Tổng quan nghiên cứu

Phụ gia thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm, với hơn 1500 chất phụ gia và hơn 2000 loại hương liệu được phép sử dụng tại Việt Nam. Tuy nhiên, việc sử dụng phụ gia không đúng quy định, đặc biệt là Natamycin – một chất bảo quản phổ biến – đang bị lạm dụng tràn lan, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng và môi trường. Natamycin có khả năng kháng nấm mốc hiệu quả ở hàm lượng thấp, nhưng nếu hấp thụ với lượng lớn có thể gây độc hại (LD50 = 2g/kg trên chuột, ngưỡng an toàn 0,3 mg/kg/ngày đối với người). Do đó, việc kiểm soát hàm lượng Natamycin trong thực phẩm chế biến sẵn là cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng phương pháp phân tích xác định Natamycin trong một số đối tượng thực phẩm phổ biến như thạch rau câu, măng chua, dưa muối và sữa chua, nhằm cung cấp công cụ kiểm soát chất lượng và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu được thực hiện tại Hà Nội trong năm 2019, tập trung vào phát triển quy trình sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép nối khối phổ phân giải cao (HPLC-HRMS) với giới hạn phát hiện 0,05 µg/L và giới hạn định lượng 0,15 µg/L. Kết quả phân tích hàm lượng Natamycin trong các mẫu thực phẩm dao động từ 0,1 đến 4,6 mg/kg, cho thấy sự cần thiết của việc giám sát chặt chẽ.

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:

  • Phụ gia thực phẩm: Được định nghĩa theo FAO và Bộ Y tế Việt Nam là các chất không phải thực phẩm chính, được thêm vào nhằm mục đích kỹ thuật trong chế biến, bảo quản, không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe khi sử dụng đúng liều lượng.
  • Cơ chế hoạt động của Natamycin: Natamycin thuộc nhóm kháng sinh polyene, tác động bằng cách liên kết với sterol trên màng tế bào nấm, làm thay đổi cấu trúc màng và tiêu diệt nấm mốc.
  • Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép nối khối phổ (HPLC-HRMS): Kỹ thuật phân tích hiện đại cho phép tách và định lượng chính xác các hợp chất trong mẫu phức tạp, với khả năng phát hiện ở mức vết.
  • Phương pháp chiết pha rắn (SPE): Sử dụng cột hấp phụ C18 và PSA để làm giàu và loại bỏ tạp chất, tăng độ nhạy và độ chính xác của phân tích.

Các khái niệm chính bao gồm: giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ chính xác, độ thu hồi, hiệu ứng nền trong phân tích hóa học.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Mẫu thực phẩm gồm thạch rau câu, măng chua, dưa muối và sữa chua được lấy ngẫu nhiên tại các chợ trên địa bàn Hà Nội, bảo quản ở 0-5°C và phân tích trong vòng 5-7 ngày.
  • Phương pháp lấy mẫu và xử lý: Mẫu được đồng nhất, chiết bằng dung môi acetonitrile chứa 0,05% axetic acid, xử lý qua cột SPE C18/PSA để loại bỏ tạp chất.
  • Phân tích: Sử dụng hệ thống Q Exactive Focus Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer (Thermo, USA) với cột Acquity BEH C18 (100 × 2,1 mm, 1,7 µm). Điều kiện sắc ký được tối ưu với chương trình gradient pha động, thể tích tiêm 5 µL, tốc độ dòng 0,2 mL/phút.
  • Phân tích số liệu: Đánh giá độ tuyến tính qua 7 điểm chuẩn (1 – 200 µg/L), tính LOD, LOQ, độ chính xác, độ thu hồi theo các tiêu chuẩn quốc tế. Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Word để xử lý số liệu.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và số liệu trong năm 2019, thực hiện phân tích và tối ưu quy trình trong vòng 6 tháng, hoàn thiện luận văn và bảo vệ vào tháng 4/2019.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Dung môi chiết tối ưu: Acetonitrile chứa 0,05% axetic acid cho hiệu suất thu hồi Natamycin cao nhất, dao động từ 92% đến 105%, vượt trội so với methanol và các dung môi khác. Điều này cho thấy pH dung môi ảnh hưởng lớn đến khả năng chiết và hạn chế hiệu ứng nền.

  2. Giới hạn phát hiện và định lượng: LOD của phương pháp đạt 0,05 µg/L, LOQ là 0,15 µg/L, cho phép phát hiện Natamycin ở hàm lượng vết trong thực phẩm, đáp ứng yêu cầu kiểm soát an toàn thực phẩm.

  3. Độ tuyến tính và độ chính xác: Đường chuẩn có hệ số tương quan r² = 1 trong khoảng 1 – 100 µg/L, chứng tỏ tính tuyến tính tuyệt đối. Độ lặp lại với RSD dưới 3,6% ở nồng độ 1 µg/L và 1,0% ở 100 µg/L, đảm bảo độ chính xác cao.

  4. Hàm lượng Natamycin trong mẫu thực phẩm: Phân tích cho thấy hàm lượng Natamycin trong thạch rau câu từ 0,1 – 1,2 mg/kg, măng chua từ 0,9 – 4,2 mg/kg, dưa muối từ 1,2 – 4,6 mg/kg, vượt ngưỡng an toàn cho phép trong một số trường hợp, cảnh báo nguy cơ lạm dụng.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất thu hồi cao khi sử dụng acetonitrile chứa axetic acid phù hợp với tính chất hóa học của Natamycin – hợp chất phân cực và nhạy cảm với pH. Kết quả LOD và LOQ thấp cho thấy phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ phân giải cao là công cụ hiệu quả để phát hiện Natamycin ở mức vết, vượt trội hơn so với các phương pháp quang phổ truyền thống.

Hàm lượng Natamycin trong mẫu thực phẩm phân tích cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các loại thực phẩm và địa điểm lấy mẫu, phản ánh thực trạng sử dụng phụ gia không kiểm soát. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, hàm lượng này tương đương hoặc cao hơn, cho thấy cần có biện pháp quản lý chặt chẽ hơn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện hiệu suất thu hồi của các dung môi chiết, biểu đồ đường chuẩn với hệ số tương quan r², và bảng tổng hợp hàm lượng Natamycin trong từng loại mẫu thực phẩm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng phương pháp HPLC-HRMS trong kiểm soát chất lượng thực phẩm: Khuyến khích các phòng thí nghiệm kiểm nghiệm thực phẩm sử dụng quy trình phân tích đã xây dựng để giám sát hàm lượng Natamycin, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm trong vòng 12 tháng tới.

  2. Tăng cường quản lý và kiểm tra phụ gia thực phẩm tại các chợ và cơ sở sản xuất nhỏ lẻ: Cơ quan quản lý nhà nước cần phối hợp tổ chức thanh tra định kỳ, xử lý nghiêm các trường hợp vi phạm, đặc biệt tại các khu vực Hà Nội và các thành phố lớn trong 6 tháng đầu năm.

  3. Nâng cao nhận thức người tiêu dùng và người sản xuất về tác hại của việc lạm dụng Natamycin: Triển khai các chương trình tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật sử dụng phụ gia an toàn, hướng dẫn cách đọc nhãn mác và lựa chọn sản phẩm an toàn trong 1 năm.

  4. Phát triển công nghiệp sản xuất phụ gia thực phẩm trong nước: Khuyến khích đầu tư nghiên cứu và sản xuất Natamycin đạt chuẩn, giảm phụ thuộc nhập khẩu, giúp giảm giá thành và nâng cao chất lượng sản phẩm trong 3-5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy chuẩn kiểm soát phụ gia thực phẩm, nâng cao hiệu quả thanh tra, kiểm tra.

  2. Phòng thí nghiệm kiểm nghiệm thực phẩm: Áp dụng phương pháp phân tích sắc ký lỏng ghép nối khối phổ để xác định hàm lượng Natamycin chính xác, nhanh chóng, phục vụ công tác giám sát chất lượng.

  3. Doanh nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm: Nắm bắt quy trình kiểm soát Natamycin để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn an toàn, tránh vi phạm quy định, nâng cao uy tín thương hiệu.

  4. Người tiêu dùng và tổ chức bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng: Hiểu rõ về tác hại của việc lạm dụng phụ gia, lựa chọn sản phẩm an toàn, đồng thời giám sát và phản ánh các vi phạm về an toàn thực phẩm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Natamycin là gì và tại sao cần kiểm soát hàm lượng trong thực phẩm?
    Natamycin là chất bảo quản kháng nấm phổ biến, giúp kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm. Tuy nhiên, nếu sử dụng vượt mức an toàn (0,3 mg/kg/ngày), nó có thể gây hại cho sức khỏe và môi trường, do đó cần kiểm soát hàm lượng chặt chẽ.

  2. Phương pháp phân tích Natamycin trong nghiên cứu này có ưu điểm gì?
    Phương pháp HPLC-HRMS có độ nhạy cao với giới hạn phát hiện 0,05 µg/L, độ chính xác và độ thu hồi tốt, cho phép phát hiện Natamycin ở mức vết trong các mẫu thực phẩm phức tạp.

  3. Tại sao dung môi acetonitrile chứa axetic acid được chọn làm dung môi chiết?
    Dung môi này tối ưu hóa hiệu suất chiết Natamycin do ảnh hưởng của pH đến dạng tồn tại của hợp chất, đồng thời hạn chế hiệu ứng nền, giúp phân tích chính xác hơn.

  4. Hàm lượng Natamycin trong các mẫu thực phẩm được khảo sát có vượt ngưỡng an toàn không?
    Một số mẫu măng chua và dưa muối có hàm lượng Natamycin lên đến 4,6 mg/kg, vượt ngưỡng an toàn, cho thấy nguy cơ lạm dụng và cần có biện pháp kiểm soát.

  5. Làm thế nào để người tiêu dùng nhận biết sản phẩm có chứa Natamycin an toàn?
    Người tiêu dùng nên lựa chọn sản phẩm có nhãn mác rõ ràng, tuân thủ quy định của Bộ Y tế, ưu tiên mua tại các cơ sở uy tín và tránh sử dụng thực phẩm có dấu hiệu bất thường về màu sắc, mùi vị.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công phương pháp phân tích Natamycin trong thực phẩm bằng HPLC-HRMS với LOD 0,05 µg/L và LOQ 0,15 µg/L, đáp ứng yêu cầu phát hiện hàm lượng vết.
  • Dung môi acetonitrile chứa 0,05% axetic acid được xác định là dung môi chiết tối ưu, cho hiệu suất thu hồi từ 92% đến 105%.
  • Phương pháp có độ tuyến tính cao (r² = 1), độ chính xác và độ thu hồi tốt, phù hợp ứng dụng trong kiểm nghiệm thực phẩm.
  • Hàm lượng Natamycin trong các mẫu thực phẩm phổ biến tại Hà Nội dao động từ 0,1 đến 4,6 mg/kg, cảnh báo tình trạng lạm dụng phụ gia.
  • Khuyến nghị áp dụng phương pháp trong giám sát an toàn thực phẩm, tăng cường quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về sử dụng phụ gia an toàn.

Next steps: Triển khai áp dụng quy trình phân tích tại các phòng thí nghiệm kiểm nghiệm, phối hợp với cơ quan quản lý để xây dựng kế hoạch kiểm tra định kỳ, đồng thời phát triển các chương trình đào tạo và tuyên truyền.

Call-to-action: Các tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân quan tâm đến an toàn thực phẩm nên tiếp cận và áp dụng phương pháp này để góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.