Tổng quan nghiên cứu

Cà phê là một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, đặc biệt tại tỉnh Đắk Lắk – thủ phủ cà phê với diện tích trồng lên đến khoảng 204.000 ha và sản lượng niên vụ 2017-2018 đạt gần 460.000 tấn. Tuy nhiên, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm tại khu vực này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nấm mốc, trong đó có các chủng nấm sinh độc tố như Ochratoxin A (OTA). OTA là một độc tố vi nấm có khả năng gây ung thư nhóm IIB theo Tổ chức Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC), có thể tích tụ trong cơ thể người qua thực phẩm nhiễm độc tố mà không gây ngộ độc cấp tính ngay lập tức.

Mức độ tồn lưu OTA trong cà phê bột tại Buôn Ma Thuột là vấn đề cấp thiết cần được kiểm soát nhằm bảo đảm an toàn thực phẩm và duy trì chất lượng cà phê xuất khẩu. Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng phương pháp xác định dư lượng OTA trong cà phê bột bằng sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) với độ nhạy cao, khảo sát mức độ nhiễm OTA thực tế và đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng an toàn thực phẩm tại địa bàn Buôn Ma Thuột trong giai đoạn từ tháng 10/2018 đến tháng 5/2019.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu khoa học về mức độ nhiễm OTA, góp phần hỗ trợ các cơ quan chức năng trong công tác quản lý an toàn thực phẩm, đồng thời nâng cao giá trị thương hiệu cà phê Buôn Ma Thuột trên thị trường quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Độc tố vi nấm Ochratoxin A (OTA): Là chất chuyển hóa thứ cấp của các chủng nấm Aspergillus ochraceus và Penicillium verrucusum, có đặc tính bền nhiệt, tan trong dung môi hữu cơ phân cực, gây độc cho thận, gan và hệ miễn dịch, đồng thời có khả năng gây ung thư nhóm IIB.

  • Phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS): Kỹ thuật phân tích hiện đại, kết hợp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với khối phổ ba tứ cực, cho phép phát hiện và định lượng OTA ở mức vết và siêu vết với độ chính xác và độ nhạy cao.

  • Khái niệm thẩm định phương pháp phân tích: Bao gồm các chỉ tiêu như tính đặc hiệu, chọn lọc, khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), hiệu suất thu hồi, độ chụm và độ đúng, theo quy định của Hội đồng Châu Âu (2002/657/EC).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: 55 mẫu cà phê bột được thu thập ngẫu nhiên tại chợ và các cơ sở chế biến ở Buôn Ma Thuột, với khối lượng mỗi mẫu từ 100-500g.

  • Thiết bị và hóa chất: Hệ thống LC-MS/MS Agilent 6410 Triple Quad, cột sắc ký C18, dung môi methanol, acetonitrile, dung dịch đệm PBS pH 7.0, cột chiết pha rắn Ochra Test WB.

  • Phương pháp phân tích: Tối ưu hóa điều kiện vận hành máy LC-MS/MS (ion hóa ESI, năng lượng va chạm, tốc độ pha động 0,1-0,2 ml/phút), xây dựng quy trình tách chiết mẫu bằng chiết pha rắn, thẩm định phương pháp theo các tiêu chuẩn quốc tế.

  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 10/2018 đến tháng 5/2019, bao gồm các bước thu thập mẫu, tối ưu hóa phương pháp, thẩm định, phân tích mẫu thực tế và đề xuất giải pháp.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Agilent MassHunter Workstation để tính diện tích peak, Microsoft Excel để thống kê mô tả và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tối ưu hóa điều kiện phân tích LC-MS/MS:

    • Giới hạn phát hiện (LOD) đạt 0,63 ng/ml, giới hạn định lượng (LOQ) là 2,11 ng/ml.
    • Hiệu suất thu hồi OTA trong nền mẫu cà phê bột ở các mức 2,5; 5 và 10 µg/kg dao động từ 70% đến 110%, đáp ứng yêu cầu của quy định Châu Âu.
    • Tốc độ pha động tối ưu là 0,1 ml/phút với pha động acetonitrile:nước:acid formic (80:20:1).

  2. Khảo sát mức độ tồn lưu OTA trong cà phê bột tại Buôn Ma Thuột:

    • Trong tổng số 55 mẫu phân tích, có 9 mẫu (chiếm 16,36%) phát hiện nhiễm OTA.
    • Mức OTA trong các mẫu nhiễm đều nằm dưới giới hạn tối đa cho phép của Bộ Y tế Việt Nam (5 µg/kg).
    • Mức độ nhiễm OTA thấp hơn so với một số nghiên cứu quốc tế, ví dụ như mức trung bình 0,5 µg/kg ở cà phê rang tại Hungary.

  3. So sánh với các nghiên cứu khác:

    • Kết quả phù hợp với báo cáo của các nghiên cứu trong nước và quốc tế về sự hiện diện OTA trong cà phê và các nông sản khác.
    • Mức độ nhiễm OTA tại Buôn Ma Thuột thấp hơn so với các vùng có điều kiện bảo quản kém hoặc khí hậu khác biệt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân mức độ nhiễm OTA còn tồn tại có thể do điều kiện khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho nấm mốc phát triển, quy trình bảo quản và chế biến cà phê chưa đồng bộ và thiếu kiểm soát chặt chẽ. Việc áp dụng phương pháp LC-MS/MS cho phép phát hiện chính xác OTA ở mức rất thấp, giúp đánh giá thực trạng một cách khách quan và khoa học.

Kết quả phân tích có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất mẫu nhiễm OTA và bảng so sánh mức độ nhiễm với giới hạn cho phép, giúp minh họa rõ ràng tình hình an toàn thực phẩm cà phê tại địa phương.

So với các phương pháp truyền thống như ELISA hay HPLC với detector huỳnh quang, LC-MS/MS cho độ nhạy và độ chọn lọc cao hơn, giảm thiểu sai số dương tính giả, phù hợp làm cơ sở pháp lý cho kiểm nghiệm an toàn thực phẩm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường kiểm soát chất lượng trong quá trình chế biến và bảo quản cà phê:

    • Áp dụng quy trình bảo quản khô ráo, thoáng mát, kiểm soát độ ẩm dưới 12% để hạn chế phát triển nấm mốc.
    • Chủ thể thực hiện: Các cơ sở chế biến cà phê tại Buôn Ma Thuột.
    • Thời gian: Triển khai ngay trong vòng 12 tháng tới.

  2. Xây dựng hệ thống giám sát định kỳ dư lượng OTA trong cà phê:

    • Thiết lập các phòng kiểm nghiệm được trang bị LC-MS/MS để phân tích mẫu định kỳ.
    • Chủ thể thực hiện: Trung tâm kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm khu vực Tây Nguyên.
    • Thời gian: Trong 6 tháng đầu năm 2024.

  3. Đào tạo nâng cao nhận thức và kỹ năng cho người nông dân và công nhân chế biến:

    • Tổ chức các khóa tập huấn về an toàn thực phẩm, phòng chống nấm mốc và OTA.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Đắk Lắk phối hợp với các tổ chức chuyên môn.
    • Thời gian: Hàng năm, bắt đầu từ quý 3 năm 2023.

  4. Khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp sinh học hoặc công nghệ mới để giảm OTA:

    • Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật đối kháng hoặc công nghệ xử lý nhiệt phù hợp để giảm OTA trong cà phê.
    • Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp chế biến cà phê.
    • Thời gian: Dài hạn, từ 2024 trở đi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và cơ quan chức năng về an toàn thực phẩm:

    • Hỗ trợ xây dựng chính sách, quy chuẩn kiểm soát OTA trong nông sản, đặc biệt cà phê.
    • Use case: Thiết lập hệ thống giám sát và kiểm nghiệm định kỳ.

  2. Doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu cà phê:

    • Nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng yêu cầu thị trường quốc tế về an toàn thực phẩm.
    • Use case: Áp dụng quy trình kiểm soát OTA trong sản xuất và bảo quản.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành công nghệ thực phẩm:

    • Tham khảo phương pháp phân tích LC-MS/MS và các kỹ thuật thẩm định phương pháp phân tích độc tố.
    • Use case: Phát triển nghiên cứu sâu hơn về độc tố vi nấm và an toàn thực phẩm.

  4. Nông dân và người lao động trong ngành cà phê:

    • Nâng cao nhận thức về nguy cơ OTA và các biện pháp phòng chống nấm mốc trong canh tác và thu hoạch.
    • Use case: Tham gia các chương trình đào tạo và áp dụng kỹ thuật bảo quản đúng cách.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ochratoxin A là gì và tại sao nó nguy hiểm?
    Ochratoxin A là độc tố vi nấm sinh ra bởi các chủng Aspergillus và Penicillium, có khả năng gây ung thư nhóm IIB và tổn thương thận khi tích tụ lâu dài trong cơ thể qua thực phẩm nhiễm độc tố.

  2. Phương pháp LC-MS/MS có ưu điểm gì trong phân tích OTA?
    LC-MS/MS cho phép phát hiện và định lượng OTA ở mức rất thấp với độ chính xác và chọn lọc cao, giảm thiểu sai số dương tính giả so với các phương pháp truyền thống như ELISA hay HPLC huỳnh quang.

  3. Mức giới hạn tối đa cho phép của OTA trong cà phê là bao nhiêu?
    Theo Quy chuẩn Việt Nam, mức dư lượng tối đa cho phép OTA trong cà phê bột là 5 µg/kg, nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

  4. Tại sao cà phê ở Buôn Ma Thuột vẫn có thể nhiễm OTA?
    Do điều kiện khí hậu nóng ẩm thuận lợi cho nấm mốc phát triển, cùng với quy trình bảo quản và chế biến chưa đồng bộ, dẫn đến nguy cơ nhiễm OTA tồn tại trong sản phẩm.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu OTA trong cà phê?
    Áp dụng các biện pháp bảo quản khô ráo, kiểm soát độ ẩm, sử dụng công nghệ xử lý phù hợp, và giám sát định kỳ dư lượng OTA bằng các phương pháp phân tích hiện đại như LC-MS/MS.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công phương pháp xác định dư lượng Ochratoxin A trong cà phê bột bằng LC-MS/MS với LOD=0,63 ng/ml, LOQ=2,11 ng/ml và hiệu suất thu hồi đạt 70-110%.
  • Khảo sát thực tế tại Buôn Ma Thuột cho thấy 16,36% mẫu cà phê bột nhiễm OTA nhưng đều nằm trong giới hạn cho phép.
  • Phương pháp LC-MS/MS được đánh giá là phù hợp, có giá trị pháp lý cao trong kiểm nghiệm an toàn thực phẩm.
  • Đề xuất các giải pháp kiểm soát OTA bao gồm nâng cao quy trình bảo quản, giám sát định kỳ, đào tạo và nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới.
  • Tiếp tục triển khai nghiên cứu mở rộng và áp dụng phương pháp phân tích trong hệ thống kiểm nghiệm để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và nâng cao giá trị cà phê Buôn Ma Thuột trên thị trường quốc tế.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan chức năng và doanh nghiệp cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời đầu tư trang thiết bị và đào tạo nhân lực để nâng cao năng lực kiểm nghiệm an toàn thực phẩm.