TIỂU LUẬN độc tố PAHS TRONG THỰC PHẨM

❖ Hội nghiên cứu khả năng gây ung thư của các hóa chất trong thực phẩm COC đã phân loại các hợp chất PAHs dựa vào mức độ độc hại + Nhóm A: Có khả năng gây ung thư cho người rất cao: Benz

Học phần: Độc tố thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: Lê Minh Nguyệt Nhóm sinh viên: 05

Nhóm lớp lý thuyết: 03

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

ĐỘC TỐ PAHS TRONG THỰC PHẨM

HÀ NỘI - 2022

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-*** -Mục lục

DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN 3

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PAHS 4

1 Khái niệm 4

2 Nguồn gốc 5

II CƠ CHẾ GÂY ĐỘC 6

III BIỂU HIỆN 10

IV Phát hiện PAHs trong thực phẩm 11

V Phương pháp phòng ngừa 14

VI Một số quy định 15

DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PAHS

1 Khái niệm

Các chất hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs – Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)

là các hợp chất hữu cơ có chứa ít nhất hai vòng benzen và có thể có thêm các nhóm thế Các hợp chất PAHs là những hợp chất chỉ chứa hai loại nguyên tố là cacbon và hidrohydro

Hình 1.1 Cấu trúc ba chiều (a) và cấu trúc mạng tinh thể (b) của một phân tử PAHs PAHs được chia làm hai nhóm:

+ PAHs phân tử nhỏ: nhóm có ít hơn hoặc bằng 6 vòng thơm

+ PAHs phân tử lớn: nhóm có nhiều hơn 6 vòng thơm

Hình 1.2 Cấu trúc một số PAHs tiêu biểu

PAHs nguyên chất thường tồn tại ở dạng không màu, màu trắng hoặc vàng nhạt Tất

cả PAHs đều tồn tại ở dạng rắn ở nhiệt độ phòng và có mùi thơm khác nhau tùy thuộc từng đoạn mạch của vòng thơm

2 Nguồn gốc

Tính độc của PAHs đã được con người biết đến từ những năm 30 của thế kỷ

XX, khi Hieger và Cook cùng những cộng sự khác nghiên cứu và thấy tinh thể benzo(a)pyren màu vàng gây khối u ở động vật thí nghiệm

PAHs có thể được tạo thành từ nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo

− Nguồn tự nhiên có thể từ hiện tượng núi lửa phun trào, quá trình hình thành đất

đá, cháy rừng, tạo trầm tích

− Nguồn nhân tạo (nguồn PAHs chính): PAHs là sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn các loại nhiên liệu trong động cơ của các phương tiện giao thông

Ngoài ra, việc đốt rác, các hoạt động sinh hoạt trong nhà (hút thuốc lá, sưởi ấm

và đun nấu bằng mùn cưa, than hoa, than tổ ong, gỗ…), và các quá trình công nghiệp cũng góp phần đáng kể vào phát thải PAHs

− Thực phẩm có thể chứa PAHs bao gồm

o Thịt hun khói và sản phẩm thịt hun khói, nướng

o Cá hun khói, thủy sản hun khói, nướng

o Dầu mỡ

o Thịt , cá (các dạng không hải hun khói)

o Nhuyễn thể 2 manh vỏ

o Ngũ cốc chế biến và thức ăn trẻ em

o Ca cao, cà phê và sản của chúng

o V.v.v

II CƠ CHẾ GÂY ĐỘC

❖ Độc tính của PAHs phụ thuộc vào khối lượng phân tử của chúng Những phân

tử PAHs nhẹ (có khối lượng phân tử nhỏ hơn 216) 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) có khả năng gây độc đối với con người

❖ Những PAHs trong phân tử có 2 đến 3 vòng benzen thì khả năng gây ung thư và đột biến gen là rất yếu Chỉ những PAHs có 4 đến 5 vòng thơm trở lên mới bắt đầu xuất hiện khả năng gây ung thư và đột biến gen mạnh Tuy nhiên hoạt tính ung thư thường chỉ tập trung vào PAHs có từ 4, 5, 6 vòng thơm PAHs có cấu trúc phân tử góc cạnh có hoạt tính ung thư nguy hiểm hơn cấu trúc thẳng hoặc cấu trúc dày đặc

❖ Hội nghiên cứu khả năng gây ung thư của các hóa chất trong thực phẩm COC đã phân loại các hợp chất PAHs dựa vào mức độ độc hại

+ Nhóm A: Có khả năng gây ung thư cho người rất cao:

Benzo(a)pyrene( BaP), Benzo(a)nthracene(BaA),

Dibenz(a,h)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:

Anthanthrene( Anth), Benzofluoranthene (BbFI),

benzo(k)fluoranthene (BkFI), benzobnaphtha2,1-dithiophene BNT, benzoghiperylene BghiPI, chrysene Chry, cyclopentac, dpyrene IP + Nhóm D: Thông tin chưa đầy đủ để kết luận về độc tính của chúng : acenaphthylene (Acnl), acenaphthene Can, fluorine F, benzoepyrene + Nhóm E: Không có giả thiết là có thể gây ung thư : phenanthrene Ph, anthracene A, fluoranthene FI, pyrene P

❖ Khả năng gây ung thư, đột biến gen của các PAHs

Bảng 3: Khả năng gây ung thư và đột biến gen

của các PAHs

❖ Theo một số nghiên cứu các hợp chất PAHs có thể gây ra phản ứng với 1 số enzyme như Aryl hydrocacbon hydroxylase để tạo thành các dẫn xuất PAHs dihydrodiol, dẫn xuất này có thể tạo liên kết đồng hóa trị với protein của các acid nucleic từ đó gây ra hiện tượng đột biến gene và ung thư

BaP thuộc nhóm A và được nghiên cứu nhiều nhất B(a)P có KLPT là 252

là một thành phần có trong khói thuốc lá và là một trong những nguyên nhân dẫn đến ung thư phổi BaP được hấp thụ vào cơ thể bằng nhiều con đường: qua da, qua đường hô hấp, hấp thụ vào dạ dày thông qua đồ ăn có chứa BaP,… chúng sẽ phân phối đi khắp cơ thể, tập trung nhiều ở những

cơ quan giàu lipid vì PAHs ưa béo và tại đây xảy ra quá trình biến dưỡng Quán trình này bắt đầu bằng phản ứng OXH các vòng thơm của PAHs được xúc tác bởi họ enzym CYP1, CYP2, CYP3 tạo thành các sản phẩm TĐC bậc 1: epoxides, phenol, dihydrodiols Các sản phẩm TĐC bậc 1 phản ứng với các chất như glutathion, sulfate, acid glucoronic tạo thành các sản phẩm TĐC bậc 2: diol epoxides, tetrahydrotetrols, phenol epoxides Các sản phẩm TĐC bậc 2 phân cực hơn, tan tốt trong nước so với các chất PAHs ban đầu, có tính ưa điện tử nên dễ dàng kết hợp với các phân tử DNA đặc biệt là nhóm amino của A và G ( 2 trong 4 nucleotide cấu thành nên mạch của DNA) Liên kết bền giữa các cơ chất ái điện tử với DNA xảy

ra ở vị trí N2 của phân tử deoxyguanosine tạo thành các chuỗi xoắn kép đồng hóa trị, là tiền thân của các tế bào ung thư

❖ Sự xuất hiện PAHs trong thực phẩm

− Đối với các sản phẩm hun khói

+ 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 công nghệ hun khói thực phẩm PAHs sinh ra sẽ theo khói và được hấp phụ trên bề mặt thực phẩm

+ Cơ chế: Đầu tiên là sự phân hủy của các hợp chất dễ bay hơi hồng khói dưới điều kiện nhiệt phân đã tạo ra các gốc methylene và hydrogen Các gốc methylene tham gia phản ứng trùng hợp tạo thành ethylene và sau đó các ethylene tiếp tục phản ứng đồng trùng hợp, đồng vòng và khử

hydrogene dẫn đến sự tạo thành các hợp chất PAHs

− Đối với các sản phẩm nướng

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 – 900°C đặc biệt là trên 650°C sẽ tạo các amin dị vòng Khi nhiệt độ càng cao, PAHs tạo ra càng nhiều 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 phân chất béo ở điều kiện thiếu oxy Khi thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt, sự nhiệt phân chất béo diễn

ra, chất béo nóng chảy sẽ nhỏ giọt xuống nguồn nhiệt tạo ra PAHs, PAHs sinh

ra sẽ theo khói và được hấp phụ trên bề mặt sản phẩm

Bảng 2: Hàm lượng PAHs trung bình ở các sản phẩm xông khói

III BIỂU HIỆN

▪ Hít phải PAHs trong không khí có thể gây kích ứng mắt và đường hô hấp Ăn hoặc uống thực phẩm hay nước chứa chất này hoàn toàn có thể tổn thương hệ sinh dục

và hoàn toàn có thể gây ung thư, tiếp xúc trực tiếp trên da hoàn toàn có thể gây kích ứng da

▪ Một số PAHs, khi ở cao hơn các mức phơi nhiễm nhất định, có thể làm suy giảm khả năng sinh sản của người hoặc gây ra tổn hại cho thai nhi

• Có một số PAHs đã gây ra ung thư ở các động vật trong phòng thí nghiệm Đây là những động vật bị phơi nhiễm PAHs qua thực phẩm, từ hít thở không khí bị nhiễm PAHs và khi tiếp xúc với da Khi chuột đang mang thai ăn phải một loại PAH liều cao (benzo(a)pyrene), chúng gặp phải vấn

đề về sinh sản Thêm nữa, con cái của con chuột đó bị dị tật bẩm sinh và nhẹ cân Các tác động khác bao gồm tổn thương về da, hệ miễn dịch Ngoài ra có một số nghiên cứu khác chuột bị các bệnh bạch cầu, các khối

u ở đường tiêu hóa và phổi Tuy nhiên, những tác hại này chưa được thấy

ở con người Liều PAHs dùng trong nghiên cứu cao hơn hàng ngàn lần

mà con người tiêu thụ trong chế độ ăn thông thường

• Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng tiêu thụ nhiều thịt nướng, rán liên quan tới sự gia tăng nguy cơ ung thư trực tràng tụy và tiền liệt tuyến

(biểu hiện: rối loạn tiêu hóa, mệt mỏi và suy nhược, giảm cân bất

thường,…)

IV Phát hiện PAHs trong thực phẩm

- PAHs là một loại hợp chất hữu cơ được tạo ra bởi quá trình đốt cháy hoặc áp suất cao PAHs hình thành khi phức tạp các chất hữu cơ tiếp xúc với nhiệt

độ hoặc áp suất cao

• Phát hiện PAHs theo các phương pháp:

* Phương pháp sắc ký lỏng cao áp ( HPLC )

- HPLC: các detecter thường dùng nhiều nhất là detecter huỳnh quang và detecter

UV

+ Với detecter huỳnh quang : sẽ phân tích được hơn 16 loại PAHs ở tại 7 bước sóng khác nhau.Detecter huỳnh quang có khả năng phân tích PAHs ở nồng

độ thấp chính vì vậy nó được sử dụng nhiều và rộng rãi hơn detecter UV

+ Detecter UV ở tại bước sóng 254nm có thể phân tích được 16 loại PAHs

>> Nguyên tắc định lượng: định tính bằng cách so sánh thời gian lưu trong cột và phổ hấp thu của hợp chất chưa biết với thời gian lưu trong cột và phổ hấp thu hợp chất PAHs tiêu chuẩn bằng phương pháp thêm mẫu đối chứng ( hợp chất PAHs tiêu chuẩn )

* Phương pháp sắc ký khí ( GC )

- GC : để đạt hiệu suất cao thường sử dụng các cột mao dẫn và các loại detecter thường dùng nhiều nhất:

+ Detecter ion hóa bằng ngọn lửa ( FID ) + Detecter ion hóa bằng ánh sáng (PID) + Khối phổ bẫy ion ( ITD)

+ Kết hợp sắc ký khí với khổi phổ ( GC-MS,GC-MS/MS)

+Trong đó GC-MS được sử dụng nhiều với khả năng phân tích và độ nhạy cao có thể định danh các PAHs ở trong mẫu

>> Nguyên tắc định lượng: định tính bằng cách so sánh thời gian lưu trong cột của hợp chất chưa biết với thời gian lưu trong cột của hợp chất PAHs tiêu chuẩn Trên sắc phổ ion ghi được và bằng cách so sánh khổi phổ của hợp chất chưa biết với hợp chất PAHs tiêu chuẩn Và theo phương pháp đường tiêu chuẩn

* Phương pháp điều chế cơ bản của COFs mới có chức năng từ cấu trúc nanocompozit có cấu trúc lõi từ tính và được sử dụng để phát hiện nhanh các vết hydrocacbon thơm đa vòng trong thực phẩm

- Phương pháp chiết pha rắn từ tính dễ dàng và nhanh chóng (MSPE) dựa trên khung hữu cơ cộng hóa trị từ và kết hợp với phát hiện mảng diode sắc ký lỏng hiệu suất cao (HPLC-DAD) đã được phát triển để phát hiện 11 loại hydrocacbon thơm

đa vòng (PAH) trong các mẫu thực phẩm

* Quang phổ Raman tăng cường bề mặt được gạch nối với vi văn bản bề mặt

để phát hiện tại chỗ các hydrocacbon thơm đa vòng trên vật liệu tiếp xúc với thực phẩm

- Các hydrocacbon thơm đa vòng tích tụ sinh học cao (PAHs) đã gây ra những lo ngại về sức khỏe vì đặc tính gây ung thư của chúng PAH có thể di chuyển sang thực phẩm từ các vật liệu tiếp xúc với thực phẩm bị ô nhiễm

+ Trong nghiên cứu này, một kỹ thuật gạch nối kết hợp quang phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) với vi văn bản bề mặt đã được phát triển để sàng lọc tại chỗ PAHs trên vật liệu tiếp xúc với thực phẩm

+ Các hạt nano bạc được biến tính bằng metanol và 1-propanethiol (NP PTH-Ag) được sử dụng để thực hiện phân tích vi lượng tại chỗ và phát hiện PAH,

tương ứng Phổ SERS có thể thu được bằng máy quang phổ Raman di động Dao động của liên kết C – C của PTH tại 1030 cm − 1 được chọn làm đỉnh nội chuẩn Các NP PTH-Ag có độ đồng đều cao với RSD là 2,96

+ Giới hạn phát hiện có thể đạt 0,27 ng cm-2 Kỹ thuật gạch nối vi phân đoạn tại chỗ-SERS để phát hiện ba PAH ở năm vật liệu tiếp xúc với thực phẩm đã được chứng minh Phương pháp này cũng có thể được áp dụng để phát hiện hỗn hợp PAH Phương pháp nối liền vi phân đoạn tại chỗ-SERS này đã chứng minh khả năng sàng lọc nhanh chóng PAH trên các vật liệu tiếp xúc với thực phẩm bị ô nhiễm mà không cần tiền xử lý mẫu phức tạp

* Chiết xuất bằng phương pháp xà phòng hóa và SPE là hiệu quả nhất để phát hiện và định lượng PAHs Các mẫu được phân tích bằng phương pháp này cho thấy hàm lượng PAHs và độ thu hồi cao nhất

>>Kết quả của nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng đáng kể của phương pháp chiết xuất đến mức độ thu hồi và hàm lượng PAH trong thịt

* Định lượng PAHs trong thực phẩm bằng phương pháp trích ly, hấp thụ, tách lập, đồng nhất

+ Nghiên cứu sự có mặt của PAHs trong thực phẩm: người ta xác định nồng độ của benzo(a)pyren- được coi là 1 chất chỉ thị cho các PAHs

+ Trong rau quả, nồng độ PAHs phát hiện phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích/ trọng lượng thực phẩm, thời gian tiếp xúc, sự gần gũi với nguồn gây nhiễm cũng như mức độ nhiễm trong không khí

+ Các PAHs càng nặng thì khả năng tích lũy càng lớn

V Phương pháp phòng ngừa

− Nên hạn chế việc nướng thực phẩm với nhiệt độ của lò nướng trên 300- 500°C

− Tránh để thịt tiếp xúc trực tiếp với lửa hay bề mặt kim loại nóng, đặc biệt trong thời gian dài (nhất là ở nhiệt độ cao) Nên thay vỉ nướng thường xuyên trong khi nướng Không ăn phần thức ăn nướng bị cháy sạm

− Dùng thịt nạc, loại bỏ mỡ, bỏ da (đối với gia cầm) để hạn chế tối đa mỡ rơi xuống ngọn lửa khi nướng (sinh ra PAHs)

− Khi nướng bằng bếp than, bếp điện, bếp từ, cần nướng ở chỗ thoáng, không nên nướng thực phẩm khi ngồi trong phòng, nhất là phòng kín

− Khi nấu ăn nên đeo khẩu trang dạng màng lọc khí độc để hạn chế hít phải nhiều độc tố vào cơ thể

Đồ nướng tuy ngon nhưng ăn nhiều đều không tốt Mỗi người chỉ nên ăn vừa phải, ăn cách quãng và ăn có mức độ Một tuần không nên ăn quá 1 bữa nướng Sau khi ăn đồ nướng, nên nghỉ một tuần đến vài tuần để thải hết độc tố ra khỏi

cơ thể rồi mới nên ăn đồ nướng tiếp

VI Một số quy định

PAH4 là B(a)P, Chy, B(a)A, B(b)P

Loại sản phẩm

Giới hạn tối đa cho phép (µg/kg) Benzo(a)pyren PAH4

Các loại thực phẩm ngũ cốc chế biến

Thực phẩm dành cho mục đích y tế đặc

Dầu và chất béo dành cho tiêu thụ trực

tiếp hoặc sử dụng như là thành phần trong

thực phẩm

Dầu dừa cho tiêu dùng trực tiế hoặc sử

Cá trích cơm xông khói và Cá trích cơm

Động vật thân mềm 2 mãnh vỏ (tươi, ướp

Quy định EU số 835/2011 cho B(a)P và PAH4 trong thực phẩm

_Hết _