chư hâp thu trong moơt dại bước sóng duy nhât. Đaịc đieơm này thường được ứng dúng đeơ định tính phađn tử PAHs. Haău hêt các phađn tử PAHs đeău có đaịc tính phát huỳnh quang và tính bán dăn.
Đoơ tan: Các phađn tử PAHs thường trơ veă maịt hóa hĩc ở nhieơt đoơ thường chúng toăn tái ở dáng raĩn, khạ naíng hòa tan trong nước rât thâp và áp suât bay hơi thâp, như đôi với phađn tử BaP có đoơ tan trong nước là 0.0038 mg/l và áp suât bay hơi là 5.0 x 10-7 torr và heơ sô tư leơ phađn tách giữa octanol và nước cao (6.04) neđn có theơ nói là BaP haău như khođng tan trong nước. Khi khôi lượng phađn tử (hay sô vòng thơm) càng taíng thì đoơ hòa tan và áp suât bay hơi càng giạm, tính kị nước càng taíng. Do tính chât tan ít trong nước mà PAHs toăn tái trong mođi trường như là moơt chât gađy ođ nhieêm mođi trường. Nhưng chúng lái tan nhieău trong daău mỡ và beăn hóa hĩc, do đó chúng được tìm thây ở nhieău lối daău tinh luyeơn khác nhau tređn toàn thê giới.
Tính chât thơm: maịc dù PAHs là những hợp chât thơm nhưng mùi thơm đaịc trưng
thì khác nhau ở moêi đốn vòng thơm. Theo thuyêt Clar (laơp bởi Clar naím 1964) tính chât thơm này chịu ạnh hưởng cụa sô và vị trí các vòng thơm mà có câu táo giông vòng benzene.
Hình 4.4: Phađn lối các hợp chât PAHs theo thuyêt câu trúc Clar Phađ n tử
phenanthrene có câu trúc Clar là 1A với hai vòng thơm naỉm beđn ngoài veă hai phía thì có tính thơm mánh hơn phađn tử có câu trúc Clar là 1B chư có moơt vòng thơm naỉm ở vị trí trung tađm cụa phađn tử. Ngược lái phađn tử anthracene 2A có moơt vòng thơm naỉm ở vị trí trung tađm lái có tính thơm mánh hơn phađn tử có câu trúc 2B có vòng thơm naỉm beđn ngoài. Đôi với phađn tử chrysene câu trúc 4C lái có tính thơm mánh hơn hai phađn tử còn lái do có hai vòng thơm naỉm beđn ngoài veă hai phía cụa phađn tử.
Sự khác nhau veă sô vòng thơm còn dăn đên sự khác nhau veă khạ naíng hâp thu quang phoơ tử ngối: phađn tử Phenanthrene có đoơ hâp thu mánh nhât ở bước sóng 290 nm trong khi phađn tử anthracene có đoơ hâp thu mánh nhât ở bước sóng 380 nm[127].
Bạng 4.2: Tóm taĩt tính chât cụa moơt sô PAHs [4] Teđn PAHs Sô vòng Nhieơt đoơ
nóng chạy (0C)
Nhieơt đoơ sođi (0C)
Đoơ tan trong nước (mg/l)
Aùp suât bay hơi (torr) ở 200C Phenanthrene 3 101 340 1.29 6.8 x 10-4 Anthracene 3 216 340 0.07 2.0 x 10-4 Fluoranthene 4 111 250 0.26 6.0 x 10-6 Benz[a]anthracene 4 158 400 0.014 5.0 x 10-9 Pyrene 4 149 360 0.14 6.8 x 10-7 Chrysene 4 255 488 0.002 6.3 x 10-7 Benzo[a]pyrrene (BaP) 5 179 496 0.0038 5.0 x 10-7 Dibenz[a,h]anthracene 5 262 524 0.005 1.0x 10-10 Trang 101
Benzo[g,h,a]perylene
6 222 0.0003 1.0x 10-10
Indeno[1,2,3c,d]pyrene
. 6 163 536 0.062 1.0x 10-10
4.2. Nguoăn gôc:
Các phađn tử PAHs được táo thành từ quá trình đôt cháy khođng hoàn toàn cụa các lối nhieđn lieơu có chứa carbon như là goê, daău mỏ, daău diesel, chađt béo, haĩc ín, rác thại và các hợp chât hữu cơ khác.
Chúng được tìm thây nhieău trong đât và các traăm tích, moơt ít trong nước và khođng khí. Những lối daău thođ tự nhieđn và các mỏ daău cũng chứa moơt lượng lớn PAHs. Nó cũng được tìm thây ở các vì sao, các sao choơi, thieđn thách ...và được xem là moơt trong những nguyeđn tô cơ bạn xuât hieơn sớm nhât từ khi có sự sông [127].
Trong thực phaơm: Các con đường chính đeơ PAHs toăn tái trong thực phaơm: thực phaơm bị nhieêm baơn bởi PAHs toăn tái trong mođi trường (khođng khí, đât và nước) hoaịc PAHs có theơ thađm nhaơp leđn nguyeđn lieơu và toăn tái trong thực phaơm nêu quá trình chê biên khođng lối hêt. Con đường thứ hai là PAHs được táo ra trong moơt sô các quá trình chê biên như: sây khođ (baỉng khói lò) hoaịc xođng khói, nướng, quay, chieđn ... trong khi đó các quá trình chê biên baỉng hơi nước táo hàm lượng PAHs thâp. Ngoài ra PAHs cũng được tìm thây trong các sạn phaơm được boơ sung hương khói bị nhieêm baơn hoaịc do bị nhieêm từ bao bì vào thực phaơm [53].
Ở các sạn phaơm xođng khói: Khói từ goê chứa hơn 100 lối PAHs và các dăn xuât cụa chúng, haău hêt là chât có đoơc tính. Trong đó thì benzo(a)pyrene (BaP) được tìm thây là có hàm lượng cao nhât và có đoơc tính mánh nhât, còn toơng hàm lượng PAHs thì gâp khoạng 5 – 10 laăn hàm lượng BaP [6].
Bạng 4.3: Hàm lượng 3,4 – benzpyrene ở các sạn phaơm xođng khói [51] Teđn thực phaơm xođng khói Hàm lượng PAHs
(ppb) trung bình Sô lượng PAHsphát hieơn được
Hamburger 0.02 – 0.67 11 Xúc xích 0.2 – 0.9 14 Thịt muôi 1.6 – 4.6 Cá trích xođng khói 0.6 – 6.3 Cá trích xođng khói lánh 0 – 0.19 Xúc xích nhỏ được bao
baỉng màng bao đoơng vaơt
1 – 6 4
Xúc xích nhỏ được bao baỉng màng bao cellulose
13.0 4
Thịt cừu non(chê biên quy mođ gia đình)
23 8
Thịt cừu 1.0 8
và hàm lượng thâp ở cá và các dăn xuât cụa daău mỡ như bơ (0.06(g BaP/kg sạn phaơm) do trong quá trình sây khođ hát daău baỉng khói lò, ở boơt mì (0.1(g BaP/kg sạn phaơm) nhưng ở bánh mì nướng có theơ leđn đên 2.2(g BaP/kg sạn phaơm.
Tuy nhieđn theo nghieđn cứu thì ngũ côc và rau (bị nhieêm PAHs từ mođi
trường) mới là nguoăn chụ yêu trong toơng lượng PAHs đưa vào cơ theơ người qua thực phaơm (chiêm 27 – 35%) do hàm lượng tieđu thú lớn hơn nhieău so với các lượng lối thực phaơm thịt quay, nướng [25].
Dưới đađy là bạng hàm lượng BaP moơt chât tieđu bieơu thuođïc nhóm PAHs trong các lối thực phaơm khác nhau [79]:
Bạng 4.4: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm thịt bò Teđn thực phaơm Phương pháp chê biên Hàm lượng BaP (ng/g)
Hamburger Nướng lò 0.01 Chieđn áp chạo 0.01 Nướng lò than 0.09 Bò bít têch Nướng lò 0.01 Chieđn áp chạo 0.01 Nướng lò than 4.15 Thịt bò haăm Ninh nhừ 0.02 Bò Rođ ti 0.01
Bạng 4.5: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm thịt gà và thụy sạn Teđn thực phaơm Phương pháp chê biên Hàm lượng BaP (ng/g)
Các sạn phaơm từ thịt gà Gà nguyeđn con (còn da và xương) Nướng lò 0.08 Chieđn áp chạo 0.12 Nướng lò than 4.57 Rođ ti 0.01 Ninh nhừ 0.01 Gà đã lối da Nướng lò 0.12 Chieđn áp chạo 0.1 Nướng lò than 0.39 Các sạn phaơm thụy sạn Cua Hâp 0.01 Cá pecca Nướng lò 0.19 Chieđn áp chạo 0.15 Nướng lò than 0.15 Cá Xođng khói 0.01 Cá ngừ Đóng hoơp 0.01
Bạng 4.6: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm thịt heo Teđn thực phaơm Phương pháp chê biên Hàm lượng BaP (ng/g)
Thịt muôi Nướng lò Khođng xác định
Chieđn áp chạo 0.01
Nâu baỉng microvawe 0.01
Xúc xích Leđn men 0.01
Hamburger Nướng lò Khođng xác định
Chieđn áp chạo 0.01 Xođng khói 0.13 Xúc xích hot– dog Nướng lò 0.01 Chieđn áp chạo 0.02 Nướng lò than 0.01
Bạng 4.7: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm từ sữa, chât béo Teđn thực phaơm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bơ Khođng xác định
Pho mai Mỹ Khođng xác định
Daău baĩp Khođng xác định
Daău thực vaơt 0.02
Margarine 0.12
Maysonnaise 0.03
Sữa nguyeđn kem 0.02
Kem 0.16
Yogurt 0.18
Bạng 4.8: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm bánh mì, snack, ngũ côc
Teđn thực phaơm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bánh biscuits 0.13
Bánh nướng xôp nhađn taĩc 0.03
Bánh mì traĩng 0.1
Chip từ baĩp 0.06
Chip khoai tađy 0.04
Boơt yên mách khođ 0.17
Boơt yên mách 0.18
Gáo 0.12
Bạng 4.9: Hàm lượng BaP ở nhóm các sạn phaơm kéo và thức aín tráng mieơng Teđn thực phaơm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bánh ngĩt 0.11
Bánh ngĩt nhađn kem 0.02
Bánh ngĩt nhađn trái cađy 0.47
Kéo sođ cođ la 0.18
Kéo khác 0.23
Kéo dẹo 0.01
Bạng 4.10: Hàm lượng BaP ở nhóm các lối rau, quạ Teđn thực phaơm Hàm lượng BaP (ng/g)
Táo/leđ 0.10 Chuôi 0.16 Dưa hâu đỏ 0.01 Dađu tađy 0.01 Bưởi 0.02 Cam 0.16 Đào 0.17 Baĩp đóng hoơp 0.17
Đaơu xanh đóng hoơp 0.14
Cà rôt 0.15 Cại xoaín 0.15 Khoai tađy 0.17 Cà chua 0.19 Cụ cại traĩng 0.10 Súp lơ 0.12
Ghi chú: Giới hán phát hieơn BaP ở tât cạ các thực phaơm tređn là 0.005 ppb
4.3. Tác hái:
4.3.1. Phađn lối theo đoơc tính cụa PAHs:
Thuaơt ngữ PAHs chư moơt nhóm khoạng 250 hợp chât. Moơt vài trong sô đó được thây là có gađy ung thư ở đoơng vaơt và cũng có theơ gađy ung thư ở người nêu dùng ở lieău lớn. Hieơp hoơi nghieđn cứu khạ naíng gađy ung thư cụa các hóa chât trong thực phaơm (COC – Committee on Carcinogenicity of Chemicals in food) đã phađn lối các hợp chât PAHs dựa vào mức đoơ đoơc hái cụa chúng như sau [83]:
Nhóm A: Có khạ naíng gađy ung thư cho người rât cao, goăm: Benzo(a)pyrene (BaP), benz(a)anthracene (BaA) và dibenz(ah) anthracene (DBahA).
Nhóm B: Có khạ naíng gađy ung thư cho người, nhưng thođng tin chưa đaăy đụ và cơ chê gađy đoơc văn chưa được nghieđn cứu rõ ràng, goăm: Anthanthrene (Anth), benzo(b)fluoranthene (BbFI), benzo(k)fluoranthene (BkFI), benzo(b)naphtha(2,1 – d)thiophene (BNT), benzo(ghi)perylene (BghiPI), chrysene (Chry),
cyclopenta(c,d)pyrene (IP).
Nhóm D: Thođng tin chưa đụ đeơ kêt luaơn veă đoơc tính cụa chúng, goăm: acenaphthylene (Acnl), acenaphthene (Acn), fluorine (F) và benzo(e)pyrene (BeP).
Nhóm E: Khođng có giạ thiêt là có theơ gađy ung thư, goăm: phenanthrene (Ph), Trang 105
anthracene (A), fluoranthene (FI) và pyrene (P).
Trong khói goê (dùng đeơ hun khói thực phaơm) có chứa moơt lượng lớn các chât PAHs (ít nhât là 61 lối), chúng có khôi lượng phađn tử dao đoơng trong khoạng roơng từ 115 Da đên 302 Da. Trong đó có khoạng 15 lối PAHs được xem là có baỉng chứng rõ ràng là gađy đoơc đôi với cơ theơ đoơng vaơt. Do đó chúng được xem là có theơ gađy đoơc đôi với con người.
Đoơc tính cụa các PAHs phú thuoơc vào câu trúc phađn tử cụa chúng. Những phađn tử PAHs nhé (có khôi lượng phađn tử nhỏ hơn 216 Da) được coi là khođng có đoơc tính đôi với con người. Và những phađn tử PAHs naịng hơn có khôi lượng phađn tử lớn hơn 216 Da có khạ naíng gay đoơc đôi với con người trong đó chât có đoơc tính mánh nhât là BaP (khôi lượng phađn tử khoạng 252 Da) [6].
Theo moơt sô nghieđn cứu, các hợp chât PAH có theơ phạn ứng với moơt sô enzyme như Aryl hydrocarbon hydroxylase đeơ táo thành các dăn xuât PAH dihydrodiol. Dăn xuât này có theơ táo lieđn kêt đoăng hóa trị với protein và các acid nucleic, từ đó gađy đoơt biên gene và ung thư [51].
Bạng 4.11: Các hợp chât PAH có khạ naíng ạnh hưởng đên câu trúc gene và gađy ung thư [17] Benz[a]anthracene Benzo[a]pyrene Dibenzo[ah]pyrene
Benzo[b]fluoranthene Chrysene Dibenzo[ai]pyrene
Benzo[j]fluoranthene Cyclopenta[cd]pyrene Dibenzo[al]pyrene Benzo[k]fluoranthene Dibenzo[ah]anthracene Indeno[1,2,3-cd] pyrene Benzo[ghi]perylene Dibenzo[ae]pyrene 5-Methylchryzene
4.3.2. Đoơc tính và cơ chê hình thành đoơc tô:
Trong nhóm các phađn tử PAHs thì BaP có đoơc tính mánh nhât và được nghieđn cứu nhieău nhât. Quá trình trao đoơi chât cụa BaP trong cơ theơ như sau:
BaP sẽ được hâp thú vào cơ theơ baỉng nhieău con đường như: hâp thú vào dá dày sau khi aín thức aín có chứa nó hoaịc nó cũng được hâp thú thođng qua da, qua con đường hít baỉng mũi, qua tieđm vào máu ... Sau khi được hâp thú chúng sẽ được phađn phôi đi khaĩp cơ theơ, keơ cạ các cơ quan não boơ, taơp trung nhieău ở những cơ quan giàu lipid vì PAHs có tính chât ưa béo và tái đađy dieên ra quá trình biên dưỡng BaP.
Quá trình biên dưỡng BaP là moơt quá trình phức táp phú phuoơc vào khôi lượng phađn tử, tính ưa béo cụa phađn tử và hàm lượng chât béo có trong thực phaơm. Cơ chê này baĩt đaău baỉng phạn ứng oxy hóa các vòng thơm cụa PAHs được xúc tác bởi hĩ enzyme CYP1, CYP2, CYP3 táo ra các sạn phaơm trao đoơi chât baơc 1 goăm: epoxides, phenols, và dihydrodiols. Các sạn phaơm trao đoơi chât baơc 1 sau đó kêt hợp với các chât như glutathione, sulfate, hoaịc acid glucuronic táo thành các sạn phaơm baơc hai như: diol epoxides, tetrahydrotetrols, và phenol epoxides.
Quá trình oxy hóa này táo ra những cơ chât baơc hai phađn cực hơn và cũng tan nhieău trong nước hơn so với các hợp chât PAHs ban đaău, đaịc bieơt chúng có tính ái đieơn tử, có theơ kêt hợp với các acid nucleic và các protein. Do đó các cơ chât hốt đoơng này có theơ kêt hợp với các phađn tử DNA đaịc bieơt là nhóm amino cụa guanine và adenine. Tuy nhieđn chư moơt phaăn nhỏ các cơ chât này được giữ lái trong cơ theơ còn haău hêt được thại ra ngoài qua đường nước tieơu và phađn [83].
Lieđ n kêt beăn giữa các cơ chât ái đieơn tử cụa PAHs với các phađn tử DNA xạy ra ở vị trí N2 cụa phađn tử desoxyguanosine táo thành các chuoêi xoaĩn kép đoăng hóa trị, và các DNA đã biên dị này sẽ trở thành những tieăn thađn cụa những tê bào gađy ung thư. Cú theơ khi thí nghieơm tređn đoơng vaơt cho kêt quạ như sau: BaP táo ra những khôi u ung thư ở dá dày, gan, phoơi, và tuyên vú ở chuoơt và thỏ. Dibenz [a,h] anthracene và benz[a]anthracene cũng táo ra những khôi u ung thư ở dá dày, gan và phoơi ở chuoơt [122].
Bạng 4.12: Aûnh hưởng cụa Benzo[a]pyrene khi thí nghieơm tređn đoơng vaơt ở nhieău con đường hâp thu khác nhau [100]
Lối đoơng vaơt Con đường hâp thú Tác hái
Chuoơt AÍn (mieơng) Khôi u ở dá dày và phoơi
Chuoơt, thỏ Hít (mũi) Ung thư da, ung thư vạy ở phoơi Chuoơt Truyeăn trực tiêp vào khí quạn Ung thư phoơi, ung thư khí quạn Chuoơt, thỏ Tieđm dưới da Saccođm cúc boơ, vieđm gan và phoơi
Chuoơt Tieđm vào tĩnh mách Ung thư vú
Chuoơt Cây vào cuông phoơi Ung thư cúc boơ
Hieơn đađy văn chưa có moơt nghieđn cứu dịch teê hĩc tređn người chứng minh khạ naíng gađy ung thư cụa BaP và nhóm PAHs nói chung. Nhưng từ những kêt quạ thu được khi nghieđn cứu tređn đoơng vaơt cho phép ngối suy khạ naíng gađy ung thư cụa BaP. Những khuyên cáo này dựa tređn moơt sô các giạ định sau:
Ung thư được giạ định là khođng thuaơn nghịch và lieđn quan đên moơt sô các giai đốn sinh hĩc.
Tôc đoơ phạn ứng sinh hĩc cụa moêi giai đốn thay đoơi tuyên tính theo lượng BaP tieđu thú.
Tư leơ maĩc phại ung thư khi tieđu thú BaP taíng theo tuoơi và tùy theo tieăn sử beơnh cụa gia đình.
Dieơn tích beă maịt tư leơ thuaơn với trĩng lượng cơ theơ do đó lượng BaP được hâp thú qua đường hít thở (hođ hâp) giữa người và chuoơt là giông nhau.
Dựa tređn những khuyên cáo này và baỉng chứng veă khạ naíng gađy ung thư cụa BaP ở chuoơt và chuoơt hang, khuyên cáo lượng BaP (như là moơt chât tieđu bieơu cụa nhóm PAHs) có theơ tieđu thú haỉng ngày (ADI) là 4 – 10 ng /kg theơ trĩng/ngày [83].
4.4. Cơ chê hình thành PAHs:
4.4.1. Sự đôt cháy khođng hoàn toàn nhieđn lieơu:
Theo nghieđn cứu sự táo thành PAHs là do sự đôt cháy khođng hoàn toàn (trong Trang 107
Hình 4.5: Câu trúc phađn tử cụa lieđn kêt giữa DNA với BaP ở vị trí C8 và N7 cụa guanine và N7 cụa adenine
đieău kieơn thiêu oxy) các lối nhieđn lieơu có chứa carbon (goê mun, mùn cưa) trong quá trình hun khói thực phaơm. PAHs sinh ra sẽ theo khói và được hâp thú tređn beă maịt thịt.
Cơ chê: Đaău tieđn là sự phađn hụy cụa các hợp chât deê bay hơi trong khói dưới đieău kieơn nhieơt phađn đã táo ra các gôc methylene và hydrogen. Các gôc methylene tham gia phạn ứng nhị trùng hợp táo thành ethylene và sau đó các ethylene tiêp túc phạn ứng đoăng trùng hợp, đóng vòng và khử hydrogene theo con đường tređn hình minh hĩa dăn đên sự táo thành các hợp chât PAHs. Giạ thuyêt này được chứng minh thođng qua sự nhieơt phađn cụa các hợp chât trung gian a,b,c,d và e đeơ táo thành hợp chât BaP.
Hình 4.6: Cơ chê táo thành BaP
Các hợp chât PAHs khác được táo thành do sự duoêi mách, sự kêt hợp tređn các gôc cụa phađn tử naphthalene và cuôi cùng là sự đóng vòng và sự khử hydrogene [51].
Hình 4.7: sự táo thành các hợp chât PAHs có nhieău vòng thơm từ naphthalene
4.4.2. Đôi với các sạn phaơm chieđn:
Đôi với các thực phaơm chê biên trực tiêp tređn ngĩn lửa ở nhieơt đoơ cao: PAHs