KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM NITRAT (NO3-) TRONG CÂY RAU MUỐNG TRÊN SÔNG ĐÁY THUỘC KV PHƢỜNG BIÊN GIANG, QUẬN HÀ ĐÔNG

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Một số vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm

Trong những năm gần đây, vấn đề VSATTP đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của người tiêu dùng và cộng đồng Việc tiếp cận thực phẩm đảm bảo chất lượng là nhu cầu thiết yếu, không chỉ giúp đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng mà còn cải thiện sức khỏe Tuy nhiên, số lượng người bị ngộ độc thực phẩm và mắc các bệnh liên quan đến thực phẩm kém chất lượng đang gia tăng Tình trạng này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe, tuổi thọ và chất lượng cuộc sống mà còn tác động đến uy tín của thương hiệu thực phẩm.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), có tới 400 bệnh lây truyền qua thực phẩm không an toàn, bao gồm dịch tả, lị amip, tiêu chảy và thương hàn Chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) trên toàn cầu đang ở mức báo động, đặc biệt tại những khu vực vừa trải qua thiên tai như lũ lụt Thực phẩm không rõ nguồn gốc trên thị trường có thể mang nhiều mầm bệnh từ khâu sản xuất đến vận chuyển và bảo quản, dẫn đến 75% dân số ở nhiều nước đang phát triển bị nhiễm giun sán do thực phẩm kém vệ sinh Ngoài ra, thực phẩm không an toàn chứa hóa chất độc hại là nguyên nhân gây ra 35% ca ung thư ở các nước nghèo Đáng chú ý, không chỉ các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ mà ngay cả các công ty đa quốc gia cũng từng vi phạm nghiêm trọng các tiêu chuẩn VSATTP, đặc biệt trong ngành nước đóng chai và thực phẩm chế biến sẵn.

Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng mất vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) ở nhiều nước châu Á là do ngành sản xuất nông nghiệp còn phân tán và trình độ sản xuất lạc hậu Đặc biệt, khoảng 70% cơ sở chế biến thực phẩm vẫn sử dụng phương pháp thủ công, chủ yếu là quy mô hộ gia đình và cá thể, điều này khiến cho việc đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm không được đáp ứng đầy đủ.

Môi trường và an toàn thực phẩm tại Việt Nam đang gặp nhiều thách thức Hàng năm, Việt Nam sản xuất khoảng 11,5 triệu tấn rau, nhưng chỉ có 8,5% diện tích rau được trồng theo tiêu chuẩn an toàn, trong khi diện tích trồng cây ăn quả an toàn chỉ đạt khoảng 20% Kết quả thanh tra cho thấy chỉ 51,8% trong số 6.891 cơ sở chế biến thực phẩm đạt yêu cầu an toàn Nhiều cơ sở sản xuất thực phẩm quy mô nhỏ sử dụng nguyên liệu kém chất lượng, gây ra nguy cơ ngộ độc thực phẩm mãn tính Tại các quốc gia nghèo ở Nam Á và châu Phi, sản xuất rượu và nước giải khát thủ công không tuân thủ quy định vệ sinh an toàn thực phẩm, dẫn đến nguy cơ ngộ độc rượu cao Ngoài ra, sữa nhập khẩu vào các nước này thường là hàng giả, kém chất lượng, có thể chứa melamine Tình trạng vệ sinh an toàn thực phẩm tại các bếp ăn tập thể, quán ăn, nhà hàng cũng rất đáng lo ngại, với nhiều trường hợp ngộ độc thực phẩm xảy ra.

Mặc dù vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) đã được ưu tiên tại nhiều hội nghị y tế toàn cầu, tình hình vẫn chưa cải thiện do thiên tai và nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đang hợp tác với các quốc gia để tăng cường pháp chế về an toàn thực phẩm Nhiều quốc gia đã luật hóa vấn đề này, tạo ra hành lang pháp lý để kiểm soát VSATTP từ sản xuất đến tiêu dùng, kèm theo các hình phạt nghiêm khắc Luật VSATTP sẽ quy định mức phạt và chế tài nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm cho cộng đồng.

Có năm hình phạt cụ thể và truy cứu trách nhiệm hình sự đối với cá nhân, tổ chức sản xuất, kinh doanh thực phẩm không an toàn, chứa nhiều hóa chất độc hại cho sức khỏe con người Tuy nhiên, việc thực thi pháp luật hiện nay còn thiếu đồng bộ, dẫn đến tình trạng đùn đẩy trách nhiệm trong quản lý.

Tại Việt Nam, hiện có tới 5 Bộ quản lý về vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP), bao gồm Bộ Y tế, Bộ Công thương, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Khoa học - Công nghệ, Bộ Tài nguyên & Môi trường, cùng với Ủy ban nhân dân các cấp Sự phân chia này dẫn đến tình trạng không có cơ quan nào chịu trách nhiệm chính khi xảy ra các vấn đề liên quan đến VSATTP.

Những bất cập trong quản lý vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) và sự thiếu ý thức chấp hành quy định từ các nhà sản xuất đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và gây thiệt hại lớn về kinh tế - xã hội Do đó, các cơ quan chuyên trách cần nhanh chóng triển khai các giải pháp hiệu quả trên nhiều phương diện kinh tế, xã hội và môi trường để giảm thiểu hậu quả do thiếu VSATTP, đảm bảo chất lượng thực phẩm và sức khỏe cho người tiêu dùng cũng như toàn cộng đồng.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới và ở Việt Nam

Rau xanh là nguồn thực phẩm thiết yếu, cung cấp khoáng chất và vitamin cần thiết cho chế độ dinh dưỡng hàng ngày Nghiên cứu cho thấy rau chiếm 30-40% lượng thực phẩm trong bữa ăn ở nhiều quốc gia Ngoài giá trị dinh dưỡng, rau còn mang lại hiệu quả kinh tế cao và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng Do đó, rau được xem là cây trồng chủ lực trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt tại Việt Nam.

Trên thế giới, rau là loại cây được trồng từ lâu đời Ngay từ thời kỳ

Kể từ thời kỳ cổ đại, Hy Lạp và Ai Cập đã sử dụng rau bắp cải như một nguồn thực phẩm quan trọng Từ năm 2000 đến nay, diện tích trồng rau trên toàn cầu đã tăng trung bình hơn 600.000 ha mỗi năm, dẫn đến sự gia tăng sản lượng rau.

6 qua các năm Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO) năm

2006, diện tích rau trên thế giới năm 2000 là 14.826.956 ha và đến năm 2005 diện tích tăng lên là 18.003.909 ha, sản lượng tăng từ 218.336.847 tấn lên đến 249.490.521 tấn [5]

Rau quả chứa nhiều vitamin và chất chống oxy hóa tự nhiên, giúp cải thiện sức khỏe và phòng ngừa một số bệnh, bao gồm cả ung thư Vì vậy, nhu cầu tiêu thụ rau quả ngày càng tăng, với mức tiêu thụ trung bình toàn cầu đạt từ 154 đến 172 gam rau tươi mỗi ngày.

Việt Nam có bề dày lịch sử trồng rau, với khí hậu lý tưởng cho sự phát triển của nhiều loại rau, bao gồm cả rau á nhiệt đới và ôn đới Hiện nay, khoảng 70 loài thực vật được sử dụng làm rau, trong đó có hơn 30 loài rau trồng, với 15 loài chủ lực, chủ yếu là rau ăn lá chiếm hơn 80% Diện tích trồng rau tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng và đồng bằng Nam Bộ Rau muống là loại rau phổ biến nhất cả nước, tiếp theo là bắp cải, đặc biệt phát triển ở miền Bắc Đối với nông dân, rau đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thu nhập cho các hộ gia đình.

Sản xuất rau tại Việt Nam chủ yếu diễn ra theo quy mô hộ gia đình, dẫn đến sản lượng hàng hóa hạn chế Việc phụ thuộc nhiều vào phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật, cùng với ảnh hưởng từ chất thải công nghiệp và sinh hoạt, đã làm môi trường sản xuất rau bị ô nhiễm Thêm vào đó, việc chạy theo lợi nhuận và áp dụng thiếu chọn lọc các tiến bộ khoa học kỹ thuật, cùng với sự thiếu hiểu biết của người trồng rau, đã khiến rau xanh bị ô nhiễm nitrat, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh Tình trạng ô nhiễm rau xảy ra phổ biến ở nhiều vùng trồng rau trên cả nước, làm giảm sức hấp dẫn của sản phẩm rau Việt Nam đối với người tiêu dùng trong nước và quốc tế.

Hiện nay, an toàn thực phẩm đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của mọi người và mọi ngành nghề Rau củ, một loại thực phẩm thiết yếu trong bữa ăn hàng ngày của các gia đình, cũng không nằm ngoài mối lo ngại này.

Trong những năm gần đây, Nhà nước, ngành nông nghiệp và các địa phương đã triển khai nhiều chủ trương và giải pháp nhằm phát triển nhanh chóng mô hình trồng rau an toàn Tuy nhiên, mô hình này vẫn chỉ mới phát triển ở mức khiêm tốn Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, sản lượng rau quả hiện chiếm 13,2% tổng giá trị sản lượng nông nghiệp và 16% tổng giá trị trồng trọt cả nước, trong khi sản lượng rau an toàn chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ.

Chỉ có 5% nhu cầu tiêu dùng được đáp ứng từ sản xuất rau an toàn, chủ yếu phục vụ cho bếp ăn tập thể, trường học và doanh nghiệp Hiện tại, sản xuất rau an toàn vẫn chưa phổ biến, với kết quả từ dự án của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn trong 3 năm qua tại 6 tỉnh, bao gồm Hà Nội, Hải Phòng, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh và Hưng Yên, chỉ đạt gần 16.000 ha, chiếm 8,5% diện tích và 7,7% sản lượng Tại Hà Nội, diện tích rau an toàn chỉ chiếm khoảng 44%, trong khi Vĩnh Phúc đạt 17% tổng diện tích rau.

Theo khảo sát gần đây, Hà Nội có 108/478 vùng rau với tổng diện tích 932 ha, chiếm 35,3% diện tích canh tác, không đủ điều kiện về đất và nước để sản xuất rau an toàn Trong số đó, 77 vùng có chỉ tiêu kim loại nặng trong nước tưới vượt tiêu chuẩn cho phép, và 36 vùng có hàm lượng kim loại nặng trong đất (chủ yếu là đồng, cadimi và kẽm) cũng vượt quy định cho phép.

Để phát triển ngành sản xuất rau an toàn và bền vững, cần thực hiện các biện pháp đồng bộ như: tập huấn kỹ thuật cho nông dân, nâng cao ý thức cộng đồng, kiểm tra chất lượng đất và nước để quy hoạch vùng sản xuất an toàn, giám sát chất lượng sản phẩm và quảng bá thương hiệu Ngoài ra, sự phối hợp chặt chẽ giữa các ngành, các cấp và người sản xuất là yếu tố quan trọng để triển khai mô hình sản xuất rau an toàn đạt hiệu quả cao.

Khái niệm rau an toàn

Hiện nay, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, đặc biệt là rau an toàn, đang thu hút sự chú ý lớn từ xã hội Rau an toàn được định nghĩa bởi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn như là loại rau được sản xuất và chế biến theo quy trình đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.

Rau an toàn là các sản phẩm rau tươi, bao gồm lá, thân, củ, hoa, quả, hạt và nấm thực phẩm, được sản xuất và chế biến theo quy định kỹ thuật Những sản phẩm này đảm bảo không có tồn dư vi sinh vật và hóa chất độc hại vượt quá mức giới hạn cho phép.

Các chỉ tiêu đánh giá mức độ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) của rau tươi bao gồm hình thái sản phẩm, trong đó rau phải được thu hoạch đúng thời điểm và đạt độ chín kỹ thuật phù hợp Sản phẩm không được dập nát, hư thối, lẫn tạp chất, không có sâu bệnh và được đóng gói cẩn thận để đảm bảo chất lượng.

+ Chỉ tiêu chất lượng: Được đánh giá thông qua 4 nhóm chỉ tiêu

1 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ )

2 Dư lượng đạm nitrat (NO 3 - )

3 Dư lượng kim loại nặng chủ yếu như chì, thuỷ ngân, asen, cadimi,…

4 Số lượng các vi sinh vật và ký sinh trùng gây bệnh

Sản phẩm rau chỉ được coi là đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) khi hàm lượng tồn dư của các chỉ tiêu không vượt quá tiêu chuẩn cho phép Trong số đó, nitrat là một trong bốn chỉ tiêu chất lượng quan trọng để đánh giá mức độ đảm bảo VSATTP trong rau Do đó, việc xác định hàm lượng nitrat trong rau là cần thiết để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng hiện nay.

Khái quát về cây rau muống

1.4.1 Nguồn gốc và phân bố địa lý

Rau muống (Ipomoea aquatica) là một loại thực vật bán thủy sinh thuộc họ bìm bìm (Convolvulaceae), có nguồn gốc từ các khu vực nhiệt đới châu Á, Nam và Đông Nam Á, cũng như một số khu vực ở châu Phi, Trung Á và Nam Mỹ.

Dương Chúng là cây ngắn ngày, sinh trưởng nhanh, cho năng suất cao, sống được ở nhiệt độ cao và đủ ánh sáng

Rau muống là loại cây mọc quanh năm, thường phát triển ở mặt nước hoặc trên cạn Thân cây có hình dạng ống rỗng, mọng nước, nhẵn và không có lông, với các đốt và rễ mắt Lá rau muống có hình ba cạnh, đầu nhọn, đôi khi hẹp và dài Hoa của cây lớn, có màu trắng hoặc hồng tím, với ống hoa tím nhạt, thường mọc từ 1 đến 2 hoa trên mỗi cuống Quả nang của rau muống có hình tròn, đường kính từ 7 đến 9 mm, chứa 4 hạt có lông màu hung, mỗi hạt có đường kính khoảng 4 mm.

Rau muống được chia thành hai loại chính: rau muống nước và rau muống cạn Ngoài ra, rau muống còn có thể được phân loại theo điều kiện trồng, bao gồm rau muống ruộng, rau muống phao, rau muống bè và rau muống thúng.

Rau muống chứa 92% nước, 3,2% protein, 2,5% glucid, 1% cellulose và 1,3% tro, đồng thời có hàm lượng muối khoáng cao với các khoáng chất như canxi, magiê, phốt pho, sắt và kẽm Rau cũng giàu vitamin, bao gồm carotene, vitamin A, C, B1, PP và B2 Giá trị dinh dưỡng của rau muống tập trung chủ yếu ở phần lá, cao hơn so với phần cuống và thân.

Rau muống có vị ngọt và tính hơi lạnh, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như thanh nhiệt, lương huyết, cầm máu, lợi tiểu, nhuận trường, giải độc, và điều trị các bệnh như đau dạ dày, xuất huyết, kiết lị, cũng như các bệnh ngoại khoa như lác, hắc lào, và mụn nhọt Rau muống còn giàu chất xơ, vitamin C, vitamin A, là thực phẩm tốt cho mọi người Có thể chế biến rau muống thành nhiều món ăn như rau muống luộc, xào, canh, hoặc nộm, góp phần vào bữa ăn dinh dưỡng.

Cầu rau muống tăng mạnh, đặc biệt vào dịp lễ Tết và cuối năm, do nhu cầu ăn lẩu của người dân trong thời gian này rất cao.

Nitrat và độc tính của nitrat

1.5.1 Nitrat – Trạng thái tự nhiên và tính chất hóa học

Nitơ là một nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, chiếm 78,03% thể tích không khí, chủ yếu tồn tại dưới dạng phân tử hai nguyên tử N Nó có mặt ở nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau, bao gồm cả NO3.

Nitơ tồn tại dưới nhiều dạng, bao gồm khí N2, NO và N2O Trong số các dạng này, ion NO3- và NO2- được chú ý nhiều nhất vì chúng có khả năng gây độc hại cho con người.

Về mặt hóa học, nitrat là muối của axit nitric Trong muối nitrat, ion

- có cấu tạo hình tam giác đều với góc ONO bằng 120 o và độ dài liên kết N-O bằng 1,218 Angtron

Nitrat là dạng nitơ ổn định nhất trong tự nhiên, thường xuất hiện trong nước ngầm ở vùng trồng trọt Nó hình thành từ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa nitơ trong chất thải của con người và động thực vật Quá trình này diễn ra khi vi sinh vật chuyển hóa phân bón và phân hủy xác động thực vật Nếu cây không kịp hấp thụ lượng nitrat, nước mưa và nước tưới có thể làm cho nitrat thấm vào đất, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt.

Hầu hết các muối nitrat đều không màu, không mùi, không vị và dễ tan trong nước Muối nitrat khan của kim loại kiềm có độ bền nhiệt cao, trong khi muối nitrat của các kim loại khác dễ bị phân hủy khi đun nóng Độ bền nhiệt của muối nitrat phụ thuộc vào cation kim loại, và cadimi, một kim loại kém hoạt động trong môi trường axit yếu, có khả năng khử NO3- thành NO2-.

- + Cd 2+ + H2O Dựa vào phản ứng đặc trưng này mà người ta có thể xây dựng các phương pháp khác nhau để phát hiện và định lượng nitrat

1.5.2 Vai trò của đạm đối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

Nitơ là yếu tố dinh dưỡng cơ bản trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, tham gia vào cấu trúc di truyền và protein, cùng với các thành phần quan trọng khác của tế bào thực vật Đạm cần thiết cho quá trình đồng hóa carbon, kích thích sự phát triển của bộ rễ và hấp thụ các chất dinh dưỡng khác Cây trồng được bón đủ đạm sẽ có lá xanh thẫm, sinh trưởng khỏe mạnh và năng suất cao, trong khi cây thiếu đạm sẽ có lá vàng, sinh trưởng kém và có thể rút ngắn chu kỳ sống Ngược lại, bón thừa đạm khiến cây có màu xanh tối, dễ mắc bệnh và kéo dài thời gian sinh trưởng, đồng thời có thể dẫn đến tích lũy nitrat trong cây và ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Hàm lượng nitrat ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, cũng như tác động đến môi trường xung quanh Do đó, nông dân cần áp dụng kỹ thuật chăm sóc và bón phân hợp lý để tạo điều kiện thuận lợi cho cây phát triển mà không gây ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm đất và nước trong khu vực canh tác.

1.5.3 Quá trình chuyển hóa đạm nitrat ở thực vật

Nitrat là dạng đạm phổ biến nhất mà cây sử dụng, không gây độc hại cho cây và có thể tích lũy trong mô Tuy nhiên, khi con người tích lũy quá nhiều nitrat, nó có thể gây hại cho sức khỏe Do đó, hàm lượng nitrat tự do trong cây là một tiêu chí quan trọng để đánh giá độ an toàn của nông sản.

Cây không thể sử dụng nitrat trực tiếp cho các quá trình trao đổi chất; thay vào đó, nitrat cần được khử thành dạng đạm amon trước khi chuyển đổi thành các hợp chất hữu cơ chứa nitơ Quá trình khử nitrat trong cây diễn ra qua hai bước.

12 Điều kiện cho quá trình khử nitrat:

+ Có các enzym đặc hiệu xúc tác cho các phản ứng khử mà đặc biệt quan trọng nhất là enzym nitratreductaza

+ Có các chất khử mạnh: đây là các hợp chất khử cao năng NADH2,

NADPH2, FADH2 được hình thành trong quang hợp và hô hấp Các chất này sẽ cung cấp điện tử cho phản ứng khử nitrat

Quá trình khử nitrat chủ yếu diễn ra ở lá, mặc dù có thể xảy ra tại rễ Khi quá trình này diễn ra chậm, nitrat sẽ tích lũy trong cây, đặc biệt khi bón nhiều phân đạm Do đó, trong kỹ thuật trồng rau an toàn, cần áp dụng các biện pháp để giảm thiểu hàm lượng nitrat tự do trong sản phẩm, đảm bảo dưới ngưỡng quy định của thế giới và Việt Nam, đặc biệt là đối với rau và quả tươi.

Sự tích luỹ nitrat cao trong mô cây không gây độc cho cây, nhưng khi tiêu thụ cây có hàm lượng nitrat cao có thể gây hại cho gia súc và con người Nhiễm độc nitrat có thể dẫn đến hai loại bệnh chính ở người: hội chứng trẻ xanh ở trẻ dưới 1 tuổi và ung thư dạ dày ở người lớn.

Nitrat khi vào cơ thể người tham gia phản ứng khử ở dạ dày và đường ruột do tác dụng của các men tiêu hoá sinh ra nitrit (NO2

Nitrit trong máu ngăn cản sự kết hợp của oxy với hemoglobin, làm giảm khả năng trao đổi khí của hồng cầu Quá trình này lặp lại nhiều lần, khiến mỗi ion NO2- có thể biến nhiều phân tử hemoglobin thành methaemoglobin Methaemoglobin hình thành khi oxyhemoglobin bị oxy hóa từ Fe2+ thành Fe3+, làm mất khả năng kết nối với oxy Nếu tình trạng này kéo dài, có thể dẫn đến tử vong.

Methaemoglobin thường xuất hiện rõ rệt ở trẻ sơ sinh, đặc biệt là những trẻ dưới 6 tháng tuổi Trẻ sơ sinh nhạy cảm với bệnh này do Hemoglobin bào thai có ái lực mạnh với nitrit, trong khi dạ dày của chúng không đủ axit để ngăn chặn vi khuẩn chuyển đổi nitrat thành nitrit Hậu quả là trẻ em mắc bệnh này thường có biểu hiện xanh xao và có nguy cơ đe dọa đến tính mạng.

Trong dạ dày con người, nitrit có khả năng tương tác với các acid amin nhờ vào hệ vi sinh vật và enzym, dẫn đến sự hình thành Nitrosamine - một hợp chất có nguy cơ gây ung thư, đặc biệt là ung thư dạ dày Trong môi trường acid yếu (pH = 3 – 6), sự hiện diện của nitrit làm tăng khả năng phân hủy acid amin thành andehyt và acid amin bậc 2, từ đó tiếp tục chuyển hóa thành nitrosamine.

Nitrosamine hiện đang được nhiều tác giả đề cập như một yếu tố gây sai lệch nhiễm sắc thể, dẫn đến việc truyền đạt thông tin di truyền không chính xác, từ đó có thể gây ra nhiều loại bệnh ung thư khác nhau.

Một số phương pháp xác định nitrat trong rau tươi

Nitrat là một độc tố nguy hiểm cho sức khỏe con người, vì vậy việc xác định hàm lượng nitrat trong thực phẩm là rất quan trọng để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) Các nhà khoa học đã phát triển nhiều phương pháp khác nhau để đo lường nitrat, tùy thuộc vào tính chất của từng loại thực phẩm Đặc biệt, trong rau, nitrat tích lũy trong mô tế bào thực vật, khiến việc xác định hàm lượng trở nên khó khăn hơn so với trong nước Quy trình xác định hàm lượng nitrat trong rau thường bao gồm hai bước chính.

+ Chiết mẫu: Nitrat tích lũy trong các mô tế bào thực vật sẽ được chuyển hóa vào trong nước được gọi là dung dịch chiết

+ Xác định hàm lượng nitrat trong dung dịch chiết Việc xác định này sẽ được thực hiện tương tự như với quy trình xác định nitrat trong nước

Quy trình chiết mẫu là bước phức tạp nhất trong hai quy trình, với mục tiêu tối đa hóa hàm lượng nitrat từ mô thực vật vào nước, đồng thời hạn chế việc chiết các chất khác Để đạt được hiệu suất chiết tối đa, cần khảo sát và điều chỉnh quy trình chiết một cách hợp lý.

1.6.1 Một số phương pháp chiết nitrat từ rau tươi

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp chiết nitrat ra khỏi rau nhưng phổ biến hiện nay vẫn là phương pháp nghiền và phương pháp ngâm chiết

Phương pháp nghiền rau bao gồm việc nghiền nhỏ rau trong cối sứ, sau đó hòa trộn với dung dịch hóa chất và đun ở nhiệt độ cùng thời gian quy định Sau khi lọc bỏ bã rau, chúng ta sẽ thu được dung dịch chiết tinh khiết.

Phương pháp ngâm chiết là quá trình cho rau vào dung dịch chiết đã pha sẵn, sau đó ngâm trong một khoảng thời gian nhất định Sau khi hoàn tất, rau được vớt ra và thu được dung dịch chiết, chứa các tinh chất từ rau.

Cả hai phương pháp chiết xuất đều có quy trình đơn giản, dễ thực hiện, không yêu cầu thiết bị hiện đại hay trình độ chuyên môn cao, và mang lại hiệu suất chiết tương đối cao Tuy nhiên, phương pháp nghiền có nhược điểm là làm cho dịch nghiền có màu, ảnh hưởng đến việc xác định nitrat Ngược lại, phương pháp ngâm ít bị ảnh hưởng bởi màu sắc nhưng thời gian ngâm chiết lâu, dẫn đến việc kéo dài thời gian phân tích.

Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ tiên tiến, các nhà khoa học đã nghiên cứu ra những phương pháp chiết xuất hiện đại, tiết kiệm thời gian hơn, như phương pháp chiết bằng năng lượng vi sóng Phương pháp này khắc phục được nhược điểm của các phương pháp truyền thống, mang lại nhiều lợi ích như quy trình đơn giản, thời gian chiết nhanh, dịch chiết trong suốt, hiệu suất cao, và dễ dàng sử dụng, đồng thời an toàn và thân thiện với môi trường Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp này yêu cầu thiết bị hiện đại hơn, điều này có thể hạn chế việc sử dụng trong các phòng thí nghiệm nhỏ.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chọn phương pháp nghiền để chiết nitrat từ rau muống, một trong 15 phương pháp phổ biến Trước khi xác định hàm lượng nitrat trong dung dịch chiết, cần loại bỏ các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích, chẳng hạn như màu sắc và chất hữu cơ.

1.6.2 Một số phương pháp xác định nitrat trong nước (dung dịch chiết)

Sau khi chuyển nitrat từ rau vào nước, việc xác định nồng độ nitrat trong dung dịch chiết trở nên đơn giản, tương tự như quy trình phân tích hàm lượng nitrat trong nước.

Có nhiều phương pháp xác định nitrat trong nước như sắc ký ion, cực phổ và trắc quang, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm và tính ứng dụng khác nhau Sắc ký ion và cực phổ là những phương pháp hiện đại, mang lại lợi ích như thời gian phân tích nhanh, độ chính xác cao và an toàn Tuy nhiên, chúng yêu cầu thiết bị hiện đại, trình độ chuyên môn cao và quy trình làm sạch mẫu phức tạp, dẫn đến chi phí phân tích cao Các phương pháp này thường được áp dụng trong phòng thí nghiệm lớn hoặc để phân tích lượng vết chất thải nguy hại như Cd, As, DDT, Hg.

Mặc dù phương pháp trắc quang kém hiện đại và nhạy hơn so với sắc ký ion và cực phổ, quy trình phân tích của nó lại đơn giản và dễ vận hành, mang lại kết quả tương đối chính xác Máy đo quang UV – VIS được sử dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm, đặc biệt là ở các trường đại học Hơn nữa, với hàm lượng nitrat cao trong rau, phương pháp so màu quang điện có khả năng phát hiện chất này dễ dàng trong mẫu nghiên cứu mà không gây sai lệch kết quả.

Một số nghiên cứu về dư lượng nitrat trong rau trên thế giới và ở Việt Nam

Kết quả phân tích cho thấy, phương pháp trắc quang được lựa chọn để xác định hàm lượng nitrat trong các dung dịch chiết xuất từ rau muống là hiệu quả.

Hiện nay, hai loại thuốc thử phổ biến trong xác định hàm lượng nitrat bằng phương pháp trắc quang là dung dịch axit đisunfofenic và dung dịch axit sunfosalixylic Tại Việt Nam, nhiều phòng phân tích ưa chuộng axit đisunfofenic do quy trình đơn giản và tiết kiệm thời gian hơn Nghiên cứu cũng cho thấy việc sử dụng phenol để tạo phức trong phương pháp trắc quang mang lại kết quả chính xác với giới hạn phát hiện lên đến 0,05 ppm, đáp ứng yêu cầu thí nghiệm Do đó, đề tài đã chọn phương pháp trắc quang với thuốc thử axit đisunfofenic để xác định hàm lượng nitrat trong rau muống tại khu vực nghiên cứu.

1.7 Một số nghiên cứu về dƣ lƣợng nitrat trong rau trên thế giới và ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP), đặc biệt là rau sạch, đã trở thành một mối quan tâm hàng đầu tại nhiều quốc gia Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để kiểm tra dư lượng kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật và vi sinh vật trong rau quả, với trọng tâm đặc biệt vào dư lượng nitrat trong rau.

Vào năm 1996, một chương trình quan trắc dư lượng nitrat trên rau diếp và rau muống đã được thực hiện tại Anh Sau khi phân tích các mẫu rau diếp trồng trong nhà kính, rau diếp trồng ngoài trời, và rau muống từ 6 vùng khác nhau, kết quả cho thấy hầu hết các mẫu đều chứa nitrat dưới mức tối đa cho phép Tuy nhiên, có 5 trong số 130 mẫu rau diếp trồng trong nhà kính, 2 trong số 86 mẫu rau diếp trồng ngoài trời, và 2 trong số 13 mẫu rau muống tươi vượt quá nồng độ tối đa cho phép.

Phương pháp phân tích dư lượng nitrat trong rau bằng cách sử dụng phenol cho thấy độ thu hồi nitrat của một số loại rau khi sử dụng dung dịch chuẩn KNO3 Đây là một phương pháp phân tích đơn giản, nhanh chóng và chính xác, với kết quả được trình bày trong bảng 1.1.

Bảng 1.1: Độ thu hồi nitrat của một số loại rau tại Anh

Mẫu Nồng độ Độ thu hồi trung bình (%)

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu Anh còn tiến hành phân tích nitrat trên một số loại rau khác nhau và cho kết quả cụ thể tại bảng 1.2

Bảng 1.2: Hàm lƣợng nitrat trong một số loại rau tại Anh

Loại cây Nồng độ NO 3

- Loại cây Nồng độ NO 3

Củ cải đường 1211 Súp lơ 86

Khoai tây 155 Củ cải Thụy Điển 118

Năm 2003, một nghiên cứu của các nhà khoa học Hàn Quốc đã phân tích dư lượng nitrat trong 600 mẫu rau từ nhiều mùa khác nhau bằng các phương pháp sắc ký và quang phổ hấp thụ phân tử Kết quả cho thấy nồng độ nitrat trong rau muống, củ cải, cải bắp, và một số loại rau khác không có sự khác biệt lớn giữa mùa hè và mùa đông Tuy nhiên, nồng độ nitrat trung bình ở rau muống (4.259 mg/kg), củ cải (1.878 mg/kg), và cải bắp Trung Quốc (1.740 mg/kg) cao hơn mức tiêu chuẩn cho phép.

18 cho phép ở một số loại rau như: hành (23 mg/kg), giá đỗ (56 mg/kg), hạt tiêu

(76 mg/kg) Như vậy, nồng độ nitrat không giống nhau trong các loại rau khác nhau và trên những vùng, quốc gia khác nhau [6]

Cơ quan an toàn thực phẩm Châu Âu (EFSA) đã phân tích 41.969 mẫu rau từ 20 nước thành viên và Nauy, cho thấy nồng độ nitrat trong rau dao động từ 1 mg/kg (đậu, cải buxen) đến 4.800 mg/kg (rucola) và 4.259 mg/kg (rau muống) Gần 5% mẫu rau có nồng độ nitrat dưới mức phát hiện Kết quả cũng chỉ ra rằng nồng độ nitrat phụ thuộc vào loại rau, với rau ăn lá có nồng độ cao nhất, cùng với điều kiện sản xuất.

Trong những năm gần đây, Việt Nam đã tiến hành nhiều nghiên cứu khoa học về dư lượng nitrat trong rau, góp phần quan trọng vào việc quy hoạch sản xuất rau an toàn Những thành tựu này không chỉ đảm bảo an toàn thực phẩm mà còn nâng cao chất lượng rau xanh cho người tiêu dùng.

VSATTP cho người tiêu dùng

Vào năm 2004, Cục Nông Nghiệp thuộc Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn đã tiến hành nghiên cứu về dư lượng nitrat trong các loại rau quả như bắp cải, cải xanh, su hào, cà chua, đậu, nho và chè tại các địa phương như Hà Nội, Bắc Giang và Hải Phòng.

Kết quả kiểm tra tại các địa phương như Hà Nam, Ninh Thuận, TP Hồ Chí Minh và Thái Nguyên cho thấy 100% mẫu rau đều vượt mức cho phép về hàm lượng nitrat từ 1,3 đến 5 lần Các loại rau có dư lượng nitrat cao thường có màu xanh không tự nhiên, trong đó rau cải xanh có hàm lượng nitrat lên tới 559,59 mg/kg và rau cải ngọt là 655,92 mg/kg, trong khi mức cho phép là dưới 500 mg/kg.

Kết quả nghiên cứu năm 2007 của kỹ sư Nguyễn Văn Tới và Lê Cao Ân cho thấy các cây trồng trong điều kiện bình thường có dư lượng NO3

Cây trồng trong nhà kính thường có hàm lượng nitrat thấp hơn từ 2 đến 12 lần so với các loại cây khác, đặc biệt là cây ăn lá Mật độ trồng cây cũng ảnh hưởng đến lượng nitrat trong cây; khi trồng dày, lượng nitrat sẽ tăng do điều kiện chiếu sáng không đủ Do đó, việc tưới nước đầy đủ là rất quan trọng để duy trì sự phát triển của cây.

Sử dụng 19 loại cây có thể giảm hàm lượng nitrat từ 2 đến 8 lần Việc áp dụng thuốc bảo vệ thực vật không đúng cách cũng làm tăng lượng nitrat dư thừa trong nông sản Để giảm thiểu nitrat, nên loại bỏ các phần rau quả có khả năng tích lũy nhiều nitrat, đặc biệt là khi ăn tươi Ngoài ra, quá trình nấu chín thực phẩm có thể giảm lượng nitrat từ 20 đến 40%.

Năm 2009, nhóm sinh viên Nguyễn Thị Bích Nguyệt, Vũ Thị Phương và Khuất Thị Thư thuộc lớp 51 KHMT, trường Đại học Lâm Nghiệp đã thực hiện nghiên cứu về sự tích lũy hàm lượng nitrat trong cây rau muống trồng tại xã Tứ Hiệp, huyện Thanh Trì, Hà Nội, sử dụng nguồn nước sông Tô Lịch Kết quả cho thấy hàm lượng nitrat trong nước tưới vượt tiêu chuẩn cho phép từ 2 đến 5 lần, trong khi hàm lượng nitrat trong rau muống cũng cao hơn tiêu chuẩn từ 1,6 đến 3,2 lần Nghiên cứu còn xây dựng mối tương quan giữa hàm lượng nitrat trong rau và nước tưới tại khu vực này.

Nghiên cứu về hàm lượng kim loại nặng và nitrat trong rau đã đạt được những thành công đáng kể trên thế giới, cho thấy nhiều loại rau có hàm lượng nitrat vượt quá tiêu chuẩn cho phép Sự khác biệt về dư lượng nitrat giữa các loại rau và điều kiện trồng cũng được ghi nhận, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển quy trình sản xuất và tiêu thụ rau an toàn Tại Việt Nam, các nghiên cứu ban đầu đã xác định hàm lượng kim loại nặng và nitrat trong một số loại rau phổ biến, trong đó có nghiên cứu của sinh viên Đại học Lâm nghiệp về hàm lượng nitrat trong rau muống, đã đạt được những kết quả khả quan Tuy nhiên, nghiên cứu này vẫn cần hoàn thiện quy trình chiết và xác định nitrat, cũng như khảo sát thời gian chiết tối ưu để nâng cao độ chính xác.

20 chưa loại bỏ được hoàn toàn các tạp chất gây nhiễu trong quá trình phân tích

Việc khảo sát các quy trình chiết và xác định hàm lượng nitrat trong cây rau muống là rất quan trọng Đề tài nghiên cứu này nhằm phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm nitrat (NO3) trong rau muống, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

- ) trong cây rau muống trên sông Đáy thuộc khu vực phường Biên Giang, quận Hà Đông, thành phố

Hà Nội” được lựa chọn để nghiên cứu

MỤC TIÊU – ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài được tiến hành nhằm các mục tiêu sau:

Quy trình xác định nitrat trong rau muống cần được thực hiện một cách hiệu quả để đảm bảo an toàn thực phẩm Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định dư lượng nitrat trong cây rau muống tại khu vực phường Biên Giang, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội, đặc biệt là từ sông Đáy.

Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa hàm lượng nitrat trong rau muống và nguồn nước sử dụng để trồng rau, từ đó tính toán lượng nitrat cần thiết trong nước để đảm bảo rau muống đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP).

- Địa điểm nghiên cứu: Sông Đáy thuộc khu vực phường Biên Giang, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

- Phạm vi chuyên môn: Đề tài tiến hành nghiên cứu đánh giá dư lượng nitrat trong nước và trong cây rau muống tại khu vực nghiên cứu

1 Nghiên cứu thực trạng sản xuất và tiêu thụ rau muống tại phường Biên Giang, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

2 Khảo sát quy trình xác định nitrat trong rau muống bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3 Xác định dư lượng nitrat trong nước, cây rau muống tại khu vực nghiên cứu và xây dựng mối tương quan giữa chúng

- Xác định dư lượng nitrat trong nước dùng để trồng rau muống tại khu vực nghiên cứu

- Xác định dư lượng nitrat trong rau muống tại khu vực nghiên cứu

- Xây dựng mối quan hệ giữa dư lượng nitrat trong nước và trong cây rau muống tại khu vực nghiên cứu

4 Xác định mức độ tích lũy nitrat trong các bộ phận rễ, thân, lá của cây rau muống tại khu vực nghiên cứu

+ Xác định dư lượng nitrat trong rễ cây (gồm cả phần thân già) + Xác định dư lượng nitrat trong thân cây (không có lá)

+ Xác định dư lượng nitrat trong lá cây

5 Khảo sát sự biến đổi hàm lượng nitrat trong rau muống qua đun nấu

2.4.1 Phương pháp kế thừa và thu thập tài liệu

Phương pháp này được thực hiện bằng cách lựa chọn các báo cáo liên quan từ trong nước và quốc tế, kết hợp với số liệu do địa phương cung cấp để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy trong nghiên cứu.

Mục đích của phương pháp nhằm thu thập các số liệu về:

+ Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu;

+ Các tài liệu về phương pháp điều tra phân tích có liên quan;

+ Các tài liệu, báo cáo chuyên đề, đề tài nghiên cứu có liên quan;

+ Các tiêu chuẩn cần thiết để so sánh kết quả nghiên cứu

2.4.2 Phương pháp điều tra thực địa kết hợp phỏng vấn người dân

Khảo sát được thực hiện nhằm lựa chọn các điểm nghiên cứu điển hình, tập trung vào các nguồn gây ô nhiễm và lưu vực sông có mức độ ô nhiễm cao, nơi được sử dụng để trồng rau muống.

Khảo sát diện tích trồng rau muống dọc sông Đáy tại phường Biên Giang, quận Hà Đông, Hà Nội nhằm đánh giá thực trạng sản xuất và lựa chọn các điểm lấy mẫu phù hợp.

Chúng tôi tiến hành phỏng vấn hơn 30 người dân để tìm hiểu quy trình trồng và chăm sóc cây rau muống Qua đó, chúng tôi sẽ tính toán lượng phân đạm sử dụng, sản lượng rau đạt được và tình hình tiêu thụ rau muống trên thị trường.

2.4.3 Phương pháp lấy mẫu tại hiện trường a Phương pháp lẫy mẫu rau

Sau khi khảo sát thực địa toàn bộ diện tích đất trồng rau tại khu vực nghiên cứu, đề tài đã chọn 6 vị trí lấy mẫu dọc theo dòng chảy của sông, bao gồm các điểm Mo, M1, M2, M3, M4 và M5, với khoảng cách giữa mỗi vị trí là khoảng 100 m.

- Thời điểm lấy mẫu: Mẫu được lấy vào thời tiết khô ráo, có nắng, nhiệt độ và độ ẩm thích hợp

Để lấy mẫu, tại mỗi vị trí nghiên cứu, cần thu thập 3 mẫu đơn theo thứ tự từ gần bờ sông ra giữa dòng, bao gồm cả ba bộ phận thân, rễ và lá Sau khi thu thập, rửa sạch bùn đất bám vào cây, sau đó gộp 3 mẫu đơn lại thành một mẫu hỗn hợp Kết quả thu được sẽ là 6 mẫu rau hỗn hợp được đánh dấu là Mo, M1, M2, M3.

Mẫu M4 và M5 được bảo quản trong túi nilông để ngăn ngừa nhiễm bẩn Chỉ những cây sinh trưởng khỏe mạnh, không bị héo úa hay vàng lá mới được chọn để lấy mẫu Phương pháp lấy mẫu nước cũng cần được thực hiện một cách cẩn thận.

Tại mỗi vị trí lấy mẫu rau muống, đề tài tiến hành thu thập một mẫu nước, trong đó ba mẫu nước được trộn lại thành một mẫu hỗn hợp có thể tích 500 ml, đựng trong chai polyme Ngoài ra, nghiên cứu cũng thực hiện việc lấy mẫu nước từ một số nguồn thải có khả năng gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến quá trình trồng rau muống.

- Thời điểm lấy mẫu: Mẫu được lấy vào 8 giờ – 10 giờ sáng hoặc từ

Thời gian lý tưởng để lấy mẫu nước là từ 2 giờ đến 4 giờ chiều, khi sự biến đổi của các chất ô nhiễm trong nước là nhỏ nhất Việc lấy mẫu nên được thực hiện vào những ngày khô ráo, có nắng, với độ ẩm và nhiệt độ phù hợp.

Để phân tích mẫu nước chính xác, cần sử dụng chai polyme 500 ml làm bình chứa mẫu Trước khi lấy mẫu, chai phải được rửa sạch bằng xà phòng và sau đó rửa kỹ bằng nước sạch Khi tiến hành lấy mẫu, cần tráng chai ba lần bằng chính nước cần lấy trước khi thực hiện việc lấy mẫu.

- Cách lấy mẫu: Mẫu được lấy ở độ sâu cách mặt nước từ 15 – 20 cm trên khu vực sông trồng rau muống Khi tiến hành lấy mẫu không được làm

Để đảm bảo chất lượng mẫu nước, cần xáo trộn tầng nước và lấy mẫu đầy chai Sau đó, mẫu nước nên được đặt trong bình xốp, bảo quản bằng đá lạnh và vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm Thời gian bảo quản mẫu tối đa là 24 giờ.

2.4.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm a Hóa chất và dụng cụ, thiết bị thí nghiệm

 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV WIN Spretro II của Mỹ là thiết bị chuyên dụng trong phân tích hóa học, kết hợp với máy li tâm Universal của Đức để tối ưu hóa quy trình thí nghiệm Các dụng cụ hỗ trợ như bếp cách thủy, cốc thủy tinh 250 ml, ống đong, và bình định mức (50 ml, 100 ml) đảm bảo chính xác trong việc đo lường Ngoài ra, chén sứ, pipet (2 ml, 5 ml, 10 ml), đũa thủy tinh, giấy lọc và giấy quỳ là những vật dụng không thể thiếu trong các thí nghiệm hóa học, giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của kết quả.

+ Than hoạt tính dạng bột;

+ Axit axetic băng (CH3COOH) ρ = 1,05 g/ml;

+ Dung dịch NH3 đặc hoặc KOH 12N;

+ Dung dịch chuẩn nitrat nồng độ 0,01 g/l;

+ Nước cất b Phương pháp tạo mẫu nghiên cứu

Sau khi đưa mẫu rau muống về phòng thí nghiệm, chúng được rửa sạch bằng nước máy và tráng lại bằng nước cất Đối với các mẫu rau hỗn hợp Mo, M1, M2, M3, M4 và M5, khoảng 1/7 lượng rau (bao gồm rễ, thân, lá) của mỗi mẫu được lấy ra và gộp lại thành một mẫu tổ hợp chung (M*) Lượng rau còn lại của mỗi mẫu được băm nhỏ đến 5 mm, trải đều trên giấy sạch và trộn thành hình vuông kích thước 20 cm x 20 cm Hai phần rau theo phương pháp chéo góc được cho vào túi nilon, buộc chặt và bảo quản trong tủ lạnh.

Nội dung nghiên cứu