Các tài liệu về độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến ở nước ta còn rất hạn chế. Vì vậy việc tập hợp tài liệu về đề tài này là một yêu cầu cấp thiết nhằm tìm ra kỹ thuật chế biến thực phẩm an toàn nhất và giảm thiểu đến mức thấp nhất những nguy cơ tác hại đến sức khỏe người tiêu dùng.
Lời cảm ơn GVHD: T.S Lại Mai Hương LỜI CÁM ƠN Em có được kiến thức và sự trưởng thành như ngày hôm nay là nhờ công lao rất lớn của các thầy cô Khoa Công nghệ Hoá học & Dầu khí, nhất là các thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM. Do vậy, lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy cô – những người đã hết lòng dìu dắt em trên con đường học vấn. Đặc biệt, em xin tỏ sự ghi ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Lại Mai Hương, cô đã tận tình hướng dẫn, quan tâm chỉ dạy để em hoàn thành luận văn này. Tp. HCM, ngày 02 tháng 01 năm 2008 Nguyễn Thụy Nhã Phương Trang 1 Tóm tắt luận văn GVHD: T.S Lại Mai Hương TÓM TẮT LUẬN VĂN Thực phẩm là yếu tố quan trọng song hành với sự sinh tồn của loài người. Theo quá trình tiến hoá và phát triển của loài người, thực phẩm cũng phát triển theo. Cùng với sự tiến triển của khoa học công nghệ, công nghệ chế biến thực phẩm cũng phát triển. Tuy nhiên thực phẩm không chỉ cung cấp nguồn dinh dưỡng mà còn chứa những nguy cơ tìm ẩn có thể ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người tiêu dùng, đó chính là các loại độc tố dù tồn tại trong thực phẩm với hàm lượng rất nhỏ cũng có thể gây ảnh hưởng rất lớn đến cơ thể. Nhu cầu về một thực phẩm đáp ứng không những về dinh dưỡng mà còn về tính an toàn và không gây hại cho sức khoẻ đối với người tiêu dùng là cần thiết. Nếu như các loại độc tố có sẵn trong nguyên liệu hoặc bị nhiễm vào sản phẩm trong quá trình chế biến thì có thể kiểm soát và phòng ngừa, còn các loại độc tố hình thành trong quá trình chế biến thì đa dạng và khó kiểm soát hơn nhiều. Tuy nhiên các tài liệu về độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến ở nước ta còn rất hạn chế. Vì vậy việc tập hợp tài liệu về đề tài này là một yêu cầu cấp thiết nhằm tìm ra kỹ thuật chế biến thực phẩm an toàn nhất và giảm thiểu đến mức thấp nhất những nguy cơ tác hại đến sức khỏe người tiêu dùng. Mục đích của luận văn này là tập hợp tất cả tài liệu về độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến, thống nhất và sắp xếp thành một hệ thống rõ ràng, đầy đủ. Nội dung luận văn được chia thành 6 chương như sau: - Chương 1: Giới thiệu chung về độc tố - Chương 2: Tổng quan tài liệu về acrylamide - Chương 3: Tổng quan tài liệu về nhóm hợp chất amine vòng thơm (HAAs) - Chương 4: Tổng quan tài liệu về nhóm hợp chất hydrocarbon nhiều vòng thơm (PAHs) - Chương 5: Tổng quan tài liệu về nhóm nitrosamine - Chương 6: Tổng quan tài liệu về nhóm 3 – MCPD Trong mỗi chương của luận văn là phần tìm hiểu về công thức cấu tạo, nguồn gốc, tác hại, cơ chế sinh ra độc tố, các yếu tố ảnh hưởng, các phương pháp phân tích và biện pháp giảm hàm lượng độc tố. Hy vọng nội dung luận văn đáp ứng được các yêu cầu đề ra. Do thời gian thực hiện luận văn quá ngắn, kinh nghiệm và kiến thức của em vẫn còn hạn chế, các sai sót gặp phải là không thể tránh khỏi. Mong các thầy cô giúp đỡ chỉnh lý để luận văn của em được hoàn thiện hơn. Trang 2 Danh sách hình vẽ GVHD: T.S Lại Mai Hương DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2.1: Công thức cấu tạo và cấu trúc mạng tinh thể của acrylamide 3 Hình 2.2: Phản ứng của acrylamide (1) chuyển hoá thành glycidamide (2) bởi cytochrome P450 6 Hình 2.3: Các phản ứng minh họa các cơ chế tạo acrylamide (1) theo phản ứng kiểu Maillard (A) và oxy hoá chất béo (B) 7 Hình 2.4: Quá trình tạo thành acrylamide từ Asparagine với đường khử ( – hydroxy – carbonyls) 8 Hình 2.5: Kết quả tóm tắt của phương pháp đánh dấu phân tử 9 Hình 2.6: Sự tạo thành của acrylamide (1), 3 – aminopropanamide (9), và andehyde 3 – oxopropanamide (8) từ asparagines với sự tham gia của nhóm – carbonyl 11 Hình 2.7: Ảnh hưởng của nồng độ asparagine và glucose lên sự hình thành acrylamide trong khoai tây chiên ở 165 0 C trong 4 phút 16 Hình 2.8: Anh hưởng của thời gian và nhiệt độ dầu chiên đến hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên dưới điều kiện chiên thông thường 17 Hình 2.9: Ảnh hưởng của thời gian chiên và nhiệt độ lên hàm lượng acrylamide có trong khoai tây chiên ở áp suất chân không (10 Torr) 17 Hình 2.10: Hàm lượng acrlamide ở các điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau 18 Hình 2.11: Ảnh hưởng của phương pháp chiên và thời gian chiên đến hàm lượng của acrylamide trong khoai tây chiên 19 Hình 2.12: Mối tương quan giữa hàm lượng acrylamide và hàm ẩm ban đầu của nguyên liệu 19 Hình 2.13: Hàm lượng acrylamide tạo thành trong quá trình chiên bắp - được xử lý với dung dịch acid citric nồng độ 0, 0.1, 0.2% 20 Hình 2.14: Hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên sau khi ngâm trong dung dịch acid citric nồng độ 0, 1, 2% 21 Hình 2.15: Ảnh hưởng của pH lên sự hình thành acrylamide với sự có mặt của asparagine (0.5 mmol) và glucose (0.5 mmol) trong 1 mL phosphate trong suốt quá trình gia nhiệt ở 150 0 C trong 30 phút 21 Hình 2.16: Ảnh hưởng của các cation hoá trị 1, 2, 3 đến hàm lượng acrylamide sau khi gia nhiệt với hỗn hợp glucose và asparagine (mỗi loại 10µL) ở 150 0 C trong 20 phút 23 Hình 2.17: Ảnh hưởng của các cation hoá trị 1, 2, 3 đến hàm lượng hydroxymethylfurfural sau khi gia nhiệt với hỗn hợp glucose và asparagine (mỗi loại 10µL) ở 150 0 C trong 20 phút. 24 Hình 2.18: Ảnh hưởng của các cation hoá trị 1, 2, 3 đến hàm lượng furfural sau khi gia nhiệt với hỗn hợp glucose và asparagine (mỗi loại 10µL) ở 150 0 C trong 20 phút 24 Hình 2.19: Sự hình thành acrylamide trong quá trình nhiệt phân hỗn hợp glucose và asparagin 25 Hình 2.20: Quá trình trích ly, tinh sạch và tiền xử lý mẫu trước quá trình chạy sắc ký GC – MS, LC – MS/MS 27 Hình 2.21: Quá trình tinh sạch điển hình dùng cột có chất mang rắn SPE dùng trong phân tích hàm lượng acrylamide 28 Hình 2.22: Quá trình phát hiện acrylamide bằng phương pháp LC/MS/MS 34 Hình 2.23: Hàm lượng acrylamide sinh ra ở sản phẩm khoai tây chiên khi xử lý nguyên liệu trước quá trình chế biến bằng nước và dung dịch acid citric nồng độ 0, 1, 2% 37 Hình 2.24: Anh hưởng của Lysine (A) và Glycine (B) đến hàm lượng acrylamide ở sản phẩm chip khoai tây chiên 38 Hình 2.25: Anh hưởng của các loại acid amine khác nhau (nồng độ 0.5%) đến lượng acrylamide sinh ra trong hệ thống thí nghiệm với 50 mM glucose và 50 mM asparagine xử lý nhiệt ở 150 0 C, 20 phút 39 Hình 2.26: Biểu diễn sự ảnh hưởng của dung dịch lysine (A), glysine (B) và cystein (C) lên hàm lượng acrylamide có trong mẫu chiên ở 180 0 C 40 Trang 3 Danh sách hình vẽ GVHD: T.S Lại Mai Hương Hình 3.1: Cơ chế của quá trình tạo imidazo – quinoline và quinoxaline 47 Hình 3.2: Cơ chế hình thành của PhIP và MeIQx 49 Hình 3.3: Cấu trúc của một số các biến dị DNA của IQ và PhIP 50 Hình 3.4: Cơ chế hình thành biến dị DNA của Norharman 51 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hàm lượng MeIQx, PhIP và dẫn xuất của chúng trong nước tiểu sau bữa ăn 51 Hình 3.6: Các hợp chất PhIP trong thịt và nước tiểu, cơ chế loại bỏ độc tố và phản ứng thuận nghịch của chúng trong môi trường acid 52 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng MeIQx và PhIP ở thịt bò bít tếch được chế biến theo ba phương pháp khác nhau ở bốn mức độ (thời gian) khác nhau 54 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn hàm lượng MeIQx và PhIP ở thịt bò hamburger được chế biến theo ba phương pháp khác nhau ở bốn mức độ (thời gian) khác nhau 54 Hình 3.9: Hàm lượng MeIQx và PhIP ở thịt heo được chế biến theo ba phương pháp khác nhau ở ba mức độ (thời gian) khác nhau 55 Hình 3.10: Anh hưởng của hàm lượng nước đến lượng độc tố sinh ra trong phản ứng giữa hỗn hợp 0.2 M glucose, 0.4 M glycine và 0.4 M creatinine trong dung môi diethyleneglycol – nước ở 120 0 C trong 2 giờ 56 Hình 3.11: Hàm lượng HAAs sinh ra với các nồng độ glucose khác nhau 56 Hình 3.12: Anh hưởng của các loại đường khử khác nhau, glucose (A), fructose (B), lactose (C) và sucrose (D) đến lượng độc tố hình thành trong quá trình chế biến thịt bo 57 Hình 3.13: Hàm lượng HAAs sinh ra với các nồng độ creatinine khác nhau 58 Hình 3.14: Hàm lượng HAAs sinh ra với các nồng độ glycinie khác nhau 58 Hình 3.15: Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hóa/chất kìm hãm đối với các cation tự do pyrazine 60 Hình 3.16: Hàm lượng HAAs tạo thành trong sản phẩm hamburger (thịt bò nạc) chế biến ở 200 0 C, 20 phút khi có bổ sung chất chống kìm hãm là ascorbate () và erythorbate (^) 60 Hình 3.17: Quá trình trích ly và tinh sạch HAAs bằng phương pháp sử dụng cột với chất mang rắn SPE 61 Hình 3.18: Cấu trúc phân tử của blue cotton 62 Hình 3.19: Hàm lượng creatine còn lại sau các chế độ xử lý nhiệt bằng bị lò vi sóng khác nhau 66 Hình 3.20: Cấu trúc của một số các chất chống oxy hóa 69 Hình 3.21: Anh hưởng của các chất chống oxy hóa khác nhau đến hàm lượng MeIQx và tổng lượng HAAs sinh ra trong phản ứng giữa creatine, glycine và glucose 70 Hình 4.1: Cấu trúc ba chiều của một phân tử PAHs 73 Hình 4.2: Cấu trúc mạng tinh thể của một phân tử PAHs 73 Hình 4.3: Cấu trúc phân tử của một số các hợp chất PAHs 75 Hình 4.4: Phân loại các hợp chất PAHs theo thuyết cấu trúc Clar 76 Hình 4.5: Cấu trúc phân tử của liên kết giữa DNA với BaP ở vị trí C8 và N7 của guanine và N7 của adenine 82 Hình 4.6: Cơ chế tạo thành 3,4 – benzopyrene 83 Hình 4.7: Sự tạo thành các hợp chất PAHs có nhiều vòng thơm từ naphthalene 83 Hình 4.8: Hàm lượng BaP sinh ra ở các loại sản phẩm khác nhau 85 Hình 4.9: Hàm lượng PAHs sinh ra ở phương pháp nướng với nhiều loại nhiên liệu khác nhau 86 Hình 4.10: Hàm lượng BaP ở thịt bò hamburger và thịt bò bít tếch theo 3 phương pháp chế biến ở nhiều thời gian nấu khác nhau 87 Hình 4.11: Cấu tạo của thiết bị trích ly gia tốc ASE 300 88 Hình 5.1: Một số cấu trúc phân tử của các hợp chất N-nitrosamine 99 Hình 5.2: Cơ chế biến dưỡng của các hợp chất N – nitroso 100 Hình 5.3: Các phản ứng tạo nitrosamine (M/M + là kim loại chuyển tiếp như Fe 2+ / Fe 3+ ) 102 Trang 4 Danh sách hình vẽ GVHD: T.S Lại Mai Hương Hình 5.4: Khả năng giảm lượng NDMA đối với các nồng độ epicatechin monomer và epicatechin dimmer khác nhau 107 Hình 5.5: Công thức cấu tạo của một số hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh 109 Hình 5.6: Đồ thị ảnh hưởng của hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh đến hàm lượng N - pyrrolidine (NPYR) 109 Hình 5.7: Đồ thị ảnh hưởng của hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh đến hàm lượng N – piperidine (NPIP) 110 Hình 5.8: Đồ thị ảnh hưởng của hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh đến hàm lượng N – morpholine (NMOR) 110 Hình 6.1: Cơ chế tạo chloropropanol dưới điều kiện thủy phân bằng acid 115 Hình 6.2: Sơ đồ hình thành monochloropropanol dưới xúc tác của enzym lipase 116 Hình 6.3: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl (16, 67% nước; 200 0 C) lên sự hình thành 3- MCPD 118 Hình 6.4: Ảnh hưởng của muối đến hàm lượng 3-MCPD trong các loại thực phẩm 119 Hình 6.5: Ảnh hưởng của nước đến hàm lượng 3-MCPD (3,47%NaCl, 200 0 C) 120 Hình 6.6: Ảnh hưởng của nước lên hàm lượng 3-MCPD trong các thực phẩm khác nhau 120 Hình 6.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng 3-MCPD (3,47%NaCl, 200 0 C) 121 Hình 6.8: Ảnh hưởng của béo lên hàm lượng 3-MCPD trong các thực phẩm khác nhau 122 Hình 6.9: Hàm lượng 3-MCPD (mg/kg) trong một số nhóm thực phẩm khác nhau 123 Hình 6.10: Anh hưởng của thời gian chế biến đến hàm lượng 3 – MCPD 123 Hình 6.11: (a) Phản ứng của 1,3-DCP và (b) 3-MCPD với HFBA 125 Hình 6.12: Phản ứng phân hủy của 3-MCDP 128 Trang 5 Danh sách bảng biểu GVHD: T.S Lại Mai Hương DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tính chất của acrylamide ở điều kiện lý tưởng 25 0 C, 100 kPa 3 Bảng 2.2: Độ hòa tan của acrylamide (g/L) trong một số dung môi ở 30 0 C 4 Bảng 2.3: Hàm lượng acrylamide trước và sau thời gian bảo quản 4 Bảng 2.4: Hàm lượng acrylamide ở một số thực phẩm 5 Bảng 2.5: Tỷ lệ lượng tiêu thụ acrylamide bình quân ở các loại thực phẩm khác nhau từ năm 1994 – 1998 5 Bảng 2.6: Hàm lượng acrylamide hình thành ở các hỗn hợp tác nhân khác nhau 9 Bảng 2.7: Hàm lượng acrylamide hình thành trong phản ứng giữa đường khử và các loại acid amine khác nhau 10 Bảng 2.8: Acrylamide được tổng hợp từ L – aspargine với sự có mặt của nhóm carbonyl dưới xúc tác nhiệt (180 0 C, 5 phút, 20µL nước) 11 Bảng 2.9: Các hệ số của phương trình động học biểu diễn quá trình hình thành acrylamide trong khoai tây chiên ở áp suất khí quyển 12 Bảng 2.10: Các hệ số của phương trình động học biểu diễn quá trình hình thành acrylamide trong khoai tây chiên áp suất chân không (10 Torr) 13 Bảng 2.11: Sự thay đổi của hàm lượng đường khử ở nhiệt độ bảo quản < 8 0 C 15 Bảng 2.12: Hàm lượng acrylamide (ng/g) khi chiên với các loại dầu khác nhau 22 Bảng 2.13: Thành phần các acid béo có trong các loại dầu mỡ thường dùng để chiên khoai tây và chân gà 22 Bảng 2.14: Khả năng ngăn cản của các cation hoá trị 1, 2, 3 lên sự tạo thành base Schiff của aspargine 23 Bảng 2.15: Tóm tắt một số các phương pháp sắc ký dùng trong phân tích hàm lượng acrylamide ở các loại thực phẩm khác nhau 29 Bảng 2.16: Một số các chương trình chạy sắc ký khí kết hợp với phương pháp khối phổ (GC – MS) khi phân tích hàm lượng acrylamide trong các loại thực phẩm khác nhau 32 Bảng 2.17: Một số các chương trình chạy sắc ký lỏng cao áp kết hợp với phương pháp khối phổ (LC – MS/MS) khi phân tích hàm lượng acrylamide trong các loại thực phẩm khác nhau 35 Bảng 2.18: Ảnh hưởng của dung dịch lysine, glysine và cystein lên hàm lượng acrylamide trong quá trình chế biến bánh snack 40 Bảng 3.1: Tên viết tắt và tên đầy đủ của một số phân tử HAAs phổ biến 43 Bảng 3.2: Hàm lượng Quinolines và Quinoxalines ở các loại thực phẩm khác nhau 46 Bảng 3.3: Tác nhân và điều kiện thí nghiệm của các phản ứng tạo HAAs trong quá trình xử lý nhiệt giữa createine và acid amine có hoặc không có sự tham gia của đường 47 Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm của một số hợp chất HAAs trên chuột 50 Bảng 3.5: Hàm lượng MeIQx và dẫn xuất trong nước tiểu sau bữa ăn 51 Bảng 3.6: Hàm lượng PhIP và dẫn xuất trong nước tiểu sau bữa ăn 52 Bảng 3.7: Anh hưởng của các chất chống oxy hóa đến hàm lượng cation tự do pyrazine và lượng độc tố HAAs nói chung 59 Bảng 3.8: Một số các phương pháp dùng trong phân tích hàm lượng HAAs ở các loại thực phẩm khác nhau bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp 63 Bảng 3.9: Một số các phương pháp dùng trong phân tích hàm lượng HAAs ở các loại thực phẩm khác nhau bằng phương pháp sắc ký khí hoặc phương pháp mao dẫn điện tử 64 Bảng 3.10: Hàm lượng HAAs sinh ra trong quá trình chế biến thịt bò (chiên ở 200 hoặc 250 0 C) thể hiện qua độc tính đối với Salmonella thuộc giống TA98 khi có và không có quá trình xử lý nhiệt sơ bộ bằng thiết bị lò vi sóng 66 Bảng 3.11: Thành phần hóa học và hoạt lực chống oxy hóa trung bình của một số loại mật ong 67 Bảng 3.12: Anh hưởng của các loại mật ong khác nhau đến hàm lượng HAAs (ng/g) ở sản phẩm thịt bò 67 Trang 6 Danh sách bảng biểu GVHD: T.S Lại Mai Hương Bảng 3.13: Anh hưởng của các loại nước sốt khác nhau đến hàm lượng HAAs (ng/g) ở sản phẩm thịt bò chiên 68 Bảng 3.14: Anh hưởng của hỗn hợp các loại nước sốt khác nhau đến hàm lượng HAAs (ng/g) ở sản phẩm thịt bò chiên 68 Bảng 3.15: Anh hưởng của các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh đến hàm lượng HAAs (ng/g) sinh ra trong quá trình chế biến thịt bò 71 Bảng 4.1: Công thức cấu tạo của một số hợp chất PAHs 74 Bảng 4.2: Tóm tắt tính chất của một số PAHs 76 Bảng 4.3: Hàm lượng 3,4 – benzpyrene ở các sản phẩm xông khói 77 Bảng 4.4: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm thịt bò 78 Bảng 4.5: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm thịt gà và thủy sản 78 Bảng 4.6: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm thịt heo 78 Bảng 4.7: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm từ sữa, chất béo 79 Bảng 4.8: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm bánh mì, snack, ngũ cốc 79 Bảng 4.9: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm kẹo và thức ăn tráng miệng 79 Bảng 4.10: Hàm lượng BaP ở nhóm các loại rau, quả 80 Bảng 4.11: Các hợp chất PAH có khả năng ảnh hưởng đến cấu trúc gene và gây ung thư 81 Bảng 4.12: Anh hưởng của Benzo[a]pyrene khi thí nghiệm trên động vật ở nhiều con đường hấp thu khác nhau 82 Bảng 4.13: Hàm lượng BaP ở các loại thực phẩm được chế biến bằng nhiều phương pháp khác nhau 84 Bảng 4.14: Hàm lượng PAHs (ng/g) hình thành ở các nhiệt độ khác nhau với các loại dầu khác nhau 87 Bảng 4.15: Tóm tắt một số phương pháp phân tích PAHs trong thực phẩm 90 Bảng 5.1: Một số các hợp chất N – nitroso trong thực phẩm 96 Bảng 5.2: Một số hợp chất N – nitrosamine và hàm lượng cao nhất của chúng trong một số thực phẩm 98 Bảng 5.3: Lượng tiêu thụ hàng ngày của N – nitrosodimethylamine (NDMA) và nguồn thực phẩm chính ở các quốc gia khác nhau 100 Bảng 5.4: Một số tác hại của các hợp chất Nitrosamine trên động vật 101 Bảng 5.5: Một số các chương trình và phương pháp sắc ký dùng trong phân tích hàm lượng nitrosoamine trong thực phẩm 105 Bảng 5.6: pH, độ mặn, thành phần hóa học trung bình của một mẫu nước sốt 108 Bảng 5.7: Hàm lượng N – nitrosamine (µg/kg) trong mẫu sau khi chiếu xạ với liều chiếu xạ khác nhau 108 Bảng 5.8: Anh hưởng của nước ép hành đến hàm lượng NPYR, NPIP và NMOR 111 Bảng 5.9: Anh hưởng của nước ép tỏi đến hàm lượng NPYR, NPIP và NMOR 111 Bảng 6.1: Hàm lượng 3 – MCPD ở một số loại thực phẩm 114 Bảng 6.2: Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép trong một kg nước tương của các nước 118 Bảng 6.3: Thành phần hóa học của các loại thực phẩm khác nhau 122 Bảng 6.4: Các ion chỉ thị trong phương pháp quang phổ EI 126 Bảng 6.5: Tóm tắt một số chương trình chạy sắc ký thường được sử dụng trong phân tích 3- MCPD ở nhóm sản phẩm nước chấm đậu nành. 126 Trang 7 Danh sách các từ viết tắt GVHD: T.S Lại Mai Hương DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT HAAs (heterocyclic aromatic amines): các hợp chất amine có vòng thơm. PAHs (Polycyclic aromatic hydrocarbons): những hợp chất hydrocarbon chứa nhiều vòng thơm. HPLC (high pressured liquid chromatography): sắc ký lỏng cao áp GC (gas chromatography): sắc ký khí 3-MCPD: 3-monochloropropane-1,2 diol LOD (limit of detection): giới hạn phát hiện LOQ (limit of quantification): giới hạn phân tích WR (working range of concentrations): khoảng nồng độ phân tích IS (internal standard): chất nội chuẩn. SPE (solid-phase extraction): Tinh sạch bằng cột với chất mang rắn LC (liquid chromatography): phương pháp sắc ký lỏng MS (mass spectrometry): phương pháp khối phổ Trang 8 Chương 1 : Giới thiệu chung GVHD: T.S Lại Mai Hương CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu chung về độc tố: 1.1.1. Khái niệm độc tố: Độc tố hay chất độc hoá học trong thực phẩm là các hợp chất hóa học có trong nguyên liệu, sản phẩm thực phẩm ở một nồng độ nhất định gây ngộ độc cho người hay động vật sử dụng chúng. 1.1.2. Phân loại con đường độc tố xâm nhập vào thực phẩm: Độc tố tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, được hình thành và lẫn vào thực phẩm bằng nhiều con đường khác nhau. Các độc tố được đưa vào thực phẩm bằng những con đường cơ bản sau: Độc tố tạo thành trong thực phẩm do vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm gồm vi khuẩn, vi nấm … Trong quá trình nhiễm và phát triển trong thực phẩm, vi sinh vật có khả năng chuyển hoá các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm và tạo ra độc tố. Độc tố có sẵn trong nguồn nguyên liệu thực phẩm như các loại thực vật và động vật có chứa chất độc, chúng không bị biến đổi hoặc bị biến đổi rất ít trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Độc tố do thực phẩm bị nhiễm hóa chất: Do việc sử dụng bừa bãi, không tuân thủ những qui định về sử dụng các chất phụ gia thực phẩm. Do sử dụng bao bì có chất lượng kém hoặc không phù hợp với loại thực phẩm. Do nhiễm kim loại nặng: chì, asen, kẽm, thiếc … Do dư lượng thuốc bảo vệ thực vật: thuốc trừ sâu, phân bón, thuốc diệt cỏ, diệt côn trùng … Độc tố do thực phẩm bị biến chất, ôi, hỏng: Sự biến chất của các acid amine tạo thành các chất gây độc cho cơ thể như: Tryptophane -> Tryptamine, Histidine -> Histamine và các acid hữu cơ, amoniac, indol, scatol, phenol thường gặp ở các thực phẩm giàu protein như thịt cá và các sản phẩm của thịt cá đã chế biến (thịt kho, thịt xào, thịt luộc, thịt băm, chả, pate, lạp xưởng, xúc xích, hay chả cá, cá kho ). Sự thủy phân và oxy hóa chất béo hình thành nên các sản phẩm glycerin, acid béo tự do, các peroxyt, hydroperoxyt, aldehyd và cetone gây nên mùi ôi khét và vị đắng cho sản phẩm, thường gặp ở các lọai thực phẩm chế biến với dầu mỡ như các món xào, rán như thịt quay, cá rán Thông thường các thực phẩm bị biến chất thường giảm giá trị dinh dưỡng và có sự thay đổi về tính chất cảm quan như mùi vị không ngon, thay đổi màu sắc nhưng dễ nhận biết được và có thể kiểm soát được. Độc tố hình thành nên trong quá trình chế biến thực phẩm do sự tương tác giữa các tành phần có sẵn trong nguyên liệu với nhau và với các điều kiện của quá trình chế biến. Đây là nhóm độc tố rất đa dạng và khó kiểm soát [2]. Trong khuôn khổ luận văn này em chỉ tìm hiểu tổng quan về các nhóm độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến thực phẩm mà có khả năng gây độc lâu dài đối với cơ thể con người và được hình thành do các phản ứng đặc trưng trong quá trình chế biến như các nhóm: acrylamide, HAAs, PAHs, 3-MCPD và N – nitrosamine. 1.2. Giới thiệu về độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến: Độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến chính là các hợp chất hóa học được tạo ra trong quá trình chế biến từ nguyên liệu ra đến sản phẩm. Rất khó để có thể dự đoán hết các loại hợp chất được tạo ra trong quá trình chế biến thực phẩm và có thể gây hại đến sức khỏe người tiêu dùng. Nhưng cũng không thể phủ nhận rằng các độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến thực phẩm không tồn tại. Đã có một số các nhóm độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến thực phẩm đã được phát hiện cho đến nay gồm: Trang 9 Chương 1 : Giới thiệu chung GVHD: T.S Lại Mai Hương Acrylamide: Acrylamide được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2002, được tìm thấy nhiều ở các sản phẩm khoai tây chiên, nướng và các sản phẩm ngũ cốc khác. Acrylamide có khả năng gay ung thư, gây tổn hại hệ thần kinh và các nguyên liệu di truyền khi thí nghiệm trên động vật. Tuy nhiên vẫn chưa có bằng chứng rõ ràng từ các thí nghiệm dịch tễ học rằng acrylamide có thể gây ra những tác động này đối với con người. Các hợp chất amine có vòng thơm (HAAs): Các hợp chất HAAs thường được tìm thấy ở các sản phẩm nướng, chiên giàu protein như các các loại sản phẩm thịt, cá và cả các loại nước ép thịt Hầu hết các phân tử HAAs sinh ra trong quá trình chế biến đều cho thấy là có khả năng gây ung thư trên đông vật. Các hợp chất hydrocarbon có nhiều vòng thơm (PAHs): PAHs thường tồn tại nhiều trong môi trường như là sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu và cũng được tạo thành trong quá trình chế biến thực phẩm có liên quan đến xử lý nhiệt và xông khói thực phẩm (đặc biệt là các sản phẩm thịt). Các hợp chất này có khả năng gây ung thư cho người và động vật. Trong đó chất có độc tố mạnh nhất và phổ biến nhất trong thực phẩm là benzo[a]pyrene [BaP]. Ngoài ra các PAHs còn tồn tại nhiều trong các sản phẩm dầu tinh luyện và các dẫn xuất của dầu mỡ như bơ (hàm lượng BaP khoảng 0.06 µg/kg) do bị nhiễm bẩn trong quá trình sấy khô hạt dầu bằng khói lò. Các hợp chất N – nitrosamine: N – nitrosamine được hình thành ở các sản phẩm thực phẩm mà thành phần nguyên liệu có chứa nitrite/nitrate (đặc biệt là sản phẩm thịt, cá có sử dụng chất bảo quản là các muối nitrite/nitrate). Đây là những hợp chất được cho là gây ung thư trong khoảng rộng khi thí nghiệm trên động vật, trong đó có độc tính mạnh nhất chính là hợp chất N-nitrosodimethylamine (NDMA). Hợp chất 3-MCPD (3-monochloro-propane-1,2-diol): Đây là hợp chất được tìm thấy phổ biến ở các sản phẩm thủy phân bằng acid của protein thực vật đặc biệt là các sản phẩm nước chấm đậu nành. 3-MCPD thuộc nhóm chloropropanol là một chất độc không gây hại đến nguyên liệu di truyền nhưng lại có khả năng gây ung thư trên động vật. Ngoài ra 3-MCPD còn được tìm thấy trong một số loại nước giải khát bị nhiễm trong quá trình xử lý nước. Trang 10 [...]... Hương Acrylamide còn được tạo ra trong suốt quá trình chế biến thực phẩm bằng lò vi sóng nhưng không được tìm thấy ở những thực phẩm nấu bằng hơi nước hay chưa qua nấu nướng Sự rán vàng trong suốt quá trình chiên, nướng hoặc chiên sâu đều tạo ra acrylamide và thời gian nấu thực phẩm dài sẽ tạo ra lượng lớn acrylamide [125] Bảng 2.4: Hàm lượng acrylamide ở một số thực phẩm [24] Hàm lượng acrylamide (ppb)... hai giai đoạn, giai đoạn một ly tâm ở 4000 rpm trong 10 phút ở 10 0C, giai đoạn hai ở 10.000 rpm trong 10 phút ở 100C Toàn bộ quá trình trích ly và tinh sạch acrylamide trước quá trình chạy sắc ký trong LC/MS/MS và GC – MS điển hình được biểu diễn bằng hình vẽ sau [129]: Trích ly SPE Trang 33 Hình 2 20: Quá trình trích ly, tinh sạch và xử lý mẫu trước quá trình chạy sắc ký GC – MS, LC – MS/MS, EtAc:... gian đến sự tạo thành acrylamide [12] 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng: Những yếu tố không thuộc bản chất bên trong nguyên liệu: quá trình xử lý nông nghiệp, loại đất trồng, điều kiện chăm sóc, bảo quản Những yếu tố thuộc bản chất bên trong nguyên liệu: thành phần hóa học của nguyên liệu đặc biệt là hàm lượng acid amine (asparagine) và đường khử Các thông số công nghệ của quá trình chế biến: nhiệt độ,... được tóm tắt ở hình vẽ sau [49]: Hình 2.5: Kết quả tóm tắt của phương pháp đánh dấu phân tử 2.4.3 Vai trò của tinh bột: Mặc dù acrylamide được tạo thành trong quá trình chế biến những sản phẩm giàu tinh bột, tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có một bằng chứng rõ ràng về mối liên hệ giữa hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu và hàm lượng acrylamide tạo thành Người ta chỉ nhận thấy rằng các sản phẩm có hàm... cấp cho quá trình bay hơi nước ở đầu giai đoạn chế biến, do đó hàm lượng acrylamide tạo ra thấp hơn [44] e) pH: Để nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hàm lượng acrylamide sinh ra ta thêm acid citric, một acid hữu cơ được xem là an toàn đối với thực phẩm, vào nguyên liệu trước quá trình chế biến đối với các sản phẩm chiên và rán từ bắp ngô và khoai tây Phương pháp tiến hành: ngâm nguyên liệu vào trong. .. chất nội chuẩn là có tính chất hóa, lý học giống như của hợp chất acrylamide chuẩn [129] Đối với các thực phẩm giàu béo trước hoặc trong quá trình chiết tách cần thực hiện quá trình tách béo bằng các dung môi như hexane, cyclohexane hoặc petroleum ether Còn đối với các loại thực phẩm giàu protein trước quá trình trích ly cần đông tụ protein bằng các dung dịch methanol, acetonitrile hoặc nước muối nồng... phản ứng, chế biến (s) A0: hàm lượng acrylamide trước quá trình chế biến (A0=0 ppb) k: hằng số tốc độ (1/s) A: hằng số chỉ hàm lượng acrylamide ở trạng thái cân bằng (ppb) Trang 19 Chương 1 : Giới thiệu chung GVHD: T.S Lại Mai Hương t0: hằng số thời gian mà tại đó hàm lượng acrylamide bằng một nửa so với giá trị cân bằng A (s) Bảng 2.9: Các hệ số phương trình động học biểu diễn quá trình hình thành acrylamide... sẽ tăng động học của quá trình trích ly, đồng thời áp suất cao sẽ giảm nhiệt độ sôi của dung môi khiến quá trình trích ly diễn ra nhanh và an toàn Do đó đây cũng là một phương pháp trích ly nhanh và hiệu quả acrylamide từ nhiều loại thực phẩm khác nhau Để kiểm soát hiệu suất thu hồi mẫu và lượng mẫu thất thoát trong suốt quá trình xử lý mẫu người ta bổ sung chất nội chuẩn sau quá trình đồng hóa mẫu Một... tạo thành acrylamide 2.5.3 Các thông số công nghệ của quá trình chế biến: a) Kích thước của nguyên liệu hay tỉ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích nguyên liệu (S/V): Theo nhiều nghiên cứu thì khi tỉ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích nguyên liệu (S/V) nhỏ thì hàm lượng acrylamide tạo ra trong quá trình chế biến tăng dần khi tăng nhiệt độ, ví dụ như hàm lượng acrylamide ở miếng khoai tây chiên hình. .. tạo thành hợp chất Amadori, II – Quá trình decarboxyl hóa, III – Quá trình tautomerize hóa, IV – Quá trình deamine hóa Bước quan trọng nhất trong chuỗi phản ứng tạo acrylamide là sự tạo thành các base Schiff và các hợp chất N- glycosyl Khi có mặt nước thì base Schiff sẽ bị thủy phân tạo thành các tác nhân của phản ứng tạo acrylamide (con đường II) hoặc tham gia phản ứng đồng phân hóa để tạo thành . trưng trong quá trình chế biến như các nhóm: acrylamide, HAAs, PAHs, 3-MCPD và N – nitrosamine. 1.2. Giới thiệu về độc tố xuất hiện trong quá trình chế biến: Độc tố xuất hiện trong quá trình chế. Độc tố hình thành nên trong quá trình chế biến thực phẩm do sự tương tác giữa các tành phần có sẵn trong nguyên liệu với nhau và với các điều kiện của quá trình chế biến. Đây là nhóm độc tố. phẩm trong quá trình chế biến thì có thể kiểm soát và phòng ngừa, còn các loại độc tố hình thành trong quá trình chế biến thì đa dạng và khó kiểm soát hơn nhiều. Tuy nhiên các tài liệu về độc