Loại mẫu Số lượng mẫu
Cà phê rang vừa Việt Nam 14
Cà phê rang đậm Việt Nam 03
Cà phê rang Đức 05
Cà phê rang Nhật Bản 02
Cà phê hòa tan Việt Nam 06
Cà phê hòa tan Thái Lan 03
Cà phê hòa tan Đức 01
Trà xanh Việt Nam 07
Trà xanh Sri lanka 01
Trà xanh Nhật Bản 01
Trà xanh Thái Lan 01
Trà xanh Trung Quốc 01
Trà ô long Việt Nam 08
Trà ô long Sri lanka 02
Trà ô long Đài Loan 01
Trà đen Việt Nam 04
Trà đen Sri lanka 05
Các mẫu trà và cà phê được thu thập vào tháng 12 năm 2018. Trà và cà phê Việt Nam được mua từ các siêu thị và là những loại được bày bán phổ biến ở thị trường Việt Nam. Hình 3.1 và hình 3.2 thể hiện một số loại mẫu trà và cà phê được sử dụng trong nghiên cứu.
Hình 3.1. Một số mẫu trà được phân tích trong nghiên cứu
3.2. Đánh giá mức độ ơ nhiễm các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam
3.2.1. Hàm lượng các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam
Tổng hàm lượng 15 PAHs trong các mẫu trà nghiên cứu tại Việt Nam được trình bày trong hình 3.3. Tổng hàm lượng 15 PAHs trong các mẫu trà đen dao động từ 244 µg/kg đến 733 µg/kg, trong mẫu trà ơ long dao động từ 35,7 µg/kg đến 227 µg/kg và trong mẫu trà xanh dao động từ 38,1 µg/kg đến 123 µg/kg. Theo đó có thể thấy hàm lượng PAHs trong mẫu trà đen là lớn nhất, tiếp đến là trà ô long và thấp nhất là trà xanh, chênh lệch hàm lượng PAHs giữa các loại trà tương đối lớn. Một vài mẫu có hàm lượng PAHs cao đột biến, ví dụ như mẫu trà đen VBT 02 có hàm lượng PAHs lên đến 733 µg/kg, trong khi đó mẫu trà ơ long VOT 07 có hàm lượng PAHs là 35,7 µg/kg. Tổng hàm lượng PAHs khác nhau trong các loại trà có thể giải thích là do q trình chế biến khác nhau của 3 loại trà. Quy trình chế biến trà đen trải qua các công đoạn là làm héo bằng nhiệt độ khoảng 45 oC trong thời gian dài từ 3 đến 4 giờ, sau đó trải qua q trình lên men tồn phần (gồm 2 giai đoạn kéo dài > 3 giờ) và cuối cùng là sấy. Quá trình làm héo ban đầu phải sử dụng nhiệt từ các nguyên liệu đốt như than, củi có thể là nguyên nhân làm tăng lượng PAHs trong trà đen so với các loại trà khác [37]. Cịn đối với trà ơ long cũng có q tình làm héo ban đầu nhưng trà ô long chỉ làm héo dưới ánh nắng và nhiệt độ chỉ từ 20 oC đến 30 oC, sau đó là q trình lên men, nhưng là q trình lên men một phần và cuối cùng là sấy. Trà xanh là sản phẩm trà khơng có q trình lên men, chỉ gồm các giai đoạn làm héo, diệt men và sấy.
Ba mẫu trà VBT 02, VOT 03 và VGT 06 đều thuộc thương hiệu trà Cozy, tuy nhiên chúng thuộc các loại trà khác nhau, có quy trình chế biến khác nhau do đó hàm lượng PAHs trong các mẫu này chênh lệch khá nhiều. Đặc biệt, mẫu trà xanh VGT 04 và mẫu trà xanh VGT 05 đều thuộc thương hiệu trà Đại Gia, nhưng là hai dòng sản phẩm khác nhau nên mẫu VGT 04 có hàm lượng PAHs là 38,1 µg/kg, trong khi đó, mẫu VGT 05 có hàm lượng là 123 µg/kg.
Hình 3.3. Tổng hàm lượng 15 PAHs được nghiên cứu trong trà (µg/kg) 3.2.2. Đánh giá mức độ ơ nhiễm PAHs trong các mẫu trà Việt Nam
Trong số 15 PAHs đã phân tích, BaP được quan tâm nhất và được xem là chất gây ung thư hàng đầu với chỉ số độc hại lớn nhất là 1. Ngoài ra, để đánh giá tồn diện mức độ ơ nhiễm các hợp chất PAHs trong thực phẩm, Cơ Quan An Toàn thực phẩm Châu Âu EFSA năm 2008 xác định nhóm PAH4 (BaP + CHR + BaA + BbF) là những PAHs tồn tại trong hầu hết các loại thực phẩm và có chỉ số độc hại (TEFs) lớn, tức là có có khả năng gây ung thư, biến đổi gen. Hình 3.4 thể hiện hàm lượng nhóm PAH4 trong 3 loại trà. Trong đó trà đen có hàm lượng PAH4 cao nhất và hàm lượng BaP cao nhất. Trong hình 3.4 đường màu xanh thể hiện ngưỡng cho phép BaP trong thảo được
khô (10,0 g/kg) và đường màu đỏ thể hiện ngưỡng cho phép tổng PAH4 trong thảo
(EFSA). Thấy rằng trong 3 loại trà, trà đen có hàm lượng BaP và PAH4 vượt ngưỡng cho phép. Như vậy trà đen là sản phẩm trà có hàm lượng PAHs cao nhất, đồng thời hàm lượng nhóm PAH4 và hàm lượng BaP cũng cao nhất. Kết quả này phù hợp với các kết quả của các nghiên cứu trước đây [31,39].
Hình 3.4. Hàm lượng nhóm PAH4 trong trà Việt Nam (µg/kg)
Benzo[a]pyrene (BaP) được đặc trưng cho khả năng gây ung thư của các PAHs, với chỉ số độc hại TEF=1 và các PAHs khác tùy theo độ độc mà có giá trị TEF nhỏ hơn 1. Do đó, tổng hàm lượng PAHs được biểu thị qua độ độc tương đương của BaP (TEQ) để minh họa cho tiềm năng độc hại. TEQ được tính bằng tổng giá trị PAHeqi cho các PAH riêng lẻ. Giá trị PAHeqi được tính cho mỗi PAH từ nồng độ của nó trong mẫu (CPAHi) nhân với hệ số độc hại của nó (TEFPAHi). Bảng 3.2 thế hiện chỉ số TEQ của 3 loại trà đen, trà ơ long và trà xanh. Trong đó trà đen vẫn là loại có chỉ số TEQ cao nhất, gấp khoảng 4,5 lần chỉ số TEQ của trà xanh và gấp khoảng 12 lần chỉ số TEQ của trà ô long.
TEQ = ∑(CPAHi x TEFPAHi)
Bảng 3.2. Tổng độ độc tương đương của PAHs trong các mẫu trà (µg/kg)
Thứ
tự PAHs TEF
Độ độc tương đương TEQi (µg/kg) Trà xanh (n=7) Trà ơ long (n=8) Trà đen (n=4) 1 Acn 0,001 0,003 0,006 0,019 2 Acy 0,001 0,001 0,002 0,008 3 Flu 0,001 0,001 0,008 0,027 4 Phe 0,001 0,014 0,028 0,114 5 Ant 0,01 0,050 0,084 0,105 6 Fla 0,001 0,021 0,020 0,072 7 Pyr 0,001 0,016 0,015 0,064 8 BaA 0,1 0,367 0,157 1,283 9 Chr 0,01 0,050 0,027 0,180 10 BbF 0,1 0,317 0,168 1,260 11 BkF 0,1 0,144 0,072 0,627 12 BaP 1 2,289 0,634 10,841 13 DahA 0,1 0,142 0,084 0,571 14 IP 1 - - - 15 BghiP 0,01 0,013 0,005 0,058 Tổng TEQ (µg/kg) 3,428 1,310 15,230
Để đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu trà của Việt Nam, nghiên cứu đã tiến hành thu thập và phân tích các mẫu trà của một số nước khác như: Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan và Sri lanka. Đồng thời thu thập một số số liệu về hàm lượng PAHs trong các loại trà của một số nghiên cứu khác. Kết quả cụ thể được trình bày trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Hàm lượng trung bình nhóm PAH4 trong trà của Việt Nam và một số quốc gia khác (µg/kg)
Loại
trà Quốc gia BaA Chr BbF BaP PAH4 Tài liệu
Việt Nam (n=4) 12,8 18,0 12,6 10,8 54,2 Nghiên cứu này Sri Lanka (n=5) 9,5 13,0 10,5 9,6 42,6 Nghiên cứu này Trà đen Ba Lan 51,53 75,06 41,08 51,13 218,57 [56] Argentina (n=27) 6,5 17,5 6,7 7,7 38,4 [17] Trung Quốc (n=1) 175 241 37,6 39,7 493 [16]
Việt Nam (n=8) 1,6 2,7 1,7 0,6 6,6 Nghiên
cứu này Trà ô Sri Lanka (n=2) 3,6 8,6 3,6 1,5 17,4 Nghiên cứu này long Đài Loan
(n=1) 2,8 3,8 2,8 1,3 10,7
Nghiên cứu này Trung Quốc
(n=1) 4,4 6,0 - 5,1 15,5 [36]
Việt Nam (n=7) 3,7 5,0 3,2 2,3 14,1 Nghiên cứu này
cứu này Trà xanh Trung Quốc (n=1) 13,3 13,2 12,3 11,2 50,0 Nghiên cứu này Thái Lan (n=1) 21,2 22,1 16,4 21,7 81,4 Nghiên cứu này
Sri lanka (n=1) 3,4 4,3 2,8 2,0 12,5 Nghiên
cứu này Argentina
(n=14) 11,5 30,0 11,3 10,5 63,2 [22]
“-“ dưới ngưỡng phát hiện
So sánh hàm lượng nhóm PAH4 trong các sản phẩm trà Việt Nam trong nghiên cứu này với các nghiên cứu về PAHs trong trà của một số quốc gia khác thấy rằng: hàm lượng trung bình PAH4 trong trà Việt Nam hầu như đều thấp hơn so với các nước trên thế giới. Đối với trà đen trong 5 nước Sri Lanka, Ba Lan, Trung Quốc, Argentina và Việt Nam thì hàm lượng trung bình PAH4 trong trà đen Việt Nam chỉ cao hơn trà Sri Lanka và xấp xỉ với hàm lượng trung bình PAH4 trong trà Argentina. Cịn với Trung Quốc và Ba Lan hàm lượng trung bình PAH4 trong trà đen cao hơn nhiều lần trà đen của Việt Nam. Tương tự đối với trà xanh, PAH4 trong trà xanh của Việt Nam chỉ cao hơn hàm lượng trung bình PAH4 trong trà xanh của Nhật Bản và Sri lanka. Đối với trà ơ long, hàm lượng trung bình PAH4 trong loại trà này của Việt Nam cũng có giá trị gần bằng hàm lượng trung bình PAH4 trong trà ơ long của Sri Lanka và thấp hơn hàm lượng trung bình PAH4 trong trà ơ long của Đài Loan và Trung Quốc.
3.2.3. Tỷ lệ phần trăm các hợp chất PAHs trong trà ở Việt Nam
Sự phân bố phần trăm của các nhóm PAHs trong trà xanh, trà ô long và trà đen được trình bày trong hình 3.5. Các hợp chất PAHs có ba vịng thơm trong phân tử (bao gồm: Acy, Ace, Fle, Phe và Ant) chiếm từ 29 % đến 54 %, tiếp đến là nhóm PAHs với bốn vịng thơm (bao gồm: Flu, Pyr, BaA, Chr) chiếm từ 41 % đến 58 % và chỉ chiếm 1 - 9 % với các PAHs có 5 - 6 vịng thơm trong phân tử (bao gồm: BbF, BkF, BaP, BahA, IP, BghiP) (hình 3.5). Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ phần trăm các PAHs trong trà Việt Nam có sự tương đồng với nghiên cứu của nhóm tác giả Lin. D (2005) [36].
Hình 3.5. Tỷ lệ phần trăm PAHs có 3, 4, 5, 6 vịng thơm trong mẫu trà
Dựa trên tỷ số giữa các PAHs (rPAHs) đã được trình bày trong phần 1.1.2, nguồn PAHs trong các mẫu trà khơ ở Việt Nam được dự đốn, kết quả cụ thể được biểu diễn trong hình 3.6. Tỷ số Fla/(Fla + Pyr) của các mẫu trà đen, ô long và trà xanh đều có giá trị lớn hơn 0,5. Tỷ số BaA/(BaA + Chr) của các mẫu trà Việt Nam phần lớn đều lớn hơn 0,2. Do vậy, PAHs có trong các mẫu trà Việt Nam được dự đoán từ nguồn đốt sinh khối và đốt dầu từ động cơ. Hoạt động đốt sinh khối như gỗ, cỏ và than trong quá
trình sản xuất các sản phẩm trà là nguyên nhân chính tạo nên PAHs trong trà. Mặt khác, PAHs có sẵn từ khơng khí xung quanh cũng có thể được lắng đọng trên bề mặt của lá trà.
Hình 3.6. Tỷ số của một số PAHs trong mẫu trà
3.3. Đánh giá mức độ ô nhiễm các hợp chất PAHs trong cà phê Việt Nam
3.3.1. Hàm lượng các hợp chất PAHs trong cà phê Việt Nam
Tổng hàm lượng 15 PAHs trong các mẫu cà phê nghiên cứu tại Việt Nam được trình bày trong hình 3.7. Tổng hàm lượng 15 PAHs trong các mẫu cà phê rang đậm dao động từ 95,7 µg/kg đến 143 µg/kg, trong mẫu cà phê rang vừa dao động từ 3,2 µg/kg đến 127 µg/kg và trong mẫu cà phê hịa tan dao động từ 1,3 µg/kg đến 15 µg/kg. Theo đó có thể thấy hàm lượng PAHs trong mẫu cà phê rang đậm là lớn nhất, tiếp đến là cà phê rang nhạt và thấp nhất là cà phê hòa tan, chênh lệch hàm lượng PAHs giữa các loại cà phê tương đối lớn. Một vài mẫu có hàm lượng PAHs cao đột biến, ví dụ như mẫu VC 15 và VC 04 có hàm lượng PAHs lần lượt là 143 µg/kg và 128 µg/kg. Trong khi đó
mẫu cà phê hịa tan IVC 03 có hàm lượng PAHs là 1,3 µg/kg. Tổng hàm lượng PAHs khác nhau trong các loại cà phê có thể giải thích là do q trình chế biến khác nhau của 3 loại cà phê. Cà phê rang đậm và cà phê rang nhạt đều được chế biến từ hạt cà phê tươi. Quy trình chế biến cà phê rang đậm và cà phê rang nhạt trải qua công đoạn rang ở nhiệt độ từ 220 – 260 oC. Q trình rang có thể kéo dài khoảng 11 phút đối với cà phê rang nhạt và khoảng 14 phút đối với cà phê rang đậm. Còn đối với cà phê hòa tan, nguyên liệu đầu vào là bột cà phê rang, bột cà phê này có thể chứa nhiều PAHs do q trình rang trước đó. Tuy nhiên, trải qua q trình trích ly bằng nước, hàm lượng PAHs có trong cà phê hòa tan sẽ bị giảm bớt, bởi PAHs là các hợp chất ít tan trong nước.
Hai mẫu cà phê VC 05 và VC 16 đều thuộc thương hiệu cà phê Highland, tuy nhiên mẫu VC 05 là cà phê rang nhạt có thời gian rang ít hơn mẫu VC 16 là cà phê rang đậm, do vậy hàm lượng PAHs trong mẫu VC 16 cao hơn hẳn mẫu VC 05. Tương tự, mẫu VC 11 và mẫu VC 17 đều thuộc thương hiệu cà phê Phúc Long, nhưng mẫu VC 11 có hàm lượng là 8,1 µg/kg, trong khi đó mẫu VC 17 có hàm lượng là 95,7 µg/kg. Đặc biệt, mẫu cà phê hòa tan IVC 01 và IVC 02 đều thuộc thương hiệu cà phê TNI, nhưng là hai dịng sản phẩm khác nhau. Hai mẫu này có hàm lượng PAHs chênh lệch không đáng kể, hai mẫu IVC 01 và IVC 02 có hàm lượng lần lượt là 3,8 µg/kg và 4,8 µg/kg.
Hình 3.7. Tổng hàm lượng 15 PAHs được nghiên cứu trong cà phê3.3.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam 3.3.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam
Tương tự như đối với trà, nhóm PAH4 trong cà phê Việt Nam cũng được dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong cà phê. Hình 3.8 trình bày hàm lượng PAH4 trong các loại cà phê Việt Nam. Có thể nhận thấy hàm lượng nhóm PAH4 trong cà phê rang đậm là cao nhất, tiếp đến là cà phê rang vừa. Đặc biệt, trong cà phê hịa tan khơng phát hiện thấy sự có mặt của nhóm PAH4. Hàm lượng BaP và PAH4 trong các mẫu cà phê Việt Nam đều thấp hơn nhiều lần so với hàm lượng tối đa cho phép của EFSA quy định.
Hình 3.8. Hàm lượng nhóm PAH4 trong cà phê Việt Nam (µg/kg)
Tổng độ độc tương đương của PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam được trình bày trong bảng 3.4. Trong 3 loại cà phê được nghiên cứu, cà phê rang đậm vẫn là loại có chỉ số TEQ cao nhất với giá trị là 0,58, tiếp đến là cà phê rang vừa với giá trị là 0,428 và thấp nhất là cà phê hòa tan với giá trị là 0,013.
Bảng 3.4. Tổng độ độc tương đương của PAHs trong các mẫu cà phê Việt Nam (µg/kg)
Thứ
tự PAHs TEF
Độ độc tương đương TEQi (µg/kg) Rang đậm (n=3) Rang vừa (n=14) Hòa tan (n=6) 1 Acy 0,001 0,010 0,005 - 2 Ace 0,001 0,003 0,001 - 3 Flu 0,001 0,017 0,005 0,001 4 Phe 0,001 0,048 0,022 0,002
5 Ant 0,01 0,031 0,027 0,004 6 Fla 0,001 0,015 0,007 0,001 7 Pyr 0,001 0,014 0,007 0,002 8 BaA 0,1 0,085 0,075 - 9 Chr 0,01 0,016 0,011 0,002 10 BbF 0,1 0,063 0,024 - 11 BkF 0,1 0,016 0,012 - 12 BaP 1 0,242 0,227 - 13 IcdP 0,1 0,020 0,005 - 14 DahA 1 - - - 15 BghiP 0,01 - - - Tổng TEQ (µg/kg) 0,580 0,428 0,013
“-“ dưới ngưỡng phát hiện
Tương tự như đối với mẫu trà, để đánh giá mức độ ô nhiễm PAHs trong các mẫu cà phê của Việt Nam, nghiên cứu có tiến hành thu thập và phân tích các mẫu cà phê từ một số quốc gia như Đức, Nhật Bản, Thái Lan. So sánh hàm lượng nhóm PAH4 trong các sản phẩm cà phê Việt Nam với sản phẩm cà phê của một số nước khác trong nghiên cứu này thấy rằng: hàm lượng PAH4 trong cà phê Việt Nam hầu như đều thấp hơn so với các nước trên thế giới. Đối với cà phê rang trong 3 nước Đức, Nhật Bản và Việt Nam thì hàm lượng PAH4 trong cà phê rang Việt Nam thấp hơn cà phê rang Đức và Nhật Bản. Tuy nhiên, đối với cà phê hòa tan PAH4 trong cà phê hòa tan của Việt Nam cao hơn hàm lượng PAH4 trong cà phê hòa tan của Đức và thấp hơn cà phê hòa tan của