CHẤT xúc tác TIA cực tím và các hợp CHẤT TRƠ TRONG BAO bì THỰC PHẨM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN Đề tài CHẤT XÚC TÁC TIA CỰC TÍM VÀ CÁC HỢP CHẤT TRƠ TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM MỤC LỤC 31 SƠ LƯỢC VỀ BENZOPHENOL 31 1 Tên và công thức hóa học 31 2 Nguồn gốc – cách tổng hợp 41 3 Ứng dụng 41 4 Một số dẫn xuất của benzophenone 51 5 Tiến trình xâm nhập, phân phối đào thải 72 CƠ CHẾ TÁC DỤNG ĐỘC 82 1 Giải thích phân tích cơ chế tác dụng độc 92 1 1 Tính gây ung thư 122 1 2 Độc tính gen 132 1 3 Độc tính sinh sản 142 1 4 Tác dụng nội tiết 162 1 5 Gan 173 PHÒNG TRỊ ĐỘC 174 KẾT LUẬN 185 TÀ.

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

Đề tài

CHẤT XÚC TÁC TIA CỰC TÍM VÀ CÁC HỢP CHẤT TRƠ TRONG BAO

BÌ THỰC PHẨM

MỤC LỤC

1.SƠ LƯỢC VỀ BENZOPHENOL 4

1.1.Tên và công thức hóa học 4

1.2.Nguồn gốc – cách tổng hợp 4

1.3.Ứng dụng 5

1.4.Một số dẫn xuất của benzophenol 5

1.5.Tiến trình xâm nhập, phân phối đào thải 6

2.CƠ CHẾ TÁC DỤNG ĐỘC 8

2.1.1.Tính gây ung thư 10

2.1.3.Độc tính sinh sản 14

2.1.5.Gan 16

3.PHÒNG TRỊ ĐỘC 18

4.KẾT LUẬN 18

5.TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

LỜI NÓI ĐẦU Các hóa chất dùng để chống tia cực tím (UV) bao gồm các chất xúc tác quang – hóa là dẫn xuất của benzophenone được sử dụng để in trên bề mặt bao bì thực phẩm, đặc biệt là trên thùng carton Vì các loại mực này không được phép sử dụng để in lên bao bì thực phẩm, do khi gặp ánh sáng thì các chất này sẽ có thể di chuyển từ bề mặt được in qua hộp carton xốp và vào bao bì thứ cấp đến thực phẩm và đồ uống

Các chất xúc tác tia cực tím Benzophenone (BP) và 4 – methylbenzophenone (4-MBP) đã được phát hiện trong bao bì cứng của nhiều loại thực phẩm, các nghiên cứu về việc di chuyển của các chất này trong bao bì thực phẩm cho thấy chúng có thể di chuyển từ bao

bì sang thức ăn và đồ uống trong điều kiện bảo quản đông lạnh ngay cả khi thực phẩm không tiếp xúc trực tiếp với bao bì

Thông tin về độc tính của các chất này và sự trao đổi của chúng ở động vật và con người rất hạn chế Bài tiểu luận này sẽ giúp chúng ta hiều hơn về cơ chế và khả năng gây hại cho cơ thể con người của hai chất xúc tác quang học chính là BP và 4-MBP

1 SƠ LƯỢC VỀ BENZOPHENOL

1.1 Tên và công thức hóa học

Benzophenol là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là ( C6H5)2CO, là một xeton được tạo bởi vòng benzene và hợp chất phenol

Cấu tạo phân tử

1.2 Nguồn gốc – cách tổng hợp

Benzophenol được tạo thành bởi:

- Phản ứng oxy hóa diphenylmethane trong không khí với xúc tác là đồng

- Một số chuỗi phản ứng liên quan đến benzene với cacbon tetraclorua (CCl4), sau

đó là thủy phân diphenyldichloromethane

- Được tạo bởi phản ứng Friedel-Crafts acyl hóa của benzen với benzoyl clorua với

sự hiện diện của một axit Lewis (ví dụ nhôm clorua ) chất xúc tác

- Một chuỗi phản ứng tổng hợp khác thông qua chất xúc tác palladium (II)/ oxometalate, chuyển một ancol thành một xeton với 2 nhóm ở mỗi bên

- Một phản ứng ít được biết đến hơn nữa để sản xuất benzophenon là sự phân huỷ của canxi benzoat khan

1.3 Ứng dụng

Benzophenone thường được sử dụng cho bao bì thực phẩm, đóng vai trò là chất xúc tác trong quá trình giữ tia cực tím, giúp làm khô nhanh mực khi các tia cực tím đi qua khi xảy quá trình photopolymerization Ưu điểm của việc này là có thể in bề mặt ngoài của bao bì mà không cần sử dụng dung môi, do đó làm giảm thời gian sất và loại bỏ phơi nhiễm dung môi đối với người lao động Thường được dùng để in về mặt ngoài của thùng carton

Benzophenone được sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu, hóa chất nông nghiệp, thuốc ngủ, thuốc kháng histamine và các dược phẩm khác; như một chất chống tia cực tím trong kính mát và mực in; như một chất phụ gia trong chất dẻo, chất phủ, và công thức kết dính; và đôi khi là một thành phần hương vị Nồng độ benzophenone trong các sản phẩm thực phẩm dao động từ 0,57 ppm trong đồ uống không chứa cồn tới 3,27 ppm trong các sản phẩm sữa đông lạnh; nó cũng có thể là một thành phần của bánh nướng, kẹo mềm, gelatins, và puddings (NAS / NRC, 1979)

1.4 Một số dẫn xuất của benzophenol

Một số chất tổng hợp amin được sử dụng trong các loại mực in được tia cực tím đã được xác đinh trong các mẫu bìa carton đã được phát hiện từ năm 1990

Bảng 1: Chất xúc tác quang hợp Benzophenone UV và các dẫn xuất được tìm

thấy trong bao bì thực phẩm

Một số nghiên cứ đã đánh giá sự di chuyển của MK, DEAB và DMAB từ bìa giấy sang thức ăn mô phỏng Tuy nhiên đa số các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào benxophenone UV và 4-MBP

BP và 4 – MBP (C14H12O) đã là chủ đề của một số thông báo của EFSA thông qua

hệ thống cảnh báo nhanh về thực phẩm và thức ăn (RASFF) khi thực phẩm bị nhiễm chất xúc tác quang này

Các đánh giá về rủi ro độc tính và độc tính đối với người thường chỉ giới hạn trong các nghiên cứu về BP và 4-MBP Vì vậy chúng ta sẽ chỉ tập trung vào BP và 4-MBP

1.5 Tiến trình xâm nhập, phân phối đào thải

Con đường chính chuyển hóa benzophenone sau khi chế độ ăn kiêng ở thỏ được báo cáo là giảm nhóm xeton để sản xuất diphenylmethanol, được bài tiết ở nồng độ 41% đến 61% liên hợp với acid glucuronit không ổn định trong nước tiểu (Robinson và Williams,

1957, Robinson, 1958) Ở chuột Sprague-Dawley đã nhận được benzophenon bằng thủ

thuật lưu thông, 1% liều đã được phát hiện đã được phát hiện dưới dạng p-hydroxy benzophenol trong mẫu nước tiểu

Các nghiên cứu có sẵn về BP được tóm tắt dưới đây Một số chất chuyển hóa BP đã được xác định bằng phương pháp in vitro và in vivo Khi các tế bào gan chuột bị cô lập được ủ với BP (0.25 mM) trong thời gian 3 giờ, mức độ BP giảm, trong khi mức độ các chất chuyển hóa của nó là benzhydrol và liên hợp sulfat 4-OH BP tăng lên (Nakagawa

và cộng sự, 2000) Cũng có một sự gia tăng nhỏ ở các mức độ không liên hợp 4-OH BP Các tác giả tin rằng sự hình thành 4-OH BP có thể là do sự hydroxyl hóa thơm của enzyme cytochrome P-450, mặc dù hoạt động của các enzyme gan P-450 không được báo cáo trong nghiên cứu này Sau 24 giờ, huyết thanh từ 100 mg / kg chuột được điều trị bằng BP có nồng độ BP không phát hiện và các chất chuyển hóa của nó, trong khi ở nhóm 400 mg / kg, BP, 4-OH BP và diphenylmethanol vẫn có thể phát hiện được trong huyết thanh Các tác giả đề xuất rằng trong các tế bào gan chuột, BP tạo thành diphenylmathanol bằng cách giảm xyanat enzyme, trong khi monooxygenase chuyển

BP thành 4-OH BP và sau đó chuyển sang dạng sulfat thông qua sulfotransferase (Nakagawa và Tayama 2002) Các kết quả tương tự đã được ghi nhận với BP (Jeon etal, 2008) Sau khi dùng BP trong dầu bắp ở liều 100 mg / kg, huyết tương và các chất chuyển hóa của nó được theo dõi trong 24 giờ Mức huyết tương trong huyết tương và

cả hai chất chuyển hóa đạt đến đỉnh điểm lúc 5 giờ, và tiếp tục giảm trong suốt thời gian, mặc dù mức độ vẫn còn có thể phát hiện được ở 24 giờ

2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG ĐỘC

Một loạt các yếu tố đã được hiển thị ảnh hưởng di chuyển từ bề mặt in qua bìa giấy

và đến thực phẩm (tiếp xúc trực tiếp), hoặc từ bìa giấy thông qua giai đoạn hơi đến thực phẩm (liên lạc gián tiếp) Các yếu tố này bao gồm tắt máy, áp suất hơi của UVinitiator, thời gian và nhiệt độ của việc lưu trữ thực phẩm, độ xốp và các loại vật liệu được sử dụng đối với bao bì nguyên sinh và thứ cấp, hàm lượng chất béo và độ ẩm của thực phẩm, và liệu người khởi tạo tia cực tím có trong các vật liệu tái chế được sử dụng để tạo ra đóng gói

Những người khởi động BP-UV và 4-MBP được sử dụng trong các loại mực in đã được tia cực tím đã được phát hiện thấy bao bì carton trên một số lượng lớn thực phẩm

và là chủ đề của thông báo RASFF của EFSA do phát hiện của chúng trong thực phẩm

so với di chuyển theo quy định giới hạn Các mô hình nghiên cứu và nghiên cứu về thực phẩm đóng gói đã chỉ ra rằng BP có thể di chuyển từ bề mặt bao bì thực phẩm thông qua bìa carton chính và nhiều loại bao bì thứ cấp cho thực phẩm và đồ uống dưới nhiều điều kiện bảo quản, bao gồm lưu trữ ngắn hạn và dài hạn ở nhiệt độ phòng và điều kiện nhiệt

độ thấp (đông lạnh) Có một số bằng chứng cho thấy BP có thể gây ô nhiễm giấy tái chế

và chất dẻo tái chế bao gồm PET, và các nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để xác định nếu 4-MBP cũng có mặt trong bao bì thực phẩm tái chế Có rất ít thông tin về độc tính của

BP, và rất ít thông tin khác ngoài sự độc hại của gen EFSA nghiên cứu về 4-MBP, hiện đang có sẵn Mặc dù trọng lượng của các bằng chứng chỉ ra rằng không có BP hay 4-MBP là độc tính di truyền, có bằng chứng cho thấy BP có thể là một chất gây ung thư của con người dựa trên các bằng chứng từ các bài kiểm tra sinh học gây bệnh cho ăn thịt, đặc biệt là các dấu hiệu u tuyến thần kinh ở chuột nhắt được điều trị, u tuyến ở tế bào ở chuột đực, và các sacôm histiocytic hiếm gặp ở chuột và chuột cái Trong nghiên cứu ăn chuột nhắt độc tính ở cấp độ độc tố, hệ thống thận, gan, và huyết cầu là những vị trí ban đầu chịu ảnh hưởng tiêu cực bởi sự quản lý BP Trong khi BP không phải là estrogen, có bằng chứng cho thấy sự chuyển hóa BP, 4-OH BP, là một estrogen yếu,

nhưng cho đến nay vẫn chưa có đánh giá tác động làm phá hủy nội tiết của 4-MBP Việc phát hiện các chất xúc tác quang phổ UV trong bao bì thực phẩm và trong một số lượng lớn thực phẩm, mức độ vi phạm trong thực phẩm vượt quá giới hạn di cư và dữ liệu về độc tính hỗ trợ nguy cơ ung thư và các ảnh hưởng phá vỡ nội tiết là lý do chính đáng cho sự cần thiết phải theo dõi các chất xúc tác quang trong việc cung cấp thực phẩm toàn cầu và để có thêm dữ liệu về độc tính về các tác động xấu đến sức khoẻ

Mặc dù có sẵn phương pháp luận để phân tích các mức độ của các hóa chất này trong bao bì và thực phẩm nhưng có rất ít dữ liệu về mức độ của các chất xúc tác quang học, cũng như mức độ BP và 4-MBP trong cung cấp lương thực toàn cầu Được cho là thức ăn có thể là đóng gói trong một thùng chứa được sản xuất ở một quốc gia khác với nơi mà thực phẩm có nguồn gốc, điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc giám sát các chất xúc tác quang UV và khả năng gây ô nhiễm thực phẩm và đồ uống

2.1 Giải thích phân tích cơ chế tác dụng độc

Trong 14 tuần nghiên cứu cho ăn thức ăn dưới da được tiến hành ở chuột cái F344 /

N và chuột B6C3F1 ở chuột nhắt và chuột B6C3F1 có BP ở chế độ ăn uống ở mức 0, 1,250, 2,500, 10,000 hoặc 20.000 ppm, các cơ quan chính bị ảnh hưởng là gan, thận và máu hệ thống (Chhabra 2000) Trọng lượng gan tăng cao của chuột phơi nhiễm BP ở các nhóm liều cao và liều rất cao là do chứng phì đại trung lưu và sự bào mòn tế bào chất của tế bào gan, trong khi tăng trọng thận chuột được quan sát thấy cùng với sự giãn

nở ống thận, tái tạo protein, tái tạo biểu mô ống thận và hoại tử nhú thận Tăng trọng lượng gan ở chuột phơi nhiễm với BP cũng đi kèm với sự gia tăng tế bào gan ở liều cao Chuột đực ở nhóm 5.000 và 10.000 ppm bị thiếu máu, có nồng độ hemoglobin thấp hơn

và các giá trị hematocrit cũng như lượng hồng cầu giảm Trọng lượng thận bị giảm ở những con chuột được điều trị bằng liều trung bình và liều cao (2.500 đến 20.000 ppm), nhưng không giống những con chuột bị phơi nhiễm, những con chuột không cho thấy những bất thường vi mô có thể giải thích được sự gia tăng trọng lượng thận Những con chuột được điều trị bằng BP cũng cho thấy sự thay đổi trọng lượng của các cơ quan sinh

sản, bao gồm sự giảm trọng lượng của tinh hoànvà empididymis trong nhóm đàn ông sử dụng nồng độ 10.000 ppm, mặc dù không có báo cáo về những thay đổi trong bất kỳ chỉ

số tinh trùng nào

Bệnh gan và hệ thống huyết khối là các cơ quan nội tạng chính bị ảnh hưởng trong một nghiên cứu ngắn ăn dài ngắn ngày 28 ngày (BP ở liều 100 hoặc 500 mg / kg) được thực hiện ở chuột nhắt Sprague-Dawley CD (Burdock và cộng sự 1991) Cả hai nhóm điều trị bằng BP đã tăng cân gan kèm theo mở rộng tế bào gan Giảm hematocrit và hemoglobin đã được ghi nhận ở cả 100 và 500 mg / kg Phụ nữ điều trị bằng BP, và mức hemoglobin giảm được thấy ở liều cao (500 mg / kg) đối với nam giới Không có thay đổi mô học về thận đối với các động vật bị BP trong nghiên cứu ngắn hạn này

2.1.1 Tính gây ung thư

Trong các nghiên cứu sinh ung thư 2 năm do các nhà khoa học của Viện Khoa học Sức khoẻ Môi trường Quốc gia (NIEHS) và Batelle (Rhodes và cộng sự, 2007) thực hiện, nhóm 50 con đực và 50 con cái F344 chuột và chuột B6C3F1 được cho ăn kiêng

có chứa 0, 312, 625, và 1.250 ppm BP Chế độ ăn được bắt đầu khi những con vật này được 8 tuần tuổi Các cơ quan đích bị ảnh hưởng bao gồm thận, gan, hệ thống huyết học, và tuyến vú Có sự gia tăng đáng kể về tăng sản hình ống thận ở chuột nhắt ở chuột nhắt được cho ăn giữa liều 625 và liều cao 1.250 ppm trong chế độ ăn kiêng so với nhóm đối chứng, cũng như tỉ lệ mắc bệnh thần kinh thận ở thận cao hơn đáng kể ở tất cả chuột nhắt được điều trị bằng BP Bằng chứng về tính gây ung thư bao gồm tỷ lệ cao hơn về mặt thống kê u hen ở thận ở chuột nhắt 1.250 ppm khi phân tích các phần đơn và bước của mô thận được kết hợp Ở chuột cái, trong khi tỷ lệ mắc bệnh thận tăng lên đáng kể ở cả 625 và 1.250 nhóm ppm, không có khác biệt đáng kể cho tỷ lệ mắc u tuyến thận hoặc ung thư biểu mô Có bằng chứng không rõ ràng về bệnh ung thư bạch cầu đơn nhân dựa trên tỷ lệ gia tăng ở chuột ở nhóm 312 và 625 ppm, nhưng không ở nhóm 1.250 ppm

Tuy nhiên, các tác giả lưu ý rằng bệnh bạch cầu này thường là một sự phát triển muộn khối u và chỉ có hai trong số 50 động vật trong nhóm 1.250 ppm sống sót đến thời điểm 105 tuần Do đó, có thể đã có một số lượng không đủ số lượng động vật còn sót lại trong nhóm liều cao để thấy hiệu quả của việc điều trị BP Ở phụ nữ, Chỉ nhóm thuốc

BP liều trung bình 625 ppm có tỉ lệ mắc bệnh bạch cầu cao hơn ở nhóm chứng tiền sử cao hơn so với nhóm chứng Một vài sacôm nguyên bào nguyên hiếm đã được quan sát thấy ở chuột cái nữ được điều trị bằng BP 625 và 1.250 ppm, trong khi không thấy ở kiểm soát hoặc nhóm liều thấp 315 ppm

Ở chuột, tổn thương gan không gây ung thư và ung thư túi phế nang đã được quan sát thấy ở các nhóm điều trị BP (Rhodes và cộng sự, 2007) Cả chuột đực và chuột cái đều có tỉ lệ tăng trung bình tế bào gan cao hơn đáng kể khi tiếp xúc với bất kỳ mức nào trong ba mức độ BP Chuột đực có tỷ lệ mắc u heptocellular adenomas cao hơn đáng kể

ở nhóm 625 và 1.250 ppm so với nhóm đối chứng Ở chuột cái, trong khi ở những nhóm

625 và 1.250 ppm, tỷ lệ mắc u xơ tế bào ở mức cao hơn, nó không đạt được ý nghĩa thống kê

Số lượng tế bào tuyến vú ở một con vật (nhiều lần) và tỷ lệ mắc đã giảm đáng kể ở

625 (15/50) và 1.250 ppm (7/50) phơi nhiễm với phụ nữ Chuột F344 so với nhóm chứng (27/50 ppm) (Rhodes và cộng sự, 2007) Ngoài ra, tỷ lệ mắc phải của fibaronenomas tuyến vú trong nhóm 1.250 ppm ít hơn một nửa so với dự đoán của các kiểm soát lịch sử từ các nghiên cứu chế độ ăn uống (thức ăn) Ung thư vú là một khối u

tự phát phổ biến ở chuột cái Các tác giả lưu ý rằng các hợp chất khác dựa trên BP đã được xác định là chất ức chế của steroid sulfatase, một enzyme đóng một vai trò trong việc tổng hợp estrone và chuyển đổi thành estradiol Tuy nhiên, cơ chế thực tế mà BP hoặc chất chuyển hóa của nó có thể làm giảm tỷ lệ khối u vú trong những thử nghiệm sinh học ung thư này là không được biết đến Các tác giả kết luận rằng có một số bằng chứng gây ung thư phổi dựa trên sự tăng tỷ lệ u tuyến ván thận ở chuột F344 / N ở nam,

phụ nữ Bằng chứng về bệnh bạch cầu tế bào đơn hạt và các sacôm histiocytic ở chuột cái F344 / N được coi là không tương đồng (Rhodes và cộng sự, 2007)

BP không có vẻ gây ung thư khi dùng cho da của chuột cái ở Thụy Sỹ BP bị hòa tan trong axeton, và được bôi trên một vạt da cạo một inch một lần ở nồng độ 0, 5, 25 hoặc 50% BP hai lần một tuần trong 120 tuần (Stenback 1974) Các khối u da ở những con vật được điều trị bằng BP bao gồm hai papillomas tế bào vảy của da lưng và một tế bào ung thư biểu mô tế bào vảy của môi Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về

tỷ lệ xuất hiện khối u ở động vật đã được xử lý bằng BP so với động vật điều khiển không được điều trị hoặc để kiểm soát axeton-xe Tuy nhiên, tỷ lệ sống sót của các con vật được điều trị bằng BP thấp hơn so với nhóm đối chứng, với dưới một nửa số con vật được điều trị bằng BP sống sót sau 70 tuần tuổi (nhóm 5% BP và 48% sống sót, 25 và 50% nhóm BP Với tỷ lệ sống sót 48%) so với tỷ lệ sống sót 72% trong điều trị xe được điều trị bằng acetone và 74% ở những người không được điều trị Do đó, có thể không

có đủ số lượng động vật sống động trong các nhóm được điều trị bằng BP để phát triển khối u giai đoạn cuối Nghiên cứu này không bao gồm chuột đực Không có nghiên cứu nào có thể xác định được mức độ gây ung thư của BP ở da ở chuột cái hay nữ Chưa có nghiên cứu nào về BP hay phơi nhiễm 4-MBP và tỷ lệ ung thư ở người Dựa trên các bằng chứng đầy đủ về tính gây ung thư trong nghiên cứu sinh học của bệnh ung thư động vật (chủ yếu là các bằng chứng được trích từ nghiên cứu sinh học ung thư của Rhodes và cộng sự năm 2007), Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã phân loại BP trong Nhóm 2B, có thể gây ung thư ở người (IARC 2012) Báo cáo Thứ 12 của NTP về Chất gây ung thư không bao gồm một tiểu sử về chất gây nghiện vì chất này không được đề cử để xem xét