(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN độc tố PAHS TRONG THỰC PHẨM

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM *** BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỘC TỐ PAHS TRONG THỰC PHẨM Học phần: Độc tố thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: Lê Minh Nguyệt Nhóm sinh viên: 05 Nhóm lớp lý thuyết: 03 HÀ NỘI - 2022 Mục lục DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PAHS Khái niệm Nguồn gốc II CƠ CHẾ GÂY ĐỘC III BIỂU HIỆN 10 IV Phát PAHs thực phẩm .11 V Phương pháp phòng ngừa .14 VI Một số quy định 15 DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN STT 10 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PAHS I Khái niệm Các chất hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs – Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) hợp chất hữu có chứa hai vịng benzen có thêm nhóm Các hợp chất PAHs hợp chất chứa hai loại nguyên tố cacbon hidrohydro (a) (b) Hình 1.1 Cấu trúc ba chiều (a) cấu trúc mạng tinh thể (b) phân tử PAHs PAHs chia làm hai nhóm: + PAHs phân tử nhỏ: nhóm có vòng thơm + PAHs phân tử lớn: nhóm có nhiều vịng thơm Hình 1.2 Cấu trúc số PAHs tiêu biểu PAHs nguyên chất thường tồn dạng không màu, màu trắng vàng nhạt Tất PAHs tồn dạng rắn nhiệt độ phịng có mùi thơm khác tùy thuộc đoạn mạch vòng thơm Nguồn gốc Tính độc PAHs người biết đến từ năm 30 kỷ XX, Hieger Cook cộng khác nghiên cứu thấy tinh thể benzo(a)pyren màu vàng gây khối u động vật thí nghiệm PAHs tạo thành từ nguồn tự nhiên nguồn nhân tạo − Nguồn tự nhiên từ tượng núi lửa phun trào, trình hình thành đất đá, cháy rừng, tạo trầm tích − Nguồn nhân tạo (nguồn PAHs chính): PAHs sản phẩm q trình đốt cháy khơng hoàn toàn loại nhiên liệu động phương tiện giao thơng Ngồi ra, việc đốt rác, hoạt động sinh hoạt nhà (hút thuốc lá, sưởi ấm đun nấu mùn cưa, than hoa, than tổ ong, gỗ…), q trình cơng nghiệp góp phần đáng kể vào phát thải PAHs − Thực phẩm chứa PAHs bao gồm o Thịt hun khói sản phẩm thịt hun khói, nướng o Cá hun khói, thủy sản hun khói, nướng o Dầu mỡ o Thịt , cá (các dạng không hải hun khói) o Nhuyễn thể manh vỏ o Ngũ cốc chế biến thức ăn trẻ em o Ca cao, cà phê sản chúng o V.v.v CƠ CHẾ GÂY ĐỘC AI ❖ Độc tính PAHs phụ thuộc vào khối lượng phân tử chúng Những phân tử PAHs nhẹ (có khối lượng phân tử nhỏ 216) coi khơng có độc tính người Và phân tử PAHs nặng (có khối lượng phân tử lớn 216) có khả gây độc người ❖ Những PAHs phân tử có đến vịng benzen khả gây ung thư đột biến gen yếu Chỉ PAHs có đến vịng thơm trở lên bắt đầu xuất khả gây ung thư đột biến gen mạnh Tuy nhiên hoạt tính ung thư thường tập trung vào PAHs có từ 4, 5, vịng thơm PAHs có cấu trúc phân tử góc cạnh có hoạt tính ung thư nguy hiểm cấu trúc thẳng cấu trúc dày đặc ❖ Hội nghiên cứu khả gây ung thư hóa chất thực phẩm COC phân loại hợp chất PAHs dựa vào mức độ độc hại + Nhóm A: Có khả gây ung thư cho người cao: Benzo(a)pyrene( BaP), Benzo(a)nthracene(BaA), Dibenz(a,h)anthracene (DBahA) + Nhóm B: Có khả gây ung thư cho người thơng tin chưa đầy đủ chế gây độc chưa nghiên cứu rõ ràng: Anthanthrene( Anth), Benzofluoranthene (BbFI), benzo(k)fluoranthene (BkFI), benzobnaphtha2,1-dithiophene BNT, benzoghiperylene BghiPI, chrysene Chry, cyclopentac, dpyrene IP + Nhóm D: Thơng tin chưa đầy đủ để kết luận độc tính chúng : acenaphthylene (Acnl), acenaphthene Can, fluorine F, benzoepyrene + Nhóm E: Khơng có giả thiết gây ung thư : phenanthrene Ph, anthracene A, fluoranthene FI, pyrene P ❖ Khả gây ung thư, đột biến gen PAHs Bảng 3: Khả gây ung thư đột biến gen ❖ Theo số nghiên cứu hợp chất PAHs gây phản ứng với số enzyme Aryl hydrocacbon hydroxylase để tạo thành dẫn xuất PAHs dihydrodiol, dẫn xuất tạo liên kết đồng hóa trị với protein acid nucleic từ gây tượng đột biến gene ung thư BaP thuộc nhóm A nghiên cứu nhiều B(a)P có KLPT 252 thành phần có khói thuốc nguyên nhân dẫn đến ung thư phổi BaP hấp thụ vào thể nhiều đường: qua da, qua đường hô hấp, hấp thụ vào dày thông qua đồ ăn có chứa BaP,… chúng phân phối khắp thể, tập trung nhiều quan giàu lipid PAHs ưa béo xảy trình biến dưỡng Quán trình bắt đầu phản ứng OXH vòng thơm PAHs xúc tác họ enzym CYP1, CYP2, CYP3 tạo thành sản phẩm TĐC bậc 1: epoxides, phenol, dihydrodiols Các sản phẩm TĐC bậc phản ứng với chất glutathion, sulfate, acid glucoronic tạo thành sản phẩm TĐC bậc 2: diol epoxides, tetrahydrotetrols, phenol epoxides Các sản phẩm TĐC bậc phân cực hơn, tan tốt nước so với chất PAHs ban đầu, có tính ưa điện tử nên dễ dàng kết hợp với phân tử DNA đặc biệt nhóm amino A G ( nucleotide cấu thành nên mạch DNA) Liên kết bền chất điện tử với DNA xảy vị trí N2 phân tử deoxyguanosine tạo thành chuỗi xoắn kép đồng hóa trị, tiền thân tế bào ung thư ❖ Sự xuất PAHs thực phẩm − Đối với sản phẩm hun khói + Theo nghiên cứu, tạo thành PAHs đốt cháy khơng hồn tồn (trong điều kiện thiếu oxy) loại nhiên liệu có chứa carbon (gỗ mun, mùn cưa) cơng nghệ hun khói thực phẩm PAHs sinh theo khói hấp phụ bề mặt thực phẩm + Cơ chế: Đầu tiên phân hủy hợp chất dễ bay hồng khói điều kiện nhiệt phân tạo gốc methylene hydrogen Các gốc methylene tham gia phản ứng trùng hợp tạo thành ethylene sau ethylene tiếp tục phản ứng đồng trùng hợp, đồng vòng khử hydrogene dẫn đến tạo thành hợp chất PAHs Bảng 2: Hàm lượng PAHs trung bình sản phẩm xơng khói − Đối với sản phẩm nướng Đối với thực phẩm chế biến trực tiếp lửa nhiệt độ cao: PAHs tạo thành nhiệt phân chất béo chất hữu khác thực phẩm Phản ứng nhiệt phân chất béo diễn nhiệt độ cao 200oC xảy mạnh khoảng nhiệt độ 500 – 900°C đặc biệt 650°C tạo amin dị vòng Khi nhiệt độ cao, PAHs tạo nhiều Sự nhiệt phân chất hữu khác protein carbohydrate liên quan đến tạo PAHs nguyên nhân chủ yếu nhiệt phân chất béo điều kiện thiếu oxy Khi thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt, nhiệt phân chất béo diễn ra, chất béo nóng chảy nhỏ giọt xuống nguồn nhiệt tạo PAHs, PAHs sinh theo khói hấp phụ bề mặt sản phẩm BI ▪ BIỂU HIỆN Hít phải PAHs khơng khí gây kích ứng mắt đường hô hấp Ăn uống thực phẩm hay nước chứa chất hồn tồn tổn thương hệ sinh dục hồn tồn gây ung thư, tiếp xúc trực tiếp da hồn tồn gây kích ứng da ▪ Một số PAHs, cao mức phơi nhiễm định, làm suy giảm khả sinh sản người gây tổn hại cho thai nhi • Có số PAHs gây ung thư động vật phịng thí nghiệm Đây động vật bị phơi nhiễm PAHs qua thực phẩm, từ hít thở khơng khí bị nhiễm PAHs tiếp xúc với da Khi chuột mang thai ăn phải loại PAH liều cao (benzo(a)pyrene), chúng gặp phải vấn đề sinh sản Thêm nữa, chuột bị dị tật bẩm sinh nhẹ cân Các tác động khác bao gồm tổn thương da, hệ miễn dịch Ngồi có số nghiên cứu khác chuột bị bệnh bạch cầu, khối u đường tiêu hóa phổi Tuy nhiên, tác hại chưa thấy người Liều PAHs dùng nghiên cứu cao hàng ngàn lần mà người tiêu thụ chế độ ăn thơng thường • Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu tiêu thụ nhiều thịt nướng, rán liên quan tới gia tăng nguy ung thư trực tràng tụy tiền liệt tuyến (biểu hiện: rối loạn tiêu hóa, mệt mỏi suy nhược, giảm cân bất thường,…) IV Phát PAHs thực phẩm - PAHs loại hợp chất hữu tạo trình đốt cháy áp suất cao PAHs hình thành phức tạp chất hữu tiếp xúc với nhiệt độ áp suất cao • Phát PAHs theo phương pháp: * - Phương pháp sắc ký lỏng cao áp ( HPLC ) HPLC: detecter thường dùng nhiều detecter huỳnh quang detecter UV + Với detecter huỳnh quang : phân tích 16 loại PAHs bước sóng khác nhau.Detecter huỳnh quang có khả phân tích PAHs nồng độ thấp sử dụng nhiều rộng rãi detecter UV + > Detecter UV bước sóng 254nm phân tích 16 loại PAHs Nguyên tắc định lượng: định tính cách so sánh thời gian lưu cột phổ hấp thu hợp chất chưa biết với thời gian lưu cột phổ hấp thu hợp chất PAHs tiêu chuẩn phương pháp thêm mẫu đối chứng ( hợp chất PAHs tiêu chuẩn ) * - Phương pháp sắc ký khí ( GC ) GC : để đạt hiệu suất cao thường sử dụng cột mao dẫn loại detecter thường dùng nhiều nhất: + Detecter ion hóa lửa ( FID ) + Detecter ion hóa ánh sáng (PID) + Khối phổ bẫy ion ( ITD) + Kết hợp sắc ký khí với khổi phổ ( GC-MS,GC-MS/MS) +Trong GC-MS sử dụng nhiều với khả phân tích độ nhạy cao định danh PAHs mẫu > Nguyên tắc định lượng: định tính cách so sánh thời gian lưu cột hợp chất chưa biết với thời gian lưu cột hợp chất PAHs tiêu chuẩn Trên sắc phổ ion ghi cách so sánh khổi phổ hợp chất chưa biết với hợp chất PAHs tiêu chuẩn Và theo phương pháp đường tiêu chuẩn * Phương pháp điều chế COFs có chức từ cấu trúc nanocompozit có cấu trúc lõi từ tính sử dụng để phát nhanh vết hydrocacbon thơm đa vòng thực phẩm - Phương pháp chiết pha rắn từ tính dễ dàng nhanh chóng (MSPE) dựa khung hữu cộng hóa trị từ kết hợp với phát mảng diode sắc ký lỏng hiệu suất cao (HPLC-DAD) phát triển để phát 11 loại hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) mẫu thực phẩm * Quang phổ Raman tăng cường bề mặt gạch nối với vi văn bề mặt để phát chỗ hydrocacbon thơm đa vòng vật liệu tiếp xúc với thực phẩm - Các hydrocacbon thơm đa vòng tích tụ sinh học cao (PAHs) gây lo ngại sức khỏe đặc tính gây ung thư chúng PAH di chuyển sang thực phẩm từ vật liệu tiếp xúc với thực phẩm bị ô nhiễm + Trong nghiên cứu này, kỹ thuật gạch nối kết hợp quang phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) với vi văn bề mặt phát triển để sàng lọc chỗ PAHs vật liệu tiếp xúc với thực phẩm + Các hạt nano bạc biến tính metanol 1-propanethiol (NP PTH-Ag) sử dụng để thực phân tích vi lượng chỗ phát PAH, tương ứng Phổ SERS thu máy quang phổ Raman di động Dao động liên kết C – C PTH 1030 cm − chọn làm đỉnh nội chuẩn Các NP PTH-Ag có độ đồng cao với RSD 2,96 + Giới hạn phát đạt 0,27 ng cm-2 Kỹ thuật gạch nối vi phân đoạn chỗ-SERS để phát ba PAH năm vật liệu tiếp xúc với thực phẩm chứng minh Phương pháp áp dụng để phát hỗn hợp PAH Phương pháp nối liền vi phân đoạn chỗ-SERS chứng minh khả sàng lọc nhanh chóng PAH vật liệu tiếp xúc với thực phẩm bị ô nhiễm mà không cần tiền xử lý mẫu phức tạp * Chiết xuất phương pháp xà phịng hóa SPE hiệu để phát định lượng PAHs Các mẫu phân tích phương pháp cho thấy hàm lượng PAHs độ thu hồi cao >>Kết nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng đáng kể phương pháp chiết xuất đến mức độ thu hồi hàm lượng PAH thịt * Định lượng PAHs thực phẩm phương pháp trích ly, hấp thụ, tách lập, đồng + Nghiên cứu có mặt PAHs thực phẩm: người ta xác định nồng độ benzo(a)pyren- coi chất thị cho PAHs + Trong rau quả, nồng độ PAHs phát phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích/ trọng lượng thực phẩm, thời gian tiếp xúc, gần gũi với nguồn gây nhiễm mức độ nhiễm khơng khí + Các PAHs nặng khả tích lũy lớn Phương pháp phịng ngừa V − Nên hạn chế việc nướng thực phẩm với nhiệt độ lò nướng 300- 500°C − Tránh để thịt tiếp xúc trực tiếp với lửa hay bề mặt kim loại nóng, đặc biệt thời gian dài (nhất nhiệt độ cao) Nên thay vỉ nướng thường xuyên nướng Không ăn phần thức ăn nướng bị cháy sạm − Dùng thịt nạc, loại bỏ mỡ, bỏ da (đối với gia cầm) để hạn chế tối đa mỡ rơi xuống lửa nướng (sinh PAHs) − Khi nướng bếp than, bếp điện, bếp từ, cần nướng chỗ thống, khơng nên nướng thực phẩm ngồi phịng, phịng kín − Khi nấu ăn nên đeo trang dạng màng lọc khí độc để hạn chế hít phải nhiều độc tố vào thể Đồ nướng ngon ăn nhiều không tốt Mỗi người nên ăn vừa phải, ăn cách quãng ăn có mức độ Một tuần không nên ăn bữa nướng Sau ăn đồ nướng, nên nghỉ tuần đến vài tuần để thải hết độc tố khỏi thể nên ăn đồ nướng tiếp VI Một số quy định PAH4 B(a)P, Chy, B(a)A, B(b)P Loại sản phẩm Các loại thực phẩm ngũ cốc chế biến dành cho trẻ em trẻ nhỏ Sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh Thực phẩm dành cho mục đích y tế đặc biệt, dành riêng cho trẻ sơ sinh Dầu chất béo dành cho tiêu thụ trực tiếp sử dụng thành phần thực phẩm Dầu dừa cho tiêu dùng trực tiế sử dụng thành phần thực phẩm Hạt ca cao sản phẩm ca cao Cá trích cơm xơng khói Cá trích cơm xơng khói đóng hộp Động vật thân mềm mãnh vỏ (tươi, ướp lạnh dông lạnh) Thịt sản phẩm nướng Động vật thân mềm mãnh vỏ (hun khói) Cá hun khói, thịt sản hẩm thịt hun khói Quy định EU số 835/2011 cho B(a)P PAH4 thực phẩm _Hết _ ... lượng PAHs thực phẩm phương pháp trích ly, hấp thụ, tách lập, đồng + Nghiên cứu có mặt PAHs thực phẩm: người ta xác định nồng độ benzo(a)pyren- coi chất thị cho PAHs + Trong rau quả, nồng độ PAHs. .. chất PAHs Bảng 2: Hàm lượng PAHs trung bình sản phẩm xơng khói − Đối với sản phẩm nướng Đối với thực phẩm chế biến trực tiếp lửa nhiệt độ cao: PAHs tạo thành nhiệt phân chất béo chất hữu khác thực. .. hóa trị, tiền thân tế bào ung thư ❖ Sự xuất PAHs thực phẩm − Đối với sản phẩm hun khói + Theo nghiên cứu, tạo thành PAHs đốt cháy không hoàn toàn (trong điều kiện thiếu oxy) loại nhiên liệu có