Báo cáo Xác định hàm lượng nitrit trong thịt (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Xác định hàm lượng nitrit trong thịt (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRƯƠNG THỊ KIM LAI LÝ MINH THƠ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNGS K C 0 NITRIT0 0 2 8 1 TRONG THỊT S K C 0 0 2 7 6 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2009
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ   BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITRIT TRONG THỊT GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào SVTH: TRƯƠNG THỊ KIM LAI LÝ MINH THƠ TP. Hồ Chí Minh Năm 2009
3. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt LỜ I MỞ ĐẦ U Hiện nay, thịt chính là nguồn cung cấp protein chủ yếu trong khẩu phần ăn của con người. Bên cạnh các món ăn được chế biến từ thịt tươi thì các sản phẩm thịt nguội cũng đang rất phổ biến đối với người tiêu dùng như: lạp xưởng, xúc xích, nem chua, jambon, thịt hộp, thịt xông khói, Trong thời đại công nghiệp như ngày nay thì các sản phẩm này đã đem lại nhiều tiện lợi cho người tiêu dùng. Tuy nhiên, ngoài những lợi ích mà chúng ta dễ dàng nhận thấy thì những sản phẩm này còn chứa nhiều nguy cơ gây hại cho sức khỏe của con người như : sử duṇ g hàn the trong các sản phẩm giò chả, dư lươṇ g thuốc kháng sinh , hoocmon tăng trưở ng trong thiṭ , Đặc biệt, nitrit là loại chất phụ gia được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm thịt. Bở i vì nitri t có vai trò đặc biệt quan trọng trong thịt tươi cũng như thịt chế biến nên từ những sản phẩm công nghiêp̣ vớ i qui mô hiêṇ đaị đến các cơ sở kinh doanh nhỏ lẻ , các sạp thịt tại các chơ ̣ đều có sử duṇ g nitrit . Vấn đề đăṭ ra ở đây: nitrit là chất phu ̣gia đươc̣ phép sử dụng trong thực phẩm nhưng hiện nay , viêc̣ sử duṇ g nitrit còn tràn lan , chưa đươc̣ kiểm soát môṭ cách chăṭ chẽ. Vì vậy, nếu dùng nitrit vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ gây hại cho sức khỏe của con người. Trong cơ thể, nitrit kết hợp với Fe2+ trong phân tử hemoglobin, làm mất khả năng vận chuyển oxy. Trẻ em mắc bệnh hemoglobin trở nên xanh xao, khó thở, nếu duy trì lâu dễ dẫn đến tử vong. Nitrit cũng chính là môṭ trong những yếu tố ta ̣ o nên nitrosamin, môṭ hơp̣ chất gây ung thư ở ngườ i . Do đó thực phẩm sạch chứa hàm lượng nitrit trong ngưỡng cho phép luôn là nhu cầu thiết thực của người tiêu dùng. Đề tài này góp phần giải đáp một số vấn đề băn khoăn, lo lắng của người tiêu dùng về chất lượng thực phẩm mà cu ̣thể ở đây là hàm lươṇ g nitrit có trong thiṭ và môṭ số sản phẩm từ thiṭ. GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 1
4. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Thịt tươi và cá c sản phẩm thiṭ đa ̃ qua chế biến như : lạp xưởng , xúc xích , jambon, thịt xông khói, nem chua, là những sản phẩm luôn chứ a nitrit . Bở i vì đây là chất có tác duṇ g bảo quản, có tác dụng kháng lại độc tố của Clostridium botulinum, và tạo màu sắc cho các sản phẩm thịt . Trong quá trình chế biến, muối nitrit đươc̣ coi như là một chất phụ gia cần thiết bổ sung vào các sản phẩm này nhưng vớ i hàm lươṇ g vươṭ giớ i haṇ cho phép thì se ̃ gây đôc̣ . Vì vậy, đề tài này sẽ khảo sát hàm lượng nitrit có trong thịt tươi và một số dạng thực phẩm thịt đã qua chế biến. Nhưng trướ c hết xin đề cập đôi nét về nitrit. 1.1 Đaị cƣơng về nitrit Nitrit là những muối dạng rắn như NaNO2, KNO2, NH4NO2 Ký hiệu chung là MNO2, các muối này dễ tan trong nước. - MNO2 phân ly trong nước tạo thành anion NO2 và HNO2: + - MNO2  M + NO2 - - NO2 + H2O  HNO2 + OH Các tính chất, phản ứng cũng như các khảo sát liên quan trong đề tài này, - chúng tôi chỉ đề cập đến nitrit nói chung, ở dạng anion NO2 nằm trong cân bằng với HNO2. 1.1.1. Sự tồn tại của nitrit trong thực phẩm [6] 1.1.1.1 Trong thiṭ tƣơi: Trong các sản phẩm thiṭ tươi như : thịt heo, thịt bò, khi thiṭ đa ̃ chuyển sang cuối giai đoaṇ chín tớ i và bắt đầu giai đoaṇ phân hủy , lúc này màu sắc của thịt đã có nhiều biến đổi , nếu không có biêṇ pháp khắc phuc̣ thì thiṭ se ̃ chuyển sang màu hơi nâu, xám rồi xanh . Chính vì vậy , tại các điểm bán thịt nhỏ lẻ , ngườ i ta đa ̃ sử duṇ g muối nitrit để bôi lên trên bề măṭ thiṭ nhằm cải thiêṇ màu sắc cho sản phẩm :tạo được màu sắc đỏ tươi như thịt còn mới , tuy nhiên đó chỉ là vẻ bề ngoài , còn thực chất bên trong thì thiṭ đa ̃ chuyển sang giai đoaṇ phân hủy. Đặc điểm dễ thấy của thịt tươi ướp nitrit là để môṭ thờ i gian thiṭ dê ̃ bi ̣chảy nướ c , có mùi khó chịu , cấu trúc cơ thiṭ nhaõ . Do đó , khi sử duṇ g các sản phẩm này , không những không mang laị giá tri ̣dinh GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 2
5. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt dưỡng mà còn đem laị nhiều nguy cơ gây haị cho sứ c khỏe vì trong giai đoaṇ này protein thiṭ đa ̃ bi ̣phân giải , tạo ra nhiều chất không có lợi cho sức khỏe , bên caṇ h đó cũng cần đề cập đến nguy cơ từ vi sinh vật , và đặc biệt là sư ̣ nhiêm̃ đôc̣ nitrit nếu như lươṇ g sử duṇ g vươṭ quá qui điṇ h cho phép. 1.1.1.2. Trong thực phẩm thịt chế biến Một số loại thực phẩm chế biến sẵn cũng chứa một lượng không nhỏ nitrit. Phần lớn nitrit được sử dụng trong thực phẩm nhằm mục đích làm chất bảo quản hoặc chất phụ gia làm tăng một số đặc tính của thực phẩm. Trong thịt và các sản phẩm từ thịt, nitrit làm chậm quá trình phát triển của botulinaltoxyn, độc tố làm hư thịt, làm gia tăng màu sắc và hương liệu của thịt nướng, làm chậm quá trình ôi, trở mùi, mất màu của sản phẩm thịt. Các sản phẩm thịt thường sử dụng 4 loại phụ gia sau: KNO3: tinh thể không màu, vị cay nồng, tan tốt trong nước. NaNO3: tinh thể không màu, tan tốt trong nước, rất hút ẩm. KNO2: tinh thể màu trắng, dễ tan chảy. NaNO2: tinh thể trắng hay hơi vàng, rất dễ tan trong nước. Trước đây, nitrit hiện diện như là một chất nhiêm̃ tự nhiên trong muối dùng để chế biến xúc xích. Những nhà hóa học về sau đã tách được hỗn hợp nitrat và sau đó tạo thành tình cờ dưới dạng KNO3. Trong quá trình xử lí dài, nitrat thực sự bị vi khuẩn phân hủy thành nitrit. Chức năng: - Ổn định màu hồng tự nhiên của thịt khi gia nhiệt, tăng màu của thịt đã xử lí. - Tăng hương vị và cấu trúc của sản phẩm. - Tiêu diệt và ức chế các vi sinh vật. - Kìm hãm sự oxi hóa lipid. Ion nitrit đóng vai trò vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa. Trong môi trường acid, chúng bị oxi hóa tạo thành acid nitroic. Sau đó,chúng bị phân hủy tiếp tạo thành ocid nitrit (NO). Đây là phản ứng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo màu cho thịt. GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 3
6. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt Màu đỏ của thịt do mioglobin tạo thành do có nhóm hem chứa ion Fe2+. Qua tác dụng oxi hóa , mioglobin bị chuyển thành metmioglobin có chứa ion Fe3+ có màu nâu . Khi chế biến nhiệt có mặt oxi trong không khí, mioglobin chuyển thành ferihemochrome, chứa Fe3+ và cũng có màu nâu. Khi có nitrit, ocid nitrit phản ứng với mioglobin trong điều kiện khử để tạo thành nitrosomioglobin. Nitrosomioglobin rất bền nhiệt, có màu nâu đỏ do có chứa ion Fe2+. Phản ứng này xảy ra như sau: Mioglobin + NO nitrosomioglobin + H2O Muối nitrit làm ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hỏng thực phẩm, làm chậm sự gia tăng mùi ôi sản phẩm. Nitrit và nitrat được dùng để bảo quản các sản phẩm thịt như thịt lợn muối xông khói hay dăm bông. Sản phẩm thịt sẽ giữ được màu sắc và hương vị sau khi xử lý với nitrit. Cùng với một số nhân tố khác, nitrit còn giúp làm chậm lại hoặc ngăn chặn quá trình phát triển của các loại vi khuẩn gây bệnh. Hiện nay, hầu hết các sản phẩm thịt chế biến đều phải sử dụng nitrit/nitrat để ngăn chặn sự phát triển và khả năng sinh độc tố gây liệt cơ của vi khuẩn Clostridium botulium. Độc tố do vi khuẩn này sinh ra thường gây ngộ độc cho người tiêu dùng chủ yếu thông qua các loại thực phẩm như nước sốt, các sản phẩm thịt, rau đóng hộp và thuỷ sản. 1.1.2. Tác động sinh học và sự chuyển hóa nitrit trong cơ thể con ngƣời [8] 1.1.2.1. Tác động có hại Nitrit trong cơ thể là chất xúc tác cho phản ứng methyl hóa, biến hemoglobin của hồng cầu (chất vận chuyển oxy) thành methemoglobin không có khả năng kết hợp với oxy và vì vậy hồng cầu mất chức năng bình thường. Trong cơ thể, nitrit (hoặc nitrat dưới tác động của một số vi khuẩn đường ruột chuyển hóa thành nitrit) sẽ cạnh tranh oxy với hồng cầu, chuyển hemoglobin thành methemoglobin, kết quả khi hàm lượng hemoglobin giảm sẽ làm giảm quá trình vận chuyển oxy trong máu gây ra các triệu chứng ngộ độc nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, nôn mửa dữ dội, tiêu GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 4
7. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt chảy Ngoài ra, khi hồng cầu chứa methemoglobin thường dễ bị vỡ hàng loạt gây bệnh thiếu máu do tan máu cấp. Chúng ta đều biết rõ hemoglobin (Hb) có một vai trò sinh học rất quan trọng. Hemoglobin là một protein phức tạp có trong hồng cầu bao gồm bốn chuỗi polypeptid, mỗi chuỗi kết hợp với một nhóm ngoại hem. Để đảm bảo vai trò sinh học của mình là chất màu hô hấp (cố định oxy của không khí ở phổi sau đó nhả chúng cho các mô và bài xuất đồng thời khí cacbonic) sắt trong hem phải có hóa trị 2 (Fe2+). Methemoglobin (MetHb) có thể coi là một dạng hemoglobin không hoạt động vì sắt trong hem của chúng có hóa trị 3 (Fe3+). Ở người bình thường dạng oxy hóa này dễ dàng được chuyển trở lại hemoglobin và thường chỉ có khoảng 0,8% Hb tổng số nằm dưới dạng methemoglobin (khoảng 0,13g/100ml máu). Về cơ chế của quá trình tạo ra methemoglobin trong các cơ thể sinh vật vẫn chưa được sáng rõ hoàn toàn. Thực tế nó là một chuỗi các phản ứng oxy hóa xảy ra một cách tự động dưới tác động của một phức hệ enzym oxy hóa – khử chứa trong hồng cầu, tuy nhiên hàm lượng MetHb luôn luôn được duy trì ở một giá trị không đổi. Việc tích tụ một lượng lớn MetHb trong một số cơ thể có thể do nhiều nguyên nhân, ví dụ như một chuỗi peptid trong phân tử Hb có cấu hình không bình thường hoặc do sự thiếu hụt hệ enzym bảo vệ của hồng cầu Tuy nhiên, cũng có thể là do những tác nhân khác gây ra sự oxy hóa Fe trong hem. Nitrit là một trong những tác nhân tạo ra MetHb trong số rất nhiều tác nhân khác như anilin, các dẫn xuất nitro vòng thơm, amylnitrit, trinitrin. Một trong những giả thuyết về quá trình chuyển hóa giữa hemoglobin và methemoglobin dưới tác động của nitrit được đưa ra cho rằng trong mỗi mol oxyhemoglobin được chuyển thành MetHb sẽ làm oxy hóa 1,5 mol nitrit thành nitrat mà không giải phóng ra oxy. Phản ứng thường diễn ra theo hai giai đoạn: - Chuyển HbO2 thành MetHb, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ của ion - NO2 . - - Hình thành phức hợp MetHb-NO2 sau đó giải phóng ra nitrat. Cơ thể có bị ngộ độc hay không là do tỷ lệ Hb chuyển thành MetHb và khả năng của cơ thể tái tạo MetHb thành Hb. Thực nghiệm cho thấy khi nồng độ của MetHb tăng lên đến 5% Hb tổng số (0,75/100 ml máu) vẫn chưa thấy biểu hiện gì nhưng khi tăng đến 70% sẽ gây chết người. Phụ nữ trong thời kỳ mang thai cũng đặc biệt nhạy cảm với sự tăng nồng độ của MetHb vì nhu cầu oxy của họ khá cao. GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 5
8. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt Triệu chứng ngộ độc cấp tính thường xuất hiện nhanh và đột ngột, sau khi ăn phải một lượng lớn nitrit: nhức đầu, buồn nôn, chóng mặt, nôn mửa dữ dội và tiêu chảy. Tiếp theo là tím tái đầu tứ chi và mặt (môi, đầu mũi, tai). Đây là hiện tượng tím tái xám, nếu không chữa chạy kịp thời bệnh nhân sẽ bị ngạt thở dần, hôn mê và chết. Trong một vài trường hợp, triệu chứng ngộ độc chỉ nhức đầu, buồn nôn, hoặc chỉ tím tái ở mặt. Ngộ độc cấp tính thường do ăn nhầm phải nitrat hoặc nitrit (nhầm là muối ăn NaCl), do ăn phải lương thực bị nhiễm lẫn phân đạm nitrat, do uống phải nước có nhiều nitrat, cũng có thể do uống thuốc bismut nitrat để chữa viêm loét da ̣ dày, và khi cơ thể bị khử bởi vi khuẩn đường ruột thành nitrit và chính nitrit gây ra ngộ độc. Người uống rượu dễ bị ngộ độc hơn, vì rượu kích thích tốc độ hình thành MetHb. Khi bị ngộ độc, ngoài rửa dạ dày, còn cho thở oxy. Trường hợp ngộ độc nặng, tiêm dung dịch xanh metylen với liều nhỏ vào tĩnh mạch để chuyển thành MetHb thành Hb. Trường hợp ngộ độc nhẹ có thể tiêm axit ascorbic với liều cao (1-4 gam) vào tĩnh mạch để khử trực tiếp methemoglobin thành hemoglobin. Ngộ độc do MetHb dẫn đến chết thường gặp ở động vật nhai lại nhưng lại rất hiếm xảy ra đối với người. Để giải thích hiện tượng này có ba lý do chính được đưa ra dưới đây. Trước hết, môi trường dịch vị ở dạ dày người là môi trường rất axit do vậy ngăn cản hoạt tính khử nitrat thành nitrit của hệ vi khuẩn dạ dày; tiếp đến, nitrit có thể được oxy hóa thành nitrat bởi tác động hiệp đồng của catalase và xanthioxydase; và cuối cùng, trong cơ thể người luôn tồn tại ba hệ enzym khử làm nhiệm vụ chuyển MetHb thành Hb. Các enzym này thường có mặt ở hồng cầu và có các coenzym là NADH2 và NAPDH2. Hệ enzym đầu tiên là methemoglobin reductase (có coenzym là NADH2) hay còn có tên là diaphorase. Đây là enzym quan trọng nhất, vì trong những điều kiện sinh lý bình thường nó có vai trò khử liên tục MetHb thành Hb trong hồng cầu. Enzym này sử dụng NADH2 từ sơ đồ đường phân yếm khí Embden-Meyerhof-Parnas, hoạt động của enzym này có thể được sơ đồ hóa như sau: GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 6
9. Xác định hàm lượng nitrit trong thịt Triose phosphatephosphate + NAD NADH2 TriophosphatTriophosphat MetHb (Fe3+) dehydrogenase Methemoglobin reductase + 2+ NAD Hb (Fe ) Axit 3 - phosphoglixerinic Hình 1: Sơ đồ hoạt động của methemoglobin reductase Hệ enzym thứ hai là methemoglobin – reductase có coenzym là NADH2. Có điều là hệ enzym này cấu thành một trong những điều bất thường ở hồng cầu vì lẽ nó không hoạt động. Nếu phụ thêm một chất vận chuyển electron nhân tạo như metylen xanh là rất cần thiết cho nó. Song về phương diện điều trị thì hệ thống enzym lúc này đã tạo ra một lợi ích đặc biệt vì chúng ta đã thấy khi chứng methemoglobin – máu rất trầm trọng thì metylen xanh là phương sách cuối cùng của kho thuốc. Enzym thứ ba có mặt trong hồng cầu, hoạt động bắt đầu từ glutation khử, vốn là chất được tích giữ trong các hồng cầu. Mặc dù với cơ chế bảo vệ khá hiệu quả như trên nhưng trẻ em lại rất dễ bị ngộ độc bởi MetHb đặc biệt đối với những trẻ ăn những thức ăn được chuẩn bị với nước hoặc rau chứa nhiều nitrat. Nguyên nhân chính là ở những trẻ dưới 3 tháng tuổi gần 70% Hb có nguồn gốc từ bào thai nên Hb này rất dễ dàng chuyển thành MetHb nếu có mặt nitrit. Mặt khác trong những ngày đầu mới sinh, trong dạ dày của trẻ không có axit HCl tự do và pH của dạ dày trẻ khi đó gần với trung tính rất thích hợp cho hệ vi khuẩn đường ruột thực hiện phản ứng khử nitrat thành nitrit. Cuối cùng, trong một vài trường hợp khi bị nhiễm khuẩn đường ruột cũng sẽ kéo theo sự tăng sinh mạnh nhóm vi khuẩn có khả năng chuyển nitrat thành nitrit. Nitrit gây nhão cơ hàm, trơn huyết mạch dẫn đến tụt huyết áp Nitrit là tác nhân cho quá trình nitro hóa một số hợp chất hữu cơ trong động vật (nitrit kết hợp với các amin tạo ra nitrosamin) gây nên quá trình đột biến gen dẫn đến ung thư. Khi tồn tại trong cơ thể, nitrit kết hợp với các amin (có trong GVHD: Ths. Phan Thị Anh Đào 7