Báo cáo khoa học 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con người Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2007: Tập V, Số 3: 75-79 Đại học Nông nghiệp I 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ngời 3-MCPD in foods and its harmful effect to human Phan Trung Quý 1 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 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). 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, đợc 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 tơng tự và 3-MCPD là thuật ngữ chỉ chung cho cả hai loại (JFSSG, 1999). Phản ứng này đợc xúc tác bởi nhiệt độ qua quá trình gia nhiệt khi chế biến thực phẩm thí dụ nh chiên, nớng. 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 dới tác động của nhiệt đều có thể sinh ra 3-MCPD. Sự hình thành 3-MCPD trong xì dầu (nớc tơng) và dầu hào là do quá trình sử dụng axit clohydric (HCl) thuỷ phân protein thực vật ở nhiệt độ 120 0 C. Nếu nh trớc khi thủy phân protein, nguyên liệu đợc tách hết chất béo thì không có phản ứng phụ sinh ra 3-MCPD (MAF, 1991). OH CH H 2 C CH 2 Cl Cl OH CH H 2 C CH 2 OH Cl 3-MCPD 1,3-DCP Từ những năm 80 thế kỷ trớc, ngời ta đ phát hiện ra 3-MCPD trong thực phẩm nhng các kết quả khảo sát đầy đủ lần đầu tiên đợc 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 nớc chấm từ đậu tơng chủ yếu bằng phơng pháp lên men vi sinh và phơng pháp hóa học. Khi sử dụng phơng pháp thủy phân bằng axit HCl, ngời ta thấy đem lại hiệu quả cao về mặt chất lợng (vị ngon) và hiệu suất thành phẩm, do đó phơng pháp này chiếm u thế trong công nghệ chế biến xì dầu, dầu hào và các sản phẩm từ đậu tơng. Thế nhng, quy trình này do đợc tiến hành ở nhiệt độ cao nên sản sinh ra hợp chất 3-MCPD với nồng độ quá mức, đợc 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 nớng trong gia đình cũng tìm thấy có chứa 3-MCPD nhất là những món nớng lò, nớng điện. Năm 1999, tại Anh ngời ta phát hiện một loại nớc tơng nhập từ Trung Quốc có nồng độ 3-MCPD ở mức 124mg/kg, sau đó một khảo sát tiến hành trên 40 mẫu nớc tơng trên thị trờng (nhập từ Trung Quốc, Hồng Kông, Đài Loan, Phillippine) đ tìm 1 Khoa Đất và Môi trờng, Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội. Phan Trung Quý thấy 2/3 lợng mẫu này có chứa hàm lợng 3- MCPD ở mức độ giới hạn cao của liều lợng cho phép. Đỉnh điểm là vào giữa năm 2001, Cục Kiểm soát Thực phẩm Anh quốc đ kiểm nghiệm vào công bố 22 lô nớc tơng và dầu hào thuộc các hng sản xuất khác nhau có nồng độ 3-MCPD cao ở ngỡng 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 trớc khi đợc lu hành trên thị trờng (Barlow et al., 2002). Từ đó đến nay nhiều quốc gia trên thế giới đ qui định nồng độ tối đa 3-MCPD trong 1kg nớc tơng (Bảng 1). Bảng 1. Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép trong một kg nớc tơng tại một số quốc gia Quốc gia Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép /kg nớc tơng (mg/kg) Canada; Phần Lan; áo; Các tiểu vơng quốc ả Rập 1 Mỹ 1 cho 3-MCPD và 0.05 cho 1,3-DCP úc và Niu Dilân 0.2 cho 3-MCPD và 0.005 cho 1,3-DCP Liên hiệp Âu châu ; Hà Lan; Hy Lạp; Bồ Đào Nha; Malaysia; Thụy Điển 0.02 LHVQ Anh 0.01 Nguồn: Renwick (2003). ở Việt Nam, vào tháng 8/2001 các thông tin về 22 loại nớc tơng tại Anh quốc nói trên đ gây ra một xôn xao trong d luận và phản ứng mạnh mẽ của ngơi 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, đ đợc tiến hành và cũng xác minh là nồng độ 3- MCPD có mặt trong một số sản phẩm nớc tơng bán ở thị trờng Việt Nam là cao quá ngỡng cho phép rất nhiều. Đến tháng 4-2007, Ngời dân Việt Nam thật sự bị sốc khi các cơ quan kiểm nghiệm thực phẩm công bố nhiều công ty sản xuất nớc tơng có nồng độ 3- MCPD vợt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần (Bảng 2). Bảng 2. Danh sách 24 công ty có sản phẩm nớc tơng chứa 3-MCPD cao Số thứ tự Tên công ty Số thứ tự Tên công ty 1 Nasafood 13 Thành Phát 2 Vitecfood 14 Thiên Hơng 3 Nam Dơng 15 Thành Hng 4 Hơng Nam Phơng 16 Bông Mai 5 MiwonViệt Nam 17 Hậu Giang 6 Lợi Ký 18 Hạnh Phúc 7 Trung Nam 19 Bách Thảo 8 Hoàng Hợi 20 Trờng Thành 9 Đông Phơng 21 Lam Thuận 10 Vĩnh Phơng 22 Thái Đại Lợi 11 Kim Thành 23 Song Mã 12 Phú Tài 24 Thái Chơn Thành Nguồn: www.vnexpress.net/vietnam/doi-song/2007/05/3B9F6812/. 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ngời 2. 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 đ đánh giá nguy cơ hợp chất 3- MCPD đối với động vật thí nghiệm: Liều gây độc cấp tính qua đờng 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 nh 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 thơng tổn ở hệ thần kinh trung ơng. Cũng đ có bốn nghiên cứu dài hạn tờng trình về độc tố và khả năng gây ung th, hai nghiên cứu trong số đó tiến hành trên chuột nhà và chuột cống. Tuy nhiên chỉ có một nghiên cứu đợc xác nhận là đủ tiêu chuẩn để có thể đánh giá đợc nguy cơ. Nghiên cứu này cho thấy chuột cống phơi nhiễm dài hạn với 3- MCPD sẽ bị tổn thơng thận tiến triển mn tính, tăng sản ống thận và u tuyến. Ngoài ra cũng tìm thấy các tổn thơng 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 thơng tổn tăng sản hoặc khối u chịu ảnh hởng hiệu ứng liều lợng, gặp ở tất cả các nhóm động vật nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đ xác nhận thơng tổn tăng sản ống thận là tai biến nhạy nhất. Nghiên cứu về tính đột biến ở tế bào vú biệt lập cho thấy thờng là dơng tính nhng 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 cha phải là độc tố gây tổn hại gen trong cơ thể. Nghiên cứu quan sát trên ngời : Cho đến nay, vẫn cha có một nghiên cứu dịch tễ học hay lâm sàng nào về tác hại của 3-MCPD trên ngời cả. Tuy nhiên, nghiên cứu trên tế bào tinh trùng ngời 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 lợng thu nạp của cơ thể mỗi ngày : Nh đ nêu trên, sản phẩm nớc tơng và tơng tự là những thực phẩm phổ biến có chứa hàm lợng 3-MCPD cao nhất, do đó việc ớc tính mức độ thu nạp cho cơ thể mỗi ngày chủ yếu dựa trên số liệu tiêu thụ loại thực phẩm này do các nớc cung cấp. Có nghĩa là, mỗi quốc gia cần phải có một khảo sát riêng cho nớc mình về lợng nớc tơng tiêu thụ trung bình cho mỗi ngời dân trong một ngày là bao nhiêu. Ngoài ra cũng cần phải xác định lợng tiêu thụ thấp nhất và lợng 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 nớc Châu Âu, nồng độ tồn lu trung bình của 3-MCPD trong các loại thực phẩm đợc tính là 0.012 mg/kg, nên có thể ớc tính mức tiêu thụ trên mỗi đầu ngời/ngày cho các thực phẩm có chứa 3-MCPD là 2 microgam (EC, 1997). Hiện nay vẫn cha có nghiên cứu về tác hại của 3-MCPD trên ngời, nên cha có cơ sở dữ liệu để có thể thiết lập mối quan hệ liều lợng tiếp xúc. Trong tình hình đó, dựa trên nguyên lý bất định, liều lợng độc tính chuyển đổi giữa các chủng loại khác nhau (mô hình chuột và ngời) 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 cha 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 nớc tơng. Tuy vậy, giới chức thẩm quyền chúng ta cũng có quy định hàm lợng tối đa cho phép sự hiện diện của 3- MCPD trong 1kg nớc tơng là 1mg/kg. Quy định này đợc cho là an toàn sức khoẻ cho ngời tiêu dùng. Phan Trung Quý 3. PHÂN TíCH 3-MCPD TRONG THựC PHẩM Việc phân tích hàm lợng của 3-MCPD trong thực phẩm là tơng 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 đ đa ra quy trình phân tích 3-MCPD (theo tiêu chuẩn ngành). Quy trình này đ đợc Bộ Y tế ban hành theo Quyết định số: 10/2005/QĐ-BYT, ngày 25/3/2005. 3.1. Nguyên lý Mẫu đợc 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 đợc thực hiện tại 40 o C, trong 90 phút. Sau đó đo trên máy sắc ký khí với detector khối phổ (GC/MS). Giới hạn phát hiện của phơng pháp: 4,01 ppb. Giới hạn định lợng: 13,37ppb 3.2. Điều kiện sắc ký - Chơng trình nhiệt độ cột: Nhiệt độ ban đầu là 45 o C, giữ ở 1 phút. Sau đó tăng lên 120 o C với tốc độ gia nhiệt 6 o C/phút. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 250 o C với tốc độ gia nhiệt 15 o C /phút, giữ ở nhiệt độ này 5 phút; - Tiêm mẫu: Tiêm mẫu với chế độ không chia dòng + Nhiệt độ bộ phận tiêm mẫu: 250 o C + Thể tích mẫu tiêm: 2 à l - Tốc độ khí mang He: 1,5 ml/phút Điều kiện khối phổ: * MS Tune file: + Nguồn Ion hóa: EI + Năng lợng ion hóa: 70 eV + Nhiệt độ nguồn ion: 180 o C + Nhiệt độ Interface: 200 o C + 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 bo hoà trong nớc 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 bo hòa (g), khuấy đều. Cho toàn bộ dung dịch trên vào cột extrelut (f). Để ổn định 15 phút cho toàn bộ nớc 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 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ngời ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40 o C 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 đợc chuẩn bị theo các bớc 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 s au 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) 10 20 40 60 4.4. Xây dựng đờng chuẩn Kiểm tra thiết bị đ đợc chạy ổn định theo các điều kiện mô tả tại mục (3.2), lần lợt tiêm các mẫu chuẩn đ đợc chuẩn bị ở mục (4.3.) Ghi lại diện tích pic tơng ứng với từng nồng độ. Dựa vào nồng độ và diện tích pic chuẩn, thiết lập phơng trình biểu diễn tơng 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 lu và phổ khối tơng ứng với thơì gian lu và phổ khối của chất chuẩn. Dựa vào phơng trình biểu diễn tơng quan tuyến tính giữa nồng độ chuẩn và diện tích pic, tính nồng độ 3-MCPD có trong dịch thử. Tính kết quả: Hàm lợng 3-MCPD trong mẫu thử đợc tính theo công thức sau: C (ppm) = x C V F m ì ì Trong đó: Cx: nồng độ 3-MCPD trong dịch thử (ppm). m: Khối lợng mẫu đem phân tích (g). V: Thể tích cuối (ml). F: Hệ số pha long khi đo (F=1: không pha long) 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-Ng 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 nớc tơng (xì dầu) và dầu hào (oyster sauce). Số 2193, 20/08/2001. Báo Ngời 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/ Nguyễn Văn Song, Đỗ Thị Diệp, Trần Tất Nhật . Báo cáo khoa học 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con người Tạp chí KHKT Nông nghiệp 200 7: Tập V, Số 3: 75-79 Đại học Nông nghiệp I 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó. Nguồn: www.vnexpress.net/vietnam/doi-song/2007/05/3B9F6812/. 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ngời 2. ĐáNH GIá NGUY CƠ ĐộC HạI CủA 3-MCPD Năm 2001, Uỷ ban Khoa học Thực phẩm. này vào ống nghiệm có nút. Đặt 3-MCPD trong thực phẩm và tác hại của nó đến con ngời ống nghiệm vào bếp cách thủy ở 40 o C trong 90 phút, lấy ra để nguội ở nhiệt độ phòng, sau đó chuyển vào