các chất độc sinh ra trong quá trình chế biến thực phẩm

Giới thiệu về các chất độc xuất hiện trong quá trình chế biến thực phẩm • Độc tố trong quá trình chế biến thực phẩm là các thành phần hóa học xuất hiện trong quá trình chế biến từ nguyên

ĐỘC TỐ HỌC THỰC PHẨM

GV: Lê Kiều Thu

CÁC CHẤT ĐỘC SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ

BIẾN THỰC PHẨM

Mục lục

I Giới thiệu về các chất độc xuất hiện trong quá trình chế

biến.

II Acrylamide.

III Nhóm hợp chất amine vòng thơm (HAAs).

IV Hợp chất hydrocacbon nhiều vòng thơm (PAHs).

V N-nitrosamine.

VI 3-MCPD.

VII.Kết luận.

I Giới thiệu về các chất độc xuất hiện trong quá trình chế

biến thực phẩm

• Độc tố trong quá trình chế biến thực phẩm là các thành phần hóa học xuất hiện trong quá trình chế biến từ nguyên liệu đến sản phẩm.

• Các hợp chất xuất hiện khó để phán đoán có hại hại hoặc

không có hại tuy nhiên đã xác định được 6 nhóm nhất gây hại : acrylamide, các hợp chất amine có vòng thơm (HAAs), các

hợp chất hydrocacbon có nhiều vòng thơm (PAHs), các hợp chất N-nitrosamine, các hợp chất 3MCPD.

• Được phát hiện năm 2002, và thường xuất hiện trong các thực phẩm chiên, rán và nướng.

• Thường xuất hiện ở các thực phẩm giàu tinh bột và một số loại thực phẩm chứa protein và rất nhiều loại thực phẩm khoảng 86 loại Theo một số ý kiến tinh bột là nguồn tạo ra acrylamide

• Thực phẩm hấp, luộc chứa ít acrylamide hơn hẳn các thực phẩm chiên, rán, nướng ,

2 Cơ chế hình thành acrylamide

• Acrylamide chủ yếu được tạo thành trong thực phẩm do phản ứng của asparagin (một axit amin) với đường khử (đặc biệt là glucose và fructose), đây là một phần của phản ứng Maillard; acrylamide cũng có thể được tạo thành qua phản ứng có sự

tham gia của 3-aminopropionamide Sự hình thành acrylamide chủ yếu diễn ra trong điều kiện nhiệt độ cao (thường ở nhiệt

độ trên 1200C) và độ ẩm thấp

• Nhìn chung lượng acrylamide xuất hiện tỉ lệ thuận với thời

gian chiên nấu ảnh hưởng đến lượng acrylamid xuất hiện

3 Tác hại của Acrylamide đến sức khỏe.

- Lượng lớn acrylamide trong cơ thể gây hại hệ thần kinh, giảm khả năng sinh sản, gây ung thư : tuyến giáp, vòm họng, ung thư vú ở phụ nữ và tinh hoàn ở nam

- Gây lơ mơ, ảo giác, lẫn lộn, cảm giác bất thường, đau cơ, không chỉ huy tốt cơ thể

- Acrylamide được tổ chức IARC xếp vào nhóm chất gây nguy cơ tiềm ẩn

4 Cách giảm lượng acrylamide trong thực

• Đối với quá trình chế biến :

- Giảm diện tích tiếp xúc: cắt vừa phải không quá to hoặc nhỏ

- Nên ngâm nước,chần hoặc luộc qua thực phẩm chứa nhiều acrylamide như khoai tây,… nhằm giảm lượng đường khử có trong nguyên liệu

- Sử dụng các chất hóa học : axit natri pyrophosphat, muối canxi và muối của một số cation hóa trị hai hoặc hóa trị ba để giảm độ pH trong quá trình chần ; bổ sung enzym asparaginase làm giảm asparagin

- Không nên xử dụng dầu chiên đi chiên lại nhiều lần

• Nên tăng cường sử dụng các thực phẩm hấp, luộc giảm thực phẩm chiên nướng

• Các sản phẩm có sẵn acrylamide có thể bị giảm các tiêu chí cảm quan khi

III Nhóm hợp chất amine vòng thơm (HAAs).

1 Công thức cấu tạo và tính chất.

− HAAs(heterocylic aromatic amines) : là hợp chất amine vòng thơm ( nhóm amine gắn trên vòng thơm ), được tạo thành trong quá trình chế biến các thực phẩm giàu protein

− Cho đến nay hơn 20 loại HAAs được tìm thấy trong các loại thực phẩm có

xử lý nhiệt Dựa vào cấu trúc của các phân tử HAAs chúng được chia

thành nhiều nhóm nhỏ :

+ Nhóm amino – amidazo – quinoline hay còn gọi là các hợp chất IQ gồm các chất như : 2 – amino – 3 –methylimidazol [4.5-f] quinoline

+ Nhóm amino-amidazo-quinoxaline hay còn gọi các hợp chất IQx gồm các chất như : 2-amino-3-methylimadazol [4.5-f] quinoxaline

+ Nhóm amino- amidazo – pyridines hay còn gọi là các hợp chất IP gồm các chất như : 2-amino-1-methyl-6 – phenylimidazo[4.5-b]pyridine ( PhIP)

+ Nhóm amino-carbolines gồm các chất như : 1 –methyl -9h b] indole ( Harman).

pyrido[4.3-2 Nguồn gốc.

− Các hợp chất HAAs thường được tìm thấy ở các sản phẩm nướng , chiên giàu protein như các sản phẩm thịt, cá và cả các loại nước ép thịt (bò )

3 Cơ chế hình thành.

− Cơ chế của quá trình tạo HAAs trong quá trình xử lý nhiệt:

+ Do sự phân hủy nhiệt của các protein, acid amine (ở các thực phẩm giàu protein) thông qua cơ chế gốc tự do khi nhiệt độ quá trình lên đến 3000C hoặc hơn nữa , tác nhân chính của quá trình này thường là 1 số các acid amin

tự do tryptophan , acid glutamic, phenylalanin, lysine, ornithine Ví dụ : P-1 và Trp-P-2 được tạo thành do sự đông tụ cyar trytophan

+ Con đường thứ hai tạo hợp chất HAAs là do phản ứng giữa các tác

nhân như: creatine ( creatinine) , carbonhydrate và các acid amine ở nhiệt độ thấp hơn 300oC , thường là từ 150oC – 250oC Các hợp chất HAAs hình thành theo cơ chế này còn được gọi là tác nhân gây đột biến nhiệt, gồm các chất thuộc nhóm amino – imidazo – quinoline (IQ) , amino-imidazo-quinoxaline ( IQx)

- Các hợp chất HAAs không chỉ được tạo thành trong quá trình xử lý nhiệt , theo nghiên cứu cho thấy HAAs vẫn có thể được tạo thành trong điều kiện độ

ôn hòa ( khoảng 370C), do đó có thể rút ra kết luận rằng HAAs không chỉ được tạo thành trong quá trình chế biến mà còn cả trong quá trình bảo quản sản phẩm nữa

4 Tác hại

5/Biện pháp làm giảm lượng độc tố:

• Điều chỉnh thời gian và nhiệt độ thích hợp

• Thay đổi phương pháp chế biến thực phẩm

• Giảm hàm lượng các tác nhân tham gia vào phản ứng tạo HAAs bằng cách

xử lý nhiệt sơ bộ bằng microwave

• Tăng hàm lượng đường trong nguyên liệu bằng cách xử dụng các gia vị , nước sốt đặc biệt trước quá trình chế biến

+ Sử dụng mật ong để làm giảm hàm lượng HAAs:

+Sử dụng nước cốt chanh, hành hoặc tỏi:

+ Sử dụng kết hợp các loại nước sốt:

• Sử dụng các chất kìm hãm hoặc chất chống oxy hóa:

• Sử dụng các hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh để giảm hàm lượng HAAs trong nguyên liệu thịt bò

IV Hợp chất Hydrocarbon nhiều vòng thơm ( PAHs )

1 Công thức cấu tạo

- PAHs ( Polycyclic aromatic hydrocarbons ) là những hợp chất hóa học chứa nhiều vòng thơm cấu tạo dạng thẳng, góc cạnh hay chùm và không chứa các nguyên tố khác hoặc các nhóm chức thay thế

- Một số loại PAHs: naphthalene , Acenaphthylene , benzo a fluorene ,

chrysene

2 Nguồn gốc và cơ chế hình thành

-Trong quá trình chế biến : sấy khô , xông khói , nướng quay , chiên

3 Tác hại

-PAHs có khoảng 250 hợp chất

- COC đã phận loại các hợp chất PAHs dựa vào mức độ độc hại của chúng như sau:

+ Nhóm A : có khả năng gây ung thư rất cao như : benzo (a) pyrene (BaP ) , benzo (a) anthracene (BaA) và dibenz(ah) anthracene (DBahA)

+ Nhóm B và D: thông tin chưa rõ

+ Nhóm E: không có khả năng gây ung thư : Phenanthrene , anthracene ,

fluoanthrene , pyrene

- Độc tính của các PAHs phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chúng

- Gây đột biến gene và ung thư

5 Các biện pháp giảm hàm lượng độc tố

- Bao gói sản phẩm trước quá trình xông khói trán trực tiếp giữa sản phẩm và khói

- Giảm lượng PAHs trong khói trước khi chế biến

- Sử dụng lò ga hay lò điện thay vì dùng lò than

- Dụng cụ chế biến được thiết kế tránh để dầu hoặc mở từ nguyên liệu nhỏ xuống nguồn nhiệt

- Nên loại bỏ hết mỡ bên ngoài nguyên liệu trước khi chế biến

- Chế biến thực phẩm ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài

- Giảm kích thước thực phẩm trước khi chế biến nhằm giảm thời gian và nhiệt độ chế biến

V NITROSAMINE.

1 Cấu tạo, phân loại và tính chất.

- Công thức cấu tạo:

- Phân loại: gồm 2 nhóm lớn dễ bay hơi và khó bay hơi.

- Tính chất:

+ Hầu hết các hợp chất nitrosamine dễ bay hơi đều có khả năng gây ung thư cho người và động vật Còn các hợp chất nitrosamine khó bay hơi hầu như không có khả năng gây ung thư.

+ Các hợp chất N-nitrosamine có phân tử lượng thấp tồn tại ở dạng lỏng Các hợp chất N-nitrosamine có phân tử lượng cao tồn tại ở dạng rắn

+ Các thực phẩm xong khói hoặc sấy khô bằng khói lò.

+ Các sản phẩm ngâm giấm hoặc muối chua

+ Các thực phẩm bảo quản trong điều kiện ẩm ướt

3 Cơ chế hình thành: Thông qua 3 con đường:

- Xúc tác acid trong cơ thể, đặc biệt trong dạ dày

- Nhờ vi sinh vật

- Trong quá trình dùng nhiệt

+ Tác nhân HNO2:

• Tác nhân cation nytrosin, NO+:

*

*

- Một số hợp chất N- nitroso phổ biến:

• Một số hợp chất N-nitrosamine và hàm lượng cao nhất của chúng

trong một số thực phẩm:

- Theo quy định tại Mỹ, hàm lượng cho phép trong thực phẩm của NPYR là 10g/kg Còn tại Nga NDEA và NDME là từ 2.0 – 4.0 g/kg.

3 Tác hại.

Lượng tiêu thụ NDMA hằng ngày ở một số quốc gia:

Tác động của các hợp chất N-nitrosamine đến nhiều cơ quan là không đoán được, gan là cơ quan bị tổn hại đầu tiên kèm theo phù nề và xuất huyết ở phổi

- Các hợp chất N-nitrosamine được chứng minh là có khả năng làm biến đổi gen, nhiễm sắc thể, kết hợp với DNA gây ung thư

- Tác động của các hợp chất N-nitrosamine đến nhiều cơ quan là không đoán được, gan là cơ quan bị tổn hại đầu tiên kèm theo phù nề và xuất huyết ở phổi.

- Các hợp chất N-nitrosamine được chứng minh là có khả năng làm biến đổi gen, nhiễm sắc thể, kết hợp với DNA gây ung thư

- Các hợp chất N-nitrosamine có độc tính rất mạnh gây độc cho hệ thần

kinh, quái thai, ung thư ở người và động vật Trong 300 loại N-nitroso có đến 80 loại gây ung thư

• Tác hại của một số hợp chất nitrosamine

trên động vật:

- Dùng các chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh.

- Ngoài ra hành, tỏi… cũng làm giảm đáng kể

Nitrosamine trong thực phẩm.

VI 3-MCPD.

1 Công thức cấu tạo

• Thuộc nhóm hóa chất gây độc có tên gọi là chloropropanols

3-MCPD do tiếp xúc với màng bao có

chứa epichlohyrin như xúc xích, trà túi

lọc, lọc cà phê

- Hàm lượng 3-MCPD nhiều trong nước tương do quá trình chế biến sinh ra

và do bảo quản

- Sử dụng nước clo hóa để rửa thực phẩm

- Quá trình chế biến công nghiệp như rang nướng, cô đặc, ủ mạch nha, tiêyj khẩn theo pp Paster, rán, hun khói, sấy phun, tiệt trùng

- Chế biến thức ăn gia đình như luộc, rán, quay…

- 3-MCPD còn được tìm thấy trong bánh mì, phomai, burger, …

 Cơ chế hình thành

- MCPD là 1 chất thuộc nhóm chloropropanols có tên hóa học là

3-monochloro propane 1,2-diol Chất Triglyceride (C3H5(OH)3) trong chất béo khi tác dụng với acid chlohydric tạo thành 3-MCPD và 3 dẫn xuất khác (1,3-DCP; 2,3-DCP và 2-MCPD) 3-MCPD được tạo thành do phản ứng giữa chất

có chứa Clorine trong thực phẩm và chất béo trong quá trình chế biến thực phẩm Phản ứng được thúc đẩy nhanh hơn khi được gia nhiệt Cho nên về mặt

lí thuyết, thực phẩm nào có hội đủ 3 điều kiện: “có chứa thành phần

clorine+thành phần chất béo cùng với sự gia nhiệt” đều có thể tạo ra 3-MCPD

3 Tác hại của 3-MCPD.

- Hiện nay, chỉ bằng việc phân tích, chúng ta mới phát hiện được chất 3-MCPD

có trong nước tương

- Nghiên cứu thực nghiệm về độc tính: nếu cho chuột cống dùng liều lặp lại (ngắn hạn) ở nồng độ 1mg/kg thể trọng thì có biểu hiện giảm khả năng sinh sản ở chuột cống đực cũng như các loài có vú khác Nếu cho chuột nhà và chuột cống tiếp xúc với liều 25mg/kg cơ thể thì có thấy xuất hiện thương tổn

ở hệ thần kinh trung ương

- Nghiên cứu quan sát trên người: cho đến nay vẫn chưa có một nghiên cứu dich tễ học lâm sàng nào về tác hại của 3-MCPD trên người Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy có hiệu ứng kết hợp giữa 3-MCPD với nguyên tố

đồng làm giảm khả năng di chuyển của tinh trùng Tăng nồng độ ure và creatin trong máu ảnh hưởng đến chức năng thận

- Khi vào cơ thể người, 3-MCPD sẽ biến đổi thành 1 số chất khác và tất cả chúng đều gây nguy hiểm đến sức khỏe con người như 1,3-DCP,

mercapturic acid, acid Beta, acid oxalic, glycidol

4 Biện pháp giảm lượng 3-MCPD.

- Phương pháp hạn chế 3-MCPD trong quá trình chế biến các sản phẩm thủy phân từ protein: chuyển từ thủy phân bằng acid sang sử dụng enzyme, thực hiện quá trình trung hòa sâu bằng cách thêm NaOH sau quá trình thủy

phân bằng acid

- Đối với các sản phẩm lên men cần giảm hàm lượng 3-MCPD bằng cahcs chấm dứt hoạt động của enzyme lipase bằng nhệt độ hoặc tách enzyme này

ra khỏi thực phẩm

VII Kết luận.

- Tìm hiểu về các chất độc trong quá trình chế biến thực phẩm là một vấn để

có ý nghĩa trong thực tế cuộc sống Thông qua chủ đề này sẽ giúp ích cho mọi người biết được độc tính của một số chất tiêu biểu Từ đó , tránh được các loại thức ăn sản sinh độc tố cũng như có cách chế biến sao cho thích hợp để hạn chế độc tố đảm bào an toàn thực phẩm mang lại sức khỏe tốt để

có thể vận động, vui chơi giải trí cũng như làm việc có hiệu quả hơn