Đặt vấn đề Cà phê là mặt hàng nông sản được thương mại hóa nhiều nhất và đồ uống được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới. Nhu cầu tiêu dùng cà phê trở nên phổ biến trên thế giới vì những lợi ích sức khỏe và chất lượng cảm quan, đặc biệt là hương vị đặc trưng [1]. Thị hiếu, xu hướng tiêu thụ cà phê hiện nay thì phân khúc rang xay tại chỗ thay vì sử dụng cà phê đóng gói hoặc pha sẵn đang ngày càng dược ủng hộ bởi người tiêu dùng nhằm thưởng thức hương vị cà phê riêng biệt theo gu sở thích [2]. Theo báo cáo của Bộ Công thương, Vụ thị trường Châu Âu - Châu Mỹ, Việt Nam chủ yếu xuất khẩu cà phê nguyên liệu sang thị trường Châu Âu trong đó cà phê rang và khử caffein là mặt hàng đứng thứ hai về kim ngạch (chiếm 17,3%) và tiêu thụ nhiều nhất tại thị trường này [2].
Chế biến cà phê là ngành sản xuất, kinh doanh có sức hấp dẫn và cạnh tranh cao ở Việt Nam. Trong giai đoạn 2005-2015, lượng tiêu thụ cà phê của Việt Nam tăng trưởng từ 0,43 kg/đầu người/năm lên 1,38 kg/đầu người/năm và dự báo tăng lên 2,6 kg/đầu người/năm vào năm 2021. Đây là mức tăng trưởng cao nhất trong số các quốc gia đứng đầu xuất khẩu cà phê trên thế giới [3]. Song song với sự tăng trưởng và đa dạng hóa nhu cầu tiêu dùng cà phê, vấn đề ô nhiễm các độc tố trong cà phê có thể xảy ra ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình chế biến cũng được quan tâm nhiều hơn.
Sự xuất hiện của acrylamide trong thực phẩm nói chung và trong cà phê nói riêng lần đầu tiên được báo cáo bởi các nhà khoa học từ cơ quan thực phẩm quốc gia Thụy Điển và đại học Stockholm vào tháng 4 năm 2002 [4]. Sự quan tâm đến acrylamide vì tính độc hại của nó có trong thực phẩm, là khả năng gây ung thư và ức chế thần kinh (IARC 1994) [5]. Acrylamide được tìm thấy trong nhiều thực phẩm chiên, nướng, rang do vậy chất này luôn tồn tại trong cà phê rang. Hàm lượng acrylamide được tìm thấy ở mức cao nhất trong cà phê hòa tan giá trị trung bình 1499 µg/kg, đối với cà phê hạt là 522µg/kg, theo báo cáo của EFSA năm 2015 [6].
Theo một số báo cáo của FAO và WHO năm 2006, acrylamide cũng được phát hiện trong các sản phẩm ca cao và cà 1 phê ở mức lên đến 909 - 4948μg /kg [7]. Ở Việt Nam, hiện chưa có số liệu thống kê về mức acrylamide trong thực phẩm nói chung và sản phẩm cà phê nói riêng. Việc đánh giá hàm lượng độc tố acrylamide trong sản phẩm cà phê trên thị trường cung cấp dữ liệu quan trọng trong lĩnh vực an toàn thực phẩm, từ đó có thể đưa ra cảnh báo trong quy trình rang xay và sản xuất công nghiệp nhằm đảm bảo chất lượng và sức khỏe người tiêu dùng. Phương pháp phân tích đầu tiên được các nhà nghiên cứu Thụy Điển sử dụng để phân tích acrylamide trong thức ăn chăn nuôi dựa trên sự tạo dẫn xuất của acrylamide bằng cách brom hóa phân tích sắc ký khí-khối phổ [8].
Sau đó có nhiều kỹ thuật phân tích được phát triển khắc phục những khó khăn trong quá trình tạo dẫn xuất và sử dụng nhiều phương pháp nhanh chóng dành cho nhiều loại mẫu hơn. Hội thảo ở Châu Âu về các phương pháp phân tích acrylamide trong các sản phẩm thực phẩm kết luận rằng hiện nay phần lớn các phòng thí nghiệm sử dụng sắc ký lỏng khối phổ và sắc ký khí khối phổ để phân tích acrylamide với ưu điểm cho độ chính xác cao mà không cần phải tạo dẫn xuất trong quy trình phân tích [9]. Ở Việt Nam hiện chưa có khuyến nghị chính thức về phương pháp áp dụng để định lượng acrylamide trong thực phẩm. Những nỗ lực về tiêu chuẩn hóa các phương pháp được sử dụng để phát hiện và định lượng acrylamide trong các nền mẫu khác nhau vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu nhằm đáp ứng các đợt thử nghiệm thành thạo trên chất chuẩn tham chiếu để đánh giá chất lượng kết quả và xác nhận phương pháp acrylamide là một phần thiết yếu để đạt công nhận theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025.
Từ những vấn đề trình bày trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu cải tiến quy trình và ứng dụng phân tích độc tố acrylamide trong cà phê bằng sắc ký lỏng ghép khối phổ LC-MS/MS”. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này bao gồm những nội dung như sau: Thẩm định quy trình phân tích hàm lượng acrylamide trong các nền mẫu cà phê hạt rang hạt, cà phê hòa tan nhằm xây dựng phương pháp phân tích đáp ứng các yêu cầu: • Đánh giá sự ảnh hưởng của nền mẫu lên độ đúng của phương pháp phân tích. • Xây dựng quy trình xử lý mẫu phân tích acrylamide trong các nền mẫu cà phê hạt rang hạt, cà phê hòa tan. • Xác nhận giá trị các thông số của phương pháp định lượng acrylamide trong nền mẫu cà phê hạt: Tính chọn lọc, độ tuyến tính, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, hiệu suất thu hồi, độ không đảm bảo đo.
Ứng dụng phương pháp phân tích một số mẫu dịch vụ và mẫu thực tế trên thị trường Thành phố Hồ Chí Minh nhằm đánh giá hàm lượng acrylamide trên sản phẩm cà phê. Từ kết quả khảo sát đưa ra khuyến cáo về mức độ ô nhiễm của acrylamide trong sản phẩm cà phê. Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu • Quy trình chiết mẫu phân tích hàm lượng acrylamide trong sản phẩm cà phê. • Đối tượng mẫu được lựa chọn để xác định giá trị sử dụng phương pháp và ứng dụng phương pháp là mẫu cà phê rang hạt và cà phê hòa tan trên thị trường.2 Phạm vi nghiên cứu • Xây dựng quy trình chiết mẫu xác định hàm lượng acrylamide trên nền cà phê.
• Phân tích, đánh giá hàm lượng acrylamide trên 19 mẫu cà phê arabica gồm 2 dạng rang nhạt (Light) và rang đậm vừa (Medium), 23 mẫu cà phê robusta gồm rang nhạt (Light), rang đậm vừa (Medium) và rang đậm (Medium dark), 16 mẫu 3 cà phê hỗn hợp trộn arabica và robusta hoặc arabica, robusta, culi, moka; 10 mẫu cà phê hòa tan. Các mẫu này được mua trên thị trường với các nhà sản xuất khác nhau được đóng gói đúng quy cách sản phẩm có thông tin như loại cà phê rang, mức rang, kiểu sơ chế từ nhà sản xuất. • Trung tâm dịch vụ phân tích và thí nghiệm, Tp. Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp luận Hiện nay có nhiều phương pháp phân tích acrylamide, tùy vào điều kiện của các phòng thí nghiệm khác nhau.
Tuy nhiên, do mức độ phức tạp của nền mẫu cà phê thành phẩm do quá trình rang, say và chế biến ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép phân tích. Điều này thể hiện trong kết quả của công bố về thử nghiệm thành thạo với 6 bài kiểm tra cho các nền thực phẩm, trong đó nền cà phê với 41 mẫu vật liệu thử nghiệm đồng nhất được yêu cầu cho các phòng thí nghiệm trên thế giới có 31 kết quả nộp lại với khoảng giá trị thu được 193-431µg/kg, giá trị đúng là 412µg/kg. Những người tham gia được khuyến khích sử dụng phương pháp phân tích được sử dụng thường xuyên trong phòng thí nghiệm và cung cấp chi tiết về thủ tục [10]. Do vậy, đánh giá mức độ ảnh hưởng của nền mẫu đến độ chính xác của phương pháp là một vấn đề cần thiết đối với phương pháp xác định acrylamide trong cà phê.
Ở Việt Nam hiện chưa ban hành chính thức về phương pháp chuẩn để áp dụng định lượng độc tố acrylamide trong thực phẩm nói chung và trong cà phê thành phẩm nói riêng. Tính đến thời điểm hiện nay, chưa có một công bố chính thức về mức độ ô nhiễm hàm lượng độc tố acrylamide trong cà phê thành phẩm tại Việt Nam nói chung và trên thị trường Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng. 4 Căn cứ trên những vấn đề còn tồn tại thực tế đối với phương pháp phân tích và dữ liệu về mức độ ô nhiễm độc tố acrylamide trong cà phê nói trên, chúng tôi thực hiện đề tài với các nội dung cụ thể nhằm giải quyết các vấn đề nói trên.2 Phương pháp thực hiện 4.1 Phương pháp tổng hợp và biên hội tài liệu Nghiên cứu, đọc các tài liệu trong nước và quốc tế công bố các nghiên cứu acrylamide, từ đó tổng hợp, xem xét ưu nhược điểm, khả năng áp dụng các nghiên cứu vào điều kiện thực tế ở phòng thí nghiệm. Nghiên cứu nồng độ acrylamide là một trong các chỉ tiêu có yêu cầu trong các mẫu phân tích tại Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm (CASE), TP.
HCM Tìm hiểu các công trình nghiên cứu về việc phân tích acrylamide trong thực phẩm nói chung và trong cà phê nói riêng. Thu thập tài liệu, đánh giá rủi ro của acrylamide đến sức khỏe con người.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu Hướng dẫn theo Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5250 -2007 [11]; TCVN 12807:2019 [12]; Thông tư 14/2011/TT-BYT [13]. Mẫu cần được bảo quản trong túi polyethylene (hoặc có van khí một chiều) tránh thất thoát hàm lượng acrylamide. Các mẫu phải được chiết trong vòng bảy ngày và dung dịch chiết phải được phân tích trong vòng một ngày sau khi chiết.3 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu Sử dụng toán học xử lý thống kê để xử lý số liệu sau khi phân tích nhằm đảm bảo tính chắc chắn của số liệu nghiên cứu nhằm rút ra những nhận xét và kết luận khoa học khách quan đối với những vấn đề nghiên cứu.
Các kết quả được sử dụng phần mềm Excel, phần mềm Masshunter của Agilent.4 Phương pháp so sánh Dùng các số liệu nghiên cứu được so sánh với các số liệu có được từ Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa kỳ FDA; Cơ quan an toàn thực phẩm Châu Âu EU để đánh giá hàm lượng acrylamide trong sản phẩm cà phê.5 Phương pháp kế thừa Dùng các số liệu nghiên cứu và phương pháp đã được nghiên cứu trước nay để ứng dụng trong nghiên cứu của chúng tôi 4.6 Phương pháp phân tích Các phương pháp xử lý mẫu được sử dụng trong nghiên cứu: Chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn. Phương pháp phân tích được sử dụng trong đề tài là phương pháp ký lỏng ghép hai lần khối phổ (LC-MS/MS) với chất nội chuẩn acrylamide-d3 trong xây dựng đường hiệu chuẩn của phép phân tích. Ý nghĩa của đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học Phương pháp phân tích acrylamide được xây dựng trên nền tảng phương pháp của Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu: EN Standard 16618:2015 LC-ESI-MS/MS [14].
