng cột với chất mang rắn SPE hoặc cột sắc ký
áp suất thấp (chất nhồi cột là alumina, silicagel, Sephadex LH – 20) hoặc quá
trình phân lớp lỏng - lỏng, cuối cùng là phương pháp phân tách và định lượng
bằng phương pháp sắc ký lỏng hoặc sắc ký khí. Quá trình phân tích PAHs gặp
những khó khăn chủ yếu sau: Khó khăn trong quá trình tách PAHs vì PAHs
tồn tại lượng rất nhỏ trong thực phẩm và kết quả thường bị nhiễu do lipid và
các tạp chất cũng hòa tan trong các dung môi dùng trích ly PAHs; khó khăn
trong quá trình định lượng vì PAHs không tồn tại dạng đơn chất mà là một
hỗn hợp nhiều chất phức tạp có cấu tạo tương tự nhau phụ thuộc vào loại thực
phẩm [50]. Do đó, quá trình phân tích PAHs đòi hỏi thiết bị có độ nhạy và độ
chọn lọc cao. Để kiểm soát hiệu suất thu hồi mẫu và lượng mẫu thất thoát
trong suốt quá trình xử lý mẫu người ta bổ sung chất nội chuẩn trong quá
trình xử lý mẫu. Một số chất nội chuẩn thường được sử dụng như: [13
C3-
pyrene (m/z 205), 13
C6- fluoranthene (m/z 208), fluoranthene and pyrene (m/z
202; 101)]. Yêu cầu đối với chất nội chuẩn là có tính chất vật lý, tính chất hóa
học giống như các hợp chất PAHs chuẩn.
1.6.2.1. Phương pháp xử lý mẫu
a. Phương pháp chiết lỏng - lỏng (LLE)
Nguyên tắc chiết lỏng - lỏng là sự phân bố của chất phân tích vào hai
pha lỏng (dung môi) không trộn lẫn vào nhau (trong hai dung môi này có một
dung môi chứa chất phân tích) để trong một dụng cụ chiết như phễu chiết,
Cá trích cơm xông khói và Cá trích cơm xông
khói đóng hộp
5 30
Động vật thân mềm hai mảnh vỏ (tươi, ướp
lạnh hoặc đông lạnh)
5 30
Thịt và sản phẩm nướng 6 35
Động vật thân mềm hai mảnh vỏ (hun khói) 5 35
Cá hun khói, thịt và sản phẩm thịt hun khói 5 30

31. 21
bình chiết. Kỹ thuật này được ứng dụng cho các chất vô cơ (cation và anion),
các ion kim loại nặng độc hại và cả các chất hữu cơ, như các hoá chất bảo vệ
thực vật, các vitamin, các hợp chất PBCs, PAH, phenol,… trong các mẫu
nước, môi trường, rau củ và thực phẩm. Có thể tiến hành tách chiết dung môi
với các thiết bị hỗ trợ như chiết bằng hệ chiết Soxhlet, chiết siêu âm hoặc có
thể kết hợp đồng thời các hệ thống chiết tách nêu trên.
Kỹ thuật chiết ASE (Accelerated Solvent Extraction) là các kỹ thuật
chiết lỏng – lỏng dựa trên sự phân bố lại giữa chất tan trong nền mẫu và dung
môi chiết tách thích hợp, ở đây để xúc tiến quá trình chiết điều chỉnh nhiệt độ
và áp suất thích hợp. Kỹ thuật ASE đã được tìm thấy có thể so sánh và thậm
chí còn tốt hơn phương pháp Soxhlet, khi giảm đáng kể trong thời gian xử lý
mẫu (20 phút) và lượng dung môi tiêu tốn (20-30 mL). Chiết lỏng - lỏng có
thể nói là một phương pháp chiết với nhiều ưu điểm. Đây là một phương pháp
tách truyền thống, có thể ứng dụng cho nhiều đối tượng mẫu với hệ số tách
cao > 90%. Tuy nhiên chiết pha lỏng dùng một lượng dung môi đủ lớn để
chiết một lượng mẫu có thể phân tích được bằng sắc ký. Hệ số làm giàu thấp
hơn chiết pha rắn. Có hiện tượng tạo nhũ tương, ảnh hưởng đến sự phân bố
của chất phân tích trong các dung môi chiết [51].
b. Phương pháp chiết pha rắn (SPE)
Nguyên tắc của quá trình chiết pha rắn là các mẫu ở dạng lỏng, còn các
chất chiết ở dạng rắn, hạt nhỏ và xốp (có đường kính từ 5-10 µm). Chất chiết
được gọi là pha tĩnh và được nhồi vào một cột sắc ký nhỏ (kích thước 10×1
cm hay dung lượng 5-10 mL) các hạt chất chiết có độ xốp lớn với diện tích bề
mặt thường 50-100 m2
/g. Khi xử lý mẫu dung dịch chứa chất mẫu đi qua lên
pha rắn trong các cột sắc ký. Lúc này pha tĩnh sẽ tương tác với các chất mẫu
và giữ lại một ít nhóm chất phân tích trên cột (pha tĩnh). Còn các nhóm khác
sẽ đi ra khỏi cột cùng với dung môi hoà tan mẫu. Như thế ta sẽ thu được
nhóm chất phân tích tồn tại trên pha tĩnh. Sau đó dùng dung môi thích hợp
hòa tan tốt các chất phân tích để rửa giải chúng ra khỏi pha tĩnh và thu được
dung dịch có chất phân tích để xác định nó.

32. 22
Về nguyên tắc và thao tác, kỹ thuật SPE (Solid Phase Extraction) giống
với kỹ thuật LLE nhưng về mặt hiệu quả và ứng dụng thì kỹ thuật SPE có
nhiều ưu điểm nổi bật hơn như thao tác nhanh, lượng dung môi sử dụng ít,
điều kiện tách đơn giản, hệ số làm giàu cao và dễ tự động hoá: Mẫu phân tích
được cho chảy qua cột với tốc độ thích hợp (điều khiển bằng máy hút chân
không hoặc bơm nhu động). Chất phân tích được giữ lại trên cột và được rửa
giải bằng dung dịch thích hợp. Tất cả quá trình này có thể tự động hóa một
cách dễ dàng. Mặc dù LLE cũng có vài khâu có thể tự động hóa nhưng nhìn
chung các thao tác phức tạp hơn nhiều.
Trước những năm 2000, kỹ thuật SPE được ứng dụng chủ yếu cho lĩnh
vực phân tích các hợp chất hữu cơ. Trong đó, kỹ thuật SPE được sử dụng để
tách và làm giàu dư lượng thuốc trừ sâu, các chất hoạt động bề mặt, các
hydrocarbon thơm mạch vòng khó phân huỷ (PAHs),… trong các loại mẫu
nước.
c. Kỹ thuật chiết PAHs ra khỏi nền mẫu bằng chiết pha rắn SPE
Kỹ thuật chiết với chất lỏng siêu tới hạn SFE (Supercritical fluid extraction)
Lựa chọn pha tĩnh thích hợp (thường là Florisil) để hấp phụ chất phân
tích, sau đó dùng dung môi giải hấp là CO2 siêu tới hạn. Gomaa và cộng sự
[24] xà phòng hoá SFA với MeOH – KOH trong 3 giờ và sau đó tách PAHs
bằng cyclohexane. Laffon Lage và cộng sự [52] được sử dụng các kỹ thuật
SFE vào cột C18 để tách PAHs và so sánh kỹ thuật SFE này với kỹ thuật SPE
khi các chất đã được pha trộn với nhôm, trong cả hai trường hợp, độ thu hồi
benzo (a) pyrene là 91%.
Kỹ thuật vi chiết pha rắn SPME (soild- phase microetraction)
Dựa trên cơ chế hấp thụ của các chất hữu cơ cần phân tích từ pha nước
hoặc pha khí lên sợi silica được phủ các chất hấp phụ thích hợp PDMS/DVB
(divinyl bezen), polymethylsiloxane, polyacrylate. Các hợp chất bám trên sợi
silica sẽ được giải hấp trực tiếp vào buồng hoá hơi của thiết bị sắc ký. Kỹ
thuật này hiện nay được áp dụng nhiều vì tiến hành nhanh, không dùng dung
môi như chiết LLE, chiết pha rắn thông thường, loại trừ được ảnh hưởng của

33. 23
nền mẫu và thích hợp phân tích các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như PAHs,
hay phân tích các mẫu sinh học. Năm 2009, Akpambang tại Đại học Công
nghệ Fedaral, Nigieria cùng các cộng sự của ông đã xà phòng hóa và kết hợp
với chiết pha rắn để tách các chất PAHs ra khỏi mẫu cá và thịt nướng, dùng
hexan để rửa giải [53]. Kết quả cho thấy, cá và thịt nướng theo cách truyền
thống ở chợ Nigieria bị nhiễm B(a)P nặng. Bằng cách làm với mẫu trắng,
cách chiết này cho độ thu hồi PAHs cao, khoảng 78-108 %. Nghiên cứu cũng
chỉ ra rằng, phương pháp nướng sử dụng than củi giúp giảm lượng PAHs
trong thực phẩm xuống dưới mức 2 mg/kg hơn là nướng bằng phương pháp
truyền thống.
Phương pháp chiết QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)
Nếu các phương pháp chiết thông thường (chiết pha rắn, chiết lỏng,
chiết Soxhlet) đòi hỏi cao về lao động, thời gian, dung môi, thiết bị phân tích
và dựa vào việc sử dụng các chiết xuất dung môi clo thì phương pháp chiết
QuEChERS (Quick- nhanh, Easy - dễ dàng, Cheap - rẻ, Effective - hiệu quả,
Rugged- bền vững và Safe - an toàn) có nhiều ưu điểm hơn hẳn.
Nguyên tắc: Phương pháp chiết QuEChERS dựa trên chiết một lần bằng
acetonitril đã được đệm hoá và tách nước có trong mẫu bằng phân bố lỏng -
lỏng nhờ muối MgSO4. Quá trình làm sạch bằng chiết pha rắn phân tán (d-
SPE) được dùng để loại các acid hữu cơ, nước còn dư và các tạp chất khác nhờ
phối hợp chất hấp phụ amin bậc một và MgSO4; dịch chiết được tách ra bằng
kỹ thuật sắc ký lỏng (LC) hoặc sắc ký khí (GC) và phân tích bằng kỹ thuật khối
phổ (MS). Với các chất có nhiều chất béo, độ thu hồi của nhiều PAHs bị giảm
khi hàm lượng chất béo tăng, do đó cần thêm chất phụ gia C18 có vai trò đáng
kể với các mẫu nhiều chất béo. Bảng 1.5 so sánh ưu - nhược điểm của phương
pháp QuEChERS với phương pháp truyền thống.

34. 24
Bảng 1.5. So sánh QuEChERS với phương pháp truyền thống
Phương pháp truyền thống Phương pháp QuEChERS
Xay trộn Lắc
Thể tích dung môi lớn Thể tích dung môi nhỏ
Nhiều bước chiết Chỉ một giai đoạn
Lấy toàn bộ thể tích Lấy một phần
Nhiều dụng cụ thuỷ tinh Dùng ống ly tâm
Cô cạn và làm giàu mẫu Tiêm thể tích lớn
Làm sạch bằng chiết pha rắn SPE Làm sạch bằng d-SPE
Sắc ký lỏng khối phổ hai lần (LC-MS/MS) và sắc ký khí khối phổ hai
lần (GC-MS/MS) là những phương tiện hữu hiệu để phối hợp với
QuEChERS. Tuy nhiên, vẫn hoàn toàn có thể phối hợp QuEChERS với LC,
GC sử dụng các detector khác. Tuy nhiên vì có acetonitrile trong dịch chiết,
phương pháp này không thể sử dụng cho GC – NPD hoặc các detector bị ảnh
hưởng bởi lượng nitơ trong phân tử. Ngoài ra cũng có thể sử dụng EtOAc
thay vì MeCN để phù hợp với các thiết bị này. Ngày nay phương pháp
QuEChERS đã được triển khai trên nhiều đối tượng khác nhau như đa dư
lượng thuốc thú y, acryamids, PAHs…[54]
Năm 2011, Smoker và các cộng sự của ông đã sử dụng phương pháp
QuEChERS phân tích PAHs trên nền mẫu tôm sử dụng phương pháp LC-
MS/MS- APPI. Ước tính giới hạn phát hiện 20 µg/kg cho B(a)P [55]. Wu và
cộng sự đã sử dụng kỹ thuật chiết QuEChERS khi xác định PAHs trong hải
sản, đạt hiệu suất thu hồi cao từ 70-120 % [56]. Stenerson và cộng sự, khi xác
định PAHs trong Humberger nướng đã dùng kỹ thuật chiết QuEChERS, nghiên
cứu đã thí nghiệm trên 4 chất hấp phụ, trong đó sử dụng chất hấp phụ là Z-Sep-
zirconia phủ lớp silica cho hiệu quả thu hồi cao nhất [57].
1.6.2.2. Phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm
Cho đến nay hai phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong phân tích
định tính và định lượng PAHs trong thực phẩm là phương pháp sắc ký lỏng
cao áp (HPLC) và sắc ký khí (GC).

35. 25
a. Các loại detecter sử dụng trong phân tích PAHs
Đối với hệ thống sắc ký lỏng cao áp (HPLC) loại detecter thường được
dùng nhiều nhất là detecter huỳnh quang và detecter UV. Với detecter UV ở
bước sóng 254 nm có thể phân tích được cả 16 loại PAHs trong khi đó thì
detecter huỳnh quang phải tiến hành phân tích ở 7 bước sóng khác nhau mới
phân tích được 16 loại PAHs, tuy nhiên so với detecter UV thì detecter huỳnh
quang có khả năng phân tích PAHs ở nồng độ thấp hơn nên nó vẫn được sử
dụng rộng rãi hơn [51].
Ở hệ thống sắc ký khí (GC) để đạt hiệu suất phân tích cao thường sử
dụng các cột mao dẫn và các loại detecter thường được dùng nhiều nhất là
detecter ion hóa bằng ngọn lửa (FID), detecter ion hóa bằng ánh sáng (PID),
detecter khối phổ bẫy ion (ITD) hoặc kết hợp sắc ký khí với khối phổ (GC –
MS, GC-MS/MS). Trong đó phương pháp GC – MS được sử dụng nhiều nhất
vì khả năng phân tích và độ nhạy cao, và có thể thêm phần định danh các
PAHs ở trong mẫu.
b. Nguyên tắc định lượng
Đối với hệ thống sắc ký lỏng cao áp: PAHs trong mẫu được định tính
bằng cách so sánh thời gian lưu trong cột và phổ hấp thu của hợp chất chưa biết
với thời gian lưu trong cột và phổ hấp thu của hợp chất PAHs tiêu chuẩn và
bằng phương pháp thêm mẫu đối chứng (hợp chất PAHs tiêu chuẩn). Việc định
lượng PAHs được thực hiện bằng phương pháp nội chuẩn (hoặc ngoại chuẩn).
Đối với hệ thống sắc ký khí: PAHs trong mẫu được định tính bằng cách
so sánh thời gian lưu trong cột của hợp chất chưa biết với thời gian lưu trong
cột của hợp chất PAHs tiêu chuẩn trên sắc phổ ion ghi được và bằng cách so
sánh khối phổ của hợp chất chưa biết với hợp chất PAHs tiêu chuẩn. Việc
định lượng PAHs được thực hiện bằng phương pháp đường chuẩn, một số
nồng độ nhất định của các chất PAHs chuẩn từ 0,5 µg/L đến 20 mg/L được
bơm vào hệ thống sắc ký. Mỗi điểm chuẩn ứng với một diện tích pic tương
ứng, từ đó tính ra phương trình hồi quy và hệ số tương quan (R2
) của phương
trình [50].

36. 26
Bảng 1.6. Tóm tắt một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm
Tên thực
phẩm
Phương
pháp xử lý
mẫu
Kỹ thuật phân tích
Giới hạn
phát hiện
(LOD)
Hiệu suất
thu hồi
(%)
Thịt xông
khói, thịt
nướng (đùi
gà xông
khói) [50]
Phương
pháp trích ly
Soxhlet.
GC – MS sử dụng detecter ITD.
Chương trình nhiệt độ: nhiệt độ
dụng cụ trích mẫu: 280 o
C, cột
sắc ký: 70 o
C trong 1 phút, nâng
lên 150 o
C tốc độ 10 o
C/phút và
280 o
C tốc độ 4 o
C/phút, giữ 14
phút.
5,0 - 50 pg 72,6 –
96,8
HPLC: detecter Jasco UV – VIS
970/975.
HPLC detecter huỳnh quang
Jasco 821 – FP.
0,03 – 1,54 ng
0,5 – 6,0 pg
72,8 –
98,5
Thực phẩm
chế biến
dạng rắn
[51]
Phương
pháp trích ly
Soxhlet.
HPLC detecter huỳnh quang
LS-40 fluoro- meter (Perkin-
Elmer, Buckingham, UK)
1-14 nmol/l
(pyrene) và
4-14 nmol/l
(B(a)P).
83±20 %
(pyrene)
và 75±13
% (B(a)P)
Thực phẩm
dạng lỏng
như dầu,
mỡ,...[51]
Phương
pháp trích ly
Soxhlet.
Hệ thống sắc ký cho – nhận điện
tử (DACC: donor – acceptor
complex chromatography).
HPLC detecter fluorescence LS-
40 fluoro- meter (Perkin-Elmer,
Buckingham, UK),
1- 14 nmol/l
(pyrene) và
4- 14 nmol/l
(B(a)P).
83±20 %
(pyrene)
và 75±13
% (B(a)P)

37. 27
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Để xây dựng và thẩm định phương pháp phân tích PAHs trong thực
phẩm, chúng tôi tiến hành nghiên cứu trên hai đối tượng là mì ăn liền và trà
thành phẩm trên địa bàn thành phố Hà Nội.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Khảo sát, lựa chọn các thông số tối ưu của hệ sắc ký khí ghép nối khối
phổ GC - MS/MS để phân tích đồng thời 18 PAHs trong thực phẩm.
- Xử lý mẫu bằng phương pháp chiết QuEChERS, tối ưu quy trình xử lý mẫu
trên cơ sở phương pháp đáp ứng bề mặt RSM.
- Đánh giá phương pháp phân tích trên thiết bị GC – MS/MS:
 Xây dựng đường chuẩn.
 Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp.
 Đánh giá hiệu suất thu hồi, độ tái lặp của phương pháp.
- Áp dụng phân tích các mẫu thực phẩm: mì ăn liền, trà thành phẩm.
- Xử lý số liệu, thảo luận ý nghĩa các số liệu thu được
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Thiết bị sắc ký khí - khối phổ(GC-MS/MS)
- Hệ thống sắc ký khí - khối phổ (GC-MS/MS) của hãng Thermo, USA.
- Phần sắc ký: GC Trace 1310.
- Bộ phận bơm mẫu tự động: TriPlus RSH Autosample.
- Phần khối phổ: TSQ 8000.
- Phần mềm xử lý số liệu: TraceFinder - Thermo.
- Cột sắc ký khí DB5-MS (30 m x 0,25 mm; 0,25 µm) được sử dụng để
phân tách PAHs (Agilent, USA).

38. 28
Hình 2.1. Hệ thiết bị GC- MS/MS
2.3.2. Thiết bị, dụng cụ
- Cân phân tích HR- 120 chính xác đến 0,1 mg và 0,01 mg (Japan). Máy
ly tâm Universal 320 (Hittich) (có thể đạt 6000 vòng/phút). Bể rung siêu
âm. Máy lắc vortex. Máy thổi khô N2. Máy đồng nhất mẫu.
- Dụng cụ: Ống ly tâm 50 mL, Pipet các loại 100 L; 200 µL; 1,0 mL; 5,0
mL có thể điều chỉnh chính xác thể tích. Bình định mức các loại. Ống
nghiệm thủy tinh 10 mL. Vial thủy tinh loại 1,8 mL.
- Tất cả các dụng cụ thủy tinh đều phải được rửa sạch, tráng bằng nước
cất, sau đó tráng bằng metanol và để khô, sấy ở 1050
C trong vòng 1 giờ,
lấy ra để nguội. Trước khi sử dụng tráng n - hexan 2 - 3 lần.
2.3.3. Hóa chất, chất chuẩn
2.3.3.1. Chất chuẩn, chuẩn trung gian và dung dịch chuẩn làm việc
Các chất chuẩn hỗn hợp 18 PAHs trong dung môi acetonitrile: toluene
(92: 8) (EPA Method 8310 PAHs Mixture, Restek, Bellefonte, PA, USA) bao
gồm: acenaphthene, acenaphthylene, anthracene, benzo(a)anthracene,
benzo(a)pyrene, benzo(b)fluoranthene, benzo(g,h,i)perylene, benzo(k)
fluoranthene, chrysene, dibenz(a,h)anthracene, fluoranthene, fluorene, indeno
(1,2,3-cd)pyrene, 1- methylnaphthalene, 2- methylnaphthalene, naphthalene,

39. 29
phenanthrene, pyrene. Hai chuẩn đồng vị benzo(a)anthracence- 13
C6, benzo
(g,h,i)pyrylene- 13
C12 (Augsburg, Germany).
Dung dịch chuẩn gốc hỗn hợp 18 PAHs có nồng độ 100 mg/L.
Dung dịch chuẩn làm việc 10,0 mg/L: chuyển 10,0 mL dung dịch
chuẩn gốc hỗn hợp 18 PAHs nồng độ 100,0 mg/L vào bình định mức 100,0
mL, định mức đến vạch bằng dung môi n - hexan. Bảo quản dung dịch trong
bình kín, bọc kín bằng giấy bạc và lưu trữ trong tủ lạnh âm sâu (40
C, sử dụng
trong 6 tháng). Đường chuẩn hỗn hợp 18 PAHs được xây dựng gồm 7 điểm
chuẩn ở các mức nồng độ tăng dần, được pha loãng từ dung dịch chuẩn làm
việc bằng dung môi n - hexan.
2.3.3.2. Hóa chất sử dụng
- n-hexan (Merck)
- Acetonitril (ACN) (Merck).
- MgSO4 tinh khiết phân tích (đã được nung để loại nước) (Merck).
- NaCl tinh khiết phân tích (Merck).
- Chất hấp phụ PSA (Primary secondary amine) và Octadecylsilan (C18)
được cung cấp bởi Agilent ( Mỹ).
2.3.4. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
Để thực hiện hướng nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã thu thập 105
mẫu bao gồm 65 mẫu mì ăn liền từ các nhãn hiệu khác nhau; 40 mẫu trà thuộc
3 nhóm trà (trà xanh, trà ô long và trà đen) của các nhà sản xuất khác nhau ở
phía Bắc (tỉnh Thái Nguyên) và phía Nam (tỉnh Lâm Đồng) của Việt Nam.
Các mẫu trà và mì ăn liền được mua từ các siêu thị trên thị trường Hà Nội
năm 2018.
Bảo quản mẫu: Trước khi phân tích, các mẫu được lưu trữ theo các
khuyến nghị được đưa ra trên các gói, tức là, ở nơi khô ráo tránh ánh sáng.
Các mẫu được phân loại và ký hiệu như trong bảng 2.1. Trước khi phân tích,
mẫu được xay nhỏ để đồng nhất.

40. 30
Bảng 2.1. Các đối tượng mẫu trong nghiên cứu
Loại thực phẩm Số lượng mẫu Kí hiệu mẫu
1. Mì ăn liền
Mỳ chiên dầu 45 M1 – M45
Mỳ không chiên 20 M46 – M65
2. Trà
Trà xanh Thái Nguyên 7 GN1 – GN7
Trà xanh Lâm Đồng 7 GS1 – GS7
Trà Ôlong Thái Nguyên 5 ON1 – ON5
Trà Ôlong Lâm Đồng 5 OS1 – OS5
Trà đen Thái Nguyên 11 BN1 – BN11
Trà đen Lâm Đồng 5 BS1 – BS5
2.4. ĐỊNH LƯỢNG PAHs TRÊN NỀN MẪU THỰC PHẨM BẰNG KỸ
THUẬT GC - MS/MS
2.4.1. Xác định các thông số kỹ thuật cho hệ thống GC - MS/MS
Mỗi chất phân tích đều có độ phân cực, khả năng hóa hơi, khả năng ion
hóa, độ phân hủy nhiệt khác nhau. Việc khảo sát và tối ưu hóa các thông số
của hệ thống GC- MS/MS có ý nghĩa quan trọng, ảnh hưởng lớn đến kết quả
phân tích.
Chúng tôi tiến hành tối ưu hóa hệ thống để xác định PAHs như sau:
- Bơm hỗn hợp chuẩn PAHs 100 µg/L trên hệ thống GC – MS/MS.
- Bơm các chất chuẩn đơn 100 µg/L để định tính các PAHs dựa vào thời
gian lưu.
- Chọn ion định lượng và ion xác nhận cho từng PAHs.
- Tối ưu hóa lại ở chế độ SIM.
- Xác định tỷ lệ ion xác nhận trên ion định lượng và khoảng dao động.
2.4.2. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống GC
Việc tách những cấu tử trên cột mao quản phụ thuộc vào bản chất cấu tử,
pha tĩnh và ái lực của cấu tử với pha tĩnh. Lợi thế của MS là có thể xác nhận và

41. 31
định lượng thông qua sắc đồ khối và khối phổ, nhưng việc xác nhận và định
lượng sẽ trở nên cực kỳ khó nếu vị trí và cường độ mũi sắc ký chịu ảnh hưởng
của nền mẫu. Vì vậy, để tăng độ nhạy, độ đúng, độ chính xác của phương pháp
phân tích chúng ta phải tìm cách khử ảnh hưởng nền ngay trên GC.
Tham khảo các nghiên cứu xác định PAHs bằng phương pháp sắc ký
khí, chúng tôi tiến hành khảo sát các thông số GC để tìm ra những thông số
tối ưu nhất cho các hợp chất PAHs cần nghiên cứu. Các thông số cần khảo sát
như sau: Chương trình nhiệt độ ở 700
C (giữ trong 1 phút), tăng 100
C/phút đến
2700
C, tăng 20
C/phút đến 2800
C (giữ trong 3 phút), tăng 20
C/phút đến 3100
C
(giữ trong 1phút). Nhiệt độ buồng bơm mẫu: 3100
C. Chế độ tiêm mẫu không
chia dòng, thời gian không chia dòng: 1 phút. Khí mang Heli, tốc độ dòng 1,0
mL/phút. Nhiệt độ bộ phận kết nối sắc ký khí và khối phổ: 3100
C. Thể tích
tiêm mẫu 1 μL. Tổng thời gian phân tích là 35 phút. Kiểm tra tính phù hợp
của thông số GC thông qua sắc ký đồ của 18 PAHs.
2.4.3. Thông số kỹ thuật ban đầu cho hệ thống MS
Dựa vào trị số m/z tương ứng của ion sinh ra từ mỗi chất để nhận danh
chúng. Như vậy hai chất cùng thời gian lưu nhưng phân mảnh ion khác nhau
vẫn có thể nhận biết và định lượng được. Đầu dò khối phổ có tính chọn lọc
hơn so với các đầu dò khác trong sắc ký khí, tránh được sự nhầm lẫn khi chỉ
dựa vào thông số thời gian lưu làm yếu tố nhận danh. Trên cơ sở các nghiên
cứu về PAHs, chúng tôi lựa chọn các thông số tối ưu của đầu dò khối phổ
như sau: Nguồn ion hóa: EI 70 eV, nhiệt độ nguồn ion: 2500
C. Thời gian cắt
dung môi: 5 phút. Chế độ phân tích đa phản ứng (MRM) với các giá trị ion
mẹ, ion con và năng lượng va chạm được lựa chọn và tối ưu đối với từng
PAHs. Ion con có tín hiệu lớn và ổn định hơn được sử dụng để làm ion định
lượng, ion con còn lại được dùng để xác nhận.
2.4.4. Quy trình khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn
Dung dịch chuẩn làm việc 10,0 mg/L: chuyển 10,0 mL dung dịch
chuẩn gốc hỗn hợp 18 PAHs nồng độ 100,0 mg/L vào bình định mức 100,0
mL, định mức đến vạch bằng dung môi n - hexan. Bảo quản dung dịch trong

42. 32
bình kín, bọc kín bằng giấy bạc và lưu trữ trong tủ lạnh âm sâu (40
C, sử dụng
trong 6 tháng). Đường chuẩn hỗn hợp 18 PAHs được xây dựng gồm 7 điểm
chuẩn ở các mức nồng độ tăng dần từ 1,0; 5,0; 10,0; 20,0; 50,0; 100,0 và
200,0 µg/kg, được pha loãng từ dung dịch chuẩn làm việc bằng dung môi n -
hexan.
2.4.5. Tối ưu hóa phương pháp xử lý mẫu thực phẩm
2.4.5.1. Dự kiến quy trình xử lý mẫu
Trên cơ sở tham khảo một số quy trình xử lý mẫu theo phương pháp
chiết QuEChERS [25], [55], [59], chúng tôi dự kiến quy trình xử lý mẫu thực
phẩm để phân tích PAHs như hình 2.2. Các thông số như lượng mẫu, thể tích
dung môi, lượng muối chiết sẽ được khảo sát trong quá trình thiết kế thí
nghiệm tối ưu sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt RSM.
Hình 2.2. Quy trình dự kiến xử lý mẫu phân tích PAHs
Xay đều mẫu tới đồng nhất, cân Xg mẫu vào ống ly tâm 50 mL.
Thêm H2O, dung môi chiết, lắc trong khoảng 1 phút.
Thêm 4g MgSO4, 1g NaCl, lắc trong 3 phút, ly tâm 6000 vòng/
phút trong 5 phút.
Hút một thể tích nhất định pha hữu cơ (dịch chiết mẫu) phía
trên sang ống ly tâm 15mL (có sẵn muối để loại nước dư, chất
hấp phụ để tách chất béo và màu) lắc 3 phút, ly tâm 6000
vòng/phút trong 3 phút.
Hút một thể tích nhất định pha hữu cơ sang ống nghiệm khác,
bay hơi dung môi.
Hòa cặn bằng n-hexan, lọc qua màng polytetrafluoroetylen
(PTFE) 0,22µm. Phân tích trên GC- MS/MS.

43. 33
2.4.5.2. Lựa chọn dung môi chiết và hỗn hợp muối chiết
Về bản chất, n- hexan và diclometan là các dung môi không phân cực,
vì vậy chúng phù hợp với các đặc tính của PAHs. Tuy nhiên, hai dung môi
này không tan trong nước nên chỉ chiết xuất được PAHs trên bề mặt mẫu.
Trong nghiên cứu này, mẫu được chuẩn bị theo phương pháp QuEChERS, vì
vậy dung môi acetonitrile (ACN) đã được chọn làm dung môi chiết do có
nhiều ưu điểm hơn so với các dung môi diclometan, n-hexan....Thứ nhất,
acetonitril có thể trộn lẫn với nước nhưng lại có thể tách lớp với nước khi cho
thêm các muối như MgSO4. Thứ hai, acetonitril hạn chế hòa tan nhiều tạp
chất như lipit hoặc protein, muối nên dịch chiết sẽ ít chịu ảnh hưởng của nền
mẫu.
Muối MgSO4 khan đóng vai trò quan trong trong việc tách lớp giữa
acetonitril và nước. Thực tế sau khi ly tâm, vẫn còn một lượng nhỏ nước
trong dung môi acetonitrile (khoảng 8% xác định bằng NMR). Các nghiên
cứu cũng cho thấy việc sử dụng đồng thời MgSO4 và NaCl với tỉ lệ 4:1 cho
kết quả chiết tốt nhất [25], [55], [59]. Trên cơ sở đó, chúng tôi lựa chọn hỗn
hợp muối chiết là MgSO4 và NaCl và cố định tỉ lệ là 4:1.
2.4.5.3. Khảo sát quá trình làm sạch
Quá trình làm sạch sử dụng chiết phân tán pha rắn (d-SPE). Trong bước
này MgSO4 khan có vai trò loại nước còn dư trong dịch chiết acetonitril.
Ngoài ra một số chất hấp phụ PSA và C18 có thể được sử dụng để tăng hiệu
quả làm sạch. PSA là một chất hấp phụ trao đổi anion yếu trên nền silicagel
dùng để hấp phụ các axit béo, axit hữu cơ có chứa nhóm amin bậc hai, PSA
có tác dụng tốt hơn amino propyl trong việc làm sạch. Vai trò của C18 dùng
để loại các chất béo, màu. Trên cơ sở các nghiên cứu kết hợp với tính chất của
nền mẫu, trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng kết hợp hai chất hấp phụ là
C18 và PSA trên cả hai đối tượng thí nghiệm là mì ăn liền và trà thành phẩm.
2.4.5.5. Khảo sát quá trình bay hơi dung môi
Phương pháp thêm chuẩn được sử dụng để đánh giá hiệu quả thu hồi từ
quá trình bay hơi dung môi. Dung dịch chuẩn hỗn hợp PAHs được thêm vào

44. 34
3,0 mL dung môi acetonitrile để được nồng độ 10 µg/kg. Ba điều kiện khác
nhau được sử dụng để bay hơi dung môi đó là: Phương pháp bay hơi dung
môi sử dụng khí N2 ở nhiệt độ phòng; sử dụng khí N2 ở nhiệt độ 10
C và hệ
thống cô quay chân không. Các mẫu sau bay hơi, phần cặn còn lại được hòa
tan trong 1,0 mL n-hexan.
2.4.5.5. Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa
Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response surface methodology: RSM)
được phát triển từ những năm 50 của thế kỉ trước bởi nhà khoa học Box và
đồng sự. Phương pháp đáp ứng bề mặt bao gồm một nhóm các kĩ thuật toán
học và thống kê dựa trên sự phù hợp của mô hình thực nghiệm để các dữ liệu
thực nghiệm thu được liên quan đến thiết kế thí nghiệm. Theo hướng mục tiêu
này, các hàm đa thức bậc hai hay bậc nhất được sử dụng để mô tả hệ nghiên
cứu đó và khảo sát các điều kiện thực nghiệm để tìm ra sự tối ưu. Ứng dụng
kĩ thuật tối ưu RSM cần trải qua các bước sau: (1) Lựa chọn các biến độc lập
ảnh hưởng quan trọng tới hệ nghiên cứu trong phạm vi giới hạn của nghiên
cứu đó trên cơ sở khảo sát thực tế, mục tiêu và kinh nghiệm của người nghiên
cứu; (2) Thiết kế thí nghiệm và tiến hành thực hiện các thí nghiệm đó theo
một ma trận đã vạch ra trước đó; (3) Xử lý về mặt thống kê toán học các dữ
liệu thực nghiệm thu được thông qua sự tương thích của hàm đa thức; (4)
Đánh giá tính tương thích của mô hình; (5) Xác minh tính khả thi và tính thiết
yếu để tiến hành chuyển hướng sang ranh giới tối ưu; (6) Tiến hành thí
nghiệm dựa trên kết quả tối ưu cho từng biến.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp tối ưu RSM với 4
thông số cần khảo sát là tỉ lệ ACN/mẫu, tỉ lệ H2O/mẫu, tỉ lệ C18/PSA và tỉ lệ
MgSO4/Vdịch chiết để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi PAHs (hàm mục tiêu Y) trong
quá trình xử lý mẫu thực phẩm. Các biến độc lập kí hiệu lần lượt là X1, X2, X3,
X4 được bố trí thí nghiệm ở năm mức - α, -1, 0, +1 và +α. Số thí nghiệm cần
thực hiện là 31 (24
thí nghiệm tại mức gốc, 8 thí nghiệm tại điểm sao và 7 thí
nghiệm lặp lại tâm với một hàm mục tiêu là hiệu suất thu hồi PAHs). Ngoài ra,
để đánh giá độ tương thích của mô hình, phân tích hồi quy ANOVA được sử
dụng dựa trên các hệ số R2
và P để đưa ra mức ý nghĩa về mặt thống kê của mô

45. 35
hình đạt được. Phần mềm MODDE 12.1 được sử dụng để thiết kế ma trận thí
nghiệm, tính toán các giá trị hồi quy và phân tích phương sai.
Bảng 2.2. Giá trị mã hóa các yếu tố thực nghiệm
Kí hiệu Biến số
Mức thí nghiệm
- α -1 0 + 1 +α
X1 Tỉ lệ ACN/mẫu 1 1,5 2,0 2,5 3,0
X2 Tỉ lệ H2O/mẫu 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5
X3 Tỉ lệ C18/PSA 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5
X4 Tỉ lệ MgSO4/Vdịch chiết 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
Thiết kế thí nghiệm với các mức được mã hoá trong bảng 2.3
Bảng 2.3. Thiết kế thí nghiệm ở các mức
Số thí
nghiệm
Tỉ lệ ACN/mẫu Tỉ lệ H2O/mẫu Tỉ lệ C18/PSA
Tỉ lệ MgSO4/Vdịch
chiết
N1 -1 -1 -1 -1
N2 +1 -1 -1 -1
N3 -1 +1 -1 -1
N4 +1 +1 -1 -1
N5 -1 -1 +1 -1
N6 +1 -1 +1 -1
N7 -1 +1 +1 -1
N8 +1 +1 +1 -1
N9 -1 -1 -1 +1
N10 +1 -1 -1 +1
N11 -1 +1 -1 +1
N12 +1 +1 -1 +1
N13 -1 -1 +1 +1
N14 +1 -1 +1 +1
N15 -1 +1 +1 +1
N16 +1 +1 +1 +1
N17 -α 0 0 0
N18 +α 0 0 0

46. 36
N19 0 -α 0 0
N20 0 +α 0 0
N21 0 0 -α 0
N22 0 0 +α 0
N23 0 0 0 -α
N24 0 0 0 +α
N25 0 0 0 0
N26 0 0 0 0
N27 0 0 0 0
N28 0 0 0 0
N29 0 0 0 0
N30 0 0 0 0
N31 0 0 0 0
Ảnh hưởng của các yếu tố cũng như sự tương tác giữa chúng với hàm mục
tiêu (hiệu suất thu hồi PAHs) được tiến hành xây dựng bởi hàm hồi quy bậc 2
cho hàm mục tiêu như sau:
Y = β0 + βi∑xi + βii∑xi
2
+ βij ∑xixj
Trong đó Y là hàm mục tiêu, β0 là hằng số; βi, βij, và βii lần lượt là hệ số tuyến
tính được xác định qua thực nghiệm.
2.5. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP
2.5.1. Đánh giá độ lặp của thiết bị
Phương pháp phân tích thể hiện tính chính xác trước tiên phải thể hiện
độ lặp lại. Trong nghiên cứu của chúng tôi, đánh giá độ ổn định của hệ thiết bị
GC-MS/MS được khảo sát sau khi lựa chọn các điều kiện tối ưu. Đánh giá độ
lặp của hệ thiết bị dựa trên độ lặp thời gian lưu của các cấu tử trong dung dịch
khảo sát. Dung dịch chuẩn để khảo sát độ lặp có nồng độ 50 µg/L được bơm
vào hệ sắc ký 5 lần sau đó lấy thời gian lưu trung bình của các lần và tính
được giá trị % RSD. Giá trị này đánh giá độ lặp cần khảo sát.

47. 37
2.5.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp
2.5.2.1. Giới hạn của thiết bị (IDL, IQL)
IDL (Instrumental detection limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào máy
mà detector có thể đo được và cho tín hiệu peak cao gấp 3 - 5 lần đường nền.
IDL cho phép đánh giá thiết bị hoạt động có ổn định không, bao gồm các loại
nhiễu từ linh kiện cơ - điện tử của thiết bị, điều kiện vận hành máy và điều
kiện môi trường xung quanh và thường được ước lượng qua các dung dịch
chuẩn.
IQL (Instrumental quantification limit) là lượng chất nhỏ nhất đưa vào
máy để tạo tín hiệu của peak cao gấp khoảng 10 lần đường nền. Thông
thường lấy IQL = 3 IDL. IQL cho phép đánh giá thiết bị có đủ điều kiện để
định lượng các cấu tử cần phân tích hay không và cho biết nồng độ cấu tử khi
bơm vào máy có đủ điều kiện để định lượng hay không.
2.5.2.2. Giới hạn của phương pháp
a. Giới hạn phát hiện của phương pháp (Limit of Detection - viết tắt là
LOD) được xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân
tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng hay
tín hiệu nền.
Có nhiều cách để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp. Với
phương pháp phân tích sử dụng kỹ thuật sắc ký khí và có nền mẫu phức tạp,
việc xác định giới hạn của phương pháp dựa trên tỉ lệ tín hiệu/nhiễu (S/N:
Signal to noise ratio). Phân tích mẫu (mẫu thực, mẫu thêm chuẩn hoặc mẫu
chuẩn) ở nồng độ thấp còn có thể xuất hiện tín hiệu của chất phân tích. LOD
được chấp nhận tại nồng độ mà tại đó tín hiệu lớn gấp 2-3 lần nhiễu đường
nền, thông thường thường lấy S/N =3
Trên cùng một phương pháp phân tích, các phòng thí nghiệm khác nhau
sẽ công bố các giới hạn phát hiện khác nhau tuỳ thuộc vào tay nghề của kỹ
thuật viên, sự hoạt động ổn định của máy móc thiết bị và chất lượng của các
hoá chất/ chất chuẩn. Trong trường hợp các yếu tố nêu trên không đảm bảo
yêu cầu, giới hạn phát hiện của phương pháp sẽ tăng lên nhiều lần so với

48. 38
khuyến nghị của phương pháp gốc. Do đó, việc xác định và công bố giới hạn
phát hiện của phương pháp sẽ thể hiện được năng lực của phòng thí nghiệm.
b. Giới hạn định lượng của phương pháp (Limit of quantification – viết
tắt là LOQ) được xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống
phân tích định lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lượng
với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền. LOQ được chấp nhận tại nồng độ
mà tại đó tín hiệu lớn gấp 10- 20 lần nhiễu đường nền, thông thường thường
lấy S/N = 10.
Trong nghiên cứu này, LOD và LOQ của phép phân tích PAHs được
xác định bằng cách thêm chuẩn hỗn hợp 18 PAHs vào mẫu trắng ở nồng độ
thấp nhất mà thiết bị có thể quan sát được và có tín hiệu S/N tương ứng với 3
và 10. Dựa vào tỷ lệ S/N để xác nhận các giá trị LOD và LOQ.
2.5.3. Tính toán kết quả
Hàm lượng các chất PAHs được định lượng bằng phương pháp đường
chuẩn với khoảng tuyến tính xây dựng từ 1,0 đến 200 µg/kg, hệ số tương
quan R2
> 0,995. Hàm lượng PAHs trong mẫu được tính toán trên công thức
sau:
𝑿 =
𝑪 𝒎. 𝑽. 𝒌
𝒎
Trong đó: X: hàm lượng PAHs (µg/kg hoặc µg/L)
m: lượng mẫu (gam hoặc mL)
V: thể tích sau khi hòa cặn trước khi phân tích trên GC – MS/MS (mL)
k: hệ số pha loãng (nếu có)
Cm: nồng độ dung dịch chiết mẫu phân tích tính theo đường chuẩn (ppb)
2.5.4. Hiệu suất thu hồi của phương pháp
Hiệu suất thu hồi của phương pháp xử lý mẫu là một trong những đại
lượng quan trọng để đánh giá hiệu quả của phương pháp. Nó cho biết lượng
chất bị mất đi trong quá trình xử lý mẫu. Đánh giá hiệu suất thu hồi là đánh
giá độ tin cậy của phương pháp xử lý mẫu đã chọn.

49. 39
Phương pháp thêm chuẩn trên nền mẫu thực được sử dụng để đánh giá
hiệu suất thu hồi của PAHs. Dung dịch chất chuẩn của 18 PAHs và hai chất
chuẩn đồng vị (benzo(a)anthracence-13
C6 và benzo(g,h,i)pyrylene-13
C12) có
nồng độ 50 µg/L (tương ứng 10 µg/kg) được thêm vào mẫu thực sau đó tiến
hành xử lý mẫu. Các chuẩn đồng vị được sử dụng trong nghiên cứu với mục
đích đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, đánh giá hiệu ứng nền cũng
như kiểm soát sự không đảm bảo đo của phép phân tích GC-MS/MS. Trên cơ
sở việc thêm chuẩn vào mẫu thử, cùng với việc tiến hành làm mẫu thực không
thêm chuẩn, hiệu suất thu hồi được tính toán theo công thức sau:
%𝑯 =
𝑪 𝑺+𝒎ẫ𝒖 − 𝑪 𝒎ẫ𝒖
𝑪 𝑺 𝟎
× 𝟏𝟎𝟎%
Trong đó: % H: hiệu suất thu hồi
CS+mẫu: nồng độ chuẩn thêm vào và mẫu thực đo được.
Cmẫu: nồng độ thực đo được.
CSo: nồng độ chuẩn biết trước

50. 40
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. TỐI ƯU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH SẮC KÝ
3.1.1. Điều kiện sắc ký
- Chương trình nhiệt độ ở 700
C ( giữ trong 1 phút), tăng 100
C/phút đến
2700
C, tăng 20
C/phút đến 2800
C (giữ trong 3phút), tăng 20
C/phút đến
3100
C (giữ trong 1phút).
- Nhiệt độ buồng bơm mẫu : 3100
C.
- Chế độ tiêm mẫu không chia dòng, thời gian không chia dòng: 1 phút.
- Khí mang Heli, tốc độ dòng 1,0 mL/phút.
- Nhiệt độ bộ phận kết nối sắc ký khí và khối phổ : 3100
C.
- Thể tích tiêm mẫu 1 μL.
- Thời gian lấy tín hiệu: 35 phút.
3.1.2. Điều kiện MS/MS
- Nguồn ion hóa : EI 70 eV, nhiệt độ nguồn ion: 250o
C.
- Thời gian cắt dung môi: 5 phút.
- Chế độ phân tích đa phản ứng (MRM) với các giá trị ion mẹ, ion con và
năng lượng va chạm được lựa chọn và tối ưu đối với từng PAHs như
trong bảng 3.1 và hình 3.1. Ion con có tín hiệu lớn và ổn định hơn được
sử dụng để làm ion định lượng, ion con còn lại được dùng để xác nhận.
Bảng 3.1. Thời gian lưu và điều kiện MS/MS để phân tích PAHs
TT
Tên hợp
chất viết
tắt
Hợp chất PAH
Thời
gian
lưu (tR)
(phút)
Ion mẹ
(m/z)
Ion con
(m/z)
Năng
lượng bắn
phá (eV)
Ghi chú
1 NaP Naphthalene 7,1 128,2
127,2 15 Định lượng
102,1 20 Xác nhận
2 M2N 2-Methylnaphthalene 8,63 141,1
89,1 16 Định lượng
115,1 14 Xác nhận