Hamburger Nướng lò 0.01 Chiên áp chảo 0.01 Nướng lò than 0.09 Bò bít tếch Nướng lò 0.01 Chiên áp chảo 0.01 Nướng lò than 4.15 Thịt bò hầm Ninh nhừ 0.02 Bò Rô ti 0.01
Bảng 4.5: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm thịt gà và thủy sản Tên thực phẩm Phương pháp chế biến Hàm lượng BaP (ng/g)
Các sản phẩm từ thịt gà Gà nguyên con (còn da và xương) Nướng lò 0.08 Chiên áp chảo 0.12 Nướng lò than 4.57 Rô ti 0.01 Ninh nhừ 0.01 Gà đã loại da Nướng lò 0.12 Chiên áp chảo 0.1 Nướng lò than 0.39 Các sản phẩm thủy sản Cua Hấp 0.01 Cá pecca Nướng lò 0.19 Chiên áp chảo 0.15 Nướng lò than 0.15 Cá Xông khói 0.01 Cá ngừ Đóng hộp 0.01
Bảng 4.6: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm thịt heo Tên thực phẩm Phương pháp chế biến Hàm lượng BaP (ng/g)
Thịt muối Nướng lò Không xác định
Nấu bằng microvawe 0.01
Xúc xích Lên men 0.01
Hamburger Nướng lò Không xác định
Chiên áp chảo 0.01
Xông khói 0.13
Xúc xích hot–dog Nướng lò 0.01
Chiên áp chảo 0.02
Nướng lò than 0.01
Bảng 4.7: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm từ sữa, chất béo Tên thực phẩm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bơ Không xác định
Pho mai Mỹ Không xác định
Dầu bắp Không xác định
Dầu thực vật 0.02
Margarine 0.12
Maysonnaise 0.03
Sữa nguyên kem 0.02
Kem 0.16
Yogurt 0.18
Bảng 4.8: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm bánh mì, snack, ngũ cốc Tên thực phẩm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bánh biscuits 0.13
Bánh nướng xốp nhân tắc 0.03
Bánh mì trắng 0.1
Chip từ bắp 0.06
Chip khoai tây 0.04
Bột yến mạch khô 0.17
Bột yến mạch 0.18 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Gạo 0.12
Bảng 4.9: Hàm lượng BaP ở nhóm các sản phẩm kẹo và thức ăn tráng miệng Tên thực phẩm Hàm lượng BaP (ng/g)
Bánh ngọt 0.11
Bánh ngọt nhân kem 0.02
Bánh ngọt nhân trái cây 0.47
Kẹo sô cô la 0.18
Kẹo khác 0.23
Kẹo dẻo 0.01
Đường 0.15
Bảng 4.10: Hàm lượng BaP ở nhóm các loại rau, quả Tên thực phẩm Hàm lượng BaP (ng/g)
Táo/lê 0.10 Chuối 0.16 Dưa hấu đỏ 0.01 Dâu tây 0.01 Bưởi 0.02 Cam 0.16 Đào 0.17 Bắp đóng hộp 0.17 Đậu xanh đóng hộp 0.14 Cà rốt 0.15 Cải xoăn 0.15 Khoai tây 0.17 Cà chua 0.19 Củ cải trắng 0.10 Súp lơ 0.12
Ghi chú: Giới hạn phát hiện BaP ở tất cả các thực phẩm trên là 0.005 ppb
4.3. Tác hại:
4.3.1.Phân loại theo độc tính của PAHs:
Thuật ngữ PAHs chỉ một nhóm khoảng 250 hợp chất. Một vài trong số đó được thấy là có gây ung thư ở động vật và cũng có thể gây ung thư ở người nếu dùng ở liều lớn. Hiệp hội nghiên cứu khả năng gây ung thư của các hóa chất trong thực phẩm (COC –
Committee on Carcinogenicity of Chemicals in food) đã phân loại các hợp chất PAHs dựa vào mức độ độc hại của chúng như sau [83]:
Nhóm A: Có khả năng gây ung thư cho người rất cao, gồm: Benzo(a)pyrene (BaP), benz(a)anthracene (BaA) và dibenz(ah) anthracene (DBahA).
Nhóm B: Có khả năng gây ung thư cho người, nhưng thông tin chưa đầy đủ và cơ chế gây độc vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng, gồm: 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: Thông tin chưa đủ để kết luận về độc tính của chúng, gồm: acenaphthylene (Acnl), acenaphthene (Acn), fluorine (F) và benzo(e)pyrene (BeP).
Nhóm E: Không có giả thiết là có thể gây ung thư, gồm: phenanthrene (Ph), anthracene (A), fluoranthene (FI) và pyrene (P).
Trong khói gỗ (dùng để hun khói thực phẩm) có chứa một lượng lớn các chất PAHs (ít nhất là 61 loại), chúng có khối lượng phân tử dao động trong khoảng rộng từ 115 Da đến 302 Da. Trong đó có khoảng 15 loại PAHs được xem là có bằng chứng rõ ràng là gây độc đối với cơ thể động vật. Do đó chúng được xem là có thể gây độc đối với con người.
Độc tính của các PAHs phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chúng. Những phân tử PAHs nhẹ (có khối lượng phân tử nhỏ hơn 216 Da) được coi là không có độc tính đối với con người. Và những phân tử PAHs nặng hơn có khối lượng phân tử lớn hơn 216 Da có khả năng gay độc đối với con người trong đó chất có độc tính mạnh nhất là BaP (khối lượng phân tử khoảng 252 Da) [6].
Theo một số nghiên cứu, các hợp chất PAH có thể phản ứng với một số enzyme như Aryl hydrocarbon hydroxylase để tạo thành các dẫn xuất PAH dihydrodiol. Dẫn xuất này có thể tạo liên kết đồng hóa trị với protein và các acid nucleic, từ đó gây đột biến gene và ung thư [51].
Bảng 4.11: Các hợp chất PAH có khả năng ảnh hưởng đến cấu trúc gene và gây 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.Độc tính và cơ chế hình thành độc tố:
Trong nhóm các phân tử PAHs thì BaP có độc tính mạnh nhất và được nghiên cứu nhiều nhất. Quá trình trao đổi chất của BaP trong cơ thể như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BaP sẽ được hấp thụ vào cơ thể bằng nhiều con đường như: hấp thụ vào dạ dày sau khi ăn thức ăn có chứa nó hoặc nó cũng được hấp thụ thông qua da, qua con đường hít bằng mũi, qua tiêm vào máu ... Sau khi được hấp thụ chúng sẽ được phân phối đi khắp cơ thể, kể cả các cơ quan não bộ, tập trung nhiều ở những cơ quan giàu lipid vì PAHs có tính chất ưa béo và tại đây diễn ra quá trình biến dưỡng BaP.
Quá trình biến dưỡng BaP là một quá trình phức tạp phụ phuộc vào khối lượng phân tử, tính ưa béo của phân tử và hàm lượng chất béo có trong thực phẩm. Cơ chế này bắt đầu bằng phản ứng oxy hóa các vòng thơm của PAHs được xúc tác bởi họ enzyme CYP1, CYP2, CYP3 tạo ra các sản phẩm trao đổi chất bậc 1 gồm: epoxides, phenols, và dihydrodiols. Các sản phẩm trao đổi chất bậc 1 sau đó kết hợp với các chất như glutathione, sulfate, hoặc acid glucuronic tạo thành các sản phẩm bậc hai như: diol epoxides, tetrahydrotetrols, và phenol epoxides.
Quá trình oxy hóa này tạo ra những cơ chất bậc hai phân cực hơn và cũng tan nhiều trong nước hơn so với các hợp chất PAHs ban đầu, đặc biệt chúng có tính ái điện tử, có thể kết hợp với các acid nucleic và các protein. Do đó các cơ chất hoạt động này có thể kết hợp với các phân tử DNA đặc biệt là nhóm amino của guanine và adenine. Tuy nhiên chỉ một phần nhỏ các cơ chất này được giữ lại trong cơ thể còn hầu hết được thải ra ngoài qua đường nước tiểu và phân [83].
Liên kết bền giữa các cơ chất ái điện tử của PAHs với các phân tử DNA xảy ra ở vị trí N2 của phân tử desoxyguanosine tạo thành các chuỗi xoắn kép đồng hóa trị, và các DNA đã biến dị này sẽ trở thành những tiền thân của những tế bào gây ung thư. Cụ thể khi thí nghiệm trên động vật cho kết quả như sau: BaP tạo ra những khối u ung thư ở dạ dày, gan, phổi, và tuyến vú ở chuột và thỏ. Dibenz [a,h] anthracene và
benz[a]anthracene cũng tạo ra những khối u ung thư ở dạ dày, gan và phổi ở chuột [122].
Bảng 4.12: Anh hưởng của Benzo[a]pyrene khi thí nghiệm trên động vật ở nhiều con đường hấp thu khác nhau [100]
Loại động vật Con đường hấp thụ Tác hại
Chuột Ăn (miệng) Khối u ở dạ dày và phổi
Chuột, thỏ Hít (mũi) Ung thư da, ung thư vảy ở phổi
Chuột Truyền trực tiếp vào khí quản Ung thư phổi, ung thư khí quản Chuột, thỏ Tiêm dưới da Saccôm cục bộ, viêm gan và phổi
Chuột Tiêm vào tĩnh mạch Ung thư vú
Chuột Cấy vào cuống phổi Ung thư cục bộ
Hiện đây vẫn chưa có một nghiên cứu dịch tễ học trên người chứng minh khả năng gây ung thư của BaP và nhóm PAHs nói chung. Nhưng từ những kết quả thu được khi nghiên cứu trên động vật cho phép ngoại suy khả năng gây ung thư của BaP. Những khuyến cáo này dựa trên một số các giả định sau:
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
Ung thư được giả định là không thuận nghịch và liên quan đến một số các giai đoạn sinh học.
Tốc độ phản ứng sinh học của mỗi giai đoạn thay đổi tuyến tính theo lượng BaP tiêu thụ.
Tỉ lệ mắc phải ung thư khi tiêu thụ BaP tăng theo tuổi và tùy theo tiền sử bệnh của gia đình.
Diện tích bề mặt tỉ lệ thuận với trọng lượng cơ thể do đó lượng BaP được hấp thụ qua đường hít thở (hô hấp) giữa người và chuột là giống nhau.
Dựa trên những khuyến cáo này và bằng chứng về khả năng gây ung thư của BaP ở chuột và chuột hang, khuyến cáo lượng BaP (như là một chất tiêu biểu của nhóm PAHs) có thể tiêu thụ hằng ngày (ADI) là 4 – 10 ng /kg thể trọng/ngày [83].
4.4. Cơ chế hình thành PAHs:
4.4.1.Sự đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu:
Theo nghiên cứu sự tạo thành PAHs là do sự đốt cháy không hoàn toàn (trong điều kiện thiếu oxy) các loại nhiên liệu có chứa carbon (gỗ mun, mùn cưa) trong quá trình hun khói thực phẩm. PAHs sinh ra sẽ theo khói và được hấp thụ trên bề mặt thịt.
Cơ chế: Đầu tiên là sự phân hủy của các hợp chất dễ bay hơi trong khói dưới điều kiện nhiệt phân đã tạo ra các gốc methylene và hydrogen. Các gốc methylene tham gia phản ứng nhị trùng hợp tạo thành ethylene và sau đó các ethylene tiếp tục phản ứng đồng trùng hợp, đóng vòng và khử hydrogene theo con đường trên hình minh họa dẫn đến sự tạo thành các hợp chất PAHs. Giả thuyết này được chứng minh thông qua sự nhiệt phân của các hợp chất trung gian a,b,c,d và e để tạo thành hợp chất BaP.
Hình 4.6: Cơ chế tạo thành BaP
Các hợp chất PAHs khác được tạo thành do sự duỗi mạch, sự kết hợp trên các gốc của phân tử naphthalene và cuối cùng là sự đóng vòng và sự khử hydrogene [51].
Hình 4.7: sự tạo thành các hợp chất PAHs có nhiều vòng thơm từ naphthalene
4.4.2.Đối với các sản phẩm chiên:
Đối với các thực phẩm chế biến trực tiếp trên ngọn lửa ở nhiệt độ cao: PAHs được tạo thành do sự nhiệt phân chất béo và các chất hữu cơ khác trong thực phẩm. Phản ứng nhiệt phân chất béo diễn ra ở nhiệt độ cao trên 200oC và xảy ra mạnh ở khoảng nhiệt độ 500 – 900oC đặc biệt là trên 700oC. Khi nhiệt độ càng cao thì càng tạo ra nhiều PAHs. Sự nhiệt phân các chất hữu cơ khác như protein và carbohydrate cũng liên quan đến sự tạo PAHs nhưng nguyên nhân chủ yếu là sự nhiệt chất béo.
Khi thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt, sự nhiệt phân chất béo diễn ra, và chất béo nóng chảy sẽ nhỏ giọt xuống nguồn nhiệt tạo ra PAHs, PAHs sinh ra sẽ theo khói và được hấp thụ trên bề mặt thịt [23].
4.4.3.Đối với các sản phẩm chiên: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sự tạo thành PAHs do các acid béo tự do bị oxy hóa ở nhiệt độ cao thông qua hai con đường chính: quá trình phân hủy nhiệt (từ phân tử lớn tạo thành những phân tử có phân tử lượng nhỏ hơn và kém bền) hoặc quá trình tổng hợp nhiệt (các gốc tự do sinh ra bởi nhiệt độ cao sẽ kết hợp với nhau tạo thành các hợp chất PAHs bền) [68].
4.4.4.Sự xâm nhập của PAHs lên thực phẩm:
Khả năng thâm nhập của PAHs vào thực phẩm rất thấp do khối lượng phân tử lớn, tập trung nhiều ở bề mặt ngoài của thực phẩm: ở thịt cừu xông khói 60 – 75% lượng BaP được tìm thấy ở bề mặt ngoài của miếng thịt, chỉ có 16% lượng BaP được tìm thấy trong toàn bộ phần còn lại của miếng thịt, ở thịt jambon xông khói hơn 95% lượng BaP được tìm thấy ở bề mặt ngoài miếng jambon nơi có độ sâu < 1 cm, tương tự ở thịt bò xông khói cũng tìm thấy BaP tập trung nhiều ở bề mặt ngoài của miếng thịt cách bề mặt 1.4 – 1.6 mm [15].
4.5. Các yếu tố ảnh hưởng:
4.5.1.Anh hưởng của phương pháp chế biến:
Các phương pháp chế biến thực phẩm khác nhau thì sẽ tạo ra lượng PAHs cũng khác nhau, số liệu cụ thể ở bảng sau [79]:
Bảng 4.13: Hàm lượng BaP ở các loại thực phẩm được chế biến bằng nhiều phương pháp khác nhau Tên thực phẩm Phương pháp chế biến Hàm lượng BaP (ng/g)
Hamburger bò Nướng lò 0.01 Chiên áp chảo 0.01 Nướng lò than 0.09 Bò bít tếch Nướng lò 0.01 Chiên áp chảo 0.01 Nướng lò than 4.15 Thịt bò hầm Ninh nhừ 0.02 Bò rô ti Nướng 0.01 Các sản phẩm từ thịt gà
Gà nguyên con (còn da và xương) Nướng lò 0.08 Chiên áp chảo 0.12 Nướng lò than 4.57 Quay 0.01 Ninh nhừ 0.01 Gà đã loại da Nướng lò 0.12 Chiên áp chảo 0.1 Nướng lò than 0.39
Từ bảng trên ta thấy rằng thực phẩm được chế biến bằng phương pháp nướng tạo ra lượng PAHs lớn hơn so với phương pháp chiên hay quay. Trong phương pháp nướng thì nướng trực tiếp trên lò than sẽ tạo ra lượng PAHs lớn nhất [79].
4.5.2.Anh hưởng của hàm lượng chất béo trong nguyên liệu:
Hàm lượng chất béo trong nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng PAHs tạo thành bởi vì sự nhiệt phân hay oxy hóa chất béo trong quá trình chế biến cũng là nguồn gốc tạo ra PAHs. Điều này được minh họa qua hình vẽ sau:
Hình 4.8: Hàm lượng BaP sinh ra ở các loại sản phẩm khác nhau
Qua đồ thị trên ta thấy rằng với cùng một phương pháp chế biến khi hàm lượng béo càng tăng thì lượng BaP tạo ra càng nhiều (tương tự lượng PAHs cũng càng nhiều), thịt vịt quay đã bỏ da và chất béo có thể giảm hơn 90% BaP so với da và mỡ quay (phương pháp nướng than) [79]. 4.5.3.Nhiệt độ: Mẫu thịt Barbecue Heo nướng Bò nướng Vịt quay (thịt) Heo quay Vịt quay (da và mỡ) Vịt quay Bò rô ti BaP (g/kg)
Đối với sản phẩm xông khói: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự tạo thành PAHs trong khói do sự nhiệt phân tạo ra các gốc hữu cơ ở nhiệt độ phân hủy gỗ. Theo nghiên cứu ở khoảng nhiệt độ từ 350 – 4000C thì sẽ tạo ra ít PAHs nhất (lượng PAHs giảm 10 lần).
Khi nhiệt độ cao từ 400 – 10000C thì sẽ tạo nhiều các hợp chất PAHs có ba hoặc bốn vòng, ở khoảng nhiệt độ này lượng PAH tạo thành trong khói tỉ lệ thuận với sự tăng nhiệt độ. Ngoài ra nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến cấu trúc và thành phần của PAH, đặc biệt khi dưới nhiệt độ phân hủy là 4250C thì có thể tạo ra khói không có BaP [51].
Đối với các sản phẩm khác (chiên, nướng, quay ...): khi nhiệt độ càng tăng thì lượng PAHs càng tăng đặc biệt là lượng BaP (có thể thấy qua bảng sau) [79]:
Bảng 4.14: Hàm lượng PAHs (ng/g) hình thành ở các nhiệt độ khác nhau với các loại dầu Loại
dầu
T(0C) NA ACEN FLUOR PHE N