This article introduced the chemical formula and the origin of 3-monocloro Propa-1,2-diol (3-MCPD) in soy sauce. There were 24 companies producing soy sauce with the concentration of 3-MCPD higher than the permitted level. There are studies about the harmful effect of 3- MCPD to human health and procedure to determine 3-MCPD in soy sauce by gas chromatography (GC).
Trang 13-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con người
3-MCPD in foods and its harmful effect to human
Phan Trung Quý1
SUMMARY This article introduced the chemical formula and the origin of 3-monocloro Propa-1,2-diol (3-MCPD) in soy sauce There were 24 companies producing soy sauce with the concentration
of MCPD higher than the permitted level There are studies about the harmful effect of 3-MCPD to human health and procedure to determine 3-3-MCPD in soy sauce by gas chromatography (GC)
Key words: 3-MCPD, soy sauce, human health, gas chromatography
1 Mở ĐầU
3-MCPD (3-monochloropropan-1,2-diol)
là một dẫn xuất của clo, được hình thành trong
thực phẩm do phản ứng hóa học giữa một
nguồn có chứa clo với lipid (chất béo) Thuộc
nhóm này còn có 1,3-DCP
(1,3-dichloro-2-propanol) với độc tính tương tự và 3-MCPD là
thuật ngữ chỉ chung cho cả hai loại (JFSSG,
1999) Phản ứng này được xúc tác bởi nhiệt độ
qua quá trình gia nhiệt khi chế biến thực phẩm
thí dụ như chiên, nướng Cho nên, về lý
thuyết, tất cả các loại thực phẩm nào hội đủ 3
điều kiện là có chứa thành phần clo và thành
phần chất béo dưới tác động của nhiệt đều có
thể sinh ra 3-MCPD Sự hình thành 3-MCPD
trong xì dầu (nước tương) và dầu hào là do quá
trình sử dụng axit clohydric (HCl) thuỷ phân
protein thực vật ở nhiệt độ 1200C Nếu như
trước khi thủy phân protein, nguyên liệu được
tách hết chất béo thì không có phản ứng phụ
sinh ra 3-MCPD (MAF, 1991)
OH CH
OH
CH
Từ những năm 80 thế kỷ trước, người ta
đZ phát hiện ra 3-MCPD trong thực phẩm nhưng các kết quả khảo sát đầy đủ lần đầu tiên
được công bố bởi Collier và cộng sự (1991) Theo báo cáo của MAFF (1991) cho biết nồng
độ của 3-MCPD cao ở mức 100mg/kg thực phẩm là rất phổ biến vào thời đó
Việc chế biến xì dầu hoặc sản phẩm nước chấm từ đậu tương chủ yếu bằng phương pháp lên men vi sinh và phương pháp hóa học Khi
sử dụng phương pháp thủy phân bằng axit HCl, người ta thấy đem lại hiệu quả cao về mặt chất lượng (vị ngon) và hiệu suất thành phẩm, do đó phương pháp này chiếm ưu thế trong công nghệ chế biến xì dầu, dầu hào và các sản phẩm từ đậu tương Thế nhưng, quy trình này do được tiến hành ở nhiệt độ cao nên sản sinh ra hợp chất 3-MCPD với nồng độ quá mức, được cho là có hại cho sức khoẻ
Một số thực phẩm khác cũng tìm thấy có chứa 3-MCPD là bánh mì, bánh bích-quy, thịt hun khói Thức ăn nấu nướng trong gia đình cũng tìm thấy có chứa 3-MCPD nhất là những món nướng lò, nướng điện
Năm 1999, tại Anh người ta phát hiện một loại nước tương nhập từ Trung Quốc có nồng độ 3-MCPD ở mức 124mg/kg, sau đó một khảo sát tiến hành trên 40 mẫu nước tương trên thị trường (nhập từ Trung Quốc, Hồng Kông, Đài Loan, Phillippine) đZ tìm
1 Khoa Đất và Môi trường, Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội
Trang 2thấy 2/3 lượng mẫu này có chứa hàm lượng
3-MCPD ở mức độ giới hạn cao của liều lượng
cho phép Đỉnh điểm là vào giữa năm 2001,
Cục Kiểm soát Thực phẩm Anh quốc đZ kiểm
nghiệm vào công bố 22 lô nước tương và dầu
hào thuộc các hZng sản xuất khác nhau có
nồng độ 3-MCPD cao ở ngưỡng nguy hại và
phải tiêu huỷ hoàn toàn các lô hàng này, đồng thời ra quy chế về kiểm nghiệm 3-MCPD trong các sản phẩm này trước khi được lưu hành trên thị trường (Barlow et al., 2002) Từ
đó đến nay nhiều quốc gia trên thế giới đZ qui
định nồng độ tối đa 3-MCPD trong 1kg nước tương (Bảng 1)
Bảng 1 Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép trong một kg nước tương tại một số quốc gia
Quốc gia Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép /kg nước tương (mg/kg)
Liên hiệp Âu châu ; Hà Lan; Hy Lạp; Bồ Đào Nha; Malaysia;
Thụy Điển
0.02
Nguồn: Renwick (2003)
ở Việt Nam, vào tháng 8/2001 các thông
tin về 22 loại nước tương tại Anh quốc nói trên
đZ gây ra một xôn xao trong dư luận và phản
ứng mạnh mẽ của ngươi tiêu dùng (Nguyễn
Đình Nguyên, 2001) Tháng 11/2001, lần đầu
tiên tại Việt Nam, các kiểm nghiệm về chất
3-MCPD dựa trên tiêu chuẩn Châu Âu, đZ được
tiến hành và cũng xác minh là nồng độ
3-MCPD có mặt trong một số sản phẩm nước tương bán ở thị trường Việt Nam là cao quá ngưỡng cho phép rất nhiều Đến tháng 4-2007, Người dân Việt Nam thật sự bị sốc khi các cơ quan kiểm nghiệm thực phẩm công bố nhiều công ty sản xuất nước tương có nồng độ 3-MCPD vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần (Bảng 2)
Bảng 2 Danh sách 24 công ty có sản phẩm nước tương chứa 3-MCPD cao
Nguồn: www.vnexpress.net/vietnam/doi-song/2007/05/3B9F6812/
Trang 32 ĐáNH GIá NGUY CƠ ĐộC HạI CủA
3-MCPD
Năm 2001, Uỷ ban Khoa học Thực phẩm
Âu châu và Uỷ ban Chuyên gia liên kết giữa
FAO/WHO đZ đánh giá nguy cơ hợp chất
3-MCPD đối với động vật thí nghiệm:
Liều gây độc cấp tính qua đường uống
của 3-MCPD ở chuột cống là 150 mg/kg thể
trọng Nếu cho chuột cống dùng liều lặp lại
(ngắn hạn) ở nồng độ 1mg/kg thể trọng thì có
biểu hiện giảm độ di chuyển của tinh trùng,
thay đổi hình dạng tinh trùng và gây suy giảm
khả năng sinh sản ở chuột cống đực cũng như
các loài có vú khác (với liều sử dụng cao hơn
liều trên) Nếu cho chuột nhà (mouse) và
chuột cống tiếp xúc với liều 25 mg/kg cơ thể
thì có thấy xuất hiện các thương tổn ở hệ thần
kinh trung ương
Cũng đZ có bốn nghiên cứu dài hạn tường
trình về độc tố và khả năng gây ung thư, hai
nghiên cứu trong số đó tiến hành trên chuột
nhà và chuột cống Tuy nhiên chỉ có một
nghiên cứu được xác nhận là đủ tiêu chuẩn để
có thể đánh giá được nguy cơ Nghiên cứu này
cho thấy chuột cống phơi nhiễm dài hạn với
3-MCPD sẽ bị tổn thương thận tiến triển mZn
tính, tăng sản ống thận và u tuyến Ngoài ra
cũng tìm thấy các tổn thương quá sản và tân
sản ở các tế bào Leydig của tinh hoàn, tuyến
vú, tuyến tuỵ và bao quy đầu Ngoài ra cũng
thấy tỷ lệ phát sinh của thương tổn tăng sản
hoặc khối u chịu ảnh hưởng hiệu ứng liều
lượng, gặp ở tất cả các nhóm động vật nghiên
cứu Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học
đZ xác nhận thương tổn tăng sản ống thận là
tai biến nhạy nhất
Nghiên cứu về tính đột biến ở tế bào vú
biệt lập cho thấy thường là dương tính nhưng
phải với liều tiếp xúc khá cao (0,1-9mg/ml)
Một số thử nghiệm về tính đột biến trong cơ
thể cho thấy kết quả âm tính Tóm lại, Uỷ ban
khoa học hiện thời kết luận 3-MCPD chưa
phải là độc tố gây tổn hại gen trong cơ thể
Nghiên cứu quan sát trên người: Cho đến
nay, vẫn chưa có một nghiên cứu dịch tễ học
hay lâm sàng nào về tác hại của 3-MCPD trên
người cả Tuy nhiên, nghiên cứu trên tế bào tinh trùng người trong phòng thí nghiệm cho thấy có hiệu ứng hiệp lực giữa 3-MCPD với nguyên tố đồng (Cu) làm giảm khả năng di chuyển của tinh trùng
Ước tính lượng thu nạp của cơ thể mỗi ngày: Như đZ nêu trên, sản phẩm nước tương
và tương tự là những thực phẩm phổ biến có chứa hàm lượng 3-MCPD cao nhất, do đó việc ước tính mức độ thu nạp cho cơ thể mỗi ngày chủ yếu dựa trên số liệu tiêu thụ loại thực phẩm này do các nước cung cấp Có nghĩa là, mỗi quốc gia cần phải có một khảo sát riêng cho nước mình về lượng nước tương tiêu thụ trung bình cho mỗi người dân trong một ngày là bao nhiêu Ngoài ra cũng cần phải xác định lượng tiêu thụ thấp nhất và lượng tiêu thụ cao nhất, để cân nhắc mức độ lệch của chỉ số tiêu thụ
Dựa trên số liệu khảo sát của Anh quốc và một số nước Châu Âu, nồng độ tồn lưu trung bình của 3-MCPD trong các loại thực phẩm
được tính là 0.012 mg/kg, nên có thể ước tính mức tiêu thụ trên mỗi đầu người/ngày cho các thực phẩm có chứa 3-MCPD là 2 microgam (EC, 1997)
Hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu về tác hại của 3-MCPD trên người, nên chưa có cơ sở dữ liệu để có thể thiết lập mối quan hệ liều lượng tiếp xúc Trong tình hình đó, dựa trên nguyên lý bất định, liều lượng độc tính chuyển
đổi giữa các chủng loại khác nhau (mô hình chuột và người) thì chấp nhận hệ số chuyển
đổi là 20 lần giữa hai chủng loại đối với động năng độc lực và hiệu số động độc lực (toxicokinetic difference) Ngoài ra cũng còn phải hiệu chỉnh thêm có các yếu tố phụ nếu cho là cần thiết
Việt Nam hiện vẫn chưa có một công trình khảo sát nào có tính hệ thống để đánh giá mức tiêu thụ trung bình, tối thiểu và tối đa
đối với sản phẩm nước tương Tuy vậy, giới chức thẩm quyền chúng ta cũng có quy định hàm lượng tối đa cho phép sự hiện diện của 3-MCPD trong 1kg nước tương là 1mg/kg Quy
định này được cho là an toàn sức khoẻ cho người tiêu dùng
Trang 43 PHÂN TíCH 3-MCPD TRONG THựC
PHẩM
Việc phân tích hàm lượng của 3-MCPD
trong thực phẩm là tương đối khó khăn, đòi
hỏi thiết bị hiện đại, đồng bộ và kỹ thuật viên
có tính chuyên nghiệp cao Hiện nay, Cục Vệ
sinh An toàn thực phẩm đZ đưa ra quy trình
phân tích 3-MCPD (theo tiêu chuẩn ngành)
Quy trình này đZ được Bộ Y tế ban hành theo
Quyết định số: 10/2005/QĐ-BYT, ngày
25/3/2005
3.1 Nguyên lý
Mẫu được cho hấp phụ qua cột extrelut,
giải hấp 3-MCPD bằng dietyl ete Sau đó cho
tạo dẫn xuất với dung dịch acid
toluen-4-sulfonic trong aceton thành
4-(clometyl)-2,2-dimetyl-1,3-dioxolan, phản ứng này được thực
hiện tại 40oC, trong 90 phút Sau đó đo trên
máy sắc ký khí với detector khối phổ
(GC/MS) Giới hạn phát hiện của phương
pháp: 4,01 ppb Giới hạn định lượng: 13,37ppb
3.2 Điều kiện sắc ký
- Chương trình nhiệt độ cột: Nhiệt độ ban
đầu là 45oC, giữ ở 1 phút Sau đó tăng lên
120oC với tốc độ gia nhiệt 6oC/phút Tiếp tục
tăng nhiệt độ lên đến 250oC với tốc độ gia
nhiệt 15oC /phút, giữ ở nhiệt độ này 5 phút;
- Tiêm mẫu: Tiêm mẫu với chế độ không
chia dòng
+ Nhiệt độ bộ phận tiêm mẫu: 250oC
+ Thể tích mẫu tiêm: 2àl
- Tốc độ khí mang He: 1,5 ml/phút
Điều kiện khối phổ:
* MS Tune file:
+ Nguồn Ion hóa: EI
+ Năng lượng ion hóa: 70 eV
+ Nhiệt độ nguồn ion: 180oC
+ Nhiệt độ Interface: 200oC
+ Giá trị của bộ khuếch đại Multiplier:
300 - 500V
* MS method
- Chế độ quét Fullscan
+ Thời gian quét: 5 - 15 phút + Khoảng khối quét: 35 - 150 amu
- Chế độ quét ion chọn lọc SIM (Selected Ion Monitoring)
+ Số khối lựa chọn để quét: 135 + Thời gian quét: 6 - 10 phút 3.3 Hóa chất, thuốc thử
Hóa chất sử dụng có độ tinh khiết phân tích Dung môi chuyên dùng cho sắc ký a) Chất chuẩn 3-MCPD
b) Dietyl ete loại dùng cho sắc ký c) Aceton loại dùng cho sắc ký d) Axit toluen -4-Sulfonic
đ) Etyl acetat loại dùng cho sắc ký e) Cột Extrelut: Dùng xylanh 60ml, nhồi bông thủy tinh vào đầu ống xylanh Sau đó cho từ từ 10g hạt Extrelut vào xy lanh, dùng
đũa thủy tinh gõ nhẹ vào thành ống cho hạt xuống đều và chặt
g) Natri clorua: Dung dịch bZo hoà trong nước
h) Khí Nitơ 99,999%
i) Khí Hêli 99,999%
4 TIếN HàNH XáC ĐịNH 4.1 Chuẩn bị mẫu Cân 4g mẫu, chính xác đến 0,001g vào cốc thủy tinh 50ml Thêm vào 8g dung dịch NaCl bZo hòa (g), khuấy đều
Cho toàn bộ dung dịch trên vào cột extrelut (f) Để ổn định 15 phút cho toàn bộ nước và chất trong dung dịch phân bố đều trên
bề mặt của hạt extrelut
Rửa giải 3-MCPD bằng 150ml dietyl ête (b) Thu dịch rửa giải vào bình cầu cất Sau đó
đem cô quay chân không đến gần cạn, rồi dùng khí nitơ thổi khô (h)
4.2 Dẫn xuất hóa Dùng pipet hút chính xác 2ml dung dịch acid Toluen-4-sulfonic trong aceton (1g/L) vào bình cầu cất, lắc đều rồi chuyển toàn bộ dung dịch này vào ống nghiệm có nút Đặt
Trang 5ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40oC trong
90 phút, lấy ra để nguội ở nhiệt độ phòng, sau
đó chuyển vào chai 1,5ml để đo trên máy
GC/MS (dịch thử)
4.3 Chuẩn bị mẫu chuẩn
Các mẫu chuẩn theo từng nồng độ xác
định được chuẩn bị theo các bước trong bảng 3
Bảng 3 Chuẩn bị mẫu chuẩn
Nội dung ống 1 ống 2 ống
3 ống 4
3-MCPD chuẩn
(20ppb) cho vào
cột extrelut (f)
1ml 2ml 4ml 6ml
Dung dịch sau rửa
giải bằng dietyl
ête (b)
Cô quay chân không đến gần cạn, thổi khô bằng khí Nitơ
Dung dịch acid
Toluen-4-Sulfonic
trong aceton
(1g/L) (a)
2 ml
Lắc đều, đặt các ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40 o C trong 90 phút
Để nguội ở nhiệt độ phòng, chuyển vào lọ 1,5ml để đo trên máy GC/MS
Nồng độ 3-MCPD
chuẩn (ppb)
4.4 Xây dựng đường chuẩn
Kiểm tra thiết bị đZ được chạy ổn định
theo các điều kiện mô tả tại mục (3.2), lần lượt
tiêm các mẫu chuẩn đZ được chuẩn bị ở mục
(4.3.) Ghi lại diện tích pic tương ứng với từng
nồng độ Dựa vào nồng độ và diện tích pic
chuẩn, thiết lập phương trình biểu diễn tương
quan tuyến tính giữa nồng độ chuẩn và diện
tích pic
4.5 Tiến hành phân tích
Tiến hành tiêm mẫu phân tích vào máy,
ghi lại sắc ký đồ mỗi lần tiêm mẫu Ghi lại
diện tích có thời gian lưu và phổ khối tương
ứng với thơì gian lưu và phổ khối của chất
chuẩn
Dựa vào phương trình biểu diễn tương quan
tuyến tính giữa nồng độ chuẩn và diện tích pic,
tính nồng độ 3-MCPD có trong dịch thử
Tính kết quả:
Hàm lượng 3-MCPD trong mẫu thử được tính theo công thức sau:
C (ppm) = Cx V
F m
ì
ì Trong đó:
Cx: nồng độ 3-MCPD trong dịch thử (ppm) m: Khối lượng mẫu đem phân tích (g) V: Thể tích cuối (ml)
F: Hệ số pha loZng khi đo (F=1: không pha loZng)
Tài liệu tham khảo Colier PD, Cromie DDO, Davies AP (1991) Mechanism of formation of chloropropands present in protein hydrrolysates J Am Oil Chem Soc 1991 European Commission Regulation (EC) No 258/97 of the European Parliamen and
of the Council of 27 January 1997 concerning novel foods and novel food ingridients Official Journal of the European Communities No L43/1 1997 JFSSG (1999) Survey of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) in acidhydrolysed vegetable protein Food Surveillance Information Sheet No 181 1999
JFSSG (1999) Survey of 3-monochloropropane-1,2-diol in soy sauce and similar products Food Surveillance Infomation Sheet No.187.1999
MAFF (Bộ Nông-Lâm-Ngư nghiệp; Anh quốc) Survey of hydrolysed vegetable proteins for chlorinated propanols CSL Report FD 91/6.1991
Nguyễn Đình Nguyên (2001) Cảnh giác khi dùng nước tương (xì dầu) và dầu hào (oyster sauce) Số 2193, 20/08/2001 Báo Người Lao Động
Office of the National Codex Posision of Thailand on 3-MPCD (www.Tisi.go.th/3-MPCD/html)
www.vnexpress.net/vietnam/doi-song/2007/05/3B9F6812/
