CHƯƠNG 1. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG HÓA CHẤT Cùng với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật và nhu cầu ngày càng cao của xã hội, việc sản xuất hóa chất đặc biệt là các hóa chất mới hàng năm đang tăng lên một cách đáng kể. Theo thống kê của Nordbeck và cộng sự, từ năm 1930 đến 2001, lượng hóa chất toàn cầu đã tăng từ 1 triệu tấn lên hơn 400 triệu tấn và riêng trên thị trường liên minh châu Âu EU có khoảng 143 nghìn hợp chất đã được đăng ký, trong số đó có 30 đến 70 nghìn chất được dùng hàng ngày [59]. Trước khi có quy định mới trong EU – REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), tất cả các hóa chất trên thị trường trước năm 1981 đều được sử dụng mà không có bất kì thử nghiệm nào theo quy định của luật để chứng minh sự an toàn với con người [7].
Mặc dù những hóa chất được sản xuất với khối lượng lớn trên 1000 tấn một năm đã được kiểm tra, đánh giá kỹ lưỡng hơn nhưng khoảng 21% trong số này không có bất kì dữ liệu an toàn nào và 65% có rất ít thông tin [59]. Theo cùng với những lợi ích đối với sự phát triển kinh tế, nhiều hóa chất còn có thể trở thành mối nguy hại tiềm tàng với sức khỏe con người và môi trường. Việc sử dụng các chất mà chưa được nghiên cứu đầy đủ mức độ độc tính có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng. Hai trường hợp được biết đến nhiều là sử dụng thalidomide như một chất điều hòa miễn dịch, thuốc an thần dẫn đến hàng ngàn trường hợp thai nhi chết non hoặc khuyết tật bẩm sinh [6, 45] và việc sử dụng dichloro diphenyl trichlorothane (DDT) đã đe dọa đến sức khỏe của rất nhiều động vật hoang dã và cả con người [87, 89].
Điều đáng nhắc đến ở đây là có rất nhiều loại hóa chất mà độc tính của chúng còn chưa được tìm hiểu một cách đầy đủ vẫn đang được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày của con người, chưa kể đến tác động đồng thời khi chúng kết hợp lại với nhau. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. PHỤ GIA THỰC PHẨM 1. Sơ lược về phụ gia thực phẩm Phụ gia thực phẩm là nhóm chất được sử dụng hàng ngày, hàng giờ trong cuộc sống của con người.
Theo Ủy ban Bảo vệ Thực phẩm Hoa Kỳ (Food Protection Committee – FPC), phụ gia thực phẩm là một chất hoặc một hỗn hợp các chất tuy không phải thành phần cơ bản của thực phẩm nhưng chúng được thêm vào trong thực phẩm một cách có chủ đích trong các công đoạn của quá trình sản xuất thực phẩm như chế biến, bảo quản và đóng gói sản phẩm [4]. Ước tính trên thị trường có hơn 2.500 chất phụ gia khác nhau đang được sử dụng trong thực phẩm [4]. Tại Châu Âu và một số nước trên thế giới, tất cả các loại phụ gia thực phẩm được quản lý theo hệ thống E, theo đó, mỗi chất được phê duyệt sẽ được kí hiệu là “E cộng số”, ví dụ Propyl gallate là E310, sodium benzoate là E211, Tartrazine là E102… Chúng có thể được chia thành sáu nhóm chính là chất bảo quản, chất phụ gia bổ sung dinh dưỡng, chất tạo màu, chất điều vị, các chất hỗ trợ chế biến và nhóm các chất khác (Bảng Error! No text of specified style in document. Bảng Error! No text of specified style in document.
Phân loại phụ gia thực phẩm [4, 30] Phân loại Chức năng Ví dụ Chất chống oxy Ngăn chặn quá trình oxy hóa Butylated hydroxy hóa lipid và vitamin hydroxyanisole (E320) Chất kháng sinh Tránh sự ảnh hưởng của vi Sodium acetate Chất bảo sinh vật và nấm (E262), sodium quản benzoate (E211) Chất chống các Chống lại sự hình thành màu Sodium sulfite phản ứng hóa nâu, đen, xám, đỏ không mong (E221), Sodium nâu muốn bisulfite (E222) 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chất bổ Bổ sung vitamin, các amino Vitamin B12; sung axit, các axit béo và các Glutamic acid dinh khoáng chất Manganese sulfate dưỡng Chất tạo Cải thiện màu sắc, tăng độ hấp Tartrazine (E102) màu dẫn cho món ăn Amaranth (E123) Bổ sung vị ngọt, vị chua, và Monosodium Chất điều làm cho món ăn ngon miệng glutamate (E621) vị hơn Saccharin (E954) Chất nhũ hóa Giúp các thành phần phân tán Polyoxyethene đều trong thực phẩm (40) stearate Các chất (E431) hỗ trợ Chất ổn định Tạo kết cấu mong muốn, giữ Oat gum (E411) chế biến hương vị lâu hơn Chất giữ ẩm Sodium silicoaluminate Các enzyme, Amylase (E1100) Các loại chất tạo phức, Proteases (E1101) khác tạo bọt Theo Cansın Güngörmüş và cộng sự, trung bình mỗi năm, tính cả các loại đường, muối, tiêu, mật ong … một người tiêu thụ khoảng 139 lbs (khoảng 63kg); nếu không tính những chất phổ biến đó thì khoảng 2,27 kg phụ gia được sử dụng [24]. Mặc dù các chất phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ qua do các ưu điểm trong việc cải thiện màu sắc, mùi vị thực phẩm, giúp bảo quản, giảm thiểu sự hư hỏng thực phẩm do tác động của vi khuẩn và nấm nhưng về cơ bản, chúng cũng như tất cả các loại hóa chất khác đều tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức khỏe con người đặc biệt là khi sử dụng với liều lượng lớn. Ảnh hưởng này có thể ngay lập tức hoặc tác động về lâu dài nếu sử dụng liên tục trong thời gian dài. Các tác dụng ngay lập tức có thể bao gồm đau đầu, giảm sự tập trung, thay đổi hành vi 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hoặc các phản ứng miễn dịch.
Ảnh hưởng về lâu dài có thể làm tăng nguy cơ ung thư, các bệnh tim mạch… [4, 22]. Nghiên cứu của McCann và cộng sự trên 297 trẻ em cho thấy việc sử dụng hỗn hợp các chất phụ gia gồm hai nhóm là E102/E110/E122/E124/E211 và E104/E110/E122/E129/E211 có liên quan đến chứng tăng động ở những đứa trẻ này [49]. Sự tương tác của một số chất khi chúng kết hợp với nhau cũng đã được Lau Karen và cộng sự nghiên cứu. Cụ thể, hai hỗn hợp là E104/E951 và E133/L-glutamic axit được cho là ức chế sự biệt hóa dòng nguyên bào thần kinh chuột NB2a thành các sợi thần kinh và làm tăng tỷ lệ tế bào chết của dòng tế bào nuôi cấy [44].
Ngoài ra gần đây, một số phụ gia thực phẩm chậm phân hủy có trong chất thải ra môi trường từ hoạt động của con người đã tích tụ, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến môi trường nước như butylated hydroxyanisole (E320) và butylated hydroxytoluene (E321) hay propyl gallate (E310) ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong nước [53, 93]. Vì vậy, việc kiểm tra đánh giá ảnh hưởng của các phụ gia thực phẩm lên sức khỏe con người và tìm giới hạn an toàn của chúng trong sản xuất và chế biến thực phẩm là điều rất cần thiết. Các loại phụ gia thực phẩm được sử dụng trong nghiên cứu Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá độc tính của năm loại phụ gia đang được sử dụng thuộc ba nhóm là nhóm chất bảo quản với hai đại diện là Sodium benzoate và Propyl gallate, nhóm chất tạo màu với hai đại diện là Tartrazine và Amaranth và nhóm chất điều vị với đại diện là Monosodium glutamate cùng với một phụ gia đã bị cấm sử dụng là Formaldehyde để kiểm chứng lại độc tính của một phụ gia đã được xác định là độc tới mức không được phép đưa vào trong thực phẩm. Chất bảo quản - Sodium benzoate Sodium benzoate có công thức phân tử là NaC6H5CO2, được tạo ra bằng phản ứng giữa natri hydroxit và axit benzoic.
Đây là một chất phụ gia thực phẩm được kí hiệu là E211, có tác dụng bảo quản thực phẩm tránh khỏi bị hư hỏng bằng cách kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm trong môi trường có tính axit. Trung bình mỗi năm, khoảng 100 nghìn tấn E211 có thể được sản xuất trên toàn thế 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Theo ủy ban chuyên về phụ gia thực phẩm (JECFA - Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives), liều lượng an toàn để sử dụng hàng ngày với Sodium benzoate tối đa là 5mg/kg trọng lượng [82]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng Sodium benzoate có tiềm năng thấp gây ra chứng mề đay do sự hình thành axit benzoate tiếp xúc trên da [57].
E211 cũng được cho là làm thay đổi nồng độ ion kẽm trong não dẫn đến sự thay đổi hành vi ở chuột [3, 16]; ảnh hưởng đáng kể đến sợi trục tế bào thần kinh và các nút thần kinh từ đó gây độc thần kinh ở ấu thể cá ngựa vằn [8]. Chất chống ô xy hóa - Propyl gallate Propyl gallate (E310) là propyl este của axit 3,4,5-trihydroxybenzoic có công thức cấu tạo là C12H12O5, tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng hoặc màu kem, không mùi. Propyl gallate còn có tên gọi khác là gallic acid propyl ester hay Progallin P, được sử dụng với vai trò là chất chống oxy hóa trong các loại thực phẩm (chủ yếu có trong thực phẩm chứa hàm lượng chất béo cao), dược phẩm và mỹ phẩm [71]. Vai trò của Propyl gallate trong việc bảo quản nhiều loại sản phẩm phục vụ đời sống con người là không cần bàn cãi.
Tuy nhiên, việc sử dụng như thế nào và liều lượng là bao nhiêu thì cần phải có các nghiên cứu rất cẩn thận và chi tiết. Trong bản báo cáo khoa học đánh giá về propyl gallate của ủy ban an toàn thực phẩm châu Âu năm 2014, lượng được phép sử dụng mỗi ngày trên 1 ki-lô-gam trọng lượng cơ thể (Intake Acceptable Daily - ADI) chỉ ở mức 0,5 mg/kg/ngày [15]. Cùng với đó, nhiều nghiên cứu về tác động của propyl gallate theo các cách khác nhau cũng đã được công bố. Speijers và cộng sự năm 1993, sau 13 tuần thử nghiệm trên chuột đã đưa ra nồng độ không quan sát thấy tác dụng phụ (NOAEL) của E310 là 135 mg/kg/ngày và nồng độ cao nhất trong thử nghiệm (527 mg/kg/ngày) đã gây ảnh hưởng xấu tới hệ thống tạo máu.
Khả năng gây đột biến, ung thư của phụ gia thực phẩm này cũng đã được một số nhà khoa học phát hiên thấy khi có mặt của Cu(II) và Fe(III) EDTA thông qua sản phẩm chuyển hóa là axit gallic [41]. Tuy nhiên, một số thử nghiệm khác trên động vật lại không cho thấy propyl gallate có khả năng gây 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ung thư [85]. Ngoài ra, trên lĩnh vực bảo vệ an toàn môi trường thì E310 đã được đề nghị xếp vào nhóm gây độc cho sinh vật thủy sinh [93]. Chất tạo màu vàng - Tartrazine Tartrazine có tên hóa học là 3-carboxy-5-hydroxy-1-(4'-sulphophenyl)-4-(4'- sulphophenylazo) pyrazole trisodium với công thức phân tử C16H9N4Na3O9S2 và khối lượng phân tử (mole) là 534,36 gam, được kí hiệu là E102 trong danh mục các phụ gia thực phẩm.