Kiểm soát dư lượng ethylene oxide, morpholine trong sản xuất, bảo quản thực phẩm

An toàn thực phẩm luôn là mối quan tâm của mọi người. Mục tiêu của bài báo này nhằm trình bày tính chất lý hóa, mục đích sử dụng và một số phương pháp kiểm soát ethylene oxide, morpholine trong quá trình sản xuất, bảo quản thực phẩm tại Việt Nam.

1. Kiểm soát ethylen oxide trong sản xuất thực phẩm

Ethylene oxide (EO) hay còn gọi là oxiran và epoxit là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C2H4O. Sau khi tiếp xúc với thực phẩm, ethylene oxide dễ dàng tạo thành một số chất chuyển hóa với sự có mặt của các phân tử H2O, ion Clorua và Bromua như Ethylene Glycol, 2-Chloroethanol (2-CE) và 2- Bromoetanol tương ứng. Các sản phẩm chuyển hóa này vẫn được gọi chung là ethylene oxide khi định lượng.

Hình 1. Cấu trúc hóa học của Ethylen oxid

EO được sử dụng làm sản phẩm khử trùng, hun trùng có hiệu quả cao, được phép sử dụng ở nhiều quốc gia cho mục đích kiểm soát côn trùng đặc biệt cho gia vị và các loại thảo mộc như: ớt bột, tiêu, quế… nhằm diệt khuẩn Salmonella.

Đặc biệt, ethylene oxide khi gặp các vi sinh vật sẽ xảy ra quá trình Alkyl hóa ADN và ARN, làm bất hoạt vi sinh vật nên EO trở thành thuốc khử trùng phổ rộng. Tuy nhiên, chính vì ethylene oxide làm biến đổi vật chất di truyền ADN và ARN, tức là biến đổi gene nên tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư.

Tại khu vực Châu Âu (EU), mức giới hạn của ethylene oxide được tính là tổng của các sản phẩm chuyển hóa bao gồm cả 2-CE. Chẳng hạn như tại EU, mức giới hạn dư lượng ethylene oxide: 0,1 mg/kg đối với chè, ca cao, cà phê hạt, gia vị, các loại củ; 0,05 mg/kg với các loại hạt có dầu; 0,02 mg/kg đối với trái cây, rau, cây đường, nấm và các loại khác; 0,02 mg/kg đối với ngũ cốc và các sản phẩm có nguồn gốc động vật; 0,05 mg/kg đối với các sản phẩm trồng trọt.

Nhưng tại Mỹ, Canada lại có mức giới hạn riêng đối với ethylene oxide và 2-CE. Ví dụ: tại Canada, mức giới hạn dư lượng cho phép đối với ethylene oxide là 7 mg/kg và đối với 2-CE là 940 mg/kg đối với gia vị, hạt. Trong khi đó, tại Mỹ, ngưỡng cho phép đối với ethylene oxide là 7 mg/kg đối với gia vị, hạt; 50 mg/kg đối với hạt óc chó. Riêng đối với 2-CE là 940 mg/kg.

Ủy ban Tiêu chuẩn thực phẩm Quốc tế (Ủy ban Codex; trong đó, Việt Nam là quốc gia thành viên) cũng như một số quốc gia và vùng lãnh thổ khác hiện chưa có quy định kiểm soát đối với ethylene oxide.

Năm 2022, Dương Nguyên Nguyễn Nữ và cộng sự đã tiến hành xác định đồng thời ethylene oxide và 2-chloroethanol trong thực phẩm bằng sắc ký khí ghép khối phổ ba tứ cực kết hợp với chiết mẫu QuEChERS [1]. Trong đó, xử lý mẫu bằng cách  chiết với acetonitrile, làm sạch bằng kỹ thuật chiết pha rắn phân tán (d-SPE) gồm hỗn hợp MgSO4, PSA, C18, và GCB, với thời gian chuẩn bị mẫu ngắn hơn 20 phút. Phương pháp đã được thẩm định trên các thành phần của gói mì như gia vị, dầu, vắt mì, và bao bì. Kết quả thẩm định cho thấy phương pháp có độ chính xác cao ở các nồng độ khảo sát, với hiệu suất thu hồi từ 80 – 120% và độ lệch chuẩn tương đối (RSD) thấp hơn 20%. Giới hạn định lượng của phương pháp là 0,01 mg/kg cho cả hai chất, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu với giới hạn dư lượng tối đa cho phép (MRL) của châu Âu (EU) cho các nền mẫu thực phẩm ở ngưỡng 0,01 mg/kg. Phương pháp này đã được áp dụng cho việc kiểm soát qui trình sản xuất mì gói, với 125 mẫu nguyên liệu (gia vị, rau sấy, dầu, bao bì), mì gói và thực phẩm khác. Trong số đó, có 13 mẫu nguyên liệu phát hiện 2-CE, và 1 mẫu gia vị phát hiện đồng thời cả hai chất, chiếm tỷ lệ 11,2%. Tất cả các mẫu phát hiện đều vượt ngưỡng MRL của EU.

Cùng năm 2022, Nguyễn Hương Giang và cộng sự đã tiến hành Kiểm soát dư lượng ethylene oxyde trong sản xuất thực phẩm xuất khẩu tại  Công ty TNHH CJ Foods Việt Nam [2]. Báo cáo này cung cấp phương thức kiểm soát và kết quả phân tích dữ liệu kiểm nghiệm tồn dư EO trong nguyên liệu tại công ty CJ Foods Việt Nam trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm 2021 đến hết tháng 7 năm 2022. Kết quả đạt được sau khi kiểm soát rủi ro là sản phẩm thực phẩm an toàn và không tồn dư EO. Từ đó đưa  ra các khuyến nghị đối với cơ quan quản lý Việt Nam và doanh nghiệp trong việc kiểm soát EO.

2. Kiểm soát morpholin trong bảo quản thực phẩm

Hiện nay, việc tiêu thụ và xuất khẩu trái cây chất lượng cao đang trở nên phổ biến, đòi hỏi nhiều kỹ thuật bảo quản để kéo dài thời gian bảo quản, giữ được độ tươi ngon, hình thức đẹp, chống nhiễm côn trùng và nấm bệnh trước khi đến tay người tiêu dùng. Để xử lý vấn đề này, sự có mặt của morpholin, một lớp sáp bảo vệ, được xem là giải pháp cứu cánh cho cả người nông dân và người tiêu dùng trong thời gian vận chuyển dài ngày bởi tính tiện lợi và tiết kiệm.

Hình 2. Cấu trúc hóa học của Morpholin

Morpholin, C4H9NO, là một ete amin thứ cấp không màu đã được sử dụng làm chất nhũ hóa được phủ một lớp mỏng trên bề mặt trái cây, đặc biệt là ở các loại trái cây sản xuất nhiều táo và cam quýt. Nó cũng được phủ sáp trên bề mặt của trái cây để ngăn ngừa tác hại của ánh nắng mặt trời hoặc tác hại của thuốc trừ sâu trong quá trình lớn lên và giữ màu sắc của trái cây. Tuy nhiên, rất khó để loại bỏ lớp sáp này khỏi trái cây và rau quả nếu chúng được rửa sạch thông thường, do đó, nó có thể được hấp thụ trong cơ thể mà không bị phân hủy.

Một số nghiên cứu gần đây cho thấy morpholine có thể được biến đổi về mặt hóa học (nitros hóa) để tạo thành N-nitrosomorpholine (NMOR) với sự hiện diện của nitrat dư thừa, chất này đã được chứng minh là chất gây ung thư genotoxic ở loài gặm nhấm. Do đó, chức năng này bị cấm theo luật về phụ gia thực phẩm của EU Quy định EC 1333/2008.

Theo Bộ Y tế Canada, mức hấp thụ chấp nhận được đối với morpholine là 0,48 mg/kg thể trọng/ngày dựa trên một nghiên cứu về độc tính đường miệng mãn tính.

Năm 2021. Phạm Thị Mai Hương và cộng sự đã phát triển phương pháp sắc ký khối phổ có độ nhạy cao để xác định chất phụ gia thực phẩm này trong trái cây [3]. Xử lý mẫu bằng methanol có axit axetic 1% để chiết và phân tích với hệ pha động gồm acetonitrl và dung dịch  amoni format 20 mM. Phương pháp đã được áp dụng thành công để xác định dư lượng morpholine trong các mẫu táo thu thập tại các chợ địa phương ở Hà Nội, Việt Nam. Hệ số tương quan tốt đạt được trong khoảng tuyến tính 5 – 300 µg/L (R2 = 0,9998). Giới hạn phát hiện thấp (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) lần lượt là 2 và 5 µg/kg. Tỷ lệ thu hồi morpholine là 83 – 108 % qua ba mức tăng đột biến 20 – 60 μg/L đối với nguyên quả táo, vỏ táo và cùi táo. Độ lặp lại (RSDr%) là 1,1 % đối với nguyên quả táo, 2,36 % đối với vỏ táo và 3,67 % đối với cùi táo. Các giá trị độ tái lập (RSDr%) lần lượt là 1,49, 3,50 và 4,08% đối với nguyên quả táo, vỏ táo và cùi táo. Phương pháp này có thể được thực hiện thêm ở các loại trái cây và rau quả khác nhau để xác định hàm lượng morpholin.

Như vậy, việc đảm bảo an toàn thực phẩm là trách nhiệm mà mỗi người nên ghi nhớ và thực hiện. Để không chỉ giữ gìn an toàn cho tính mạng của mình và cả những người xung quanh.

Đào Thị Cẩm Minh

Tài liệu tham khảo:

1. Dương Nguyên Nguyễn Nữ, Trương Văn Nhân, Lê Thanh Tâm, Nguyễn Thành Duy, Lý Tuấn Kiệt, Nguyễn Văn Đông, (2022), Xác định đồng thời ethylene oxide và 2-chloroethanol trong thực phẩm bằng sắc ký khí ghép khối phổ ba tứ cực kết hợp với chiết mẫu QuEChERS, Tạp chí Kiểm nghiệm và an toàn thực phẩm , Tập 5, số 2, trang 310-322.
2. Nguyễn Hương Giang, Nguyễn Thị Yến Nhi, Phan Anh Việt, Nguyễn Thị Hồng Phúc, (2022), Kiểm soát dư lượng ethylene oxyde trong sản xuất thực phẩm xuất khẩu tại Công ty TNHH CJ Foods Việt Nam, Tạp chí Kiểm nghiệm và an toàn thực phẩm , Tập 5, số 2, trang 372-380.
3. Pham Thi Mai Huong, Vu Thi Trang, Vu Thi Nhat Le, Luu Thi Huyen Trang, (2021), Determination of morpholine residues in apples by liquid chromatography tandem mass spectrophotometry (LC-MS/MS), Vietnamese Journal of Food Control. volume 4, number 4, pp.285-291.