MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của xã hội hiện đại, việc sử dụng thực phẩm chế biến sẵn, trong đó có các sản phẩm từ thịt như thịt nướng, thịt hun khói, xúc xích, ngày càng phổ biến. Những sản phẩm này, một mặt mang lại sự thuận tiện cũng như sự ngon miệng, mặt khác có thể gây ra những hậu quả lâu dài. Các nghiên cứu đã chỉ ra nhiều hóa chất độc hại có thể sinh ra từ quá trình chế biến thực phẩm bằng cách nướng hoặc rán. Nitrosamin là một nhóm hóa chất độc hại có thể sinh ra do quá trình chế biến thực phẩm đặc biệt là nhóm sản phẩm thịt.
Thịt gia súc, gia cầm vốn có chứa hàm lượng acid amin cao, nếu được tẩm ướp các phụ gia có chứa nitrat, nitrit và dưới tác động của điều kiện pH, nhiệt độ thích hợp có thể tạo thành nitrosamin. Một số hợp chất thuộc nhóm nitrosamin được tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) phân loại là nhóm chất có thể gây ung thư trên người. Do đó, việc kiểm soát hàm lượng nitrosamin trong các sản phẩm chế biến từ thịt, đặc biệt là thịt nướng có đóng góp quan trọng, giúp phòng ngừa nguy cơ mắc ung thư, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Hiện nay, trên thế giới đã có một số nghiên cứu về các phương pháp xác định nitrosamin trong thực phẩm.
Tuy nhiên, ở Việt Nam lĩnh vực này mới chỉ được quan tâm trong thời gian gần đây. Đặc biệt chưa có một phương pháp tiêu chuẩn nào đã và đang được áp dụng. Do đó, đề tài “Nghiên cứu xác định hàm lượng một số nitrosamin trong các sản phẩm thịt bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần” được thực hiện không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn. Mục tiêu của đề tài như sau: 1.
Xây dựng và thẩm định phương pháp xác định đồng thời một số nitrosamin trong các sản phẩm thịt. Ứng dụng phương pháp để sơ bộ đánh giá hàm lượng nitrosamin trong một số sản phẩm thịt trên địa bàn Hà Nội. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bùi Cao Tiến – K26 Hóa học – Trường ĐHKHTN 1. Giới thiệu về nitrosamin 1.
Công thức cấu tạo của nitrosamin Nitrosamin là hợp chất hóa học có cấu trúc R1-N(-R2)-N=O, trong đó một nhóm nitroso liên kết với một amin bậc 2 hoặc muối amoni bậc 4. Công thức cấu tạo chung của nitrosamin và công thức cấu tạo của một số nitrosamin thường gặp được giới thiệu ở hình 1. Công thức cấu tạo chung của nitrosamin Bảng 1. Một số nitrosamin thường gặp Khố i lươ ̣ng TT Nitrosamin Công thức cấ u ta ̣o phân tử 1.
N-Nitrosodi-n-butyl amine (NDBA) N N O 158 6. N-nitroso diphenyl amine (NDPhA) N N O 198 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bùi Cao Tiến – K26 Hóa học – Trường ĐHKHTN 1. Sự tạo thành nitrosamin Nitrosamin được tạo thành từ phản ứng giữa tác nhân nitroso hóa và nhóm amin bậc 2 hoặc muối amoni bậc 4. Các amin bậc nhất khi phản ứng với tác nhân nitroso hóa sẽ tạo thành sản phẩm không bền và bị phân hủy thành olefin hoặc alcol [3].
Các tác nhân nitroso hóa gồm các oxit của nitơ (NOx), trong đó tác nhân chủ yếu là N2O3. Các nitrit cũng là tác nhân tạo thành nitrosamin qua các phản ứng: Có thể thấy rằng, sự tạo thành nitrosamin phụ thuộc vào pH, nồng độ của nitrit và của amin. Theo các nghiên cứu, khoảng pH từ 2,5-3,5 là pH tối ưu cho sự tạo thành nitrosamin từ nitrit. Mặc dù nhiều loại thực phẩm ít có tính acid như trên, nitrosamin vẫn có thể tạo thành trong điều kiện acid của dạ dày khi có mặt đồng thời nitrit và các amin.
Ngoài ra, tác động của nhiệt độ cũng làm quá trình sinh nitrosamin diễn ra nhanh hơn [5]. Tính chất hóa lý của nitrosamin Các nitrosamin thường tồn tại ở dạng lỏng, màu vàng nhạt. Các nitrosamin có thể phân thành 2 loại: dễ bay hơi và khó bay hơi, phụ thuộc vào các nhóm thế (R1 và R2). Các nitrosamin dễ bay hơi thường được nghiên cứu nhiều hơn do nguy cơ gây ung thư cao hơn.
Nhiệt độ bay hơi của các nitrosamin nhóm này dao động trong khoảng 120-180oC ở điều kiện thường. Các nitrosamin dễ bay hơi thường là các chất có tính phân cực trung bình, có thể tan được trong nước và một số dung môi phân cực như methanol, ethanol, acetonitril. Các nitrosamin thể hiện tính chất chung của nhóm N-nitroso (-N-N=O). Đây là nhóm chất có hoạt tính cao và là tác nhân có thể gây ung thư hoặc phá hủy tế bào trên người [14].
Độc tính Các nitrosamin có ảnh hưởng xấ u đế n sức khỏe của người và đô ̣ng vâ ̣t. Chúng là một trong những nguyên nhân gây ung thư gồm nhiều loại ung thư khác nhau như ung thư dạ dày, ung thư thực quản, ung thư tuyến tụy, ung thư phổi. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bùi Cao Tiến – K26 Hóa học – Trường ĐHKHTN Ngoài ra, nitrosamin có thể gây tổn thương DNA, gây chết tế bào, thoái hóa não, các bệnh về gan và béo phì [3]. Các nitrosamin đã được nhiều tổ chức phân loại là các chất có thể gây ung thư.
Hiện nay, NDMA và NDEA đã được tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) xếp vào nhóm 2A, còn NDPA được xếp vào nhóm 2B là nhóm có nguy cơ gây ung thư trên người [3]. Nguồn nitrosamin từ thực phẩm Bên cạnh những nguồn chứa nitrosamin từ môi trường, khói thuốc lá, nước uống, một số sản phẩm thực phẩm cũng có nguy cơ lớn có chứa nitrosamin. Nếu trong sản phẩm thực phẩm đồng thời tồn tại nhóm amin và nitrit, sản phẩm đó có nguy cơ chứa nitrosamin cao.2 tóm tắt một số đối tượng thực phẩm thường có chứa nitrosamin [21],[22]. Một số thực phẩm thường có chứa nitrosamin Thực phẩm Loại nitrosamin Khoảng nồng độ (µg/kg) Thịt hun khói NDMA, NPYR, NDPA, NDPhA 1-100 Thịt cà ri NDMA, NPYR, NPIP KPH -50 Cá muối NDMA, NDEA KPH -1000 Cá kho NDMA, NDEA KPH -50 Bia NDMA KPH-5 Ghi chú: KPH là Không phát hiện Sự tạo thành nitrosamin phụ thuộc đáng kể vào lượng nitrat/nitrit, phương pháp chế biến, nhiệt độ và thời gian chế biến cũng như điều kiện bảo quản thực phẩm.
Trong nhóm đối tượng sản phẩm chế biến từ thịt, hiện chưa có các thông tin về hàm lượng nitrosamin trong thịt nướng đặc biệt là thịt nướng có tẩm ướp gia vị vì nhóm này có chứa hàm lượng nitrit khá cao. Với tác động của nhiệt độ, nguy cơ tạo thành nitrosamin trong các đối tượng này khá rõ rệt. Các nghiên cứu thực hiện vào năm 1981 đã cho thấy trung bình mỗi ngày chúng ta hấp thụ khoảng 1 µg nitrosamin từ thực phẩm. Qua 20 năm, lượng hấp thụ trung bình nitrosamin đã thấp hơn do hiệu quả của việc cắt giảm sự hình thành nitrosamin trong thực phẩm và đồ uống, nhưng lượng nitrosamin đang có nguy cơ 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bùi Cao Tiến – K26 Hóa học – Trường ĐHKHTN gia tăng trở lại bởi xu hướng ưa chuộng sản phẩm đồ ăn nhanh với nhiều loại thịt hun khói, thịt nướng như hiện nay.
Để giảm sự tạo thành nitrosamin trong thực phẩm, nhiều giải pháp đã được nghiên cứu. Việc loại bỏ hoàn toàn nitrat và nitrit trong chế biến thực phẩm không phải là giải pháp hữu hiệu do các chất này giúp bảo quản thực phẩm trước sự phát triển của một số vi sinh vật gây bệnh như Clostridium botulinum. Người ta có thể sử dụng acid ascorbic hoặc α-tocopheral trong chế biến thực phẩm do các chất này phản ứng với N2O3. Tuy nhiên, cho đến nay việc loại trừ hoàn toàn nguy cơ tạo thành nitrosamin vẫn chưa thể thực hiện được.
Do đó, nitrosamin vẫn tiếp tục được tìm thấy trong nhiều sản phẩm thực phẩm [22]. Quy định hiện hành về nitrosamin Hiện nay, mới chỉ có các quy định về hàm lượng tối đa của nitrosamin trong nước ăn uống, chưa có quy định cho đối tượng thực phẩm. Quy định về hàm lượng các nitrosamin trong nước uống[7] TT Quố c gia, khu vực Mức tối đa trong nước uống 100 ng/L (NDEA), 300 ng/L (NDMA), và 500 ng/L 1 Mỹ (NDPA) 2 Canada 0,04 μg/L (tổ ng nitrosamin) 3 Châu Âu Âm tính 4 Đức 10 ng/L (tổ ng nitrosamin) 5 Việt Nam Chưa quy định Bô ̣ Nông nghiê ̣p Mỹ gầ n đây đã có những nghiên cứu về nguy cơ của các nitrosamin trong thiṭ hun khói và khuyế n cáo hàm lươ ̣ng tố i đa trong thiṭ hun khói đố i với NPYR (chất có hàm lượng cao nhất) là 10 µg/kg. Đối với các nitrosamin khác, mặc dù hàm lượng khuyến cáo đến nay chưa được đưa ra nhưng đối với nhiều nghiên cứu đánh giá nguy cơ hiện nay đòi hỏi phương pháp phân tích phải đạt được mức LOQ đến 0,5 µg/kg [7],[25].
Phương pháp xác định các nitrosamin trong thực phẩm Có nhiều nghiên cứu xác định các nitrosamin trong thực phẩm nói chung và sản phẩm thịt nói riêng đã được công bố trong những năm gần đây. Về nguyên tắc, 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bùi Cao Tiến – K26 Hóa học – Trường ĐHKHTN đầu tiên các nitrosamin được tách ra khỏi nền mẫu vào một dịch chiết thích hợp. Sau đó, một kỹ thuật phân tích phù hợp được sử dụng để xác định hàm lượng nitrosamin trong dịch chiết từ đó tính được hàm lượng trong mẫu ban đầu. Các phương pháp xử lý mẫu Xác định các nitrosamin trong các nền mẫu thịt và sản phẩm thịt gặp phải nhiều khó khăn do hàm lượng nitrosamin thường rất thấp (vài ppb) và do ảnh hưởng của nhiều các hợp chất sinh học trong nền mẫu có thể gây nên ảnh hưởng nền lớn.
Vì thế, mục tiêu của quá trình xử lý mẫu ngoài việc đạt được tối đa hiệu suất chiết nitrosamin, còn phải làm giảm được càng nhiều tạp chất càng tốt. Nhiều kỹ thuật xử lý mẫu đã được sử dụng bao gồm chưng cất, chiết bằng dung môi, chiết với sự hỗ trợ vi sóng, chiết pha rắn, và QuEChERS. Chưng cất Theo kết quả của Sen và Seaman, mẫu thịt hun khói được kiềm hóa và chưng cất với dầu khoáng trong thiết bị chưng cất chân không và thu nitrosamin vào một thiết bị bẫy hơi, sau đó bẫy được chiết lại bằng DCM. DCM sau đó được cô để làm giàu và phân tích bằng sắc ký khí [20].
Kỹ thuật chưng cất này có hiệu quả tốt đối với nitrosamin đặc biệt là NDMA là chất có nhiệt độ bay hơi thấp. Phương pháp này sau đó đã được AOAC chấp nhận và trở thành phương pháp chuẩn AOAC 982. Al-Kaseem và cộng sự đã sử dụng kỹ thuật chưng cất hơi nước để cất các nitrosamin. Mẫu thịt được đồng nhất trong nước sau đó chưng cất nitrosamin vào pha nước.