mở đầu cho ngành khoa học về hóa hữu cơ.2 Tính chất Urea là hợp chất hữu cơ có thành phần gồm carbon, nitrogen, oxygen và hydrogen, với công thức phân tử là CON2H4 hoặc (NH2)2CO.5 Công thức cấu tạo urea Hình 2.6 Hình 3D urea Tên quốc tế là Diaminomethanal. Ngoài ra urea còn đƣợc biết với tên gọi là carbamide, carbonyl diamide. Urea có những tính chất hóa học sau: Dạng tinh thể hoặc bột màu trắng Phân tử lƣợng: 60 g/mol Khối lƣợng riêng: 1,33 g cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 132 – 1350C Tan tốt trong nƣớc, tan rất ít trong cồn < 0,04% pH (dung dịch 10%): 7,2 Độ hòa tan trong nƣớc: 1,08 g mL (ở 200C). Trong dung dịch nƣớc urea bị thủy phân dần dần thành ammonium carbonate hoặc dung dịch ammonium carbonate và carbon dioxide.
Ở trong cơ thể ngƣời, urea là sản phẩm chuyển hóa cuối cùng từ acid amine. Khoảng 90% nitrogen trong acid amine thải ra ở gan dƣới dạng urea dƣới sự điều chỉnh của N-acetylglutamate, sau đó chúng theo máu đến thận và đƣợc đào thải ra ngoài qua nƣớc tiểu. Nồng độ urea trong huyết thanh khoảng 0,15 – 0,45 g/L. Hằng ngày, mỗi ngƣời bài tiết khoảng 15 – 35 g urea theo 12 SVTH: Huỳnh Thị Trúc Linh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.
Huỳnh Thị Phƣơng Loan nƣớc tiểu. Hàm lƣợng urea trong máu là 16 – 54 mg/mL đối với nam và 12 – 47 mg/mL đối với nữ. Trong một số động vật, các phân tử urea đƣợc tạo ra từ carbon dioxide, nƣớc, muối aspartate và ammoniac. Trong quá trình trao đổi chất, urea đƣợc biết đến nhƣ là một mắc xích của chu trình urea – một chu trình đồng hóa.
Các động vật sống dƣới nƣớc không sản sinh ra urea vì khi sống trong môi trƣờng nhiều nƣớc, chúng thải ammoniac ra ngoài ngay khi nó vừa tạo đƣợc tạo. Đối với các loài chim, do ít tiêu thụ nƣớc hơn các loài động vật khác nên chỉ tạo ra acid uric do kết quả của sự phân hủy purin, do việc sản xuất acid uric dƣ thừa có thể dẫn đến một loại chứng viêm khớp gọi là bệnh gút (bệnh thống phong – goute).3 Độc tính của urea: Urea là một trong những sản phẩm của phân đạm. Phân đạm còn có các loại sản phẩm khác nhƣ: ammonium sulfate (NH4)2SO4 và ammonium nitrate (NH4NO3) là một loại phân bón làm tăng độ đạm cho đất. Phân đạm ammonium nitrate có hai gốc rất độc là ammonium (NH4+) và nitrate (NO3-).
Khi thâm nhập vào cơ thể ammonium ngăn cản quá trình vận chuyển oxy trong máu, gây ra hiện tƣợng da và niêm mạc của ngƣời bị ngộ độc thâm tím, gần nhƣ đen bầm. Hiện tƣợng này nhìn thấy rõ nhất ở môi, mũi, tai cùng các đầu ngón tay, ngón chân. Riêng nitrate khi vào đến ruột thì chuyển hóa thành nitrite (NO2-). Nitrite có thể gây rối loạn thần kinh, đau nhức.
Đối với ngƣời ngộ độc nitrite thƣờng có biểu hiện: nôn ói, choáng váng, chóng mặt, tay chân bủn rủn. Trƣờng hợp nặng, nitrite gây trụy tim mạch và dẫn đến tử vong. Hầu hết các trƣờng hợp chết do uống rƣợu pha urea (nhằm làm tăng nồng độ rƣợu), đều có những triệu chứng nhƣ trên. Trong cơ thể ngƣời, nếu lƣợng urea quá mức có thể gây giảm hoạt động tuyến giáp, rối loạn máu ác tính, rối loạn thần kinh, nếu kéo dài có thể làm da chuyển sang màu xám.Olsen thuộc viện Độc Chất Học, Ủy Ban Thực Phẩm Quốc gia Đan Mạch đã nghiên cứu về thời gian chuyển hóa urea trong cơ thể ngƣời.
Ông tiến hành nghiên cứu ngẫu nhiên hàm lƣợng urea trong máu trên 298 nam và 278 nữ tình nguyện, kết quả cho thấy hàm lƣợng urea tự nhiên trong máu là 28,9 mg/100mL đối với nam giới và 21,7 mg 100mL đối với phụ nữ. Khảo sát tiếp theo tiến hành trên 8 ngƣời đàn ông khỏe mạnh đƣợc cho uống urea thì chỉ 5% urea đƣợc hấp thụ qua thành ruột. Sau đó, thí nghiệm này đƣợc tiến hành trên 4 ngƣời đàn ông khỏe mạnh khác. Mỗi ngƣời uống 15 g urea (tƣơng đƣơng 13 SVTH: Huỳnh Thị Trúc Linh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.
Huỳnh Thị Phƣơng Loan với 250 mg urea kg thể trọng cơ thể ngƣời). Sau khi uống, hàm lƣợng urea trong máu tăng từ 30 mg 100mL lên 42 mg 100mL trong thời gian từ 15 đến 60 phút. Tuy nhiên, sau 3 giờ, nồng độ này trở về mức ban đầu.4 Các ứng dụng của urea 2.1 Trong công nghiệp Urea đƣợc dùng làm phân bón, kích thích sinh trƣởng, giúp cây phát triển mạnh, thích hợp với ruộng nƣớc, cây, rau xanh, lúa… Trộn lẫn với các chất phụ gia khác urea sẽ đƣợc dùng trong nhiều loại phân bón rắn có các dạng công thức khác nhau nhƣ phosphate ammonium urea (UAP); sulfate ammonium urea (UAS) và urea phosphate (urea + acid phosphoric), các dung dịch urea nồng độ thuộc nitrate ammonium urea (UAN) (80 – 85%) có hàm lƣợng nitrogen cao nhƣng điểm kết tinh lại thấp phù hợp cho việc vận chuyển lƣu thông phân phối bằng hệ thống ống dẫn hay phun bón trực tiếp. Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố định tƣơng đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trƣởng.
Urea đƣợc dùng để sản xuất lisin, một amino acid đƣợc dùng thông dụng trong ngành chăn nuôi gia cầm. Các loại nhựa urea đƣợc polymer hóa từng phần để dùng cho ngành công nghiệp dệt có tác dụng làm phân bố đều các thành phần ép của các chất sợi. Làm nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urea – formaldehyde. Urea (cùng với amoniac) phân hủy ở nhiệt độ và áp suất cao để sản xuất các loại nhựa melamine.
Là chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sƣơng muối của lòng đƣờng hay đƣờng sân bay. Nó không gây ra hiện tƣợng ăn mòn kim loại nhƣ muối. Là một thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó đƣợc thêm vào để tăng hƣơng vị. Đôi khi đƣợc sử dụng nhƣ là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản xuất bánh quy.
Nhƣ là một thành phần của một số dầu dƣỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nƣớc thơm. Nó cũng đƣợc sử dụng nhƣ là chất phản ứng trong một số gạc lạnh dụng cụ để sơ cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nƣớc. Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ diesel. 14 SVTH: Huỳnh Thị Trúc Linh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.
Huỳnh Thị Phƣơng Loan 2.2 Trong phòng thí nghiệm Urea là một chất biến tính protein mạnh. Thuộc tính này có thể khai thác để làm tăng độ hòa tan của một số protein. Vì tính chất này, nó đƣợc sử dụng trong các dung dịch đặc tới 10M.3 Trong y học Các ứng dụng của urea trong dƣợc phẩm Urea đƣợc sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ, giúp cho quá trình tái hydrate hóa da để giúp da giữ nƣớc và tránh khô da. Trong dƣợc phẩm urea đƣợc sử dụng trong thuốc lợi tiểu với liều lƣợng 60 g ngày (theo Sollmann, 1957).
Các ứng dụng của urea trong chẩn đoán sinh lý học Urea đƣợc sản xuất và bài tiết khỏi cơ thể với một tốc độ gần nhƣ không đổi, theo nghiên cứu WHO FAO thì hàm lƣợng urea đƣợc bài tiết ra ngoài ở ngƣời trƣởng thành khoảng 20,6 g, nồng độ urea trong máu ở nam giới là 16 – 54 mg 100mL và phụ nữ là 12 – 47 mg/100mL. Vì vậy ta có thể dựa vào nồng độ urea cao trong máu để chuẩn đoán bệnh về bài tiết của cơ thể. Nguyên nhân chủ yếu của bệnh tăng urea trong máu do suy thận (ureamia) là các vấn đề về hệ tiết niệu. Chỉ số nồng độ urea và creatinine chỉ ra các vấn đề trực tiếp liên quan tới thận (hƣ thận mãn tính) hay các vấn đề thứ cấp nhƣ chứng giảm hoạt động tuyến giáp.
Nồng độ cao của urea (ureamia) có thể gây ra các rối loạn thần kinh (bệnh não). Da ngƣời mắc bệnh ureamia trong một thời gian dài có thể bị thay đổi sang màu xám. Nồng độ urea cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính (ví dụ bệnh bạch cầu và bệnh Kahler). Các ứng dụng của urea trong các chuẩn đoán khác Các loại urea chứa 14C (đồng vị phóng xạ), hay 13C (đồng vị bền) đƣợc sử dụng trong xét nghiệm thử urea, hay để phát hiện sự tồn tại của Helicobacter pylori (H.pylori, một loài vi khuẩn) trong dạ dày và tá tràng ngƣời.
Xét nghiệm này phát hiện enzyme urease đặc trƣng, đƣợc H.pylori sản xuất ra theo phản ứng để tạo ra ammonia từ urea để làm giảm độ pH của môi trƣờng trong dạ dày xung quanh vi khuẩn. Các loài vi khuẩn tƣơng tự nhƣ H.pylori cũng có thể đƣợc xác định bằng cùng một phƣơng pháp xét nghiệm đối với động vật (khỉ, chó , mèo, kể cả hổ, báo, sƣ tử v. 15 SVTH: Huỳnh Thị Trúc Linh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Thị Phƣơng Loan 2.3 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ UREA TRONG NƢỚC MẮM [13-17] Urea hiện diện trong nƣớc mắm là một vấn đề đƣợc bàn cãi rất nhiều và gây ra một làn sóng lo ngại rất lớn rằng chất này sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng.
Sự hiện diện này do nhiều nguyên nhân khác nhau, có thể cả lƣợng urea hình thành tự nhiên và do con ngƣời thêm vào trong quá trình chế biến. Urea không nằm trong danh mục các chất phụ gia đƣợc phép sử dụng trong thực phẩm của Bộ Y Tế. Và nó không có tác dụng gì trong bảo quản thực phẩm: không ức chế đƣợc vi khuẩn, không chống mốc, không điều vị, không oxy hóa. Tuy nhiên, trong những năm gần đây urea đƣợc sử dụng nhƣ một chất bảo quản hải sản tƣơi sống.
Vì khi urea hòa tan trong nƣớc, nƣớc sẽ trở nên lạnh do phản ứng thu nhiệt khi hòa tan. Do đó, ngƣời ta ngộ nhận và sử dụng urea thay thế một phần nƣớc đá để ƣớp hải sản. Hải sản ƣớp urea nhìn bề ngoài trông có vẻ tƣơi lâu hơn, ngoại hình bắt mắt hơn do urea làm cho sản phẩm hút và giữ nƣớc nên hải sản căng mọng nhƣ mới vừa đánh bắt. Trong khi thực chất urea hoàn toàn không có khả năng bảo quản không ức chế sự phân hủy sinh học của sản phẩm hay ngăn chặn quá trình hóa học làm biến chất sản phẩm.
Trong nghiên cứu gần đây của khoa Y tế cộng đồng, Viện Pasteur (Nha Trang) có liên quan đến tình hình sử dụng urea trong thực phẩm tƣơi sống, cho thấy tỷ lệ mẫu sản phẩm chứa urea không đạt tiêu chuẩn vi sinh vật cao hơn mẫu không có urea. Điều đó chứng tỏ urea không những không ức chế sự phát triển của vi sinh vật mà nó cung cấp thêm nitrogen dễ hấp thụ làm cho vi sinh vật phát triển.