alkylphenol, nonylphenol và octylphenol trong bao bì thực phẩm và các đồ gia dụng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM  TIỂU LUẬN Đề tài: ALKYLPHENOL, NONYLPHENOL VÀ OCTYLPHENOL TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM VÀ CÁC ĐỒ GIA DỤNG GVHD: ThS NGUYỄN THỊ TRANG SVTH: Trần Trương Thiên Phụng 17043911 Bùi Thị Kim Đoan 17054461 Vũ Thị Minh Khuê 17046261 TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2020 I Đặt vấn đề Trong thời đại công nghiệp ngày phát triển, loại thực phẩm sản xuất công nghiệp ngày nhiều, bao bì dùng cho thực phầm ngày gia tăng Hình Các bao bì nhựa dùng thị trường Hình Các loại đồ gia dụng nhựa Bao bì trở thành yếu tố khơng thể thiếu q trình sản xuất thực phẩm loại phụ gia khác nhau, chẳng hạn chất chống oxy hóa, chất ổn định, chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện chất chống tắc nghẽn phát triển để cải thiện hiệu suất vật liệu đóng gói polyme Gần đây, bao bì phát nguyên nhân cho nguồn ô nhiễm nhiễm chất từ bao bì vào thực phẩm Do đó, nhóm chúng em tiến hành tìm hiểu hợp chất thơi nhiễm từ bao bì vào thực phẩm nguyên nhân dẫn đến tác hại xấu đến sức khỏe người thông qua tiểu luận “ Alkylphenol, nonylphenol octylphenol bao bì thực phẩm đồ gia dụng” II Tổng quan alkylphenol, nonylphenol octylphenol Các khái niệm Alkylphenol (AP) nhóm hợp chất hữu có phản ứng alkyl hóa phenol Chúng chất trung gian hóa học phản ứng với chất khác để tạo sản phẩm dẫn xuất : Octylphenol (OP) Nonylphenol (NP), Butylphenol (BP),  Hình 1.Cơng thức cấu tạo Alkylphenol (AP) Nonylphenol (NP) họ hợp chất hữu liên quan chặt chẽ bao gồm phenol mang đuôi carbon NP đồng phân hỗn hợp alkylphenol (AP) CTHH: C15H24O Hình Cơng thức cấu tạo Nonylphenol Octylphenol (OP) chất thuộc nhóm phenol phenol thay vị trí para nhóm octyl OP đồng phân hỗn hợp alkylphenol (AP) CTHH: C14H22O Hình Cơng thức cấu tạo Octylphenol Các tính chất vật lý hóa học Cấu   trúc         alkylphenol   (AP)       vịng   phenol   với     nhóm hydroxyl       chuỗi   ankyl. Chuỗi   alkyl   có   độ   dài   khác   nhau,       alkylphenol   phổ   biến       butyl­,   octyl­     nonylphenol   với   bốn,   tám     mười ngun tử  cacbon (xem Hình 4). Thống trị  nhóm các alkylphenol là para­ (hoặc 4 ) ­ isomer [7]. Điều này có nghĩa là nhóm hydroxyl là nằm trên vịng phenol đối diện với chuỗi ankyl. Thuật ngữ tert (t) dùng để chỉ các hợp chất với chuỗi alkyl phân nhánh Cấu trúc của alkylphenol ethoxylat (APE) là một vịng phenol hịa tan trong chất béo   với     thay   đổi   chuỗi   alkyl,     chuỗi   hòa   tan     nước   gồm   1­100   nhóm ethoxylate (1EO­100EO) [7]. Các APE hầu hết được sử dụng, nonylphenol ethoxylate (NPE) có chuỗi alkyl (C9H19 , thường là phân nhánh) và một chuỗi gồm 9­10 nhóm ethoxylate (xem Hình 4) [9]. Với chiều dài giảm dần của chuỗi ethoxylate, tích tụ sinh học và độc tính của APE tăng lên [10] Octylphenol (OP) (số CAS 140­66­9) cũng được đặt tên là 4­tert­octylphenol (4­ t­OP), p­ octylphenol, p­tert­octylphenol và p­ (1,1,3,3­tetrametyl­butyl) ­phenol. Cơng thức thực nghiệm của OP là C 14 H 22 O và khối lượng phân tử  206,3 g / mol  Điểm nóng chảy của OP là 81­83ºC và điểm sơi 280­302 ºC  Áp suất hóa hơi là 100 hPa  20ºC, tỷ trọng 0,92 g / cm 3 , độ tan trong nước 0,01 g / l ở 25ºC và log K ow là 3,7 [9] Nonylphenol (NP) là tên chung của một số  hợp chất đồng phân, trong đó các đồng phân là được đặt tên tùy thuộc vào vị  trí của nhóm nonyl trên vịng phenol, và mức độ  sự  phân nhánh của nhóm nonyl. NP kỹ  thuật là hỗn hợp của các đồng phân khác nhau, chứa một lượng nhỏ octyl­ và decylphenol [7]. NP được tìm thấy dưới ba CAS khác nhau; 104­40­5, 25154­52­3 và 84852­15­3 (NP phân nhánh). NP cịn có tên   4­   nonylphenol   (4­NP)     p­nonylphenol   (p­NP)   [1]  NP   có   cơng   thức   thực nghiệm là C 15 H 24 O và khối lượng phân tử  220,34 g / mol  Ở  nhiệt độ  phịng NP là chất lỏng màu vàng nhạt với mùi nhẹ của phenol  Điểm nóng chảy của NP là 2ºC, điểm sơi 290­302 ºC [9].  Độ hịa tan trong nước và áp suất hơi của NP thấp, khoảng 6 mg / l (20 ºC) và 0,03 Pa   25 ºC [1, 9]  Mật độ  của NP là 0,95 g / m 3 và log K ow khoảng 3,28 (giá trị trung bình cho các giá trị được báo cáo khác nhau) [1] Hình Cấu trúc hóa học số alkylphenol A) 4-tert-butylphenol B) 4-tertocylphenol C) 4-nonylphenol D) Alkylphenol (poly) ethoxylat (APE) R chuỗi ankyl (thường phân nhánh) n số đơn vị ethoxylat Nonylphenol ethoxylate (NPE) có chuỗi alkyl (R) C9H19 thay đổi chuỗi ethoxylate (n) từ 1-100, NPE sử dụng nhiều có 9-10 đơn vị ethoxylate Ứng dụng Việc sử  dụng chính của AP là trong sản xuất nhựa phenolic, làm chất kết dính trong sản xuất vecni. Các ứng dụng khác là chất chống oxy hóa trong dầu động cơ  và chất bơi trơn tổng hợp, nhũ tương bộ  ngắt cho dầu mỏ, làm chất hóa dẻo cho axetat xenlulo trong một số vật liệu nhựa, và như một chất trung gian trong tổng hợp hóa học [15]. AP có chuỗi alkyl ngắn (chẳng hạn như  BP) là polyme hóa bằng phản  ứng với fomanđehit và được sử dụng trong chất dẻo [9]  OP được sử dụng như một trung gian để sản xuất nhựa, chất hoạt động bề mặt khơng ion và phụ gia cao su, và trong sản xuất chất chống oxy hóa, chất ổn định dầu nhiên liệu, chất kết dính, thuốc nhuộm, thuốc diệt nấm và chất diệt khuẩn [16]  NP được sử dụng trong sản xuất nhựa, plastic và chất ổn định trong cơng nghiệp [1], và trước đó cũng được sử  dụng làm chất làm mềm nhựa PVC trong vật liệu đóng gói thực phẩm [7, 17] Việc sử  dụng các AP etoxyl hóa (NPE) chủ  yếu làm chất tẩy rửa trong các sản phẩm gia dụng và trong chất tẩy rửa linh kiện điện và bề  mặt cứng trong các ngành cơng nghiệp [1, 8]. Các lĩnh vực sử  dụng khác là làm chất thấm  ướt trong sản xuất giấy, chất nhũ hóa trong sơn và thuốc trừ sâu, và trong sản xuất dệt may để tẩy rửa, bơi trơn sợi và nhuộm. Octylphenol­9EO (octoxynol­9) được sử  dụng trong các sản phẩm da và tóc và như một chất diệt tinh trùng, và có thể được chuyển hóa thành NP III Cơ chế chuyển hóa tác hại sức khỏe III.1 Cơ chế chuyển hóa Hấp thu Một số nghiên cứu OP NP chuột hấp thụ qua đường tiêu hóa đường tiếp xúc Đối với người có nghề nghiệp tiếp xúc với AP, hấp thu chủ yếu qua đường hô hấp [12] Da hấp thu khơng sử dụng thiết bị bảo vệ Sau OP, NP, AP chuyển hóa rộng rãi gan Phân phối tiết AP chuyển hóa cách glucuro hóa sulpha hóa gan [56] Như glucuronide liên hợp AP diễn nhóm hydroxyl thơm hydroxyl hóa chuỗi alkyl, coi đường trao đổi chất [59] Trong gan động vật có vú, AP hydroxyl hóa họ enzym P450 CYP1A CYP3A, thành cấu trúc catechol [21] Các nhóm hydroxyl thơm O-metoxyl hóa catechol O-metyl transferase (COMT) Các liên hợp mono-glucuronid hình thành uridine diphosphoglucuronosyl- men transferase (UDPGT) [59] Các liên hợp sunfat phenol hydroxyl hóa hình thành họ enzym sulfotransferase với đồng yếu tố 3´-phosphoadinosine- 5´phosphatase (PAPS) [60] Bài tiết song song chất liên hợp glucuronid dẫn đến khử liên hợp ß-glucuronidase ruột, dẫn đến tuần hồn ruột Đối với t-OP, tuần hoàn gan ruột rộng rãi hiển thị chuột DA / Han [57] Trong nghiên cứu in vitro tế bào gan Sprague Dawley, số chất chuyển hóa t-OP xác định (Hình 2) Bốn số năm chất chuyển hóa OP (I, III, IV V) hình thành vịng phút cách hydroxyl hóa thơm, tạo thành catechols cấu trúc catechol liên hợp [59] Trong phút ủ này, 57% liều t-OP chuyển hóa Trong vịng giờ, chất chuyển hóa tiếp tục bị oxy hóa chuỗi alkyl thành rượu, chí cịn bị oxy hóa thành liên hợp glucuronid Hình Các đường trao đổi chất đề xuất cho t-OP tế bào gan Sprague Dawley Pedersen Hill [59] Các mũi tên in đậm đường chính, chất chuyển hóa không xác định cấu trúc ngoặc GlcUA = glucuronid Glucuronation AP NP nghiên cứu chỗ Chuột Sprague Dawley [62] Vận chuyển liên hợp alkylphenol glucuronid từ gan đến mật MRP2 (protein đa kháng) tìm thấy giảm với chuỗi alkyl dài Đối với NP, hầu hết NP liên hợp gan sau truyền dịch, cho thấy có rối loạn vận chuyển NP-glucuronid qua màng ống tủy vào mật Glucuronid khác liên hợp alkylphenol nhanh chóng vận chuyển đến mật Nửa đời thải trừ máu OP sau lần tiêm tĩnh mạch (5 mg OP / kg thể trọng) đến Chuột Wistar xác định khoảng [56] Ngược lại, thời gian bán hủy DA đực chuột 31 nghiên cứu tương tự [57] Lặp lại liều lượng OP cao không dẫn đến nồng độ mô tăng lên liều lượng thấp OP dường loại bỏ hiệu hiệu ứng chuyền [56] Ở chuột Wistar xử lý OP nước uống (8 mg / l, khoảng 800 µg / kg) 14 28 ngày, không phát OP máu (giới hạn phát 1-5 ng / ml) [56] Ngoại trừ số động vật đơn lẻ nhóm tiếp xúc 14 ngày, khơng nồng độ OP tìm thấy mỡ, gan, thận, não, phổi, tinh hồn NP dùng đường uống chuột thải trừ qua phân (80%) nước tiểu (20%) [63] Các Lượng thải trừ cao phân phụ thuộc vào trình trao đổi chất liên hợp gan, mà cịn hấp thu NP đường tiêu hóa Loại bỏ thời gian bán hủy 4-NP máu sau sử dụng theo đường ngang (50 mg / kg thể trọng) tính 3,1 4,0 chuột Sprague Dawley đực cái, tương ứng [64] Việc chuyển 4-NP qua thai tìm thấy chuột [64] Chuột Sprague Dawley đưa 50 mg / kg thể trọng NP vào ngày thứ 20 thai kỳ bào thai lấy phương pháp mổ lấy thai phần sau tiếp xúc 1-2 Nồng độ NP huyết thai nhi (3 lứa) dao động từ 4,9-8,0 µM, 13% NP có mặt dạng aglycone hoạt động, phần lại dạng NP liên hợp NP có mặt não đập, nơi tổng nồng độ NP dao động khoảng 12 đến 20 µM Một nghiên cứu chuyển hóa người 4-NP thực hai tình nguyện viên nam, 29 tuổi 58 tuổi năm [53] Một người tình nguyện cho uống liều 66 μg / kg bw NP, người liều liều tiêm tĩnh mạch 14 μg / kg bw NP Sau uống, nồng độ máu đạt đỉnh khoảng với nồng độ 86µg / kg máu NP liên hợp (cao 100 lần so với NP không liên hợp) Sau tiêm tĩnh mạch, nồng độ tối đa máu đạt vịng 30 phút, NP liên hợp không liên hợp 0,6 0,2 μg / kg máu tương ứng So sánh AUC (Vùng đường cong) cho tuyến quản lý khác nhau, sinh khả dụng đường uống cho NP không liên hợp đề xuất khoảng 20% Cho hai thời gian bán hủy máu 2-3 hợp chất gốc Các tuyến đào thải NP sau uống nước tiểu (10%) phân (1,5%) 56 Thời kỳ sưu tập Vì có 11,5% NP thu hồi nên xảy tượng tích lũy sinh học chất béo Ở chuột, phân tử có trọng lượng 250 g / mol mức độ lớn tiết qua nước tiểu, nơi phân tử 350 g / mol mức độ lớn tiết qua phân [60] Nghiên cứu trao đổi chất OP chuột (liên hợp glucuronid sulphat nặng 381 g / mol 285 g / mol) cho thấy phân đường đào thải [56] Ở người , liên hợp có trọng lượng phân tử tăng lên đến 450-500 g / mol thải trừ chủ yếu qua nước tiểu [65] AP người mong đợi thải trừ chủ yếu qua nước tiểu, nơi tuần hồn gan ruột đóng vai trị nhỏ III.2 Tác hại sức khỏe Trong nhựa PVC, trước đây được sử dụng trong thực phẩm trong vật liệu đóng gói  thực phẩm, nồng độ NP đã tìm thấy lên đến 200 mg / kg [7, 51]. Một sự di chuyển có  thể có của NP từ nhựa PVC sang thực phẩm đã được báo cáo đến 100 ng / g thức ăn  [52]. NP cũng có trong nhựa gói thực phẩm do tạp chất và sự suy thối của NPE và  trisnonylphenylphosphit (TNPP). NPE được sử dụng như chất nhũ hóa trong vật liệu  đóng gói thực phẩm để ngăn chặn sương mù do nước ngưng tụ [1]. Các dạng NPE  thơng thường được sử dụng được tạo ra bằng cách etoxyl hóa 1 mol NP với 4 mol  etylen oxit, trong đó NP có mặt dưới dạng tạp chất, thường là 0,1% NPE­4 (2,7%  trong nhựa PVC). NP là một tạp chất cịn lại của q trình thủy phân axit  trisnonylphenylphosphite (được sử dụng trong bao bì thực phẩm vật liệu bảo vệ  chống lại sự suy giảm của tia UV) [1]. Tổng mức tiếp xúc của người tiêu dùng đối  viNPtthcphmdoNPEư4vTNPPdictvtliunhathcphmóc ctớnhn2àg/kg/ngy[1] ỏnhgiỏrirovcỏcquynh Mtỏnhgiỏriroca4ưtưOPócthchinbiChngtrỡnhccht, Karolinskathitlp[13].Trongmtnghiờncuvncungtrờnchut,LOAEL datrờncỏcbtthnguụitinhtrựngcxỏcnhl20ng/kgthtrng/ngy [79].Hsantonmcnhl100óciuchnhthnh40,cthỳcybi sbinigiacỏcloigiaconngivchutcúỏilcgnktOPthnhER(ì4) vsthayitrongcỏcloivnhy(ì10).TDIcxutl0,5ng/kgth trng/ngy Một đánh giá rủi ro của Đức về tiềm năng estrogen của NP, kết luận rằng khơng có  nguy cơ đối với những người khơng con người nghề nghiệp [124]: Lượng NP hàng  ngày từ 1 kg thực phẩm bị ơ nhiễm do di cư từ nhựa PVC (≤0,1 mg / kg f.wt) [52],  100 g vịt hoặc cá (0,02­0,3 mg / kg f.wt) [40], và 3000 g nước uống (≤0,002 mg / l)  [125, 126], được ước tính dưới 0,16 mg mỗi người. So sánh sự khác biệt về hiệu lực  estrogen của NP với 17β­estradiol (NP khoảng Tác dụng ít hơn 1000 lần) và nồng độ  trong máu được tính tốn ở người (sử dụng dữ liệu từ nghiên cứu động học trên  người [53]), giới hạn an tồn (MOS) được ước tính là 3000. So sánh lượng NP được  tính tốn (0,16 mg / người / ngày) đối với NOAEL chuột là 50 mg / kg [80], hoặc  nồng độ cơ quan được tính tốn là 25 pg / g NP (giả sử phân phối chất béo nhanh  chóng và bỏ qua loại bỏ) với tác dụng của 17­β­estradiol ở 100 ng / g tế bào cho tỷ lệ  lợi nhuận thậm chí cao hơn sự an tồn Cơng nhân sản xuất hoặc sử dụng NP hoặc NP­trung gian có thể có nguy cơ cao bị  lặp lại độc tính liều lượng và ảnh hưởng hệ sinh sản của NP [1]. Sau khi tiếp xúc với  đường hơ hấp trong 8 giờ ở nồng độ NP 0,1 ppm, giả sử 10 m 3 khơng khí hít vào và  100% hấp thụ, a phơi nhiễm hàng ngày cho cơng nhân được ước tính là 0,13 mg / kg  bw. Ở chuột, LOAEL gây độc cho thận được tìm thấy là 15 mg / kg thể trọng / ngày  [103], và NOAEL đối với các tác động sinh sản (chu kỳ động dục chiều dài, ngày mở âm đạo, trọng lượng buồng trứng và số lượng tinh trùng / tinh trùng) là 15 mg / kg bw / ngày [103]. Giả sử sinh khả dụng đường uống là 10%, LOAEL và NOAEL đã  giảm bởi hệ số 10 để so sánh tác động tiếp xúc qua đường hơ hấp hoặc qua da (hấp  thụ 100%). So sánh LOAEL giảm và NOAEL (1,5 mg / kg thể trọng / ngày) với mức  phơi nhiễm ước tính (0,13 mg / kg bw / ngày) MOS là khoảng 10 [1]. Một TDI của  NP đã được báo cáo bởi Viện An tồn và Độc tố Đan Mạch [127]. A LOAEL để tăng tần suất thối hóa ống thận và / hoặc giãn nở trong ba lần nghiên cứu thế hệ trên  chuột là 15 mg / kg thể trọng / ngày [103]. Tổng hệ số an tồn được đặt thành 3000 được thúc đẩy bởi: Con người nhạy cảm hơn động vật (× 10), những cá thể nhạy cảm  nhất cần được bảo vệ (∙ 10), LOAEL được sử dụng và thiếu dữ liệu về chất gây ung  thư và chất độc gen (× 30). Từ dữ liệu trên, TDI được tính là 5000 ng / kg thể trọng /  ngày. Các tác giả cũng cho rằng giá trị giới hạn hiện có đối với phenol trong nước  uống 0,5 µg / l, cung cấp sự bảo vệ thích hợp chống lại các ảnh hưởng xấu đến sức  khỏe của NP ... Trong thời đại công nghiệp ngày phát triển, loại thực phẩm sản xuất công nghiệp ngày nhiều, bao bì dùng cho thực phầm ngày gia tăng Hình Các bao bì nhựa dùng thị trường Hình Các loại đồ gia dụng. .. sức khỏe người thông qua tiểu luận “ Alkylphenol, nonylphenol octylphenol bao bì thực phẩm đồ gia dụng? ?? II Tổng quan alkylphenol, nonylphenol octylphenol Các khái niệm Alkylphenol (AP) nhóm hợp...  yếu làm chất tẩy rửa? ?trong? ?các? ?sản phẩm? ?gia? ?dụng? ?và? ?trong? ?chất tẩy rửa linh kiện điện? ?và? ?bề  mặt cứng? ?trong? ?các? ?ngành cơng nghiệp [1, 8].? ?Các? ?lĩnh vực sử ? ?dụng? ?khác là làm chất thấm  ướt? ?trong? ?sản xuất