Nghiên cứu xác định một số hợp chất Phenolic trong đất trồng chè khu vực Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HỢP CHẤT PHENOLIC

TRONG ĐẤT TRỒNG CHÈ KHU VỰC THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thái Nguyên, năm 2021

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HỢP CHẤT PHENOLIC

TRONG ĐẤT TRỒNG CHÈ KHU VỰC THÁI NGUYÊN

Ngành: HÓA PHÂN TÍCH

Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS Dƣơng Thị Tú Anh

Thái Nguyên, năm 2021

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất cứ một công trình nào. Tôi xin

cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, tháng 7 năm 2021

Tác giả luận văn

Nguyễn Huyền Trang

ii

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Cô giáo PGS.TS Dƣơng Thị Tú Anh,

người đã tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực

hiện luận văn.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban chủ nhiệm Khoa, các Thày Cô

giáo Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã trang

bị, chỉ bảo cho em những kiến thức quý báu trong quá trình học tập, nghiên cứu

và hoàn thiện luận văn.

Do thời gian có hạn và trình độ còn hạn chế, luận văn này không tránh

khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô để

luận văn này được hoàn thiện hơn.

Thái Nguyên, tháng 7 năm 2021

Tác giả

Nguyễn Huyền Trang

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN......................................................................................................ii

MỤC LỤC ..........................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN ....................................iv

DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................v

DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................vi

MỞ ĐẦU.............................................................................................................1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN..................................................................................3

1.1. Tổng quan về hợp chất nghiên cứu ..............................................................3

1.1.1. Tổng quan về Caffein ................................................................................4

1.1.2. Tổng quan về Theophylline.......................................................................6

1.1.3. Tổng quan về Theobromine.......................................................................7

1.2. Một số phương pháp xác định phenolic .......................................................8

1.2.1. Phương pháp quang phổ ............................................................................8

1.2.2. Phương pháp bề mặt đáp ứng ....................................................................9

1.2.3. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao .................................................10

1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu về phenolic.....................................12

1.3.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu về phenolic ở Việt Nam..............12

1.3.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu về phenolic ở trên thế giới..........14

Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........17

2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................17

2.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất......................................................................17

2.2.1. Thiết bị và dụng cụ ..................................................................................17

2.2.2. Hóa chất..................................................................................................18

2.3. Thực nghiệm...............................................................................................19

2.3.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu phân tích .......................................19

2.3.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu xác định hàm lượng phenolic bằng

phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao............................................................19

2.3.3. Khảo sát điều kiện xử lý mẫu phân tích ..................................................22

iv

2.3.4. Đánh giá phương pháp định lượng..........................................................23

2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................27

2.4. Áp dụng phân tích mẫu thực.......................................................................27

2.4.1. Địa điểm và thời gian lấy mẫu.................................................................27

2.4.2. Quá trình xử lí và phân tích mẫu thực .....................................................27

Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..........................29

3.1. Kết quả nghiên cứu, khảo sát các điều kiện tối ưu xác định

theobromin, theophylline và caffein bằng phương pháp Sắc ký lỏng hiệu

năng cao .............................................................................................................29

3.1.1. Kết quả lựa chọn detector........................................................................29

3.1.2. Kết quả khảo sát lựa chọn bước sóng và thời gian lưu của

theobromine, theophylline và caffein ................................................................30

3.1.3. Kết quả lựa chọn cột tách .......................................................................30

3.1.4. Kết quả lựa chọn pha động và tỷ lệ pha động .........................................31

3.1.5. Kết quả lựa chọn tốc độ dòng pha động ..................................................36

3.1.6. Kết quả khảo sát pH pha động.................................................................39

3.2. Kết quả khảo sát điều kiện xử lý mẫu ........................................................42

3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi chiết.............................42

3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian rung siêu âm chiết chất phân tích.....44

3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết chất phân tích......47

3.3. Kết quả đánh giá phương pháp định lượng ................................................50

3.3.1. Kết quả nghiên cứu tính ph hợp của hệ thống.......................................50

3.3.2. Kết quả xác định khoảng tuyến tính ........................................................51

3.3.3. Xác định giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ ............53

3.3.4. Kết quả đánh giá độ chụm (độ lặp lại) ....................................................54

3.3.5. Độ thu hồi ................................................................................................54

3.4. Áp dụng phân tích mẫu thực.......................................................................55

3.4.1. Thời gian, địa điểm lấy mẫu....................................................................55

3.4.2. Kết quả phân tích mẫu .............................................................................56

KẾT LUẬN.......................................................................................................66

PHỤ LỤC .........................................................................................................73

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN

ACN Acetonitril

ANN Artificial Neural Network (Mạng Nơron nhân tạo)

AOAC

Assosiation of Official Analytical Chemists (Hiệp hội các nhà hóa

phân tích chính thức)

CF Caffein

GC Gas Chromatography (Sắc kí khí)

HPLC

High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng

cao)

HPLC￾DAD

High Performance Liquid Chromatography with Detector Diod

Array (Sắc kí lỏng hiệu năng cao với Detector mảng diod)

MAE Microwave-Assisted Extraction (Chiết xuất có hỗ trợ lò vi sóng)

MECC

Micellar Electrokinetic Capillary Chromatographic (Điện di mao

quản điện động học kiểu micelle)

MeOH Methanol

MS Mass Spectrometry (khối phổ)

NIR Near Infrared Reflectance (Phổ hồng ngoại gần)

PCA Principal Component Analysis (Phân tích thành phần chính)

PLS Partial Least Square (Bình phương tối thiểu từng phần)

ppm Nồng độ ppm (mg kg; mg L; mL L)

RSD Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tương đối)

SD Standard Deviation (Độ lệch chuẩn)

TB Theobromine

TP Theophylline

UV-VIS Ultraviolet – Visible (Tử ngoại khả kiến)

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Ảnh hưởng thành phần pha động đến thời gian lưu và diện tích

pic ....................................................................................................35

Bảng 3.2. Diện tích pic và thời gian lưu của TB, TP và CF ở các tốc độ

dòng khác nhau................................................................................38

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của pH pha động đến thời gian lưu và diện tích pic

của chất phân tích............................................................................41

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát tỉ lệ dung môi chiết Ethanol – H2O đối với

mẫu NT............................................................................................44

Bảng 3.5. Thời gian lưu và diện tích pic của TB, TP, CF sau thời gian

rung siêu âm khác nhau...................................................................46

Bảng 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết TB, TP

và CF ...............................................................................................49

Bảng 3.7. Kết quả tính toán sự ph hợp của hệ thống.......................................50

Bảng 3.8. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của TB, TP và CF......51

Bảng 3.9. Giới hạn phát hiện của ph p đo.........................................................53

Bảng 3.1 . Giới hạn định lượng của ph p đo....................................................54

Bảng 3.11. Kết quả lặp lại của ph p đo.............................................................54

Bảng 3.12. Độ thu hồi của ph p đo ...................................................................55

Bảng 3.13. Địa điểm, thời gian lấy mẫu đất trồng chè......................................55

Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng theobromine trong mẫu thực

(n=5)................................................................................................57

Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng theophylline trong mẫu thực

(n=5)................................................................................................59

Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng caffein trong mẫu thực (n=5) .........61

Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả phân tích TB, TP, CF trong một số mẫu đất

tại xã Tân Cương, thành phố Thái Nguyên.....................................63