3 MCPD

3MCPD là gì? Tác hại đến sức khỏe như thế nào? Các phương pháp xác định hàm lượng 3MCPD. Các phương pháp làm giảm hàm lượng 3MCPD trong thực phẩm.

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HỐ HỌC-THỰC PHẨM  TÌM HIỂU VỀ 3-MCPD THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 20-4-2016 MỤC LỤC Lời mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Thực phẩm yếu tố quan trọng song hành với tồn phát triển lồi người Ngày người khơng “ăn no mặc ấm mà ăn ngon mặc đẹp, ăn đủ dinh dưỡng” Cùng với tiến triển khoa học công nghệ, công nghệ chế biến thực phẩm phát triển Song hành với phát triển vấn đề an toàn thực phẩm quan tâm Nguồn thực phẩm ngày chế biến đa dạng phong phú, đáp ứng nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng song vấn đề an tồn khó mà kiểm sốt Nguồn thực phẩm khơng an tồn nguyên nhân sau: nguy tác hại đến sức khoẻ người từ nguồn thức ăn thô (nguy tự nhiên) nguy phát sinh dây chuyền chế biến Ở xét đến nguy gây tác hại đến sức khoẻ người q trình chế biến sản phẩm có chứa 3-MCPD ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng TÌM HIỂU VỀ 3-MCPD Khái niệm, nguồn gốc 3-MCPD thực phẩm 1.1 Khái niệm 3-MCPD 3-MCPD chất thuộc nhóm chloropropanpls có tên hố học 3monochloro propane 1,2-diol Chất Triglyceride (C3H5(OH)3) chất béo tác dụng với axit chlohydric (HC1) tạo thành 3-MCPD dẫn xuất khác (1,3-DCP; 2,3-DCP; 2-MCPD) 3-MCPD tạo thành phản ứng chất Clo chất béo qua trình chế biến thực phẩm Phản ứng thúc đẩy nhanh xảy nhiệt độ cao (gia nhiệt) Là chất hữu tạo thành thực phẩm phản ứng clo với chất béo 1.2 Nguồn gốc 3-MCPD Là chất phổ biến tạp chất thực phẩm nhóm clopropanol Chất xuất thực phẩm với hàm lượng thấp q trình chế biến cơng nghiệp, tiếp xúc với vật liệu đóng gói, chế biến thức ăn gia đình Tất loại thực phẩm hội đủ điều kiện: “có chứa thành phần clorine + thành phần chất béo + nhiệt” sản sinh 3-MCPD, nhiên với hàm lượng từ mức độ vi lượng, vết nhiều vượt mức an toàn, khác Tuy nhiên, sinh tính ơn định cấu trúc 3-MCPD phụ thuộc vào độ pH nhiệt độ môi trường Độ pH cao (kiềm) nhiệt độ cao tỷ lệ 3-MCPD bị phân huỷ tăng lên Chế biến xì dầu sản phẩm nước chấm từ đậu nành (đậu tương) phương pháp lên men hay gọi phương pháp lên men truyền thống Khi công nghệ phát triển, người ta thấy chế biến xì dầu sản phẩm đậu tương phương pháp thuỷ phân acid HCl đem lại hiệu cao mặt chất lượng (vị ngon) hiệu suất thảnh phẩm, phương pháp chiếm ưu công nghệ chế biến xì dầu, dầu hào sản phẩm từ đậu tương có thơng qua q trình thuỷ phân Cho đến tháng 11/2001, lần Việt Nam, kiểm nghiệm chất 3MCPD tiến hành xác minh nồng độ 3-MCPD có mặt số sản phẩm nước tương bán thị trường Việt Nam cao ngưỡng cho phép nhiều (tiêu chuẩn châu Âu)  3-MCPD có thực phẩm như: • 3-MCPD sẵn có tự nhiên ngun liệu thơ • Bảo quản thực phẩm chưa chế biến • Sử dụng nước clo hóa để rửa • Q trình chế biến công nghiệp rang nướng, cô đặc, ủ mạch nha, tiệt trùng theo phương pháp Pasteur, rán, hun khói, sấy phun, tiệt trùng • Tiếp xúc với vật liệu đóng gói • Bản quản thực phẩm làm sẵn • Chế tạo thức ăn gia đình luộc, rán, quay • 3-MCPD tìm thấy nước tương, bánh mì, phơ mai, bánh biscuit nướng , bánh cracker mặn, bánh cam vòng (doughnut), bơ- gơ (burger), xúc xích, hàm lượng 3-MCPD nước tương cao  Thực phẩm khác chứa 3-MCPD: • Ngũ cốc rang (lạc, đậu) • Malt đen dịch chiết malt đen • Xúc xích lên men • 3-MCPD hình thảnh q trình nấu nướng thơng thường khí clo nước (nhiều hệ thống nước dùng khí clo để xử lý) tiếp xúc với chất béo gia nhiệt trình nấu nướng Quá trình hình thành 3-MCPD thực phẩm nước tương Độc tố 3-MCPD hình thành qua phản ứng chất béo với chất có chứa Clo Phản ứng thường xảy trình thủy phân chất đạm thực vật acid clohidric HCl Do thường gặp nước tương, bánh mì, formage, xúc xích nước tương, nhà sản xuất dùng protein thực vật thủy phân acid clohydric để làm tăng vị mặn tăng hương vị (trong quy trình sản xuất nước tương, khâu thủy phân đạm khơ dầu đậu nành) Ví dụ: ướp thịt cá với muối có tên hóa học Natri Clorua (NaCl), gốc Clo kết hợp với chất béo có thịt cá sản xuất chất 3-MCPD Điều kiện hình thành độc tố: Nghiên cứu phản ứng hình thành phân hủy 3MCPD thấy phản ứng tạo sản phẩm: monochloropropanol, dichloropropanol, monochloropropanediol, nhiều 1,3- dichloro- 2propanol (1,3-DCP) 3- monochloropropanol (3-MCPD) Hình 1: Quá trình hình thành 3-MCPD thực phẩm Cường độ phản ứng tạo 3-MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ Ở điều kiện tối ưu 2300C lượng 3-MCPD tạo thành 50 mg/kg glycerol tham gia phản ứng Ở 1000C hàm lượng 3-MCPD sinh 0,6mg/kg Sự hình thành 3-MCPD thực phẩm trình sử dụng acid clorhydric (HCl) thuỷ phân protein thực vật (hay gọi acid-HPV) phát từ năm 1980 kết khảo sát lần công bố Collier đồng nghiệp lần mô tả vào năm 1991 Và theo khảo sát năm 1990 1992 MAFF (Bộ Nông-Lâm-Ngư nghiệp) Anh khảo sát công bố cho thấy gần nồng độ 3-MCPD cao mức 100mg/kg thực phẩm phổ biến vào thời giảm nhiều vào thời điểm sau Một sản phẩm cơng nghiệp có sử dụng acid thuỷ phân protein thực vật sản phẩm xì dầu (nước tương) dầu hào Xì dầu (Tương): tương loại thực phẩm quen dùng sản xuất từ q trình lên men chuyển hố đậu tương vi sinh vật (Aspergillus oryzae or A sojae), nhiên công nghệ sản xuất người ta thường sử dụng nguyên liệu khô đậu tương (đã tách dầu) thuỷ phân axit chlohydric (HCl) Trong nguyên liệu sản xuất nước tương có thành phần protein chất béo từ bánh dầu đậu phộng (hoặc bã đậu nành) Khi nấu nhiệt độ 100 0C phản ứng thuỷ phân xảy ra, phân giải mạch protein thành chất bổ dưỡng acid amin Đồng thời chất béo thuỷ phân thành glycerol (còn gọi glycerin) acid béo Glycerol tham gia phản ứng với gốc Clo acid clohric (HCl) tạo thành 3-MCPD 1,3DCP Phương trình phản ứng sau: Hình 2: Phương trình phản ứng hình thành 3-MCPD Chất độc 3-MCPD tạo cách gián tiếp nhà sản xuất nước tương, để tăng hương vị sản phẩm, thêm vào lượng lớn axit HVP ngoại sinh (ví dụ: Monosodium glutamate – mì chính) lượng HVP bổ sung sản xuất cách dùng HCl để thủy phân protein Đây lý số thực phẩm khác xúc xích, kem, bánh bích quy, ngũ cốc rang ( lạc đậu), malt đen dịch chiết malt đen, bơ… có 3-MCPD với tỷ lệ thấp Có yếu tố góp phần gia tăng lượng 3-MCPD nước tương, thời gian bảo quản sản phẩm sau xuất xưởng Thời gian dài, tỷ lệ 3MCDP tạo từ phản ứng muối (NaCl) chất béo có diện axit (ví dụ axit acetic) sản phẩm lớn Ngồi 3-MCPD hình thành q trình nấu nướng thơng thường khí clo nước (nhiều hệ thống nước dùng khí clo để xử lý) tiếp xúc với chất béo gia nhiệt trình nấu nướng  Yếu tố ảnh hưởng đến hình thành 3-MCPD thực phẩm: Theo Colliere al, (1991) cho bền vững 3-MCPD có tùy thuộc vào yếu tố: pH nhiệt độ thích hợp Nếu pH cao nhiệt độ cao tỷ lệ hình thành 3-MCPD lại giảm ■ pH=8 điều kiện nhiệt độ 25°C ■ 100°C 0,6mg 3-MCPD /kg glycerol ■ 230°C 50mg 3-MCPD /kg glycerol Điều chỉnh nhiệt độ / thời gian hồ sơ (thấp nhiệt độ cho thời gian hơn) xác định lựa chọn tiềm cho việc giảm 3-MCPD malts rang khô sản phẩm rang thực phẩm Hàm lượng lipid, chẩt béo thực vật: đạm (protein) thuỷ phân xử lý hợp chất kiềm để giảm nồng độ lipid 3-MCPD sức khỏe Giới Khoa học cảnh báo 3-MCPD chất có nguy gây ung thư nhờ vào việc xác định theo phương pháp nghiên cứu phòng thí nghiệm số động vật chuột, thỏ…Theo cho thấy, 3-MCPD chất gây biến đổi gene- nguyên nhân hàng đầu gây nên ung thư Nếu nồng độ acid thấp (nồng độ hóa chất thực phẩm) độc tố 3-MCPD khơng có với hàm lượng cho phép sản xuất nước tương Hiện việc phân tích phát chất 3-MCPD nước tương 3.1 Tác hại 3-MCPD Nếu cho chuột cống dùng liều lặp lại (ngắn hạn) nồng độ 1mg/kg thể trọng có biểu giảm độ di chuyển tinh trùng, thay đổi hình dạng tinh trùng gây suy giảm khả sinh sản chuột cống đực lồi có vú khác Nếu cho chuột nhà chuột cống tiếp xúc với liều lượng 25mg/kg trọng lượng thể thấy xuất thương tổn hệ thần kinh trung ương 3-MCPD gây hại đến hầu hết quan cản trở thể sản xuất testosterol dẫn đến giảm khả tình dục, làm teo tinh hoàn, xuất u hạt viêm, gây bệnh thận mãn tính, tăng đườn niệu, giảm tế bào máu suy tủy, tăng nguy ung thư vú giống đực Cũng có bốn nghiên cứu dài hạn tường trình độc tố khả gây ung thư, hai nghiên cứu số tiến hành chuột nhà chuột cống Tuy nhiên có nghiên cứu xác nhận đủ tiêu chuẩn để đánh giá nguy Nghiên cứu cho thấy chuột cống phơi nhiễm dài hạn với 3-MCPD bị tổn thương thận tiến triển mãn tính, tăng sản ống thận u tuyến Ngồi tìm thấy tổn thương sản tân sản tế bào Leydig tinh hoàn, tuyến vú, tuyến tuỵ bao quy đầu Ngoài thấy tỷ lệ phát sinh thương tổn tăng sản khối u chịu ảnh hưởng hiệu ứng liều lượng, gặp tất nhóm động vật nghiên cứu có nghĩa tỷ lệ thương tổn gia tăng cho tiếp xúc với liều lượng cao hơn, giảm xuống giảm liều tiếp xúc Trong nghiên cứu này, khoa học gia xác nhận thương tổn tăng sản ống thận tai biến nhạy 3.2 Nghiên cứu quan sát người Cho đến chưa có nghiên cứu dịch tễ học hay lâm sàng tác hại 3-MCPD người Tuy nhiên, nghiên cứu tế bào tinh trùng người phòng thí nghiệm cho thấy có hiệu ứng hiệp lực 3-MCPD với nguyên tố đồng (Cu) làm giảm khả di chuyển tinh trùng Nghiên cứu tính đột biến tế bào vú biệt lập cho thấy thường dương tính phải với liều lượng tiếp xúc cao (0.1-9mg/ml) Một số thử nghiệm tính đột biến thể cho thấy kết âm tính Tóm lại: Ủy ban Khoa học thời kết luận 3-MCPD chưa phải độc tố gây tổn hại gene thể Nói cách khác người nặng 50kg uống 50kg nước tương ngày, nhiều ngày liên tục ảnh hưởng tới sức khỏe 3.3 Tác động thể Khi vào thể người, 3-MCPD biến đổi thành số chất khác, tất chúng gây nguy hiểm sức khỏe người: - 1,3-DCP: Có khả gây biến đổi gene nhiễm sắc thể làm tổn thương gan (thậm chí khiến gan bị hoại tử), viêm phế quản dày Không đợi bạn đưa nước tương vào thể, chất xuất nước tương sản phẩm chứa 3-MCPD nồng độ cao Cứ 20 phân tử 3-MCPD có phân tử 1,3-DCP xuất - Mercapturic acid: Gây hại mạnh thận - Acid beta-cholorolactic: Làm giảm khả di chuyển tinh trùng, giảm pH môi trường màng tinh dẫn đến muộn - Acid oxalic: Là chất độc thận, dạng tinh thể canxi oxalat gây viêm cầu thận, tắc nghẽn vùng tủy tuyến thượng thận-tuyến nội tiết quan trọng người - Glycidol: Làm biến đổi gene nhiễm sắc thể, gây ung thư 3.4 Đánh giá mức độ phơi nhiễm mức độ diện thực phẩm: Một số thực phẩm bị nhiễm 3-MCPD tiếp xúc với màng bao có nước chứa epichlorhyrin xúc xích, trà túi lọc, lọc cà phê Tuy nhiên với công nghệ cải tiến màng bao bọc, việc tiếp xúc với chất liệu gây nhiễm 3-MCPD coi gây hại thể người 3-MCPD phát hoá chất tạp nhiễm sản phẩm gia vị có chứa protein thực vật thuỷ phân acid Quy trình sản xuất sử dụng acid HCl đậm đặc để chiết xuất loại thực vật giàu protein đậu tương (đậu nành) nhiệt độ cao Và mà 3-MCPD có hàm lượng định số loại thực phẩm thành phần chế tạo thực phẩm, sản phẩm quay rán, nướng Đối với sản phẩm nước tương tương tự, Cục Kiểm nghiêm thực Phẩm Anh quốc tiến hành số đánh giá cho thấy sản phẩm phổ biến nhât có chứa hàm lượng 3-MCPD cao Các thực phẩm khác tìm thấy phổ biến có chứa 3MCPD bánh mì bánh bích-quy (biscuit) (chủ yếu loại nướng rang) thịt cá có ướp Thức ăn nấu nướng gia đình tìm thấy có chứa 3-MCPD nướng lò, nướng điện  Ước tính thể thu nạp ngày - Như nêu trên, sản phẩm nước tương tương tự thực phẩm phổ biến có chứa hàm lượng 3-MCPD cao nhất, việc ước tính mức độ thu nạp cho thể ngày chủ yếu dựa số liệu tiêu thụ loại thực phẩm nước cung cấp Có nghĩa là, quốc gia cần phải có khảo sát riêng cho nước lượng nước tương tiêu thụ trung bình cho người dân ngày bao nhiêu; cần phải xác định lượng tiêu thụ thấp lượng tiêu thụ cao nhất, để cân nhắc mức độ lệch số tiêu thụ - Đối với sản phẩm có chứa 3-MCPD khác khơng phải nước tương, Bộ Nơng-Lâm-Ngư nghiệp Anh nước âu châu chấp nhận giả định 1/8 trọng lượng thức ăn đó; có nghĩa 180g/ngày 1500g lượng thực phẩm khơ đó, bao gồm gia vị có khả chứa 3-MCPD Dựa số liệu khảo sát Anh quốc, nồng độ tồn lưu trung bình 3-MCPD tính 0.012mg/kg, nên ước tính mức tiêu thụ đầu người/ngày cho thực phẩm khác có chứa 3-MCPD microgam 3.5 Tổng hợp đặc tính nguy Theo kiến thức hành, 3-MCPD xem hố chất gây ung thư hoạt theo chế không gây độc cho gen nghiên cứu thể sống (tìm thấy chế thực nghiệm mô biệt lập với liều tiếp xúc cao) Với hố chất có chế hoạt động theo mơ thức cho phép xác định ngưỡng liều gây hiệu ứng sinh học, từ ước tính liều thu nạp hàng ngày cho thể liều tối đa cho phép diện thực phẩm Trên mơ hình thực nghiệm có phản ứng tăng sinh ống thận, có xu hướng phụ thuộc liều lượng tiếp xúc, khơng có ý nghĩa thống kê liều thấp Cho đến chưa có nghiên cứu tác hại 3-MCPD người, nên chưa có sở liệu để thiết lập mối quan hệ liều lượng tiếp xúc Trong tình cảnh đó, dựa ngun lý bất định, liều lượng độc tính chuyển đổi chủng loại khác (mơ hình chuột người) chấp nhận hệ số chuyển đổi 20 lần hai chủng loại động độc lực hiệu số động độc lực (toxicokinetic difference); phải hiệu chỉnh thêm có yếu tố phụ cho cần thiết, ví dụ phải tính đến tình trạng thiếu kiện 10 Trở lại vấn đề đánh giá an toàn 3-MCPD, Bộ Nông-Lâm-Ngư nghiệp Uỷ ban Khoa học Âu châu xác định liều lượng thấp gây hại (LOAEL) nghiên cứu dài ngày chuột 1.1mg/kg cân nặng (chuột)/ngày, coi liều lượng gần so với liều NOAEL (nồng độ thử mức cao khơng tìm thấy khả gây tác hại) khơng xác định xác NOAEL, thực tế tìm liều thấp gây hại gần sát với liều cao không gây hại Kết hợp với yếu tố thiếu kiện tác hại lên hệ thống sinh sản, phải ngoại suy kiện hai chủng loại khác nhau, liều dung nạp tối đa ngày cho thể người (TDI) tính 2microgam/kg thể trọng/ngày (có nghĩa phần nghìn gram/kg thể/ngày) Liều lượng giới hạn cho phép Chất 3-MCPD tổ chức y tế giới – WHO tổ chức Lương nông giới – FAO đưa bàn luận lần đầu năm 1993, hội nghị chất phụ gia thực phẩm Khi ấy, nhà chuyên môn xác nhận khả gây độc thận nguy gây ung thư động vật 3-MCPD Năm 1996, nước Anh cảnh báo nguy gây hại 3-MCPD Và năm 2001, WHO FAO đưa lượng dung nạp tối đa ngày 3-MCPD µg/kg thể trọng/ngày 4.1 Liều lượng gây ảnh hưởng 3MCPD Các nghiên cứu cho thấy với 3-MCPD: - Liều 1mg/kg thể trọng/ngày (TT/N): tinh trùng giảm khả hoạt động & giảm khả sinh sản chuột đực - Liều lớn 10mg đến 20mg/kg TT/N: gây tổn thương tinh hoàn chuột đực, biến đổi hình dạng tinh trùng, giảm khả sinh sản chuột đực - Lớn 25mg/kg TT/N: gây tổn thương hệ thần kinh trung ương - Liều 30mg/kg TT/N: làm tăng trọng lượng thận chuột Với 1,3-DCP: Hàm lượng lớn 19mg/kg TT/N nhiều ngày: gây khối u thận, gan, biểu mô miệng, lưỡi, tuyến giáp biểu ung thư biến đổi gen Như với 1,3-DCP độc tính cao 3-MCPD có liên quan hai chất hàm lượng 3-MCPD dễ phát nên tiêu chất lượng thường nhắm vào 3-MCPD 4.2 Giới hạn tối đa Tiêu chuẩn Ủy ban Châu Âu (EC) NO 466/2001 ngày 8/3/2001 áp dụng từ ngày 15/4/2002 cho phép hàm lượng 3-MCPD tối đa sản phẩm đạm thực vật thủy phân gồm nước tương 0.02 mg/kg với sản phẩm chứa 40% lượng chất khơ (tương ứng 0.05 mg/kg) tính theo chất khơ 11  Lưu ý: - Đối với 3-chloro-1,2-propanediol (3-MCPD) 0.2 mg/kg tính dựa 40% trọng lượng khơ - Đối với 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP) 0.005 mg/kg tính dựa 40% trọng lượng khơ Đối với sản phẩm có chứa 3-MCPD khác khơng phải nước tương, Bơ Nơng-Lâm-Ngư nghiệp Anh nước Châu Âu chấp nhận giả định 1/8 trọng lượng thức ăn đó, có nghĩa 180g/ngày 1500g lương thực phẩm khơ đó, bao gồm gia vị có khả chứa 3-MCPD Dựa số liệu khảo sát Anh, nồng độ tồn lưu trung bình 3-MCPD tính 0.012 mg/kg, nên ước tính mức tiêu thụ đầu người/ngày cho thực phẩm khác có chứa 3-MCPD µg Úc New Zealand (24/10/2001): 0,2 mg/kg cho chất 3-MCPD + 0,005mg/kg cho 1,3-DCP Canada (25/11/1999): tiêu có tính cách hướng dẫn 1mg/kg chất 3-MCPD Đài loan: 1mg/kg chất 3-MCPD Việt Nam (QĐ 11/2005/QĐ-BYT) ngày 25/3/2005: 1mg/kg chất 3-MCPD nước tương, xì dầu dầu hào Phương pháp xác định 3-MCPD thực phẩm 5.1 Phương pháp phân tích sắc ký khí kết hợp khối phổ 5.1.1 Phương pháp sắc ký khí kết hợp khối phổ gì? Gas Chromatography Mass Spectometry ( viết tắt GC-MS GCMS) phương pháp mạnh mẽ với độ nhạy cao sử dụng nghiên cứu thành phần chất khơng khí Bản chất GC-MS kết hợp Sắc ký khí (Gas Chromatography) Khối phổ (Mass Spectometry) Ngưỡng phát phương pháp picogram (0.000000000001 gram) 5.1.2 GC-MS làm gì? Phân tách: GC-MS phân tách hỗn hợp hóa chất phức tạp khơng khí hay nước Có thể hình dung điều chạy đua.Tất vận động viên xuất phát thời điểm người chạy nhanh đích trước Ở đây, tốc độ định tính bay Chất có tính bay cao di chuyển nhanh chất có tính bay thấp Định lượng: GC-MS định lượng chất cách so sánh với mẫu chuẩn, chất biết trước định lượng chuẩn GC-MS 12 Nhận dạng: Nếu mẫu có chất lạ xuất hiện, khối phổ nhận dạng cấu trúc hóa học độc (giống việc cảnh sát lấy dấu vân tay người) Cấu trúc chất sau so sánh với thư viện cấu trúc chất biết Nếu khơng tìm chất tương ứng thư viện nhà nghiên cứu dựa cấu trúc tìm để phát triển ý tưởng cấu trúc hóa học Nói cách khác nhà nghiên cứu thu liệu đóng góp vào thư viện cấu trúc nói sau tiến hành thêm biện pháp để xác định xác loại hợp chất 5.1.3 GC-MS hoạt động nào? Thiết bị GC-MS cấu tạo từ thành phần Phần sắc ký khí (GC) phân tách hỗn hợp hóa chất thành mạch theo chất tinh khiết Phần khối phổ (MS) xác định định tính định lượng chất Hình 3: Máy sắc kí khí kết hợp khối phổ (GC/MS) 13 Hình 4: Cấu tạo máy GC/MS  Sắc ký khí (GC): A Cửa tiêm mẫu (injection port): microliter dung môi chứa hỗn hợp chất tiêm vào hệ thống cửa Mẫu sau dẫn qua hệ thống khí trơ, thường helium Nhiệt độ cửa tiêm mẫu nâng lên 300 0C để mẫu trở thành dạng khí B Vỏ ngồi (oven): Phần vỏ hệ thống GC lò nung đặc biệt Nhiệt độ lò dao động từ 400C 3200C C Cột (column): Bên hệ thống GC cuộn nhỏ hình trụ có chiều dài 30m với mặt tráng loại polymer đặc biệt Các chất hỗn hợp phân tách cách chạy dọc theo cột  Khối phổ (MS): Khối phổ dùng để xác định chất hóa học dựa cấu trúc Hãy tưởng tượng đến đồ chơi ghép hình Nếu chẳng may bạn đánh rơi đồ chơi xuống nhà, số mảnh ghép bị văng số khác dính với Xem xét lại mảnh bạn tưởng tượng hình ảnh cần ghép Đây ngun lý khối phổ A Nguồn ion (ion source): Sau qua cột sắc ký khí, hóa chất tiếp tục vào pha khối phổ Các phân tử phải qua luồng electron chúng có 14 thể bị chia thành mảnh nhỏ tích điện dương Các mảnh gọi ion Điều quan trọng hạt cần trạng thái tích điện qua lọc B Bộ lọc ( Filter): Khi ion di chuyển phận khối phổ, dựa khối lượng mà chúng sàng lọc trường điện từ Bộ lọc có khả lựa chọn, tức cho phép hạt có khối lượng nằm giới hạn định qua C Bộ cảm biến (detector): Thiết bị cảm biến có nhiệm vụ đếm số lượng hạt có khối lượng Thơng tin sau chuyển đến máy tính Tại phép tính thực xuất kết gọi khối phổ (mass spectrum) Khối phổ biểu đồ phản ánh số lượng khác qua lọc  Máy tính: Bộ phận chịu trách nhiệm tính tốn tín hiệu cảm biến cung cấp đưa kết khối phổ Phân tích kết Làm để phân tích kết máy tính? Dưới hình khối phổ Trục X khối lượng, trục Y số lượng Mỗi hóa chất tạo mơ hình nhất, nói cách khác chất có “dấu vân tay” để nhận dạng, dựa mơ hình ion Hình 5: Mơ hình khối phổ Trên hình ta thấy phân tử ban đầu có khối lượng Trên sơ đồ khối phổ hạt lớn gọi ion phân tử (molecular ion) Các hạt nhỏ có khối lượng 1, 2, gọi ion phân mảnh (fragment ions) Trong trường hợp ví dụ 15 ta thấy phân tử chất có xu hướng bị phá vỡ thành tổ hợp 1-4 23 Các nhà nghiên cứu so sánh khối phổ thu thí nghiệm họ với thư viện khối phổ chất xác định trước Việc giúp họ định danh chất (nếu phép so sánh tìm kết tương ứng) sở để đăng ký chất (nếu phép so sánh khơng tìm kết tương ứng) 5.2 Phương pháp phân tích 3-MCPD theo TCVN 7731 5.2.1 Phạm vi áp dụng: Trên tiêu chuẩn quy định phương pháp sắc ký khí đầu dò khối phổ để xác định hàm lượng 3-monoclopropan-1,2-dio (3-MCPD) protein thực vật thủy phân sản phẩm thực phẩm khác Phương pháp xác nhận nghiên cứu liên phòng thử nghiệm dịch chiết malt, bột súp, bánh mỳ vụn, xúc xích salami, phomat, protein thực vật thủy phân 5.2.2 Nguyên tắc Mẫu trộn với chuẩn nội dowterri, dung dịch natri clorua chất nhồi Hỗn hợp chuyển vào cột sắc ký chiết, hỗn hợp n-hexan dietyl ete để loại bỏ cấu tử không phân cực Sau 3-MCPD giải hấp phụ dietyl ete, dịch rửa giải cô đặc tạo dẫn xuất heptaflobutyrylimidazon Dung dịch phân tích sắc ký dầu dò khối phổ 5.2.3 Thuốc thử a Yêu cầu chung: Chỉ sử dụng thuốc thử đạt chất lượng phân tích nước cất nước khử khống, ngoại trừ có quy định khác Tiến hành biện pháp phòng ngừa để tránh làm nhiễm bẩn nước, dung môi, muối vô cơ,…do sử dụng dụng cụ nhựa cao su Chỉ sử dụng dụng cụ thủy tinh để chứa thao tác với tất thuốc thử nước b n-hexan tinh khiết cho sắc ký; c Dietyl ete tinh khiết cho sắc ký; d 2,2,4-Trimetylpentan; e Etyl acetat; f Hỗn hợp dung môi, n-hexan (b) dietyl ete (c); g Dung dịch natri clorua, hòa tan 290g natri clorua lít nước; i Natri sufat khan; 16 j Heptaflobutyrylimidazon; k Chất nhồi Extrelut gói khoảng 20g; l 3-Monoclopropan-1,2-diol (3-MCPD); m D5-3-monoclopropan-1,2-diol (d5-3-MCPD), độ tinh khiết đồng vị tối thiểu 98%, Độ ổn định d5-3-monoclopropan-1,2-diol (d5-3-MCPD) có giới hạn nên kiểm tra; n Dung dịch 3-MCPD gốc, = 1mg/ml; Cân 25mg 3-MCPD (l) pha loãng tới vạch etyl axetat (e) bình định mức 25ml; o Các dung dịch chuẩn 3-MCPD Pha loãng 10ml dung dịch 3-MCPD gốc (l) tới vạch etyl axetat (e) bình định mức 100ml Từ dung dịch này, chuyển thể tích 0; 12.5 ; 25 ; 125 ; 250 500 vào bình định mức 25ml, pha lỗng tới vạch 2,2,4trimetylpentan (d), dung dịch thu có nồng độ 3-MCPD 0; 0.05; 0.10; 0.50; 1.0 2.0 p Dung dịch d5-3-MCPD gốc, = mg/ml Cân 25mg d5-3-MCPD pha loãng tới vạch etyl axetat bình định mức 25ml; q Dung dịch d5-3-MCPD chuẩn nội, = 10 g/ml Pha loãng 1.0ml dung dịch d5-3-MCPD gốc tới vạch etyl axetat bình định mức 100ml; r Khí nitơ 5.2.4 Thiết bị dụng cụ Sử dụng thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm thơng thường: - Bể siêu âm; - Máy lắc vortex; - Máy trộn phòng thử nghiệm tốc độ cao; - Máy ly tâm, có vận tốc tối thiểu 3500 vòng/phút, ống ly tâm dung tích 100ml; - Giấy lọc nhanh; 17 - Cột sắc ký, đường kính 2cm, chiều dài 40cm, có đĩa với nhiều lỗ xốp khóa vặn thủy tinh thiêu kết; - Máy cô quay, với bể cách thủy bình đặc dung tích 250ml; - Ống tiêm 1ml kín khí; - Hộp nhơm gia nhiệt; - Các lọ thủy tinh 2ml 4ml có nắp xốy; - Máy sắc ký khí, với hệ thống tiêm mẫu chia dòng/khơng chia dòng nối với máy đo quang phổ khối, có khả quét chọn lọc ion quét toàn phần với độ nhạy cao 5.2.5 Tiến hành a Chuẩn bị mẫu thử: Nghiền mịn mẫu khô loại hạt mềm ngũ cốc Xay bào mẫu bánh mì, phomat, xúc xích salami thủy sản thành hỗn hợp đồng Trộn kỹ tất mẫu trước phân tích Nếu khơng thể tiến hành phân tích phải bảo quản mẫu bao bì kín, làm lạnh đơng cần b Chiết mẫu:  Protein thực vật thủy phân, nước tương, bột súp dịch chiết malt Cân 5g bột súp, 8g mẫu protein thực vật thủy phân nước tương 10g dịch chiết malt xác tới 0.01g thêm 100 l dung dịch chuẩn nội d5-3-MCPD Thêm dung dịch natri clorua để thu tổng khối lượng 20g (mẫu thêm dung dịch natri clorua) Trộn tất thành phần thành hỗn hợp đồng nhất, dùng xẻng nhỏ tán mịn tất cục nhỏ Đặt hỗn hợp vào bể siêu âm 10 phút  Bột, tinh bột, ngũ cốc bánh mì Cân 10g mẫu thử xác tới 0.01g thêm 100 l dung dịch chuẩn nội d5-3MCPD Thêm dung dịch natri cloua để thu tổng khối lượng 40g (mẫu thêm dung dịch natri clorua) Trộn tới thu hỗn hợp đồng nhất, dùng xẻng nhỏ tán mịn tất cục nhỏ Đặt hỗn hợp vào bể siêu âm 10 phút Đậy hỗn hợp mặt kính đồng hồ ngâm qua đêm  Xúc xích salami phomat Cân 20g mẫu thử xác tới 0.01g thêm 100 l dung dịch chuẩn nội d5-3MCPD Thêm dung dịch natri cloua để thu tổng khối lượng 70g (mẫu thêm 18 dung dịch natri clorua) Chuyển toàn hỗn hợp vào ống ly tâm ly tâm vận tốc 3500 vòng/phút 20 phút Gạn lớp dịch phía vào cốc có mỏ tránh chuyển thành phần rắn chất béo thấy Cân 20g phần dịch vào cốc có mỏ 250ml  Kem, bơ, magarin loại chất béo vàng khác Cân 20g mẫu thử xác tới 0.01g thêm 100 l dung dịch chuẩn nội d5-3MCPD Thêm dung dịch natri cloua để thu tổng khối lượng 50g (mẫu thêm dung dịch natri clorua) Đun nóng hỗn hợp đến 45 0C chất béo tan chảy hoàn toàn Trộn phút máy trộn tốc độ cao để tủ lạnh để lớp chất béo đông lại Gạn dung dịch natri clorua phía cân 20g phần dung dịch vào cốc có mỏ 250ml c Thao tác cột sắc ký: Lấy 20g hỗn hợp mẫu chiết thêm chất nhồi Extrelut trộn tất thành phần xẻng Cho hỗn hợp vào cột sắc ký, lắc nhanh tay để lèn chặt, đổ lên lớp natri sulfat để yên 15 đến 20 phút Chiết cấu tử không phân cực 80ml hỗn hợp dung mơi với tốc độ dòng khơng hạn chế, ngoại trừ với mẫu súp chuyển thành bột, với loại sản phẩm tốc độ dòng hạn chế khoảng 80ml/phút đến 10ml/phút Đóng khóa vặn dung môi chạm tới lớp natri sulfat loại bỏ dịch rửa thu Tiếp theo rửa giải cột 250ml dietyl ete tốc độ dòng khoảng 8ml/phút thu dịch rửa giải vào bình định mức 250ml Pha lỗng dịch rửa giải tới vạch dietyl ete thêm 15g natri sulfat vào bình để yên 10 đến 15 phút Lọc rửa giải qua giấy lọc vào bình đáy tròn dung tích 250ml Cơ đặc dịch chiết tới khoảng 5ml máy cô quay nhiệt độ bể cách thủy khoảng 35 0C không để đến khô Chuyển dịch chiết đặc vào bình định mức 10ml dietyl ete Thêm lượng nhỏ (dùng đầu xẻng) natri sulfat, lắc kỹ để yên đến 10 phút d Tạo dẫn xuất  Tạo dẫn xuất dung dịch mẫu (1’): Dùng ống tiêm kín khí chuyển 1ml dịch chiết thu từ 5.3 vào lọ thủy tinh 4ml làm bay dung dịch vừa tới khơ dòng khí nitơ Thêm 1ml 2,2,4-trimetylpentan 0.05 ml heptaflobutyrylimidazon vào lớp cặn đậy nắp lọ Lắc lọ vài giây máy lắc vortex đun nóng lọ 20 phút hộp gia nhiệt nhôm 700C, để hỗn hợp nguội tới 400C Thêm 1ml nước cất, lắc máy vortex 30 giây để pha phân tán lắc lại sau Chuyển pha 2,2,4- trimetypentan phía vào lọ thủy tinh 2ml thêm lượng nhỏ 19 (dùng đầu xẻng) natri sulfat, lắc lọ để yên phút đến phút Chuyển dung dịch vào lọ thủy tinh 2ml để phân tích sắc ký khí  Tạo dẫn xuất dung dịch chuẩn (2’) Chuyển 100ml dung dịch chuẩn 3-MCPD, 10ml chuẩn nội d5-3- MCPD 0,9ml 2,2,4-dimetylpentan vào lọ thủy tinh 4ml Thêm 0,05 ml heptaflobutyryllimidazon đậy nắp lọ Lắc lọ vài giây máy lắc vortex đun nóng lọ 20 phút hộp gia nhôm nhiệt 70oC, để hỗn hợp nguội tới 40oC Thêm 1ml nước cất lắc máy lắc vortex 30 giây, để pha phân tách lắc lại sau Chuyển pha 2,2,4-dimetylpentan phía treeb vào lọ thủy tinh 2ml, thêm lượng nhỏ (dùng đầu xẻng) natri sulfat, lắc lọ để yên từ phút đến phút Chuyển dung dịch vào lọ thủy tinh ml để phân tích sắc ký khí Tiến hành thử mẫu trắng gồm 20g dung dịch natri clorua đồng thời với loạt mẫu e Sắc ký khí/khí phổi Tiêm thể tích dung dịch mẫu thử thu từ (1’) dung dịch chuẩn thu từ (2’) vào máy sắc ký khí Chạy máy sắc kí để định lượng 5.2.6 Tính tốn Từ sắc ký đồ dung dịch chuẩn chế độ SIM, đo diện tích pic 3MCPD (m/z 253) v3 d5-3-MCPD (m/z 257) v3 tính tỷ lệ diện tích pic m/z 253 m/z 257 Xây dựng đ−ờng chuẩn biểu diễn tỷ lệ diện tích pic với khối lượng theo microgam 3-MCPD lọ Tính độ dốc đường chuẩn Tính phần khối lượng 3-MCPD, theo miligam kilogam mẫu, sử dụng công thức : = Trong đó: A: diện tích pic 3-MCPD m/z 253 thu từ dung dịch mẫu thử; A ’ : diện tích pic d5-3-MCPD m/z 257 thu từ dung dịch mẫu thử; B: độ dốc đường chuẩn; M: khối lượng mẫu thử, tính gam; 10: hệ số pha lỗng - Xác nhận pic: Từ sắc ký đồ dung dịch chuẩn dung dịch mẫu thử, tính tỷ số diện tích pic cộng hưởng m/z 291, 289, 275, 253 v3 453 tương ứng với cộng hưởng pic 20 Tối thiểu tỷ số giàu ion mẫu phân tích cần phải nằm khoảng ± 20% tỷ số giàu ion trung bình mẫu chuẩn Trong trường hợp phổ quét toàn phần phổ quét trừ nền, phải đảm bảo phù hợp thư viện chuẩn Các biện pháp giảm hàm lượng 3-MCPD trình chế biến thực phẩm Để sản xuất nước tương có tới phương pháp cơng nghệ: cơng nghệ vi sinh, cơng nghệ hố học công nghệ enzyme 6.1 Phương pháp công nghệ hoá học Bao gồm phương thức: Thứ nhất, giám sát cẩn thận bước thuỷ phân acid; thứ hai, cần phải có bước áp dụng ngun tắc trung hồ để làm giảm nồng độ 3MCPD; thứ ba, sử dụng acid sulfuric thay acid clohidric (HCl) khâu thuỷ phân  Giám sát nhiệt độ: Nhiệt độ suốt trình đun nấu khâu thuỷ phân phải giám sát chặt chẽ ý đến điều kiện phản ứng khâu trung hoà Nhiệt độ trì trình thuỷ phân tối ưu nên mức 60 oC-95oC Nhiệt độ phản ứng tăng lên mức từ 0.01 oC đến 0.3oC phút nhiệt độ dần đạt đến 110oC Khi nhiệt độ đạt mức này, phải giữ ổn định suốt sau trình làm nguội, trung hồ lọc Nếu khâu thuỷ phân giám sát cẩn thận, nồng độ 3-MCPD giảm xuống mức 10 mg/kg  Thuỷ phân kiềm: Để loại bỏ 3-MCPD sinh q trình thuỷ phân tiến hành bước thuỷ phân kiềm Xử lý kiềm bước mở rộng q trình trung hồ sau thuỷ phân nguyên liệu ban đầu, giúp làm thoái hoá hợp chất chloropanols diện sản phẩm thuỷ phân Xử lý kiềm tiến hành trước giai đoạn lọc Protein thuỷ phân xử lý hợp chất kiềm potassium hydroxide hay sodium carbonate với mục đích để làm tăng độ pH lên 9-13 Sau hỗn hợp thành phẩm đem đun, giữ nhiệt độ dao động từ 110oC-140oC phút Sau làm lạnh, độ pH sản phẩm thuỷ phân phải kiềm, lý tưởng mức pH=8 điều kiện nhiệt độ 25 oC Nếu sau xử lý khâu mà độ pH thấp hơn, có nghĩa q trình xử lý chưa đạt 6.2 Phương pháp công nghệ vi sinh Sản xuất nước tương phương pháp lên men gần an toàn; kiểm nghiệm gần khơng thấy 3-MCPD có thấp Trong khảo sát Nhật, cho thấy 104 mẫu nước tương làm phương pháp lên men có 93 mẫu chứa 3-MCPD nồng độ tối thiểu (0.004 mg/kg) Phương pháp 21 khởi đầu ủ đậu nành với aspergillus oryzae và/hoặc aspergillus sojae Sau ủ đến ngày, nhiệt độ 25oC-30oC, cho thêm nước muối vào trộn, giữ nhiệt độ 40oC thời gian tối thiểu 90 ngày Q trình sản xuất lên men theo cơng đoạn ngắn ngày giai đoạn cho nước muối vào giữ nhiệt độ 40oC công đoạn kết thúc vòng 90 ngày Các sản phẩm muốn giữ hương vị sau mở chai, cần phải để tủ lạnh 6.3 Phương pháp công nghệ enzyme Theo đề nghị công ty Novo quy trình enzyme với enzyme phối hợp sử dụng gồm protease, cellulase, amylase Quy trình có ưu điểm điều kiện thuỷ phân ơn hồ, hồn tồn khơng sử dụng hố chất, khơng làm biến đổi thành phần axit amin ban đầu hiệu suất tối đa đạt 70% Để khắc phục nhược điểm hai phương pháp bổ sung ưu điểm cho nhau, ta kết hợp thuỷ phân axit với thuỷ phân enzyme Cơng nghệ enzyme kết hợp axit Có thể thực thuỷ phân enzyme trước sau thuỷ phân axit thuỷ phân axit sau thuỷ phân enzyme Quy trình lựa chọn sau: Việc sử dụng enzyme protease kết hợp axit xúc tác q trình thuỷ phân có ưu điểm giảm thiểu sử dụng hoá chất độc hại, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian sản xuất Có thể sản xuất hệ thống thiết bị sẵn có Ngồi phương pháp nêu có phương pháp cơng nghệ tương tự sản xuất từ nguyên liệu đậu nành hạt phương pháp vi sinh hay thay đổi thành phần nguyên liệu bã dầu đậu nành, bã dầu đậu phụng, kết hợp gluten bột mì Mỗi phương pháp sản xuất cho sản phẩm có tên gọi khác mùi vị khác Tuỳ vào thị trường mà nhà sản xuất chọn loại sản phẩm thích hợp cần phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm 22 KẾT LUẬN Vấn đề tìm hiểu hoạt tính 3-MCPD vấn đề có ý nghĩa thực tế sống Thông qua đề tài này, mong giúp cho nhiều người biết tính độc 3MCPD Từ đó, giúp cho người tránh loại thức ăn sản sinh độc tính Mặt khác giúp cho người chọn loại thức ăn đảm bảo an toàn thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO  Sách Nguyễn Thanh Khuyến, “Giáo trình giảng dạy lý thuyết sắc ký”, 1998, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, Tp.HCM Trung Tâm Kỹ Thuật Ts Trần Bích Lam, “ Về 3-MCPD cơng nghệ sản xuất nước tương sạch”, Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM Võ Thị Hạnh, “ Giới thiệu quy trình sản xuất nước tương đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Việt Nam”  Internet http://luanvan.co/luan-van/de-tai-tim-hieu-ve-hoat-tinh-3-mcpd-44219/ http://congdonghoahoc.blogspot.com/2011/05/tim-hieu-ve-3-mcpd.html http://giadinh.net.vn/song-khoe/toan-bo-su-that-ve-chat-3-mcpd-trong-nuoc-tuong7312.htm http://tailieu.vn/doc/de-tai-tim-hieu-ve-3mcpd-trong-nuoc-tuong 214737.html https://123tailieu.com/3-mcpd.html 23 24 ... có chứa 3- MCPD ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng TÌM HIỂU VỀ 3- MCPD Khái niệm, nguồn gốc 3- MCPD thực phẩm 1.1 Khái niệm 3- MCPD 3- MCPD chất thuộc nhóm chloropropanpls có tên hố học 3monochloro... 2propanol (1 ,3- DCP) 3- monochloropropanol (3- MCPD) Hình 1: Quá trình hình thành 3- MCPD thực phẩm Cường độ phản ứng tạo 3- MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ Ở điều kiện tối ưu 230 0C lượng 3- MCPD tạo... chất 3- MCPD + 0,005mg/kg cho 1 ,3- DCP Canada (25/11/1999): tiêu có tính cách hướng dẫn 1mg/kg chất 3- MCPD Đài loan: 1mg/kg chất 3- MCPD Việt Nam (QĐ 11/2005/QĐ-BYT) ngày 25 /3/ 2005: 1mg/kg chất 3- MCPD