Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xác định một số đường hóa học và chất bảo quản trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 2 mục tiêu: Xây dựng phương pháp xác định đồng thời một số đƣờng hóa học và chất bảo quản trong thực phẩm, áp dụng phương pháp để xác định một số đường hóa học và chất bảo quản trong một số mẫu thực phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xác định một số đường hóa học và chất bảo quản trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** BÙI THỊ MINH THÚY XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐƢỜNG HÓA HỌC VÀ CHẤT BẢO QUẢN TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** BÙI THỊ MINH THÚY XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐƢỜNG HÓA HỌC VÀ CHẤT BẢO QUẢN TRONG THỰC PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO (HPLC) CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội – 2014
LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Thị Ngọc Mai, Bộ môn Hóa phân tích - Khoa Hóa - Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên Hà Nội đã giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ths.Vũ Thị Trang, CN. Đinh Viết Chiến, ban lãnh đạo và cán bộ Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh Thực phẩm Quốc Gia đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai nghiên cứu đề tài. Tôi xin gửi lời trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng sau đại học và các thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học - Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình dạy dỗ, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành các nội dung học tập và thực hiện đề tài thuận lợi. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Sở Y tế Thái Bình, Ban lãnh đạo cùng toàn thể các cán bộ Khoa Xét nghiệm - Trung tâm Y tế Dự phòng Thái Bình đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã luôn ở bên cạnh động viên tôi trong hai năm học tập và trong quá trình làm luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm Học viên Bùi Thị Minh Thúy
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................3 1. 1.Giới thiệu chung về chất bảo quản ..................................................................3 1.1.1. Định nghĩa ................................................................................................................ 3 1.1.2. Phân loại ................................................................................................................... 3 1.1.3. Axit benzoic và Axit sorbic ..................................................................................... 3 1.2. Giới thiệu chung về đƣờng hóa học ..................................................................5 1.2.1. Định nghĩa ................................................................................................................ 5 1.2.2. Phân loại: .................................................................................................................. 5 1.2.3. Acesulfam-K, Aspartam, Saccarin ......................................................................... 6 1.3. Tình hình sử dụng chất bảo quản, đƣờng hóa học trong thực phẩm hiện nay..8 1.4. Giới hạn tồn dƣ tối đa hàm lƣợng các chất trong thực phẩm .........................10 1.5. Tổng quan về các phƣơng pháp phân tích ......................................................11 1.5.1. Các phƣơng pháp trên thế giới .............................................................................. 11 1.5.2. Các phƣơng pháp và xu hƣớng nghiên cứu trong nƣớc ...................................... 15 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................17 2.1. Đối tƣợng, nội dung và mục tiêu nghiên cứu .................................................17 2.1.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu........................................................................ 17 2.1.2. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................. 17 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................18 2.2.1. Nguyên tắc chung của HPLC................................................................................ 18 2.2.2. Pha tĩnh trong HPLC ............................................................................................. 19 2.2.3. Pha động trong HPLC .......................................................................................... 20 2.2.4. Các loại detector trong HPLC ............................................................................... 20 2.2.5. Một số đại lƣợng đặc trƣng của HPLC................................................................. 22 2.2.6. Phân tích định tính và định lƣợng bằng HPLC ................................................... 23 2.3. Hóa chất và dụng cụ dùng trong nghiên cứu ..................................................24
2.3.1. Hóa chất ..........................................................................................................24 2.4. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất ....................................................................25 2.4.1. Pha dung dịch chuẩn gốc ....................................................................................... 25 2.4.2. Dung dịch chuẩn hỗn hợp làm việc của 5 chất phân tích 100 µg/ml ................. 25 2.4.3. Pha thuốc thử .......................................................................................................... 25 2.4.4. Pha dung dịch đệm................................................................................................. 26 2.5. Mẫu phân tích .................................................................................................26 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................27 3.1. Tối ƣu hóa điều kiện chạy sắc ký lỏng cao áp (HPLC) ..................................27 3.1.1. Lựa chọn cột tách ................................................................................................... 27 3.1.2. Xác định bƣớc sóng phát hiện cho các chất phân tích khi sử dụng detector PDA................................................................................................................................... 27 3.1.3. Khảo sát pH của pha động..................................................................................... 29 3.1.4. Khảo sát nồng độ dung dịch đệm của pha động .................................................. 30 3.1.5. Khảo sát tốc độ pha động ...................................................................................... 32 3.1.6. Khảo sát thành phần của pha động ....................................................................... 34 3.1.7. Khảo sát chƣơng trình gradient của pha động...................................................... 36 3.2. Tối ƣu qui trình xử lý mẫu ..............................................................................39 3.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân ................................. 41 3.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình thủy phân ................................ 42 3.3. Đánh giá phƣơng pháp phân tích ....................................................................43 3.3.1. Độ phân giải ........................................................................................................... 43 3.3.2. Lập đƣờng chuẩn.................................................................................................... 44 3.3.3. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ) của phƣơng pháp... 46 3.3.4. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) và độ đúng (độ thu hồi)....................................... 47 3.3.5. Kết quả chƣơng trình thử nghiệm thành thạo đối với 2 chỉ tiêu axit benzoic và axit sorbic .......................................................................................................................... 50 3.4. Ứng dụng phân tích mẫu thực tế.....................................................................50 3.4.1.Kết quả phân tích mẫu (có đánh giá độ thu hồi) .................................................. 51
3.4.2. Kết quả phân tích các mẫu giám sát...................................................................... 53 KẾT LUẬN ...............................................................................................................56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................58 PHỤ LỤC ..................................................................................................................62
MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1. Thông tin chung về 2 chất bảo quản ..........................................................4 Bảng 1.2. Thông tin chung về 3 đƣờng hóa học .........................................................6 Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của pH pha động tới thời gian lƣu của chất phân tích ...........29 Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ pha động tới thời gian lƣu của chất phân tích ...31 Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của tốc độ pha động đến thời gian lƣu của chất phân tích ....33 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của tốc độ pha động đến độ phân giải ...................................34 Bảng 3.5. Thời gian lƣu của một số chất bảo quản và đƣờng hóa học .....................35 ở các thành phần pha động khác nhau ......................................................................35 Bảng 3.6.Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân các chất phân tích........41 Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất thủy phân các chất phân tích .....42 Bảng 3.8. Độ phân giải của 2 pic liền kề ..................................................................44 Bảng 3.9. Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ ...................................................45 Bảng 3.10. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của các chất phân tích.........47 Bảng 3.11. Diện tích pic của hỗn hợp 5 chất nghiên cứu .........................................48 ở 3 mức thêm chuẩn khác nhau .................................................................................48 Bảng 3.12. Kết quả độ lặp lại và độ thu hồi của phƣơng pháp .................................49 Bảng 3.13. Độ thu hồi các chất trong mẫu nƣớc mắm ..............................................51 Bảng 3.14. Độ thu hồi các chất trong mẫu ô mai ......................................................52 Bảng 3.15. Độ thu hồi các chất đối với mẫu nƣớc mắm, mẫu ô mai ........................52 Bảng 3.16. Kết quả phân tích một số mẫu ruốc thịt lợn............................................53 phát hiện có sử dụng natribenzoat ............................................................................53 Bảng 3.17. Kết quả phân tích một số mẫu ô mai phát hiện có sử dụng ....................54 natribenzoat, saccarin ................................................................................................54
MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống sắc ký lỏng .................................................................................... 18 Hình 2.2 . Sơ đồ detector Diode array.................................................................................... 21 Hình 3.1. Sắc đồ tách đƣờng hóa học và chất bảo quản bằng cột Anion, nhiệt độ 400C... 27 Hình 3.2. Phổ hấp thụ của Aspartam, Axit benzoic, Axit sorbic, Acesulfam K ,saccarin.28 Hình 3.3. Ảnh hƣởng của pH pha động tới thời gian lƣu của các chất phân tích............... 29 Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ pha động tới thời gian lƣu của các chất phân tích ...... 31 Hình 3.5. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích với nồng độ pha động NaH2PO4 5mM (pH=8,2) tại bƣớc sóng 210nm............................................................................................... 31 Hình 3.6. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích với tốc độ dòng pha động ................................ 32 1,5 ml/phút tại bƣớc sóng 210nm. .......................................................................................... 32 Hình 3.7. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích với tốc độ dòng pha động ................................ 33 1,2 ml/phút tại bƣớc sóng 210nm. .......................................................................................... 33 Hình 3.8. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích với tốc độ dòng pha động ................................ 33 1,0 ml/phút tại bƣớc sóng 210nm. .......................................................................................... 33 Hình 3.9. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích 20 µg/ml với thành phần pha động đệm NaH2PO4 : ACN = 95:5 tại bƣớc sóng 210nm...................................................................... 35 Hình 3.10. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích theo chƣơng trình gradient 1 ......................... 36 Hình 3.11. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích theo chƣơng trình gradient 2 ......................... 37 Hình 3.12. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích theo chƣơng trình gradient 3 ......................... 37 Hình 3.13. Sắc đồ khảo sát 5 chất phân tích theo chƣơng trình gradient 4 ......................... 38 Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân .............................................. 41 Hình 3.15 . Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất thủy phân............................................ 42 Hình 3.16. Sắc đồ của hỗn hợp 5 chất 50 µg/ml tại bƣớc sóng 210nm ............................. 44 Hình 3.17. Đƣờng chuẩn Aspartam theo diện tích pic ......................................................... 45 Hình 3.18. Đƣờng chuẩn Axit Sorbic theo diện tích pic ...................................................... 45 Hình 3.19. Đƣờng chuẩn Axit Benzoic theo diện tích pic ................................................... 45 Hình 3.20. Đƣờng chuẩn Acesulfam-K theo diện tích pic ................................................... 45
Hình 3.21. Đƣờng chuẩn Saccarin theo diện tích pic ........................................................... 46 Hình 3.22. Sắc đồ phân tích mẫu nƣớc mắm thêm 3 dung dịch chuẩn............................... 51 axit sorbic, axit benzoic, acesulfam-K ................................................................................... 51 Hình 3.23. Sắc đồ phân tích mẫu ô mai thêm 3 dung dịch chuẩn ....................................... 52 Aspartam, Acesulfam-K, Saccarin ......................................................................................... 52
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ace-K Acesulfam-K ACN Acetonitril AOAC Association of Analytical Communities (Hiệp hội phân tích hợp tác) Asp Aspartam A.Ben Axit Benzoic A.Sor Axit Sorbic BYT Bộ Y tế CE Điện di mao quản HPLC High-pressure liquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao ) INS International Numbering System (Hệ thống đánh số quốc tế) KPH Không phát hiện LOD Giới hạn phát hiện LOQ Giới hạn định lƣợng PDA Photodiode array Sac Saccarin TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UPLC Sắc ký lỏng siêu hiệu suất UV-VIS Quang phổ hấp thụ phân tử
MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm luôn thu hút đƣợc sự quan tâm của toàn xã hội, của mọi quốc gia trên thế giới. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều kỹ thuật mới, hiện đại đã và đang đƣợc áp dụng để tạo ra những sản phẩm mới với chất lƣợng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngƣời tiêu dùng. Tuy nhiên để tạo ra nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích và khẩu vị của ngƣời tiêu dùng mà vẫn giữ đƣợc chất lƣợng toàn vẹn của thực phẩm cho đến khi sử dụng, trong quá trình chế biến, nhà sản xuất đã sử dụng các phụ gia thực phẩm để tăng giá trị thƣơng phẩm và kéo dài thời gian sử dụng. Do lợi ích từ việc sử dụng phụ gia trong chế biến thực phẩm đem lại là rất lớn nên việc sử dụng phụ gia trong chế biến, bảo quản thực phẩm là cần thiết. Tuy nhiên, nếu sử dụng phụ gia không đúng quy định có thể ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng. Vì vậy, việc kiểm nghiệm để xác định các hóa chất sử dụng đặc biệt là việc kiểm soát các chất phụ gia nhằm đánh giá xem thực phẩm đó có an toàn hay không là vấn đề rất cấp thiết. Cho đến nay có rất nhiều phƣơng pháp khác nhau để định lƣợng các đƣờng hóa học và chất bảo quản nhƣ phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), điện di mao quản (CE)…Tuy nhiên để định lƣợng đƣợc đồng thời cả chất bảo quản và đƣờng hóa học trong thực phẩm, phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm vƣợt trội. Phƣơng pháp này có độ nhạy, độ chính xác cao, thao tác đơn giản, có thể xác định đồng thời nhiều chất, có tính khả thi đối với hầu hết các phòng kiểm nghiệm ở Việt Nam, đặc biệt là phù hợp với các phòng kiểm nghiệm tuyến tỉnh. Nhằm đƣa ra phƣơng pháp xác định đƣợc đồng thời một số đƣờng hóa học và chất bảo quản thƣờng sử dụng trong thực phẩm, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:“Xác định một số đường hóa học và chất bảo quản trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)” với 2 mục tiêu:
1. Xây dựng phƣơng pháp xác định đồng thời một số đƣờng hóa học và chất bảo quản trong thực phẩm 2. Áp dụng phƣơng pháp để xác định một số đƣờng hóa học và chất bảo quản trong một số mẫu thực phẩm.
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1. 1.Giới thiệu chung về chất bảo quản 1.1.1. Định nghĩa Chất bảo quản là các hóa chất tự nhiên hay tổng hợp đƣợc thêm vào sản phẩm nhƣ thực phẩm, dƣợc phẩm, sơn, các mẫu phẩm sinh học v.v.. để ngăn ngừa hoặc làm chậm lại sự thối rữa, hƣ hỏng gây ra bởi sự phát triển của các vi sinh vật hay do các thay đổi không mong muốn về mặt hóa học. Chúng có thể sử dụng nhƣ là một hóa chất duy nhất mà cũng có thể trong tổ hợp với nhiều loại hóa chất có các tác dụng khác.[1,12] 1.1.2. Phân loại Nhóm chất phụ gia bảo quản thực phẩm bao gồm: * Các chất sát khuẩn (axit acetic, axit sorbic, axit benzoic, natrinitrat..):có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn * Các chất kháng sinh (Steptomixin, các loại penixilin...) * Các chất chống oxy hóa (axit scorbic, axit citric, axit tactric, dẫn xuất tocopherol..) có tác dụng làm chậm sự biến chất, ôi khét, biến màu của thực phẩm. 1.1.3. Axit benzoic và Axit sorbic 1.1.3.1.Thông tin chung Axit benzoic và axit sorbic là những chất hóa học hiện nay đƣợc các nhà chế biến thực phẩm công nghệ sử dụng nhiều, đƣợc phép sử dụng để bảo quản thực phẩm. Axit benzoic và axit sorbic là chất sát trùng mạnh đối với nấm men, các nấm mốc và có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn. [12]
Bảng 1.1: Thông tin chung về 2 chất bảo quản [1,12, 32] Axit benzoic Axit sorbic Tên hóa học Axit benzoic Axit sorbic Axit benzencarboxylic Axit 2,4-hexadienoic, Axit phenyl carboxylic. Axit 2-propenylacrylic. Số INS 210 200 Công thức phân tử C6H5COOH C6H8O2 Công thức cấu tạo Khối lƣợng phân tử 122,12 112,12 Nhiệt độ sôi 2490C 2280C Nhiệt độ nóng chảy 1220C 134,50C 1.1.3.2.Tính chất, vai trò và tính độc hại a) Axit benzoic * Tính chất: Tồn tại ở dạng bột hoặc dạng tinh thể màu trắng, có mùi của benzoin hay benzadehyt. * Vai trò: Axit benzoic đƣợc dùng làm chất bảo quản trong thực phẩm. * Tính độc hại: Axit benzoic và các benzoat không gây độc khi dùng đúng liều quy định mà chỉ ảnh hƣởng tới mùi và vị của sản phẩm khi cảm quan (natri benzoat cho dƣ vị ở nồng độ 0,04%). Nƣớc và các rau quả nghiền bảo quản bằng các benzoat thƣờng có màu thâm đen so với sản phẩm sunfit hóa. [12, 21,25] b) Axit sorbic * Tính chất: Tính chất hóa học của axit sorbic đƣợc xác định bởi nhóm cacbonyl và các liên kết đôi. Axit sorbic sau khi đƣợc làm khô trong 4 tiếng bằng tủ sấy chân không có hàm lƣợng không ít hơn 99% C6H8O2
* Vai trò: Axit sorbic và muối Kali của nó đƣợc phát hiện từ năm 1940 với tác dụng kháng khuẩn. Chúng đƣợc dùng làm chất bảo quản và đƣợc sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và đồ uống nhƣ thực phẩm ngâm dấm, đồ uống có ga, các sản phẩm từ hoa quả nhƣ ô mai, rƣợu vang… * Tính độc hại: Axit sorbic và sorbat không gây độc với cơ thể con ngƣời, khi cho vào sản phẩm thực phẩm không gây ra mùi hay vị lạ và không làm mất mùi vị tự nhiên của thực phẩm. [12, 21,25] 1.2. Giới thiệu chung về đƣờng hóa học 1.2.1. Định nghĩa: Chất ngọt tổng hợp (hay còn gọi là đƣờng hóa học) là những chất không có trong tự nhiên, vị ngọt rất cao so với đƣờng sacarose (gấp khoảng 160-1300 lần độ ngọt của đƣờng sucrose) và không có giá trị dinh dƣỡng, thƣờng đƣợc sử dụng với nhiều mục đích khác nhau nhƣ: bổ sung vào trong thực phẩm dành cho ngƣời ăn kiêng, ngƣời bị bệnh tiểu đƣờng, chất tá dƣợc trong thuốc để che mùi vị, chất tạo vị ngọt trong bánh kẹo, nƣớc giải khát…[2,14] 1.2.2. Phân loại: Chất ngọt tổng hợp bao gồm nhiều loại khác nhau, chủ yếu ngƣời ta chia thành 2 loại: chất tạo ngọt không sinh năng lƣợng và chất tạo ngọt có sinh năng lƣợng - Chất tạo ngọt không sinh năng lƣợng là những chất tạo ra vị ngọt hầu nhƣ không đƣợc chuyển hóa thành năng lƣợng cho cơ thể hoạt động (năng lƣợng nếu có chỉ nhỏ hơn 2% so với lƣợng đƣờng tạo ra cùng vị ngọt), một số loại đƣợc chiết xuất từ các nguyên liệu tự nhiên và một số đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp hóa học, trong đó các chất thƣờng đƣợc sử dụng nhiều nhất là Saccarin (E954), Aspartam (E951), Acesulfam K (E950) và một số khác ít đƣợc sử dụng hay đang đƣợc nghiên cứu thêm là stevioside, sucralose (E955) - Chất tạo ngọt sinh năng lƣợng là những chất tạo ngọt sinh ra năng lƣợng lớn hơn 2% lƣợng đƣờng tạo ra cùng vị ngọt, thƣờng đƣợc sử dụng gồm fructose, xylitol, sorbiton, mannitol, lactitol, lactulose, maltitol, isomalt…
1.2.3. Acesulfam-K, Aspartam, Saccarin 1.2.3.1.Thông tin chung Các loại đƣờng hóa học (saccarin, acesulfam K, aspartam) là các loại chất tạo ngọt không sinh năng lƣợng, đƣợc sử dụng phổ biến trong các loại nƣớc uống và thực phẩm dùng trong việc điều trị cho những ngƣời bệnh thừa cân hay đái tháo đƣờng. Chúng đƣợc phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và có quy định rõ ràng. Bảng 1.2: Thông tin chung về 3 đƣờng hóa học [2,12] Acesulfam K Aspartam Saccarin Tên hóa Potassium 6- methyl- N-(L-α-Aspartyl)-L- 1,1-Dioxo-1,2- học 2,2-dioxo-oxathiazin- phenylalanine, 1- benzothiazol-3-one 4-olate methyl este Số INS 950 951 954 Công thức C4H4KNO4S C14H18N2O5 C7H5NO3S phân tử Công thức Cấu tạo Khối 242 294,3 183,18 lƣợng phân tử Nhiệt độ 225oC 247oC 229,7oC sôi Tỷ trọng 1,81 g/cm3 1,347 g/cm3 0,828 g/cm3 1.2.3.2.Tính chất, vai trò và tính độc hại a) Acesulfam K [12,14,23] * Tính chất: Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tƣơng tự saccharin, có vị ngọt gấp 150-200 lần đƣờng saccaroza, dƣ vị hơi đắng, ổn định hơn aspartam ở nhiệt độ cao và môi trƣờng axit.
* Vai trò: Acesulfam K đƣợc sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dƣợc phẩm nhằm tăng cƣờng vị và che dấu những vị khó chịu. Thƣờng đƣợc dùng phối hợp với các chất ngọt tổng hợp khác nhƣ aspartam, cyclamat. *Tính độc hại: Acesulfam K không cung cấp năng lƣợng cho cơ thể vì nó không tham gia quá trình trao đổi chất và đƣợc thải ra ngoài theo nƣớc tiểu mà không có bất kì sự biến đổi hóa học nào. Do vậy, acesulfam K không độc, không gây các phản ứng xấu và âm tính đối với cơ thể. Không nhận thấy ảnh hƣởng xấu đối với ngƣời mắc bệnh tiểu đƣờng. Tuy nhiên, hàng ngày không nên đƣa vào cơ thể một lƣợng lớn hơn 0,9 mg/kg trọng lƣợng. b) Aspartam [4,12,14,23] * Tính chất: Là một dipeptit, màu trắng, không mùi, vị ngọt mạnh (độ ngọt của nó cũng bằng khoảng 180-200 lần độ ngọt của saccaroza), không để lại vị khó chịu, không ổn định ở nhiệt độ và pH cao Giống nhƣ các dipeptit khác, aspartam có chứa năng lƣợng khoảng 4 Kcal/g (17 kJ/g). Tuy nhiên, chỉ cần một lƣợng rất nhỏ aspartam đã tạo độ ngọt cần thiết. Do đó năng lƣợng chúng ta đƣa vào cơ thể sẽ không đáng kể, vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận đƣợc chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đƣờng. Phân hủy dần trong nƣớc nên nƣớc ngọt có chứa aspartam không giữ đƣợc lâu. Khi trộn aspartam với saccarin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình. * Vai trò: Aspartam đƣợc sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, dƣợc phẩm, bánh kẹo…nhằm tăng cƣờng vị ngọt và che dấu những vị khó chịu. Thƣờng đƣợc dùng phối hợp với các chất ngọt tổng hợp khác nhƣ acesulfam K, cyclamat. Hiện nay aspartam là chất ngọt rất đƣợc ƣa chuộng. Nó đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới với sự hiện diện trong hơn 6000 sản phẩm nhƣ: bánh kẹo, đồ uống, đồ ăn ít calo không chứa đƣờng cho ngƣời bị bệnh đái tháo đƣờng và ngƣời ăn kiêng, thuốc và vitamin bổ sung (gồm cả những loại cho trẻ nhỏ)… * Tính độc hại: là một chất không độc song các dạng chuyển hóa của nó lại độc. Trong cơ thể, aspartam bị thủy phân thành axit aspartic (40%), phenylalanin
(50%), metanol (10%). Cả ba chất trên và sản phẩm chuyển hóa đều đƣợc coi là có vấn đề với sức khỏe con ngƣời. Axit aspartic là một chất kích thích thần kinh, ảnh hƣởng đến hệ thống thần kinh trung ƣơng, gây nên các chứng: nhức đầu, buồn nôn, đau bụng, mệt mỏi, rối loạn giấc ngủ, vấn đề về thị lực, trầm cảm và bệnh suyễn...Nếu dƣ thừa axit aspartic có thể làm rối loạn nội tiết (hormon) và phát sinh vấn đề về thị lực. Đối với phenylalanin, khi dƣ thừa trong máu có thể gây ra bệnh phenylketonuria, làm chậm phát triển trí tuệ nghiêm trọng và làm tổn hại đến hệ thần kinh. Metanol khi vào cơ thể đƣợc oxy hóa tạo nên formandehit, chất này tiếp tục đƣợc oxy hóa tạo nên axit formic gây nên tình trạng toan chuyển hóa (nhiễm axit) và mù lòa.[4] c) Saccarin [12,14,23] * Tính chất: Saccarin ngọt gấp 400-500 lần saccaroza, ổn định ở môi trƣờng acid nên dùng đƣợc trong nƣớc ngọt, thƣờng dùng dƣới dạng muối natri hay canxi. Có vị chát. Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và axit giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khó chịu * Vai trò: Saccarin đƣợc sử dụng để tạo vị ngọt trong thức ăn, đồ uống, kem đánh răng, nƣớc súc miệng. Nó thƣờng đƣợc sử dụng ở nồng độ 0,02-0,5% (KL/KL). * Tính độc hại: Trong cơ thể, saccarin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thụ. Nó không gây ảnh hƣởng đến hàm lƣợng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lƣợng cho cơ thể. Vì thế nó đƣợc xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo. Ở một số nƣớc có mức sống thấp thiếu dinh dƣỡng thƣờng không đƣợc phép hoặc hạn chế sử dụng 1.3. Tình hình sử dụng chất bảo quản, đƣờng hóa học trong thực phẩm hiện nay Việc sử dụng các hóa chất và phụ gia trong chế biến thực phẩm đã và đang trở thành một vấn đề đƣợc chú ý ở mọi quốc gia trên thế giởi. Một mặt, chúng làm tăng thêm hƣơng vị, màu sắc, tính hấp dẫn và thời hạn bảo quản, mặt khác việc đƣa các chất lạ vào cơ thể có thể là tác nhân gây nên các bệnh hiểm nghèo.
Trong số các phụ gia thƣờng sử dụng thì chất ngọt nhân tạo, chất bảo quản đƣợc sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Các chất tạo ngọt nhân tạo phổ biến bao gồm natri saccarin, aspartam và acesulfam-K đều đƣợc phép sử dụng trong khoảng 90 quốc gia. Chất ngọt nhân tạo thƣờng đƣợc sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, nƣớc giải khát, bánh kẹo và dƣợc phẩm [26,28]. Do số lƣợng ngƣời dân mắc bệnh tiểu đƣờng, số lƣợng ngƣời béo phì trên toàn thế giới gia tăng nên chất ngọt nhân tạo ngày càng đƣợc sử dụng nhiều. Tại Hoa Kỳ, các sản phẩm có chứa natri saccarin phải có nhãn cảnh báo. Ở nhiều quốc gia, tất cả các sản phẩm có chứa ASP phải đƣợc dán nhãn vì một nhóm nhỏ những ngƣời có chứng bệnh di truyền phenylketonuria rất nhạy cảm với phenylalanin, một trong những chất chuyển hóa của ASP. Chất bảo quản phổ biến là axit sorbic và axit benzoic. Các chất này góp phần ức chế chống nấm, nấm men, nấm mốc và vi khuẩn. Axit sorbic, axit benzoic thƣờng đƣợc sử dụng trong đồ uống nhƣ nƣớc giải khát [17]. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO): lƣợng ăn vào hàng ngày chấp nhận đƣợc (ADI) đối với saccarin, aspartam, acesulfam-K, axit benzoic và axit sorbic tƣơng ứng là 0-5 , 0-40 , 0-15, 0-5 và 0-25 mg/kg thể trọng. [18,28] Hiện nay, ở Việt Nam các loại phẩm màu, đƣờng hóa học đang bị lạm dụng trong pha chế nƣớc giải khát, sản xuất bánh kẹo, chế biến thức ăn sẵn nhƣ thịt quay giò chả, ô mai…Tình hình sản xuất thức ăn, đồ uống giả, không đảm bảo chất lƣợng và không theo đúng thành phần nguyên liệu cũng nhƣ qui trình công nghệ đã đăng ký với cơ quan quản lý đang là nỗi nhức nhối với toàn xã hội. Chính vì nhờ độ ngọt cao, giá thành rẻ nên tại các thành phố, nhất là ở các hàng quán vỉa hè, tiểu thƣơng vẫn dùng các loại đƣờng hóa học chế biến thức ăn, luộc bắp hay ngâm trái cây, làm kem, làm nƣớc phở…để tăng vị ngọt. Kết quả giám sát chất lƣợng thực phẩm năm 2012 đối với hoa quả sấy khô (xí muội, ô mai) có nguồn gốc từ Trung quốc bị nghi ngờ có chứa hóa chất phụ gia gây độc hại có nguy cơ đe dọa sức khỏe ngƣời tiêu dùng. Theo báo cáo của Viện kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia và Viện Vệ sinh Y tế công cộng
TP. Hồ Chí Minh đến tháng 6/2012 đã có 90 mẫu ô mai xí muội đƣợc lấy tại các địa phƣơng gồm Hà Giang, Lai Châu, Khánh Hòa, Cà Mau, Tiền Giang, Phú Thọ, Bắc Ninh, Kiên Giang, Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Bình Định, Hải Phòng, Lâm Đồng Bắc Giang, Quảng Nam. Kết quả cụ thể nhƣ sau: 65/90 mẫu xét nghiệm có sử dụng đƣờng sarcarin vƣợt quá giới hạn cho phép, 13/90 mẫu xét nghiệm có sử dụng cyclamat, 23/90 mẫu có sử dụng axit benzoic, 9/90 mẫu xét nghiệm có hàm lƣợng chì cao hơn giới hạn cho phép, 90/90 mẫu không phát hiện có sử dụng phẩm màu không đƣợc phép sử dụng. Đầu tháng 5.2013, cơ quan chức năng tỉnh Tây Ninh đã tiến hành kiểm tra một số cơ sở sản xuất bún, hủ tiếu, bánh canh ở KP.2, P.4, TX.Tây Ninh. Tại cơ sở của ông Võ Văn Ánh, đoàn kiểm tra lấy 3 mẫu gồm nƣớc luộc bún, bột đã khuấy trộn, hóa chất thu tại kho nguyên liệu gồm 200 gr màu vàng chanh và 420 gr bột màu trắng đem xét nghiệm. Kết quả, chất màu vàng chanh là chất tẩy trắng (huỳnh quang - Tinopal), còn chất bột màu trắng là chất chống mốc (natri benzoat); mẫu nƣớc bột trộn gạo đã khuấy làm bún dƣơng tính với chất tẩy trắng. Tại cơ sở của ông Trần Văn Cƣơng, đoàn kiểm tra cũng lấy 3 mẫu gồm nƣớc luộc bún, bột đã khuấy trộn, hóa chất thu tại kho nguyên liệu gồm một bịch bột màu vàng chanh và 2 bịch bột màu trắng. Kết quả xét nghiệm chất màu vàng chanh là huỳnh quang, một bịch bột trắng là natri benzoat và bịch còn lại là hàn the (natri tetraborat); mẫu nƣớc bột trộn gạo đã khuấy làm bún dƣơng tính với chất tẩy trắng. 1.4. Giới hạn tồn dƣ tối đa hàm lƣợng các chất trong thực phẩm Để đảm bảo sức khỏe ngƣời tiêu dùng và thực hiện chức năng quản lý nhà nƣớc về lĩnh vực vệ sinh an toàn thực phẩm, Bộ Y tế đã ban hành thông tƣ 27/2012/TT-BYT ngày 30 tháng 11 năm 2012 hƣớng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm (thay thế cho Quy định danh mục các chất phụ gia đƣợc phép sử dụng trong thực phẩm ban hành kèm theo Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 và Quy định về điều kiện bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm trong sản xuất, kinh doanh, sử dụng phụ gia thực phẩm ban hành kèm theo Quyết định số 928/2002/QĐ-BYT ngày 21 tháng 3 năm 2002 của Bộ trƣởng Bộ Y tế). Thông tƣ