CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung về các chất nhóm β-agonist Họ β-agonist là các hợp chất tổng hợp phenethanolamine được sử dụng làm tác nhân để trị các bệnh về hô hấp trong y học. Các hợp chất này có cấu trúc tương tự với các dẫn xuất amine của catechol bao gồm dopamine, norepinephrine (noradrenaline) và epinephrine (adrenaline) [11]. Ngoài ra, các β-agonist còn có tác dụng làm tăng hàm lượng protein, kích thích tăng trưởng nhờ quá trình chuyển hóa hàm lượng mỡ tích tụ thành các mô cơ ở vật nuôi.
Tuy nhiên chúng lại gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người khi tiêu thụ những thức ăn có nguồn gốc từ động vật bị nhiễm các chất này, gây ra những vụ ngộ độc thực phẩm do sự tích tụ trong gan, các bệnh liên quan đến tim mạch, hệ thần kinh trung ương…Sở dĩ như vậy là do các hợp chất này được sử dụng như là một chất kích thích tăng trưởng, phân phối lại dưỡng chất trong vật nuôi một cách quá mức và bất hợp pháp. Thông tin chung về Salbutamol, Metoprolol và Ractopamin Trong số những chất kháng sinh và hóa chất thuộc họ β-agonist bị cấm sử dụng được biết đến hiện nay là Salbutamol, Metoprolol và Ractopamin. Thông tin chung về 3 hợp chất β-agonist [11, 12, 23, 26, 28, 32] Tên chất Salbutamol Metoprolol Ractopamin (RS)-1- 4-Hydroxy-a-[[[3-(4- 2-(hydroxymethyl)- (isopropylamino)-3- hydroxyphenyl)-1- 4-(1-hydroxy-2- [-4- methylpropyl]amino]m Tên hóa học tert-butylamino- (2methoxyethyl)phe ethyl] ethyl)- phenol noxy]propan-2-ol benzenemethanol Công thức C13H21NO3 C15H25NO3 C18H23NO3 phân tử 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công thức cấu tạo pKa 9,3 ; 10,7 9,67 ; 14,09 9,4 Tan hoàn toàn trong Độ tan Tan trong Methanol Tan nhiều trong nước Methanol, độ tan trong nước là 4100mg/L Khối lượng phân 239, 311 267, 364 301, 38 tử (g.mol-1) Nhiệt độ nóng 151 120 165 chảy(oC) 1. Vai trò và tác dụng phụ a.
Salbutamol - Là một thụ thể β2-agonist - Vai trò: sử dụng để làm giảm co thắt phế quản trong các bệnh như hen suyễn, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính [16]. Salbutamol sulfate thường được dùng qua đường hít có tác dụng trực tiếp đến cơ trơn phế quản. Salbutamol được sử dụng chủ yếu để điều trị co thắt khí quản cũng như bệnh tắc nghẽn phổi mãn tính [27]. Ngoài ra, Salbutamol cũng được sử dụng trong sản khoa, Salbutamol dạng dịch truyền có thể được sử dụng như là thuốc đỡ đẻ, làm giãn cơ mềm tử cung có tác dụng làm chậm sự đẻ non.
- Tác dụng phụ: thường thấy nhất là run, lo lắng, đau đầu, rút cơ, khô họng và hồi hộp. Các triệu chứng phụ khác có thể bao gồm mạch đập nhanh, rối loạn nhịp tim, thiếu máu cục bộ cơ tim và rối loạn giấc ngủ và hành vi. Salbutamol dùng với lượng lớn gây hiện tượng tim đập nhanh, hệ thống thần kinh hưng phấn quá mức.Metoprolol - Là thuốc chẹn beta – adrenergic [28] 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vai trò: Metoprolol làm giảm nhịp tim, điều trị loạn nhịp nhanh. Metoprolol cũng làm giảm áp lực co cơ tim và làm giảm nhu cầu oxy của cơ tim nên có tác dụng điều trị đau thắt ngực [24] - Tác dụng phụ: gây mệt mỏi, chóng mặt, trầm cảm, nhịp tim chậm, thở nông, giảm huyết áp, giảm tuần hoàn ngoại biên (lạnh các chi), ngứa, ban, phản ứng quá mẫn.
Ngoài ra còn gây ợ nóng, ỉa chảy, khô miệng, đau bụng, thở khò khè, khó thở. Ractopamin - Là chất chủ vận beta-adrenegic - Vai trò: được sử dụng làm phụ gia thức ăn trong chăn nuôi để thúc đẩy sự tạo nạc trong động vật nuôi lấy thịt. Đây là thành phần hoạt chất trong sản phẩm được gọi là Paylean cho lợn và Optaflexx cho gia súc. Chúng họat động thông qua sự chuyển hóa AMP và kết quả là phá vỡ các mô mỡ và tích lũy protein cho các mô cơ.
Ractopamin thường được sử dụng dưới dạng Ractopamin hydrochloride [ 15, 32]. - Tác dụng phụ: Một số tác dụng phụ đã xuất hiện trên một số bệnh nhân như mất ngủ, lo lắng và rùng mình 1. Cơ chế hoạt động của họ β-agonist Trong chăn nuôi, β-agonist được chứng minh là chất chuyển đổi khá hiệu quả, làm giảm tỷ lệ mỡ, tăng tỷ lệ nạc ở gia súc, gia cầm. Lợi dụng đặc tính này nên một số người đã sử dụng β-agonist như chất bổ sung trong thức ăn để kích thích cho heo bung đùi, nở vai, tạo nạc chỉ trong thời gian rất ngắn để bán với giá cao hơn.
β-agonist tác động trực tiếp thông qua các thụ thể β-adrenergic trên cơ xương, màng tế bào mỡ bằng cách phát ra các tín hiệu sinh hoá kiểm soát hoạt động chuyển hóa trong tế bào [14]. Khi Ractopamin và các β-agonist khác gắn vào các thụ thể adrenergic trên tế bào mỡ sẽ hoạt hóa một số enzyme trong đường dẫn làm giảm tỷ lệ tổng hợp và dự trữ mỡ trong tế bào [15] và làm cho động vật nuôi nạc hơn. Mức độ của những thay đổi này phụ thuộc vào liều lượng và thời gian cho ăn các β-agonist, loại β-agonist và loài vật được cho ăn [18]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ảnh hưởng của các hợp chất β-agonist đến quá trình phân phối dưỡng chất ở vật nuôi được miêu tả ở hình 1.
Khi không có β-agonist Hình 1. Ảnh hưởng của β-agonist đến quá trình phân phối dưỡng chất đến mô cơ và mô mỡ ở vật nuôi 1.Vấn đề sử dụng beta-agonist trên thế giới và ở Việt Nam 1. Vấn đề sử dụng beta-agonist trên thế giới Hiện nay chỉ có hai sản phẩm β-agonist được Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm của Hoa Kỳ cho phép sử dụng ở trên heo và trâu bò ở giai đoạn xuất chuồng là Paylean và Optaflexx, đều chứa Ractopamin hydrochloride. Paylean được phép sử dụng trên heo giai đoạn xuất chuồng vào tháng 12 năm 1999 và được phép sử dụng ở 21 quốc gia, Optaflexx được phép sử dụng trên trâu bò thịt vào tháng 6 năm 2003.
Ngoài ra còn một β-agonist khác cũng đuợc phép sử dụng ở Mexico và Nam Phi và một số quốc gia khác là zilpaterol, được sản xuất và bán với tên thương mại là Zilmax. Ở Mỹ, heo giai đoạn xuất chuồng được cho ăn Paylean với tỷ lệ từ 4,5-18 gam/1tấn thức ăn (tương ứng với 5 - 20 ppm Ractopamin hydrochloride) trong giai đoạn trọng lượng vật nuôi đạt 68 - 109 kg và không cần ngưng thuốc trước khi giết mổ. Khi sử dụng Paylean cho heo, khẩu phần thức ăn phải chứa 16% protein để đảm bảo nhu cầu chất dinh dưỡng. Cho heo ăn Paylean ở nồng độ 18 g/tấn thức ăn trong 30 ngày sẽ làm tăng trọng lượng bình quân hàng ngày lên tới 10%, làm giảm lượng thức ăn ăn vào từ 3 - 5%, tăng khối lượng thịt lên 1kg và tăng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tỷ lệ cơ của bắp thịt từ 52% - 58%.
Với trâu bò thịt giai đoạn xuất chuồng có thể cho ăn Oftaflexx với liều từ 10 - 30ppm trong 28 - 42 ngày trước khi xuất chuồng, tuy nhiên liều khuyến cáo sử dụng là 200mg/trâu bò/ngày [14]. Vấn đề sử dụng β – agonist ở Việt Nam Vấn đề sử dụng chất tạo nạc cho heo đang là vấn đề được quan tâm của nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam. Trong chăn nuôi, Salbutamol và Ractopamin được xếp vào danh mục 18 hóa chất bị cấm trong sản xuất và kinh doanh thức ăn chăn nuôi theo quy định của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn [1]. Tuy nhiên, một bộ phận người dân vẫn lén sử dụng các chất cấm này và không chỉ gây ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng mà còn làm giảm giá thành và thu nhập của người chăn nuôi, buôn bán thịt heo do người tiêu dùng lo ngại về chất lượng thịt không đảm bảo.
Trong thời gian vừa qua, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Y tế cùng các cơ quan chức năng địa phương đã phát hiện tỉnh Đồng Nai là điểm nóng trong việc sử dụng chất cấm trong chăn nuôi hiện nay [2]. Cụ thể, hai huyện Trảng Bom và Thống Nhất có tới 11 cơ sở chăn nuôi sử dụng chất cấm thuộc nhóm β- agonist. Ngoài ra, chất cấm thuộc nhóm β-agonist còn được phát hiện thấy ở một số địa phương khác như tỉnh Bắc Ninh (phát hiện 1 mẫu thức ăn có chất cấm ở đại lý), tỉnh Hải Dương (phát hiện 1 mẫu thức ăn chăn nuôi sử dụng chất cấm ở cơ sở chế biến)… Trong thú y, việc sử dụng β-agonist chỉ được cho phép trong trường hợp sử dụng clenbuterol để trị bệnh viêm phế quản ở ngựa, bê và điều trị bệnh sản khoa ở bò cái. Để đạt được mục đích kích thích sinh trưởng và tạo thịt lợn siêu nạc phải dùng β-agonist gấp 5 - 10 lần so với điều trị.
Đây chính là lý do của việc sử dụng trái phép β-agonist trong thức ăn chăn nuôi (đặc biệt là chăn nuôi lợn) dẫn đến việc tồn dư các chất này trong sản phẩm động vật. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mặc dù Salbutamol là chất hóa học cấm sử dụng trong chăn nuôi trên toàn thế giới nhưng hiện nay người ta vẫn lén lút sử dụng. Vì lợi nhuận trước mắt, người chăn nuôi đã và đang gây nên những mối nguy hại khôn lường đối với sức khỏe cộng đồng và xã hội. Ví dụ, với loại lợn siêu nạc giống tốt nhất trong nước hiện nay, người dân phải mất 5 tháng mới đạt trọng lượng 95 - 100 kg/con nhưng cho thêm 1 thìa cà phê thần dược β-agonist vào thức ăn (cho 10 con lợn loại 70 - 80 kg/con), thời gian xuất chuồng rút ngắn chỉ còn ba tháng.
Nếu người tiêu dùng ăn thịt heo có tồn dư các chất cấm thuộc nhóm β- agonist lâu dần sẽ có nguy cơ bị ảnh hưởng xấu lên tim mạch, làm cho tim đập nhanh, tăng huyết áp, run cơ, rối loạn tiêu hóa nếu nặng có thể nguy hiểm đến tính mạng và có thể là nguy cơ cho những căn bệnh khác.Các phương pháp xác định β-agonist β-agonist được phân loại vào nhóm các hợp chất trái phép. Tùy thuộc vào tính chất của các hợp chất phân tích đòi hỏi các phương pháp phân tích khác nhau.Phương pháp điện hóa Xiaoyun Lin và các cộng sự [34] đã nghiên cứu một loại điện cực mới phân tích các β-agonist. Điện cực mới được chế tạo dựa trên sự điện-polymer hoá 4,5- dihydroxy-3-[(2-hydroxy-5-sulfophenyl)azo]-2,7-naphthalenedisulfonicacid trisodium salt (acid chrome blue K (ACBK)) trên điện cực các bon thủy tinh (glassy carbon electrode - GCE) biến tính với oxit graphene (GO)-nafion. Đặc điểm của lớp màng poly-ACBK/GO-nafion tổng hợp điện hoá được nghiên cứu bằng các kỹ thuật phổ tổng trở điện hoá (EIS), vôn-ampe vòng (CV), kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM).
Các kết quả được ghi lại và so sánh ở từng giai đoạn của quá trình chế tạo điện cực.