Bài giảng Tổng quan về nitrit, nitrat

- 1 - Mục lục Mụch lục 1 Lời mở đầu 2 I. tổng quan về nitrat nitrit 3 I.1:giới thiệu chung về nitrat nitrit 3 I.2:các nguồn nitrat nitrit vào trong thực phẩm 3 I.3:công thức hóa học và tính chất hóa học 4 I.4:cách điều chế 5 I.5:tác động có hại đối với cơ thể 5 I.6:chỉ tiêu cho phép trong thực phẩm 5 II:phân tích 8 II.1:hàm lượng nitrat nitrit trong rau 8 II.1:hàm lượng nitrat nitrit trong sữa 11 II.1:hàm lượng nitrat nitrit trong nước 15 III:đề xuất giải pháp 16 Tài liệu tham khảo 18 Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 2 - LỜI MỞ ĐẦU Vấn đề hóa chất trong thực phẩm là mối quan tâm của rất nhiều người trong chúng ta. Dù ăn ở nhà hay ăn ở tiệm chúng ta cũng không thể nào tránh khỏi được hóa chất...Hầu như hóa chất hiện diện khắp mọi nơi, mọi chỗ. Ăn một tô phở, ăn một gói mì, một lon soupe, uống một lon coca, thậm chí nhai một thỏi chewing gum, chúng ta cũng đã vô tình nuốt vào người một số chất hóa học nào đó. Tùy loại hóa chất, tùy theo ăn uống nhiều hay ít, ăn uống có thường xuyên hay không và đôi khi cũng còn tùy theo người ăn, có người ăn vô thì không hề hấn gì, có người khác thì bị phản ứng ngay lập tức, chẳng hạn như ngứa ngáy, nổi mề đay, khó thở, v.v…Cuộc sống càng văn minh tiến bộ, con người càng phải đối đầu nhiều hơn với hiểm hoạ hóa chất cũng như chất phụ gia… Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 3 - I. TỔNG QUAN VỀ NITRIT, NITRAT. I.1 giới thiệu chung Trên thị trường có 4 dạng muối nitrit, nitrat dùng trong bảo quản thực phẩm như sau: KNO2, NaNO2 ,KNO3 ,NaNO3 . Tiếng Pháp gọi hỗn hợp là Saltpetre, tiếng Anh là Saltpeter,Trong dân gian gọi là Muối diêm. Thường trên thị trường thế giới, ký hiệu của muối nitrit potassium KNO2 là E249, nitrat potassium KNO3 là E252. Chúng cũng có các tính chất tương tự với nitrit sodium NaNO2 có ký hiệu là E250, nitrat sodium NaNO3 E251. Đa số chất potassium nitrat hiện nay được lấy ra từ những khu quặng mỏ nitrat sodium (NaNO3, nitratin) ở sa mạc Chilê nên người ta còn gọi chúng là Saltpetre Chilê. Trong lĩnh vực thực phẩm, muối diêm được dùng để bảo quản và chế biến thịt. Theo Quy định Danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm của Bộ Y tế Việt Nam, nitrat natri và nitrat potassium được xếp vào nhóm chất bảo quản có chức năng ổn định màu, được dùng trong phó mát, nước giải khát, các loại thịt, thịt gia cầm, thủy sản chế biến... Trong chức năng làm phụ gia thực phẩm, các muối saltpetre có hai công dụng: tạo màu cho cá và thịt, đồng thời ngăn chặn sự phát triển của Clostridium botulinum, loại vi khuẩn gây ngộ độc thịt. Ngoài ra trong nước,rau củ cũng có một hàm lượng các muối này. I.2: các nguồn nitrat nitrit vào trong thực phẩm Trong rau củ Trong qúa trình trồng rau quả người trồng sử dụng phân đạm bón cho cây nhằm mụch đích kích thích sự phát triển của cây.Dạng phân sử dụng thường là dạng nitrat . Tuy nhiên khi sử dụng rau củ có thể một phần phân đạm sẽ chưa được cây sử dụng do đó khi chúng ta ăn rau củ đă gián tiếp đưa một lượng nitrat vào trong cỏ thể. Khi bón phân cho cây, các loại phân đạm được sử dụng sẽ bị các vi khuẩn trong đất chuyển hoá thành NH4+ và NO3- để cho cây hấp thụ. Nitrat và amoni một phần chủ yếu được cây hấp thụ, một phần giải phóng ra ngoài khí quyển dưới dạng N2, NH3 và phần còn lại tích tụ trong đất và tan trong nước ngầm Trong nước  Nitơ có trong nước thải dưới 4 hình thức khác nhau:  Nitơ hữu cơ (amino acids, proteins, purines, pyrimidines, and nucleic acids);  Nitơ amôniắc (NH3-N);  Nitrít (NO2-N); và  Nitrát (NO3-N) Trong một mẫu nước thải chưa xử lý, phần lớn thường là amôniắc và các nitơ hữu cơ các chất này bị ôxy hoá thành nitrít và sau đó là nitrát trong môi trường. Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 4 - Quá trình Nitơ hoá sinh học là một quá trình hai bước, bắt đầu bằng ammôniắc được chuyển thành nitrít bởi vi khuẩn Nitrosomonas, sau đó nitrít bị ôxy hoá thành nitrát do vi khuẩn Nitrobacter. Những dòng vi khuẩn này là ví dụ điển hình trong quá trình nitơ hoá. Chúng có khả năng tự dưỡng trong tự nhiên và sử dụng nguồn cábon dioxít làm nguồn cácbon trong tế bào của chúng.  Như đã nói ở trên,khi bón phân đạm cho cây trồng sẽ có một lượng nhỏ tích tụ trong đất và tan vào trong nước ngầm.  Vậy không chỉ trong nước thải mà cả trong nước ngầm cũng có thể có nitrat Trong thịt_ cá Mụch đích cho vào:Trong thịt, nitrit làm chậm quá trình phát triển của botulinal toxin, độc tố làm hư thịt, làm gia tăng màu sắc và hương vị của thịt ướp, làm chậm quá trình ôi, trở mùi, mất mùi của sản phẩm thịt. Thường thì ngoài nitrit, người ta còn ướp thêm muối, và sau đó là đường để làm dịu đi vị mặn của muối và nitrit. Các muối nitrit sodium hay potassium, hay nitrat sodium, potassium thường được sử dụng để xử lý, ướp thịt làm jambon, xúc xích... Trong quá trình ướp, một chuỗi phản ứng xảy ra biến nitrat thành nitrit, rồi thành oxid nitric. Oxid nitric kết hợp với myoglobin (chất màu làm cho thịt không ướp có màu đỏ tự nhiên) làm thành nitric oxid myoglobin, có màu đỏ sậm (như màu lạp xưởng). Màu đỏ sậm này sẽ biến thành màu hồng nhạt đặc trưng khi gia nhiệt trong quá trình chế biến hay xông khói thịt. Cơ chế tạo màu đỏ của thịt khi có mặt của nitrite, nitrate: KNO3 KNO2 KNO2 HNO2 HNO2 NO ( oxyt nitric ) NO + myoglobin NOmyoglobin (có màu đỏ sậm ) I.3 Công thức phân tử_tính chất hóa học Muối nitrate kali (KNO3): tinh thể không màu, vị cay nồng, rất tan trong nước. Muối nitrate natri (NaNO3): tinh thể không màu, tan trong nước, rất hút ẩm. Muối nitrite kali (KNO2): dạng tinh thể màu trắng, dễ tan chảy và bị phân hủy ngoài không khí, hòa tan trong nước tốt. pH thấp pH thấp và vi khuẩn Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 5 - Muối nitrite natri (NaNO2): dạng tinh thể trắng hay hơi vàng, rất tan trong nước. I.4 Cách điều chế Muối nitrite natri (NaNO2): Được điều chế bằng phản ứng khử NaNO3 với chì. Muối nitrite kali (KNO2): Được điều chế với phương pháp tương tự NaNO2 , hoặc bằng phản ứng giữa SO2 với hỗn hợp CaO và KNO3. Muối nitrate kali (KNO3): Được điều chế bằng phản ứng giữa NaNO3 và KCl I.5 Tác động có hại đối với cơ thể Các muối nitrate có độc tính không cao nhưng độc tính sẽ tăng lên khi chuyển thành nitrite nhờ hệ vi khuẩn có trong miệng.  Tính độc trực tiếp: Muối nitrite có khả năng oxy hóa hemoglobin trong máu thành methemoglobin.Do đó sẽ làm cản trở quá trình vận chuyển oxy của hemoglobin đi nuôi cơ thể làm cho cơ thể bị thiếu oxy. Người bị thiếu oxy nặng biểu hiện toàn thân tím tái năng, thở nhanh, tim nhanh. Sau đó hôn mê, tử vong nhanh nếu không được điều trị kịp thời. hiện tượng này đặc biệt thường xuyên thấy ở trẻ em.  Tính độc gián tiếp: Nitrite có thể tác động với acid amin ( có được từ việc thoái hóa các protein ) tạo thành nitrosamine là hợp chất có khả năng gây đột biến và sinh ung thư. I.6 Chỉ tiêu cho phép trong thực phẩm  Trong rau Mức giới hạn tối đa cho phép hàm lượng nitrat trong một số sản phẩm rau tươi theo Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT của Bộ Y tế : bắp cải, su hào, su lơ, cải củ ≤ 500 mg/kg ;đậu ăn quả ≤ 200 mg/kg ; dưa chuột ≤ 150 mg/kg ; dưa hấu 60 mg/kg ; dưa bở ≤ 90 mg/kg ; ngô rau ≤ 300 mg/kg ; măng tây, ớt ngọt 200 mg/kg ; tỏi ≤ 500 mg/kg ; bầu bí, cà tím, hành lá, ớt cay ≤ 400 mg/kg ; hành tây ≤ 80 mg/kg ; cà chua 150 mg/kg ; cà rốt, khoai tây 250 mg/kg ; xà lách 1500 mg/kg ; rau gia vị ≤ 600 mg/kg. Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 6 - Bảng 1.2.2: Hàm lượng nitrat trong một số loại rau  Các sản phẩm chế biến từ thịt Bảng 1.6.1 - Muối nitrit No E Tên Thực phẩm Lượng tối đa có thể cho vào trong quá trình chế biến (tính bằng lượng NaNO2) Dư lượng tối đa (tính bằng lượng NaNO2) E 249 Nitrit kali (a) Sản phẩm thịt (1) 150 mg/kg E 250 Nitrit natri (a) Sản phẩm thịt được tiệt trùng (2) (Fo > 3) 100 mg/kg Bảng 1.6.2 - Nitrat No E Tên Thực phẩm Lượng tối đa có thể cho vào trong quá trình chế biến (tính bằng lượng NaNO3) Dư lượng tối đa (tính bằng lượng NaNO3) E 251 E 252 Nitrat kali (b) Nitrat natri (b) Sản phẩm thịt không qua xử lý nhiệt 150 mg/kg TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT ĐỐI VỚI MỘT VÀI SẢN PHẨM TRUYỀN THỐNG Bảng 1.6.3– Nitrat (trường hợp đặc biệt) No E Tên Thực phẩm Lượng tối đa có thể cho vào trong chế biến (tính bằng lượng NaNO3) Dư lượng tối đa (tính bằng lượng NaNO3) Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 7 - E 251 E 252 Nitrat kali (b) Nitrat natri (b) Sản phẩm thịt truyền thống, muối ngâm (Bacon) và các sản phẩm tương tự 250 mg/kg mà không cho thêm E 249 hoặc E250 Sản phẩm thịt truyền thống, xử lý với muối nitrit và hoặc nitrat, dạng khô (jambon khô, jambon muối khô và những sản phẩm dạng miếng to có trải qua quá trình chín tới và làm khô tương tự) 250 mg/kg mà không cho thêm E 249 hoặc E 250 Các sản phẩm thịt khác có xử lý muối theo kiểu truyền thống với muối nitrit/nitrat : saucisson khô và các sản phẩm tương tự 250 mg/kg mà không cho thêm E 249 hoặc E 250 (a) Khi được dán nhãn « sử dụng trong thực phẩm », muối nitrit chỉ có thể được bán ở dạng trộn chung với muối hay một chất thay thế cho muối. (b) Muối nitrat có thể hiện diện trong một vài sản phẩm thịt vì có sự chuyển đổi tự nhiên nitrit thành nitrat trong môi trường có tính axit yếu. Bảng 1.6.4: QUY ĐỊNH VỀ HÀM LƯỢNG NITRAT VÀ NITRIT TRONG TRONG NƯỚC UỐNG CỦA MỘT SỐ QUỐC GIA, TỔ CHỨC Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 8 - II. PHÂN TÍCH II.1 Phương pháp xác định hàm lượng nitrit, nitrat trong rau II.1.1 nguyên tắc : Sử dụng phương pháp thuốc thử Griss là phương pháp chính để so màu xác định nitrite. Khi tiến hành thử cần tuân theo các yêu cầu của TCVN 1055-86 và các quy định hiện hành. Để tiến hành thử, dùng thuốc thử “tinh khiết phân tích” và nước hoặc nước cất có độ tinh khiết tương đương. II.1.2:cơ chế Đầu tiên nitrite phản ứng với acid Sunfanilic để tạo thành muối Diazo: Cực đại hấp thụ màu ở bước sóng 520nm, hệ số hấp thụ phân tử bằng 4,0.104 ở pH=2,0-2,4. Phương pháp có độ chọn lọc cao, chỉ khi có một lượng rất lớn của Cloramin, Thiosunfat, Natripolyphosphat và Fe3+ thì sai số của phương pháp xác định được là 10%. II.1.3 cách tiến hành Sau đây là quy trình tóm tắt: Chuẩn bị thuốc thử Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 9 - Phân tích mẫu a.Sunfanilic 0.6g -Naphthilamin 0.6g Hòa tan Hòa tan dung dịch nước-acid acetic 100ml Thuốc thử A Thuốc thử B Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 10 - Rau quả Rửa sạch Cắt nhỏ, Nghiền Lắc đều Lọc Nước cất Nước cất 30 phút Bã Dung dịch mẫu Định mức Lắc đều Lắc đều Nước cất Thuốc thử A Thuốc thử B 4 phút Mẫu pha chế Để 20 phút Dung dịch chuẩn So màu Kết quả Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 11 - Thao tác làm mẫu pha chế II.1.4:tính kết quả Xác định mẫu pha chế so với mẫu tiêu chuẩn và so kết quả với phương pháp so màu bằng máy. Kết quả khi hàm lượng nitrite nằm trong khoảng 0,1-10ppm thì sai số tương đối là 5%, còn nếu hàm lượng nitrite nằm trong khỏang 10-1000ppm thì sai số tương đối đến 10%. II.2 Phương pháp xác định hàm lượng nitrit, nitrat trong sữa bằng phương pháp khử cadimi và đo quang phổ II.2.1:định nghĩa II.2.2:nguyên tắc: II.2.3:cách tiến hành: Chuẩn bị cột cadimi chiết và tách protein của mẫu sữa Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 12 - Mẫu thử 10g Chiết và tách Protein Nước ấm Xoay bình ZnSO4 24ml Xoay bình kalihecxa xyanofer at Xoay bình Lọc Giấy lọc Dịch lọc Để yên trong 15’-1h Dd đệm Hạt cadimi (40_60g) Xoay bình (ít phút) HCL Gạn dd_rửa cadimi H2O Hết cl2 Đồng hóa cadimi CuSO4 Xoay trong ít phút H2O Hết Cu Lắp nút ở đáy Bông thủy tinh Cột cadimi ngập nước H2O Cột cadimi đã mạ đồng Cột thủy tinh Gạn dd_rửa cadimi Bình nón Bình nón Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 13 - Khử nitrat trong dịch lọc thành nitrit Cột cadimi đã khử Khuấy_lắc Dd đệm 5ml Nước 15ml Rửa cột cadimi Nước 15ml Rửa cột cadimi Dịch lọc 20ml Nước thoát ra Bình định mức 100ml Định mức 100ml Nước dịch thóat ra Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 14 - Đối với dịch lọc và dịch thoát ta đo với độ hấp phụ của dd thuốc thử trắng ở 538nm. Đối với dịch chuẩn natri nitrat ta đo với độ hấp thụ của dd so với độ hấp thụ của dd 1,sau đó vẽ đồ thị tương ứng với nồng độ của nitrat (microgam/mililit) được tính từ các lượng dung dịch chuẩn natri nitrat được thêm vào II.2.4:phương pháp tính và công thức: Hàm lượng nittrit: a ml dịch lọc/thoát/chuẩn Lắc_để yên trong 5’ Dd 2(6ml) Dd 1(5ml) Bình định mức 100ml Định mức 100ml Nước Đo độ hấp thụ Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 15 - Hàm lượng nitrat: + II.3: Phương pháp xác định hàm lượng nitrit, nitrat trong nước Một phương pháp phân tích khá đơn giản và nhanh để xác định nitrit, nitrat trong nước ngầm là phương pháp trắc quang - kết hợp với cột khử Cd- Cu. Quy định về hàm lượng nitrat và nitrit trong trong nước uống của một số quốc gia, tổ chức như sau Bản chất của phương pháp là sử dụng thuốc thử Griss gồm axit sunfanilic và apha- naphtylamin để tạo sản phẩm màu azo với ion nitrit. Đầu tiên nitrit phản ứng với axit sunfanilic tạo thành muối điazo: Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 16 - Sau đó muối này phản ứng với α- naphtylamin tạo thành hợp chất azo có màu hồng Người ta có thể xác định tổng NO3- và NO2- để từ đó xác định nitrat trong cùng một mẫu bằng phương pháp khá đơn giản là sử dụng hỗn hợp Cd-Cu. Nguyên tắc của phương pháp như sau: Ion NO3- bị khử thành ion NO2- với sự có mặt của Cd. Các hạt Cd được xử lý với dung dịch CuSO4, sau đó được nạp vào cột thuỷ tinh. Phản ứng khử tiến hành tốt nhất ở pH = 6- 8. Hiệu suất khử đạt 88-90%. Ion NO2- được xác định nhờ phản ứng tạo màu azô hoá bằng axit sunfanilic và α- naphtylamin. Phức tạo thành có cường độ màu lớn. Cực đại hấp thụ ở bước sóng λ= 520 nm với hệ số hấp thụ mol ε= 4.10^4 III. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP  Trong nông nghiệp -Trước hết, vị trí các nguồn nước uống (giếng, hồ, ao, suối...) phải ở trên vùng cao, và ít nhất phải ở cách xa các chuồng nuôi súc vật cũng như các hố ủ phân các xa khoảng 50 m. - Bảo quản thật kỷ các bao phân hóa học và để cách xa nguồn nước. Nên lưu ý chỉ một vài gram phân bón củng có thể làm ô nhiễm nước được. - Giếng nước phải có thành cao hơn mặt đất để cho nước trên mặt đất không tràn vào được. Các hố xí gia đình phải được bảo quản đúng tiêu chuẩn vệ sinh và phải xa cách nguồn nước. - Hướng dẫn cho người dân sử dụng đúng cách và đúng liều lượng thuốc trừ sâu rầy, thuốc diệt cỏ dại, phân bón.... Cần nhấn mạnh rằng bón nhiều phân chưa hẳn làm tăng năng suất thu hoạch mà có thể làm cho đất chứa thêm nhiều hóa chất dư thừa, và các chất nầy xâm nhập vào nguồn nước sinh hoạt. - Sau hết phổ biến đến người dân ý niệm thăm canh phải phối hợp với luân canh vì đó là phương pháp tốt hơn để cải tạo đất và tăng năng suất thu hoạch so với việc tăng thêm lượng phân bón. Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 17 -  Trong quá trình bảo quản và chế biến Vấn đề của nitrat và nitric là sự hình thành độc tố nitrosamine. Vì vậy cần hạn chế quá trình này trong bảo quản và chế biến. Những điều cần làm khi sử dụng phụ gia: - Không lạm dụng việc sử dụng phụ gia. - Sử dụng đúng phụ gia cho phép (theo quy định của Bộ Y tế) - Xem kỹ nhãn trước khi sử dụng. - Hàng ngoại nhập phải được cơ quan nhà nước kiểm tra, có kiểm nghiệm chất lượng kèm theo, có nhãn phụ nếu không còn nguyên đai, nguyên kiện. - Cảm quan trước khi cân, đong, đo, đếm. - Sử dụng đúng liều lượng, đúng kỹ thuật. * Một số lời khuyên cho người tiêu dùng: - Cần thay đổi thói quen trong việc lựa chọn thực phẩm. Dùng sản phẩm có màu sắc, cấu trúc tự nhiên; không nhất thiết phải dai, giòn mới ngon. - Mua ở những nơi được thông tin là an toàn, xem kỹ nhãn trước khi sử dụng. - Chấp nhận giá cả hợp lý để có sản phẩm tươi tốt, chất lượng cao, an toàn cho sức khỏe. Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - 18 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn