Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia có sản lượng thủy sản lớn với nhu cầu xuất khẩu cao. Tuy nhiên, giá trị xuất khẩu thủy sản vẫn còn thấp do chất lượng sản phẩm chưa được kiểm soát chặt chẽ, đặc biệt là vấn đề dư lượng kháng sinh trong thủy sản. Dư lượng kháng sinh, nhất là họ Sulfonamide, là một trong những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn thực phẩm, đồng thời gây ra nguy cơ kháng thuốc ở vi khuẩn. Theo quy định quốc tế như Quy Định Liên Minh Châu Âu (EU) số 37/2010, dư lượng tối đa cho phép (MRL) của Sulfonamide trong thực phẩm thủy sản là 100 µg/kg. Tại Việt Nam, các quy định hiện hành cũng đặt ra giới hạn tương tự nhằm đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và nâng cao giá trị xuất khẩu.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng một phương pháp phân tích hiệu quả, chính xác và đáng tin cậy để xác định đồng thời 19 hoạt chất thuộc họ Sulfonamide trong các mẫu thủy sản phổ biến như tôm, cá chẽm và cá tra. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các mẫu thủy sản thu thập ngẫu nhiên tại các chợ dân sinh trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2022. Nghiên cứu nhằm cung cấp công cụ phân tích hiện đại, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế, góp phần kiểm soát dư lượng kháng sinh, nâng cao chất lượng thủy sản Việt Nam trên thị trường trong nước và quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình phân tích hóa học hiện đại, trong đó nổi bật là:

  • Phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS): Kỹ thuật này kết hợp khả năng tách riêng của sắc ký lỏng với độ nhạy và độ chọn lọc cao của khối phổ, cho phép xác định đồng thời nhiều hợp chất trong mẫu phức tạp. Đầu dò Triple Quadrupole (QQQ) được sử dụng để tăng cường độ chính xác và độ nhạy trong việc phát hiện các ion đặc trưng của Sulfonamide.

  • Phương pháp chiết QuEChERS: Đây là phương pháp chiết mẫu nhanh, đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm chi phí, phù hợp với việc xử lý mẫu thủy sản có ma trận phức tạp. QuEChERS kết hợp với bước làm sạch DSPE giúp loại bỏ tạp chất, nâng cao độ chính xác của phân tích.

Các khái niệm chính bao gồm: giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), hiệu suất thu hồi, độ chính xác (RSD), và độ không đảm bảo đo. Nghiên cứu cũng tuân thủ các hướng dẫn quốc tế như SANTE/11813/2017 và tiêu chuẩn AOAC để đảm bảo tính hợp lệ và khả năng áp dụng rộng rãi.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu thủy sản tươi sống gồm tôm, cá chẽm và cá tra được thu thập ngẫu nhiên tại các chợ dân sinh ở TP. Hồ Chí Minh. Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ ≤ -18ºC trước khi phân tích.

Phương pháp phân tích gồm các bước:

  • Xây dựng phương pháp LC-MS/MS: Khảo sát và tối ưu hóa các thông số sắc ký như loại cột (C8, C18), chương trình gradient pha động, dung môi chiết, và các thông số đầu dò MS để đạt độ nhạy tối ưu cho 19 hoạt chất Sulfonamide.

  • Xây dựng quy trình xử lý mẫu: Sử dụng phương pháp QuEChERS kết hợp với làm sạch DSPE để chiết xuất và loại bỏ tạp chất từ mẫu thủy sản. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi chiết (acetonitrile, acetonitrile pha axit acetic hoặc axit formic) và các loại bột làm sạch DSPE khác nhau.

  • Thẩm định phương pháp: Đánh giá độ chọn lọc, khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL), độ chính xác (độ lặp RSDr, độ tái lập RSDR), hiệu suất thu hồi và độ không đảm bảo đo theo hướng dẫn SANTE/11813/2017 và AOAC.

Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3 đến tháng 9 năm 2022, tại Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP. Hồ Chí Minh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phương pháp LC-MS/MS được xây dựng thành công:

    • Sử dụng cột GL Inert Sustain C18 (2,1 x 100 mm, 3 µm) cho hiệu quả tách sắc ký tốt nhất trong ba loại cột khảo sát.
    • Chương trình gradient pha động MeOH/H2O (0,1% HCOOH) được tối ưu giúp phân tách đồng thời 19 hoạt chất Sulfonamide với thời gian phân tích khoảng 15 phút.

  2. Quy trình xử lý mẫu tối ưu:

    • Dung môi chiết acetonitrile pha 1% axit acetic cho hiệu suất thu hồi cao nhất, đạt từ 84,7% đến 105,8% tùy nền mẫu.
    • DSPE chứa MgSO4, C18 và PSA được chọn làm bột làm sạch tối ưu, giúp giảm thiểu tạp chất nền và tăng độ chính xác phân tích.

  3. Thẩm định phương pháp:

    • Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (MQL) của các hoạt chất trong nền cá chẽm dao động từ 0,83 – 2,79 µg/kg và 1,76 – 9,30 µg/kg; trong nền cá tra từ 0,87 – 2,45 µg/kg và 2,89 – 8,16 µg/kg; trong nền tôm từ 0,88 – 2,16 µg/kg và 2,94 – 7,19 µg/kg.
    • Độ chính xác trong ngày (RSD) của nền cá chẽm từ 2,64% đến 12,34%, cá tra từ 2,66% đến 9,18%, tôm từ 2,32% đến 9,48%, đều đáp ứng tiêu chuẩn AOAC.
    • Độ thu hồi mẫu đạt từ 84,7% đến 105,9%, phù hợp với yêu cầu phân tích dư lượng kháng sinh.

  4. Phân tích mẫu thực tế:

    • Phát hiện dư lượng Sulfamethoxazole trong một số mẫu tôm và cá tại các chợ dân sinh TP. Hồ Chí Minh, tuy nhiên mức dư lượng đều nằm dưới giới hạn cho phép 100 µg/kg.
    • Kết quả cho thấy phương pháp có thể ứng dụng hiệu quả trong kiểm soát chất lượng thủy sản.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp LC-MS/MS kết hợp với quy trình xử lý mẫu QuEChERS và DSPE là phù hợp để xác định đồng thời 19 hoạt chất Sulfonamide trong thủy sản. Việc lựa chọn cột C18 và dung môi pha axit formic hoặc axit acetic giúp tăng độ phân giải và độ nhạy của phương pháp. So với các nghiên cứu trước đây, giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp này thấp hơn hoặc tương đương, đáp ứng yêu cầu kiểm soát dư lượng kháng sinh theo tiêu chuẩn quốc tế.

Phân tích mẫu thực tế tại TP. Hồ Chí Minh cho thấy dư lượng Sulfamethoxazole là phổ biến nhất, phù hợp với xu hướng sử dụng Sulfonamide trong nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam. Mức dư lượng dưới ngưỡng cho phép chứng tỏ hiệu quả kiểm soát và quản lý kháng sinh trong ngành thủy sản đang được cải thiện. Tuy nhiên, việc phát hiện vẫn cho thấy cần tiếp tục giám sát chặt chẽ để tránh nguy cơ tích tụ và kháng thuốc.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hiệu suất thu hồi và độ chính xác của từng nền mẫu, bảng tổng hợp MDL, MQL và biểu đồ phân bố dư lượng Sulfamethoxazole trong mẫu thực tế, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và ứng dụng của phương pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai áp dụng phương pháp LC-MS/MS trong các phòng thí nghiệm kiểm nghiệm thủy sản:

    • Mục tiêu: Nâng cao năng lực kiểm soát dư lượng Sulfonamide.
    • Thời gian: Triển khai trong 6 tháng tới.
    • Chủ thể thực hiện: Các trung tâm kiểm nghiệm, cơ quan quản lý chất lượng thực phẩm.

  2. Tăng cường giám sát dư lượng kháng sinh trong thủy sản tại các vùng nuôi và chợ đầu mối:

    • Mục tiêu: Phát hiện sớm và xử lý kịp thời các mẫu vượt ngưỡng.
    • Thời gian: Thường xuyên hàng quý.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Thú y.

  3. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho người nuôi trồng thủy sản về sử dụng kháng sinh hợp lý:

    • Mục tiêu: Giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh không kiểm soát.
    • Thời gian: Tổ chức các khóa đào tạo trong 12 tháng.
    • Chủ thể thực hiện: Các tổ chức đào tạo, hiệp hội thủy sản.

  4. Xây dựng và hoàn thiện các quy định pháp lý về dư lượng kháng sinh trong thủy sản:

    • Mục tiêu: Đồng bộ tiêu chuẩn với quốc tế, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.
    • Thời gian: Rà soát và đề xuất trong 1 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Y tế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà khoa học và nghiên cứu trong lĩnh vực hóa phân tích và an toàn thực phẩm:

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp phân tích hiện đại, áp dụng trong nghiên cứu và kiểm nghiệm.
    • Use case: Phát triển các phương pháp phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, kháng sinh khác.

  2. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm và thủy sản:

    • Lợi ích: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn kiểm soát dư lượng kháng sinh.
    • Use case: Thiết lập chương trình giám sát chất lượng thủy sản xuất khẩu.

  3. Doanh nghiệp sản xuất và xuất khẩu thủy sản:

    • Lợi ích: Nắm bắt tình hình dư lượng kháng sinh, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế.
    • Use case: Kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào, nâng cao uy tín thương hiệu.

  4. Sinh viên và học viên cao học ngành hóa phân tích, công nghệ thực phẩm:

    • Lợi ích: Tài liệu tham khảo về kỹ thuật LC-MS/MS và quy trình xử lý mẫu QuEChERS.
    • Use case: Học tập, nghiên cứu và phát triển đề tài liên quan đến phân tích dư lượng hóa chất trong thực phẩm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp LC-MS/MS có ưu điểm gì so với các phương pháp phân tích khác?
    LC-MS/MS kết hợp khả năng tách riêng sắc ký lỏng với độ nhạy và chọn lọc cao của khối phổ, cho phép xác định đồng thời nhiều hợp chất trong mẫu phức tạp với giới hạn phát hiện rất thấp, phù hợp cho phân tích dư lượng kháng sinh trong thủy sản.

  2. Tại sao chọn phương pháp QuEChERS để xử lý mẫu?
    QuEChERS là phương pháp chiết mẫu nhanh, đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm chi phí, đặc biệt phù hợp với mẫu có ma trận phức tạp như thủy sản, giúp loại bỏ tạp chất và tăng độ chính xác của phân tích.

  3. Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (MQL) của phương pháp là bao nhiêu?
    MDL dao động từ khoảng 0,83 đến 2,79 µg/kg tùy nền mẫu, MQL từ 1,76 đến 9,30 µg/kg, đều thấp hơn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 100 µg/kg, đảm bảo độ nhạy và độ tin cậy của phương pháp.

  4. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại thủy sản khác ngoài tôm, cá chẽm và cá tra không?
    Có thể áp dụng với các thủy sản khác sau khi hiệu chỉnh và thẩm định lại phương pháp phù hợp với ma trận mẫu mới, nhờ tính linh hoạt của kỹ thuật LC-MS/MS và quy trình xử lý mẫu QuEChERS.

  5. Làm thế nào để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích?
    Đảm bảo bằng việc thẩm định phương pháp theo các tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm đánh giá độ chọn lọc, độ tuyến tính, độ chính xác (RSDr, RSDR), hiệu suất thu hồi và độ không đảm bảo đo, đồng thời sử dụng mẫu trắng và mẫu thêm chuẩn trong quá trình phân tích.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công phương pháp LC-MS/MS xác định đồng thời 19 hoạt chất họ Sulfonamide trong mẫu thủy sản tôm, cá chẽm và cá tra với độ nhạy cao và độ chính xác phù hợp tiêu chuẩn quốc tế.
  • Quy trình xử lý mẫu sử dụng phương pháp QuEChERS kết hợp DSPE tối ưu, giúp loại bỏ tạp chất nền và nâng cao hiệu suất thu hồi.
  • Phương pháp đạt giới hạn phát hiện và định lượng thấp hơn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 100 µg/kg, đảm bảo khả năng kiểm soát dư lượng kháng sinh hiệu quả.
  • Ứng dụng phân tích mẫu thực tế tại TP. Hồ Chí Minh cho thấy dư lượng Sulfamethoxazole phổ biến nhưng nằm trong giới hạn an toàn.
  • Đề xuất triển khai áp dụng phương pháp trong kiểm nghiệm thủy sản, tăng cường giám sát và hoàn thiện quy định pháp lý nhằm nâng cao chất lượng và giá trị xuất khẩu thủy sản Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp nên phối hợp triển khai áp dụng phương pháp này rộng rãi, đồng thời đẩy mạnh đào tạo và nâng cao nhận thức về sử dụng kháng sinh hợp lý trong nuôi trồng thủy sản.