Báo cáo Khoa học - 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con người

Bỏo cỏo khoa học 3-MCPD trong thực phẩm và tỏc hại của nú đến con người Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2007: Tập V, Số 3: 75-79 Đại học Nông nghiệp I 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ng−ời 3-MCPD in foods and its harmful effect to human Phan Trung Quý1 SUMMARY This article introduced the chemical formula and the origin of 3-monocloro Propa-1,2-diol (3-MCPD) in soy sauce. There were 24 companies producing soy sauce with the concentration of 3-MCPD higher than the permitted level. There are studies about the harmful effect of 3- MCPD to human health and procedure to determine 3-MCPD in soy sauce by gas chromatography (GC). Key words: 3-MCPD, soy sauce, human health, gas chromatography. 1. Mở ĐầU 3-MCPD (3-monochloropropan-1,2-diol) là một dẫn xuất của clo, đ−ợc hình thành trong thực phẩm do phản ứng hóa học giữa một nguồn có chứa clo với lipid (chất béo). Thuộc nhóm này còn có 1,3-DCP (1,3-dichloro-2- propanol) với độc tính t−ơng tự và 3-MCPD là thuật ngữ chỉ chung cho cả hai loại (JFSSG, 1999). Phản ứng này đ−ợc xúc tác bởi nhiệt độ qua quá trình gia nhiệt khi chế biến thực phẩm thí dụ nh− chiên, n−ớng. Cho nên, về lý thuyết, tất cả các loại thực phẩm nào hội đủ 3 điều kiện là có chứa thành phần clo và thành phần chất béo d−ới tác động của nhiệt đều có thể sinh ra 3-MCPD. Sự hình thành 3-MCPD trong xì dầu (n−ớc t−ơng) và dầu hào là do quá trình sử dụng axit clohydric (HCl) thuỷ phân protein thực vật ở nhiệt độ 1200C. Nếu nh− tr−ớc khi thủy phân protein, nguyên liệu đ−ợc tách hết chất béo thì không có phản ứng phụ sinh ra 3-MCPD (MAF, 1991). OH CH H2C CH2 Cl Cl OH CH H2C CH2 OH Cl 3-MCPD 1,3-DCP Từ những năm 80 thế kỷ tr−ớc, ng−ời ta đZ phát hiện ra 3-MCPD trong thực phẩm nh−ng các kết quả khảo sát đầy đủ lần đầu tiên đ−ợc công bố bởi Collier và cộng sự (1991). Theo báo cáo của MAFF (1991) cho biết nồng độ của 3-MCPD cao ở mức 100mg/kg thực phẩm là rất phổ biến vào thời đó. Việc chế biến xì dầu hoặc sản phẩm n−ớc chấm từ đậu t−ơng chủ yếu bằng ph−ơng pháp lên men vi sinh và ph−ơng pháp hóa học. Khi sử dụng ph−ơng pháp thủy phân bằng axit HCl, ng−ời ta thấy đem lại hiệu quả cao về mặt chất l−ợng (vị ngon) và hiệu suất thành phẩm, do đó ph−ơng pháp này chiếm −u thế trong công nghệ chế biến xì dầu, dầu hào và các sản phẩm từ đậu t−ơng. Thế nh−ng, quy trình này do đ−ợc tiến hành ở nhiệt độ cao nên sản sinh ra hợp chất 3-MCPD với nồng độ quá mức, đ−ợc cho là có hại cho sức khoẻ. Một số thực phẩm khác cũng tìm thấy có chứa 3-MCPD là bánh mì, bánh bích-quy, thịt hun khói... Thức ăn nấu n−ớng trong gia đình cũng tìm thấy có chứa 3-MCPD nhất là những món n−ớng lò, n−ớng điện. Năm 1999, tại Anh ng−ời ta phát hiện một loại n−ớc t−ơng nhập từ Trung Quốc có nồng độ 3-MCPD ở mức 124mg/kg, sau đó một khảo sát tiến hành trên 40 mẫu n−ớc t−ơng trên thị tr−ờng (nhập từ Trung Quốc, Hồng Kông, Đài Loan, Phillippine) đZ tìm 1 Khoa Đất và Môi tr−ờng, Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội. Phan Trung Quý thấy 2/3 l−ợng mẫu này có chứa hàm l−ợng 3- MCPD ở mức độ giới hạn cao của liều l−ợng cho phép. Đỉnh điểm là vào giữa năm 2001, Cục Kiểm soát Thực phẩm Anh quốc đZ kiểm nghiệm vào công bố 22 lô n−ớc t−ơng và dầu hào thuộc các hZng sản xuất khác nhau có nồng độ 3-MCPD cao ở ng−ỡng nguy hại và phải tiêu huỷ hoàn toàn các lô hàng này, đồng thời ra quy chế về kiểm nghiệm 3-MCPD trong các sản phẩm này tr−ớc khi đ−ợc l−u hành trên thị tr−ờng (Barlow et al., 2002). Từ đó đến nay nhiều quốc gia trên thế giới đZ qui định nồng độ tối đa 3-MCPD trong 1kg n−ớc t−ơng (Bảng 1). Bảng 1. Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép trong một kg n−ớc t−ơng tại một số quốc gia Quốc gia Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép /kg n−ớc t−ơng (mg/kg) Canada; Phần Lan; áo; Các tiểu v−ơng quốc ả Rập 1 Mỹ 1 cho 3-MCPD và 0.05 cho 1,3-DCP úc và Niu Dilân 0.2 cho 3-MCPD và 0.005 cho 1,3-DCP Liên hiệp Âu châu ; Hà Lan; Hy Lạp; Bồ Đào Nha; Malaysia; Thụy Điển 0.02 LHVQ Anh 0.01 Nguồn: Renwick (2003). ở Việt Nam, vào tháng 8/2001 các thông tin về 22 loại n−ớc t−ơng tại Anh quốc nói trên đZ gây ra một xôn xao trong d− luận và phản ứng mạnh mẽ của ng−ơi tiêu dùng (Nguyễn Đình Nguyên, 2001). Tháng 11/2001, lần đầu tiên tại Việt Nam, các kiểm nghiệm về chất 3- MCPD dựa trên tiêu chuẩn Châu Âu, đZ đ−ợc tiến hành và cũng xác minh là nồng độ 3- MCPD có mặt trong một số sản phẩm n−ớc t−ơng bán ở thị tr−ờng Việt Nam là cao quá ng−ỡng cho phép rất nhiều. Đến tháng 4-2007, Ng−ời dân Việt Nam thật sự bị sốc khi các cơ quan kiểm nghiệm thực phẩm công bố nhiều công ty sản xuất n−ớc t−ơng có nồng độ 3- MCPD v−ợt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần (Bảng 2). Bảng 2. Danh sách 24 công ty có sản phẩm n−ớc t−ơng chứa 3-MCPD cao Số thứ tự Tên công ty Số thứ tự Tên công ty 1 Nasafood 13 Thành Phát 2 Vitecfood 14 Thiên H−ơng 3 Nam D−ơng 15 Thành H−ng 4 H−ơng Nam Ph−ơng 16 Bông Mai 5 MiwonViệt Nam 17 Hậu Giang 6 Lợi Ký 18 Hạnh Phúc 7 Trung Nam 19 Bách Thảo 8 Hoàng Hợi 20 Tr−ờng Thành 9 Đông Ph−ơng 21 Lam Thuận 10 Vĩnh Ph−ơng 22 Thái Đại Lợi 11 Kim Thành 23 Song Mã 12 Phú Tài 24 Thái Chơn Thành Nguồn: www.vnexpress.net/vietnam/doi-song/2007/05/3B9F6812/. 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ng−ời 2. ĐáNH GIá NGUY CƠ ĐộC HạI CủA 3-MCPD Năm 2001, Uỷ ban Khoa học Thực phẩm Âu châu và Uỷ ban Chuyên gia liên kết giữa FAO/WHO đZ đánh giá nguy cơ hợp chất 3- MCPD đối với động vật thí nghiệm: Liều gây độc cấp tính qua đ−ờng uống của 3-MCPD ở chuột cống là 150 mg/kg thể trọng. Nếu cho chuột cống dùng liều lặp lại (ngắn hạn) ở nồng độ 1mg/kg thể trọng thì có biểu hiện giảm độ di chuyển của tinh trùng, thay đổi hình dạng tinh trùng và gây suy giảm khả năng sinh sản ở chuột cống đực cũng nh− các loài có vú khác (với liều sử dụng cao hơn liều trên). Nếu cho chuột nhà (mouse) và chuột cống tiếp xúc với liều 25 mg/kg cơ thể thì có thấy xuất hiện các th−ơng tổn ở hệ thần kinh trung −ơng. Cũng đZ có bốn nghiên cứu dài hạn t−ờng trình về độc tố và khả năng gây ung th−, hai nghiên cứu trong số đó tiến hành trên chuột nhà và chuột cống. Tuy nhiên chỉ có một nghiên cứu đ−ợc xác nhận là đủ tiêu chuẩn để có thể đánh giá đ−ợc nguy cơ. Nghiên cứu này cho thấy chuột cống phơi nhiễm dài hạn với 3- MCPD sẽ bị tổn th−ơng thận tiến triển mZn tính, tăng sản ống thận và u tuyến. Ngoài ra cũng tìm thấy các tổn th−ơng quá sản và tân sản ở các tế bào Leydig của tinh hoàn, tuyến vú, tuyến tuỵ và bao quy đầu. Ngoài ra cũng thấy tỷ lệ phát sinh của th−ơng tổn tăng sản hoặc khối u chịu ảnh h−ởng hiệu ứng liều l−ợng, gặp ở tất cả các nhóm động vật nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đZ xác nhận th−ơng tổn tăng sản ống thận là tai biến nhạy nhất. Nghiên cứu về tính đột biến ở tế bào vú biệt lập cho thấy th−ờng là d−ơng tính nh−ng phải với liều tiếp xúc khá cao (0,1-9mg/ml). Một số thử nghiệm về tính đột biến trong cơ thể cho thấy kết quả âm tính. Tóm lại, Uỷ ban khoa học hiện thời kết luận 3-MCPD ch−a phải là độc tố gây tổn hại gen trong cơ thể. Nghiên cứu quan sát trên ng−ời: Cho đến nay, vẫn ch−a có một nghiên cứu dịch tễ học hay lâm sàng nào về tác hại của 3-MCPD trên ng−ời cả. Tuy nhiên, nghiên cứu trên tế bào tinh trùng ng−ời trong phòng thí nghiệm cho thấy có hiệu ứng hiệp lực giữa 3-MCPD với nguyên tố đồng (Cu) làm giảm khả năng di chuyển của tinh trùng. Ước tính l−ợng thu nạp của cơ thể mỗi ngày: Nh− đZ nêu trên, sản phẩm n−ớc t−ơng và t−ơng tự là những thực phẩm phổ biến có chứa hàm l−ợng 3-MCPD cao nhất, do đó việc −ớc tính mức độ thu nạp cho cơ thể mỗi ngày chủ yếu dựa trên số liệu tiêu thụ loại thực phẩm này do các n−ớc cung cấp. Có nghĩa là, mỗi quốc gia cần phải có một khảo sát riêng cho n−ớc mình về l−ợng n−ớc t−ơng tiêu thụ trung bình cho mỗi ng−ời dân trong một ngày là bao nhiêu. Ngoài ra cũng cần phải xác định l−ợng tiêu thụ thấp nhất và l−ợng tiêu thụ cao nhất, để cân nhắc mức độ lệch của chỉ số tiêu thụ. Dựa trên số liệu khảo sát của Anh quốc và một số n−ớc Châu Âu, nồng độ tồn l−u trung bình của 3-MCPD trong các loại thực phẩm đ−ợc tính là 0.012 mg/kg, nên có thể −ớc tính mức tiêu thụ trên mỗi đầu ng−ời/ngày cho các thực phẩm có chứa 3-MCPD là 2 microgam (EC, 1997). Hiện nay vẫn ch−a có nghiên cứu về tác hại của 3-MCPD trên ng−ời, nên ch−a có cơ sở dữ liệu để có thể thiết lập mối quan hệ liều l−ợng tiếp xúc. Trong tình hình đó, dựa trên nguyên lý bất định, liều l−ợng độc tính chuyển đổi giữa các chủng loại khác nhau (mô hình chuột và ng−ời) thì chấp nhận hệ số chuyển đổi là 20 lần giữa hai chủng loại đối với động năng độc lực và hiệu số động độc lực (toxicokinetic difference). Ngoài ra cũng còn phải hiệu chỉnh thêm có các yếu tố phụ nếu cho là cần thiết. Việt Nam hiện vẫn ch−a có một công trình khảo sát nào có tính hệ thống để đánh giá mức tiêu thụ trung bình, tối thiểu và tối đa đối với sản phẩm n−ớc t−ơng. Tuy vậy, giới chức thẩm quyền chúng ta cũng có quy định hàm l−ợng tối đa cho phép sự hiện diện của 3- MCPD trong 1kg n−ớc t−ơng là 1mg/kg. Quy định này đ−ợc cho là an toàn sức khoẻ cho ng−ời tiêu dùng. Phan Trung Quý 3. PHÂN TíCH 3-MCPD TRONG THựC PHẩM Việc phân tích hàm l−ợng của 3-MCPD trong thực phẩm là t−ơng đối khó khăn, đòi hỏi thiết bị hiện đại, đồng bộ và kỹ thuật viên có tính chuyên nghiệp cao. Hiện nay, Cục Vệ sinh An toàn thực phẩm đZ đ−a ra quy trình phân tích 3-MCPD (theo tiêu chuẩn ngành). Quy trình này đZ đ−ợc Bộ Y tế ban hành theo Quyết định số: 10/2005/QĐ-BYT, ngày 25/3/2005. 3.1. Nguyên lý Mẫu đ−ợc cho hấp phụ qua cột extrelut, giải hấp 3-MCPD bằng dietyl ete. Sau đó cho tạo dẫn xuất với dung dịch acid toluen-4- sulfonic trong aceton thành 4-(clometyl)-2,2- dimetyl-1,3-dioxolan, phản ứng này đ−ợc thực hiện tại 40oC, trong 90 phút. Sau đó đo trên máy sắc ký khí với detector khối phổ (GC/MS). Giới hạn phát hiện của ph−ơng pháp: 4,01 ppb. Giới hạn định l−ợng: 13,37ppb 3.2. Điều kiện sắc ký - Ch−ơng trình nhiệt độ cột: Nhiệt độ ban đầu là 45oC, giữ ở 1 phút. Sau đó tăng lên 120oC với tốc độ gia nhiệt 6oC/phút. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 250oC với tốc độ gia nhiệt 15oC /phút, giữ ở nhiệt độ này 5 phút; - Tiêm mẫu: Tiêm mẫu với chế độ không chia dòng + Nhiệt độ bộ phận tiêm mẫu: 250oC + Thể tích mẫu tiêm: 2àl - Tốc độ khí mang He: 1,5 ml/phút Điều kiện khối phổ: * MS Tune file: + Nguồn Ion hóa: EI + Năng l−ợng ion hóa: 70 eV + Nhiệt độ nguồn ion: 180oC + Nhiệt độ Interface: 200oC + Giá trị của bộ khuếch đại Multiplier: 300 - 500V * MS method - Chế độ quét Fullscan + Thời gian quét: 5 - 15 phút + Khoảng khối quét: 35 - 150 amu - Chế độ quét ion chọn lọc SIM (Selected Ion Monitoring) + Số khối lựa chọn để quét: 135 + Thời gian quét: 6 - 10 phút 3.3. Hóa chất, thuốc thử Hóa chất sử dụng có độ tinh khiết phân tích. Dung môi chuyên dùng cho sắc ký. a) Chất chuẩn 3-MCPD b) Dietyl ete loại dùng cho sắc ký c) Aceton loại dùng cho sắc ký d) Axit toluen -4-Sulfonic đ) Etyl acetat loại dùng cho sắc ký e) Cột Extrelut: Dùng xylanh 60ml, nhồi bông thủy tinh vào đầu ống xylanh. Sau đó cho từ từ 10g hạt Extrelut vào xy lanh, dùng đũa thủy tinh gõ nhẹ vào thành ống cho hạt xuống đều và chặt. g) Natri clorua: Dung dịch bZo hoà trong n−ớc h) Khí Nitơ 99,999% i) Khí Hêli 99,999% 4. TIếN HàNH XáC ĐịNH 4.1. Chuẩn bị mẫu Cân 4g mẫu, chính xác đến 0,001g vào cốc thủy tinh 50ml. Thêm vào 8g dung dịch NaCl bZo hòa (g), khuấy đều. Cho toàn bộ dung dịch trên vào cột extrelut (f). Để ổn định 15 phút cho toàn bộ n−ớc và chất trong dung dịch phân bố đều trên bề mặt của hạt extrelut. Rửa giải 3-MCPD bằng 150ml dietyl ête (b). Thu dịch rửa giải vào bình cầu cất. Sau đó đem cô quay chân không đến gần cạn, rồi dùng khí nitơ thổi khô (h). 4.2. Dẫn xuất hóa Dùng pipet hút chính xác 2ml dung dịch acid Toluen-4-sulfonic trong aceton (1g/L) vào bình cầu cất, lắc đều rồi chuyển toàn bộ dung dịch này vào ống nghiệm có nút. Đặt 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ng−ời ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40oC trong 90 phút, lấy ra để nguội ở nhiệt độ phòng, sau đó chuyển vào chai 1,5ml để đo trên máy GC/MS (dịch thử). 4.3. Chuẩn bị mẫu chuẩn Các mẫu chuẩn theo từng nồng độ xác định đ−ợc chuẩn bị theo các b−ớc trong bảng 3. Bảng 3. Chuẩn bị mẫu chuẩn Nội dung ống 1 ống 2 ống 3 ống 4 3-MCPD chuẩn (20ppb) cho vào cột extrelut (f) 1ml 2ml 4ml 6ml Dung dịch sau rửa giải bằng dietyl ête (b) Cô quay chân không đến gần cạn, thổi khô bằng khí Nitơ Dung dịch acid Toluen-4-Sulfonic trong aceton (1g/L) (a) 2 ml Lắc đều, đặt các ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40oC trong 90 phút. Để nguội ở nhiệt độ phòng, chuyển vào lọ 1,5ml để đo trên máy GC/MS Nồng độ 3-MCPD chuẩn (ppb) 10 20 40 60 4.4. Xây dựng đ−ờng chuẩn Kiểm tra thiết bị đZ đ−ợc chạy ổn định theo các điều kiện mô tả tại mục (3.2), lần l−ợt tiêm các mẫu chuẩn đZ đ−ợc chuẩn bị ở mục (4.3.) Ghi lại diện tích pic t−ơng ứng với từng nồng độ. Dựa vào nồng độ và diện tích pic chuẩn, thiết lập ph−ơng trình biểu diễn t−ơng quan tuyến tính giữa nồng độ chuẩn và diện tích pic. 4.5. Tiến hành phân tích Tiến hành tiêm mẫu phân tích vào máy, ghi lại sắc ký đồ mỗi lần tiêm mẫu. Ghi lại diện tích có thời gian l−u và phổ khối t−ơng ứng với thơì gian l−u và phổ khối của chất chuẩn. Dựa vào ph−ơng trình biểu diễn t−ơng quan tuyến tính giữa nồng độ chuẩn và diện tích pic, tính nồng độ 3-MCPD có trong dịch thử. Tính kết quả: Hàm l−ợng 3-MCPD trong mẫu thử đ−ợc tính theo công thức sau: C (ppm) = x C V F m ì ì Trong đó: Cx: nồng độ 3-MCPD trong dịch thử (ppm). m: Khối l−ợng mẫu đem phân tích (g). V: Thể tích cuối (ml). F: Hệ số pha loZng khi đo (F=1: không pha loZng) Tài liệu tham khảo Colier PD, Cromie DDO, Davies AP (1991). Mechanism of formation of chloropropands present in protein hydrrolysates. J Am Oil Chem Soc. 1991. European Commission. Regulation (EC). No 258/97 of the European Parliamen and of the Council of 27 January 1997 concerning novel foods and novel food ingridients. Official Journal of the European Communities No L43/1. 1997. JFSSG (1999). Survey of 3- monochloropropane-1,2-diol (3- MCPD) in acidhydrolysed vegetable protein. Food Surveillance Information Sheet No. 181. 1999. JFSSG (1999). Survey of 3- monochloropropane-1,2-diol in soy sauce and similar products. Food Surveillance Infomation Sheet No.187.1999 MAFF (Bộ Nông-Lâm-Ng− nghiệp; Anh quốc). Survey of hydrolysed vegetable proteins for chlorinated propanols. CSL Report FD 91/6.1991 Nguyễn Đình Nguyên (2001). Cảnh giác khi dùng n−ớc t−ơng (xì dầu) và dầu hào (oyster sauce). Số 2193, 20/08/2001. Báo Ng−ời Lao Động. Office of the National Codex. Posision of Thailand on 3-MPCD (www.Tisi.go.th/3- MPCD/html) www.vnexpress.net/vietnam/doi- song/2007/05/3B9F6812/ Nguyễn Văn Song, Đỗ Thị Diệp, Trần Tất Nhật