[1library.net] độc tố học và an toàn thực phẩm lê ngọc tú.pdf

LÊ NGỌC TÚ (chủ biên), LÂM XUÂN THANH, PHẠM THU THỦY,
TRẦN THỊ XÔ, TÔ KIM ANH, NGUYÊN TRỌNG CẨN, Lưu DUAN,
QUẢN LÊ HÀ, NGÔ ĐĂNG NGHĨA, NGUYỄN XUÂN SÂM,
NGUYỄN THỊ SƠN, LÊ THỊ LIÊN THANH, ĐẶNG THỊ THU,
ĐỖ THỊ HOA VIÊN, LÊ TIẾN VĨNH
ĐỘC TỐ HỌC
VÀ
AN TOÀN THỊĨC PHẨM
iíỌC WH/JfoiiiiS ị
L .
KU ơ ) f L
NHÀ XUẤT BẢN KhOA h ọ c và k ỹ th u ậ t
HÀ NỘI - 2006

MỤC LỤC
• »
Trang
Chương 1. MỞ đầu
1.1. Định nghĩa của độc tô" học 13
1.2. Đôi nét về lịch sử của độc tố học 14
1.3. Vai trò của độc tô" học 17
Phần thứ nhất. Dang thức của các chất đôc ữong cơ thể 23
Chương2. Hấp thu, phân phôi và đào thải các chất độc
2.1. Cơ chế chất độc xâm nhập vào cơ thể 25
2.1.1. Khuếch tán thụ động 25
2.1.2. Sự thấm lọc 27
2.1.3. Vận chuyển tích cực 27
2.1.4. Nội thấm bào 28
2.2. Hành trình của các chất độc trong cơ thể 28
2.2.1. Hấp thu 28
2.2.2. Phân bố 32
2.2.3. Cô" định và thu giữ chất độc 33
2.2.4. Thải loại chất độc 34
Chương 3. Chuyển hóa sinh học các độc tô'
3.1. Đại cương 37
3.2. Phản ứng thoái phần 38
3.2.1. Phản ứng oxy hóa 38
3.2.2. Phản ứng khử 61

n
Ị
3.2.3. Phản ứng thủy phân
3.3. Phản ứng liến' hợp
3.3.1. Phản ứng liên hợp với axit acetic
3.3.2. Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
3.3.3. Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
3.3.4. Phản ứng liên hợp với glutation
3.4. Phản ứng hoạt hóa
3.4.1. Phản ứng tạo epoxyd
3.4.2. Phản ứng N-hydroxyl hóa
3.4*3. Phản ứng tạo gốc tự do và các ion superoxyd
3.4.4. Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
3.5. Bản chất phức tạp của sự chuyển hóa sinh học các độc tố
Chương 4, Tác dụng độc
4.1. Tính đa dạng của các tác dụng độc
4.1.1. Tác dụng độc cục bộ và tác dụng độc hệ thống
4.1.2. Tác dụng độc tức thời và tác dụng độc chậm
4.1.3. Tác dụng độc hình thái và tác dụng độc chức năng
*
4.1.4. Phản ứng dị ứng và phản ứng đặc ứng
4.2. Cơ quan đích
4.3. Receptor
4.3.1. Khái niệm về receptor
4.3.2. Receptor trong độc tô" học
4.4. Các cơ chế tác dụng của chất độc đến các phân tử
sinh học
4
61
62
62
62
63
64
65
65
68
68
69
69
71
71
72
72
72
73
75
75
81
82

4.4.1. Tác dụng độc do tạo ra một liên kết thuận nghịch 82
4.4.2. Tác dụng độc do tạo ra một liên kết bất thuận nghịch 86
4.4.3. Tác dụng độc do hình thành các gốc tự do 92
4.4.4. Tác dung độc do tạo thành superoxyd và các dẫn
xuất của nó . 93
4.4.5. Tác dụng độc do sự giam giữ lý học các chất độc 95
4.4.6. Tác dụng độc do tạo thành methemoglobin 96
4.5. Vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột 98
Chương 5. Điều biến các độc tính của chất độc
5.1. Đại cương 101
5.2. Các nhân tồ" chủ thể (vật chủ) 101
5 2.1. Loài và giống 101
5.2.2. Giới, tuổi và trạng thái dinh dưỡng 102
5.3. Các nhân tố của môi trường 104
5.3.1. Các nhân tố vật lý 104
5.3.2. Các nhân tô" xã hội 105
5.4. Các tương tác hóa học 105
5.5. Các cơ chế điều biến 107
Chương 6. Phương pháp nghiên eứu độc tính của chất độc
6.1. Đại cương 109
6.2. Mức độ độc 111
6.2.1. Độc tính cấp 111
6.2.2. Độc tính á cấp 114
6.2.3. Độc tinh mạn 115
5

6
Phẩn thứ hai. Các phân tử độc và nguy cơ gây độc 117
Chương 7. Các chất độc tự nhiên của thực phẩm
7.1. Đại cương , 119
7.2. Các chất phản dinh dưỡng 121
7.2.1. Các chất làm vô hoạt hoặc làm tăi\g nhu cầu về
vitamin 121
7.2.2. Chất đối kháng Ca và Mg, Zn, Fế 124
7.2.3. Các chất kìm hãm enzym 126
7.2.4. Các chất phản dinhdưỡng khác 132
7.3. Các chất độc của thực phẩm 135
7.3.1. Các alcaloicl 135
7.3.2. Các glucosid sinh cyanhydric í 136
7.3.3. Glucosid ở đậu tằm 137
7.3.4. Các amin có hoạt tính sinh lý 138
7.3.5. Glycyrizm 139
7.3.6. Các chất gây ung thư 141
73.7. Các chất có hoạt tính gây động dục 144
7.4. Độc tô" của các nấm độc A -.'W ị 145
7.5. Các độc tố tự nhiên có nguồn gốc động vật l ú
7.5.1. Độc tố tetrodotoxin 147
7.5.2. Độc tô" ciguatoxin 153
7.5.3. Độc tố gây tê liệt do nhuyễn thể (PSP) 153
7.5.4. Độc tố bufotoxin 154

7.5.5. Độc tố histamin (ngộ độc scombroid) 154
7.5.6. Độc tố axit domoic 154
Chương 8. Độc tính của kim loại
8.1. MỞ đầu 155
8.2. Các độc tính chung của kim loại 156
8.2.1. Vùng tác dụng 156
8.2.2. Các yếu tố làm thay đổi độc tính 157
8.2.3. Các chỉ báo sinh học 158
8.2.4. Các tác dụng độc của kim loại 159
8.3. Các kim loại có độc tính cao 161
8.3.1. Chì 161
8.3.2. Cadmi 169
8.3.3. Thủy ngân 175
8.3.4. Arsen 181
8.3.5. Thiếc 184
8.3.6. Nhôm 186
8.3.7. Beri 187
.8.3.8. Crom 188
8.3.9. Niken 188
8.3.10. Các kim loại cần thiết cho cơ thể 189
Chương 9. Mycotoxin
9.1. Phân loại mycotoxin 191
9.2. Độc tính của mycotoxin 192
7

9.3. Phương thức tác động của mycotoxin
9.4. Sự tổng hợp mycotoxin ở nấm mồc
9.4.1. Các nấm mốc điển hình sinh độc tố
í 9.4.2. Điều kiện phát triển và tổng hợp mycotoxin củâ r
mốc
9.5. Quy định và phân tích mycotoxin
9.5.1. Phương pháp phân tích vi sinh vật
9.5.2. Phương pháp phân tích lý-hóa
9.6. Các mycotoxin điển hình
9.6.1. Aflatoxin
9.6.2. Ochratoxin
9.6.3. Patulin (clavaxin)
9.6.4. Trichothecen
9.6.5. Fumonisin
9.6.6. Zearalenon (ZEN)
9.6.7. Citreoviriđin
9.6.8. Penitrem A
9.6.9. Citrinin
Chương 10,\ Độc tính của vi khuẩn và thực phẩm bị
nhiễm khuẩn
10.1. Đại cương
10.2. Tính độc hại của vật gây bệnh
10.3. Các độc tố có trong thực phẩm mang vật gây bệnh
10.4. Các bệnh có liên quan với ăn uống các thực phẩm bị

9
nhiễm khuẩn
10.4.1. Chứng ngộ độc thịt (botulisme) 245
10.4.2. Nhiễm độc áo Staphylococcus 246
10.4.3. Nhiễm độc do Bacillus cereus 248
10.4.4. Nhiễm độc do Salmonella 248
Chương 11. Độc tính của các chất phụ gia
11.1. Đại cương * 251
11.2. Phân loại các chất phu gia 252
11.2.1. Phân loại theo tính chất công nghệ 254
11.2.2. Phân loại theo cấu trúc hóa học và độc tính 265
11.3. Tác dụng độc của các chất phụ gia 267
11.3.1. Độc tính của các chất bảo quản 267
11.3.2. Độc tính của chất chống oxy hóa 271
11.3.3. Tác dụng độc của các chất màu 272
11.3.4. Tác dụng độc của các chất tạo nhũ, chất ổn định,
chất làm đặc và chất tạo gel 275
Chương 12\ Nitrat, nitrit và nitrosamin
12.1. MỞ đầu 279
12.2. Nitrat, nitrit trong môi trường 280
12.3. Các ảnh hưởng bệnh lý 282
12.3.1. Nitrat 282
12.3.2. Nitrit 284
Chương 13. Độc tính của các dư chất của thuốc bảo vệ
thực vật

13.1. Đại cương
13.2. Phương thức tác dụng của các chất bảo vệ thực vật
13.2.1. Phương thức tác dụng của các chất diệt côn trùng
13.2.2. Phương thức tác dụng của chất trừ cỏ
13.2.3. Phương thức tác dụng của chât trừ nấm
13.3. Ảnh hưởng của chất bảo vệ thực vật đối với môi trường
và con người
13.3.1 Anh hưởng của chất bảo vệ thực vật đối với
môi trường
13.3.2 Anh hưởng của chất bảo vệ thực vật đối với
con người
Chương 14. Độc tính của các hydrocacbon đa vòng và các sản
phẩm nhiệt phân
14.1. Hydrocacbon đa vòng
14.1.1. Bản chất của hydrocacbon đa vòng
14.1.2. Nguồn gốc và sư ô nhiễm của chuỗi thức ăn bởi
hydrocacbon đa vòng
14.1.3. Mức độ nhiễm hydrocacbon đa vòng của các hàng hóa
thưc phẩm
14.1.4. Độc tính tiềm tàng của hydrocacbon đa vòng
14.1.5. Ý nghĩa độc học của hydrocacbon đa vòng đối với
người tiêu thụ
14.2. Độc tính của các amin dị vòng
14.2.1. Nguồn gốc sự có mặt của các amin dị vòng trong
thực phẩm
295
295
302
304
308
308
311
293
315
315
317
323
328
337
338
338

14.2.2. Độc tính tiềm tàng của các amin dị vòng 341
14.2.3. ý nghĩa độc học của amin dị vòng đối với người
tiêu thụ 342
Chương 15. Độc tính của dung môi hữu cơ
15.1. Mỏ đầu 343
15.2. Độc tính chung của các dung môi hữu cơ 345
15.3. Một số dung môi hữu cơ thường gặp và khả năng
gây độc 348
15.3.1. Aldehyd formic (H - CHO) 350
15.3.2. Benzen (C6H6) 355
15.3.3. n - Hexan (C6H14) 359
15.3.4. Diclorometan (CH2C12) 363
Chương 16. Rượu và độc tính của rượu
16.1. Mở đầu 367
16.2. Sự hấp thu, khuếch tán và đào thải etanol 368
16.3. Sự phân giải etanol 368
16.3.1. Sự phân hủy rượu thành acetaldehyd 369
16.3.2. Sự chuyển hóa acetaldehyd 371
16-3.3. Quá trình oxy hóa axit acetic trong chu trình Krebs 373
ì
16.4. Sự rối loạn trao đổi chất do sư oxy hoá rượu 373
16.5. Dược lý học và độc tính của acetalđehyđ 376
16.6. Ảnh hưởng của acetat 378
16.7. Ảnh hưởng của rượu lên màng tế bào 378
16.8. Kết luận 381
11

r
$
Chương 17. Bảo quản các thực phẩm vả khả năng gây độc
17.1. Bảo quản thực phẩm bằng xử lý nhiệt 383
17.1.1. Đóng hộp hoặc tiệt trùng 383
17.1.2. ướp lạnh 384
17.1.3. Kỹ thuật bảo quản bằng phương pháp làm khô 384
17.2. Bảo quản thực phẩm bằng phường pháp chiếu xạ 386
17.2.1. Cơ chế tác động của các bức xạ 388
17.2.2. Đánh giá độc tính của thực phẩm xử lý bằng chiếu xạ 389
17.2.3. Tương lai của kỹ thuật bảo quản thực phẩm bằng
chiếu xạ 390
17.3. Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp hóa học 391
17.3.1. Etyỉen oxyd và propylen oxyd 392
17.3.2. Hydro phosphua 394
17.4. Kết luận 395
Tài liêu tham khảo 397
12

CHUƠNG1
MỞ ĐẦU
Trong đời sống hàng ngày, con người luôn đối đầu với nhiều hợp
chất tư nhiên hoặc nhân tạo. Trong những điều kiện nhất định, sư đôi
mặt này có thể lả nguyên nhân dẫn đến những hậu quả tai hại cho sức
khỏe: từ những rối loạn sinh học tốỉ thiểu đến những trọng bệnh nguy
nan. Do vậy, con người luôn mong muôn hiểu biết chất độc và phòng
ngừa được các hiệu ứng độc, là nguyên nhân thôi thúc nghiên cứu các
chất độc và môn Độc tố học ra đời.
ĐỊNH NGHĨA CỦA ĐỘC TỐ HỌC
Độc tố học là khoa học nghiên cứu về bản chất và cơ chế gây độc
của các chất đến cơ thể sông hoặc đến những hệ thống sinh học khác.
Định nghĩa này cũng bao hàm cả việc xác định mức độ độc và tần
suất của các hiệu ứng độc trong mối liên quan với mức độ nhiễm độc ở
một cơ thể.
Độc tố học là một lỉnh VƯC rất rộng, bao gồm các nghiên cứu về:
1. Độc tính của các phân tử được sử dung để chẩn đoán, phòng
bệnh hoặc để điều trị trong y học.
2. Độc tính của các phân tử được sử dụng để làm chất phụ gia
trong chế tác các sản phẩm thực phẩm.
3. Độc tính của các phân tử được sử đụng để làm thuốc bảo vệ
thực vật, làm chất kích thích sinh trưởng, làm chất thu phấn
nhân tạo, làm chất độn thức ăn gia súc... trong nông nghiệp.
4. Độc tính của các chất làm dung môi, làm vật liệu trung gian, các
chất thành phần của chất đẻo, các kim loại trong hầm mỏ, các
sản phẩm dầu mỏ, các sản phẩm của bột giấy, các chất của cây độc, các
độc tố có nguồn gốc động vật... trong công nghiệp hóa học.

14 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Việc đánh giá nguy cơ gây độc của các sản phẩm hóa học, các chất
ô nhiễm môi trường và những chất khác... là một khâu quan trọng
trong việc bảo vệ sức khỏe.
Các nghiên cứu sâu sắc về bản chât vả cơ chế tác dụng của các
phân tử độc là rất có lợi cho việc tìm ra những phương thuốc hoặc các
biện pháp trị bệnh có hiệu quả.
Cùng với các khoa học khác, độc tố học góp phần vào sự phát hiện
các phân tử được sử dụng làm thuôc, các chất phu gia cũng như các
thuốc bảo vệ thưc vật được chắc chắn hơn. Bản thân các hiệu ứng độc
cũng được khai thác trong việc hiệu chỉnh các thuốc diệt sâu bọ, thuốc
diệt cỏ, chất kháng khuẩn được hiệu năng hđn cũng như trong quan
niệm vê vũ khí hóa học mới.
ĐÔI NÉT VỀ LỊCH s ử CỦA ĐỘC TỐ HỌC
Từ xa xưa con người đã phát hiện được độc tính ác liệt của nọc độc
rắn, của một số cây như cây độc cần hoặc cây âu - ô - đầu (aconit napel),
và của một sô" khoáng chất như arsen, chì, antimon. Trong nhiều thế kỷ,
một sô" chất này được sử dụng có chủ đích để giết người hoặc để tự sát
rất phổ biến ở Châu Á cũng như ở Châu Âu. Nhằm tự bảo vệ chống lại
thực trạng này, người ta đà liên tục tìm kiếm và phát hiện các phương
thuốc giải độc hoặc các biện pháp phòng ngừa. Tuy nhiên, chỉ đến năm
1198, các phương pháp và các cách thửc này mới được đánh giá đúng
đắn trong chuyên luận nổi tiếng của Maimonide (1135 -1204): “Các chất
độc và phương thuốc giải độc”.
Có thể nói, những đóng góp có ý nghĩa quan trọng hơn trong lĩnh
vực độc tố học phải kể từ thế kỷ XVI với các công trình của Paracelse. ở
thời kỳ này Paracelse đã viết: “Không có chất nào là không độc, chính
liều lượng làm nên chất độc” và “liều lượng phân biệt chính xác chất độc
với chât thuốc”. Các phát biêu này của ông là cơ sỏ cho các quan niệm
về “Đáp ứng chức năng của liều .lượng" cũng như về “Chỉ số ữị liệu” đã .
được phát triên sau này. Trong một sô" cuốh sách khác có tên là

Chương 1\ MỞ ĐẦU 15
"Bergsucht" phát hành năm 1533 - 1534, có thể coi lầ cuốn sách đầu tiên
về độc tố học, trong đó ông đã miêu tả chi tiết các triệu chứng lâm sàng
do ngộ độc bởi arsen và thủy ngân.
Năm 1814 - 1815, Orfila trong một chuyên khảo quan trọng của
mình, đã mô tả chi tiết mối tương quan giữa các dẫn liệu hóa học và các
dẫn liệu sinh học của một số chất độc. Ông cũng đã cung cấp các
phương pháp để phát hiện các chất độc và nhân dịp này ông còn nhấn
mạnh về sự cần thiết phải phân tích hóa học để làm bằng chứng pháp lý
cho các vụ đầu độc gây tử vong. Chính sư tiếp cận này đã mở đường
cho một chuyên ngành của độc tố học hiện đại: độc tố học pháp quy.
Năm 1895, lần đầu tiên nhà phẫu thuật người Đức tên lầ Rehn đã
nêu ra hiện tượng các khối u do anilin sau khi đã khảo sát bóng đái của
ba công nhân làm việc trong một xưởng sản xuất anilin. Tuy nhiên phải
hơn bốn mươi năm sau, vai ữò của chất nguyên liệu này cũng như của
các chất màu đi từ anilin mới được khẳng định sau nhiều thí nghiệm
trên động vật của Hueper (1938) và sau những nghiên cứu về dịch tế
học của Case và cộng sự (1945). Nhờ phát hiện này đã đẫn đến việc cải
thiện các điều kiện làm việc của công nhân cũng như đã có được sư
giám sát clíặt chẽ việc sử dụng các chất màu thực phẩm.
Cuối những năm 1950, thaliđomiđ được sử dụng rộng rãi như
thuốc làm dịu bởi thuốc này có độc tính cấp rất yếu và lại đáp ứng được
những đòi hỏi cấp bách về độc tố học ở thời gian này. Song đến năm
1962, Lenz và Knapp đã quan sát thấy những dị tật bẩm sinh cũng như
những quái thai giống chó biển (không có ngón tay, ngón chân) ở các tĩẻ
mới sinh từ những bà mẹ có sử dụng thuốc này trong ba tháng đầu của
thai nghén.
Nhờ những hiểu biết thu được trong các nghiên cứu về độc học
của chì, người ta đã tăng cường các biện pháp kiểm tra, nên từ thời gian
này sự ngộ độc bởi chì đã giảm mạnh ở một số vùng trong các nước
công nghiệp phát triển.

16 ĐỘC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THựC PHẨM
Trong những năm 50 và 60 của thế kỷ XX, nhiều tai nạn nghiêm
trọng đẫn đến tê liệt toàn thân và tử vong ở Minamata và Niigata tại
Nhật Bản do ăn phải cá có chứa metyl thủy ngân vốn đánh bắt được ở
các suối địa phương. Có thể cá đã bị nhiễm metyl thủy ngân tích tụ
trong nước thải của một nhà máy hoặc metyl thủy ngân đã được chuyên
hóa từ thủy ngân sang bởi các vi sinh vật của trầm tích. Nhiều biện
pháp quan trọng đã được sử dung để cải thiện số phận của những
người sống sót cũng như đã có sự giám sát chặt chẽ của các nhà chức
trách đối với các nhà máy.
Trong một lĩnh vực khác, các nguyên nhân của một số bệnh xuất
hiện ở Nhật Bản có tên là Itai “ Itai vẫn chưa được giải thích mặc dù
người ta biết là đo độc tính của một kim loại gây ra. Quả vậy, bệnh
nhân là những người sống sót trong các vùng khai thác mỏ, ở đây, nồng
độ cadmi trong thóc và trong nước rất cao.
Xã hội càng phát triển, người ta càng mong muốn có sự cải thiện
"’về sức khỏe và các điều kiện sống trong các khu vực ăn uống, mặc, nhà’
ở và đi lại. Để đạt mục đích này, nhiều sản phẩm hóa học đã được sản
xuất và sử dụng. Theo ước tính, hiện nay có ữên 10000 phân tử khác
nhau đã được sản xuất thành hàng hóa trong các nước công nghiệp. Dù
cách này hay cách khác các sản phẩm đang tiếp xúc với nhiều tầng lớp
cư dân khác nhau: người sản xuất, người vận chuyên, người sử dụng
hoặc người tiêu thu. Nhiều phân tử tồn lưu trong môi trường cũng có
thể gây tổn thương cho con người một cách âm ỉ.
Nhiều vụ ngộ độc hàng loạt và bi thảm đã dẫn đến việc đề xuất
nhiều chương* ưìĩlh nghiên cứu lớn mà nhờ đó phát hiện được bạn chất
vả các vùng tác dạng của nhiều chất độc.
Mặt khác, do số người bị nhiễm hóa chất nhỉều, người ta không
thể chờ đợi cho đến khi các dấu hiệu độc tính xuất hiện mà người ta tìm
cách nhận dạng chúng qua các chỉ thị hoặc các dấu hiệu lâm sàng sớm.
Chăng hạn, sư dụng tác dung kìm hãm hoạt tính của enzyin

Chương 1\ MỞ ĐẦU 17
cholinesterase như một chỉ thị của sự nhiễm chất diệt côn trùng cơ -
phospho.
Các tiến bộ thu được trong nghiên cứu về hóa sinh, về động vật
học,, về độc tố học di truyền, về độc tố học miễn dịch cũng như các hiểu
biết về cấu trúc tê' bào và sinh học phân tử đã góp phần làm hiểu biết
sâu sắc hơn về bản chất, về vùng tác dụng và về cơ chế tác dụng của
chất độc.
VAI TRÒ CỦA ĐỘC TỐ HỌC
a) Độc tố học và sản xuất nông nghiệp thực phẩm
Chuỗi thức ăn, bắt đầu từ người làm ra thực phẩm cho đến người
tiêu thụ, đều có liên quan ở mọi mức độ với độc tố học thưc phẩm. Các
hạt giống, đất đai mà các cây mọc lên và chính các cây đều có thể bị
nhiễm mọi loại nấm, mọi loại côn trùng, đo đó việc trừ khử chúng sẽ
đảm bảo cho một vu mùa tốt về chất và lượng. Thưc tế, hàng năm trên
thế gới còn hơn 10% mùa màng tức là khoảng 1400 triệu tấn bị mất đi
đo các bệnh tật và cỏ dại. Đê? bảo vệ mùa màng, người ta sử dụng những
hợp chất hóa học đang có và tìm ra những dẫn xuất mới để kiểm soát sự
tăng sinh của các vật ký sinh mà không đụng chạm tới nhửng quần thể
cần bảo vệ khác. Có điều là, nếu như thuốc diệt côn trùng là cần thiết
cho cây thì đồng thời cũng là những chất độc đáng gờm cho người áp
dụng và cả cho người không may ăn phải các dư chất này với liều lượng
lớn hơn liều lượng cho phép. Chính dạng độc tố kép của thuốc bảo vệ
thưc vật này làm cho nhà độc tố học rất quan tâm bởi các tác dung sinh
học và tác dụng sinh lý bệnh của chúng ồ mức cấỊỊ) điẽjrcõng-như~ỏ *nức
trường diễn đều phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc \ v ắ ^
ỉ ^ ~
b) Độc tố học và môi trường M Á ũ - 1 J
__j
Chúng ta đang sống trên Trái đất nơi mà đất đai đã và đang được
khai thác một cách manh mẽ và trong một thế giới với nhiều nền công
nghiệp hùng manh kéo theo những ngành khác. Cái “được - mất” của
sư khai thác và của nền sản xuất công nghiệp mạnh mẽ này là một sự ô

18 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
nhiễm môi trường mà hiện nay nhân loại đang phải đốỉ đầu và đang
tìm cách làm chủ.
Nền sản xuất nông nghiệp và thực phẩm không tránh khỏi làm ô
nhiễm đất trồng, nguồn nước, không khí, rồi lại quay về làm ô nhiễm
công nghiệp..-, cũng như hậu quả của sư đô thị hóa ổ ạt... tất cả đều
góp phần vào sự có mặt trong các thưc phẩm từ đồng ruộng cho đến
bần ăn của người^tiêu dùng các chất ô nhiễm mà người ta đang ra sức
khống chê, giảm thiểu để đạt đến tỷ lượng các chất tồn dư cho phép. Đó
là một trong những mục tiêu của độc tố học thực phẩm.
Nền sản suất công nghiệp sẽ làm môi trường bị ô nhiễm các kim
loại nặng, các hydrocacbon đa vòng, các nitrosamin... lại là đối tượng
cảnh giác và muc tiêu của độc tô" học sinh thái.
c) Độc tố học và sự chế tác các thực phẩm
Việc sản xuất công nghiệp các thực phẩm cơ bản cần phải được
xem xét dưới góc độ chất lượng dương tính (không làm tổn tljất các
chất dinh dưỡng, các vitamin và các nguyên tố trung lượng) cũng
như dưới góc độ chất lượng âm tính của chúng (không có chất gây ô
nhiễm và sạch sẽ về vi khuẩn). Ta đều biết, giữa thế kỷ XIX nền công
nghiệp thực phẩm sản xuât lớn đã ra đời cùng thời gian với nền công
nghiệp hóa học và chính công nghiệp hóa học đã góp phần làm công
nghiệp thực phẩm phát triển phong phú hơn. Việc sử đụng các chất
hiệu chỉnh và các chất phụ gia hóa học đã trở thành cần thiết cho việc
làm tăng chất lượng, cho sự đổi mới công nghệ và cho việc hạ giá
thành sản phẩm thực phẩm. Độc tố học cần phải theo dõi tính vô hại
của các sản phẩm được thêm vào thực phẩm. Son£ độc tố học ở đây
không chỉ dừng lại ỏ mặt chất lượng âm tính của san phẩm mà còn có
thể góp phần vào sự đôi mới công nghệ, vào việc lưa chon CẬC chất
phụ gia và sử dụng chúng một cách đúng đắn. J*út cuộc, độc tố học
mang đến cho công nghiệp và cho người tiêu thụ một sự bảo đảm
hoặc một sự bảo lãnh nào đó.

Chương 1: MỞ ĐẦU 19
Bảo quản các thực phẩm tức là bảo vệ chúng sau khi thu
hoạch, trong quá trình cất giữ, trong quá trình chế biến cũng như
trong quá trình phân phôi, có thể coi là một sự cần thiết tuyệt đối.
Người ta thường bảo quản thực phẩm bằng các phương pháp nhiệt
“ nóng hay lạnh, hoặc bằng kỹ thuật vật lý như chiếu xạ song bằng
phương pháp hóa học vốn có một vai trò rất quan trọng. Có điều là
việc sử đụng các dẫn xuất hóa học làm chất bảo quản thường rất tế
nhị. Theo định nghĩa, nếu chất bảo quản có hiệu lực trên vi khuẩn,
trên các côn trùng vả trên động vật ăn mồi thì chất bảo quản đó là
độc. Thường thì những chất có hiệu lực nhất cũng là những chất độc
nhât. Trước vấn đề bảo quản bằng con đường hóa học, quan điểm
của nhà độc học phải rõ ràng. Trong quốc gia nào có dây chuyền
lạnh hoặc nóng phát triển thì không nên ưu tiên sử dụng chất bảo
quản sát trùng hóa học. về nguyên tắc, người ta sẽ không phải đùng
một chất bảo quản hóa học nêu người ta tìm thấy nó nằm lại một
liều lượng lớn trong thưc phẩm. Nhầ độc tố học càng không thể cho
phép dùng chất bảo quản hóa học để sửa chữa một sản phẩm vôn
đã bị hư hỏng từ đầu, nếu không thì sẽ không đủ điều kiện để tiêu
thụ.
Tuy nhiên cũng có tình trạng mà âảc phương pháp cổ điển như
làm lạnh, gia nhiệt hoặc chiếu xạ đều không thể sử đụng được,
chảng hạn như trong trường hợp thể tích quá lớnj hoặc trong trường
hợp các phương pháp này có khả năng làm suy giảm chất lượng
đinh dưỡng và chất lượng mùi vị của thưc phẩm hoặc trong các
trường hợp giá thành xử lý nhiệt và chiếu xạ quá cao. Các tình trạng
nầy càng trầm trọng ở những nước nghèo nhất. Trước những tình
trạng như .thế thường có một giải pháp hóa học, đặc biệt là sử đụng
một số’ chất hun khói có thể giúp giải quyết nhiều vấn đề, nhất là
những chất này không để lại các vết dư thừa trong sản phẩm, cần
phải thấy rằng các giải pháp xử lý không phải là các giải pháp “điều
trị bệnh” cho thực phẩm mà là giải pháp để phòng ngừa. Vậy là
trong chế tác các sản ph'ẩm thực phẩm, có một loạt các vân đẻ được

20 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
đặt ra cho các nhà độc tô" học. Đó là: sản phẩm nào phải xử lý? Điều
kiện lắp đặt và xử lý như thế nào? Có những chất nào tồn dư trong
thực phẩm? Các hậu quả như thế nào đối với chất lượng sản phẩm?
d) Độc tố học với người tiêu dùng
Như chúng ta đã thây, trước những nguy cơ do thực phẩm có
phần trách nhiệm của người làm ra thực phẩm. Song không hẳn thế,
phần trách nhiệm của người tiêu dùng không phải là không đáng kể.
Câu châm ngôn: “Liều lượng làm nên chất độc” đã được nhắc đi nhắc
lại nhiều lần để khuyến cáo người tiêu dùng đã làm cơ sở cho khái
niệm về liều lượng cho phép hàng ngày. Nhà độc tố học và nhà lập
pháp có thể và phải can thiệp vào việc xác định các liều lượng cho
phép hàng ngày của các chất ô nhiễm khi kiểm tra chúng, cũng như
liều lượng có hiệu lực về mặt công nghệ của các chất phụ gia. Trái lại,
họ không có quyền về cách xử sự của người tiêu đùng. Người tiêu
dùng có thể có một chế độ ăn hoàn toản mất cân bằng: rất giàu lipiđ,
rất nhiều rượu và muôi hoặc một chế độ ăn thiếu các chất đinh
dưỡng thiết yếu. Nhà độc tố học chỉ có thể thông tin cho người tỉêu
dùng về các nguy cơ mà họ gặp phải. Ai cũng biết, nếu như những
nguy cơ của các chất ô nhiễm là tương đối, vì ít ra người ta đã kiểm
soát được những nguy cơ đã biết, trái lại những nguy cơ của một chế
độ ăn uống mất cân bằng là chắc chắn. Có thể nói rằng, nguy cơ khi
hấp thụ một năng lượng lớn calo dưới dạng đường hay lipiđ, hay
uông một lượng lớn rượu là khác với nguy cơ khi hấp thụ một vài
phần mười của miligam thuốc bảo vệ thưc vật hoặc chì. Đây mới
chính là liều lượng làm nên chất độc. Và một thái độ đúng của người
tiêu đùng, phải biết chịu trách nhiệm về sức khỏe của mình và được
thông tin đầy đủ là một trong nhưng cách đề phòng tốt nhất. Nhà
độc tô" học không được quên mặt chủ đạo này trong lời khuyên cáo
của mình rằng chất độc của thực phẩm thường được chuyển tải bởi
chính thực phẩm và các độc tính phải được đặt ữong khung cảnh
một chế độ ăn uống cân bằng.

Chương ỉ : MỞ ĐẨU 21
NỘI DUNG
Cuốín sách độc tô" học an toàn thực phẩm gồm hai phần:
Phân thứ nhất: Cung cấp một bức tranh toàn cảnh về các cửa ải và
các con đường mà chất độc phải kinh qua trong cơ thể. Cơ chế của sư
hấp thụ, sự vận chuyển qua màng, sự phân bố, sự lưu giữ và sự bài tiết
các chất độc. Trình tư các giai đoạn hoặc các quá trình chuyên hóa mà
’ 7 > * *
các chất độc phái chịu trong cơ the. Các enzym xúc tác các phán ứng
chuyển hóa sinh học các chất độc, đặc biệt là các chất độc có chứa nhân
thơm. Cơ chế của các tác dụng độc đến cơ thể cũng những nhân tố có
ảnh hưởng đến sư điều biến các tác dung độc. Phương pháp nghiên cứu
chất độc. Mức độ độc tính.
Phân thứ hai: Phần chủ yếu của cuốn sách đề cập đến cấu trúc
/à độc tính của các chất độc tư nhiên có trong thưc phẩm (biotoxins)
cũng như các chất độc do hoạt động của con người sỉnh ra
(anthropogenic voxins): các kim loại nặng, các chất phụ gia thưc
phẩm, các mycotoxin, các nitrat, nitrit và nitrosamin, các sản phẩm
nhiệt phân, các thuốc bảo vệ thực vật, các đung môi hữu cơ và rượu,
các hydrocacbon đa vòng...
MỤC ĐÍCH
Cuốn sách có thể là tái liệu học tập và tham khảo cho sinh viên
công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm, cồng nghệ môi trường, công
nghệ hóa học, dược học, thủy sản, chăn nuôi..., giảng viên và cán bộ
nghiên cứu ở các trường đại học, cao đảng và các viện nghiên cứu có
liên quan.
Sách cũng có thể có ích cho nhà sản xuất, nhà phân phôi, người
tiêu đùng và người quản lý các hàng hóa thực phẩm, cũng như cho
những ai muốn có hiểu biết tốt hơn về vệ sinh và an toàn thực phẩm, về
chất lượng thưc phẩm và sức khỏe.

22 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Các tác giả hy vọng cuồn sách này sẽ là cầu nốĩ giữa người làm ra
thực phẩm và người tiêu dùng thực phẩm.
PHÂN CÔNG BIÊN SOẠN
Chương 1
Chương 2
Chương 3
Chương 4
Chương 5
Chương 6
Chương 7
Chương 8
Chương 9
Chương 10
Chương 11
Chương 12
Chương 13
Chương 14
Chương 15
Chương 16
Chương 17
Lê Ngoe Tú
Lê Ngoe Tú - Đăng Thị Thu “ Nguyên Thị Sơn
Lê Ngọc Tú - Nguyễn Trong cẩn - Lê Tiến Vĩnh
Lê Ngọc Tú - Lưu Duẩn - Ngô Đẳng Nghĩa
Lê Ngoe Tú
Lê Ngọc Tú
Lâm Xuân Thanh
Pham Thu Thủy
Tô Kim Anh
Quản Lê Hà
Pham Thu Thủy
Nguyên Xuân Sâm
Lê Thị Liên Thanh
Lê Ngọc Tú - Lâm Xuân Thanh - Đỗ Thị Hoa Viên
Trần Thị Xô
Nguyên Xuân Sâm
ĐỖ Thị Hoa Viên

PHẨN THỨ NHẤT
DẠNG THỨC
CỦA CÁC CHẤT ĐỘC TRONG c ơ THE

HẤP THU, PHÂN PHỐI
VÀ ĐÀO THẢI CÁC CHẤT ĐỘC
2.1. Cơ CHẾ CHẤT ĐỘC XÂM NHẬP VÀO c ơ THỂ
Ngoại trừ các tác dụng độc cục bộ ở vùng tiếp xúc, một chất độc
chỉ có thể gây ra thương tổn khi nó được hấp thu vào cơ thể qua da, qua
đường tiêu hóa, qua phổi và qua một số đường khác.
Bản chất và cường độ tác đụng của một số vật phẩm hóa học trên
một cơ thể sẽ phụ thuộc vào liều lượng uống vào, nồng độ chất đó trong
các cơ quan đích cũng như khả năng hấp thu, phân phối, cố định và bài
xuất chất này. Thường khi một phân tử hóa học bị hấp thu, phân phối
và cuối cùng được bài xuất ra, nó bắt buộc phải đi qua các màng kép
lipỉđ của tế bào,
Thường một chất độc đi qua màng tế bào theo bốn cách sau:
- Khuếch tán thụ động qua màng.
- Thấm lọc qua các lỗ trên màng tế bào.
- Vận chuyển tích cưc.
- Nội thâm bào.
2.1.1. Khuếch tán thụ động
• Phần lớn các chất độc đi qua màng tế bào bằng con đường
khuếch tán đơn giản và thụ động này. Tỷ lệ đỉ qua có liên quan
trưc tiếp với gradient nồng độ ở hai bên màng và tích ưa béo
của phân tử độc. Chẳng hạn, manitol bị hấp thụ ít (dưới 2%),
axit acetylsalicylic bị hấp thụ khá mạnh (21%), còn thiopentan
thì bị hấp thụ rất nhiều (67%) (tương ứng với hệ số phân bố của
chúng ữong cloroform/ nước lần lượt là 0,002; 2,0 và 100).
• Nhiều chất độc ion hóa được. Các dạng ion hóa thường không
có khả năng đi qua màng tế bào do độ hòa tan của chúng trong
lipid rất thấp, trong khi đó dạng không bị ion hóa lại hòa tan
CHƯƠNG 2

26 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
được trong chất béo, do đó tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc vào độ hòa
tan của chúng trong chất béo.
• Độ ion hóa của axit và base hữu cơ yếu phụ thuộc vào pH của
môi trường. Vì thế, sự khuếch tán của các axit như axit benzoic
lả rất đễ dàng trong môi trường axit (ỏ đây nó thường có mặt
chủ yếu dưới dạng không ion hóa), trong khi đó, một base như
anilin lại khuếch tán nhẹ nhàng trong môi trường kiềm.
• Sự khuếch tán thụ động thường có xu hướng thiết lập nên một
cân bằng giữa các nồng độ tồn tại ở hai phía màng sinh học. Sư
tích tu một chất độc ở trong tế bào có thể so sánh với sự phân
chia của nó trong đầu - nước.
Gọi CD là nồng độ của chất độc trong pha nước;
Q là nồng độ của chất độc trong pha béo (liptd).
Khi cân bằng ta có phương trình sau:
Co fệ= ± C ủ
*2
Cũng như vậy, sự tích tụ một chất độc bởi một động vật dưới
nước cũng tuân theo quy luật phân chia đầu-nước.
Khi một cơ thể tiếp xúc với một chất độc, thì sự chuyên địch của
chất độc vào cơ thể trong một đơn vị thời gian sẽ là:
~ - = k\Cồ - k1ci
ơ trạng thái cân bằng, ta có:
Vo = Ả2q
hay
k2 c0
ỉc
Và, tỷ số — bằng hằng số Kb.
k2

Chương 2: HẤP THU, PHÂN PHỐI VÀ ĐÀO THẢI CÁC CHẤT ĐỘC 27
Người ta gọi Kh lầ “nhân tô" tích lũy sinh học”. Người ta đã chứng tỏ
rằng có một quan hệ tuyến tính giữa log Kb và log/^p-hệ số phân bố).
Thời gian để đạt đến một cân bằng giữa một cơ thể và môi trường
quanh nó, ngoải độ ưa béo, còn phụ thuộc vào nồng độ vật chat trong
môi trường, bề mặt trao đổi và khối lượng của cơ thể, trong đó quan
trọng là lượng mờ của cơ thể này. Lượng mỡ là nhân tố chủ yếu cho khả
năng dự trữ của cơ thể. Đường dạ dày, ruột là bề mặt trao đổi quan
ữọng cho sự tiếp liệu của cơ thể.
2.1.2. Sự thấm lọc
Các màng của các mao quản và của các cuộn tiểu cầu thường có
các lỗ tương đối rộng (khoảng 70 nm) nên các phân tử có kích thước bé
hơn albumin (M= 60.000 Da) đều có thể đi qua được. Nhờ lực thủy tĩnh
và/ hoặc lưc thẩm thấu mà dòng nước đi qua các lỗ này sẽ góp phần
vào việc vận chuyển các chất độc. Tuy nhiên các lỗ của đa phần tế bào là
khá nhỏ (khoảng 4 nm) nên chỉ có các sản phẩm hóa học có khối lượng
phân tử cưc đại là 100 - 200 Da, mới đi qua được. Vậy là các phân tử lớn
nhất có thể đi vào và đi ra các mao quản bằng cách thấm lọc và nồng độ
của chúng giữa dịch tương và chất lỏng ngoại bào có thể tự cân bằng.
Tuy nhiên cân bằng không thể đạt được khi các chất này thấm lọc qua
lỗ của các tế bào khác.
2.1.3. Vận chuyển tích cực
Sự vận chuyển tích cực thường bao gồm cơ chế tạo ra một phức
giữa phân tử và chất tải cao phân tử tại một phía của màng. Lúc này,
phức có thể khuếch tán qua phía bên kia màng và tại đây phân tử sẽ
được giải phóng. Sau đó chất tải lại quay trở về vị trí ban đầu và quá
trình lại tiếp tuc. Tuy nhiên, khả năng của chất tải thường có giới hạn.
Khi chất tải bị bão hòa thì tỷ lệ vận chuyên không còn phụ thuộc vào
nồng độ của phân tử và động học có thứ bậc không.
Cấu trúc, hình thể, kích thước và điện tích là những yếu tô" rất quan
trọng, thường quyết đinh ái lực của một phân tử đốỉ với một chất tải.

28 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Hiện tượng kìm hãm cạnh tranh cũng có thể xảy ra giữa những
phân tử có các đặc tính tương tự nhau.
Trong vận chuyển tích cực, một chất tải có thể đảm bảo chõ các
phân tử qua màng ngược với gradient nồng độ, hoặc nếu phân tử ỏ
dạng ion hóa thì chất tải cũng sẽ bảo đảm cho chúng qua màng ngược
với gradient điện hóa. Dĩ nhiên, sự vận chuyển tích cực phải tiêu tốn
một năng lượng của trao đổi chất, do đó quá trình sẽ bị ức chê bởi
những chất độc vốn có ảnh hưởng tới sự trao đổi chất của tế bào.
Khuếch tán nhẹ nhàng giống với vận chuyên tích cực nhung
không đòi hỏi các phân tử vận động ngược với gradient nồng độ. Quá
trình này cũng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng bổ sung đo đó không
bị phong tỏa bởi các chất kìm hãm trao đổi chất.
2.1.4. Nội thấm bào
Các tiểu phần dạng rắn có thể được hấp thụ bởi thực bào hoặc bởi
uống bào nếu các tiểu phần ở dạng lỏng. Hệ thống vận chuyển đặc biệt
này là rất quan trọng đối với các túi phổi cũng như đối với hệ thông
lưới - nội - mô khi bài tiết các chất độc có trong máu. Sư hấp thu các
chất caraghenan (A/= 40.000 Da) bởi ruột cũng được tiến hành theo
cách này.
2.2. HÀNH TRÌNH CỦA CÁC CHẤT ĐỘC TRONG c ơ THỂ
2.2.1. Hấp thu
Các con đường chính của sự hấp thu các chất độc là: ống tiêu hóa,
phổi và a.
1
2.2.1.1. Đường tiê u hóa
Đa phần các chất độc đi vào đường tiêu hóa cùng với nước và thức
ăn hoặc đi vào một cách độc lập (trường hợp chất thuốc và một số chất
độc). Ngoại trừ những chất ăn da hoặc những chất kích thích đối với các
màng nhầy, phần lớn các chất độc sẽ không gây hậu quả nếu chúng
không được hấp thu.

Chương 2: HẤP THU, PHẨN PHỐI VÀ ĐÀO THẦÍ CÁC CHẤT ĐỘC 29
Sự hấp thu có thể xảy ra trên toàn bộ chiều dài của ống tiêu hóa,
như một số chất thuốc được uống dưới dạng thỏi hay dưới dạng rời
nhằm mục đích để được hấp thụ ở miệng hoặc ở trực tràng. Nhìn
chung, hai vùng này đều là hai vùng hấp thu tối thiểu các chất độc từ
môi trường.
• Dạ dày lả một vùng hấp thụ đáng chú ý, đặc biệt là đối với các
axit yếu, tại đây chúng thường ở dạng không ion hóa, hòa tan
được trong chất béo nên có thể khuếch tán được. Ngược lại, các
base yếu khi ở trong dịch dạ đày, chúng bị ion hóa mạnh đo đó
bị hấp thụ không dễ dàng. Qua máu các axit yếu thường ở dưới
dạng ion hóa nên dễ được vận chuyên đi, còn các base yếu lại
thường ở dưới dạng không ion hóa nên có khuynh hướng
khuếch tán trở lại dạ dày. Ảnh hưởng của các nhân tố này đến
sự khuếch tán của axit benzoic và anilin được trình bày trong sơ
đồ hình 2.1.
C O O ' COOH COOH C O O -.
100% 1% 25% 1%
Hình 2.1. Sự phân bố của axit benzoic và của anỉlin trong dịch dạ dày và trong huyết
tưdng. Các con số dưới các công thữc là tỷ lệ tương đối của các dạng khác nhau.
• Trong ruột, các axit yếu thường chủ yếu ở dưới dạng ion hóa
nên bị hấp thu khó khăn, nhưng một khi qua được vào máu thì
chúng trở thành dạng ion hóa do đó sẽ không có xu hướng quay
trở lại* Ngược lại, các base yếu thì dễ dàng bị hấp thu hơn vì ở
đây chủng tồn tại dưới dạng không ion hóa. Anh hưỏng của

30 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
dịch ruột đến sự khuếch tán và hấp thu của axit benzoic và
anilin được chỉ rõ trong sơ đồ hình 2.2.
coo- COOH COOH coo-
1% 1 0% 25% 1%
Hình 2.2. Sự phân bố của axit benzoic và anilin trong dịch ruột và trong huyết tương.
Các con số ghi dưối các công thức biểu diễn tỷ lệ tương đối của các dạng khác nhau.
Đáng chú ý lả sự hấp thu ỏ ruột còn được tăng thêm do thời gian
tiếp xúc kéo dài và đo bề mặt ruột còn có các lông nhung hỗ trợ nữa.
Trong ruột còn có các hệ thông vận chuyên đặc biệt bảo đảm cho
sự hấp thu các chât dinh dưỡng như các monosacariđ, các axitamin và
các nguyên tố vô cơ như sắt, canxi và natri. Người ta đã biết một số'
chất độc như 5 - fluorouracil , tali và chì thường bị hấp thu bởi ruột
nhờ các hệ thông vận chuyên tích cực. Các chất đặc biệt như một sô"
chât màu azoic hoặc polystyren lại có thể qua thành ruột bằng cơ chế
uống bào.
2.2.12. Đường hô hấp
Phế nang là vùng hâp thu chính củầ đường hô hấp. Các khí như
CO, nitơ oxyđ, lưu huỳnh đioxyd và các chất lổng bay hơi (benzen,
cacbon tetraclorua) thường được hấp thu tại đây. sở đĩ phế nang hấp
thiTdễ đàng là do phế nang có bề mặt rất lớn, có lưu lượng máu cao
cũng như có sự gần gũi giữa máu và không khí ỏ phế nang.
Tỷ lệ hấp thu sẽ phụ thuộc vào độ hòa tan của các khí vào trong
máu: khí càrtg hòa tan sự hấp thu càng nhanh. Tuy nhiên cân bằng giữa
không khí và máu của các hợp chất hòa tan (ví dụ như cloroform) sẽ đạt

Chương 2: HẤP THU, PHÂN PHỐI VÀ ĐÀO THẢI GÁC CHẤT ĐỘC 31
được chậm hơn so với các hợp chất kém hòa tan (chẳng hạn etylen). BỞi
vì các hợp chất càng hòa tan thì lượng hòa tan trong máu càng lớn. Tuy
nhiên, không khí phế nang chỉ vận chuyển được một lượng sản phẩm
hạn chế nên phải có số lần hít vào lớn, do vậy phải có thời gian đài mới
đạt được cân bằng. Cân bằng phải đạt đến này sẽ còn dài hơn nếu sản
phẩm cũng hòa tan trong chất béo.
Ngoải các khí và các hơi thì các sol khí lỏng cũng như các hạt của
khí quyển đều có thể được hấp thu ở nơi này. Nói chung, các hạt lớn
(kích thước lớn hơn 10 ịim) không đi vào được đường hô hấp, song nếu
chúng có đến được thì cũng bị giữ ở mũi và ở đây chũng sẽ bị thải bỏ
do hỉ mũi hoặc hắt hơi. Các hạt rất bé khoảng từ 0,01 đến 10 \JL m thường
được giữ lại trong vùng mũi hầu, tại đây chúng được hấp thu bởi biểu
mô rồi được nuốt vào cùng với nước nhầy và đuíẹíc hấp thu trong
đường tiêu hóa. Các hạt bé nhất sẽ nằm lại ữong khí quản rồi sau đó
được hút lên phía trên bằng cơ chế thưc bào hoặc cơ chế nước nhầy. Các
hạt được hít lên phía trên sẽ được thải ra qua ho hoặc qua nuốt lại, còn
các hạt được ăn theo lối thực bào cũng như một số hạt tự do sẽ được
hấp thu vào trong mạch bạch huyết. Các tiểu phần hòa tan có thể đi trưc
tiếp vào trong máu sau khi đã đi qua biểu mô.
2.2.1.3. Da
Nói chung, da có tính không thâm cao, đo đó tạo nên một hàng
rào ngăn cách giữa cơ thể và môi trường. Tuy nhiên một số sản phẩm
hóa học có thể được hấp thu qua da một lượng đủ để gây nên các hiệu
ứng dưới a.
Một sản phẩm hóa học có thể được hấp thu qua cáo túi nang của
lông, qua các tế bào của tuyến mồ hôi hoặc qua các tụyến bã nhờn. Tuy
nhiên đây là những con dường hấp thu được ít, bỏti vì các cấu trúc này
chỉ là phần nhỏ bé của bề mặt a. Vì thế sự hấp thu một sản phẩm hóa
học xuyên qua da được là do biểu bì và chân bì.
• Sự khuếch tán chất độc qua biểu bì là pha đầu tiên của sư hấp*
thu xuyên da. Hàng rào quan trọng nhất của biểu bì là lớp sừng.

32 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Lớp sừng thường được câu tạo từ nhiều lớp tê bào chêt, mảnh,
dính và có chứa các hợp chất tương đối bền về mặt hóa học
(protein sợi). Các hợp chất có cực có thể khuếch tán được một
lượng nhỏ vào da qua lớp protein ngoài cùng chứa đầy nước
của lớp sừng. Còn các hợp chất không cực sẽ tự hòa tan và
khuếch tán vào trong khung lipid nằm giữa các sợi protein.
Ta đều biết, ở cơ thể người, lớp sừng ở các vùng khác nhau
thường không giống nhau về mặt hóa lý và về cấu trúc do đó tính
thấm đối với các phẩm vật hóa học giữa các vùng khác nhau
cũng không giống nhau. Chẳng hạn các chất độc có thể đi qua
bìu một cách dễ dáng nhưng đi qua thảnh bụng thì kém hơn và
rất khó đi qua gan bàn tay hoặc gan bàn chân (Zbinden, 1976).
• Sự khuếch tán chất độc qua chân bì là pha thứ hai của sự hấp thu
xuyên a. Chân bì là một môi trường khuếch tán xốp, có nước và có
tính không chọn lọc. So với lớp sừng thì chân bì là hàng rào kém
chọn lọc hơn. Khi mài mòn hoặc hủy bỏ lớp sừng đều làm tăng khả
năng hấp thu. Các axit, base, hơi ngạt thường làm tăng khả năng
hấp thu ở chân bì là do làm thương tổn lớp sừng. Một số đung môi
như đimetylsulíoxyđ cũng làm tăng tính thấm của chân bì.
2.2.2. Phân bế
Hàng rào máu - não thường định vị ồ thành mao mạch. Các tế bào
của nội mô mao mạch thường nốỉ kết chặt chẽ với nhau, chỉ để hở một ít
hoặc không có không gian do đó có tác dụng ngăn cản sự đỉ qua của các
chât độc. Trong các tê bào này lại thiếu các không bào nên cũng làm giảm
khả năng vận chuyển. Thêm nữa, nồng độ protein của chất lỏng ỏ các khe
(kẽ) ở trong não thường rất thấp, trái ngược với ở những cơ quan khác. Vì
vậy sự liên kết với các protein không thể là một cơ chế vận chuyên của
chât độc từ máu vào não. Người ta cho rằng sư xâm nhập của các chất
độc vào trong não phụ thuộc vào độ hòa tan của chúng trong chất béo.
Chăng hạn metyl thủy ngân xâm nhập dễ dàng vào não nên là độc tố
chính tác dụng đến cơ quan này. Ngược lại các dẫn xuất vô cơ của thủy

Chương 2\ HẤP THU, PHÂN PHỐI VÀ ĐÀO THẢI CÁC CHẤT ĐỘC 33
ngân không hòa tan được trong chất béo nên không xâm nhập được một
cách dễ dàng vào trong não do đó tác dụng độc của chúng không phải
đến não mà là đến thận.
Hàng rào máu - nhau là một vật cản trở ngại cho sự vận chuyên
các chất độc và do đó có một tác dụng bảo vệ nào đó cho các bảo thai.
Các hàng rào khác có ở các cơ quan như ở mắt và ở các tinh hoàn.
Các hồng cầu cũng có vai trò trong *sự phân bố một số chất độc. Chăng
hạn, màng của hồng cầu cản trở được sự xâm nhập của các dẫn xuâì: vô
cơ của thủy ngân nhưng lại không cản trở các dẫn xuất alkyl của thủy
ngân. Nhiều dẫn liệu cho thấy nồng độ thủy ngân vô cơ ở hồng cầu chỉ
bằng một nửa nồng độ ở dịch tương, nhưng nồng độ metyl thủy ngân
lại lớn hơn ở dịch tương 10 lần (WHO, 1976).
2.2.3. cấ định và thu giữ chất độc
Việc cô" định một sản phẩm hóa học vào một tổ chức nào đó
thường làm cho nồng độ cục bộ ồ tổ chức này cao hơn. Ngườỉ ta phân
biệt hai kiểu liên kết với chất độc:
- Liên kết bằng đồng hóa trị không thuận nghịch, thường có liên
quan với các tác dụng độc manh.
- Liên kết phi đồng hóa trị thuận nghịch, thưòng có liên quan với
liều lượng. Liên kết phi đồng hóa trị có vai ữò quan trọng trong sự phân
bố các chất độc ỏ nhiều cơ quan và mô.
Các protein dịch tương có thể cố định các hợp phần sinh lý bình
thường‘cũng như các hợp phần ngoại sinh. Phần lớn các hợp phần
ngoại -sinh được liên kết với albumin do đó khổng được vận chuyên
trực tiếp vào trong Jshoang không gian ngoại mạch. Tuy nhiên, sự liên
kết này thường là thuận nghịch nên phân tử chất độc có khả năng tự
phân ly khỏi protein dẫn đêh làm tăng lượng chất độc tự do, do đó
chúng có thể đi qua nội mô của mao mạch. Chẳng hạn khi cho bệnh
nhân đang dùng thuốc chống tháo đường uông sulfonamid vôn có ái
lực với protein của dịch tương lớn hơn nên có thề đẩy thuốc chống tháo

34 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÁN THỰC PHẨM
đường ra. Chất thuốc này được giải phóng sẽ làm tăng cơn hôn mê do
giảm glucose huyết.
Gan và thận có khả năng cô" định các phân tử hóa học hợp với
chức năng trao đổi chất và chức năng bài xuất của chúng. Trong các cơ
quan này người ta đã tìm thấy các protein có khả năng cố định đặc biệt.
Chẳng hạn như metalothionein giữ một vai trò quan trọng trong việc cô"
đinh cađmi bởi gan và thận cũng như trong việc chuyển giao kim loại từ
gan tới thận. Việc cố định một chất thường làm tăng nồng độ của chất
đó ở trong mô lên. Ví du, nồng độ của chì trong gan 50 lần lớn hơn ở
trong dịch tương sau khi uống 30 phút.
Các mô mỡ là nơi tích giữ manh các hợp chất hòa tan được trong
chất béo như DDT, đielđrin, và các biphenylpolyclorua. Các hợp chất
này dường như được tích giữ, đơn giản là do chúng hòa tan được ở
trong mỡ trung tính. Sự liên hợp các chất độc như DDT với các axit béo
cũng có thể là một cơ chế để giữ các sản phẩm này ở trong các mô và
trong các tế bào giàu lipid.
Xương cũng ỉà vùng chính để giữ các chất độc như flo, chì và
stronxi. SỞ dĩ tích giữ được trong xương là do một phản ứng trao đổi
nhanh giữa chất độc có mặt ữong chất lỏng giữa các khe và các tình thể
hydroxyapatit của xương. Do có sự giống nhau về điện tích và kích
thước nên ion F~ có thể thay thế dễ dàng OH“, trong khi đó ion Ca2+ có
thể bị thay thê bởi chì hoặc stronxi.
2.2.4. Thải loại chất độc
Các chất độc sau khi hấp thu và phân bố ữong cơ thể, thì nhanh
hay chậm đều bị bài xuất ra hoặc dưới dạng không đổi, hoặc dưới dạng
các chất trao đổi của chúng và/ hoặc dưới dạng các hợp chất liên hợp.
Nước tiêu là con đường bài: xuất chính, nhưng đối với một số' phân tử
thì gan và phổi lại có vai trò quan trọng. Ngoài ra cũng có nhiều con
đường bài xuất thứ yếu.

Chương 2: HẤP THU, PHẨN PHỐI VÀ ĐÀO THẢI CÁC CHẤT ĐỘC 35
2.2.4. f. B ài xu ấ t qua nước tiếu
Cấc sản phẩm cuối của trao đổi chất cũng như các chất độc đều
được thấm lọc qua tiểu cầu thận, rồi khuếch tán qua ống thận và bài tiết
qua ống thận.
• Các mao quản của tiểu cầu thường’có lỗ rộng (70 nm) nên phần
lớn các chất độc đều có thể đi qua, trừ những chất độc có kích
thước rất lớn (M > 60.000Da) hoặc được liên kết chặt chẽ với các
protein dịch tương. Một khi đã được đi qua vào trong nước lọc tiểu
cầu thì một chất độc có thể được tái hấp thụ bị động qua các tế bào
Ống nếu nó có hệ số phân bố lipid/ nước là cao hoặc có thể nằm lại
trong lỗ của ông rồi được bỏ đi nếu nó là hợp chất có cực.
• Một chất độc cũng có thể được bài xuất vào trong nước tiểu
bằng khuếch tán thụ động qua các ống. NưỚ£ tiểu bình thường
có tính axit nên quá trình này có liên quan tới sư bài xuất các
base hữu cơ; ngược lại các axit hữu cơ không thể được bài tiết
bằng khuếch tán thụ động qua các tế bào ống. Tuy nhiên các
axit yếu thường bị biến đổi thành axit mạnh hơn do đó làm tăng
tỷ lệ (bách phân) các dạng ion nên không được hấp thu lại bằng
con đường ống, thì có thể được bài xuất ra.
• Một sô' chất độc có thể được bải xuát vào nước tiêu qua các tế bào
của các ông - đầu - gần* Thường có hai cơ chế bài tiết khác nhau,
một cho các axit hữu cơ và một cho các base hữu cơ. Các chất độc
đã liên kết với prrotein có thể được bài xuất nếu liên kết là thuận
nghịch. Hơn nữa, các sản phẩm hóa học có đặc tính gần gũi
thường canh tranh nhau đối với cùng hệ thông vận chuyên này.
Chăng hạn probenecid thường làm tăng tỷ lệ penicilin ở huyết
thaíửi lên do đó làm kéo dái hoạt tính của penicilin lên do sự bài
xuất qua đường ông của kháng sinh này bị phong bế.
2.2.4.2. B ài xu ấ t qua m ật
Gan cũng là một cơ quan quan trọng ữong việc bài xuất các chất
độc, đặc biệt là các hợp chất có cực manh (anion hoặc cation), các dẫn

36 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
xuất đã được liên kết với protein bào tương và các hợp chất có khối
lượng phân tử cao Kơn 300. Nhìn chung, một khi vào trong mật, các hợp
chất này được bài xuất qua phân và không được hấp thu trỏ lại vào
trong máu. Tuy nhiên cũng có một vài ngoại lệ, chang hạn như các hợp
chất đã liên kết với glucuronic khi bị thủy phân bỏi hệ vi sinh vật
đường ruột thì sẽ được hấp thu trở ỉại dưới dạng ban đầu.
2.2.4.3. B ài x u ấ t qua p h ổ i
Các sản phẩm mà khi ở nhiệt độ của cơ thể ở dạng khí và các dạng
chất lỏng bay hơi đều được bài xuất chủ yếu qua phổi. Cloroform
thường được bài xuất rất chậm do nó được giữ ở trong mô mỡ và do thể
tích thông khí phổi bị hạn chế.
Sự loại bỏ các chất độc qua con đường phổi thường được tiến
hành bằng sự khuếch tán đơn giản qua màng tế bào.
*
2.2.4A. B ài x u ấ t qua các đường khác
• Ống tiêu hóa không phải là con đường bài xuất chủ yếu của các
chất độc. Tuy nhiên dạ dày và ruột mỗi ngày bài tiết khoảng 3
lít chất lỏng do đó một số chất độc được bài xuất theo. Sư bài
xuất chỉ được tiến hành bằng khuếch tán, và tỷ lệ bài xuất sẽ
phụ thuộc vào pKa của chất độc cũng như vào pH của dạ dày và
của ruột.
• Nước bọt và mồ hôi cũng là những con đường bài xuất tối thiểu,
ồự bài xuất được tiến hành bằng khuếch tán và thường giới hạn
ở dạng chất độc không ion hóa nhưng hòa tan được ữong chất
béo. Các chất được bài xuất vào trong nước bọt thường được ăn
trở lại do đó mà được hấp thu một lần nữa qua ống tiêu hóa.

CHUYỂN HÓA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố
• %
3.1. ĐẠI CƯƠNG
Sau khi được hấp thu và được phân bố vào trong các vùng khác
nhau của cơ thể, kể cả các cơ quan bài tiết rồi từ đây các chất độc mới
được loại bỏ. Dọc đường phân bố trong các cơ quan và trong các tổ
chức, các chất độc có thể chịu những chuyển hóa sinh học khác nhau.
Chuyển hóa sinh học là một tập hợp các quá trình trao đổi chất cho
phép chuyển hóa một phân tử mẹ thành các dẫn chất trao đổi rồi thành các
hợp chất liên kết sau này. Các hợp chất trao đổi và các hợp chất liên kết
thường là có CƯC và hòa tan trong nước do đó bài tiết sẽ dễ dàng hơn.
CHƯƠNG 3
Hình 3.1. Vị trí của sự chuyển hóa sinh học các độc tố và hậu quả của sự
chuyển hóa này.

38 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Như vậy, sự chuyển hóa sinh học có thể được coi như là một cơ
chế khử độc của cơ thể. Tuy nhiên, trong một số trường hợp các dẫn
xuất trao đổi lại có độc tính hơn phân tử mẹ.
Các chuyển hóa sinh học thường xảy ra ở gan, sau đó là ở phổi, ở
dạ dày, ở ruột, ở da và ở thận.
Các chuyên hóa và hậu quả của chúng được tóm tắt trong hình 3.1.
Quá trình chuyên hóa sinh học các chất độc thường xảy ra theo ba
kiểu phản ứng:
- Phản ứng thoái phân (hay phản ứng phân giải) chất độc.
- Phản ứng liên kết chất độc.
- Phản ứng hoạt hóa chất độc.
Một số phản ứng là những phản ứng giải độc, một số phản ứng lại
hoạt hóa chất độc.
3.2. PHẢN ỨNG THOÁI PHÂN
Phản ứng thoái phân thường bao gồm các loại phản ứng sau:
- Phản ứng oxy hóa.
- Phản ứng khử.
- Phản ứng thủy phân.
3.2.1. Phản ứng oxy hóa
Phản ứng oxy hóa các chất độc ở trong cơ thể thường được xúc tác
bởi enzym oxygenase.
3.2.11 Enzym oxygenase
3.2.1.1.1. Đai cương vể enzym oxygenase
Oxygenase là enzym xúc tác quá trình sát nhập oxy của khổng khí
vào cơ chất của chúng. Các enzym này sẽ cắt liên kết giữa hai nguyên tử
oxy, rồi tùy trường hợp mà sát nhập một hoặc cả hai nguyên tử oxy vào
cơ chất của chúng. Phản ứng được xúc tác bỏi một oxygenase có đặc

Chương 3: CHUYỂN h ò a s in h h ọ c c á c đ ộ c t ố 39
điểm là liên kết của oxy phân tử phải bị đứt và mỗi nguyên tử oxy sẽ có
một sô" phận riêng.
Với các monooxygenase chỉ sát nhập một nguyên tử vào cơ chất
(kiểu AH2) còn nguyên tử oxy kia thì bị loại bỏ dưới dạng một phân tử
nước.
Với các đioxygenase lại sát nhập được cả hai nguyên tử oxy vào cơ
chất nhưng ở những vị trí khác nhau.
Các phản ứng có thề biểu diễn như sau:
Monooxy genase:
nadph2 nadp+
\ sr ^OH
AH2 +0-0 — ^ + HP
H
Dioxygenase:
/OH
ah2 +0-0 -------------------> a^ “h
Khác với phản ứng được xúc tác bởi một oxydase: hai nguyên tử
oxy không bị cắt và không được sát nhập vào trong cơ chất mà sẽ tạo ra
những hợp chất như H20 2.
Như vậy, về hình thức monooxygenase tương ứng với sự hydroxyl
hóa, được xúc tác bởi một hydroxylase. Nhiều monooxygenase là
những hydroxylase, song một số lại cho những kết quả khác, chẳng hạn
như cho sinh ra những epoxyd hoặc dẫn đến những phản ứng phức tạp
hơn.
Có điều là với monooxygenase, sự oxy hóa cơ chất chỉ có thể tiến
hành được nhờ một nguồn electron từ NADH2 hoặc từ NADPH2. Chính
tính chất này khiến cho việc xác định hoạt độ của monooxygenase lại
khá dễ dàng. Chỉ cần theo dõi độ hấp thụ ở 340 nm sẽ cho phép nhận
biết được sư mất đi của dinucleotid khử này, như người ta đã làm đối
với một đehydroxygenase bình thường. Một số monooxygenase có thể
sử dụng nguồn electron của chính mình.

40 ĐỘC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHAM
Còn dioxygenase thường xúc tác sự oxy hóa các hợp chất thơm
(mở vòng chất thơm) và không cần sự trỢ giúp của nguồn electron phụ.
Ví dụ 1. Sự oxy hóa cơ chất 4-hyđrờxybenzoat lần lượt được xúc
tác bởi một monooxygenase flavin (4-hyđroxybenzoat hydroxylase) và
một dioxygenase (protocatechuat 3,4- dioxygenase):
COO" c o o - c o c r
°2 ^ °2
0 . „ — ^ — - Q o -
NADPH 2 NADP OH > 0 0 9
4 - Hydroxybenzoat Protocatechuat 3 - Cacboxymuconat
Ví dụ 2. Sự oxy hóa phenylalanin và các dẫn xuất từ phenylaỉanin
bỏi các oxygenase có thể xảy ra như sau:
- Phenylalanin, dưới tác dụng của phenylalanin- 4- monooxygenase
® (hoặc phenylalaninhydroxylase) chuyển thành tyrozin.
- Tyrozin, dưới tác dụng của tyrozin - 3 - monooxygenase [hay
tyrozin “ hydroxylase ©] chuyển thành dihydroxylphenyllalanin
(DOPA),
- Phenylalanin và tyrozrn được chuyên amin với 2-oxoglutarat làm
tạo ra phenylpyruvat (PPA) và 4- hydroxylphenylpyruvat (HPPA).
- HPPA, dưới tác dụng của 4- hydroxylphenylpyruvat -
dioxygenase (D, chuyển thành axit homogentisic.
- Axit homogentisic, dưới tác dụng của homogentisat dioxygenase
có thê tạo ra axit fumaric và axit acetylacetic.
Việc sát nhập một hay nhiều nguyên tử oxy vào trong một phân tử
hữu cơ bởi oxygenase thường làm cho chất hữu cơ đó háo nước hơn,
hòa tan hơn do đó tham gia phản ứng sau này dễ dàng hơn. Với các
vòng thơm, sự sát nhập các nguyên tử oxy thường xảy ra ả hai vị trí kề
nhau của vòng để tạo ra cấu trúc kiểu catechol vốín rất dễ dàng bị tan vỡ
dưới tác dụng của các dioxygenase.

Chương 3: CHUYỂN HÒA SiNH HỌC CÁC ĐỘC Tố 41
pOOH
l-ựsl—CH
COOH COOH
OH
Phenylalanin
OH
DOPAMIN
2 - Oxoglutarat
Glutamat
PPA
COOH COOH
2 OH
Axit homogentisic
CH'
Axit fumaric Axit acetylacetic
3.2.I.I.2. Phân loại oxygenase
a) Monooxygenase
❖ Monooxygenase fla vin
Parahydroxybenzoat hydroxylase (EC.l .14.13.2) là một flavo
protein, thường có mặt trong một số loài vi khuẩn như Pseudomonas,
Azotobacter, Acmetobacter. Enzym này xúc tác hai quá trình sau:
- Oxy hóa NADPH2 (hiếm khí oxy hóa NADH2).
- Hydroxyl hóa nhân thơm.
Enzym rất đặc hiệu với cơ chất của mình nhất là với benzoat.
Salicylat hydroxylase từ Pseudomonas tác dụng theo cùng nguyên
tắc nhưng trong khi hydroxyl hóa còn làm bật nhóm cacboxyl để tạo ra
một diphenol kiểu catechol (đôi khi còn gọi là pyrocatechol):

42 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
COO- ,OH
OH 0 2 OH
X
NADPH2 NADP+
Salicylat Catechol
Mặc dầu có cofactor là FAD, nhưng monooxygenase flavin khác cơ
bản với dehydrogenase flavin (hay oxyase). Với monooxygenase
không tạo ra H20 2 hoặc peroxyd mà chỉ tạo ra duy nhất một phân tử
nước. Enzym kiêm cả chức năng của monooxygenase và của reductase
bằng cách sử dụng NADPH2 làm nguồn electron. Cơ chế xúc tác của p-
hydroxybenzoat hydroxylase như trong hình 3.2.
Oxy hai nguyên tử được đính vào một flavin khử để tạo ra một
phức cũng tương tự như phức tạo ra giữa oxydase và oxy. Lúc này oxy
sẽ nhận hai electron của flavin khử để chuyên sang giai đoạn peroxyd.
Và một hydroperoxyd sẽ tự hình thành ỏ cacbon 4a ữên flavin:
1) Cơ chất đi ỉới đầu tiên
2) Khử flavin
3) Nơi đến của oxy
Hình 3.2. Cơ chế oxy hóa của monooxygenase
Flavin khử
Flavin o xy hóa

Chương 3: CHUYỂN h ò a s in h h ọ c c á c đ ộ c t ố 43
ơ oxydase flavin (như glucooxydase, monoaminoxydase), khi
nhận electron thì oxy bị khử nhưng hai nguyên tử vẫn ở trạng thái liên
kết với nhau. Sau đó hai nguyên tử oxy được giải phóng dưới dạng
H20 2 và phuc hồi lại enzym ban đầu ở dạng flavin oxy hóa.
Còn ỏ oxygenase flavin thì tình hình lại khác: hydroperoxyd tạo
ra ở cacbon 4a của flavin có một đời sống và thời gian phản ứng với
cơ chất dài hơn (do sự định hướng của flavin bảo vệ được
hydroperoxyd khỏi sự ảnh hưỏng của dung môi). Hai nguyên tử oxy,
tiếp đó bị phân cắt dị ly giữa hai nguyên tử và một nguyên tử mang
hai electron của liên kết sẽ tách ra để tạo thành một phân tử nước.
Nguyên tử oxy thứ hai khuyết electron thì nằm lại trên flavin và trỏ
thành một thưc thể oxy hóa mạnh liền bị cơ chất kéo ra rồi cuối cùng
định vị hẳn ở cơ chất.
Salicylat hydroxylase còn có khả năng chuyển hóa các halogeno-
phenol tương tự salicylat (clo hoặc iod thay thế nhóm cacboxyl):
Nhìn sơ đồ phản ứng này có hai chi tiết đáng chú ý: sự tách clo
dưới dạng clorua và sư can thiệp của 4 electron.
Về phương diện lý thuyết, clo được gắn vào vòng benzen để thay
thế một proton và nó sẽ phải rời bỏ vị trí này ỏ mức độ oxy hóa +1 (Cl+).
Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn. Giai đoạn hydroxyl hóa đầu tiên
dẫn đên làm tạo ra một cation trung gian vừa mang hai nhóm hydroxyl và
cả clo. Giai đoạn hai tiến hành dưới tác dụng của một reductase mà không
có sự can thiệp của oxy. Khi đó vòng benzen đã hydroxyl hóa sẽ mất cr để
trở thành catechol, còn cr thì bị khử bởi cặp electron thứ hai để tạo thành
cr. Vì thế phản ứng phải cần tới hai phân tử NADPH2.
2NADPH2| 2NADPf

44 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Monooxygenase flavin ở gan của động vật có vú thường có tính
đặc hiệu rộng. Enzym có thể oxy hóa một loạt các hợp chất nucleophil
và kỵ nước có chứa nitơ, lưu huỳnh, selen, iod v.v. Do vậy, nó là một
enzym rất quan trọng trong gan. Có thể thấy chiến lược tác dụng của
enzym là tạo ra một hydroperoxyd bền vững. Enzym mang oxy của
mình dưới dạng hyđroperoxyđ và chỉ chờ dịp để oxy hóa một chất
nucleophil. Nếu hydroperoxyd ỉà rất không bền thì xác suất để tách
peroxyd ra dưới dạng H20 2 là rất lớn. Và đó chính là trường hợp xảy ra
với oxydase flavin. Như vậy, cơ chế là giông nhau cho tới giai đoạn tạo
thành hyđroperoxyd. Phản ứng sau đó sẽ tiến hành theo chiều này hay
chiều khác là phu thuộc vào các hằng số tốc độ tương ứng. Có lẽ là đo
môi trường đã được tạo dựng ra xung quanh flavin mà protein enzym
đã có khả năng cải tiến sự chuyên dịch electron trên flavin hoặc là khử
flavin nên đã làm biến đổi khả năng phản ứng của nó.
Các luciferase của vi khuẩn cũng là những flavoprotein và cũng
tạo ra hyđroperoxyd ỏ cacbon 4a của flavin (luciferase ở động vật có
bản chất khác hẳn không phải là flavoprotein).
Các luciferase thường oxy hóa các cơ chất luciferin và phát sáng.
Các luciferin bị oxy hóa bởi luciferase thường là những hợp chất
cacbonyl (aldehyd, ceton), các hợp chất dị vòng hoặc các terpenoid. Đê?
đo hoạt độ của luciferase người ta thường dùng một aldehyd có mạch
cacbon dài từ 7 đến 11 cacbon (thường là decanal). Phản ứng xảy ra như
sau:
FMNH2 + 0 2 + aldehyd —» FMN + H20 + axit no (+ ánh sáng xanh)
Phản ứng phát sáng như thế nào? Có thể đầu tiên cofactor đã bị
khử hoàn toàn bồi NADPH2. Tiếp đó có sự tham dự của oxy để sinh
thành nên một hydroperoxyd ở cacbon 4a trên cofactor (tương tự như cơ
chế đã xảy ra vối monooxygenase ỏ trên). Cơ chất luciferin ồ đây là một
aldehyd. Sự oxy hóa aldehyd thành axit thường kèm theo việc tạo ra
một hydroxylflavin (như sơ đồ ở hình 3.3).

Chương 3: CHUYỂN HÓA SINH HỌC CẦC ĐỘC Tổ 45
fm n h2
Hình 3.3
Peroxyđ flavin cũng có thể tự phân giải thành flavin oxy hóa và
H2Oz khi vắng mặt cơ chất. Có điều là phản ứng này phát sáng yếu và
enzym tiến hành như một FADH2 - oxydase bình thường. FMN-4a-
hydroxyđ (mà không phải peroxyd) mới là chất phát sáng thưc sự. Anh
sáng phát ra ít nhất cũng manh hơn trong trường hợp trước 100 lần. Phức
hợp được tạo thành giữa hyđroxyđ, enzym và sản phẩm của phản ứng
góp phần làm ổn định chát phát sáng khiến cho chu kỳ bán hủy của nó có
thể kéo dài trong nhiều phút. Sư phát sáng ở 490 nm thường kèm theo sư
khử nước của 4a-hyđroxyd. Người ta nhận thấy ở các oxygenase flavin
khác cũng tồn tại giai đoạn này nhưng chỉ thoáng qua và năng lương của
sự khử nước của 4a - hydroxyd chỉ xuất hiện dưới dạng nhiệt.
❖ Cỵtocrom P-450cửa vi kh uẩn long não
Khác với các cytocrom vận chuyển electron, cytocrom P-450 là một
enzym monooxygenase. Tất cả P-450 khử đều có dải phổ đặc trưng ở
450nm khi liên kết với cacbon monooxyđ [P: pigment (sắc tố)]. Tất cả P-
450 đều chứa nhóm hemin và đều vận hành theo cùng một cách.
P-450 đã được phát hiện ra gần 30 năm trước đây khi long não (là
một terpen được chiết xuất ra từ cây long não Laurus camphora) bị

46 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hydroxyl hóa bởi vi khuẩn Pseudomonas putida. Người ta nhận thấy vi
khuẩn này có thể sinh trưởng và phát triển trôn long não rồi chuyển hóa
nó thành isobutyrat và acetat.
Giai đoạn đầu của quá trình này được xúc tác bỏi cytocrom P-450
là một monooxygenase(đưỢc mã hóa bởi một plasmid). Nguồn electron
là từ NADH2, song enzym monooxygenase không sử dụng được trực
tiếp mà phải thông qua hai protein trung gian: một là ferredoxin có tên
là putidaređoxin và một enzym flavin hoạt động như một
dehydrogenase có tên putidaredoxin reductase. Vậy là monooxygenase
này sử dụng nguồn electron phụ trợ của mình qua một chuỗi vận
chuyển electron mini làm trung gian như ở hình 3.4.
Hình 3.4
Trong chuỗi phức hệ này thì monooxygenase thực sự là cytocrom
P-450. Ký hiệu Fp(flavoprotein) để chỉ putidaredoxin reductase là một
enzym hoạt động như một NADH2 - putidaredoxin - oxydoreductase.
Protein chỉ gồm một chuỗi với 43,5 kDa, giống với những
dehydrogenase flavin khác có chứa FAD liên kết bằng đổng hóa trị với
chuỗi qua cystein.
Putidaredoxin có khối lượng 12,5 kDa, lằ một ferredoxin, thường
thu về một electron trên mỗi trung tâm Fe2/S 2 của mình.

Chương 3: CHUYẩN HÓA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố 47
Chu trình xúc tác của cytocrom P-450 như trong hình 3.5.
H#s
Cơ chất
e ' Electron được mang đến bởi redoxin
1 Oxy I
®-W
e ' Electron được mang đến bởi redoxin
® Oxy
SH Cơ chất
Hình 3.5. Cơ chế xúc tác của cytocrom P-450
Khởi đầu P-450 ở trạng thái oxy hóa được chỉ ở giai đoạn 1. ơ
trạng thái này P-450 sẽ tiếp nhận lần lư ợ t cơ chất, một electron và oxy
(biểu diễn bằng hai vòng tròn đen). Có điều là oxy chỉ được gắn vào
nhân hem ở dạng khử (tương tự như co gắn vào nhân hem khử). Chu
trình chuyên sang giai đoạn 2 ở đây sắt bị khử và kết gắn với oxy. Giai
đoạn 2 ỏ trạng thái cân bằng với giai đoạn 3, lúc này oxy thu về một
electron rồi chuyển sang trạng thái superoxyđ (02“ ).
Tiếp đó một electron thứ hai đến và chu trình chuyển sang giai
đoạn 4, ở đây ÊUperoxyđ bị khử một lần nữa và chuyển thành trạng thái
peroxyd. Liên kết giữa các nguyên tử oxy bị phá hủy, giải phóng một
phân tử nước và sản sinh ra một thực thể có tính oxy hóa rất mạnh gọi
là oxen (Fe4+=0) và chu trình chuyên sang giai đoạn 5. Ớ đây sắt có mức
độ oxy hóa cao bằng +4 và oxy thì tìm cách thu hồi lại hai elecưon đang
bị thiếu nhờ cơ chất. Do vậy oxy chuyên hướng vào cơ chất và làm cơ
chất bị oxy hóa. Cơ chất đã hydroxyl hóa sẽ giải phóng và enzym P-450
lại trở về trạng thái ban đầu.
Vậy là chu trình xúc tác của P-450 bao gồm hai giai đoạn: một giai
đoạn khử và một giai đoạn oxy hóa. cả hai giai đoạn đều cần một

48 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
nguồn electron từ NADH2 hoặc từ NADPH2. Giai đoạn khử xảy ra ngay
sau khi kết gắn oxy. Tổ hợp Fe2- 0 2 cũng tương đương với tổ hợp Fe3+-
0 2. Ớ đây dạng khử của oxy hay 0 2” là superoxyd.
Tóm lại, cơ chế xúc của P-450 có nét đặc biệt là tạo ra một thực thể
có tính oxy hóa cưc manh để rồi dẫn đến chẳng những sát nhập được
một nguyên tử oxy vào trong cơ chất (phản ứng oxy hóa và phản ứng
epoxyd hóa) mà còn dẫn đến một loạt phản ứng oxy hóa trên nitơ, lưu
huỳnh... P-450 đôi khi cũng xúc tác các phản ứng khử halogen nghĩa là
phản ứng tách các nguyên tử do, nguyên tử brom và nguyên tử iod ra
dưới dạng các ion halogenua.
Phần loại các cỵtocrom P-450
Người ta thường chia P-450 thành hai loại:
- P-450 loại 1: Cytocrom P-450 của vi khuẩn long não có thể coi là
mô hình chung của các enzym tương tự có phổ biến trong các vi khuẩn,
là thuộc nhóm này. Các cytocrom này hòa tan trong nước và hoạt động
xúc tác được nhờ một reductase và một ferredoxin.
- Pt450 loại 2: Ngược với đa số các P-450 ở vi khuẩn, các P-450 của
eucaryot lại là những protein màng và không hòa tan. Người ta chỉ có thể
tình sạch được chứng sau khi đã trích ly bằng các chất tẩy rửa. Gan của loài
có vú có khả năng tổng hợp được một tá các cytocrom này để ữả lời lại sự
tấn công hóa học của các hydrocacbon đa vòng, các amin bậc 2 v.v.
Các cytocrom loại này thường được trích ly ra cùng với các vi thể.
Các cytocrom P-450 của các vi thể ở gan tiến hành xúc tác nhờ kết
hợp trực tiếp với một reductase màng đặc hiệu của NADH2 mà không
cần feredoxin làm trung gian.
Các cytocrom P-450 nảy có tính đặc hiệu thấp, chúng có thể xúc
tác chuyển hóa nhiều hợp chất với nhiều kiêu phản ứng khác nhau:
- Hydroxyl hóa, epoxyd hóa.
** N-dealkyl hóa và O-dealkyl hóa.

Chương 3: CHUYẩN h ó a s in h h ọ c c á c đ ộ c Tố 49
- Dehalogen hóa (khử halogen).
- Sulfoxyd hóa (gắn một oxy vào lưu huỳnh).
- Deamin hóa.
Cơ chế xúc tác của các cytocrom P-450 này về nguyên tắc cũng
giống như P-450 của long não, thường bao gồm các bước sau:
1- Cơ chất sẽ đi vào trong cái hố của enzym và định vị ở đây nhờ
các liên kết hydro hoặc các tương tác khác.
2- Sự liên kết enzym-cơ chất sẽ làm chuyển dịch cân bằng về phía
tạo ra dạng có spin cao (trạng thái đặc trưng của sắt khi có nhiều orbital
trong số những orbital ngoài cùng có chứa một electron không cặp đôi),
tức là dạng mà protein enzym có thể gắn kết oxy vào sắt sau khi khử.
Nếu cơ chất thiết lập trưc tiếp một liên kết phối trí với sắt hoặc nếu
trạng thái spin cao không thực hiện được thì quá trình liên kết không
thành.
3“ Hợp chất oxen sẽ phản ứng với cơ chất đang bị giữ trong trạng
thái tiếp xúc với mình. Phản ứng có khả năng xảy ra nhiều nhất
(hydroxyl hóa, epoxyđ hóa, dehalogen hóa hay dealkyl hóa...) sẽ phụ
thuộc trực tiếp vào nhóm chức mà phân tử cơ chất đang quay về phía
tác nhân tấn công mình: một cacbon no, một liên kết đôi, một nguyên tử
ni tơ, hay một nguyên tử lưu huỳnh... Người ta cho rằng sự tương ứng
đứng đắn giữa tâm xúc tác và cơ chất là nhân tố quyết đinh mọi hoạt
tính đa dạng của P-450.
Các enzym P-450 là những enzym tự vệ. Các kết quả thu được gần
đây chứng tỏ không hoàn toàn như vậy.
Benzo(a) pyren là một hydrocacbon đa vòng (có chứa trong khí
thải của động cơ diezel, trong khói thuốc lá) là hợp chất gần như vô hại.
Song những sản phẩm chuyên hóa của benzo(a)pyren bởi gan thì lại có
hại. Ở gan benzopyren bị chuyển hóa bởi một P-450 thành epoxyd, sau
đó epoxyd bị thủy phân dẫn đến tạo ra những sản phẩm có khả năng
liên kết với ADN, và có thể trở thành những chất gây ung thư:

50 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Các aflatoxin (do Aspergillus, A.oryzae, PeniciUium... sinh ra) chỉ
trở thành nguy hiểm sau khi bị chuyên hoá thành epoxyd bởi P-450 của
gan:
Người ta nhận thấy ữong gan của loài có vú có tới một tá isozym
P-450. Ví dụ trong gan của chuột người ta đã tìm thây 10 isozym
cytocrom P-450 (được đánh số từ a đến j).
Trong số các cytocrom P-450 của gan, một sô" là enzym bẩm chất
(được gan sản xuất ra thường xuyên), một số là enzym cảm ứng. Tuỳ
theo các yếu tố lạ du nhập vào trong cơ thể mà sự cảm ứng của một
P-450 có thể được kích thích hoặc ngược lại có thể bị kìm hãm.
- Các vi thể cũng thường có một P-450 rất đặc biệt có tên gọi là
aromatase. Ở người, enzym này được câu tao bằng một chuỗi
polypeptid duy nhất. Enzym xúc tác được nhờ liên kết với một
reductase flavm sử dụng NADPH2 để làm chuyên đổi chất
androstenedion thành oesữon. Hệ thống enzym này có đặc điểm là tổng
hợp ra được một nhân thơm qua ba lần sát nhập oxy liên tiếp, tiêu thụ
hết 302 và 3 NADPH2. Đáng chú ý là ữong toàn bộ thao tác này có quá
trình hydroxyl hoá và quá trình làm bật nhóm metyl ở vị trí 19. Có thể
nói, sự tạo ra vòng benzen (ở vòng 1 của steroid) là trường hợp rất đặc
biệt của sự trao đổi chất ở động vật:

Chương 3: CHUYẩN HÓA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố 51
Androstenedion Oestradiol Oestron
- Desaturase của các axit béo ở mạng lưới nội chất của gan động
vật cũng là cytocrom P-450. Ta đều biết, trong sự trao đổi chất ở sinh vật
thường có hai cách để tạo ra các nối kép trong một chuỗi cacbon:
I > II
Trans Cis
Ở bên trái là một flavoprotein hoạt động theo cách của sucinat
dehydrogenase, không sử dung trưc tiếp oxy và tạo ra một nối đôi dạng
“trans.
Ở bên phải, lại xảy ra sự sát nhập oxy, sau đó là sự khử nước để
tạo ra một nối đôi dạng “cis.
Desaturase của lưới nội chất gan là một protein màng, có khối
lượng phân tử 53 kDa. Enzym này xúc tác đồng thời sư sát nhập oxy và
sự khử nước. Enzym nhận các electron từ một cytocrom đặc biệt của lưới
nội chất; cytocrom b5. Cytocrom này hoàn toàn khác với một cytocrom P-
450, chỉ đơn thuần là chất chuyên elecữon cổ điển. Cytocrom b5 với khối
lượng 16,7 kDa, có phần lớn hơn thì nằm ở phía ngoài màng, còn phần kỵ
nước tận cùng bé hơn thì được néo vào máng. Reductase có khối lượng
phân tử 43 kDa và cũng có sự sắp xếp tương tự.

P-450 cũng có trong ty thể. Chẳng hạn, sự p-hydroxyl hoá ở cn
của đeoxycorticosteron ở trong vỏ thượng thận thường được xúc tác bởi
cytocrom P-450 của ty thể (thường được ký hiệu P-450np ).
Hoặc quá trình cắt chuỗi mạch bên của cholesterol thường được
xúc tác bởi P-450 của ty thể ở thượng thận, ký hiệu là P-450^ (side chain
cleavage). Ta đều biết, trong phân tử cholesterol có nhiều vị ữí quan
trọng: 11,17, 20, 21 và 22. P-450scc sẽ lần lượt:
1- Hydroxyl hoá ở cacbon 22.
2- Hydroxyl hoá ở cacbon 20.
3- Tái hydroxyl hoá diol 20-22 dẫn đến phá huỷ liên kết và cho
pregnenolon.
Ba lần hydroxyl hoá tiêu thụ hết 3 phân tư NADPH2 và 3 phân tử
oxy. Pregnenolon được bài xuất vào mạng lưới nội chất rồi được chuyển
hoá ở đây thành progesteron.
Các lần hydroxyl hoá tiếp theo sẽ xảy ra ỏ 21 rồi sau đó ở 11, hoặc
ở 17, 21 rồi sau đó ở 11.

Chương 3: CHUYẩN HÒA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố 53
Tất cả các lần hydroxyl hoá này đều được xúc tác bởi P-450:
- ơ mức ty thể có: P-450sec (phá huỷ mạch bên)
P-450np (hydroxyl hóa ở 11)
- Ở lưới nội chất có: P-450C21 (hydroxyl hoá ở 21)
P-45017a (hydroxyl hoá ỏ 17)
P rog esteron 11 - D eoxyco rticoste ron C o rtico ste ro n
b) Dioxygenase
Mục tiêu của các dioxygenase là nhân thơm. Vòng bị mở ra và oxy
đưọc gắn vào chỗ bị cắt.
Ví dụ, khi oxy hoá protocatechuat thì vòng có thể bị mở giữa hai
chức phenoỉ bởi enzym protocatechuat-3,4-đioxygenase (cắt ortho) hoặc bị
mở ở bên canh bỏi enzym protocatechuat-4,5“đioxygenase (cắt metá)\
Đường hướng 3 - oxoađipat
I
-------* Sucinat
Acetyl Co A
Đường hướng "plasmid"
l
-------=► Pyruvat
Fumarat
Các phản ứng này rất đặc trưng và có ỏ nhiều vi sinh vật như:
Pseudomonas aeruginosa, Psxepacia, Brevibacteríum hiscum và
Acmetobacter caĩcoaceticus. Các vi sinh vật thường sử dụng các phản
ứng này để chuyên hoá các hợp chất phenol có ữong đất, trong nước và
trong môi trường.

54 ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
❖ Dioxygenase cắt ortho
Sơ đồ phản ứng chuyển hoá protocatechuat hoặc catechol theo
đường hướng 3-oxoadipat (cắt orthó) như sau:
Protocatechuat II
I = cis-cis muconat; II = 3-cacboxy cis-cis muconat
III = muconolacton; IV = 3-oxoadipat -enol-lacton
V = 3-oxoađipat;
Nhìn sơ đồ phản ứng, ta thấy có hai enzym dioxygenase:
- Protocatechuat-3,4-đioxygenase.
- Catechol-1, 2-dioxygenase.
Sự mở vòng của nhân thơm bởi hai enzym đều cho một axit cis-cis
muconic rồi nhanh chóng chuyên thành oxoadipic sau khi lacton hoá và
đồng phân hoá và cuối cùng bị cắt đôi để cho hai sản phẩm rất quan
trọng của trao đổi chất: sucinat và acetylcoenzym A.
cả hai dioxygenase “ortho” này có chứa sắt phi heme (Fe 3+) và đều
có tính đặc hiệu cơ chất rất cao.
Cơ chê tác dụng của dioxygenase ngược với của monooxygenase.
Thay vì phải làm tăng khả năng phản ứng của oxy trước khi biến đổi cơ
chất thì ỏ dioxygenase, bắt đầu bằng việc sắt phá vỡ cơ chất làm cho nó
dễ dàng bị oxy hoá bỏi oxy (hình 3.6).

Chương 3: CHUYẩN HỚA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tổ 55
Muconic
Enzym
Hỉnh 3.6. Cơ chế tác dụng của dioxygenase cắt ortho
Cơ chất liên kết với Fe bằng một trong hai chức phenol, nhóm
cacboxyl hướng vào vị trí của một gôc arginin và một chức phenol còn
lại thì nhường một proton cho một tâm base (B) của enzym. Đáng chú ý
là trong suốt quá trình xúc tác sắt vẫn ỏ trạng thái sắt ba (Fe3+) có mức
spin cao. Từ sơ đồ ta thấy cơ chất sẽ kết gắn oxy sau khi đã được hoạt
hoá bởi sắt, khiến cho nó phản ứng rất nhanh chóng với oxy để tạo ra
được dạng ceton trung gian.
❖ Dioxygenase cắt meta
Khác với dioxygense cắt ortho, dioxygenase cắt meta thường chứa
sắt hai (Fe2+). Các enzym này thường không bền vì rất nhạy cảm với sự
oxy hoá do đó dễ dàng mất kim loại của mình. Có thể thây trạng thái
khử của sắt là tuyệt đối cần thiết cho hoạt tính xúc tác của enzym, bởi lẽ
ở trạng thái đó nó cho phép sắt của enzym có thể tương tác trưc tiếp
được với o*y hai nguyên tử bằng liên kết phối trí nên sẽ lây đi các
elecữon “định xứ” của oxy do đó oxy mất ữạng thái ữơ tương đối triplet
của mình.

56 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Enzym dioxygenase thuộc nhóm này được nghiên cứu nhiều hơn
cả lả protocatechuat-4, 5-đioxygenase. Cơ chế xúc tác của nó coi như sự
đặt kề nhau của hai sự kiện sau:
1- Cơ chất liên kết trưc tiếp với sắt nhờ 2 oxy của mình để hình
thành nên phức kiểu “nỉa hai răng”.
2- Sự có mặt của cơ chất sẽ kích thích tạo thành một liên kết giữa
sắt và oxy hai nguyên tử. Sự xích lại gần của hai phần sẽ tạo ra một bom
nhỏ làm nổ nhân thơm.
(I) c o o - /O (o x y )
Ở (I), Sắt được liên kêt phối trí với các nhóm của protein enzym
(điểm đen), với oxy và với hai nhóm hydroxyl của cơ chât.
ơ (II) khi cơ chất được thay thê bằng 4-hydroxybenzoat (chất
kìm hãm cạnh tranh)/ thì nhóm hydroxyl thiếu sẽ được thay thế bằng
một phân tử nước. Nói chung, hình học của sắt là hình bát diện với sáu
phối trí.
Sự phân cắt protocatechuat bởi enzym protocatechuat-4,5-
đioxygenase cửa các vi khuẩn theo con đường m e ta như sau:
Phức kiểu nìa 2 răng
với protocatechuat
(II)
c o o - / O (oxy)
Hình 3.7
|2x PyruvatỊ

Chương 3: CHUYỂN HÓA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố 57
Các dioxygenase mở vòng ở vị trí meta này còn có tên dioxygenase
extrađiol để phân biệt với dioxygenase intrađiol mở vòng ở vị trí ortho.
Vậy là cùng một cơ chất có thể được oxy hoá bởi hai dioxygenase có
cấu trúc và cơ chế tác dụng khác nhau. Trong trường hợp đầu, sắt là sắt ba
(Fe3+) và có một hình học với 5 phối trí. Enzym nảy không kết gắn trực tiếp
được với oxy và đành iòng làm cho cơ chất nhạy cảm hơn với sư tấh công
của mình. Ở trường hợp thứ hai, sắt là sắt hai (Fe2+) và đồng thời liên kết
với oxy và cơ chất theo một hình học với 6 phốỉ trí. Có điều là enzym
đioxygenase meta này thường được mã hoá bởi các gen của plasmid.
3.2.I.I.3. Enzym oxygenase và sư phá vỡ nhân benzen.
Các nhân thơm không có oxy như: benzen, toluen, naptalen,
hydrocacbon thơm đa vòng, biphenyl, các dẫn xuất thơm chứa clo và
flo...thường được oxy hoá theo sơ đồ chung trong hình 3.8.
Nhìn sơ đồ ta thấy, sự oxy hoá nhân thơm xảy ra dưới dạng một
dien os-diol hoặc dien c75-glycol rồi chất này bị oxy hoá tiếp thành
catechol. Sự tạo ra câu trúc catechol này thường làm dễ dàng cho sự mở
vòng or tho hoặc mở vòng m e ta. Do vậy, cấu trúc catechol rất được ưa
chuộng đối với các sinh vật có khả năng oxy hoá nhân thơm.
Giữa cơ chất và catechol thường có hai phản ứng enzym được xúc
tác bởi một oxygenase và một dehydrogenase.
Có điều là kiểu chuyển hoá này rất điển hình và đặc trưng ở các
procaryot.
Ở eucaryot (đặc biệt là ở Neurospora và các nấm) sự oxy hoá này
lại xảy ra theo cách tạo ra một epoxyd mà không phải một dien - glycoL
Với các cơ chất là dẫn xuất vòng có chứa clo, việc loại bỏ clo khỏi
vòng benzen thường diễn ra sau khi cắt ortho, song ở một số chất sự
loại bỏ xảy ra sớm hơn.
Vậy là các con đường phân huỷ các nhân thơm thông qua cấu trúc
catechol hoặc qua 1,2,4-trihydroxylbenzen đều đồng quy về bước
maleylacetat, sau đó enzym maleyacetat reductase mới khử

58 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
maleylacetat thành oxoadipat-vốn là sản phẩm trung gian chung của
các con đường phân huỷ nhiều hợp chất hữu cơ.
COOH
n Q M
0 0 .0.
o 0.
Q o
ọ ọ
I I S ụ
I I P
5
S
to
Toluen
OH
CI
OH
OH Cl
1, 2, 4 - Trihydroxybenzen 3, 5 - Dìclorcatechol
Catechol 3 - Metylcatechol
Dienlactonhydrolase
Maleylacetatreductase
Muconolacton
Maleylacelat
Hình 3.8. So đổ chung của sự oxy hoá các hạp chất có nhân thđm bái
oxygenase

Chương 3: CHUYỂN h ò a s in h h ọ c c á c đ ộ c Tố 59
Các Pseudomonas có khả năng phân huỷ toluen, xylen bằng
plasmid TOL hoặc có khả năng tấn công salicylat, naptalen bằng
plasmid SAL, NAH đều có thể chuyển hoá catechol vừa bằng con
đường ortìĩo - oxoadipat với các enzym được mã hoá bởi các gen của
genom chính, vừa bằng con đường meta với các enzym đươc mã hoá
bởi các gen của plasmid.
3.2.1.2. Các dạng phản úng oxy hoá bởi enzym oxygenase
P-450 ở gan động vật có vú là P-450 loại 2. Monooxygenase này
thường định vị trong lưới nội chất ươn. Khi đồng hoá tế bào, ỉưới nội
châị trơn bị phân thành những túi nhỏ gọi là các vi thể. Trong các vi thể
có chứa các enzym có hoạt tính cao có khả năng oxy hoá được một loạt
các chất ưa béo như các steroid, các lipid, các hợp chất ngoại sinh.
Sự oxy hoá bởi monooxygenase thường xảy ra dưới dạng các phản
ứng tổng quát sau:
1) Hydroxyl hóa các hợp chất vòng và thẳng:
RH + N A D P H 2 + 0 2
---------> R -O H + N A D P ++ H p
r _C I_I3 -------------------> R -C H pH
2) o - Dealkyl hóa:
para*Nitro anisol para-Nitro phenol
3) N - Dealkyl hóa:

60 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
4) N - Hydroxyl hóa các amin:
NHo NHOH
Anilin Phenylhydroxylamin
5) Deamin hóa oxy hóa :
(Chfe-CH-CHg
NH2
CH2CO-CH3
Amphetamin Phenylaceton
6) Tạo ra N - oxyt (N - oxy hóa)
c h3
c h3— n
ch3^
c h3
c h 3n ^ 0
^ch3
Trimetylamin Trimetylamin oxyd
7) Desulfua hóa (khử sulfua hóa)
-p=s-
=C=S-
-p=0
=c=0
c h3o
CH30 > . - 0
NO-
CH 3
CH 3
Parathion
8) Oxy hóa sulfit:
R-S-R'
---------------
^ v -0-
Paraoxon
NO.
R-S-R'
II
o
Sulfit Sulfoxyd
9) Epoxyd hóa :
^ R -S 0 2-R'
Suffon
CI

Chương 3: CHUYỂN HÒA SINH HỌC CÁC ĐỘC T ố 61
10) Deester hóa (khử ester hóa):
s s
RO. M
R0^ P - 0 - A r
------------------> R O ^ P' OH + Ar"OH
Ngoài ra các chít độc cũng có thể bị oxy hoá bởi oxydoređuctase
của ti thể:
- Các amin bậc 1,2 và 3 có thể bị oxy hoá bởi monoaminoxyđase và
điaminoxyđase để tạo thành các aldehyd.
- Các alcol và các aldehyd có thể bị oxy hoá bởi dehydrogenase
thành alđehyđ và axit.
3.2.2. Phản ứng khử
Các chất độc có thể được khử bởi reductase. Các phản ứng này xảy
ra ở các vi khuẩn đường ruột mạnh mẽ hơn ở trong các tổ chức của
động vật có vú.
• Phản ứng khử bởi cấc enzym của vi thể
1) Khử các dẫn xuất nitro:
c6h5-n o2 c6h5-n=o C6H5NHOH -> C6H5-NH2
Nitrobenzen Nitrosobenzen Phenyỉhydroxylamin Anilin
2) Khử các dẫn xuất azo:
c6h5-n=n-c6h5 -> C6H5-NH-NH- c óh5-> q h5-n h2
Azobenzen Hydrazobenzen Anilin
• Phẩn ứng khử bởi các enzym phi vì th ể (phản ứng ngược của
enzym alcoldehydrogenase).
3.2.3. Phản úmg thuỷ phân
Nhiều chất độc có chứa cằc liên kết dễ dàng bị thuỷ phân như
các ester, các hợp chất phospho, các amid. Các tổ chức của động vật
có vú kể cả huyết tương đều có chứa một lượng lớn các eterase
không đặc hiệu và các amidase xúc tác các phản ứng thuỷ phân này.

62 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Các esterase định vị trong phần hoà tan của tế bảo thường xúc tác
bôn loại phản ứng sau:
- Arylesterase thuỷ phân các ester thơm.
- Cacboxylesterase thuỷ phân các ester dãy béo.
- Cholinesterase thuỷ phân các ester có gốc là một rượu.
- Acetylesterase thuỷ phân các ester của axit acetic.
3.3. PHẢN ỨNG LIÊN HỢP
Sau khi giáng hoá, các chất chuyển hoá vừa tạo thành có thể liên
hợp với axit acetic, sulfuric, mercapturic, glucuronic...để cuối cùng tạo
ra những hợp chất liên kết it tan trong lipid hơn, phân cực manh hơn dễ
thải qua thận, qua mật và mất độc tính.
3.3.1. Phản ứng liên hợp với axit acetic
Những chất có chức amin bậc nhất như histamin, các axitamin
không phải ỉà axitamin sinh lý, các hydrazin, các sulfonamid... đều có
thê liên hợp với axit acetic. Sulfonamid sau khi liên hợp với axit acetic
sẽ khó tan tạo thành những tinh thể sắc cạnh gây tổn thương cho đường
tiết niệu:
3.3.2. Phản ứng liên hợp vớỉ axit sulfuric
Các phenol, một sô" alcol mạch thẳng... sẽ cho phản ứng ester hoá
với các axit sulfuric và thải ra dưới dạng ester sulfuric:
CgHgOH + H2SO4
------------------> \ g o + HoO
Phan ứng này thường được 'xúc tác bỏi enzym sulfotransferase
định vị trong bào tương cua gan, thận và ruột. Coenzym của enzym này
là 3’-phosphoađenozin-5’-phosphosulfat (PAPS).

Chương 3. CHUYỂN HÓA SINH HỌC CÁC ĐỘC Tố 63
Một phân tử chất độc có khi có hai dạng liên hợp: với axit sulfuric
và với axit glucuronic.
3.3.3. Phản ứng liên hợp với axìt glucuronic
Là dạng liên hợp thường gặp và quan trọng nhất. Enzym xúc tác
phản ứng này lả uriđinđiphosphatglucuronyltransíerase, thường định
vị trong lưới nội chât (vi thể gan) và có thể táng sinh nếu được gây cảm
ứng.
Dưới tác dụng của enzym này, nhiều chất độc có thể liên hợp với
axit glucuronic hoạt hóa để tạo ra các dẫn xuất glucuroniđ-[phản ứng
(3)]. Chính glucose-l-phosphat và uriđintriphosphat (UTP) đã tạo ra
axit glucuronic hoạt hóa có tên là axit uridindiphosphatglucuronic
(ƯDPGA) [phản ứng (1) và (2)]:
Glucose -1-phosphat + ƯTP ^ ƯDP-glucose + pp (1)
UDP - glucose - dehydrogenase
ƯDP-glucose + 2NAD+
-------------------------> ƯDPGA + 2NADH2 (2)
UDP-glucuronyltransferase
ƯDPGA + X
--------------------------------^ X - glucuronid + ƯDP (3)
Xr.các hóa chất, hormon steroid
Dạng glucuroniđ của chất độc vừa được tạo thành thường có tính
axit, ion hóa được ở pH sinh lý, rất tan trong nước nên được thải nhanh
qua nước tiểu, qua mật. Như vậy, phản ứng liên hợp với glucuronic là
một quá trình giải độc.
Có nhiều chất liên hợp được với axit glucuronic:
- Với alcol và phenol : ta được dẫn xuất e^er glucuronic.
- Với axit carboxylic Ma được đẫn xuất e$w glucuronic.
- Với các amin : tl^được dẫn xuất N-glucuronid.
- Với hợp chất có s : ta được dẫn xuất S-glucuroniđ.

64 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÁN THỰC PHẨM
Eter glucuronic Ester glucuronic Dãn xuất N - glucuronid
3.3.4. Phản ứng lỉên hdp với glutation
Phản ứng nảy là rất quan trọng thường được xúc tác bởi enzym
glutation-s-transferase và cofactor là glutation. Các hợp chất sau đó sẽ
bị cắt bởi một enzym và được acetyl hóa để tạo ra những dẫn xuất N-
acetylcystein (axit mercapturic) của chất độc để dễ dàng được bài tiết
hơn. Các sản phẩm hóa học (như epoxyd và các dẫn xuất halogenua
vòng) thường đước liên kết với glutation.
OH
o
GSH
u
Bromo cyclohexan
J02
3,4 - Diclonitrobenzen
Glutation có thê liên kêt với các hợp chất khỏng no mạch thảng và
có thô chuyên dời các nhóm nitro trong các phân tử.
Trong quá trình chuyên hóa sinh học các chất độc thường tạo ra
nhiíng hợp chât electrophil. Môt số những hơp chất này tương tác
được vối các hợp phần của tê' bào do đó có thể gây hoại tử tế bào

Chương 3: CHUYỂN h ó a sín h h ọ c c á c đ ộ c t ố 65
hoặc gây sinh thành những khối u. Chức năng của glutation là phản
ứng với các chất trao đổi electrophil này do đó ngăn ngừa được các
tác dụng độc của chúng đến tế bào. Tuy nhiên, khi tạo ra một lượng
quá lớn các phẩm vật có khả năng phản ứng này thì có thể làm giảm
lượng glutation hoạt động nên sẽ gây ra những hiệu ứng độc đáng
kể.
Ví dụ, 3-metylinđol được hoạt hóa chủ yếu ở trong phổi nên khi
hàm lượng glutation đã bị giảm đi thì chất này sẽ gây ra những tổn
thương ỏ phổi (Adams et al., 1988).
3.4. PHẢN ỨNG HOẠT HÓA
Nhiều hợp chất hóa học bền có thể được chuyển hóa thành
những chất trao đổi có khả năng phản ứng. Thường các phản ứng
này được xúc tác bởi enzym monooxygenase P-450 nhưng một số
trường hợp lại đo các enzym khác của hệ vi sinh vật đường ruột xúc
tác.
Các chất trao đổi được tạo thành có thể là các epoxyd, các dẫn
xuất hydroxy hoặc các gốc tư do.
Các epoxyd thường có thể liên kết bằng đồng hóa tri với các
chất cao phân tử của tế bào và gây nên các hoại tử và/hoặc ung thư.
Còn các gốc tư do lại hay gây nên sự peroxyd hóa lipid dẫn đến làm
hư hại các tổ chức.
Danh mục các sản phẩm hóa học thường gặp có thể được hoạt hóa
và gây độc được trình bày trong bảng 3.1.
3.4.1. Phản ứng tạo epoxyd
Nhiều hợp chất vòng có thể được chuyển hóa thành epoxyd
bởi các monooxygenase của vi thể. Sự chuyên hóa sinh học của
brombenzen thành epoxyd và những phản ứng tiếp theo (được trình
bày ồ hình 3.9) là một ví dụ về sự hoạt hóa và những hậu quả của
nó.

66 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Vi thể
NADPH2+ 0 2
Phi enzym
Liên kết bằng đổng hóa trị với
các cao phân tử
B ro m b e n z e n B ro m b e n z e n e p o x y d
Sắp xếp lại
Phi enzym
OH
p- Bromphenol 3,4 - Dihydro - 3 - hydroxy
4,$ - glutathionyl-
brombenzen
3,4 - Dihydro -
3,4 - dihydroxy -
brombenzen
Hình 3.9. Brombenzen epoxyd và những con đưdng tiếp theo
Brombenzen epoxyd có thể liên kết bằng đồng hóa trị với các cao
phân tử do đó làm thương tổn đến các mô. Tuy nhiên sư chuyên hóa
bằng các con đường phái sinh (derivative) lại có thể phòng ngừa và
ngăn cản được tổn hại này.
Bang 3.1. Môt số hỏa phẩm có thể đươc hoat hóa
Phân ứ ban đầuChất chuyển hóa có
đôc tính
Cơ chế gây đôcĐôc tính
0
AcetaminophenDân xuất N-
hydroxy
Liên kết đồng
hóa tri
Hoại tử gan
2-Acetamino
fluoren ịAAF)
N-Acetoxy-AAF Liên kết đồng
hóa ưị
Các ung thư
Aflatoxin BxAflatoxin-2,3-
epoxyd
Liên kết đồng
hóa trị
Ưng thư gan
Allyl formatAcrolein Liên kết đồng
hóa ữị
Hoại tử gan
Amygdalin Mandeloniữil Tao ra cianuaGiảm oxy máu
_
Benzen Bènzen epoxyd Liên kết đồng
hóa trị
Tổn thương tủy
xương ___
Brombenzen Brombenzen
epoxyd
Liên kết đồng
hóa tri
Hoại tử gan,
thân
---1----------------—1

Chương 3: CHUYỂN h ó a s in h h ọ c c á c đ ộ c t ố 67
Phân tử ban đầu Chất chuyển hóa có
đôc tính
Cơ chế gây đồcĐồc tính
Cacbon
tetraclorua
Gốc tư do
(triclometan)
Liên kết đồng
hóa ữị
Hoại tử và ung
thư gan
Cloroform Phosgen Liên kết đồng
hóa trị
Hoại tử gan và
thận
Cycasin Metylazoxymetanol Alkyl hóa Các ung thư,
hoại tử gan
Hydrocacbon đa
vòng
Epoxyd Liên kết động
hóa ữị
Các ung thư, gây
độc tế bào
Metanol Formaỉđehyđ Phức hợp Độc tính chung
và võng mac
MethoxyfluranFlorua vô cơ ức chế enzymTổn thương thận
Nitrat Nitrit Oxy hóa
hemoglobin
Methemoglobỉn-
rrtáu
Nitrit và các
amin bậc 2 và
bậc 3
Nitrosamin Alkyl hóa Các ung thư ở
gan và phội
Parathion Paraoxon Liên kết đồng
hóa trị với
cholinesterase
Tê liệt thần kinh
cơ
Pyrolizidin
(alcaloiđ)
Dân xuất pyrolic Chưa biết Ung thư và hoại
tử gan
Thaliđomid Axit phtalyl-£-
glutamic
Chưa biết Gây quái thai
Uretan N-Hy droxy ure tan Alkyl hóaCác ung thư, độc
tế bào
Phản ứng liên kết với glutation là con đường quan trọng nhất, vì lẽ
phản ứng này được coi là một cơ chế bảo vệ. Chỉ sau khi lượng
glutation khử ở gan bị giảm manh thì brombenzen epoxyd mới liên kết
với các cao phân tử và gây* hoại tử gan. Sự suy giảm glutation sẽ xảy ra
khi brombenzen có mặt với liều lượng lớn hoặc sau khi các enzym của
vi thể được cảm ứng và hoạt hóa lên. Trong cả hai trường hợp đều làm
tăng lượng brombenzen epoxyd lên. Từ brombenzen epoxyd cũng có

68 ĐỘC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHẨM
thể tạo ra />bromphenol bằng phản ứng phi enzym hoặc tạo ra 3,4-
đihyđro-3,4-đihydroxy bằng tác dụng của epoxyđhyđrolase.
Cáo hợp châ't hóa học khác như aflatoxin Ba, benzen,
benzo(a)pyren, furosemid, các olefin, các biphenyl polyclorua (và
polybromua), tricloetylen và vinyl clorua cũng tạo ra epoxyd. Phản ứng
hoạt hóa này thường xảy ra ở trong gan và các sản phẩm tạo ra đều độc
do chỗ chúng có thể liên kết đồng hóa tri với các cao phân tử của tế bào
gây ra các hoại tử hoặc gây ung thư.
3.4.2. Phản ứng N-hydroxyl hóa
Nhiều chất cũng có thể bị N-hydroxyl hóa bởi các enzym của vi
thể. Người ta đều biết một số sản phẩm N-hydroxyl hóa từ
acetaminophen, 2-acetylamino-fluoren (2-AAF), uretan và từ một số
chất màu azoic, chúng đều là chất gây ung thư hoặc gây hoại tử mô do
chúng có thể tạo ra các liên kết đồng hóa trị với các cao phân tử. Còn các
sản phẩm N-hyđroxyl hóa của các amin vòng lại thường gây nên chứng
tiêu máu hoặc chứng tạo methemoglobin - máu.
Các dẫn chất N-hydroxyl cũng có thể được liên kết. Các hợp
chất liên kết với axit glucuronic thường dễ dàng bài xuất, trong khi
đó các hợp chất liên kết với axit sulfuric hoặc axit acetic lại thường
không bền và có tác dụng gây đột biến, gây ung thư cũng như có tính
độc mạnh.
3.4.3. Phản ứng tạo các gốc tự do và các ion superoxyd
Các gôc tự do có thể được tạo thành trong quá trình chuyển hóa
một số hợp chât có halogen. Chăng hạn từ cacbon tetraclorua có thể tạo
ra gốc triclormetyl là gốc có khả năng phản ứng cao với các nối đôi của
phospholipid màng cũng như có khả năng liên kết với gốc H* để tạo
nên cloroform ở ữong tế bào.
Các thuốc trừ cỏ như paraquat lại có khả năng tạo ra các gốc
super oxyd.

Chương 3: CHUYỂN h ó a s in h h ọ c c á c đ ộ c Tố 69
3.4.4. Hoạt hoa trong đường tiêu hoá
Trong môi trường axit của dịch dạ dày, các nitrit và một số amin
có thể tạo ra các nitrosamin và các nitrat. Một số niữosamin này là
những chất gây ung thư mạnh. Còn các nitrat, thì ữong một sô" điều
kiện nào đó lại có thể bị chuyển đổi thành nitrit và làm tạo ra
methemoglobin ở máu.
Hoặc như chất ngọt nhân tạo cyclamat có thể bị chuyển hoá bởi
các vi khuẩn đường ruột thành cyclohexylamin vốn là chất gây teo tính
hoàn.
Hoặc như chất cycasin bị chuyên hoá thành metylazoxymetanol
(là aglucon của cycasin) là chất độc của gan và cũng là chất cảm ứng tạo
ra các khôi u.
3.5. BẢN CHẤT PHỨC TẠP CỦA sự CHUYỂN h ó a s in h h ọ c c á c
ĐỘC TỐ
• Các chất độc có thể chịu nhiều kiểu chuyển hoá sinh học khác
nhau do đó sẽ tạo ra những hợp chất trao đổi và những hợp
chất liên kết không giống nhau. Ví dụ như từ brombenzen đã
tạo ra ít nhất là bôn hợp chất trao đổi khác nhau. Hoặc từ các
chất diệt côn trùng cơ-phospho như fenitrothion, clorfenvinphos
và omethoat có thể bị dealkyl hoá, oxy hóa hoặc thuỷ phân để
tạo ra 10 hợp chất ữao đổi khác nhau.
• Trong các kiểu chuyển hoá sinh học khác nhau của một chất độc
thường có bao nhiêu nhân tô' sinh lý, nhân tô" môi trường và
nhân tô" hoá học thì có bây nhiêu liều lượng sản phẩm. Do đó
mà mỗi kiểu chuyên hoá sẽ có một tầm quan trọng tương đối
khác nhau. Vì lẽ các chất trao đối đi từ những sự chuyển hóa
khác nhau thường có tác dụng độc không giông nhau.
• Các phản ứng trao đổi chất thường là phản ứng chuỗi và thường
có sự chồng chéo với những con đường trao đổi chất bình
thường do đó có thể ảnh hưởng đáng kể đến tác dụng độc.

70 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOĂN THỰC PHẨM
Chẳng hạn, etanol bình thường chuyên hóa thành một sản
phẩm trung gian là acetaldehyd. ơ người, acetaldehyđ được tạo
ra sẽ nhanh chóng được chuyển hóa thành acetat và cuôì cùng
thành C02 và nước. Tuy nhiên, nếu enzym alđehyđ-
đehyđrogenase bị ức chế như trường hợp ta uống disulfiram, thì
lượng acetaldehyd sẽ táng lên và sẽ gây ra những triệu chứng
như buồn nôn, nôn mửa, đau đầu và hồi hộp.
• Một chất độc, ở ữong một cơ quan này có thể được chuyển hóa
thành một chất trao đổi bền nhưng tiếp đó nếu được chuyên
sang một cơ quan khác thì lại có thể đước chuyển hóa thánh
chất trao đổi cuối cùng.
Ví dụ, metanol thường được chuyên hóa thành formaldehyd rồỉ
thành format và cuối cùng thành cacbon dioxyd và nước. Ớ mắt
người, thường thiếu enzym cần thiết để chuyên đổi formal-
dehyd thành format, do đó ở người tiếp xúc với metanol sẽ xảy
ra sự tích tụ formaldehyd ỏ cơ quan này. Formaldehyd là chất
phá hủy cục bộ nên mắt sẽ bị mù nêu sư tiếp xúc với metanol tái
diễn.

TÁC DỤNG ĐỘC
Các tác đụng độc thường thay đổi rất đáng kể theo bản chất, cơ
quan đích cũng như cơ chế tác dụng của chúng. Hiểu rõ được các đặc
trưng nảy mới có thể đánh giá đúng các nguy cơ tiềm ẩn đối với sức
khỏe cũng như đề ra được những biện pháp phòng ngừa và điều tri
thích hợp.
Có thể nói, mọi tác dụng độc đều là kết quả tương tác hóa sinh
giữa phân tử chất độc (và/hoặc chất trao đổi của nó) với các cấu trúc
của cơ thể. Các câu trúc này có thể là bất kỳ (như trường hợp bất cứ mô
nào khi tiếp xúc với một vật liệu ăn mòn) hoặc đặc hiệu (như trường
hợp chỉ là một phần nhất định của tếbào).
4.1. TÍNH ĐA DẠNG CỦA CÁC TẢC DỤNG ĐỘC
CÓ thể phân loại các tác dung độc theo cơ quan đích, cơ chế tác
dụng hoặc theo những đặc trưng khác dưới đây.
4.1.1. Tác dụng độc cục bộ và tác dụng độc hệ thống
Một số chất độc có thể gây thương tổn trực tiếp đến điểm tiếp xúc
với cơ thể. Tác dụng độc cục bộ này như trường hợp tác dụng của các
phân tử ăn da đến đường tiêu hóa, tác dụng của các vật liệu ăn mòn
trên da hoặc tác dụng của khí kích thích đến đường hô hấp. Các tác
dụng độc này đều có liên quan với sự phá hủy các tế bào sông nói
chung.
Tác dụng độc hệ thống là kết quả tác dụng của chất độc sau khi
chất độc được hấp thu và được phân phối trong các bộ phận khác nhau
của cơ thể. Đa phần các phân tử độc gây tác dụng chủ yếu đên một hoặc
một số cơ quan. Một cơ quan đích không nhất thiết là cơ quan có nồng
độ chất độc nhiều nhất trong cơ thể, Chẳng hạn, cơ quan đích của metyl
thủy ngân là hệ thần kinh trung ương nhưng nồng độ của nó lại cao
íửìất ở trong gan và thận. Cơ quan đích của DDT cũng là hệ thông thần
kinh nhưng chất diệt côn trùng này lại gần như tập trung ở mô mỡ.
CHU0NG4

72 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÂN THỰC PHAM
4.1.2. Tác dụng độc tức thời và tác dụng độc chậm
Một sỗ lớn chất độc sẽ gây tác dụng độc ngay tức khắc sau chỉ một
lần tiếp xúc: sự đầu độc của cianua là một ví dụ điên hình của kiêu tác
dụng độc này. Những chất khác phát sinh tác dụng độc chậm. Chăng
hạn tác dụng gây ung thư, ở người thường biểu hiện sau 10-20 năm (sau
lần tiếp xúc ban đầu), còn ở loài gậm nhấm có đời sông ngắn hơn nên
thời hạn này lầ sau một vải tháng.
4.1.3. Tác dụng độc hình thái và tác dụng độc chức năng
Người ta gọi tác dụng độc hình thái là tác dụng độc dẫn đến một
sự thay đổi hình thái của mô thấy được bằng kính hiên vi quang học
hoặc kính hiển vi điện tử. Một số tác dụng độc kiểu này như sự hoại tử
hoặc sự tạo mô mới đều có tính chất bất thuận nghịch và nghiêm
trọng.
Các tác dụng độc chức năng (hoặc hóa sinh) thường biểu hiện ra
bằng sư thay đổi thuận nghịch các chức năng của một cơ quan.
Nói chung, các tác dụng độc chức năng thường là thuận nghịch,
trong khi đó các tác dụng độc hình thái là bất thuận nghịch.
Trong độc học qui ước, người ta cũng gọi tác dụng độc chức năng
là tác đụng độc hóa sinh, lả những tác dung độc không làm thay đổi
hình thái bên ngoài. Ví dụ như sự kìm hãm enzym cholinesterase sau
khi tiêp xúc với các chất diệt côn trùng cỏ phospho hoặc với cacbamat.
Hoặc sự kìm hãm enzym dehydratase của axit ô- aminolevulinic bởi
chì.
4.1.4. Phản ứng dị ứng và phản ứng đặc ứng
Các phản ứng đáp lại ữước một phân tử chất độc cũng được gọi là
phản ứng dị ứng (allergic reaction) hay phản ứng quá nhạy cảm
(hypersensible reaction). Phản ứng dị ứng thường do một sự cảm ứng
tiên quyết trước một phân tử này hoặc một phân tử họ hàng khác. Chất
độc như hapten thường tự liên kết với một protein nội sinh để hình

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 73
thành nên một kháng nguyên và đến lư ợ t mình kháng nguyên lại làm
tạo thành một kháng thể. Mọi sự tiếp xúc sau đó với phân tử độc này
đều dẫn đến một phản ứng kháng nguyên kháng thể vôn là nguyên
nhân của các hiện .tượng dị ứng điển hình. Phản ứng dị ứng này là khác
với các tác dung độc quen thuộc ở chỗ cần thiết phải có một sư tiếp xúc
đi trước.
Một phản ứng đặc ứng (iđiosyneratic reaction) là một sư nhạy cảm
không bình thường có nguồn gốc di truyền ưước một phân tử độc.
Chẳng hạn, một sô' bệnh nhân có phản ứng co cơ kéo dài và một sự
ngừng thở nhất thời (apnoea, apnáe) sau một liều lượng sucinylcholin
bình thường, sở dĩ như vậy là do ở các bệnh nhân này thiếu enzym
cholinesterase ở huyết thanh vốn có tác dụng làm dễ dàng cho sư trở lại
của cơ về trạng thái không bị co. Cũng như vậy, ồ các người thiêu
enzym methemoglobin reductase liên kết với NADH2 sẽ có một độ nhạy
cảm bất thường với niữit hoặc với mọi phân tử có khả năng gây xuất
hiện methemoglobin.
4.2. Cơ QUAN ĐÍCH
Một phân tử chất độc không phải tác dụng đến mọi cơ quan đều
như nhau.
Nói chung, cơ ^quan đích là cơ quan thường có một độ nhạy cảm
với phân tử độc lớn hơn hoặc có một sự tập trung cao các phân tử độc
(và/ hoặc các chất chuyên hóa của nó) ở vùng tác dụng. Sự tập trung
cao này có thể đo nhiều nhân tô" khác nhau:
• Do sự nhay cam của m ôt cơ quan
Các nơron và cơ tim là những vùng trao đổi nhanh qua màng nên
phụ thuộc rất manh vào ATP được sản xuất ra bởi phản ứng oxy hóa ỏ
ty thể. Các câu trúc sinh học này vốn ít thích nghi với một sự trao đổi
chất yếm khí nên rất nhạy cảm với sự thiếu oxy do một sự vận hành
kém của hệ thống mạch hoặc của hemoglobin (chăng hạn do sự đầu độc
của cacbon oxyd).

74 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
• Do sự phần bô'
Hệ thông hô hấp và da là những cơ quan đích của châ't độc công
nghiệp hay chất độc từ môi trường vì chúng có những vùng hấp thụ
tương ứng. Chẳng hạn /ýs-clorometyl ete có thể gây khối u ở a
người khi bôi rịt nhưng cũng có thể gây khối u ở hệ thống hô hấp khi
hít phải.
Gan và thận thường làm chuyển động phần lớn thể tích máu do
đó có điều kiện tiếp xúc rộng rãi với nhiều phân lử độc. Hơn nữa, các cơ
quan này có chức năng trao đổi chất và bài tiết quan trọng nhất do đó
chúng nhạy cảm hơn với các tác nhân độc.
Là chất ưa béo, metyl thủy ngân có thể vượt qua hàng rào máu-
não và gây tác dụng độc đên hệ thần kinh. Ngược lại thủy ngân vổ cơ
lại không có khả năng vượt qua hàng rào đó nên không độc đối với hệ
thần kinh.
Sự chiếu xạ thường làm hư hỏng ADN và tạo ra khối u. Ánh sáng
cực tím xâm nhập kém nên chỉ gây khối u ỏ da. Ngược lại, sự chiếu tía
ion có thê đi qua các mô nên là nguồn gốc của bệnh bạch cầu và các
dạng ưng thư khác.
• Đo sư hấp thu chọn ìoc
Một số tế bào có ái lực lớn đối với những phân tử nhất đinh. Trong
hệ thống hô hấp các tế bào biểu mô kiểu 1 và 2 của các phế nang
(alvéole) có một hệ thống hấp thụ tích cực đối với các polyamin nội
sinh. Hệ thống này có thể tích ữữ một phân tử có câu trúc gần gũỉ như
paraquat. Do vậy sẽ gây ra một tác dụng độc cục bộ ở các phế nang
ngay cả khi paraquat được đưa vào bằng đường miệng.
Melanin thường có mặt trong mắt và tai trong. Các chất như
cloroquin và kanamycin có ái lực mạnh với melanin nên có thể tích tụ
và làm thương tổn các cơ quan này khi cho thuốc (uống thuốc) kéo đài.
Một cách tương tự, sữonxi 90 sẽ tích tụ một cách chọn lọc trong các
xương do đó có thể gây ra các khối u ỏ xương.

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 75
• Do sư chuyển hóa sinh hoc
Sự chuyên hóa sinh học thường làm tạo ra các chất có khả năng
phản ứng do đó làm cho các tế bào sát bên cạnh nhạy cảm hơn. Chẳng
hạn, gan là vùng chủ yếu của các chuyên hóa sinh học do đó rất nhạy
cảm với tác động của một sô" lớn chít độc. Trong một sô" trường hợp, các
chất chuyển hóa tạo ra lại khá bền nên có thể chuyển sang một cơ quan
khác và gây độc tính ở đây. Vi dụ như bromobenzen mặc dầu được hoạt
hóa sinh học ở gan nhưng lại gây độc ở thận.
Các enzym hoạt hóa sinh học không bắt buộc phải phân bố đồng
đều trong mọi cơ quan hoặc trong mọi tổ chức. Ví dụ, các tế bào Clara
(tế bào biểu mồ không có lông của tiểu phế quản) thường chỉ chiếm 1%
các tế bào phổi nhưng lại chứa phần lớn các cytocrom P-450 của phổi do
đó chúng dễ bị gây tổn hại bởi các chất độc như 4-ipomeanol hoặc bỏi
cacbon tetraclorua.
Sự thiếu một hệ thống giải độc trong một cơ quan nhất định cũng
sẽ làm cho cơ quan đó trở thành cơ quan đích. Ví dụ như metanol
thường được chuyển hóa thành khí cacbonic và nước qua formaldehyd
và axit formic. Mắt của người thiếu enzym chuyên đổi formaldehyd
thành format do đó mắt đặc biệt nhạy cảm với metanol.
4.3. RECEPTOR
4.3.1. Khái niệm về receptor
Receptor là những protein màng (khu trú trên màng) hoặc protein
hòa tan (khu trú trong bào tương) có khả năng nhận biết và gắn đặc
hiệu với một thực thể lạ hay là ligand để khởi động một tín hiệu sinh lý
ở trong tế bào có liên quan.
Ligand được nhận biết có thể là một phân tử nhỏ (hormon, amin
dẫn truyền thần kinh, alcaloiđ, một vài loại ion), một protein, một
polysacarid, một axit nucleic hoặc thậm chí một virut.
Receptor kết gắn với ligand nhưng không làm thay đổi câu trúc
của ligand mà chỉ nhận thông tín từ ligand để tạo nên một hiệu ứng

76 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
sinh học mới, còn bản thân ligand được biến đổi theo con đường
chuyển hóa riêng của mình.
Các ligand thường được phân làm hai loại:
- Chất chủ vận (agonist) là chất được nhận biết bởi một receptor
thay cho chất tác dụng sinh lý quen thuộc thường ngày và sản sinh ra
cùng một hiệu ứng như thế. Chất chủ vận thường được kết gắn vào
receptor với một ái lực lớn hơn khi receptor ở dạng hình thể hoạt động;
và cân bằng giữa hai dạng của receptor lúc đó sẽ bị chuyển dịch về phía
dạng hoạt động.
- Chất đối vận (antagonist) là chất có thể tác dụng vào receptor ở
cùng vị trí với chât chủ vận, khi đó nó có tác dụng canh tranh và chống
lại sự hoạt hóa của receptor. Chất đối vận cũng có thể tác dụng lên một
vị trí khác với nơi mà chất chủ vận tương tác, làm biến dạng phân tử
receptor khiến cho chất chủ vận không gắn được vào receptor dị dạng
đó như thường lệ nữa. Trong trường hợp này nó là chất đối vận không
cạnh tranh (non competitive antagonist), Chất đối vận chỉ có ái lực với
receptor nhưng phức này không tạo nên hiệu lực tác dụng.
Bình thường phân tử receptor không có hoạt tính sinh học mà chỉ
tạo ra được hoạt tính này khi nó được kết gắn với ligand đặc hiệu của
mình. Tuy liên kết giữa receptor và ligand thường là liên kết thuận
■ nghịch song phải qua thực hiện việc kết gắn này mới là khỏi đầu cho
các tín hiệu có thể dưới các dạng thức khác nhau.
Bản chất của các tín hiệu này như thế nào? Vấn đề không dễ dàng
rạch ròi ngay cả khi receptor đã có những đặc trưng rõ nét. Dưới đây là
một số những khả năng đó:
1) Một số receptor của bề mặt tế bào thường có một chức năng cơ
học là chính. Chúng gây nên sự bám dính cho các tế bào với những tế
bào bên cạnh, hay với các polysacariđ, các glycoprotein, các colagen, các
thành thực vật...

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 77
2) Một sô" receptor bề mặt có khả năng đưa được các phần tử bên
ngoải vào trong tế bào bằng nội thấm bào. Trong trường hợp này
receptor bị nhân chìm cùng với chất khách thể (hormon, virut) vào bên
trong và receptor được quay vòng lại hoặc bị phá hủy tùy theo trường
hợp.
3) Một sô' receptor lả những kênh ion có khả năng tư mở cửa cũng
như đóng cửa các lối đi qua màng của một sô" ion như Na+, Ca2+. Kết quả
là làm thay đổi nồng độ của các ion này ở trong tế bào cũng như các
hiệu ứng sinh lý quan trọng.
4) Một sô" receptor thường xuyên được liên kết với những protein
khác. Khi gắn kết với một protein lạ, receptor sẽ chịu một sự thay đổi
hình thể nào đó dẫn đến làm thay đổi lực liên kết. Các protein đồng
hành đã được hút vào hoặc đã giải phóng ra sẽ dùng làm rơle trong sự
truyền tín hiệu. Đó là trường hợp của các protein G(protein G là protein
có khả năng kết hợp với GTP).
5) Nhiều receptor là những enzym mà hoạt tính được tăng lên
hoặc giảm đi phụ thuộc vào sự iiên kết của chúng với các phân tử khác.
Các đổi thay về khả năng xúc tác này thường là cơ sở của tín hiệu. Một
sô" receptor là những protein kinase.
6) Nhiều receptor khác nhau có khả năng kết hợp với ADN và
hoạt hóa nó để điều biến sự biểu hiện (gen) của một số' gen. Chẳng hạn,
bằng cách đi đường vòng qua các receptor đang hoạt động như những
chất hoạt hóa của phiên mã mả một số hormon có thể khởi động việc
sản xuất ra các protein mới ở trong tế bào sau khi chúng đã xâm nhập
vào đây.
4.3.1.1. C ơchếtác dụng của receptor
Có thể nói chức năng của receptor là nơi của hệ thống sinh học có
khả năng nhận biết những chất hóa học xác định và cảm ứng một hiệu
ứng sinh học đặc trưng sau khi kết gắn với những hợp chất này. Các cơ
chế tác dụng chính của receptor có thể như dưới đây.

78 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
a) Adenylat (hoặc guanylat) cyclase
Chuỗi phản ứng quen thuộc có đính líu với enzym này là như sau:
1) Một ligand [(chẳng hạn ở đây là hormon adrenalin (của cơ)]
được nhận biết rồi kết gắn với receptor và dẫn đến một sự thay đổi hình
thể của receptor.
2) Phức ligand - receptor cho phép protein G kết gắn được với
guanosintriphosphat (GTP).
3) Phức protein - GTP này vừa hoạt hóa enzym ađenylatcylase và
cảm ứng sự phân ly của phức ligand - receptor làm giải phóng receptor
để nó tiến hành sự kết gắn với hormon mới.
4) Ađenylatcylase đã được hoạt hóa hoặc guanylat cylase) sẽ xúc
tiến sự sản xuất ra một lượng lớn phân tử AMP vòng (AMPV):
(ỄXBXB) - °C H ? Adenin yCH 2 Adenỉn
+©d>
Adenylatcylase
OH
Pyrophosphat
5) AMPV hoặc (GMPV) tác dụng như thông tin thứ hai, sẽ hoạt hóa
một số' proteinkinase vôn có chức năng phosphoryl hóa (gắn nhóm
phosphat) các protein khác nhau, chủ yếu là phosphoryl hóa các enzym
như enzym phosphorylasekinase là một proteinkinase đặc biệt rất đặc
hiệu với glycogenphosphorylase.
Proteinkinase thường được coi là proteinkinase phụ thuộc AMPV.
Enzym thường tạo ra một liên kết phosphoester với serin hoặc threonin
thuộc chuỗi liên ứng: Arg-Arg-X-Ser(Thr)-Y (X có thể là Gly hoặc Ala, Y
thường là một gốc kỵ nước lớn). Khi vắng mặt AMPV thì enzym ở dưới
dạng'không hoạt động. Enzym proteinkinase phụ thuộc AMPV được cấu
tạo từ 2 dưới đơn vị xúc tác (C) và 2 dưới đơn vị điều hòa(R). Khi gắn
AMPV vào 2 dưới đơn vị điều hòa thì sẽ làm phân ly phức và phuc hồi
hoạt tính của hai dưới đơn vị c.

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 79
6) Mỗi phân tử phosphorylasekinase đã được phosphoryl hóa đến
lượt lại hoạt hóa (phosphoryl hóa) các phân tử phosphorylase b, là dạng
không hoạt động của enzym glycogenphosphorylase thành dạng
phosphorylase a hoạt động hơn.
Ta đều biết glycogenphosphorylase (của cơ) thường xúc tác phản
ứng khử trùng hợp các phần mạch thẳng của glycogen theo phản ứng
sau:
(Gỉucose)n + pj - - — (Glucose) n-1 + Glucose -1 - phosphat
Glucose-l-phosphat vừa tạo ra được tiêu thụ nhanh chóng bằng
cách chuyên hóa thành glucose-6-phosphat để đi vào sơ đồ đường
phân. Glycogenphosphorylase tổn tại dưới hai dạng: dạng đã
phosphoryl hóa được gọi là dạng a hoạt động hơn và dạng
phosphorylase b không được phosphoryl hóa vốn là enzym của cơ khi ở
trạng thái nghỉ:
Kinase
Phosphorylase b
------ - Phosphorylase a
Phosphatase
Khi glycogenphosphorylase ở dạng hoạt động có nghĩa lả ở đầu ra
đã có một sự gia tăng rất mạnh phản ứng phân giải glycogen.

80 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Vậy là từ một tín hiệu hormon khởi đầu được thể hiện ra ở đây
bằng sự giải phóng AMP vòng gia tăng lên trong bào tương. Tỷ lệ AMP
vòng cao hơn chứng tỏ tế bào phải huy động nguồn năng lượng của
mình. Tác dụng của AMPV thường tiến hành theo nhiều hướng. Hoạt
hóa proteinkinase là một trong những hướng đó. AMPV đôi khi được
gọi là “thông tin thứ hai” để ám chỉ chức năng đai truyền giữa tín hiệu
khỏi đầu và các chức năng khác nhau của tếbào.
b) Dòng Ca2+
Trong một sô" ữường hợp, sự liên kết giữa ligand là hormon
serotonin với receptor ở bề mặt của màng tế bào dẫn đến sư hoạt hóa
phospholipase c cũng ở màng tế bào. Phospholipase c thường thủy
phân liên kết phosphoester của inositolphosphat làm tạo ra inositol -
1,4,5-triphosphat vôn có tác dụng gây mở kênh Ca2+. Nồng độ Ca2+ nội
bào tăng lên có tác dụng như một thông tin nội bào, nó hoạt hóa một loạt
enzym phụ thuộc Ca2+ như enzym proteinkinase c, phosphorylase b,
kinase ... dẫn đến co tế bào, gây ngoại thấm bào, gây phân bào và làm
cho tính thấm của màng tế bào bị hư hỏng cũng như làm cho sự trao đổi
chât bị thay đổi.
4.3.12. S ố lượng receptor của tế bào
Số lượng vị trí receptor trong mỗi tế bào thường không nhiều và
thay đổi theo loại tổ chức và giống động vật. Số lượng vị trí receptor của
các hormon peptiđ và catecholamin thường không thấp hơn 500 và cao
hơn 250.000 vị trí trong một tế bào. Receptor của acetylcholin ở tế bào
mô phóng điện của các chình có khoảng 1.000.000 vị trí cho một tế bào
và có thể lên tới 1011 vị trí khi hoạt động phóng điện. Cùng một loại
receptor nhưng số lượng vị trí khác nhau, chẳng hạn receptor insulin ở
tế bào gan có từ 100.000 đến 250.000 vi trí, ỏ tế bào mổ có 50.000 vị trí,
trong khi đó ỏ hồng cầu gà chỉ có 3 000 vị trí.
Trong điều kiện hoạt động sinh lý bình thường của cơ thể,
receptor phân bố vào khoảng vài trăm ngàn cho mỗi tế bào nhưng so
với diện tích toàn phần của tế bào thì chiếm một tỷ lệ tương đối thấp. Ví

Chương 4\ TÁC DỤNG ĐỘC 81
dụ, giả sử tê bào gan phóng to bằng Trái đất thì hai phân tử receptor
insulin cách nhau 250 km. Sư phân bô" receptor trên màng tế bào thường
khổng đều nhưng khi receptor gắn với ligand thì chúng chuyển nhanh
và tụ tập vào một vùng nào đó để gây tác dụng sinh học cho cơ thể.
4.3.2. Receptor trong độc tố học
Khái niệm về receptor đã giúp chúng ta hiểu biết sâu sắc hơn
nhiều hiệu ứng sinh hóa, sinh lý và dược lý cũng như trong sự phát
triê?n các vị thuốc. Trong độc tố học phân tử, khái niệm về receptor này
sẽ rất ích lợi trong hiểu biết các cơ chế tác dung của phân tử độc.
Có lẽ khái niệm về receptor trong độc tố học đã được bắt đầu từ
đây. Năm 1982 Poland và Knutson đã khảo sát cơ chế gây độc, khả năng
cảm ứng đốỉ với enzym arylhyđrocacbonhyđroxylase và ái lưc đối với
một receptor hòa tan của 23/7/8 - tetraclorodibenzo-/>-đioxin (TCDD) và
của các hyđrocacbon vòng đã halogen hóa. Sư gắn kết của chất TCDD
vào một receptor đặc hiệu đã được họ chú ý. Phức TCDD- receptor sẽ di
chuyển vào trong nhân và ở đây nó tác dụng với những vùng nhận biết
xác định của genom (hệ thống gen). Tác dụng này sẽ khởi động sự
phiên mã và dịch mã các gen đặc hiệu mã hóa cho enzym
arylhyđrocacbonhyđroxylase (AHH). Người ta cũng nhận tháy rằng
nồng độ của receptor hòa tan này ở trong gan của các con chuột giống
C57BL/6 cao hơn ở trong gan của các chuột giống DBA/2. Dòng chuột
đầu nhạy cảm với tác dụng độc của TCDD hơn dòng chuột thứ hai (biến
đổi tuyến ức sinh quái thai, rối loạn chuyên hóa porphyrin ở gan). Hơn
nữa, các tài liệu về di ữuyền chứng tỏ rằng locut Ah ở chuột là gen cấu
trúc của receptor bào tương này.
Cố nhiều ví dụ về các tác dụng độc có liên quan với những phân
tử chính xác đều được biểu thị ra qua các receptor có chức năng sinh lý.
Lúc đó, một chất chủ vận (agonist) có thể có hiệu lực bằng cách không
phân ly quá nhanh khỏi receptor mà nó được gắn kết để ngăn cản mọi
hoạt động sau này của người đưa tín. Một chất đối vận (antagonist) có
thể cạnh tranh với người đưa tin để kết gắn với receptor và bao vây

82 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THựC PHẨM
hoạt động của receptor. Cuối cùng một chất độc có thể giảm độc tính
riêng của mình bằng cách giảm bớt số lượng các receptor như Costa
(1981) đã chứng tỏ khi xử lý kéo dài với các hợp chất cơ-phospho ức chế
acetylcholinesterase.
Loomis (1978) đã sử dụng khái niệm về phức receptor - ligand để
chứng minh có tồn tại những ngưỡng mà dưới các ngưỡng đó (không
thể gây ra tác động sinh học nào) không có tác động sinh học nào cố thế
xảy ra. Khái niệm về “liều lượng” này là rất quan trọng để đánh giá sự
an toàn của các phân tử.
Trong độc tố học, receptor có hai tính chất cơ bản sau:
1) Nhận biết một cách đặc hiệu độc tính của một tác nhân.
2) sản xuất ra một hiệu ứng hóa sinh hoặc lý sinh để đáp lại tác
nhân độc này.
Trong độc tố học thực phẩm khái niệm về receptor đã đtrdc ƯIỞ
rộng thành receptor phân tử. EJÓ là những phân tử sinh học eô chỏa
những vùng nucleophii. Phần lớn chất độc là nhửng chất electrophil
hoặc trở thành electrophil sau khi được chuyển hóa sinh học, do đó
chúng có thể kết hợp bằng đồng hóa trị với các phân tử sinh học này*
Một trong những mục đích của nghiên cứu của độc tố học cơ bản là
nhận dạng cho được các receptor sinh phân tử này.
Phân tử đích (target molecule) của chất độc thường là các
protein (protein cấu trúc và enzym), các coenzym, các lipid vã a*it
nucleic. Ngược lại các đường hiếm khi bị tác động bởi các phân tử
độc.
4.4. CÁC C ơ CHẾ TÁC DỤNG CỦA CÁC CHẤT ĐỘC ĐẾN CÁC
PHÂN TỬ SINH«HỌC
4.4.1. Tác dụng độc do tạo ra mọt liên kết thuận nghịch
Trong độc tố học người ta coi tác dụng độc của một tác nhân
độc dựa trên một liên kết thuận nghịch (phi đổng hóa trị) cũng giống

Chương 4: TÁC DỤNG Đ ộc 83
---------- - -----------------------------------------------------------------------------
với tác dụng được học của một sô" tác nhân thuốc. Tác dụng độc này
thường có liên quan mật thiết với nồng độ của chất độc trong các
chât lỏng của cơ thê và sẽ mất đi cùng với sự loại bỏ chất độc. Trong
kiểu liên kết này, các hiệu ứng của pha tiếp xúc (hấp thụ và phân bố)
thường có liên quan với liều lượng độc, nồng độ độc, tốc độ xuất
hiện và tốc độ mất đi của chất độc. Trong độc học đinh dưỡng, chúng
ta đều'biết rằng một liều lượng uống vào bằng một lần duy nhất có
thể gây độc, thậm chí có thể gây tử vong; trong khi đó cùng liều
lượng này nhưng được uống phân ra theo thời giản thì có thể ít độc
hơn, thậm chí không phát hiện được độc.
Hiệu ứng thời gian
Trong độc học dinh dưỡng, yếu tô" thời gian là một thông số quan
trọng vì lẽ thời gian làm kéo dài pha tiếp xúc. Trong dinh dưỡng
thường xảy ra kiểu liên kết thuận nghịch và các liều lượng được ăn
uống vào luồn luôn rất thấp, do đó các hệ enzym hoặc các hệ thống vận
chuyên các phân tử độc hiếm khi được bão hòa. Và sư luân chuyên
thường tỷ lệ với nồng độ của chât độc. Người ta có thể xấc định tỷ lệ
tách chiết của chất độc bằng thương sô" sau:
c * -C\y ào = Ke
C..A
vào
Thực ra tỷ số này là thước đo tỷ sô' bài xuât (Ke). Người ta cũng có
thể định nghĩa tỷ sô" này là một sự thanh thải của chất độc (clairance of
toxic substance) được biểu thi bằng thể tích (ảo) của mô đã hoàn toàn
giải phóng khỏi chất độc trên đơn vị thời gian:
Cỉ = Ke.v
Vậy quá ưìrth thải loại (thanh thải) chất độc có động học bậc nhất:
~ — = KeC
dị
+ dS=_Kedí
c

84 ĐỘC TỐ HỌC VẢ AN TOÁN THỰC PHẨM
cí -dC „ V ,
Ị r =~Keídt
(„ ^ ỡ
ỉnCf-ỉnC0 ^-Ke{t-0)
Q _ -Ker
c
Ket
c, = Cữe~KiỉT = C0.10~2,303
Trong đó: Q - nồng độ ban đầu của chất độc (^);
Q- nồng độ của chất độc ở thời điểm t
Vẽ đường biểu diễn logarit của nồng độ chất độc được thải loại
theo thời gian ta được một đường thẳng (hình 4.1).
log c>
50
ĨM2 Thời gian
Hình 4.1
Khi biêt điểm Q = Q /2 thì cũng xác định được t = Ty2 có nghĩa là
biết được chu kỳ bán sông của chất độc. Bằng tính toán:

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 85
log2.2,303 0,693
1/2 Ke ~ Ke
Giữa tốc độ đi ra và TỊ/,2 cũng có một mối quan hệ tương tự. Với
điều kiện giới hạn sự thải loại chất độc sang thải loại ure. Vẽ đồ thị
log(nồng độ ure) được bải tiết ra theo thời gian ta cũng được một đường
thẳng có hệ sô" góc bằng —K e/2,303. Vả thời gian cần thiết để lượng ure
bài tiết ra gấp đôi là 7|1/2 =
----—.
Ke
Khi lượng chất độc bị thải bỏ bằng với lượng chất độc được
ăn uống vào, ta được một cân bằng. Các nhà dược lý thường rất
quan tâm đến trạng thái cân bằng này bởi vì nó quy định hiệu quả
điều trị của một vị thuốc. Tương tự, trong độc tố học, mặt bằng cân
uk LU ^ r _ log2.2,303 0,693 T
băng thương năm ờ vị trí Ke = ——-----------------------------------------= Thưc tế, sau pha
^1/2 ^1/2
tiếp xúc có thời gian bằng 47Ị/2 thì nồng độ chất độc sẽ đạt tới
93,7% của nồng độ ở trạng thái cân bằng giữa lượng đi vào và
lượng đi ra.
Các liên kết thuận nghịch thường là những kiểu kết hợp đơn giản
với sự tham gia của các liên kết như: kỵ nước, ion - ion, lưỡng cực -
lưỡng cực, (dipol - đipol), ion - lưỡng cực, hydro, hoặc liên kết Van der
Waals. Năng lượng của các liên kết này tương đối bé (dưới 60 kJ/mol).
Các chất độc mà tác dụng dựa trên một liên kết thuận nghịch thường tác
dụng trực tiếp không cần hoạt hóa sinh học trước. Các tác dụng độc
thường là dữ dội và cấp diễn.
Trong số các chất độc có liên kết thuận nghịch với vùng phân
tử của mình, có thể kể đến các chất gây trở ngại trong việc truyền
thần kinh như các chất ngụy trang hoặc là chất đôì kháng. Các chất
độc thuộc loại này như độc tố botulic (độc tố khuẩn dồi), các
alcaloiđ của mầm lúa mạch, các chất diệt côn trùng cơ - phospho và
cacbamat.

86 ĐỘC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Các chất độc khác có thể gây trở ngại cho tác đụng của các
hormon hoặc gây trở ngại cho việc bài tiết các axit và base của thận.
4.4.2. Tác dụng độc do tạo ra một liên kết bất thuận nghịch
Kiểu tương tác này thường liên quan đến các phân tử có khả năng
phản ứng hóa học. Mức độ độc thường phụ thuộc nhiều vào kiểu phân
tử sinh học được tiếp xúc với chất độc. Nói chung, các chất độc, về
nguyên tắc luôn được hoạt hóa trước khi tiến hành tác động của mình
và thường nhằm vào cái đích là vùng nucleophil (-NH2, -SH) của các
phân tử sinh học. Các liên kết kiêu đồng hóa trị thường rất bền (năng
lượng liên kết là trên 60 kJ/mol), Các tác dụng độc do các chất độc kiểu
này gây ra là: gây đột biến, sinh ung thư, sinh quái thai, hoại tử tế bào,
phá hủy nơron...
Đặc trưng bất thuận nghịch của kiểu liên kết này là ở chỗ các
thiệt hại do cảm ứng được vẫn tồn lưu dai dẳng ngay cả sau khi
biến mất của chât độc. Thêm nữa, một thiệt hại có cùng bản chất sau
này có thể xảy ra đến gia thêm vào thiệt hại ban đầu. Chẳng hạn,
một tình trạng có liên quan với các bức xạ ion hóa mà ai cũng biết
lại tìm thấy trong các trường hợp ung thư do hóa chất Trong độc
học dinh dưỡng, sự việc này bao hàm một khái niệm trực tiếp, lập
tức: sự tồn lưu và sự tích tụ các hiệu ứng độc trong một thời gian
dài cũng luôn có hiệu nghiệm như một liều lượng duy nhất phân bố
trong một thời gian ngắn.
4.4.2.1. Hiệu ứng của nhân tố thờ i gian
Mối quan hệ giữa “thời gian” và sự “đáp lại” ở kiểu liên kết bất
thuận nghịch này khác với ở kiểu liên kết thuận nghịch ở trên. Quả vậy,
theo lý thuyết tối thiểu, không tồn tại một liều lượng gần đôc (subtoxic
dose) chắc chắn cho một tác nhân độc tác dụng bất thuận nghịch. Tuy
nhiên trong cơ thể có tồn tại những hệ thống tu sửa của ADN hoặc sự
tổng hợp mới các protein. Các hệ thống này cho phép gạt bỏ đi hoặc tu
sửa lại các phân tử có mang các liên kết hóa sinh bất thường. Mặc dù có

Chương 4\ TẤC DỤNG ĐỘC 87
hiệu quả, các hệ thông này vẫn bị hạn chế một cách tương đốĩ trong
trường tác dụng của mình. Ớ đây, hiệu ứng của nhân tô' thời gian giữa
sự thu nạp chất độc và sự đáp lại thường tỷ lệ với liều lương tổng đã
tích lũy được.
Ngay cả với những liều lượng vô cùng thấp các tác dụng độc
sẽ chỉ biêu lộ sau một chu kỳ thời gian đủ dài. Điều này đặt ra một
vân đề rất phức tạp trong độc học dinh dưỡng, trong thực tế người
ta sẽ nói về liều lượng tổng có thể chấp nhận được trong cả quá
trình sống hoặc chỉ qua một đoạn của cuộc đời tương tự như các bức
xạ ion hóa.
4.4.2.2. Các vùng nucleophii
Các cao phân tử sinh học (ADN, ARN, protein) rất giàu các vùng
nucleophil, do đó chúng là những chất tiếp nhận chọn lọc của các chất
độc electrophil. Các lipiđ không no cũng là vùng tân công ưu tiên của
các tác nhân độc.
Với các axit nucleic thường có các liên kết đồng hóa trị với các
chất gây ưng thư hóa học hoặc với các dạng hoạt hóa của chúng.
Ngoài các liên kết đồng hóa trị còn có các liên kết phi đồng hóa trị
tham gia. Ví dụ các dẫn xuất độc có khả năng làm biến dạng một
phân tử sinh học đủ để làm cho chức năng của nó bị hư hỏng. Đó là
trường hợp cài xen các chất gây ưng thư vào giữa các base của
ADN. Sự cài xen này có khả năng xảy ra, nhất lầ với những chất độc
có nhân thơm phẳng và có một kích thước gần bằng với kích thước
của các base cặp đôi.
Các vùng nucleophil của các protein chủ yếu được biểu hiện qua
một số axitamin giàu electron như histiđin, cystein, lysin, tyrosin,
triptophan, metionin. Các axitamin này thường phản ứng với các chất
gây ưng thư. Với axit nucleic thì tình hình sẽ phức tạp hơn đo bản chất
nhóm thế của các base trong axit nucleic. Chăng hạn các hyđrocacbon
thường tấn công ưu tiên nhóm amin của guanin, với các amid vòng thì
sự arylamiđ hóa lại xảy ra ở vị trí 8 của guanin. Các nitrosoalkylure,

88 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
ngoài tân công vào vị ữí 7 của guanin còn phản ứng với oxy ở vị trí 6
của guanin. Chính xác hơn, nitrosoetylure tấn công tất cả các oxy của
các base trong axit nucleic: vị trí 2 của cytosin, vị trí 2 và 4 của uracil, vị
trí 6 của guanin, vị trí 2 và 4 của timin. Các tác dụng độc này được tóm‘
tắt trong bảng 4.1 và 4.2.
Bên cạnh sự kết gắn bằng đồng hóa trị với axit nucleic và các
vân đề tu sửa tốt hoặc xấu của ADN (đột biến trong trường hợp
sau), người ta còn biết ít về hậu quả của sư kết gắn bằng đồng hóa
trị giữa các chất độc và protein. Có thể nghĩ rằng các kết gắn này sẽ
là nguồn gốc ức chế enzym, nguồn gốc sản xuất ra các protein dị
ứng - nguyên hoặc còn là nguồn gốc một phần của các hiệu ứng sinh
quái thai.
Bang 4.1. Các điểm cham đích
của các chất ngoại sinh trên axit nucleic
o
Guanin
H
H
Uracil
Timin
Ọ
II
Nitroso -
alkylure
H
Cytosin

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 89
Bảng 4.2. Các điểm tấn công electrophyl của môt chât gây ung
thư trên guanin, chất N-2 acetaminfluoren, với sư trung gian là ion
cacboni hoăc ion netrini
4.4.2.3. Các tác nhân a lkyl hóa
Các dẫn xuất này nhâì: thiết phải được hoạt hóa trước. Nhờ sự
hoạt hóa này mới chuyên chúng thành những dẫn xuất electrophil tác
dụng được với các vùng nucleophil của các cao phân tử.
Chúng ta đã biết có nhiều hóa chất đã được “độc tính hóa” bằng
con đường sinh học.
o
N - 2 - Acetaminfluoren
Hydroxyl hóa
Hoạt hóa
Acetyl hóa
H H
Sự kết nạp vào N ỏ vị trí 2

90 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Các hyđrocacbon thơm thường được chuyển hóa bởi
monooxygenase P-450 của vi thể gan thành dẫn xuất trung gian điol-
epoxyđ rất hoạt động, có khả năng phản ứng với các nhóm -SH của
protein hoặc có thể kết gắn vào vị trí 2 trên guanin. Tuy nhiên con
đường epoxyđ hóa này là không đặc hiệu đối với các hyđrocacbon, các
phân tử khác kiểu như aflatoxin B1/r các olefin halogenua như vinyl
clorua dường như được hoạt hóa bằng con đường này.
Các amin vòng, thì đầu tiên được monooxygenase từ vi thể tiến
hành N-oxy hóa, sau đó được tiếp tục hoạt hóa qua cách
sulfotransferase, acylữansíerase hoặc glucuronyltransferase. Chẳng
hạn, N-acetoxyhydroxylamin rất hoạt động/ dễ dàng phản ứng với axit
nucleic là do chuyển nhóm acetyl đến N-hydroxylamin.
4-Niữoquinolein và nhiều nifrofuran, là những tác nhân kháng vi
khuẩn có khả năng được hoạt hóa bằng con đường này. Ớ trong cơ thể
sống, các chất độc này thường bi khử thành hyđroxylamin có khả năng
phản ứng hơn.
Các dẫn xuất azo thường cũng được hoạt hóa theo cùng một cách
như các amin vòng.
Có thể khẳng định rằng các dẫn xuất N-hyđroxyl là những dẫn chất
trung gian rất hoạt động của các amin. Thực ra, nhóm N-hydroxyl chưa
đủ để chuyên thành phân tử sinh ung thư. Chăng hạn
phenylhyđroxylamin (C6H5-NHOH) hoặc N-hyđroxylsucimid chưa phải
là chất gây ung thư. Tuy nhiên chúng ta cũng nên hạn chế sử dụng các
chất N-hyđroxyl là những chất vốn có tính độc có thể gây đột biến hoặc
ung thư.
4.4.2.4.Các dẫn xuất N -nitro
Các dẫn xuất nitro mặc dầu củng là những tác nhân alkyl hóa song
phải được xử lý riêng nêu coi sự có mặt của chúng trong các thưc phẩm
là một nguy cơ tiềm ẩn.

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 91
Các nitrosamin thường không ở trạng thái tự do trong môi trường
mà được hình thành bằng con đường nội sinh từ các nitrit vả các amin
hoặc từ các vi khuẩn. Mặt khác, nên nhớ rằng các vi khuẩn cũng có khả
năng phá hủy các nitrosamin thành các amin và nittrit.
Ta đều biết, trong dung địch axit, các nitrit được chuyển hóa
thành axit nitrơ, rồi axit nitrơ được chuyển thành anhydrit nitrơ theo
phản ứng:
NOJ + H+ — HN02
2HN02 — Nị03 + H 2O
Khi có mặt r>min (bậc 2 hoặc bậc 3) thì N20 3 sẽ nitro hóa các amin này:
R x NH + N-P3
-------------> ^^N=NO + HNO,
Tốc độ ni tro hóa CƯC đại thường ở pH mà tại đó axit ni trơ bị ion
hóa đến 50%(pKa = 3,36). Như vậy, sự niữo hóa các amin bậc 2 và bậc 3
sẽ xảy ra ở các pH nằm giữa 1 và 7. Đa phần các amin có tốc độ cưc đại
giữa pH 3 và 3,4.
Sự tạo thành nitrosamiđ là hơi khác một chút, tác nhân nitro hóa
không phải là anhyđriđ niữơ mà có thể là ion nitrơ axit (H2N 02+). Phản
ứng như sau:
NO2 + H+
-------------> H N 02
h n o 2+h+ —
-------* H2NO2
R-IMH-CO-R* + H2NO2
-------------* R-N-CO-R' + H p + H+
N=0
ở đây tỷ lệ nitro hóa không xảy ra ở pH tôì ưu. Sự nitro hóa các
amid thường tỷ lệ với nồng độ ion hydro và nồng độ ion nitrit.
Việc tạo thành các đẫn xuất N - niữo có thể được xúc tác bởi các
anion như thiocyanat hoặc formaldehyd. Các ion niữat có thể là nguồn
sinh ra các nitrit bằng phản ứng khử nội sinh bởi vi khuẩn.

92 ĐỘC TỐ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHAM
Hiện nay người ta coi độc tính của các dẫn xuất N — nitro là do
chúng có thể bị oxy hóa trên chuỗi alkyl. Chẳng hạn, như chất
đimetylnitrosamin có thể bị oxy hóa trên một nhóm metyl để tạo thành
formol và monometylnitrosamin. Chất cuốĩ này thường không bền sẽ tư
phá hủy để hình thành ion cacboni (CH+) có khả năng alkyl hóa các
protein và các axit nucleic.
Với một ni tro dị vòng, sự khử bỏ nitơ sẽ dẫn đến tạo ra một diol
mạch thảng có khả năng alkyl hóa. Trong dung dịch nước và ở pH cao,
các nitroso-ure thường không bền và bị phân hủy tức khắc để tạo ra một
tác nhân alkyl hóa.
4.4.3. Tác đụng độc do hình thành các gốc tự do
Gốc tự do là một thực thể hóa lý có thể tồn tại dưới dạng một
nguyên tử hoặc một phân tử mang một electron không cặp đôi. Gốc tự
đo thường được tạo ra do sự phân cắt đồng ly một phân tử theo sơ đồ:
R-H — — > R* + H*
Trong độc tố học có rất nhiều ví dụ về sự vận hành của các hệ
thống gốc. Ví dụ có tính chất cổ điển có liên quan đến hệ thống gốc tự
do là sự hoạt hóa của cacbon tetraclorua (chất đôc chọn lọc của gan) nói
riêng và của các hydrocacbon halogen hóa nói chung.
Sự hình thành gốc triclorometyl từ những chất này được tiến hành
nhờ cytocrom P-450 khử. Gốc ữiclorometyl có thể liên kết với gốc H+ để
tạo ra cloroform ở trong cơ thể. Gốc triclorometyl có khả năng phản ứng
rât lớn với các liên kêt đôi của phospholipid không no của các màng
sinh học.
Gốc tự do có hai đặc điểm sau:
- Có thể lấy electron từ phân tử khác, làm cho phân tử đó trở thành
gốc tự do mới:

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 93
- Có thể ghép một electron không cặp đôi của mình với một
electron không cặp đôi của gốc khác và kết quả là mỗi gốc tự do đều ở
trạng thái trung hòa.
Các tác dụng độc của paraquat, của oxy cao áp, của ozon hoặc của
các peroxyđ, của các hyđrocacbon đa vòng, của nitrosamin, của các đẫn
xuất nitro đều do cơ chế gốc tự do.
Sự tạo ra gốc tư do là nguồn gốc của sự peroxyđ hóa các lipiđ lảm
hư hỏng các sản phẩm thực phẩm có chầt béo.
4.4.4. Tác dụng độc do tạo thành superoxyd và các dẫn xuất của nó
Sự tạo ra superoxyd là kết quả của sự đơn trị phân tử oxy triplet:
•b -ò ' + 1ế
-------------> ’0 - 6 ; (superoxyd)
302 + le'
----------> O2
Superoxyđ có thể vừa như một chất oxy hóa (nhận electron) vừa
như chất khử (cho electron).
Anion superoxyd thường có liên quan đến một sô" -phản ứng hóa
sinh cơ bản nhưng được kiểm tra rất nghiêm ngặt. Trong số' đó, có thể
kể đến sự vận hành của xantinoxydase và của alđehydoxydase đều tạo
ra superoxyd :
Xantin <«6^
+ 02 ^
Xantinoxydase
Hoạt tính diệt khuẩn của các bạch cầu hoặc các đại thực bào đều
dùng anion superoxyd ỉàm ữung gian.
Ngoài các phản ứng hóa sinh cơ bản này, anion superoxyd có thể
được tạo ra đo sự đi chệch của các electron được vận chuyên bởi chuỗi
hô hấp ở ti thể. Điều này được chứng tỏ ở hợp chất paraquat và các dẫn
xuất nitro hữu cơ (như nitrophenyl, nitrofuran, nitroimidazol) là những

94 ĐÔC TỐ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHẨM
chất hút electron rất manh. Phản ứng thường được tiến hành thông qua
một dẫn xuất nitro gốc làm trung gian, sau đó gốc này mới nhường
electron độc thân của mình cho oxy phân tử.
Oxy phân tử trở thành superoxyd theo phản ứng sau:
RNO2 \ / 02
RNO'
Một cơ chế tương tự đã được đề xuất để giải thích cho độc tính của
điquat và của paraquat trên mô phổi.
Chính superoxyđ ít tham gia phản ứng và trong mọi trường hợp
đều được kiểm soát bỏi enzym superoxyddismutase:
Superoxyddismutase
H2O2 + O2
Gốc superoxyd thường là nguồn gốc sinh thành của các tác nhân
oxy hóa mãnh liệt như oxy singlet, H20 2 và gốc hydroxyl (OH#). Các
phản ứng phi enzym có thể được biểu diễn theo sơ đồ sau:
2O2 + 2H
--------------> H2O2 + 02 (triplet hoặc singlet)
02 + Fe2+ + H f>2 ---------------> HO* + HO~+ Fe +
° 2
-------------Õ \ + Fe3+ _________
O2 + HO --------------
3Oz + Fe2+
1O j + HO“
Gốc hydroxyl OH* Là các tác nhân oxy hóa manh nhất mà người
ta đã biết trong sinh học. Cơ thể sống không có cấu trúc nào có khả
năng trung hòa hoặc phá hủy nó.
Trong độc tô" học đinh dưỡng, vai trò của anion superoxyd rất
quan trọng. Anion superoxyd đã tham gia vào sự lão hóa sớm các hàng
hóa thực phẩm cũng như vào tác động của thuốc diệt cỏ và diệt côn

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 95
trùng; và chính anion superoxyd đã gây ra sự lão hóa sớm của tế bào và
hoại tử tế bào ở cỏ và côn trùng.
4.4.5. Tác dụng độc do sự giam gỉữ lý học các chất độc
Nhiều tác nhân độc loại này có*thể đến cơ thể qua con đường ăn
uống. Các chất độc như DDT, biphenyl polyhalogenua và các chất hóa
dẻo là những ví dụ mà ai cũng biết. Các chất hóa dẻo có thể tới con
người qua các bình chứa bằng chất dẻo hoặc các bao bì. Các tác nhân
độc này thường kỵ nước, không bị phân giải bằng sinh học nên tồn lưu
trong môi trường và được tích tụ lại trong sinh khối. Sư giam giữ chì và
stronxi 90 theo kiểu này đặt ra những vấn đề cần phải lưu ý.
Đe giam giữ vật lý, về nguyên tắc phải tồn tại một ngăn có khả
năng tích giữ mạnh (chất độc)nhưng lại có khả năng ỉàm muối kết yếu
các chất độc. Trong trường hợp này, mức chất độc ở dịch tương rõ ràng
là không đánh giá đúng tỷ lệ thấm nhiễm độc của cơ thể. Thường khi
các hợp chất có chu kỳ bán sống dài lại được uống trong một thời gian
lâu sẽ gây ra hiện tượng giam giữ lý học chất độc.
Trong trường gỢp giam giữ lý học, hằng số tốc độ thải loại của
toàn hệ thống, được biểu thị bằng hệ thức sau:
Sự thanh thải ở thận - sự thanh thải ở gan 0,693
Ke = —f—
------—-----:------:------------------------ = —
Thể tích phân bô" biểu kiến Tĩ/2
Thể tích phân bô" biểu kiên thường được tính qua thông- số:
Liều lượng
Q
Q là nồng độ ban đầu của chất độc ở thời điểm T0 thu được
bằng cách ngoại suy trên đường cong thải loại. Đối với những chất mà
thể tích phân bố biểu kiến bị giới hạn ở khu vực mạch, thì thể tích
phân ho' biểu kiến là khoảng 6 lít. Đối với những chất mà sự phân bố
bị giới hạn ở chât lỏng ngoại bào thì thể tích phân bố là khoảng 15 lít. Bằng

96 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
cách mở rộng ra toàn cơ thể thì thể tích phân bố biểu kiến gần 50 lít. Do
vậy, đối với các hợp chất có khả năng liên kết mạnh mẽ với các hợp
phần của tế bào, như DDT thường tích giữ trong mõ, thì thể tích phân
bố biểu kiến sẽ vào khoảng SO.OOOlit. Vì vậy, sự thanh thải của các hợp
chất ưa béo (kỵ nước) là rất nhỏ và thể tích phân bố biểu kiến của chúng
lại rất lớn nên sự thải loại của các hợp chất này đòi hỏi một thời gian rất
dài, trường hợp xâu nhất thì phải vài năm.
Cân bằng giữa khu vực dịch tương và khu vực giam giữ ở đây
cũng sẽ đạt tới 4 7^/2 và đôi khi phải nhiều tháng ữước khi cân bằng nầy
đạt được. Lây ví dụ DDT có chu kỳ bán sống khoảng 1,8 năm nên trạng
thái cân bằng sẽ chỉ đạt được rất chậm. Có thể nói rằng trong suốt chu
kỳ này nồng độ chất độc ở dịch tương là rất thấp trong khi đó sự tích
nạp chất độc trong toàn cơ thể lại tăng lên rất mạnh. Điều này cũng cho
ta biết rằng, chừng nào các tác dụng độc của một chất có liên quan tới
nồng độ của nó ỏ trong dịch tương thì các triệu chứng lâm sàng hoặc
các triệu chứng hóa sinh của sự nhiễm độc thường phát triển một cách
chậm chạp và đôi khi có thể đi qua mà không ai thây.
Sự giam giữ vật lý chất độc cho dù thế náo đi nữa, thì hiện trường (các
mỡ và xương) cũng có thể là nguồn gổc của các rối loạn nhiễm độc trầm
trọng. Thường, các rối loạn này có thể xuất hiện khi kế hoạch năng lượng
của cơ thể bị thiếu hụt. Lúc bây giờ, tự khắc sẽ xảy ra một sự di chuyển chất
độc đối những mô khác trước khi đạt được một cân bằng mới. Các mô khác
náy có thể là những mô dễ bị tổn thương nhất, đặc biệt là hệ thần kinh trung
ương. Người ta cũng quan sát thấy các tình trạng tương tư xảy ra cùng với
việc di chuyển các kim loại vốn đã được tích giữ trong xương khi thay đổi
pH một cách bất thình lình. Trong cả hai trường hợp người ta có thể tìm
thấy một bức tranh thực của sự nhiễm độc mạnh.
4.4.6. Tác dụng độc do tạo thành methemoglobỉn
ơ các động vật có vú và ở người, chất vận chuyển oxy chủ yếu là
hemoglobin. Ta đều biết, một trong những tính chất chính của oxy là
khả năng kết gắn thuận nghịch vào protein kim loại này. Việc kết gắn

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 97
oxy này chỉ có thể xảy ra nếu nguyên tử sắt được neo giữ bởi nhân
porphyrin của hemoglobin đang ở trạng thái sắt hai (Fe2+). Trạng thái
oxy hóa của sắt (Fe3+) không cho phép hemoglobin kết gắn được oxy.
Phân tử đang chứa sắt ở trạng thái oxy hóa này có tên gọi lả
methemoglobin. Hậu quả của trạng thái này lả hemoglobin không thể
đóng vai chât chuyên oxy đến các mô nửa. Vầ một tình trạng thiếu oxy
tương đối được thiết lập .
Nói chung, khi đưa vào hệ tuần hoàn máu một chất có khả năng
oxy hóa nguyên tử sắt thì sẽ gây ra một lượng methemoglobin - máu.
Các đẫn xuất nitro hóa hoặc nitroso hóa, các quinon hoặc các
clorat đều là những chất tạo methemoglobin. Một sô" chất kháng sinh
(cloramphenicol), một số chất diệt ký sinh (như nitrofuran,
nifroimidazol), các chất diệt côn ữùng( parathion ), các chất diệt
nhuyễn thể [N**(2-cloro-4-nitrophenyl)-5-clorosalicylaniliđ]/ các chất
diệt nấm (nitropyrazol, nitrophenol, nitrostyren) và các chất diệt cỏ (đẫn
xuất của đinitrophenol) là những chất thuộc loại này.
Khi hemoglobin bị oxy hóa thành methemoglobin thì các đẫn xuất
nitro có thể bị khử để cho sinh ra các hợp châ't nitroso và hyđroxylamin
trung gian có tính tạm thời:
NO, NO
ộ R R
Hợp chất nitro Hợp chất nitroso Hợp chất hydroxytamin Hợp chất amin
Trong đó, hyđroxylamin là tác nhân tạo methemogỉobin manh cả
trong in vitro và trong in vivo.
Như vậy, methemogỉobin được tạo ra bằng tác dụng oxy hóa của
các dẫn xuất nitro và nitroso cũng như bằng tác dụng oxy hóa của các
sản phẩm oxy hóa từ các arrdn (hyđroxyỉamin, nitroso). Điểu này cho
thây có một mối tương quan phức hợp giữa các quá trình khử và quá
trình oxy hóa trong cơ thể.

98 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Chẳng hạn, khi oxy hóa các amin thì lại sinh ra các hyđroxylamin
có khả năng tạo methemoglobin:
NHOH
Cyt P-450
+ hemoglobin + O2 — > Methemoglobin
+
N = 0
Nitroreductase NADPH2
R
Ngoài các dẫn xuất nitro hữu cơ, các dẫn xuất vô cơ như nitrit,
clorat, permanganat và kali feryxianua cũng là nhữag chất gây tạo ra
methemoglobin.
Thường, sự nhiễm độc bởi các tác nhân này qua con đường thức
ăn là tương đối hiếm.
4.5. VAI TRÒ CỦA HỆ VI SINH VẬT ĐƯỜNG RUỘT
• % ■ ,
Hiện nay ai cũng biết vai ttò của hệ vi sinh vật đường ruột có
khả năng chuyên hóa nhiều hợp chẵt ngoại sinh. Tuy nhiên, vai trò
xác thực của hệ vi sinh vật này thật khó đánh giá đúng bởi sự đa
dạng nhiều mặt của nó cũng như bởi những khó khăn của kỹ thuật
nuôi cấy in vitro.
Các vi khuẩn đường ruột là một phần của hệ sinh thái cực kỳ
phức tạp này. Chúng thường bao gồm các loại khác nhau, rất thích
nghi với các điều kiện pH và áp suất oxy khắt khe nên càng đòi hỏi
những nhân tố sinh trưởng phức tạp. Tình trạng này làm cho môi
trưòng của hệ vi sinh vật đường ruột khó tái tạo lại bằng một mô
hình ở phòng thí nghiệm. Tuỵ nhiên trong những điều kiện thích hợp
các vi khuẩn có thể sinh sản bằng nuôi cấy.
Trong một gam phân, người ta đã tìm thấy 10” vi khuẩn của gần
400 loài khác nhau. Trong số này, có thể dễ đàng nuôi cấy đồng thời

Chương 4: TÁC DỤNG ĐỘC 99
một vải loài, song thật là khó nuôi cấy tất cả chúng vào cùng một môi
trường.
Các công trình nghiên cứu về hệ vi ^inh vật này hầu như đều
được tiến hành trên chuột, do đó việc ngoại suy các kết quả vào
người e còn chưa chắc chắn. Quả vậy, nếu như ở phần trên của ruột ở
chuột thường chứa một hệ vi sinh vật thì ở phần trên của đường tiêu
hóa ở người lại chứa không đáng kể vi sinh vật. Do vậy, ở người, để
cho một chất có thể chuyên hóa được bởi hệ vi sinh vật đường ruột,
thì chất đó phải đến được kết tràng. Tuy nhiên, không được quên
rằng các dẫn xuất ngoại sinh có thể bắt gặp hệ vi sinh vật đường ruột
qua chu trình ruột - gan. Ở chuột, hệ vi sinh vật đường ruột có khả
năng khử các dẫn xuất nitro hữu cơ có độc tính mà ta đã thấy ở phần
trên. Như vậy là có hai hệ thông khử các dẫn xuất nitro hữu cơ: gan
và hệ vi sinh vật đường ruột. Có điều là nếu như ở gan, các phản ứng
phụ thuộc cýtocrom P-450 đòi hỏi oxy phân tử, thì ở hệ vi sinh vật
đường ruột, oxy lại ức chế hoạt động của chúng. Do vậy mà có tình
trạng bổ sung trao đổi chất hoặc đôi khi có tình trạng đối kháng trao
đổi chất. Gan thường làm đễ đàng cho sự oxy hóa còn hệ vi sinh vật
đường ruột lại làm dễ dàng cho sự khử. Như vây, hệ vi sinh vật
đường ruột có thể làm triệt tiêu quá trình chuyên hóa có tác đung
khử độc của gan. Hệ vi sinh vật đường ruột có khả năng thủy phân
các glucuroniđ, các ester sulfat, các ac'ylamid và do đó mà các phản
ứng liên kết coi như bị phá hủy. Ở chu trình ruột - gan, hệ quả của
phản ứng thủy phân này là cần thiết, bỏi lẽ các thuốc uống khi ỏ
dạng liên kết với axit glucuronic thường là hòa tan trong nước nên sự
tái hấp thụ chúng ỏ màng nhầy ruột bị hạn chế. Nhưng khi bị thủy
phân khỏi glucuronid chúng sẽ tạo ra một dẫn xuất có khả năng tái
hấp thu ở đường ruột.
Các chất gây ung thư dang amin hoặc amid một khi bị N-hyđroxyl
hóa bởi vi thể của gan thì cũng bị N-đehydroxyl hóa bỏi hệ vi sinh vật
đường ruột. Từ đây có thể cắt nghĩa tính thường gặp của ung thư kết
tràng.

100 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Nói chung, hệ vi sinh vật đường ruột xúc tác các phản ứng thủy
phân và phản ứng khử. Một sô" trong những phản ứng này thường làm
đảo lộn vai trò bĩnh thường của gan. Chúng có liên quan với tác dụng
được ỉý và tác dung độc của các hợp chất ngoại sinh. Trong một số
trường hợp chính xác có thể ngoại suy ở người.

ĐIỀU BIẾN CÁC ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỘC
5.1. ĐẠI CƯƠNG
Nếu như độc tính là tính chất cố hữu của một chất, thì bản chất và
mức độ biểu hiện độc tính trong cơ thể bị nhiễm lại phụ thuộc vào một
loạt các nhân tô'. Ngoài liều lượng và thời gian nhiễm thì các yếu tô" sinh
lý (loài, giống, giới tính, độ tuổi, trạng thái dinh dưỡng và trạng thái
hormon của vật), các yếu tố vật lý, các yếu tố môi trường và các yếu tố
xã hội, cũng như sự nhiễm đồng thời hoặc nhiễm trước các sản phẩm
hoá học khác... cũng có vai trò quan trọng.
Các độc tính có thể bị biến đổi do nhiều cách khác nhau, có thể do
các sai lệch của hấp thụ, của phân bố và của sự bài xuất các sản phẩm
hoặc đo sự tăng hoặc giảm các chuyên hoá sinh học cũng như do sự
thay đổi độ nhạy cảm của chất tiếp nhận trong cơ quan đích.
5.2. ':ÁC NHÂN TỐ CHỦ thê’ (VẬT CHỦ)
5.2.1. Loài và giấng
Từ lâu, người ta đã biết độc tính của một chất thường khác nhau
từ loài này sang loài khác. Chẳng hạn các thuốc diệt côn trùng sẽ độc
đối với các loại sâu hại hơn là đối với người và các động vật có vú khác.
Người ta còn thấy, trong sô" động vật có vú, các tác dung độc là khá
giống nhau và đây là cơ sở cho sự tiên đọán về các độc tính đối với con
người đi từ các kết quả nghiên cứu trên những loài khác như chuột, chó,
thỏ và khỉ. Tuy nhiên, độc tính cũng khác nhau đáng kể, ngay cả giữa
những động vật có vú (Williams/1974).
Etylen glycol và anilin là những ví dụ về sự đáp lại khác nhau liên
quan đên loài. Etylen glycol thường bị chuyên hoá thành axit oxalic (có
tác dụng độc) và cacbon dioxyd. Độc tính của etylen glycol ở các động
vật, xếp theo thứ tự lượng axit oxalic sản sinh ra như sau: mèo > chuột >
thỏ. Còn anilin thì bị chuyên hoá chủ yếu thành oaminophenol ở chó
CHƯƠNG 5

102 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
và ở mèo và thành /7-aminophenol ít độc hơn ở chuột và chuột đồng
(hamster) do đó anilin ít độc hơn ở những con này (Timbull, 1982).
Sự khác nhau trong hấp thụ, trong phân bố hoặc trong bài xuất
cũng dẫn đến những khác nhau về độ nhạy cảm giữa các loài đối với
nhiều chất độc.
Sư hoạt hoá sinh học khác nhau cũng tạo ra độc tính khác nhau. Ví
dụ như 2-naptylamin thường tạo ra khối u ở bọng đái của chó và người
nhưng không tạo ra ồ chuột, thỏ hoặc chuột lang. Ở chó và người, chất
này bị chuyển hoá thành 2-naptylhydroxylamin là chất gây ung thư.
Các yếu tố sinh lý thường có liên quan trong các biểu hiện độc. Ví
dụ hành biển là thuốc diệt loài gậm nhấm rất tốt bởi lẽ các chuột không
thể nôn ra trong khi ở người và nhiều loài động vật khác có thể nôn và
do đó thải bỏ được chất độc này.
5.2.2. Giới tính, tuổi và trạng thái dinh dưõng
a) Giới tính
Các động vật đực và cái của cùrig một loài và cùng một giông, nói
chung, thường có phản ứng giống nhau đối với chất độc. Tuy nhiên
cũng có những ngoại lệ, đặc biệt là ở chuột. Chảng hạn, nhiều thuốc gây
ngủ (như nembutal, luminal (phenobarbital), evipan (hexobarbital)) gây
ra một thời gian ngủ ở chuột cái dài hơn ở chuột đực. sở dĩ thời gian
ngủ gây ra bỏi hexobarbital ở chuột đực ngắn hơn là do các enzym của
vi thể gan vốn có khả năng thuỷ phân được phân tử này ỏ chuột đực có
hoạt lực cao hơn. Hoạt tính enzym cao này sẽ giảm đi khi thiến chuột
đực hoặc khi xử lý trước với các chất gây động dục.
Người ta cũng cho thấy, chuột cái nhạy cảm với các chất cơ
phospho như azinphosmetyl hoặc parathion hơn chuột đực. Khi hoạn
chuột cái hoặc xử lý với hormon sẽ làm mất đi sự khác biệt này. Tfty
nhiên, khác với hexobarbital, parathion ồ chuột cái thường bị chuyển
hoá nhanh hđn ơ chuột đực, làm tao ra ĩĩ\ột lượng lớn paraoxon đôc hơn
phân tử mẹ parathion.

Chương 5: ĐIỂU BIẾN CÁC ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỘC 103
b) Tuểi
Từ lâu, người ta cũng đã biết, trẻ sơ sinh và động vật non nói
chung, thường nhạy cảm với các chất độc hơn từ 1,5 đến 10 lần
(Golđenthal,1971). Ví dụ, một liều* hexobarbital 10mg/kg sẽ gây ngủ
kéo dại 360 phút ở chuột một ngày tuổi nhưng chỉ kéo dại 27 phút ở
chuột 21 ngày tuổi.
Tuy nhiên, người ta cũng thấy, tất cả các sản phẩm hoá học đều
không gây ra một độc tính cao hơn ở động vật non. Chẳng hạn, một số
chất, đặc biệt là các-chất kích thích hệ thần kinh trung ương thường ít
độc hơn đối với động vật mới sinh. Lu và cộng sự (1965) đã chứng tỏ
rằng DLso của DDT ở chuột mới sinh cao hđn 20 lần ở chuột trưởng
thành.
Một số chất độc ở người trẻ bị hấp thụ dễ dàng hơn ở người lớn:
ữẻ con hấp thụ chì 4-5 lần, và hấp thụ cadmi 20 lần lớn hơn ở người
trưởng thành (McCabe, 1979 và Sassor, 1977). Penicilin và tetracyclin ở
động vật non được bài xuất chậm hđn do đó sẽ gây độc hơn so với ở
động vật trưởng thành.
Nhiều dẫn liệu cũng chỉ rằng ở người bệnh cao tuổi nói chung nhạy
cảm với nhiều thuốc hơn. Có thể là ở người cao tuổi khả năng khử độc đã
bị giảm sút và khả năng bài xuất bằng đường thận cững đã bị biến đổi.
Hơn nữa, ở có thể người cao tuổi thường có mô mỡ phát triển hơn
và hàm lượng nước thấp hơn (Jarvik, 1981). Nhiều thuốc, phần lớn các
thuốc làm dịu hệ thần kinh trung ương, một số kháng sinh, các glucosiđ
tim cũng như các tác nhân làm giảm huyết áp đều chứng tỏ có những
dâu hiệu độc nặng hơn ở những người cao tuổi (WHO,1981).
c) Trạng thái dinh dưỡng
Chúng ta đều biết, enzym “oxyase có chức năng hỗn hợph (Mixed
function oxyase, oxydase à fonction mixte - MFO) là tác nhân chính yếu
của sư chuyên hoá sinh học các chất độc. Khi thiếu các axit béo cần thiết
hoặc thiếu protein, nói chung sẽ làm giảm sút hoạt tính của enzym náy. Sự

104 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
giảm sút này sẽ có những hậu quả khác nhau đến độc tính của các sản
phẩm hoá học. Ví dụ như hexobarbital và aminopyrin đều bị khử độc bởi
enzym MFO này do đó sẽ tỏ ra độc hơn ở những chuột có chế độ đinh
dưỡng thiếu các axit béo cần thiết hoặc thiếu protein. Ngược lại độc tính
của aflatoxin, của cacbon tetraclorua, và của heptaclor sẽ thấp hơn ở những
chuột thiếu đinh dưỡng này vì lẽ ở đây đã làm giảm sự hoạt hoá sinh học
các chất độc. Chuột được nuôi với chế độ ăn nghèo protein sẽ nhạy cảm
với các thuốc diệt côn trùng từ 2 đêh 6 lần (Boyđ, 1972). Các hoạt tính của
MFO sẽ bị giảm đi ồ những động vật có chế độ ăn giàu đường.
Nhiều nghiên cứu về khả năng sinh ung thư đã chứng tỏ rằng một
chế độ ăn uống kém dồi dào sẽ làm giảm tỷ lệ ung thư: sự thiếu protein
thường làm giảm khả năng sinh khối u của các chât gây ung thư như
aflatoxin Ba và đimetylniữosamin. Các nghiên cứu về tầm quan trọng
của chế độ ăn uống đến khả năng sinh ung thư đã cho thấy ở các động
vật có chế độ ăn giàu lipid sẽ có tỷ lệ khôi u cao hơn ở những động vật
có chế độ ăn thiếu lipid.
Sự thiếu vitamin A và thông thường là thiếu các vitamin c và E sẽ
làm giảm enzym MFO, trong khi thiếu tiamin (vitamin Bj) thì có tác
dụng ngược lại. Hơn nữa, sự thiếu vitamin A còn làm tăng độ nhạy cảm
của các đường hô hấp đối với các chất gây ung thư (Neltesheim, 1979).
5.3. CÁC NHÂN TỐ CỦA MÔI TRƯỜNG
5.3.1. Các nhân tố vật lý
Các thay đôi về nhiệt độ có thể làm biến đổi độc tính của môt chất.
Chăng hạn, chất colchicin và chất đigitalin ỏ chuột độc hơn ở ếch nhái,
nhưng độc tính đối với ếch nhái sẽ tăng lên cùng với sự tăng nhiệt độ
của khí quyển, tuy nhiên thời gian đáp lại sẽ rút ngắn hơn khi ỏ nhiệt
độ cao hơn. Người ta cũng nhận thấy độc tính của strychnin, nicotin và
a tropin sẽ tăng lên ỏ động vật bị nhiễm ỏ nhiệt độ thấp (lạnh), còn độc
tính của malathion và của sarin (hợp chất cơ - phospho) lại tăng lên khi
hạ nhiệt trong khi độc tính của parathion bị giảm khi hạ nhiệt.

Chương 5: ĐIỂU BIẾN CÁC ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐÔC 105
Các hoạt động của con người trong không gian hoặc ở dưới đáy
biển cũng có tác dụng điều biến độc tính của các chất, ơ độ cao lớn, độc
tính của đigitalin và của strychnin sẽ bị giảm đi, song độc tính của
amphetamin lại tăng lên. Sự thay đổi riày có lẽ là do sự giảm hàm lượng
oxy hơn là do tác dụng trưc tiếp của áp suất.
5.3.2. Các nhân tố xã hội
Các điều kiện nuôi động vật và nhiều nhân tô" xã hội khác có thể làm
biến đổi độc tính của các chất hoá học. Các kiểu nhốt (cá thể hoặc đàn), các
loại chuồng và vật liệu rơm rác độn chuồng đều là những nhân tố quan
trọng. Chăng hạn DLgo của isoproterenol ở chuột nhốt cá thể là dưới
50mg/kg, nhưng ở chuột nhốt theo nhóm 10 con là 800mg/kg. Kiểu
chuồng bằng lưới sắt hoặc bằng chất dẻo và vật liệu rơm rác độn chuồng
cũng có ảnh hưởng đến sự đáp lại của động vật đốỉ với chất độc.
5.4. CÁC TƯƠNG TÁC HOÁ HỌC
Các kiểu tương tác
Độc tính của một phân tử đốỉ với một cơ thể tăng lên hoặc giảm đi
khi bị nhiễm cùng một lúc hoặc nhiễm kế tiếp với một phân tử khác.
Bảng 5.1 cho thấy rõ tương tác hoá học của các chất
Bâng 5.1* Ví dụ vể các tương tác hoá học (theo Kurakawa, 1987)
KBtOị (kali
brom at)
(mg/kg)
Tỷ lẽ đông vát chết ịsốchêự sô cá thê th í nghiêm)
Đ ối chứng
(dđm ụối)
Glutatìon
(800mg/kg)
Cystein UI
(400mg/kg)
Dietylm aleatữì
(0,7 mựkg)
300 8/8 8/8 - -
170 5/8 0/8 0/8 -
100 5/8 0/8 0/8 -
30 0/8 - - 8/8
Ghi chú: 1- chất đối kháng; 2- chất hiệp trợ.

106
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
• Người ta nói tương tác là cộng tính nếu tác dụng tổng (hay tác
dụng tổ hợp) của hai hay nhiều chất là bằng tổng các tác dụng
riêng rẽ của mỗi chất:
E=A +B
Trong đó: E- tác dụng tổng;
A - tác dụng của A)
B - tác dụng của B.
Ví dụ, các tác dụng của đa phần các hợp chất cơ - phospho đến
hoạt tính của enzym cholimesterase.
• Người ta nói lả có tương tác hiệp đồng khi tác dụng tổng của các
chất này lớn hơn tổng các tác đụng riêng rẽ của mỗi chất cộng lại:
E >A + B+ ....
Ví du, CC14 và etanol đều tác dụng đến gan, còn amiant và khói
thuốc lá thì tác dụng đến phổi. Trong trường hợp sau, Selikoff và cộng
sự (1968) đã cho thấy tác động của các ung thư phổi ỏ những người làm
việc với amiant tăng lên 5 lần, ỏ người hút thuốc lá tăng lên 11 lần và ồ
người vừa hút thuốc là vừa làm việc với amiant tăng lên 55 lần.
• Người ta nói là có sư táng tiền lưc (potentialisation) khi có sự
tăng độc tính của một chất này bởi một chất khác không độc.
Tắc dụng của A + B > tác dụng (A) -ỳ (B) Jam tăng tiền lực tác
dụng của (A)
Ví dụ, isopropanol thường không có tác dụng đến gan nhưng có
thể làm tăng độc tính ở gan của CC14 lên đáng kể.
• Sự nhiễm của một cơ thể bỏi một phân tử này có thể làm giảm
độc tính của một sản phẩm hoá học khác. Có đối kháng hoá học
khi có tình trạng trong đó phản ứng giữa hai phân tử sẽ tạo ra
một dân xuât ít độc hơn. Ví du, sư tao phức càng cua của các
kim loại nặng bởi dimercaprol.

Chương 5: ĐIẾU BIỂN CÁC ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỘC 107
Có đối kháng chức năng (funtional antagonism) khi hai sản phẩm
hoá học sản sinh ra những tác dụng trái ngược nhau trên cùng nền đây
chằng sinh lý (parameữe physiologique). Chẳng hạn như các tác động
ngược nhau của những chất làm dịu (depressant) và chất kích thích
(stimulant) của hệ thốhg thần kinh trung ương.
Có đốỉ kháng cạnh tranh khi chất cạnh tranh (agonist) và chất đối
kháng (antagonist) tác dụng trên cùng chất tiếp nhận, ví đu như các
chất phong bế (bloquant) bao vây các tác dung của nicotin đến các hạch.
Có đối kháng không cạnh tranh khi tác đụng độc của một sản
phẩm hoá học này bị phong tỏa bởi một sản phẩm hoá học khác vốn
khổng tác dụng trên cùng receptor. Ví dụ, a tropin làm giảm độc tính
của các chất ức chế enzym acetylcholinesterase bằng cách không tác
dụng đến enzym mà tác dụng đến các chất receptor của acetylchoỉin.
5.5. CÁC Cơ CHẾ ĐIỀU BIẾN
CÓ thể nói, hậu quả của những cơ .chế khác nhau là những tương
tác hoá học. Chẳng hạn, nitrit có thể phản ứng với một số' amin khi ở
trong đạ dày để hình thành nên những nitrosamỉn mà tuyệt đại đa số là
những chất gây ung thư và do đó làm cho độc tính của các châì: trên
tăng lên một cách manh mẽ.
Mặt khác, ai cũng biết, tác dụng của nhiều thuốc giải độc lại dựa
trên tương tác của chúng với các chất độc. Ví dụ, thiosulfat được dùng
trong trường hợp bị ngộ độc bởi cyanua,
Một phân tử cũng cớ thể làm chuyên dịch một phân tử khác khỏi
vùng liên kết của nó trên các protein huyết tương nên sẽ làm tăng nồng
độ thực của nó lên.
Một sản phẩm hoá học có thể làm thay đổi sự bài xuất của các axit
yếu và các base yếu ở thận bằng cách biến đổi pH của nước tiểu.
Sự cạnh tranh đối với cùng một hệ thống vận chuyên làm cho một
chất này có thể ngăn cản sư bài xuất của một chất khác. Ví dụ như uống
đồng thời probenecid với penicilin để làm giảm sự bài xuât của

108 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
penicilin bằng đường thận và do đó kéo dài được thời gian tác dụng của
kháng sinh này.
Liên kết của các phân tử với receptor của chúng là một tương
tác rất quan trọng. Một chất đối kháng (ví dụ như một châ't truyền
thần kinh hoặc một hormon) thường bao vây một chât chủ vận
(agonist) bằng cách ngăn cản sự liên kết của chất chủ vận này với
receptor.
Các sai lệch do sự chuyển hoá sinh học một sản phẩm hoá học này
sang một sản phẩm hoá học khác cũng là những tương tác quan trọng.
Một sô" phân tử là những chất cảm ứng của các enzym vôn xúc tác các
phản ứng trao đổi chất của các chất ngoại sinh, chúng có thể làm tăng
hoạt tính của các enzym này bằng cách tăng tổng hợp thêm enzym mới,
do đó sự uông lặp lại thường là cần thiết. Các chất cảm ứng cổ điên là
phenobarbital, 3-metylcholanthren, cac polyclorbiphenyl (PCB), DDT và
benzo(a)pyren (PaB). Các chất cảm ứng có thể làm giảm độc tính của các
sản phẩm hoá học khác bằng cách làm táng sự khử độc cic chất này. Ví
dụ, xử lý trước với phenobarbital sẽ lảm giảm thời gian ngủ do
hexobarbital gây ra, làm giảm sư tê liệt do zoxazolamin gây ra và cũng
làm giảm bớt lượng aflatoxin ỏ dịch tương (Wong, 1981). Mặt khác, xử
lý trước với phenobarbital lại làm tăng độc tính của acetaminophen và
của brombenzen có thể là do làm tăng lượng các chất chuyển hoá có
tính độc được tạo ra (Timbrel, 1982). Việc đưa vào cơ thể lặp lại nhiều
lần một phân tư nào đó có thể làm cảm ứng các enzym riêng dành cho
sự chuyển hoá phân tử này. Ví dụ như trường hợp vinyl clorua (Du và
cộng sự 1982).
Piperonyl butoxyd, isoniazid và các sản phẩm ho hàng là những
chất cảm ứng của nhiều enzym của sự trao đổi chất các chất ngoại sinh.
Ví dụ như piperonyl butoxyđ có thể làm tăng độc tính của pyrethre đối
với các côn trùng bằng cách ức chế các enzym MFO vôn có tác dụng
khử độc các thuốc diệt côn trùng.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu ĐỘC TÍNH
■
CỦA CHẤT ĐỘC
6.1. ĐẠI CƯƠNG
Độc tính của một chất, theo nghĩa rộng, là khả năng sản sinh ra
những hiệu ling độc hại cho một cơ thể sống.
Một chất có đệc tính cao sẽ gây ra những hiệu ứng độc khi ở liều
lượng thấp, còn một chất có độc tính thấp chỉ gây ra những hiệu ứng
độc như thế khi được sử dụng hoặc được uống với liều lượng nhiều
hơn.
Độc tính của một sản phẩm thường có liên quan với những yếu tô' sau:
- Con đường chất độc xâm nhập vào cơ thể: đường miệng (ăn
uống), tiêm, đường hô hấp (xông, hít), hoặc đường ngoải đường tiêu
hóa.
- Tần suất đưa vào: uống một lần duy nhất hoặc lặp lại nhiều lần.
- Mức độ'tổn hại.
- Thời gian cần thiết để làm xuất hiện một hiệu ứng độc.
Ngảy nay, đo các đòi hỏi về an toàn trong mọi lĩnh vực, buộc
người ta phải đánh giá chính xác mức độ và nguy cơ gây độc hại của
một sản phẩm đốỉ với con người và môi trường xung quanh. Vì vậy, sư
an toàn trong thực phẩm là rất hệ trọng đối với con người. Có điều là
lâu nay, các thông tin về độc hại chủ yếu đến từ các quan sát trên nhửng
người bị ngộ độc.
Để đánh giá nguy cơ độc hại của một sản phẩm, hiện nay, người ta
thường tiến hành các thí nghiệm trên những cơ thể động vật
• Đông vât th í nghiêm
Với những nghiên cứu độc tính qua đường miệng, đường đa và
đường xông, người ta hay dùng loài gậm nhâm đặc biệt là chuột. Còn
với những nghiên cứu độc tính liên quan đến da, người ta sử đụng thỏ
CIIirơNG 6

110 Độc TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
và lợn. Đối với những nghiên cứu các độc tính mạn, người ta lại chọn
loài không phải gậm nhấm, thường là chó hoặc khỉ. Và với những
nghiên cứu về khả năng sinh ung thư, người ta hay sử dụng chuột nhắt,
chuột nhà và cả chuột đồng.
Về nguyên tắc, người ta thí nghiệm trên cả động vật đực và cái,
động vật non và động vật già, nhất là khi phải xác định liều gây chết 50
(S o ).
• Đường đưa vào
Nói chung, các chất độc phải được đưa vào bằng con đường mà
con người thường bị nhiễm.
Trong lình vưc an toàn thực phẩm, phần lớn các nghiên cứu được
thưc hiện qua đường miệng. Các sản phẩm có thể được đưa vào nhờ
một Ống thăm (sonde) qua thực quản hoặc qua dạ dày, hoặc có thể được
đưa vảo bằng cách trộn với thức ăn hoặc nước uốíng của động vật. Cách
đầu thường dùng với những nghiên cứu cấp diễn, cách thứ hai hay
đùng trong những nghiên cứu trường diễn.
• Để đánh giá các hiệu ứng độc của một chất, ngoài các phép thử
in vivo thuần túy, người ta còn phải đánh giá trên các mặt sau:
- Các hiệu ứng độc trên hệ thần kinh ữung ương (CNS).
- Các hiệu ứng độc ữên hệ tim mạch.
- Các hiệu ứng độc đối với phổi.
- Các tác dụng lợi niệu.
- Các hiệu ứng đến sự trao đổi glucid và lipid.
- Các tác dụng đến các enzym củạ gan (cảm ứng hoặc ức chê)i
- Các hiệu ứng hạ sốt.
- Các hiệu ứng chống viêm.
- Các tác dụng đến sự đông máu.
- Các hoạt tính kháng sinh.

Chương 6: PHƯƠNG PHÁP NGHIẾN cứu ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỘC 111
6.2. MỨC ĐỘ ĐỘC
6.2.1. Độc tính câ'p
6.2.1.1. Khái niệm
Độc tính cấp (acute toxicity) của một chất được coi như là các tác đụng
đốỉ địch xẩy đên bất thần trong một khoảng thời gian ngắn sau khi uống một
liều duy nhất hoặc uổng nhiều liều phân bổ ra trong 24 h (Hagan, 1959).
Nghiên cứu độc tính cấp cho phép:
- Tính được một liều lượng gây chết Dl50 (letale đose) hoặc một
nồng độ gây chết CL50 (letale concentration) thường được định nghĩa là:
ước lượng thống kê của một liều duy nhất ( hay của một nồng độ duy
nhất) của một chất có thể làm chết được 50% động vật.
Khi sản phẩm là khí được tiến hành bằng xông ( h ít) thì người ta
- sẽ tính nồng độ gây chết 50 (CL50) cho một thời gian xông xác định hoặc
tính thời gian gây chết 50 (TL^) cho một nồng độ xác định của chất độc
trong không khí.
- Xác định được bản chất cửa các hiệu ứng độc đã quan sát được
nhờ thiết lập được một mối liên hệ trực tiếp giữa cường độ các hiệu ứng
độc và liều lượng (hoặc nồng độ) đã cho uông.
- Dự kiêh được hoặc ít ra là cho biết những thông tin về các nguy cơ mà
con người chuốc lây sau khi uông hoặc bị nhiễm với một liều lượng rất lớn.
Tóm lại, nghiên cứu độc tính cấp là cơ hội để xác định được hiệu
ứng độc riêng của sản phẩm, xác định được cơ quan đích và còn để
cung câp những cơ sở cho việc tính toán liều lượng phải dùng trong
những nghiên cứu trường diễn
6.2.1.2. Phương pháp xác định liểu độc cấp tính
a) Mối quan hệ giữa liều lương và sự đáp lại (dose-response)
Thường tiến hành từ một liều nhỏ cho một số' động vật nhất định,
quan sát số động vật bị chết, xong tăng dần liều lên cho đến lúc nào đó

112 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
số động vật thí nghiệm chết gần hết. Từ các số liệu này vẽ đồ thị tỷ lệ
chết y=/(log liều lượng) ta thu được đường cong hình chữ s. Phần giữa
của đường cong (tỷ lệ chết giữa 16 và 84%) thường là đủ thẳng để ước
lượng giá trị của DL50.
b) Giải thích sổ liệu
Đê? làm tăng ý nghĩa của các DL50/ cần phải xác định độ lệch chuẩn
(hoặc khoảng tính cậy) và hệ số góc của đường thẳng “liều lượng-đáp
lại”. Khoảng tín cậy cho biết sai số của giá trị DLso thu được. Hệ số góc
có ý nghĩa quan trọng khi so sánh hai chất có DL50 giông nhau. Có thể
nhận thấy điều đó dễ đàng trên đồ thị ở hình 6.1. Giả đụ, hai chất c và
D có giá trị DL50 giông nhau. Chất c với đường thẳng có hệ sô' góc bé
hơn sẽ cho tỷ lệ chết cao hơn (tức sẽ độc hđn) khi ỏ liều bé hơn DL50. sản
phẩm A ít độc hơn các sản phẩm khác ở những liều độc bằng DL50.
Sản phẩm c cũng độc như sản phẩm D ở liều độc bằng DLso
nhưng sẽ độc hơn D ỏ những liều độc nhỏ hơn DLso và ít độc hơn D ở
những liều độc lớn hơn DL50. sản phẩm B ít độc hơn D ỏ liều độc bằng
DL50 nhưng có thể độc hơn ở những liều độc bé hơn DLsq.

Chương 6: PHƯƠNG PHÁP NGHIẾN cứu ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỔC 113
Độc tính của một chât thường được biểu hiện bằng liều độc câp
tính DL50, tức lượng mg/kg có thể giết chết 50% động vật thí nghiệm.
Liểu độc câp tính của một sô" sản phẩm hóa học như ở bảng 6.1
(Loomis, 1978).
Bàng 6.1. Liểu đôc cấp tính của môt số chất
Sản phẩm Động vậtDL^mg/kg ừọng ĩượng cơ thê)
Etanol Chuột nhắt10.000
Natri clorua Chuột nhắt4.000
Sắt sulfat Chuôt 1.500
Morphin sulfat Chuôt 900
Phenobarbital (muôi Na)Chuột 150
DDT Chuôt 100
Picrotoxin Chuôt 5
Strychnin sulfat Chuột 2
Nicotin Chuôt 1
3-Hemicholin Chuôt 0,2
Tetrođotoxin Chuôt 0,1
Dioxin (TCDD) Chuột lang0,001
Độc tổ' botulic Chuôt 0,00001
c) Sử dung các DL50
Các dẫn liệu DL50 được sử dụng vào nhiều mục đích:
1) Sắp xếp các sản phẩm hóa học theo độc tính tương đối của
chúng. Sư xếp hạng dưới đây là một ví dụ:
Loại hạng
Siêu độc
Cưc độc
Rất độc
Độc trung bình
Độc nhẹ
Không độc
DL50
5 mg/kg hoặc ít hơn
5-50 mg/kg
50-500 mg/kg
0,5-5 g/kg
5-15 g/kg
>15g/kg

114 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
2) Những áp dụng khác:
- Đánh giá sự nguy hiểm trong trường hợp dùng quá liều.
- Lập chương trình nghiên cứu độc tính á cấp và độc tính mạn ở
các động vật.
- Cung cấp các thông tín về:
* Các cơ chế gây độc.
* Ảnh hưởng của tuổi, giới, các nhân tố chủ thể và môi trường.
* Các biến dị trong sự đáp lại của các loài và giống động vật khác
nhau.
- Các thông tin về độ nhạy cảm của một quần thể động vật.
- Cung cấp các thông tin cần thiết để lập chương trình các phép
thử điều trị ở người.
- Kiểm ưa chất lượng của các sản phẩm hóa học để phát hiện ra
những tạp chất vả những biến đổi có ảnh hưởng đến tính sinh học.
6.2.2. Độc tính á cấp
Độc tính á cấp (subacute toxicity) là sự biểu hiện rõ các hiệu ling
độc của một chất sau khi cho động vật uống một liều đều đặn hằng
ngày hoặc cho uống 5 liều một tuần trong thời gian không quá 90 ngày
(thường chiếm 10% quãng đời của động vật: 90 ngày ở chuột, 2 năm ỏ
chó).
- Độc tính á câp cho ta biết được các tác dung độc chủ yếu của một
chất và các cơ quan đích có liên quan.
- Độc tính á câp cũng cho biêt rõ các tác dung độc là thuận nghịch
hay bât thuận nghịch đê từ đó định rõ được các tác dung độc này ỉà có
tính lũy tích hay có tính chậm rãi.
- Độc tính á cấp còn mang đến những thông tín để từ đó chọn
được những liều lượng thích hợp cho các nghiên cứu dài hạn hơn.

Chương 6: PHƯƠNG PHÁP NGHIẾN cứ u ĐỘC TÍNH CỦA CHẤT ĐỔC 115
Nói chung, các nghiên cứu thường kéo dài từ 14 ngày đến 3 tháng.
Đê làm sáng tỏ các tác dụng độc của một chất, trong thời gian nghiên
cứu, các động vật thí nghiệm được theo dõi cẩn thận các mặt sau:
- Theo dõi lâm sàng (trạng thái chung, dáng vẻ, các bất thường
thấy được ở động v ật...).
- Theo dõi sự tăng trọng, sự tiêu thụ thức ăn và nước uống.
“ Các xét nghiệm máu, thử độ đông (hồng cầu, bạch cầu, tốc độ kết
lắng...).
- Các xét nghiệm về sinh hóa máu, nước tiểu và phân.
- Các xét nghiệm chức năng.
Các động vật chết hoặc các động vật hiến sinh trong quá trình
nghiên cứu đều được mổ. Các cơ quan được lấy ra, cân, ngâm trong
formol 10% và xét nghiệm bệnh học mô.
Phân tích các kết quả thu được ở trên, cho phép thiết lập được môì
liên hệ giữa liều lượng và các hiệu ứng độc quan sát được cũng như ước
lượng được một liều không gây hậu quả (no observed effect level-
NOEL). Từ đây, cũng sẽ góp phần xác định được một liều giới hạn chấp
nhận được cho con người.
6.2.3. Độc tính mạn
Độc tính mạn (choronic toxicity) là sự thể hiện rõ các tác đụng độc
của một chất sau khi cho uông (hoặc bôi) một liều lặp lại hàng ngày
hoặc uông nhiều liều trong một thời gian kéo dài trên 90 ngày. Thời
gian có thể tới 18 tháng ở chuột ( loài gậm nhấm) và 7 đến 10 năm ở chó
và khỉ (không phải loài gậm nhấm).
Nhờ các nghiên cứu về độc tính mạn mới cho phép phát hiện được
những hiệu ứng độc vốírt có thời gian tiềm ẩn đài hay là những hiệu ứng
độc lũy tích. Do vậy, chỉ những nghiên cứu theo kiểu này mới cho phép
làm nổi bật được một số tác động ở tim hoặc ỏ thận, bỏi lẽ sự xuất hiện

116 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
của các tác động này thường có liên quan với tuổi của động vật thí
nghiệm.
Các kết quả của những nghiên cứu về độc tính mạn cho phép xác
định được:
- Kiểu và bản chất của các hiệu ứng độc.
- Một liều không gây hiệu ứng độc được chỉ định như m ôt liều
ngưỡng
- Một liều gây độc.
- Thời gian xuất hiện các hiệu ứng độc ( phu thuộc liều lượng hoặc
nồng độ).
- Tính thuận nghịch có thể có của các hiệu ứng độc đã lưu ý.
Như vậy, độc tính mạn xuất hiện khi châ't độc xâm nhập vào cơ
thể một cách từ từ và đến một lúc nào đó mới gây tổn thương cho cơ
thể. Chảng hạn, Na2F2 nếu dùng một lần trên 2 g sẽ gây ngộ độc cấp
tính, nhưng nếu mỗi ngày vài chục miligam sẽ gây ngộ độc mạn tính,
gây tổn thương ở răng, ồ xương, do đó nước uống không được chứa ion
flor quá 1,5 mg/1. Hoặc DDT liều DLjo cho chuột uống là 250 mg/kg.
Nhưng nếu cho chuột uống liền trong 7 đến 8 tháng, mỗi ngày 5 mg/kg
thì sẽ gây ra các tổn thương ở gan.

PHẨN THỨ HAI
CÁC PHÂN TỬ ĐỘC
VÀ NGUY Cơ CÂY ĐỘC

CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THựC PHAM
7.1. ĐẠI CƯƠNG
Như ta đều biết, con người là sinh vật dị dưỡng nên các nhu cầu về
dinh đường của mình thường được thoả mãn bằng các thực phẩm từ
nguồn động vật và thực vật. Việc chọn lựa những loài động vật và thưc vật
làm thức ăn xuât phát từ khả năng cung cấp bởi một môi trường sinh thái
xác định cùng là cách chế biến tương hợp đã tạo nên nét văn hoá ẩm thưc
cho các cư dân ở từng vùng khác nhau. Tiêu chuẩn cho sự chọn lựa này,
ngoài chất lượng cảm quan, khả năng cung câ'p và bảo quản thì sự vắng
mặt các độc tính được coi lả yếu tố quyết định. Trong quá trình này, nhửng
sản phẩm tuy có lợi ích nào đó về mặt đinh dưỡng nhưng hàm chứa một
độc tính nội tại cao thì thường bị loại khỏi bộ S Ư U tập thực phẩm của con
người. Có điều lả không ai lại hão huyền mà tin rằng mọi nguy cơ gây độc
hại trong các sản phẩm thực phẩm sử dụng hàng ngày đều có thể được
loại bỏ. Thực ra, bên canh các chất đinh dưỡng/ một số thực phẩm thường
dùng luôn chứa những chất không có giá trị đinh dưỡng hoặc thậm chí có
những chât gây nguy hiểm cho cơ thể nữa.
Dưa vào cơ chế tác dung, các chất độc hại tự nhiên của thực phẩm
có thể phân thành hai nhóm:
- Các chất phản dinh dưỡng.
- Các chât độc của các thực phẩm.
Các chất phản đinh dưỡng
Tác dụng độc của các chất này là ỏ chỗ chúng có thể làm cho tác
dụng sẵn có của các chất dinh đ.ưỡng bị kém đi hoặc gây ra một sự tổn
thât phụ nào đó cho các chất dinh dưỡng. Các chất phản đinh dưỡng có
thể biểu hiện hoạt tính ỏ những giai đoạn khác nhau:
- Trong khi ăn, chẳng hạn các enzym được giải phóng ra khi nhai
có thể phá huỷ một số chất dinh dưỡng vốn đồng hoá trưc tiếp được.
CHUÔNG 7

- Trong khi tiêu hoá, các chất này có thể kìm hãm các enzym thuy
phân của đường tiêu hoá.
- Trong quá trình chuyển hoá trao đổi chât, khi giai độc các chât
nảy có thể dẫn đến làm tổn thương các phân tử nội sinh.
Về phương diện dinh dưỡng, người ta có thể dựa vào kiểu chât
đinh dưỡng để phân loại các chất phản dinh dưỡng có nguồn gốc tự
nhiên thành các loại sau:
- Các chất tác động đến quá trình tiêu hoá hoặc quá trình trao đổi
chất của các protein.
- Các chất cạnh tranh với sự đồng hoá của các chất vô cơ.
- Các chất làm vô hoạt các vitamin hoặc làm tăng nhu cầu về vitamin.
Các chất phản đinh dưỡng có thể chỉ liên quan với một nhóm hoặc
có thể liên quan với cả ba nhóm. Chất phản dinh dưỡng ở trường hợp
sau thường được gọi là chất phản đinh dưỡng đa năng.
Chẳng hạn, tanin có tác dung chủ yếu làm tăng nhu cầu về protein
vả tanin còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại hoá trị 2 và 3 đo
đó mà có thê làm giảm hoạt động của canxi, sắt và đồng. Tanin cũng
góp phần làm tăng nhu cầu về vitamin do tanin có thể làm giảm dự trữ
vitamin A ở gan và làm giảm khả năng tiêu hoá của B12.
Các chât cao phân tử khác như celulose và lignin cũng thường có
tính phản dinh dưỡng đa năng này. Celulose và lignin có khả năng làm
biên đôi sâu sắc hoạt động dinh dưỡng của ông tiêu hoá đo đó góp
phần làm tăng tổn thât nội sinh các protein, vitamin và khoáng chất.
Các chât đôc của thưc phẩm
Đó là những chất gây được một tác dụng độc cho cơ thể. Có điều
là các tác đụng độc của các chât này không thể bù trừ được bằng cách
cung cấp thêm các chất dinh dưỡng.
Cách thức tác dụng của các chất này có thể là bằng một phản ứng
đặc biệt, hoặc băng một sự băt chước theo phân tử của các hormon, các
120 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NH1ẾN CỦA THỰC PHAM 121
axitamin hoặc một số' trường hợp có liên quan với một gen làm phát
sinh ra một bệnh lý xác định.
72.CẢC CHẤT PHẢN DINH DƯỠNG
7.2.1.Các châ't làm vô hoạt hoặc làm tăng nhu cẩu về vitamin
7.2.1.1.Các chất kháng tiam in ( tiaminase)
Có nhiều yếu tố kháng vitamin BẤ ữong các thực phẩm. Tiaminase I
là một chât kháng B], nó có bản chất protein và nhạy cảm với nhiệt, có
trong các nội tạng (viscere) và trong thịt của nhiều động vật thuỷ sinh.
Loại chất khác gồm một nhóm các hợp chất (có nguồn gốc khác nhau)
có khối lượng phân tử thấp, bền nhiệt. Trong sô' này có thể kể đến
tiaminase II được chiết ra từ cây dương xỉ, nó là một hợp chất gần giống
hemin cũng như một số dẫn xuất có bản châ't phenoỉ như axit cafeic:
OH
CH=CH—COOH
Các chât kháng tiamin sẽ thuỵ phân B1 theo phản ứng sau:
H3C C nh2hciJ Ỵ ^
^C-CH2
0
< CI
h3c—c f ^ c — H
II I
ẹ
-------S
L
ỏ h2
c h2oh
Sự xuât hiện chứng tê liệt, rối loạn thần kinh và tử vong đã làm chết
N
3 Y pN H oH C I
4 *■
-CHoOH
2-Metyỉ-4-amin-5-
hydroxymetylpirimidin
H
I
C— S
+ N^3 1 + HCI
\ t -
ọ= -c-c h2-c h2o hỴ
CH3
4-Metyỉ-5-hyđroxyetyltiazo!

122 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hảng loạt trại chăn nuôi cáo (lây lông) được nuôi bằng cá, đă dẫn tới
việc tìm ra tiaminase I. Từ đó người ta đã tìm thấy enzym này trong các
vi khuẩn của đường tiêu hoá của người và nhất là ưong nhiều cá, tôm,
cua, động vật thân mềm (nhuyễn thể) vả động vật ruột khoang
(coelenterate). Việc tiêu thụ thường xuyên các thực phẩm này ở trạng
thái sống có thể lảm xuất hiện các triệu chứng thiếu Bv Vì vậy cần phải
gia nhiệt các thức ăn này.
Tiaminase II ỉà thủ phạm của bệnh thiếu vitamin ở động vật ăn cỏ
được nuôi bằng dương xỉ.
Hoạt tính kháng vitamin Bj của hợp chất phenol phụ thuộc rất
chặt chẽ vào vị trí của các nhóm thế trong phân tử. Sư có mặt của các
nhóm thế ở vị trí ortho hoặc para là cần thiết cho trạng thái hoạt động
của chúng. Nhiều hợp chất có mặt trong thực phẩm có câu trúc này,
trong đó axit cafeic là một ữong những chât thường gặp. Do vậy, ở
người, việc giảm bài xuất đường niệu chất base từ tiamin là do uống cà
phê. Bằng chứng này chứng tỏ vitamin Bi có trong cơ thể đã bị phá hủy.
7.2.1.2.Chất kháng vitam in c (ascorbatoxyơase)
Ascorbatoxyđase là enzym có sáu nguyên tử Cu, có trọng
lượng phân tử A#=15 000 Da, có trong họ bầu bí (dưa chuột, bí non, dưa
tây), trong cà rốt, táo, cà chua, đậu Hà Lan, có nghĩa là trong những
thực vật nghèo vitamin c. Khi có mặt oxy, enzym này sẽ oxy hoá
vitamin c thành đehyđroascorbic.
Hoạt tính của enzym bị kìm hãm nhanh chóng bởi nhiệt, chẳng
hạn khi chần rau quả (1 phút ở 100°c hoặc 3 phút ở 85°C) enzym bị ức
chế và vitamin c không bị phá huỷ.
7.2.1.3.Chất kháng vitam in H (antibiotin)
Trong lòng trắng trứng có chứa một glucoprotein có trọng lượng
phân tử A£=68 000 có tên lả aviđin có khả năng liên kết với 2 phân tử
biotin tạo ra một phức bền vững, không bị phân huỷ bởi địch tiêu hoá

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIẾN CỦA THỰC PHAM 123
củng như bởi các vi sinh vật do đó làm cho vitamin H không hấp thụ
được qua đường ruột.
9 Ọ
JL ìí
HN NH HN^ ^ NH
J 1 I I
HÒ
------CH u u p ______ẢH
I Ĩ -6- c h ' I I ............................................................
V \ k J - C H 2- C H2— CH2— CH2— COOH
^ co o h\h3
Biotin a Biotin p
Avidin của lòng trắng trứng bị vô hoạt hoàn toàn khi đun sôi 3-5
phút ở 100°c (khi lòng trắng trứng đông tụ) làm cho nó mất khả năng
tạo phức với biotin.
Việc ăn trứng sống hoặc trứng chần nước sôi sẽ dẫn đến thiếu
biotin. Chính vì vậy người ta chỉ nên ăn trứng khi dã chín.
7.2.1.4. Chất kháng niacin (niacinogen)
Niacinogen là chất tiền thân của axit nicotinic (niacin hoặc vitamin
PF) thường có mặt trong ngô. Vitamin pp hoạt động chỉ được giải
phóng ra sau khi thuỷ phân niacinogen bằng kiềm. Người ta cho rằng ở
trong ngô, vitamin pp ở trạng thái liên kết đặc biệt khó tiếp xúc được
với enzym đường tiêu hoá. Tuy nhiên, có thể là trong ngô có chứa một
châ't nào đó có tác đụng kháng niacin mà người ta hiện nay chưa biết rõ
câu trúc và tính chất.
7.2.15. Chất kháng vitam in K
Trong cây cỏ xa trục người ta tìm thây một chất kháng vitamin K,
đó là đicumaroỉ (hoặc đihyđroxycumarin) có câu trúc giống với vitamin
K do đó nó có thể thế chỗ của vitamin K trong enzym cần thiết để tạo ra
protrombin. Protrombin trong máu giảm do đó sê xảy ra chứng chảy

124
ĐÔC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
máu (hemorragies). Nếu đưa vitamin K vào sẽ thiết lập lại trạng thái
bình thường.
7.2.1.6. Chất kháng Vitamin E
Nhiều nghiên cứu cho thây có những chất có tính kháng vitamin E
(a-tocopherol), hoặc làm giảm khả năng hấp thụ đường ruột vitamin E
hoặc là phá huỷ vitamin E trong ruột. Một số axit béo không no như axit
linoleic làm tăng nhu cầu vitamin E, Các chất có trong cây đinh lăng lại
làm tăng sự bài xuất vitamin E. Trong cả hai ữường hợp đều làm cơ thế
thiếu hụt vitamin E. Có thể bổ sung bằng cách táng liều lương ot'
tocopherol trong khẩu phần ăn.
7.2.2. Các chất đối kháng Ca và Mg, Zn, Fe
Axit oxalic và axit phytic được xem như là nhừng chất đối kháng
điển hình của Ca.
• Axit oxalic có nhiều trong các loại cây rau chút chít (sorel)
270-730mg%, cây đại hoàng (rhubarbe)257-1336%, trong lá chè, cacao,củ
cải đường và trong chocolat
Axit oxalic có mặt dưới dạng tư do hoặc dưới dạng muôi Na, K và
Ca. Khi ỏ dưới dạng muôi Ca thì hầu như không hoà tan trong nước.
Hai dạng độc hại của axit oxalic có liên quan với sự đồng hoá của canxi

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHẨM 125
và sự tạo sỏi thận (calcul renal) có mổỉ tương quan tới độ phân ly rất
yếu của muối Ca. Ngưỡng độc của axit oxalic khá thâp: DL50 ỏ người
khoảng 5 g.
Về phương diện đinh dưỡng, vấn đề chủ yếu là tỷ lệ canxi trong
khẩu phần. Người ta thấy cứ 2,25g axit oxalic kết tủa được một gam
canxi. Tỷ lệ canxi trong một thưc phẩm được xác định bằng tỷ lượng
axít oxalic g (kg)/canxi g (kg). Một sô' thực phẩm có tỷ lượng cao: đại
hoàng (1/0,04), khoai tây (0,15/0,03), cacao (0,8/0,12), chè (1,3/0,5). Tất
cả thưc phẩm có tỷ lượng này cao hơn 2,25 không những là nguồn canxi
xâu mà phải được xem như chất làm mất canxi.
Kết quả nghiên của Viện Dinh dường cho thấy các loại rau sau
đây có lượng axit oxalic cao: rau dền trắng 388mg%, rau đền đỏ 352,5
mg%, mồng tơi 315mg%, thâp nhất là cải xoong 39,8mg%.
Hệ sô' tiêu hoá sử dung canxi của sữa khá cao hơn một sô' rau.
Nhiều thí nghiệm tiến hành trên người và động vật khảng định rằng tác
dụng phản dinh dưỡng của oxaỉat đốí với canxi trở nên tai hại nhất
trong thời kỳ mả nhu cầu canxi rất quan trọng: thời kỳ sinh trưởng, cho
con bú.
Khi ăn nhiều rau có lượng axit oxalic cao có thể gây buồn nôn,tiêu
chảy,đau bụng,đau dạ đày. Nặng hơn có thể bị co giật,hôn mê.Biện
pháp phòng ngừa là ăn ít các loại rau có nguy cơ cao.Nếu có ăn thì nên
luộc nhiều nước và tăng lượng canxi trong khẩu phần.
• Axit phytic là este hexaphosphoric của cyclohexanol (axit
inositol hexaphosphoric). Sự có mặt của các nhóm axit này tạo điều kiện
cho việc tạo thành các muốỉ khác nhau; các muốỉ kim loại kiềm hoà tan
trong nước trong khi các muối kim loại hai hoá trị thực tế không hoà
tan. Một gam axit phytic tạo phức không thuận nghịch được với một
gam canxi.
Axit phytic có trong ngũ cốc và đậu tương. Trong ngũ cốc, axit
phytic có 2-5g/kg, chủ yếu là ở lớp vỏ quả.

126
ĐỒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Dưới tác đụng của axit (nóng) hoặc enzym phytase, phosphatase
có mặt trong các thực phẩm giàu axit phytic, chất này sẽ bị thuỷ phân
giải phóng ra inositol và axit phosphoric. Enzym phytase hoạt động tối
ưu ở pH-5,5 và nhiệt độ 60°c Khi nâu sẽ ức chế một cách nhanh chóng
enzym vả ngăn cản sự thuỷ phân. Khi sử đụng thuốc nở bicacbonat sẽ
làm tăng pH của khối bột và ức chế phytase.
Đối với người, axit phytic là một nguồn phosphat xấu bởi lẽ hoặc
nó không được giải phóng ra hoặc ở dưới dạng muối không tan.
Axit phytic làm tăng sự tổn thất canxi theo phân và góp phần vào
việc lảm mất canxi của cơ thể cho dù Ca và vitamin D được cung cấp
một cách bình thường.
Sự tổn thất Ca đo axit phytic có thể được khắc phục bằng cách ăn
sữa.
Tác đụng độc của axit phytic là làm giảm khả năng hấp thụ các
nguyên tố trung lượng (Cu, Mg, Fe, Zn) cần thiết mà kết quả làm giảm
khả năng tiêu hoá.
7.2.3.Các chất kìm hãm enzym
7.2.3.1. A ntitryp sin
Một số loại rau xanh, lạc.. .và đặc biệt là đậu tương có chứa chất ức
chế trypsin( trypsin inhibitor TI).Trong đậu tương lượng TI chiếm
khoảng 6 % tông sô" protein. Có hai loại TI đã được nghiên cứu kỹ là TI
loại Bowman Brik(B-B) và TI loại Kunitz. Tác đung kìm hãm của chất ức
chế trypsin là đo chất này liên kết vơí trypsin tạo thành một hợp chất
bền vững không thuận nghịch.Ngược lại với kimotrypsin thì tạo ra một
hợp chất không bền và thuận nghịch.
Các chít ức chế loại B-B có cùng khối lượng phân tử 8 000, có 7
liên kêt disulfua nên có tính bền, có khả năng ức chế cả trypsin và
kimotrypsin ở các tâm liên kết khác nhau.TI B-B kết hợp với trypsin ở
gốc lysinló-serin 17 và với kimotrypsin ở gốc lysin 44-serin 45. TI B-B
rất bền với nhiệt và axit.

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIẾN CỦA THỰC PHAM 12 7
Còn các chất ức chế trypin loại K có tâm hoạt động lả 2 gốc
axitamin: arginin, izoleucin ở vị trí 63 và 64.
Hình 7.1. Sơ dồ cấu trúc bậc ba của châ't ức chê' trypsin loại Bowman-Brick
Tính độc của các chất ức chế này là làm giảm sự hấp thụ protein, lipid,
tăng khối lượng và tăng bái tiết enzym tụy, giảm sự phát triển của cơ thể.
Biện pháp xử lý nhiêt độ cao trong môi trường ẩm đã loại bỏ được
95%TI. Việc tách vỏ đậu tương có thể giảm được 4,3 % TI. Hạt đậu tương
nấy mầm (giá đậu tương) sau 72 h làm mất đi 13% hoạt tính TI. Trong
concentrat protein và izolat protein còn chứa khoảng 25% TI.
20 30
Hình 7.2. Sơ đồ cấu trúc bậc nhất của chất ức chế trypsin loại Kunitz

128
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Nhiều hạt ngũ cốc, hạt đậu và khô dầu của các hạt có dầu có chứa
các protein có khả năng kìm hãm các enzym trypsin. Khi gia nhiệt ấm,
có thể lảm biến tính và vồ hoạt các antitrypsin. Cách tốt nhất đê khỏi
làm tổn thất các axitamin cần thiết là rang, hấp, ép đùn.
Trong động vật, người ta cũng tìm thây các antitrypsin như: ovomucoid
có trong lòng trắng trứng sống là hợp chầt kìm hãm enzym protease, đồng thời
gây phình to tuyên tuỵ bằng cách gây kích thích bài tiết. Gia nhiệt đêh khi lòng
trắng đông tụ, ovomucoid bị mất hoàn toần hoạt tính. Ngược lại khi làm khô
lòng trắng trứng mà không kèm theo gia nhiệt (densicatìon) thì không có hiệu
quả. Ovomucoid không có tấc đụng đối với người.
7.2.3.2.Các anticholinesterase
Các enzym cholinesterase tham gia trong quá trình truyền các
xung thần kinh. Các chất kìm hãm các enzym này có trong nhiều thực
vật, đặc biệt trong họ cả (solanacees): khoai tây, cà dái đê, cà chua.
Chẳng hạn solanin của khoai tây là một glucoalcaloiđ có cấu trúc
triterpenoiđ, có vai trò bảo vệ cho củ, bình thường solanin có nồng độ
dưới 50 mg/kg, song khi bị nhiễm vật ký sinh hay khi để khoai tây
ngoài ánh sáng thì lượng solanin có thể tăng lên gấp năm lần. Solanin có
tác dụng kìm hãm cholinesterase nhưng không ỉoai trừ nó, có vai trò
sinh quái thai và người ta nghi ngờ nó là tác nhân gây nên tật nứt đốt
sống (spina bifida) ở người. Solanin phân bố không đồng đều: trong
mầm l,34g/kg, cao hơn nhiều trong ruột khoai tây 0,04-0,07g/kg hoặc
trong vỏ O/CB-O/OOSg/kg.
Rhamnose
------glucose -----o
rhamnosc
a -Solanin

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHẨM 129
Rhamnose
-----Galactose-----0
Rhamnose
a - Chocolin
Khi bị ngộ độc solanin vầ chocolin thường có biểu hiện tiêu chảy
do tổn thương niêm mạc dạ dày và ruột.Nặng hơn có thể bị liệt trung
tâm hô hấp dẫn tới tử vong. Biện pháp phòng ngừa ngộ độc tốt nhất là
không ăn khoai tây mọc mầm hoặc nếu ăn thì phải gọt hết chân mầm.
Không ăn khoai tây đã bị chuyên sang màu xanh.
Nghiên cứu sư kìm hãm các cholirtesterase sẽ có lợi vì tác dụng
độc thần kinh này là phương thức tác động của nhiều thuốc diệt côn
trùng cơ - phospho.
7.2.3.3. Gossypoỉ
Khô đầu bông giàu protein và được dùng làm nguồn protein
cho chăn nuôi gia súc. Nhưng khô dầu bông lại chứa nhiều
gossypol- hợp chất polyphenol- có tác dụng kìm hãm quá trình thuỷ
phân protein ỏ đường tiêu hoá, mặt khác, còn có tác dụng độc trực
tiếp. Động vật nhai lại kém nhạy cảm với gossypol hơn động vật
không nhai lại (monogastrique). Có thể trong dạ cỏ một phần
gossypol kết hợp với protein tạo ra những hợp chất bền vững không
hâp thu được.
Gossypol thường tồn tại dưới ba dạng tautomer (đồng phân hỗ
biến): quinoid (I), alđehyd (II) và hemiacetal (III) (hình 7.3).

130
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
H C O H OH O H HC O H
o, JL I X X .
H3C c h3
OH
CH CH
H £ X C H 3 H3ơ c h .
Hình 7.3. Ba dạng tautomer của Ússypol
Gossypol là sắc tô" có màu vàng. Gossypol thường được trích ly ra
cùng với dầu sau đó được tách ra khi tinh luyện và lảm trong dầu.
Gossypol có thể tạo phức không hòa tan với nhiều kim loại như
sắt cũng ỊỊhư có thể liên kết với các gốc axitamin trong protein. Sư
liên kêt với protein cho thây gossypol có thể làm giảm khả năng sử
đụng của protein thực phẩm cũng như làm vô hoạt nhiều enzym
quan trọng.

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIỀN CỦA THỰC PHẨM 131
Việc dùng những phụ gia như FeS04 và Ca(OH)2 sẽ ngăn ngừa
được phản ứng của gossypol với lysin nhất là trong thời gian gia nhiệt.
Với khô dầu bông thì có thể loại bỏ tính độc đo gossypol bằng
cách sau:
- Phốỉ trộn với nguồn protein khác như bột đậu tương hoặc bột cá.
- Bổ sung thêm sắt (Fe2+) sulfat hoặc một sô" axitamin để tạo ra hợp
chất bền với gossypol.
ĩ.2.3.4. Các tanin (polyphenol)
Tính làm se (astringent) là yếu tô" chính làm cho các thực phẩm
giàu tanin khó tiêu hoá. Tác dụng phản đinh dưỡng của các polyphenol
chủ yếu là làm tăng sự bài xuất ra phân có nitơ. Người ta giải thích:
- Sự có mặt trong các thưc phẩm phức tanin-protein rất bền đốĩ với
tác dụng của các enzym đường tiêu hoá.
- ức chế không đặc hiệu các enzym đường tiêu hoá bởi cằc tanin
tự do của thực phẩm
- Tác dụng trực tiếp của các tanin đến màng nhầy của đường tiêu
hoá mả hậu quả là kích thích sư bài xuất.
Làm khô cũng như xử lý công nghệ có thể làm oxy hoá các tanin
thành quinon. Các quinon sẽ tạo thành liên kết đồng hoá trị với các
protein. Các enzym proteolytic không phân giải được những hợp chất
protein nàỵ do đó sẽ mất theo phân. Các tanin ả trạng thái tự do khi ở
trong đường tiêu hoá sẽ có cân bằng động với protein thực phẩm, các
enzym đường tiêu hoá và các glucoprotein của các chất tiết. Đặc biệt các
glucoprotein có khả năng tạo phức với tanin một cách thuận nghịch đo
đó kích thích sự tiết của chúng. Như vậy nguồn gây tổn thất nitơ chủ
yêu là nguồn nội sinh.
Các polyphenol (tanin) còn có khả năng tạo phức với các ion 2 và 3
hoá trị. Người ta đã chứng tỏ uống chè sẽ làm giảm sắt của thực phẩm.

132
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Ngược lại sư tao phức của polyphenol với Pb và các kim loại nặng có tác
dụng ngăn cản sự hấp thụ các ion này.
Axit tanic liên kết với vitamin B12 làm giảm hoạt tính của vitamin
này.
Vitamin Ba cũng có thể bị phá huỷ bởi tanin chè, cũng như dự trữ
vitamin A ở gan cũng bị giảm khi có mặt một số tanin trong khẩu phần.
7.2.3.5.Xanthin
Cafein, theobromin và theophilin là những alcaỉoid có trong một
số cây nhập nội: cà phê, cacao, chè, cola, chè Paraguay...chúng được coi
là những chất kích thích hệ thần kinh trung ương.
Hiện nay, các hợp chất này thường có mặt với tỷ lệ khác nhau
trong các nước ủông quen thuộc hàng ngày của chúng ta.
Các alcaloiđ tác động đến các vùng não kiểm tra hoạt động tâm lý.
Chúng có tác động làm dễ dàng cho lao động trí óc và làm giảm mệt
mỏi do tác động đến các vùng vận động. Tuy nhiên người ta nhận thây:
phản ứng não của những người nghiện cà phê nhiều không tốt bằng
những người uống cà phê vừa. DL50 của cafein ở người là lOg. Nếu cho
người không có thói quen uông 250mg cafein (chứa trong một tách) thì
sẽ làm tăng tỷ lệ renin của huyết tương lên 57%, tỷ lệ adrenalin lên 20%
và tỷ lệ norađrenalin lên 75%.
7.2.4. Các chất phản dinh dưdng khác
7.2.4.1. Các hợp chất gây bướu giáp (goitrìgenes)
Bựón _giáp lá một sư tăng sản của tuyến giáp đo thiếụ iod. Mặt
khác rM ềucâỵ thực phẩm^ nhự các.câỵ họ cải (cẩi bắp, cải củ, củ cải
nỊ5^ệ' hệt dần...), tỏi và các cây bộ đâu có chứa những glucosid mà
aglucon của chúng là những chất hoạt động như:
- Các thiocyanat: N = c - s - R;
- Các isothiocyanat: R - N = c = S;

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHAM 133
Thiooxazolidin:
H
H - C
------NH
R —HC\ / C = s
o
Các antocyan.
Có điều là cách tác dụng của các aglucon hoạt động này khác nhau:
• Các jpolyphenol (antocyan) thường canh tranh trực tiếp với
tyroxin trong yiệc kết gắn iod dẫn đến làm giảm sự sinh tổng
hợp ra tyroxin. Do vậy nếu tăng cung cấp iođ trong khẩu phần
ăn thì có thể bù trừ lại sư thiếu hut iod này.
• Cacthiooxazolidin lại thường S Ở hữu một nhóm thioamin như
ít với tuyến giáp tiong việc kết gắn iod. Do đó trong trường hợp này
không thể bằng cách uống iod để thiết lập lại trạng thái bình thường mà
cần thiết phải có mặt các hormon tuyến giáp.
• Các thiocỵanat lậ môt ion có kích thước rất gần với kích thước
cua iod nên là..chấtkìmiiẫm.cạĩĩliiĩanh cmsựJiQạtJảiiQdA,tuyéh.giáp
cũng như ở các mô khác đo đó làm tăng sự tốn thất ion náy ả đường
thận. Trong những điều kiện này, sự kết hợp iod vô cơ với tyroxin bị
giảm sut, song có thể bù trừ lại bằng cách tăng lượng cung cấp iođ lên.
• Cạ^sothỊocỵanạtlàiihữngchặt độrdhíĩứihiệii k h i thủy~phân các
tfaioglucosid bàng enzym. Chắng hạTLXihư allylisothlocyanat có trong mù
.gây bướụ _ỎL chuột^ hạỵ y-metylsulfpnylpropylisocyanat
(CH3 - S02 - CH2 - CH2 - CH2 - N = c = S) có mặt dưới dạng glucosiđ
trong cây họ cải là chất gây bựớu cho các bê chăn thả.
Nói rb»ng các riiioryanat. isothÌQcyanalyà các thiooxazolidin
thường được giải phóng.ra từ cácihioglucQ&ki đướitácđụng cửa một
3,5,3*,5* -Tetraiodothyronin (tyroxin)

134
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
thioglucpsiđase có tên là myrosinase. Enzym này có thể bị kìm hãm khi
gia nhiệt (nâu) kéo .dài. y.à do đó khvtxlược độc ĩ
Đậụjtíơng cũng là ngụồn gốc của bướu giáp (bướu Gổ) ồ trẻ con
được nuôi bằng sữa đậu nành. Các hợp-€hất hoạt động này (cũng có mặt
trong các cây họ đậu khác) là hemaglutirdn đính vào ưên màng nhày của
ruột non sẽ canh tranh hấp thụ lại tyroxin đã được tiết ra trong ruột cùng
với mật. Nếu cơ chế này có vai trò trong việc thu lại iod là bình thường thì
tỷ lệ của tyroxin bị thải cùng với phân sẽ lớn và do đó cơ thể bị mất
tỵroxin.
NgườjJaLjhấỵ_sữa.của bà riuôi ở trênxác bãi chăn thả giàu cây họ
cải sẽ chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh bướu giáp.
7.2.4.2. Hemagỉutinin (phytoaglutinin hay lectin)
Hemaglutinin là những mucoprotein có khả năng gây ngưng kết
hồng cầu của các loài động vật khác nhau.Hemaglutừiin của đậu tương
chứa 4,5% maltose, 1% glucosamin, và 2 chuỗi polypeptiđ. Tác dung của
các chât này được thê hiện bằng sư kìm hãm manh mẽ sư sinh trưởng:
do phong toả sự hấp thu các chất dinh dưỡng ỏ ruột.
Nhiều cây họ đậu như haricot, đậu lăng (lentille), đậu lạc, đậu tằm
(feve) có chứa lectin. Có thể dễ dàng loại bỏ lectin khỏi thực phẩm bằng
cách gia nhiệt trong môi trường nước.
Trong hạt thầu dầu dặc biệt là khô dầu thầu dầu có chứa chất rixin
còn có độc tính mạnh hờn hemaglutinin.
R ~ C -S C 6H10O5 + |_|20
n-o-s o3“
Thioglucosidase
R - C - S H
N -0 -S 0 3" + C6H1206
Chuyển vị
R-N=c=s + s°4h
Isothỉocyanat

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIẺN CỦA THỰC PHẨM 135
7.2.4.3 Các hợp chất gây suy cơ (lathyrisme)
Một sô" hạt của loại đậu Lathyrus và Vicia mà dân Ấn Độ và vùng
Địa Trung Hải thường dùng làm thực phẩm có chứa 3 chất gây suy cơ
và chứng tê liệt các chi dưới (chân):
1) p-Aminopropionitryl gây ảnh hưởng đến mô liên kết và xương
(ostrola thyrisme):
H2C CN2— CN
nh2
2) ct,7 -Diaminobutyric:
H2C-CH2- C H — COOH
L I .
n h2 n h2
3) (3-Cyan -L - alanin:
H2C — CH— COOH
CN NH2
tác động đến hệ thần kinh trung ương.
Bình thường người ta ít khi sử dụng đậu có chất gây suy cơ
(lathyrogene). Các chất nầy có thể khử bỏ bằng gia nhiệt.
7.3. CÁC CHẤT ĐỘC CỦA THựC PHẨm
7.3.1. Các alcaloid
Alcaloid là nhóm hợp chất nitơ dị vòng (gồm > 6000 chất) có hoạt
tính sinh học đo sự bắt chước (mimetisme) các hormon cũng như sư can
thiệp của chúng trong các phản ứng trao đổi chất quan trọng của tế bào.
Các alcaloid thường không có quan hệ họ hàng về phương điện câu trúc
và mức độ kiềm của chúng cũng khác nhau.
Các alcaloiđ rất phổ biến trong giới thực vật (25% thực vật có chứa
alcaỉoiđ)" ở một số thực vật, nồng độ alcaloiđ có thể lên tới 10% (trong hoa).

136
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
I y— CH2CH2CH3
N
H
Conỉn
(«-propylpyperidin)
ít alcaloid có tính dinh dưỡng, vị đắng đặc trưng mà các alcaloiđ
phú cho các thực phẩm tạo ra một yếu tố can ngăn. Một sô" chât như
conin (/7-propylpyperiđin) có trong một loại cây (được tổng hợp nên từ
a-metylpyriđinvà acetaldehyd) có thể được ăn vào do nhầm lẫn giữa
cây độc cần (cigue) và cây mùi tây. Tác dụng giống nicotin của nó là
làm suy giảm hệ thần kinh trung ương và gây tử vong do làm liệt các cơ
hô hấp. Một số khác như cocain được thổ dân Nam Mỹ sử dung khi
nhai lá coca trộn với tro. Cocain gây tê màng nhầy đường tiêu hoá và
làm mất cảm giác đói.
7.3.1. Các glucosỉd sinh axit cyanhydric
Một số thực phẩm như sắn, măng, đậu Java, đậu Lima, hạnh
nhân, sen... có chứa các glucosid. Do tác dụng của enzym tiêu hoá các
glucosid này bị thuỷ phân tạo ra axit cyanhyđric và gây độc cho cơ thể.
Liều gây độc được xác định là 20mg. Liều gây tử vong là 50-250mg.
Glucosid trong săn có tên là linamarin, aglucon của nó là ot-
hyđroxybutyronitriL Dưới tác dụng của enzym oxynitrilase, HCN sẽ
được giải phóng ra:
H3C x y ữ— glucose P-Glucosidase + H 3C ^ ^O H
H3C C—N
---- 8'°“ se H3C CS N
a- Hy droxy b uty ronitri I
Oxynitrilase U 0
-------------------------► ^ C = 0 + HCN
^ H3C
Glucosiđ trong quả hạch có tên là amygđalin dưới tác dụng của

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHẨM 137
emulsin (p-glucosidase) cũng có trong hạt sẽ giải phóng ra gentiobiose,
alđehyđ benzoic và axit HCN.
Hàm lượng các glucosid trong các thực phẩm là rất khác nhau và
trong mỗi loại thì sự phân bố cũng không đồng đều.Trong vỏ sắn lượng
glucosid cao hơn trong ruột, sắn đắng chứa nhiều glucosiđ hơn sắn
thường.
Người ta còn nhận thấy trong một số rau như bắp cải ,su hào... có
chứa thioglucosid mà sau đó do bị thuỷ phân sẽ tạo ra thiocyanat cũng
là chất độc đối với cơ thể.
7.3.3.Glucosid ở đậu tằm
OH
OH
Convicin
ở những người bệnh do thiếu bẩm sinh enzym glucose-6-
phosphat dehydrogenase thì ăn đậu tằm có thể gây ra hiện tượng thiếu
máu đặc trưng (anaemical phenomenon) của bệnh ngộ độc đậu. Đó là
do hai pyrimiđin, isouramyl và đivicin có mặt trong đậu tằm dưới dạng
glucosid convicin và vicin. Đậu tằm khô có chứa khoảng 2% các hợp
chất này. Dưới tác dụng của p - glucosiđase, aglucon pyrimiđin bị giải
phóng. Các chất này có cấu trúc cacbonylaminoenol dễ dàng bị oxy hoá
thành quinon trong môi trường có oxy như máu :

138
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
o
R
NH2
.0
NH
+ h20 2
H20 2 + 2GSH
Glutation^ 2H20 + GSSG
peroxydase
R=OH isouramyl
R=NH2 đivicin
Phản ứng này sẽ tạo ra H20 2 là cơ sở để sinh ra các gốc oxy nhưng có
thể bị phá huỷ do glutationperoxyđase. Pyiimidin bị oxy hoá là một chất
oxy hoá rất đặc hiệu của glutation. Tập hợp các phản ứng này có liên quan
với GSH và dẫn đến tích tụ GSSG. Tuy nhiên trong hồng cầu (huyết cầu đỏ),
GSH được tái sinh bởi hệ NADPH-GSSG reductase và con đường duy nhất
để tổng hợp N ADPH trong huyết cầu tố là con đường pentozophosphat mả
enzym glucose - 6 - phosphat dehydrogenase (G-6-DH) có vai trò cơ sỏ. Cơ
chế này hiện nay đã được chấp nhận. Hồng cầu (đỏ, huyết cầu đỏ) bị thiêu
glutation rất dễ vỡ và sự tiêu máu khá dễ dàng. Từ lâu người ta đã thừa
nhận rằng các cá nhân đã tới giai đoạn ngộ độc đậu nặng đò thiếu enzym G-
6-DH nên thường có tỷ lệ glutation trong hồng cầu thấp và trong thời gian
còn ngộ độc thì hàm lượng GSH còn giảm nữa.
7.3.4.Các amin có hoạt tính sinh lý
Nhiều thực phẩm có chứa các amin vòng như histamin, tyramin,
tryptamin, serotonin đo loại bỏ (đecacboxyl) C02 của histiđin, tyrosin,
tryptophan và của 5- hydrôxytryptophan, epinéphrin... là những hợp chất
có khả năng gây tác động sinh lý nhất là áp suất máu (tăng huyết áp).
Các thực phẩm có chứa các chất này: chuối, dứa, cà chua, dưa bắp
cải, một số' phomát, một số' rượu vang.
Những chất này nếu xâm nhập vào trong máu và chất độc đủ
mạnh thì sẽ gây ra những hậu quả tai hại. Phải thừa nhận rằng chủng

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHAM 139
hoặc được hấp thụ kém qua thành ruột hoặc có mặt dưới dạng các hợp
chất chỉ giải phóng ra tác nhân độc khi tíìuỷ phân bằng enzym hoặc bị
khử độc do chuyển hoá thành hợp chât không hoạt động.
Một trong những đường hướng giải độc là oxy hoá các amin này
nhờ enzym monoaminoxyđase, do đó những chất kìm hãm các enzym
này, nhất là các thuốc an thần, là rất nguy hiểm cho những người tiêu
thụ các thực phẩm giàu amin hoạt động này. Người ta đã nhận thấy
nhiều tai biến ở các bệnh nhân đã được điều trị bằng trancylpromin, đã
ăn nhiều phomát lên men quá “chín”.
7.3.5. Glycyrizin
Nước chiết cam thảo (glycymhiza glabra) có chứa 2,2 - 9,3% axit
glycyretic, một hợp chất có cấu trúc triterpenoiđ, aglucon của
glycyrizin. Chất chiết này có thể sử dung để điều trị nhưng cũng được
dùng làm chất thơm và chất ngọt.
Glycyrizin là muôi Ca và K của axit glycyrizic (có công thức
nguyên là C42H620 16). Khi thủy phân axit glycyrizic thì được một phân
tử axit glycyretic và hai phân tử axit glucuronic.
Axit glycyretic không có vị ngọt nhưng glycyrizin thì có vị ngọt.
Glycyrizin có độ ngọt gấp 50 lần sacarose và có trong thành phần
nước giải khát (beverage) với nồng độ từ 200-700 mg/1.
Glycyrizin hoặc muối kali, hay muối amoni khi qua đường miệng
thì có độ độc yếu. DL50 ở chuột lả trên 5g/kg. Tuy nhiên những nghiên
cứu trường diễn ở chuột thì thấy chất này gây hiệu ứng tăng huyết áp đi
kèm với chứng khát nhiều (polydipsic) và khả năng giữ nước, giừ muôi
khi liều lượng dùng (cho uống) lg/kg/ngày. Đôi khi người ta cũng
thấy những thương tổn ở thận và mạch. Nếu liều lượng 60mg/kg/ngày
trong thời gian 8 tháng thì không thấy có tác hại gì.
ở người, hiện tượng tăng huyết áp cùng với sự giảm kali huyết
(hypokaliemie) và giữ kali khi tiêu thụ quá mức nước chiết cam thảo
(50-100g/ngày) hoặc nước giải khát có chứa nhiều hơn 0,5 g

140
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
glycyrizin/ ngày. Đôi khi người ta thấy dấu hiệu bệnh cơ (myopathie).
Thường có đến 1-2% người bệnh bị chứng tăng huyết áp động mạch
(hypertension arterielle) đều có liên quan với sự tiêu thụ quá mức các
sản phẩm có chứa cam thảo (nước uống, kẹo...).
Nếu liều lượng hơn 5g người ta thây có triệu chứng rôì loạn cơ (liệt tứ
chi, co giật), rốỉ loạn tìm và chứng bài tiết myoglobin (myoglobinurie).
ơ người bệnh bị bệnh gan (affection hepalique) thì tính chống chịu
với glycyrizin kém hơn. Từ đây ta thây sự nguy hiểm của việc khuyến
cáo đùng các nước uông có nước chiết cam thảo như là thuốc trị tạm
thời (paliatif) trong những đợt chữa giải độc rượu.
Cũng như vậy, ỏ người bị bệnh tiểu đường, việc thay thế đường
bằng nước cam thảo không phải là không nguy hiểm do chứng khát
nhiều mà chúng gây ra.
Axit glycyrizic (C42H620 !6)

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHẨM 141
7.3.6. Các chất gây ung thư
Các nghiên cứu về dịch tễ học chứng tỏ rằng một trong sô" các
phương pháp phòng ngừa sinh ung thư là giảm tiêu thụ mỡ vầ tăng tiêu
thụ các sản phẩm thực vật. Các tác nhân bảo vệ : sợi, caroten, vitamin E,
polyphenol mà một số chất được coi như vừa là chất kích động vừa là
chất bảo vệ. Dưới đây sẽ điểm qua một số chất có ở trạng thái tư nhiên
trong một số thực phẩm có khả năng gây ung thư.
ĩ. 3.6.1 Các hydrazin
Hoạt tính gây ung thư của monometylhydrazin đã được khẳng
định ở chuột và chuột đồng. Khi cho uống kéo dài (chronigue) hợp chất
này (thêm vào nước uống) người ta thấy xuất hiện các u ỏ phổi, ở gan
và coecum.Monometylhydrazin là sản phẩm thuỷ phân của gyromitrin,
hợp chất thường có mặt trong một sô" nấm ăn được như nấm ốc
(gyromitra esculenta) hoặc nấm giả tổ ong (fausse morille) với lượng
khoảng 1,5 g/kg nấm tươi.
Monometylhydrazin rất đễ bay hd nên có thể khử bỏ hoần toàn khi cho
nấm vào nước sôi trong thời gian 12 phút. Người ta đã biết được 11 hydrazin
khác nhau có mặt trong loại nấm náy và 3 trong số nảy là chất gây ung thư.
Nấm thuộc lớp Agaricus bisporus (nấm mũ bào tử kép) có chứa 3 g
agaritin/kg nấm tươi. Agaritin, một dẫn xuất 4-hyđroxy-
metylphenylhydrazin mà hoạt tính sinh đột biến (mutagene) là không
còn nghi ngờ nữa. Một phần của agaritin bị biến đổi (trao đổi chất)
thành một dẫn xuất diazoni là tác nhân gây ung thư mạnh ở chuột Chỉ
cần một liều 400mg/kg sẽ gây 30% khối u ả dạ dày.
OH
4-Hydroxymetylphenylhydrazin

142 ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Hydrazin có độc tính mạnh là không thể chối cãi. Sự nhiễm độc có
thể xuất hiện sau khi ăn nấm tươi (sống) hoặc khi nước nấu không được
bỏ đi. Triệu chứng sẽ bắt đầu sau 6 h ãn nấm và đặc trưng bằng những
cơn đau ở phần bụng, buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy. Trường hợp ngộ
độc nặng, các biến chứng còn xảy ra ở gan.
7.3.6.2. M etylazoxym etanol
Metylazyxymetano^CI-LjNNN-CI^OH) là aglucon của cycasin, một
glucosiđ có mặt trong hạt tuế (cycad grain).
ơ động vật ăn theo một chế độ có hạt tuế làm cơ sở thường có tần
suất các khối u ỏ gan vả thận rất cao. Nhưng nếu tiêm cycasin vào chuột
thì không thây độc vì hợp chất này bị loại bỏ nhanh chóng bằng đường
thận. Hệ vi sinh vật đường tiêu hoá có vai trò quyết định tính độc. Nếu
cho ăn cùng với thực phẩm chứa cycasin với nồng độ 2g/kg thì không
thây có tác đụng trên các động vật không có mầm bệnh, trong khi đó ỏ
chuột thì người ta thấy nhanh chóng có hoại tử ỏ thuỳ trung tâm của
gan. Tính độc xuât hiện có liên quan với hoạt tính glucosidase của vi
khuẩn đường ruột làm giải phóng ra metylazometanol. Hợp chất này
qua nhau và vào trong sữa, điều đó giải thích được các dị tật bào thai
(embryo malformation) và độc tính cho trẻ mới sinh.
7.3.6.3. Chất gây nhạy cảm sáng (photosensibiiity)
Tinh nhạy cảm sáng là một phần ứng của da khi da phơi ra dưới ánh
sáng Mặt trời, đo sự có mặt ở trong da những chất quang hoạt mà một sô
la tư thực phâm đưa vào. Các phần tử này dưới tác dung của ánh sáng
nhìn thây sẽ ữở thánh huỳnh quang do hấp thụ một photon và có thể đến
II
Ỏ
c h2o h
Cycasin

Chương 7: CẤC CHẤT ĐỘC Tự NHIỀN CỦ A THỰC PHẨM
143
lượt mình lại hoạt hoá các phân tử khác. Tính nhạy cảm ánh sáng sẽ xảy ra
qua sư xuất hiện một ban đỏ (erythema) ở trong vùng da bị ánh sáng
chiếu. Ngoài phản ứng dị ứng đã nói ở trên, sự hoạt hoá các phân tử này
bằng ánh sáng còn sản sinh ra những gốc oxy do đó sẽ làm cho các hợp
chất này có khả năng sinh đột biến và sinh ung thư là không thể bỏ qua.
Điều này cũng cắt nghĩa sự xuất hiện ung thư đa ữong các vùng nhiệt đới
và á nhiệt đới. Trong những vùng này, sự ăn uống không được giám sát,
qua các động vật nuôi, những cây loại nọc sởi (hypericium) có chứa chầt
hypericin đang đặt ra những vấn đề về da mà người ta đã biết từ lâu.
Các cây thuộc họ ombelliferes (họ hoa tán) có chứa một lượng
đáng kể chất furocumarin (psoralen, angelicin) thường là nguồn gốc
phản ứng cảm quang ở người. Trong số những cây này, người ta có thể
kể: cây củ cần (4mg/100g), cây mùi tây ( parsley), cây cần tây (celery),
các quả vả, lê bergamot. Các chất furocumarin chưa trong các cây này có
thể tạo ra những gốc tự do cảm ứng sư hình thành các cầu giữa hai
chuỗi ADN vốn là nguồn gốc của các đột biến.
7.3.6.4. Safrol
CH
n
ch2
Safrol
Safrol hoặc 4-allyl-l ,2metylenđioxybenzen là chất lỏng (dầu) nhờn có
Hìùi đặc trưng của nghệ mà nó là thành phần chủ yếu của tính dầu. Người
ta cũng tìm thấy safrol trong các gia vị như quả nhục đậu khấu (nutmeg)
và cây quế. Safrol được sử đụng như tác nhân tạo vị (taste agent) trong
nước giải khát nhưng hiện nay bị cấm do tác dụng gây ung thư.

144 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Nhiều nghiên cứu tiên hành trên chuột với các chế độ ăn có chứa 1 g
safrol/kg sẽ làm xuất hiện những tổn thương ở gan và những u ác tính.
Tác dụng gây ung thư của safrol cũng đã được quan sát thây ở chó.
Hiện nay người ta thừa nhận rằng hợp chất hoạt động là
một chât trao đổi: 1- hydroxysafrol vả một dẫn xuất gần gũi
l-acetoxysafro] thường tác dụng mạnh mẽ với các hợp phần
nucleophil của tế bào.
7.3.6.5.Estragol
Estragol (CH2=CH-CH2'C6H4OCH3) hay l-allyl-4metoxybenzen
đã được tách ra từ cây ngải thơm (estragon), nhưng người ta cũng tìm
thây trong tinh dầu hồi (bađiarte) và tinh dầu thì là bẹ (fennel). Cũng
như với safrol, 1-hydroxyestragol có hoạt tính gây ung thư gan mạnh
hơn chất tiền thân của nó. Estragol không những có khả năng gây ung
thư qua con đường miệng (oral) mà còn qua đường trong màng bụng
(intraperitonium ) hoặc đường lớp a trong (chân bì) (derm).
7.3.7.Các chất có hoạt tính gây động dục (oestrogene)
Việc tăng trọng lượng của tử cung (uterus) và hoá sừng (la
queratinisation) của biểu mô âm đạo đã được sử đụng như những test
đê xác định hoạt tính gây động dục của một chất.
Hiện nay người ta đã biết gần 50 loài thực vật cho phản ứng
đương tính với test này. Một sô' loài sử dụng trong thực phẩm của con
người. Những chất có hoạt tính có mặt trong loài khác, thường có thể
tích tụ trong mờ dự trữ của động vật chăn thả và đi vào sữa là không
loại trừ. Cuôì cùng/ việc sử dụng trọng chăn nuôi các chất gây động dục
với mục đích là để tăng năng suất thịt cũng đã được xác nhận.
Các hợp chất có hoạt tính gây động dục có mặt ữong thực vật'
thuộc ba nhóm xác định: isoflavon, coumarin và các lacton của axit
resorcyclic. cấu trúc của câc chất này gần giống phân tử estradiol nên sẽ
cạnh tranh với các receptor của 17- p- esttadiol ở tế bào chất của dạ con.

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THƯC phẩm 145
Hơn nữa, việc chuyên hoá các phytoestrogen bởi hệ vi sinh vật đường
ruột thành dẫn xuât hoạt động hơn là hoàn toàn có thể xảy ra.
Zearolenon là một proestrogen thuộc nhóm axit resorcyclic có mặt
trong các ngũ cốc và thường được sản xuất ra do nấm mốc loài
fusarium, nên đôi khi chất này được xếp vào nhóm các mycotoxin (độc
tố nâm). Còn coumestrol là proestrogen của nhóm các coumarin thường
có mặt trong một số loài thực vật nhưng nồng độ của nó có thể tăng lên
đáng kể khi bị nấm mốc tân công. Hợp chất này có hoạt tính tương đối
so với đietylstilboestrol là 0,035% và được coi là chât hoạt động nhất
trong số các phân tử có mặt trong thực vật. Trong cỏ linh lăng (lucerne)
tỷ lệ coumestrol có thể đạt giá trị đủ để gây ra hiện tương vô sinh ở bò
cái. ơ một số vùng ở Austraylia, nó đã bị lên án trong việc làm giảm độ
mắn đẻ (fertility) của các trâu bò chăn thả.
Trong số isoflavon, genestin, daidzein, protensein và formononetin
đều có hoạt tính gây động due yếu nhưng không thể bỏ qua. Vì lý do thức
ăn, nên rõ ráng động vật ăn cỏ (herbivorous) đối mặt với các chất gây động
dục nhiều hơn các động vật ăn tạp (omnivorous). Tuy nhiên nhiều hợp
chât hoạt động cũng có mặt trong các thực phẩm của người như: cà rốt,
khoai tây, táo, tỏi, anh đào. Cũng như vậy, tinh dầu hồi, tinh đầu thì là bẹ
đều có chứa anetol có hoạt tính nhẹ hơn. Hiệu quả thực của các nguồn
cung cấp thực phẩm này cho người là không xác định, dù sao đi nữa, một
sự tiêu thụ bình thường ít có khả năng tạo ra môì nguy hiểm về phương
diện cân bằng hormon, vì lẽ nồng độ các hormon thấp cũng như hoạt tính
hạn chế của chúng. Tuy nhiên một sô" trường hợp đã được mô tả, chẳng
hạn ỏ phụ nữ sau thời kỳ mãn kinh (menopause) nếu uống lOOg dầu ngô
hay dầu oliu trong thời gian 10 ngày sẽ gây ra hiện tượng hoá sừng ở biểu
mô âm đạo. Việc ăn các hành hoa vành khăn trong chiến tranh ở Hà Lan
đã kéo theo rối loạn về sinh sản ở phu nữ.
7.4. ĐỘC TỐ CỦA CÁC NẤM ĐỘC
Triệu chứng nhiễm độc (ngộ độc) bởi các nấm thể hiện ra hoặc
ngay (trực tiếp) sau khi ăn hoặc sau một thời gian khoảng chục giờ.

146 ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Trong trường hợp đầu, các tác dung dược lý quan sát được sẽ lưu lại
không trầm trọng lắm.
Một số nấm sẽ gây ra triệu chứng viêm dạ dày-ruột (gastroenteric)
và chứng tiêu chảy nhất thời (diarrhoea) nhất là khi chúng được ăn
sống.
Một số nấm khác (Amanite muscaria, omphaĩỉatus) có chứa chất
muscarin hoặc những chất tương tư gây kích thích hệ thống đối giao
cảm (parasympathetic system). Hoạt tính gây ảo giác (hallucinogen)
của Psilocỵbus mexicana mà chất độc là psilocibin đã được biết từ lâu
bởi các thổ dân Mexic. Coprinus atramentarins có chứa một chất độc
tên là coprin và thường được chuyển hoá thành cyclopropanon, một
chất kìm hãm thuận nghịch enzym acetalđehyđđehyđrogenase. Vậy
là coprin có liên quan với sự trao đổi chất bình thường của etanol dẫn
đến tích tụ acetaldehyđ nên nó sẽ gây ra một sự đáp lại mạnh mẽ của
tim mạch.
Phần lớn các nấm có tác dụng nhanh này thường được nhả được
lý quan tâm hơn là nhà độc học.
Các nâm thực tế đang đặt ra những vấn đề về độc học là thời hạn
xuất hiện các tác dụng là khá dài, ít nhất cũng là chục giờ. Ba loài chủ
yếu được đưa vào trong triệu chứng học là : Amanites phaĩỉoides,
Gỵromitres (nấm óc), Cortinaire (nấm diềm). Đáng chủ ý nấm
Gỵromitra escuỉenta có chứạ tỷ lệ hydrazm cao mà như chúng ta đã biết
là một trong những chất gây ung thư tự nhiên.
Amanites phalìoides có chứa 3 kiểu độc tố: phallin, các phailotoxin
và các amatoxin. Phallin là gỉucoprotein có khối lượng phân tử
lOO.OOODa, thường bị .phá huỷ ở 60°c và bị phân giải bởi các enzym
đường tiêu hoá. Mặc dù có hoạt tính tiêu máu mạnh, nó không thể là
nguyên nhân trong ngộ độc đường miệng. Cũng như vậy, phallotoxin ít
hoạt động qua con đường này. Đó là 6 heptapeptiđ vòng, có câu trúc rất
giống nhau và có ái lực lớn đối với các protein màng.

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIÊN CỦA THỰC PHAM 147
Các amatoxin thường gồm một dãy 7 octapeptiđ vòng cũng có câu
trúc rất giống nhau và đều là những chất chịu trách nhiệm của các dâu
hiệu ngộ độc lâm sàng. 12 giờ sau khi ăn, sẽ xuât hiện ữiệu chứng buồn
nôn, nồn mửa và tiêu chảy của bệnh thổ tả. Nếu sự mất nước được dập
tắt thì tiếp theo lả một thời kỳ 3 đến 5 ngày trước khi xuất hiện các ữiệu
chứng viêm gan (hepatite) độc tính, trong quá trình đó, người bệnh có
thể chết. Về phương diện sinh hoá học, các amatoxin có thể tự kết gắn
rồi ức chê enzym ARN-polymerase B, do đó sẽ phong toả sự kéo đài của
ARNm và ngừng sự tổng hợp protein của các tế bào.
Một số loài nấm nhóm Cortínaire (Cortinarius oreĩĩanus,
Cortínarius gentilis) lại hay gây chứng viêm thận độc (toxic nephritis)
thường xuất hiện sau thời kỳ tiềm ẩn 3 đến 17 ngày sau khi ăn nấm.
Chat độc đó là orellanin được cấu tạo từ 2 nhân pyriđin N-oxyđ mà cấu
trúc và hoạt tính gần với các muối của bipyridyíi được sử dung làm chất
diệt cỏ. Các ngộ độc do các orellan thường hay gặp ở Tây Âu nhưng vì
thời hạn xuất hiện các dâu hiệu độc cũng như nguồn thực phẩm đều
không được biết. Phải 25 năm sau người ta mới biết ngộ độc có liên
quan đến việc ăn các nấm nảy. Liều độc gây chết người chưa xác định
được, vào khoảng từ 40-300 g.
Để giải độc người ta thường tiêm vitamin c vào ven và uống
nifuroxazidesulfat đehyđrostreptomycin, nấm men và mứt cà rốt.
7.5.CÁC ĐỘC TỐ Tự NHIÊN CÓ NGUỒN Gốc ĐỘNG VẬT
7.5.1. Độc tố tetrodotoxin
Tetrođotoxin(TTX) còn gọi là độc tố cá nóc, là một chất độc thần
-kmh'Tnạnh. Tetrođotoxin là một hợp chất hữu cơ phi protein, có tên là
anhyđrotefrođotoxin-4-epitetrotoxin hay axit tetronic, có công thức cấu
tạo là QjH^OgNg và công thức khai triển như ở hình 7.4.
Trong phân tử TTX có một nhóm guaniđin tích điện đương gồm
ba nguyên tử nitơ và một vòng pyrimiđin hợp nhất với những vòng bô
sung tạo thành một hệ có năm vòng tất thảy. Hệ thống vòng này có

148 ĐÓC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
chứa các nhóm hydroxyl vốn có khả năng làm cho phức liên kêt giưa
TTX và kênh Na ổn định được ở bề mặt liên pha nước. Vùng liên kết
giữa TTX vả kênh Na là cực kỳ hẹp (d =10~10nm). TTX rất giống cation
Na’ đã hyđrat hoá nên sẽ đi vào được cửa (miệng) của phức hệ peptiđ
tạo nen kỏnh Na, ở đây TTX liên kết với một gốc glutamat của phức hệ
peptiđ vả sau đỏ giữ chặt lấy chỗ dựa của mình ngay cả khi phức hệ
peptid thay đổi độ bền. Dù có các thay đổi về hình thể của phức, TTX
sau này vẫn được gắn kết với lỗ của kênh Na bằng liên kết tĩnh điện
(in vivo, sư kiộn thứ hai sẽ xảy ra là sự khử nước của phức giữa Na và
nước).
Tetrodotoxin là một độc tố thần kinh mạnh nhất từ các loài hải
sản. Bình thường độc tô" này tồn tại ở dạng tiền độc tố tetrođomin
không độc. Độc tố phân bố chủ yếu ở gan (hepatoxín), buồng trứng
(tetrođotoxin, tetrodonin và acid tetrodonic). Độc tố tăng lên trong mùa
đẻ trứng từ ứìáng 3 đến tháng 7 hàng năm.Thịt cá thường khồng độc.
Khi cá bị đập chêt hoăc bị ươn thì tetrođomin sẽ chuyểh hoá thành
tetrodotoxin gây độc. Chất độc sẽ từ ruột ngấm vào thịt cá hoặc đo khi
chế biến không loại bỏ hết phủ tạng, a, máu cá làm cho thịt cá trở nên
độc đốì với người sử dụng.
Độc tố tetrođotoxin là hợp chất hữu cơ khồng có bản chât protein.
Nó có tính bền rất cao. Gia nhiệt ở 100°c trong 6 h mới giảm 50% độc tố,
Hình 7.4. Cấu trúc của tetrodotoxin

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIỂN CỦA THỰC PHẨM 149
ở 200nc trong 10 phứt mới khử hoàn toàn. Như vậy có nghĩa là che' độ
gia nhiệt thông thường trong chế biến không có tác dụng giảm hoặc phá
hủy độc tố này.
Tetrođotoxin có khả năng gây độc rất cao, tỉ lệ tử vong gâp 10.000
lần so với mức độ độc của cyanua. Liều gây độc được xác định là 1-4
mg. Liều gây chết ở chuột LD5n =8-10 Ị-ig/kg thể trọng.
Cá nóc (Tetraodon pufferfish) có nhiều loại khác nhau như: cá nóc
fahaka (Tetraodon ícìhaka), cá nóc Côngô (Tetraodon miurus), cá nóc
mbu (Teti’aodon mỉm).Nhiều dòng cá nóc khác cũng chứa tetrađotoxin
như cá nóc F u g u (/1 fỉa vk ỉ us, F.poecilonotus, F.niphobJes), Arothron
(A.nigropunctatus), Chelonodon (Chelonocỉon spp.) và Takifugu
(Tdkiíưgu rubĩipes).
Người ta còn tìm thây độc tố tetrođotoxin ở nhiều loài hải sản
khác như bạch tuộc đốm xanh Hapaĩocỉaena macoỉosa(còn gọi lả mưc
tuộc xanh), cá sao (Ash'opecten scoparius), cua Xanthiđ (Eriphia spp.yt
cua chân ngựa (Carcinoscorpius rotundicada), ếch Harlequin (Ateỉopus
spp.), ếch Costa Rica (Ateĩopus chiriqưiensis), rong biẻnựania spp.),... ở
các vùng biển khác nhau trên thế giới.
Hình 7.5. Cá nóc Pufferfish, cá nóc Tetraodon sp.

150
ĐÔC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Hình 7.6. a) cua mắt đỏ Xanthid; b) ếch Harlequin; c) mực tuộc đốm xanh
Đã từ lâu người ta cho rằng tetrođotoxin là sản phẩm chuyển hoá
của vật chủ nhưng những khám phá mới đây lại cho rằng một số loài vi
khuẩn thuộc họ Vibrionaceae, Pseudomonas sp., vả photobacterium
phosphoreum sản sinh ra độc tố này.
• Cơ chê gây đôc của tetrodotoxin
Cơ chế gây độc của tetrođotoxin là câu hỏi được đặt ra từ lâu mà
chưa có lời giải thích rõ ràng, thuyết phuc. Là chất độc CƯC mạnh nhưng
vì sao độc tố này chỉ độc với người mà hoàn toàn vô hại với vật chủ?
Các công trình gần đây của các nhà khoa học Nhật Bản giả thiêt
rằng cấu trúc đặc biệt của tetrodotoxin mà trong đó là kênh dẫn ion
na tri giữ vai trò chính.
Dòng ion natri đi chuyển vào trong tế bào thần kinh là bước cần
thiết để dẫn truyền các xung thần kinh nhằm kích thích các sợi thần
kinh và chạy dọc theo sợi trục thần kinh. Bình thường tế bào sợi trục
thần kinh chứa nồng độ K+ cao và nồng độ Na+ thâp tạo ra điện thế âm.
Sự kích thích sỢi trục thần kinh mang lại thế hoat động phát sinh từ
đòng ion Na bên trong tê bào, khi đó sinh ra hiệu điện thê dương nhiều
hơn. Kênh truyền dẫn ion Na được hình thành bởi chuỗi peptid đơn với
4 đơn vị lặp lại mà mỗi đơn vị chứa 6 vòng xoắn ốc.
Tetrođotoxin rất đặc hiệu với kênh dẫn ion Na và không tác động
lên kênh dân ion K. Sự cầm giữ vững chắc của TTX vào phức hệ protein
tạo kênh Na được thể hiện bằng thời gian chiếm giữ của TTX tại phức.
Nêu như ion Na đã hydrat hoá thường liên kêt thuân nghịch với kênh

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHÍẺN CỦA THỰC PHẨM 151
trong thời gian khoảng một nano giây (10'9 s) thì TTX lại lien kỏt và lưu
lại trong kênh hảng chục giây. Do kích thước lớn nên phân tử TTX chặn
không cho ion Na+ có cơ hội đê đi vào kênh do đó sư vận động của ion
Na+ châm dứt vả kéo theo điện thế hoạt động đọc theo mảng dây thần
kinh cũng ngừng. Như vậy, TTX đã phong toả một cách chính xác cánh
cổng điện thế của kênh Na ở mặt ngoài của màng dây thần kinh. Chỉ
một miligram TTX hoặc ít hơn, một số lượng có thể đặt vừa đầu một
đinh ghim lả đủ để giết chết một người trưởng thành. Nói ccích khck,
tetxodotoxin đã khoá đường dẫn xung thần kinh dọc theo sợi trục thần
kinh gây tê liệt hô hấp nên Làm nạn nhân ngộ độc tử vong.
Công thức câu tạo của tetrodotoxin đã được các nhóm nghiên cứu
của Mỹ và Nhật Bản đồng thời làm sáng tỏ vào năm 1964. Đến năm
1972 Kishi và cộng sư của ông đã hoàn thành việc tổng hớp
tetrađotoxin racemic. Ngày nay tổng hợp tetradotoxin theo con đường
Kishi-Goto là con đường duy nhất thành công thông qua 15 bước và
hàng loạt các công nghệ theo sơ đồ tóm tắt dưới đây. Các phản ứng
tổng hợp bao gồm ketal hóa, khử Meerwein-Ponnđorf-Verley,oxy hoá
selen, eposid hóa, cộng Diels-Alđer và các công nghệ khác.
TTX
Tetrodamỉn
Hình 7.7. Sơ đồ phản ứng tổng hợp tetradotoxin
Mặc dù chưa có ai phân lập được enzym tương thích để tổng hợp
được tetrođotoxin bằng con đường sinh học nhưng Kotaki và Shimizu
đã bước đầu tổng hớp được tetrođotoxin bằng con đường sinh học từ
đường adipose hoặc từ nhóm izopentenyl-PP kết hợp với arginin theo
sơ đồ trong h)nh 7.8.

152
ĐỒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
N2N COOH OH
o
H
HC
CHoOH
OH
Adipose c 5 sugar
X
HO
Isopentenyl-PP
TTX
HO
Hình 7.8. Sơ đồ tổng hợp tetrodotoxin bằng con đường sinh học
Người ta cũng có đủ bằng chứng về nguồn gốc sinh học của tetrodotoxin:
- Cá nóc phát triển trong môi trường không sản sinh ra tetrođotoxin
cho đến khi chúng được nuôi bằng mô từ một cá đang sinh sản ra độc tố.
- Bạch tuộc đôm xanh tìm thây ở Austrâylia chứa tetrođotoxin do
vi khuẩn sống cộng sinh ở tuyến nước bọt sản sinh ra.
- Cua Xanthiđ đánh bắt ỏ vùng nước đó cũng chứa tetrođotoxin
và độc tố gây tiêu chảy.
Tetrođotoxin có ỏ bạch tuộc (mực tuộc) đốm xanh, một loại động
vật ăn thịt, đồng thời bản thân nó có thể bị làm mồi cho các động vật
biển khác. Bạch tuộc đốm xanh có thể thay đổi màu sắc theo chiều sâu
của nước và độ chiếu sáng của Mặt trời và trọng lượng cơ thể chỉ
khoảng 25g. Độc tố tetrođotoxin của nó vừa là vũ khí tấn cồng, vừa đê
tự vệ. Kết quả nghiên cứu trên bạch tuộc đổin xanh từ Philippin cho
thấy một loại vi khuẩn sống cộng sinh trong tuyến nước bọt của bạch
tuộc đã sản sinh ra độc tô" tetrođotoxin. Điều này hoàn toàn khác với
quan niệm trước đây cho rằng chất độc này chỉ có thể là sản phẩm
chuyên hoá của vật chủ .
Có điều là độc tô" tetrođotoxin ỏ bạch tuộc đốm xanh có độc tính
rất cao. Chỉ với một con nặng 25 g cũng đủ lượng chất độc làm chết 10

Chương 7: CÁC CHẤT ĐỘC Tự NHIẺN CỦA THỰC PHAM 153
người có trọng lương cơ thể trung bình 70 kg. Độc tô" của bạch tuộc có
thể nhiễm vào nguồn nước xung quanh nó và làm tổn thương đa hoặc
khi cắn người do tự vệ sẽ tiêt ra độc tô". Khi bị ngộ độc, nạn nhân sẽ khó
thở do rối loạn hô hâp rồi suy hô hấp, hoặc có thể truy tim mạch và tử
vong. Khi ăn phải bạch tuộc đốm xanh thì độc tô" trước hết thấm qua
đường tiêu hoá nên biêu hiện ngộ độc xuất hiện chậm hơn.
Người ta cũng đã tổng hợp được một sô" thuốc chống ngộ độc
tetrođotoxin và thư nghiêm thành công trên chuột.
Biên pháp phòng ngừa
Người ta đã ghi nhận nhiều vu ngô độc do do ăn cá nóc, bạch tuộc
đốm xanh ở nhiều nơi trên thế giới. Cách tốt nhất là không nên sử dụng
chúng làm thực phẩm bởi lẽ chế độ xử lý nhiệt trong chế biến thông
thường không loại trừ được độc tô" này.
7.5.2. Độc tố ciguatoxin /
Độc tố ciguatoxin đã tìm thấy ở khoảng 300-400 loài cá và nhuyễn
thê biển. Người ta cho rằng độc tô" do vi khuân ký sinh tích luỹ độc tô"
trên cá và nhuyễn thê. Độc tố này không độc đối với cá và nhuyễn thê
mà chỉ độc với người sử đụng chúng.
Phản ứng đầu tiên của cơ thể khi ăn phải độc tố này sau từ 1 đến
4 h là buồn nôn, đau bung ,tiêu chảy và gây độc lên hệ thần kinh,làm
liệt tay chân, nặng hơn có thể tử vong.
7.5.3. Độc tố gây tê liệt do nhuyễn thể (PSP)
Độc tố gây tê liệt do nhuyễn thể (paralytic shellfish poisoning-
PSP) do ba chủng khác nhau của tảo dinoflagellate sinh ra. Độc tố
satitoxin đo tảo dinoflagellate ở giai đoạn nở hoa sản sinh ra. Khi các
loài nhuyễn thể hai mảnh như điệp (clams) ăn loại tảo này sẽ tích luỹ
trong cơ thể và chúng trở nên độc.
Có độc tô" lại đo tự bản thân cá và nhuyễn thể sinh ra đo chuyên
hoá chất độc từ tảo.
Các biểu hiện của ngộ độc có thể nhận thấy thường xảy sau vài
phút đến 3 h. PSP là độc tố thuộc nhóm gây tê liệt tay, chân, hoa mắt,
chảy nước bọt và mù tạm thời. Khi lượng lớn độc tố vào cơ thể, có thể
làm liệt bộ máy hô hấp và gây tử vong.

154 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
/ Biên pháp phòng ngừa
Không sử dụng nhuyễn thể đã chết.
7.5.4. Độc tố bufotoxli^
Trong gan vầ trứng cóc có chứa độc tô bufotoxin. Chât độc còn có
ở tuyến nọc sau hai mắt, trên da và nọc độc ở tuyến bụng.Tuỳ theo từng
vị trí mà mức độ độc khác nhau. Bản thân thịt cóc khống độc nên trong
Đồng y , người ta còn sử dụng thịt cóc làm thức ăn cho trẻ em.
Biểu hiện của ngộ độc là sau khi ăn từ vài phút đến 1 h có thể thấy
chóng mặt, buồn nôn, nôn, đau đầu, rối loạn tiêu hoá, tím mạch, liệt hô
hấp và có thê tử vong.
Biên pháp phòng ngừa
Việc chế biến thịt cóc cần hết sức cẩn thẩn, phải loại bỏ hết phủ
tạng vì nếu để độc tố dính vào thì rất đỘG với người sử đung.
7.5.5. Độc tố histamin (ngộ độc scombroid)
Một sô" loại cá như cá thu (mackerel), mahi mahi, cá ngừ ( tuna),
cá xanh (bluefish) có chứa một lượng lớn histamin có khả năng gây độc
cho người sử dụng. Histamin được hình thành từ histiđin đo tác động
chuyên hoá của một số enzym.
Biểu hiện của ngộ độc histamin thường xuất hiện sau khi ăn từ vài
phút đến 4h như hoa mắt, chóng mặt, nổi mày đay, buồn nôn, hạ huyết áp.
Biên pháp phòng ngừa
Sau khi đánh bắt,các loại cá phải được làm lanh ngay để hạn chế
sự tạo thành histamin với hàm lượng cao. Đối với người có tiền sử dị
ứng histamin thì nên sử dụng thuốc kháng hỉstamin.
7.5.6. Độc tố axit domoic
Người ta đã phát hiện một sô" loại nhuyễn thể hai mảnh như vẹm
(mussel), điệp (clam), cua và anchovies có chứa axit domoic. Đây là
độc tô" gây mất trí nhớ.
Sau khoảng 15 phút đến 38 h các biểu hiện ngộ độc phổ biến là
nôn, tiêu chảy, đau đầu, hôn mê, và mất trí nhớ thời gian ngắn.

C H IÍ0 N G 8
ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI
• #
Kim loại là một nhóm độc tố đặc biệt thường tồn tại ở trạng thái bền
vững trong môi trường, song dạng thức hoá học của chúng có thể bị thay đổi
bởi các yếu tô" lý, hoá, sinh học hoặc bởi các hoạt động của con người, do đó
độc tính của chúng cững bị thay đổi theo. Ớ đây chúng tôi chỉ đề cập tới
những kim loại chính mà sư có mặt bất thường hay hám lượng quá lớn của
chúng trong ihực phẩm có thể gây ra nỗi lo lắng về vệ sinh an toàn thực phẩm.
Trong thực tế, các kim loại độc có thể xâm nhập vầo cơ thể theo
hai con đường:
- Đường hô hấp: Khi độc tố có mặt trong khí quyển thì đường hô
hấp đóng vai trò đáng kể. Bởi lẽ, một người một ngày hít thở ít nhất 12-
15m3 không khí, hơn nữa diện tích bề mặt là phổi rất lớn (khoảng
100m2) và hệ thống mao đẫn của phổi có độ mịn cưc kỳ đã tạo thuận lợi
cho việc hấp thụ nhanh và nhiều các độc tố.
- Đường tiêu hoá: Đường nhiễm độc này mang tính chất chung
hơn vì đa số các chất độc mà chúng ta có thể bị nhiễm là rất phổ biến và
thường tồn tại với hàm lượng khác nhau trong các loại thực phẩm có
nguồn gốc động vật hay thực vật, cũng như trong nước uốíng mà chúng
ta sử dụng mỗi ngày.
Ngoài các hợp chất hoá học của kim loại được sử dụng như những
phụ gia thực phẩm ra, các kim loại như chì, kẽm, thiếc, đồng... có thể bị
nhiễm vào thực phẩm do một số nguyên nhân;
- Sử dụng các hỗn hợp hoá chất không đủ tiêu chuẩn thực phẩm
trong quá trình chế biến.
- Các phương tiện chuyên chỏ, phân phối thực phẩm vả các bao bì
kim loại không đảm bảo chất lượng.
Nghiên cứu độc tố là phải xác lập cho được mối quan hệ giữa liều lượng
vả tác dụng. Điều này cho phép ta dự đoán được tác dụng gây độc trong
8.1. MỞ ĐẦU

156 ĐỘC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
khoảng thời gian hấp thụ chất độc dái ngắn khác nhau. Vấn đề lại càng quan
trọng hơn nếu đa số kim loại tồn tại ữong thực phẩm ở hàm lượng thấp.
Chính vì vậy, đốỉ với mỗi nguyên tô" sau khi nói tới đặc tính độc của nó, các
nguy cơ gây độc chính có thể xảy ra cần phải đề cập tới hai điểm sau:
- Bản chất và tầm quan trọng của đường tiêu hoá đối với sự nhiễm
độc của cơ thể.
- Nghiên cứu mối quan hệ liều lượng/ tác dung và đánh giá phạm
vi gây độc.
8.2. CÁC ĐỘC TÍNH CHUNG CỦA KIM LOẠI
Các kim loại thường có một khoảng độc tính rất rộng. Có kim loại
rất độc như chì, thuỷ ngân..., nhưng cũng có kim loại khồng độc như
titan. Các độc tính của kim loại rất đa dạng, nhưng cũng có một sô" điểm
chung cho đa số' kim loại.
8.2.1. Vùng tác dụng
8.2.1.1. Enzym
Kim loại gây độc bằng cách kìm hãm hoạt động của enzym. Hiệu
ứng độc của nhiều kim loại thường do kết quả của tương tác giữa kim
loại vả nhóm tiol của enzym, hoặc do sự chuyên đổi mất một cofactor
kim loại cần thiết của enzym. Ví dụ, chì làm chuyên đổi mất kẽm của
enzym dehydratase của axit ô-aminolevulirđc.
Một cơ chế gây độc khác của kim loại, đó là kìm hãm sự tổng hợp
enzym. Ví dụ, niken và platin kìm hãm sự tổng hợp ra enzym
ô-aminolevulừdc-synthetase, do đó sẽ phong toả sư tổng hợp hem v ố ín là
thanh phần quan trọng của hemoglobin và cytocrom. Có thể bảo vệ các
enzym này khoi độc tính của kim loại bằng cách sử dung các tác nhân tạo
phức như dimercaprol để tạo nên những liên kết bền với kim loại.
Các enzym thường có độ nhạy cảm khác nhau đối với kim loại.
Chăng hạn, đa sô các enzym xúc tác quá trình tổng hợp ra hem thường
bị kìm hãm bởi chì với các hàm lứợng khác nhau.

Chương 8: ĐỘC TỈNH CỦA KIM LOẠI 157
8.2.1.2. Các bào quan dưới tế bào
Nói chung hiệu ứng độc của kim loại là do phản ứng của chúng với
các hợp phần nội bào. Muốn gây độc, kim loại phải xâm nhập vào bên
trong tế bào, do đó nếu nó lả một chẩt ưa béo, như metyl thuỷ ngân, thì
sẽ được vận chuyển qua máng tế bào một cách dễ dáng. Khi kim loại liên
kết với một protein nó sẽ được hấp thụ qua con đường nội thấm bào. Sau
khi xâm nhập vào trong tế bào, các kim loại sẽ tác động đến các bào quan.
Các bào quan dưới tế bào có thể làm táng cường hay làm giảm
chuyển động của kim loại qua màng sinh học và làm thay đổi độc tính
của nó. Hơn nữa, một số protein có mặt trong bào tương, trong lyzosom
và trong nhân tế bào có thể liên kết với các kim loại độc như Cđ, Pb, Hg
do đó làm giảm hoạt tính sinh học của các protein này. Chăng hạn cadmi,
metyl thuỷ ngân, coban và thiếc thường ức chế các enzym của vi thể. Một
số kim loại độc có thể gây hư hỏng cấu trúc của lưới nội chất. Các ti thể
do có hoạt động trao đổi chất cao và có khả năng vận chuyên qua màng
một cách manh mẽ nên là một bào quan đích chính, vì vậy các enzym hô
hấp (oxy hoá-khử) của chúng dễ dàng bị kìm hãm bởi các kim loại.
8.2.2. Các yếu tố làm thay đổi độc tính
8.2.2.1 Mức độ và th ờ i gian nhlểm độc
Cững như đối với các chất độc khác, tác dụng độc của kim loại liên
quan với mức độ và thời gian nhiễm độc. Nói chung, mức độ nhiễm độc
càng cao thì thời gian ảnh hưởng càng kéo đài và hiệu ứng độc càng lớn.
Nếu thay đổi liều lượng và thời gian nhiễm độc thì có thể thay đổi bản chât
của tác dụng độc. Ví dụ, khi tiêu hoá dù chỉ một lần nhưng với lượng
cađmi cao sẽ dẫn tới rối loạn dạ đày-ruột, ữong khi đó nếu hấp thụ một
lượng thấp hơn nhưng lặp lại nhiều lần sẽ làm rối loạn chức năng thận.
B.2.2.2. Dạng hoá học
Dạng hoá học của kim loại có ảnh hưỏng lớn tới độc tính của nó.
Thuỷ ngân là một ví dụ điên hình. Khi ở dạng vô cơ, thuỷ ngân chủ yếu
là những chất độc thận, nhưng khi ỏ dạng hữu cơ như metyl thuỷ ngân
và etyl thuỷ ngân sẽ gây độc cho hệ thần kinh, bởi lẽ chúng là những

158 ĐỔC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHẨM
chất ưa béo nên sẽ đễ dàng vượt qua hàng rào mạch máu não. Tetraetyl
chì dễ dàng đi qua vỏ bao mielin và lảm rối loạn hệ thống thần kinh.
8.2.2.3. Phức hợp kim lo ạ i - protein
Việc tạo ra phức hợp kim loại-protein ở trong cơ thể có thể là
những cơ chế bảo vệ. Ví dụ, các phức của protein với chì, bismut, thuỷ
ngân và selen ở dạng cặn trong các tế bào bị nhiễm và có thể được nhìn
thấy dưới kính hiển vi.
Sắt có thể kết hợp với các protein để tạo nên ferritin (hoà tan trong
nước) hay hemosiderin (không hoà tan).
Cađmi và một số kim loại khác như đồng và kẽm có thể kết hợp
với một protein phân tử lượng thấp metalotionein. Phức với cadmi ít
độc hơn phức với ion Cđ2+, cho dù trong tế bào của các ống thận phức
cađmi - metalotionein giải phóng ion Cđ2+ và gây ra tác dụng độc.
£.2.2.4. Các yếu tố sinh lý.
Cũng như đốỉ với nhiều chất độc khác, động vật non hay động vật
già thường nhạy cảm với kim loại hơn động vật trưỏng thành. Ví dụ, trẻ
em đặc biệt nhạy cảm với chì do độ nhạy cảm chung cao hơn, do hấp thụ
qua đường dạ đày-ruột lớn hơn [lớn hơn 4-f5 lần so với người trưỏng
thánh (Mocale, 1979)], cũng như do tỷ lệ lượng thức ăn đưa vào trên đơn
vị thể trọng cao hơn, hơn nữa thức ăn lại là nguồn nhiễm chì chủ yếu.
Nhiều bằng chứng cho thấy trẻ em ở giai đoạn ữưóc khi sinh
thường bị nhiễm các kim loại như chì, thuỷ ngân ở mức độ lớn hơn mẹ
chúng nhiều. Kêt quả nghiên cứu cho thây liều lượng trung bình để gây
ra sự mất điều hoà là 2,710,18 mg/kg ồ người mẹ và 1,23±0,87 mg/kg ở
trẻ em còn trong bụng mẹ (Clarleson, 1981).
8.2.3. Các chỉ báo sinh học
Nhiễm kim loại nói chung có thê được đánh giá một cách định
lượng. Một sô chi thị thê hiện phạm vi và thời gian nhiễm, một sô" khác
là nhừng dấíu hiệu sinh học tiền khỏi.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 159
Sự có mặt của kim loại và nồng độ của chúng trong máu và trong
nước tiểu thường được coi là các chỉ báo của sự sơ nhiễm vì dần dần các
hợp chất kim loại được phân tán, được tích giữ hoặc được bài xuất ra
ngoài, do đó mức độ nhiễm trong huyết tương và nước tiểu bị giảm đi.
Nhiều kim loại được tích tu trong tóc và trong móng tay với lượng
tỷ lệ thuận với lượng của nó có trong máu tại thời điểm tóc và móng tay
được hình thành. Tóc phát triển với tốc độ tương đối ổn định nên có thể
được sử dung để xác định mức độ nhiễm chì ở các giai đoạn khác nhau
trong quá khứ. Ví dụ, phương cách này đã được sử dụng để đo mức độ
nhiễm metyl thuỷ ngân qua những cư dân sông ở vùng bị nhiễm. Bằng
nhiều cách tiếp cận khác nhau, người ta đã thiết lập được một sô" chuyển
đổi khả thi: nồng độ thuỷ ngân ữong tóc bằng khoảng 250 lần trong
máu, từ đây có thể tính được lượng metyl thuỷ ngân hấp thu vào cơ thể
hàng ngày sau khi đạt đến trạng thái cân bằng như sau: 0,2 ng/g trong
máu = 50 ụg/g trong tóc = 3 |xg/kg thể trọng mỗi ngày.
Các chỉ báo sinh học như vậy cũng rất có ích cho việc thiết lập được
nồng độ selen trong máu của người dân. Ớ vùng có biểu hiện thừa selen thì
nồng độ này lên tới 3,2 mg/1, còn ở vùng có triệu chứng thiếu selen là 0,021
mg/1 và trong vùng khổng thiếu không thừa là 0,095 mg/1 (WHO, 1987).
8.2.4. Các tác dụng độc của kim loại
ổ.2.4.1 Gây ung thư
Nhiều kim loại được coi là tác nhân gây ung thư cho người, hay
động vật hoặc cho cả người và vật.
Arsen và các hợp chất của nó, một số dẫn xuất của crom, niken và
dẫn xuất của nó đều là những tác nhân gây ung thư cho người. Ngoài ra,
beri, cađmi và c/s-platin có thể là các tác nhân gây ung thư. Các kim loại
này gây ung thư qua các cơ chế tác động như thay thế Zn2+ bởi Ni2+, Co2+
hoặc Cđ2+ trong các protein vận chuyên (Sunđerman et Barber, 1988) hoặc
gây tổn thương khung tế bào (Chou, 1989), do đó ảnh hưởng tới tính chính
xác của polymerase vôn tham gỉa vào sinh tổng hợp ADN.

160 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 8.1. Các kim loại được xác định là tác nhân gây ung thư
Kim loai 0
Bằng chứng cho thấy gây ung thư
ơ người ơđộng vật
Arsen Đủ Có mức độ
Beri Đủ Đủ
Cadmi Đủ Đủ
Crom
- hoá trị 3 Chưa đủ Chưa đủ
- hoá trị 5 Đủ Đủ
c/9-Platin Chưa đủ Đủ
Phức sắt dextran Chưa đủ Đủ
Chì vô cơ Chưa đủ Đủ
Thuỷ ngân
- kim loại Chưa đủ Đủ
- hợp chất Đủ Đủ
Selen Chưa đủ Chưa đủ
Nguồn: International Agency of Research on Cancer - 1 ARC, 1987,1994.
8.2.4.2. Chúc năng miễn dịch
Khi nhiễm một số kim loại có thể dẫn đên kìm hãm các chức năng
miễn dịch. Các kim loại nặng, các hợp châ't hữu cơ kim loại như chì,
cadmi, niken, crom, metyl thuỷ ngân, arsenit và arsenat của natri, arsen
trioxyđ là các chất loại bỏ miễn dịch. Còn các kim loại khác nhau như
niken, bari, dẫn xuất của platìn là các chất kích thích miễn dịch. Chúng
thường gây ra các phản ứng quá nhạy cảm hay dị ứng, các phản ứng
này thường diễn ra ngay lập tức (trong 15 phút).
8.2.4.3. Hệ thẩn kinh
Do tính nhạy cảm lớn nên hệ thần kinh luôn là mục tiêu tấn công
cua kim loại. Dạng thức lý hoá của kim loại thường là yêu lô quyêt đinh
độc tính. Hơi thuỷ ngân (dạng kim loại) và metyl thuỷ ngân dễ dàng
xâm nhập vào hệ thống thần kinh và gây tác dung đôc, trong khi các
dẫn xuât vô cơ của nó lại ít có khả năng xâm nhập vào hệ thống thần
kinh nên chúng không phải là những chất độc thần kinh. Các chất hữu
cơ của chì chủ yếu là các chất độc thần kinh, còn các dẫn xuất vô cơ lại

Chương 8: ĐỘC TỈNH CỦA KIM LOẠI 161
ảnh hưởng mạnh đến quá trình tổng hợp hem và khi ở mức nhiễm cao
chúng có thể gây các bệnh về não. Ớ trẻ em khi bị nhiễm mức vừa phải
cũng có thê dẫn đến các rối loạn tâm thần.
Các kim loại khác như đồng, trietylen thiếc, vàng/ liti và mangan
đều có tác đụng độc thần kinh.
8.2.4.4. Thận
Thận là một bộ phận đào thải chính, do đó cũng là một trong
những muc tiêu tân công của kim loại cadmi ảnh hưởng tới các tế bào
của các ống đầu gần gây ra bài tiết nước tiểu có protein phân tử lượng
thâ'p, axitamin và glucose.
Crom, platin và dẫn xuất vô cơ của thuỷ ngân cũng là tác nhân
gây thiệt hại các ông-đầu-gần.
8.3. CÁC KIM LOẠI CÓ ĐỘC TÍNH CAO
8.3. Chì
8.3.1.1. Độc tứìh I
Có thể nói chì là kim loại độc thường gặp nhẵt. Hầu như mọi sinh
vật đều không có nhu cầu sinh học về chì
Các phản ứng ở bên trong ti thể
Porphyrobilinogen _ ALAD
I Ê3 . I ALAD
1 ^ Axit S-aminoleỉ/ulinic < — —
* " i "fl m o t n I
Polypyryl metan
7 ",
Uroporphyrinogen III
UROD
Sucinyl CoA
Peridoxaỉ phosphat
Glycỉn
Copnopỏrphyrinogen
Coproporphyrinogen III
■ ặ ịcOPROD
Protoporphyrin IX
*
HS
► Hem
Hình 8.1. Sơ đổ các phản ứng tổng hợp hem ^ e
Các phản ứng trong hình chữ nhật nét đứt xảy ra trong ti thể.
Các mũi tên to đậm đánh dấu các phản ứng bị kìm hăm bởi chì (Jaworski, 1978).

162 ĐÒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Hệ thống tổng hợp hem cực kỳ nhạy cảm với tác dụng của chì.
Hợp phần chính của hemoglobin là hem được tổng hợp từ glycin và
sucinyl coenzym A với pyridoxal phosphat là cofactor. Sau nhiều giai
đoạn, sản phẩm kết hợp với sắt để tạo nên hem. Các giai đọan đầu và
cuổi của quá trình tổng hợpniiễn ra trong ty thể và các giai đoạn trung
gian diễn ra trong tế bào chất (hình 8.1). Trong số các enzym tham gia
xúc tác ở các giai đoạn khác nhau có 5 enzym nhạy cảm với tác dụng
kìm hãm của chì: ô-aminolevulinic-dehydratase (ALAD) và hem-
synthetase nhạy cảm nhất, còn enzym ô-aminolevulinic-synthetase,
enzym uroporphyrinogen-decarboxylase và coproporphyrinogen
oxydase ít nhạy cảm hơn. Hai enzym không bị kìm hãm là enzym
porphobilinogen-đesaminase và urporphyrinogen-cosynthetase.
TEnzym ALAD bị kìm hãm khi nồng độ chì trong máu cao hơn
lOmg/ đl chút ít và khi nồng độ chì đạt 40mg/ dl thì ALA không được
chuyển hoá thành porphyrobiỉin, do đó làm tăng nhanh ALA trong bào
tương, sau đó trong nước tiểu rồi bị thải ra ngoài. Khinồng độ trọng
máu đạt 50mg/ đl sẽ có nguy cơ mắc triệu chứng thiếu máu. Vì vậy khi
rối loạn tổng hợp hem sẽ gâyj^.dxứng-tìilếu--máa.dQ..thiẾu .sắc-tố-da và
tiểu hồng cầu một phần do tính kém bền vững củạ. mạng hồng cầu.
Chứng thiêu máu do nhiễm độc chì, cũng như thiếu máu do thiêu
sắt còn đo kim hãm enzym pyrimiđin-5-nucleosiđase vốn có liên quan
tới sự tăng sô" lượng hồng cầu lưới. Ngưỡng chì nhiễm có khả-XLăng. ức
chế enzym này là 44mg/đl.
Hệ thông thần kinh cũng là một cơ quan đích dễ bị tấn công bỏi
, chU^ii_rihi%D chv^âi nồng độ trong máu cạọ htía 80xng/dL có thể
xảy ra cấc bệntL-về_nãc>. Người ta nhận thấy chìgây tổn thương đến các
tiểu động mạch và mao mạch, dẫn tới phù não, tăng áp suất dịch não
tuỷJJhoấUlPấ_các neuron và ccLsự.tặng sinh thần kinh đệm. Trạng thái
nảỵ_được _kêthợp YỚi cáe biêu hiên lâm sàng: mất điều ỉioà^.vận.động
khó khăn, giảm ý thức, ngơ.ngác, hôn mê và co giật, Khi phục hồi

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 163
thường kèm theo các di chứng như động kinh, sự đần độn và trong một
vài trường hợp bị bệnh thần kinh thị giác và mù.
Ở trẻ em triệu chứng lâm sàng này có thể xảy ra với nồng độ trong
máụ là 70mg/đl. Với nồng độ thấp hơn, trẻ em có thể có ữiệu chứng
hoạt động thái quá, thiếu tập trung và có sự giảm nhẹ chỉ số IQ.
8.3.1.2. Các tác động khác.
Chì gây ung thư thận ở chuột, nhưng cho tới nay ít có dữ liệu về
ảnh hưởng của nó ở người. Nhiễm độc thận cấp tính do chì thường lặm
thay đổi hình thái và chức năng của các tế bào ống thận. Biểu hiện lâm
sàng là sư giảm các chức năng yận chuyên năng lượng-phu thuộc, bao
gồm bệnh tiểu đạrrv tiểu đường và. vận chuyển sắt. Qua các thực
nghiệm và những sinh thiết từ trẻ em nhiễm độc chì cho thấy có sư thay
đjẩi ngoại cấu trúc của ty thể như là sự phình to và méo mó của nếp
Qìàng.
Chì cũng có ảnh hựỏng không mong muốn đến chức năng sinh
sản, chủ yếu đo độc tính của nó đốì với giao tử của con đực và con cái,
từ đó sẽ xuất hiện yô sinh, sảy thai và chết sơ sinh.
Các hợp chất hữu cơ của chì như tetraetyl và tetrametyl chì dễ
dàng xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp (khi hít phải khí thải của ô
tô) hoặc qua tiếp xúc a. Chúng xâm nhập vào hệ thống thần kinh gây
ra các bệnh về não.
8.3.1.3. N hũtig yếu tố ảnh hưộng tớ i độc tính của chì
Để đánh giá đúng tác hại của chì nhiễm trong thực phẩm cần khảo
sát vai trò của một số yếu tố khác nhau ảnh hưỏng tới tính độc của chì
đôi với cơ thể con người.
8.3.I.3.I. Khả năng hoà tan của chì
Trong công nghiệp, chì được coi là một kim loại được sử dụng lâu
đời do tính chỏng chịu ăn mòn củạ nỏ. Ngược lại, khi có mặt oxỵ của
khống Will chì rất dễ đàng bị tấn công và bị hoà tan, bởi các axit yếu
như:

164 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
- Axit cacbonic (H2C03) trong nước thải tiêu dùng.
- Axit hữu cơ trong các loại quả hoặc các sản phẩm chế biến (axit
citric, axit tartric, axit malic...).
- Axit béo không no được giải phóng ra do quá trình ôi hoá một số
loại đầu (dầu oliu).
8.3.I.3.2. Hê số xâm nhập qua đường ruôt
Trong một thời gian khá lâu người ta đánh giá hệ số xâm nhập
qua thành ruột của chì dưới dạng ion hoá rất thấp, khoảng 5-10%, vậy là
chì bị đào thải theo đường phân là 90-95%. Nhưng các công trình mới
đây đã cho thây tỷ lệ phần trăm này có thể còn cao hơn nhiều và dao
động rất lớn phụ thuộc YẦO các thông số như tuổi, giỏi tính, điỂuJđện
sinhiý, dạng vât lý của thực phẩm, thành phán của thưc phẩm.
a) Tuổi tác
sử dụng Pb203 trên chuột cho thấy phần trăm hấp thụ chì ỏ chuột
5-7 ngày tuổi có thể tới 73% vả giảm xuống chỉ còn 4% đốì với chuột 7-8
tuần tuổi.
Các. kết quả tương tự cũng nhận được ở khỉ. Phần trăm hấp thụ
chì Pb210 nitrat ỏ khỉ 10 ngày tuổi, 150 ngày tuổi và khỉ trưởng thành
tương ứng là 64,5; 68,8 và 3,2. Do khó thưc hiện, người ta có khuynh
hướng ngoại suy các kết qủa nhận được từ động vật non này cho trẻ em.
Với 8 trẻ em tuổi từ 3 tháng tới 8 tuổL-Alexanđer và cộng sự (1974)
đẫih-U -được tỷ lệ ỉả 53%, kêt quả này phù hợp với kết qủa nhận được ở
động vật. Điều này chứng tỏ .tính, mẫh cam rất lộn của trẻ em ẩối với
chì, đặc biệt khi còn lả thai nhi và ữẻ sơ sinh.
ở^người lớn, Rabinowitz yàxộng sự (1980) đã khẳng định tỷ lệ
phần trăm hấp thụ nhảhơn, khoangis %.
b) Giới tỉnh
Moore và cộng sự (1979) đã đưa chì ?bm cỊọruạ yàp_ngưừilớruỉ^ả
hai giới, kết quả cho thấy phần trăm hấpở đận^ông là 18,7%, & n J

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 165
phụ nữ là 26,9%. Sự khác nhau đáng kể này còn chứng tỏ phụ nữ nhạy
c&rn hơn đối với sự nhiễm chì.
c) Điều kiện sinh lý
Nhiều tác giả (Garber, 1974; Rabinowitz, 1980) đã chứng tỏ rằng ở
người trưởng thành việc nhịn ăn có thể làm tăng tỷ lệ hấp thụ chì lên
đặng kể (có thể tới 70%).
đ) Dang vât lý của thưcphẩm ]
Các nghiên cứu được tiến hành với chì Pb203 clorua cho thấy chì
đưa vào cơ thể độc lập hoặc cùng với thức ăn dẫn tới phần ữăm hấp thụ
rậ±.kháe nhau: 65-70% trong trường hợp đầu và 4-8% trong trường hợp
thứliai (Blake và cộng sư, 1983).
e) Thành phần của thưcphẩmỊ
♦♦♦ Các nguyên tố vô cơ
Các nguyên tô' khoáng có ảnh hưởng rất khác nhau đối với sự
nhiễm độc chì.
• Canxi có một vài tính chất giống chì nên có thể cạnh tranh với
chì trong sự kết hợp với một số protein của màng nhầy ruột vốn
có vai trò tích cực trong hấp thụ chì, do. đó giảm được nhiễm
độc bởi chì. Nhiều công trình-.nghiên- cứu thực phẩm cho thấy
chế độ ăn giàu canxi ổ người cũng như ớ động vật đều làm
giảm sự nhiễm độc bởi chì.
• Ign4?họsphạt cũng lậm.giảm đáng kể sự hấp thụ dung địch
Pb203 (từ 63% xuông 10%) nhờ tính-iứiôngliQà. tan của nó. Tác
dụng náy lại càng lớn.nêkMp- ứiụ đồng thời với CaC03. Tác
dụng đối kháng với chì này cũng xảy ra với sắt và kẽm, nhưng
kẽm có mức độ đối kháng kém hơn.
• Gỉucid
Nói chung gluciđ không ảnh hưởng tới sự.hấp thự.chì qua xuột,
ftừJactose. Bushneli và Deluce (1981) đã chứng minh rằng lactose làm

166 ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
tăng đáng kể sự hấp thụ chì của ruột, nhất là khi hâp thụ đồng thời với
canxi.
❖ Lipid
Tác dụng của các mỡ lên sự hấp thụ chì của ruột chưa rõ ràng, tuy
nhiên các công trình mới đây của Kay và Quaterman (1981) trên cừu cho
thây chế độ ăn giàu chât béo và đặc biệt là giàu phospholipid sẽ tạo
điều kiện thuận lợi cho việc hấp ửiụ chì trực tiẾp vào hệ thống bạch
huyết.
❖ Các chất khác
Vitamin D chắc chắn có lợi cho việc hấp thu chì qua đường ruột,
còn phương thức tác dụng của nó hiện chưa được biết rõ lắm.
Vitamin c, axit citric và một số axitamin cũng tạo thuận lợi cho
việc hấp thu chì.
Rượu etylic làm tăng sự hấp thu chì do làm thay đổi tính thẩm
thâu của ruột hoặc do làm tăng độ axit cửa dạ dày.
Ngược lại axit phytic (thường có trong bánh mì) làm giảm đáng kể
sự hấp thụ chì do tạo thành chì phytat không hoà tan.
8.3.I.3.3. Điểu kiện nhilm chỉ trong thưc phẩm
a) ĐỒ uống
• Nước từ lâu đã được nói đến như là nguyên nhân của nhiều
trường hợp nhiễm chì. Các đường ông dẫn nước bằng chì và
nước xâm thực từ các vùng đất granỉt là nguồn gốc nhiễm độc
chì. May là từ nhiều năm nay người ta đã cấm sử dụng dạng
ống nước này nên số lượng các vụ nhiễm độc loại này không
tăng nữa.
• Rượu vang: Thường rượu vang không dẫn đến ngộ độc, nhưng
khi uống rượu vang đều đặn thường xuyên thì trong rượụ vang
có thể gây ra sự nhiễm, độc chì tiềm ẩn. Rượụ vang bình thưừng
đã chứa một lượng chì khoảng 200 |ig/i nhất là đối với rựợu

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KÍM LOẠI 167
vang trắng và rượu vang hồng thường có phản ứng axit hơn. Sự
có mặt của chì trong rượu vang do nhiều nguyên nhân khác
nhau (xử lý cây nho bằng chì arseniat, tồn trữ và vận chuyên
vang trong các thiết bị có bề mặt mạ thiếc hay phủ sơn chống
gỉ), nhưng xỊiông có nguồn nhiễm chì nào lại lớn hơn nhiễm chì
từ nút chai. Nói chung rượu vang chát lượng cao thường được
đựng trong chai đậy nút có phủ một lớp thiếc mà thành phần
chủ yếu của nó là chì. Qua quá trình bảo quản nhiều năm, do
tính thẩm thấu tương đối của nút chai, một số giọt rượu thấm
qua được sẽ bị oxy hoá thánh axit acetic. Axit này sẽ tấn công
nút chai tạo nên chì acetat rổi thẩm thấu trở lại khối rượu vang.
Nếu chất lượng nút chai thấp thì chỉ sau vài tuần nút chai đã bị
ngấm rượu, đo đó chỉ sau 6 tháng hàm lượng chì đã đạt tới
khoảng lmg/1.
b) Th ức ăn
Nói chung chì ít khi bị nhiễm một cách tự nhiên vào thức ăn.
❖ Thức ăn có nguồn gốc ihưc vật
Chì-không phải là một chất độc hệ thống, bởi vì nó không khuếch
tánưlược-^ào trong- hộ mạch của cây nên nó không làm nhiễm, hoặc
nhiễm rất ít các phầacó ihểần được^cảaxây. Người ta cũng cho thấy rễ
chỉ có thể hấp thụ khi nồng độc chì trong đất vượt qua một ngưỡng rất
cao, hrtn mnnppm (mg/kg). Từ đặc tính này cho thây khả năng nhiễm
chì qua chuỗi thực phẩm là rất ít.
Ngược lại, lá Hay quả cỏ thể bị nhiễm chì ở nhiều mức đố khác
rá m d a việc bám bụi chì từ mội. trường tiếp cận xung quanh (nhà_máỵ,
đường cạo tốc). Đây là nguy cơẤâmcha.người.và gia..súc khi ăn những
thực^ật-bị nhiễm.
❖ Thức ăn nguồn gốc động vật
Thức ăn dạng này cũng íLbưứùễm-chì, tuy^iứúêỊv những vùng
quanh đường cao tốc và nhà máy thaij^ui chì, sư ô nhịễrn chì là do bụi

168 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
chì làm cho lượng chì trong các bộ phận gan và thận tăng lên ở mức
không bình thường.
❖ Dụng cụ nâu và đựng thức ăn
Đồ gốm và sứ được tạo màu, trang trí bằng men chì là nguồn gốc
của sự hâ'p thụ chì hàng ngày. Đặc biệt các loại đồ vật bằng sứ được sản
xuất với mục đích trang trí nhưng vẫn được sử dụng để đựng salad
cũng lả nguồn gây ngộ độc trầm trọng. Thưc tế, chấtiượng nước-men
cũng như nhiệt độ nâụ có ảnh hưởng nhiều tới sư hoà tan của chì vào
thức ăn có tính axit cao. Một cuộc điều tra ở Pháp năm 1972 cho thấy
25% đĩa sứ bán trên thị trường nếu chứa đung địch axit acetic 4% thì sau
24 h sề khuếch tán vào dung dịch này một lượng chì là 7mg/l.
Một dạng nhiễm khác là do việc sử dung rất phổ biến các bao bì
kim loại. Đa số các .hộp đưng đồ hộp có môi haiUkimJoai thường có
thành phầrulà xhì, vì vậy khi bảo quản thực phẩm có độ axit cao lâu
ngày lượng chì hoà tan vào thức ăn có thể đạt tới nhiều ppm (mg/kg),
nhất là đốì với nước quả đôi khi lượng chì chứa tới lmg/L
Theo nhiều tài liệu công bô" thì lượng chì đi vào thức ăn hàng ngày
khoảng 80-150 ịig. Lượng này thấp hơn liều lượng được phép tạm thời
của tổ chức FAO-OMS năm 1972 là 3 mg/tuần.
8.3.14. Các bĩện pháp dự phòng nhiễm độc chì
Phương pháp đánh giá đúng mức độ nhiễm chì thường phải xác
định nồng độ chì trong máu. Định lượng chì trong máu cũng được coi
như một phương tiện đơn giản để tạo lập mối quan hệ cố' hữu giữa liều
lượng/tác dụng. Đôi vòi chì, lượng.,giới .hạn 35ixg/lỌ0mJ_máu (hay
l^jxmol/l) được coi là “mực độ .không có hiệu ứng sinh học”. Người ta
cho thấy rằng, ở ngựời trưáng ịhành ngay từ-nồng độ caQ.hctor-mộ*rchủt
(40-50jig / 100m l m áu) m ới xuât. h iện n h ữ n g rối loạn ít n h iề u -v ề -q u á
trình sinh tổng hợp hem hay ảnh hưởng nhiều tói hệ thần jkjnlL trung
ựơng và ngoại biên.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 169
Viện Hàn lâm Y học Quốc gia Pháp vừa đưa ra các quy định sau
nhằm làm giảm nhiễm chì thực phẩm:
- Nước uống: câm sử dụng chì trong sản xuất ống đẫn nước và xử
lý nước.
- Rượu vang: cấm sử dụng nút chai có chì.
- Đồ hộp: tránh hàn bằng chì, nên sử dung hàn điện.
- Giới hạn về hàm lượng chì trong thực phẩm: đưa ra các giới hạn
khác nhau đối với các thực phẩm khác nhau.
8.3.2. Cadmi
Cađmi là một kim loại độc hiện đại. Nó chỉ mới được phát hiện
như là một nguyên tô" vào năm 1817 và được sử dụng trong công nghiệp
từ khoảng 50 năm trước. Hiện nay cadmi là một kim loại rất quan trọng
trong nhiều ứng dung khác nhau, đặc biệt cadmi được sử dụng chủ yếu
trong mạ điện, vì nó có đặc tính không ăn mòn. Ngoài ra, cadmi còn
được sử dung làm chất màu cho công nghệ sđn và công nghệ chất dẻo
và là catôt cho các nguồn pin niken-cadmi; sản phẩm phụ của công
nghệ luyện chì và kẽm.
8-3.2.1. Độc tính của cadmi
Sau khi xâm nhập vào cơ thể, cađmi được kết gắn vào trong các
mô dưới dạng một hợp chất với một protein có chọn lọc và có trọng
lượng phân tử thấp nhưng giàu nhóm tiol (-SH) là metalothionein.
Metalothionein thường có 61 axitamin trong đó có 20 axitamin cystein
và không có axitamin thơm. Chính sự tổng hợp nên hợp chất
ttiêtalothionein này được kích thích khi có mặt của cađmi.
Metalothionein tập trung nhiều nhất ở gan và thận, nơi mà cadmi
thường đ ư ợ c tích lũy; 50-60%4ượng cađmi trong cơ thể được tích tụ ở
gan và thận. Lúc đầu cadmi khu trú trong gan nơi thường diễn ra sự
tỗng_hợp m e ta lọ th io n e in Sâu đó nó được vậ n chuyên dần tớ i thận nhờ
Kotein này. Ở đây cadmi sẽ được lưu giữ lại rất lâu bởi vì thời gian bán
sỐG&của chúng ở bộ phận này. cọ thể vượt quá 17 năm ở những đối

170 ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
tượng bị nhiễm trung bình. Sự Jưii_giữ này đước thực hiộn một cách
chọn lọc ở vỏ thượng thận. Dưa trên kêt quả nhận được ở động vật và ỏ
người sau khi chết cho thấy nồng độ tới hạn của cađmi trong thận là
200ppm (200|ig cadmi/lg mô tươi) (Wang vả cộng sự, 1993). Nêu vượt
quá giá trị này sẽ xuất hiện “ chứng bài tiết ra phức protein-cađmi”,
được đặc trưng bằng sự xuất hiện protein phân tử lượng thấp (±30000)
trong nước tiểu, cũng như bởi việc tăng sư thanh thải của p2-
microglobulin và của protein liên kết retinol (RBP). Bệnh thận-4ặc biệt
này cũng hơi cá biệt về mặt mô hoc, bdije một bệnh ở ống mà lại chỉ
gây tác hại một cách có chọn lọc đến đuy nhất cái ống-đầu-gần.
Độc tính của cađmi còn thổ hiên rõ trong căn bệnh về xựơng. Bệnh
này lần đầu tiên được mô tả ở Pháp dưới dạng chứng loãng xương. Khi
chiếu tia X, người ta nhìn thấy những vết nứt cân đối thường nằm ở cổ
xương đùi. Dạng độc tính xương này dường như có liên quan với sưrối
loạn của quá trình chuyển hoá cạnxi, vì nó thường xảy ra ở phụ nữ sau
khi mãn kinh, gây đau dữ đội ở xương chậu và hại chân.
Độc tính cấp là hậu quả của những tác dụng cuc bộ: sau khi ăn vào,
những biểu thị lâm sàng là buồn nôn, nôn mửa và đau bụng, còn sau khi
hít phải cađmi thì hoạt tính của a-1 antitrypsin bị giảm. Các enzỵm được
giải phóng sẽ làm phá huỷ không thể ph ục hồi được các màng tế bào cơ sở
của phế nạng, kế. cả việc làm gãy các vách và xơ hoá các khe, kệ. Những
tổn thương mà người ta nhận thây là phù phôlvà các'hệnh về phổi.
Gần_.đây người ta còn thấy rõ tính độc của cạđrni liên quan tới
ngụy cơ tăng huyết áp và khả năng gây bệnh ung thư.
Nhiều thực. nghiệm trên động vật cho tìiấy .chuột uốhg vnưốc-uỉhứa
cạdrni đều bị tăng huỵêt áp, nhất Ịặ, đến hệ thông mach. Sự táng huyết
áp này có thể là do sưỊgiitNa, sụlCQ mạchf sự tăng renin huyết vả bải tièt
renin. Một nghiên cứu gần đây cho ửiấỵxadmi làm tăng . áp-iựC-lâm
txương-^và tâxn.ứiu ỏ nhồng công nhân nhiễm cadmi. do nghề nghiêp.
cơ gây bệnh ung ụ n g j^ự jd ^h ọ đã (đươc chứng
minh đối vởi đỘRg vật, còn đối vói ngưòi_các cuộc điều tra dịch tễ học

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 171
cha thây nhiều trường hợp mắc bệnh ung thư tiền liệt tuyến và phổi sau
khi làm viộc trong môi trường có cadmi vẫn còn là vấn đề đang phải
tranhxăi.
Liếu lượng và phương pháp dư phòng
Năm 1972, Uy ban hỗn hợp EAQ=QMS đă ấn định liều4ượng hàng
tuần được chấp nhận tẹttn thòi đối-với người lớn là 400-50Qịig cađmi.
Liều lượng này rất thấp so với liều lượng của chì, điều này cho ta thấy
rõ Câđmi có đặc tính tích luỹ hơn. Để minh hoạ cho độc tính này, chúng
ta cần biết lúc mới đẻ-ixLthể chúng ta chứa tmng binh lfxgcadmi, còn
khi ở tuổi trưởn^ tÌLảnhiưỢng nảỵ tới 3Q±40ing.
Theo điều ừa của một sô" nước, nhất là Mỹ và Nhật Bản đã đưa ra
khoảng giới hạn cho phép hàng ngày nằm giữa 50 và 70ịig/ngày. Như
vậy, sưnhiễm cađrni đang ả mức tương đối antoàn, bởi vì con số' cao
nMtxũng chỉ nằm trong liều lượng cho phép một tuần. Mặc dù vậy, về
lâu dài ngụy cơ gây hại không phải bị Ịọại trừ vì hai lý do sau:
- Khả năng tích lũy cadmi ồ thận đi cùng với một thời kỳ sinh học
có thể bao trùm lên cuộc sống của một con người.
- Sự giạ tăng khôngngừng_việc sản xuất vặ_sự dụng công nghiệp kim
loại này trên thế giới. Thực vậy, sản xuất kim loại này là 14 tấn vào năm
1900, vượt lên 1700 tầh vào nám 1974 và người ta nhận định sản lương cứ
tăng gấp đôi trong vòng 10 năm. Điều đó kéo theo hậu quả phải nhân lên
gấp 2 hàm lượng cađmi trong chuỗi thưc phẩm ừong vòng 20 nám.
s.3.2.2. Nguồn nhiễm cadmi trong tự nhiên
Hàm lượng cadmi trong đất thường ít hơn Ippm, xê dịch trong
khoảng O^S-ỉ-O^ppm.
Điều tra trên 250 mẫu đất ỏ Mỹ cho thấy hàm lượng trung bình
của cadmi trong các vùng khác nhau là:
- 0/41 ppm trong 70 mẫu đất của vùng dân cư.
- 0,57 ppm trong 91 mẫu đất của vùng nông nghiệp.

172 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
- 0,66 ppm trong 86 mẫu đất của vùng công nghiệp.
Cađmi tồn tại chủ yếu dưới dạng liên kết trong các quặng của chì
và kẽm vả dưới dạng muối kết gần các mỏ và lò đúc các kim loại nảy.
Ô lihiero cađmi trong đất ngày càngxộng, bởi lẽ sự ô nhiễm không
chỉ tới từ không khí như trường hợp củcteác kim loại khác, khi ở gần một
xưởng đúc kim ỉoại hoặc gần các nhà máỵ sản xuất bình acqui chẳng hạn,
mà còn bỏi nhiều nguồn khác nhau rồi từ đó được nước làm tác nhân
khuếch tán vào trong đất. Ở đây cững cần phải kể thêm việc đổ rác thải
của các phân xưởng đúc điện, việc sử dụng chất dẻo được ổn định hoá nhờ
cađmi stearat, cũng như sử dụng những phụ kiện khác của ôtô (lốp, bộ
giảm sóc,...). Đặc biệt là việc sử dụng phosphat không tình khiết làm phân
bón, phân bón phosphat thương mại thường chứa ít hơn 20mg Cđ/kg. Một
nguồn nhiễm cadmi đáng kể là việc sử dụng bùn đặc thương mại để làm
màu mỡ các cánh đồng nông nghiệp. Cađmi trong bùn đặc thương mại có
thể chứa đến 1500 mgCd/kg nguyên liệu thô.
Năm 1971, người ta đã tiến hành một GUỘ€ đìều^ tea VỂ chít lượng
nước bề mặt của 1200 điểm ữên toàn lãnh thổ Cộng hoà Pháp, kết quả
cho thây gần 25% sô" mẫu cho hàm lựợng cạdixứ cao hơn lQppb. Nguyên
nhân của sự ô nhiễm nảy chủ yếu đến từ các phân xưởng gia công bề
mặt bằng đúc điện.
Đặc điểm quan trọng nhất phải đề cập tói là sự^áuxyẻn vân jiễ
đảng của cadmi từ dất.Yầp cây^dây lả điểmJdĩácJioảĩL toàn vái kim loại
chì. Chính do tính chất này của cadmi mà ở Nhật Bản có bệnh “Itai-Itai".
Bệnh nàỵjhường hạy xảy ra ở những người phu nữ tuổi 45-r70, sống ở
dọc hai bờ sông năm ở vùng hạ lưu của một.mộ cadrnL ở vùng này, các
thức ăn vàxiước uộng đều bị nhiễnLcadmi.
Kobayashi và cộng Sự (1970) chứng mirửi được rằng các ngữ-cốc
đưđc trồng trên đất đã gây nhiễm bằng thực nghiệm với cadmi oxỵđđểu
bị nhiễm cađmi, riêng lúa mì và.ngô thì lại cho năng suất cao.-hơn.
Trong số các loại rau, thì rau diếp cá và củ cải ụỊễ tích tu cadmi. Nhiều
tác giả đã chứng-minh được sự giảm pH của đất tạo thuận lợi cha_sự.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 173
vân chuyển cađmi vào trong thực vật, chắc chắn là do tăng các phần có
khả năng trao đổi.
Mới đây, những nghiên cứu nhằm định lượng sự vận chuyển cadmi
này ở cà chua, đậu đỗ..và củ cải, có so sánh với trường hợp của chì đã cho
thây sự tích tụ cadmi trong thực vật lả một hiện tượng liên tục không có
khái niệm ngưỡng, ngay cả ở nồng độ trong đất rất thấp, khoảng 0,03ppm,
ngươeiại với chì. thì phải tới ngưỡng tương đối cao từ 50(kl000ppm, tuỳ
theo loại thực vật mới có sư chuyển đổi (Dugast, 1978).
Về.phựỢrig .điện tổng thể, chúng ta có thể kết luận. rằng, ngược với
chì, eadmi thể hiên rõ nguy cơ gây nhiễm vào các chuỗi sinh học của đất và
nguỵ cơ này dường như tăng lên đáng kể từ nhiều thập kỷ nay không chỉ
do^dìât thải công nghiệp như ở Nhật Bản, mà còn liên quan tới việc sử
dụng các phosphat và bùn thải công nghiệp làm phân bón ngày càng táng.
Có điều tất cả các nguồn trên đều tạo ra một sự nhiễm thấp, nhưng lại có
hệ thông làm cho tất cả cấc sần phẩm có nguồn gốc thưc vật thường có
hàm lượng cađmi thấp nhất 5ppb vả cao nhât chưa bao giờ đạt lOOppb. Do
%vậy, sư nhiễm này dường như có thể bỏ qua được, song khi tính toán cân
bằng ta sẽ thây dù chỉ với lượng ngũ cốc tiêu dùng hàng ngày cũng đã dẫn
đêh một lượng lớn cadmi xâm nhập vào cơ thể.
Cũn^như đối vởi chì, cho đủ phán trăm hấp thụ bằng con đường
hôJbấp cao.htín rấLnhiều so với con. đựờng .tíệu hoá (40-ỉ-5Ọ% theo các tác
giả) thì lượng, cadmi xâm nhập từ không khí vẫn được coi là không đáng
kểjâự_nhiễm cadmi trong không khí là từ máy baỵvà khói thuốc lá.
Thực tế, cadmi _có jmặt Jrong ,Miông--khi^xLjahững.. vùng -Cổng
nghiệp. Tuy nhiên, không khí ỏ các thành phố lớn của Pháp và Mỹ cũng
chứa tới vài nanogam cadmi hoặc hơn trong 1 m3. Có lẽ -điầu đáng- bio
độngjà đôiYỚi những người hút thuốc lá. Thực vậy, người ta ước tính
một điếu thuốc lá. chứa từ.l/5t.2 ng cađmi, trong đó 10% (QM0,2. Mg)
đ^2£J}gười hit vào còn khoảng 70% lượng này đi vào khói thuốc lá.
Người ta cũng đã chứng tỏ rằng lượng cadmi huyết ở những người hút
thu.ốcjcao htín đáng kể so vối những người không hụt.thuốc.

174 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
8.3.2.3. Nguồn nhiễm cadmi trong thục phẩm
Ngoài nguồn nhiễm do tiêp xúc nghề nghiệp, phần lớn cadmi bị
nhiễm qua thực phẩm.
• Nhửng thực ..phẩm-nguền -gốb-ttiưC-jỵậL_hâu như. đềưbLnhiễm
Cculmi, nhưng ở mức đôthâp. Người ta chưa tìm thấy một khả năng
tập trung cađmi đặc biệt nào ợ trong cậy nàỵ,hạỵ câỵ khác, irừ_ỏ
nấm. Chẳng hạn như trong nấm loài Agarícus thu được ở Thụy Sỹ
có hàm lượng cađmi cao tới hàng chục ppm tính theo chất khô.
• Các thực phẩm chế biến từ động vật trên cạnxiái.chung ít nhiễm
cađmi, thường chỉ chứa khoảng vài-chục ppb (|ig/kg) tính theo
trọng lượng tươi. Đáiigxh-iLy-lả lượng cađmi thường tập trung ơ
hai bộ phận chính là gan và thận dư.ái ìlạug mội-phức với
metalothionein rất ..dễ. dàng. chọ. việc hấp thụ qua đường-Tuột, do
đó làm tăng ngụy C0 gây nhiễm hơn.
Thực vậy, garucủa động vật nuôi , trong nhà chứa. lượng-xađmi vào
khpảng ppm và thận chứa một lượng lớn hơn, có khi đạt tứihàng
chục ppm như trong trường hợp vớiđộngvật nuôi lâu như ngựa.
• Các ihực phẩm chế biến từ đông .y.ật.thuỷ- sinhr-thì ngựơc Ịại có
chứa hàm lương cađmi khá-.cao, như ả một S.Ố nhuyễn thể và’
giáp xác. Chăng hạn như ở trai, hẽ«-A^sò-.huỵất hàmJượng
Câdirù.thựờng nằm trong khoảng 0,5 jl,5 ppm. Cuạjà động..vật
biển chứa_nhiều cajroi nhất, nhưng ỏ phầXLsẫm màu (màu nâu)
cỏ lượng..cađmi cao hơnlOppm, còn à phầrt thịt trắng cađmi_chỉ
chựạ .dưới P^ppm , ngược lại ở thịt cá chứa ít cađmLhơn,
thường nhọ hợn 0,2 ppm.
• Rât ít sô liệu về lượng cadmi trong đồ uống: dường như rượu
vạng, bia vầ nước hoa quả lên men chỉ chứa một hàm lượng rất
nhỏ/ khoảng vài ppb. Có lẽ trong đồ uống diều đáng chú ý là hệ
thông phân phối nước. Thường để tránh nhiễm chì, người ta đã
thay thê và sử dụng ống dẫn bằngJsátjxLạ~kẽm, mà kẽnL-luôn
luôn lẫn tạp chật. Khi chứa nước lâu ngày, các ống sắt này có thể
nhả ra một lượng cadmi tương đương hàng chục ppb.
Ngoài ra, cạdmi còn có khả năng nhiễm vào cà phê khi phfLtrong
máy tự động có những bộ phận là hợpkim cađmi.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 175
Cuối cùng, dụng cụ đựng thực phẩm cũng có thể là nguồn nhiễm
cadmi khác nhau: nguỵ.ceLnhiễm có thẾÌDỎ qua được đối với đề đựng
bằng kim loai, nhưng không thể .không-tính-đên đồ dựng hằng^sứ và
gộiiLVốnxó một láp men màu nên có thể giải phong ra lượng lớnxadmi
khiÌiêp-XÚG với thực phẩm có phản ứng axit.
Một cuộc điều tra ở Strasbourg (1976) cho thấy, nếu lấy giới hạn là
0,5 mgCđ/1 đo Mỹ đề ra thì sồ' trường hợp vượt giới hạn này là 36% đốĩ
với đĩa sơn verrri và tráng men; 13% đối với đĩa thuỷ tinh và 22% đối
với đĩa dùng cho trẻ em.
Haixuộc điều tra trên bát đĩa thường dùng phổ biến ở Paris cho
thấỵi25% đồ dung có lượng, cadmi vượt quá mức giới hạn 0,5 mg/1
(điều tra năm 1971) vả 20% (điều tra năm 1973).
Ngược lại, các thử nghiệm tương tự được tiến hành trên các đồ
đựng bằng chât dẻo được ổn định nhờ cađmi stearat và được tạo màu
bằng chất màu có cadmi kết quả không cho thấy một sự nhả cadmi
đáng kể nào. Nhưng cũng cần lưu ý rằng ánh sáng tạo điều kiện phân
huỷ chất màu và do đó tạo thuận lợi cho sự chuyên dịch cadmi vào thực
phẩm (Laugel, 1976).
Tóm lại, tuỳ theo tác giả và theo từng nước, các con số' về ô nhiễm
cadmi trong thực phẩm đao động tương đối lớn. Thấp nhất là các con số
của Anh. Vào n ăm 1973, một GUỘC điều tra tương đối hoàn chỉnh cho
thấy nêụ tiêu thụ hàng ngày trung bình 1,5 kg thực phẩm thì lượng
cađmi mang vào cơ thể sẽ là 15.H-30 |xg.
8.3.3. Thuỷ ngân
Theo phương pháp phân loại hoá học có ba dạng thuỷ ngân: dạng
nguyên tố, các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Mỗi ỉoại có độc tính và những
hiệu ứng sức khoẻ khác nhau.
8.3.3.1. Độc tính của thuỷ ngân
Giống như chì và cađmi, thuỷ ngân là một nguỵêrLiOl cojtmhL tích
luịLĐộc tính lâu dài gấyj^jA A uỷ-ngân chủ yấu đối vứi-hệ-tkần kinh

176 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
và thận. Triệu chứng đặc trưng nhất của (chứng) nhiễm độc thuỷ Rgân
là nối run, dẫn đến chữ viết run, đo đó dễ đàng nhận thây.
Khi hít thở phải hơi thuỷ ngân sẽ làm viêm ống thận cấp kèm theo
tăng ure-huyết là do sự hoại thưxủacácống-teto“đầu-xa.
Giống như chì và cađmi, thuỷ ngân là tác nhân lấy nhÓDX tial, đo
đó sẽ kìm hãm mạnh mẽ in vitro enzyro ô-aminolevulinic deshydratase
(ALAD) của hồng cầu. Tuy nhiên sự kìm hặm sẽ không xảy ra in vivo
với những rối roạn trong sinh tổng hợp hem như đã quan sát thấy trong
nhiễm độc chì. Điều này là do nồng độ thuỷ ngân ỏ người bị nhiễm
trung bình chưa đủ cao để gây nên sư kìm hãm này.
Từ ba thập kỷ nay, người ta đã nhận thấy rằng việc đánh giá độc
tính của thuỷ ngân không chỉ đóng khung trong thuỷ ngân dạng vô cơ,
mầ phải tính đến khả năng chuyển hoá tương đối dễ dạng của nó trong
mồi trường. Đặc biệt ữong nước một phần không nhỏ thuỷ ngân bị ion
hoá biến thành dẫn xuất hữu cơ của thuỷ ngân như là dẫn xuất metyl
thuỷ ngân. Thực vậy, thuỷ ngân dạng ion chỉ được hấp thụ ỏ đường
ruột khoảng 5-h15%, nhưng khi ở dạng metyl thuỷ ngân thì có thể đạt
tới 80-100%.
8.3.3.I.I. Hơi thuỷ ngân
Người lao động tiếp xúc với hctí thuỵ ngân có thể phát sinh bệnh
viêm phế quản cấp tính và bệnh phế nang. Hiệu ứng chủ yếu của nhiễm
độc hơi thuỷ ngân mãn tính là tác động Ịện hệ thần kinh trung ương.
Các dâu hiệu của trịẽu chửng suy nhượcihần kinh gồm ít nhất ba biểu
hiện lâm sàng^sau: run rẩy,„phĩnh tụỵệh giáp, tim đập.nbanh, noi mề
đay, sưng lợi, những thay đổi vổ gạn, tăng bài tiết thuỷ ngân t r o n g nước
tiêu. Khi nhiễm nhịều .htín và lâu h.da thì các triệu chứng trỏ nên điển
hình hơn. Bắt đầu từ sự rung chuyên bên trong các cơ thực hiện €ầe€hức
năng điều khiển tinh tế như các ngón tay, mí mật và môi; sau đé-tiến
ữiên thành những rung động của tọàn cơ ửiể và sự co giât mãn tinh của
các đầu chi. Khi tiêp xúc liên tục với không khí chứa 0,05 mgHg/m3,
không có triệu chứtig gì đặc biệt ỏ người, nhưng, khlndng xi^GCTa^nry

Chương 8: ĐỘC TỈNH CỦA KIM LOẠI 177
ngân lên đến 0,1^0,2 mg/m3 thì bắt đầu xuất hiện triệu chứng run rẩy
(WHO, 1976).
Đặc tính điển hình khác của độc tính thuỷ ngân là sự chảy nước
bot và viêm lơi nghiêmtrọng.
8.3.3.1.2. Muôi thuỷ ngân
Muối thuỷ ngân vô cơ có hoá trị 1 hay hoá trị 2 như thuỷ ngân hai
clorua (HgCl2) thường có tính chât ăn mòn khi tiếp xúc. Các hiệu ứng
độc .xuấLhiện khi ăa phải .một nồng_độ muối lớn hơn 10%. Sau khi ăn
phải, nó^gây co cứng cơ bụng vả đi ỉa ra máu, cùng với sự viêm loét,
chảỵjnáu và hoại tử dây dạ đày-ruột thường kèm với trướng bung. Các
hiệu ứng này-tiếp tuc tácđộng đến thậnrchủ yếu làm hoại tử và làm
bongxác tẾ.bào của các ông-đầu-gần dẫn đến làm tắc đường ống, tiểu ít,
thiếu., máụ và tăng uxẹ-huyết. Tiểu cầu thân cũng có thể bi tấn công, có
lẽ do,hậu- qụả của sự xối loạn các chực nặng^miễn. dịch. MuốLthuỷ xLgân
hoá trị 1 (Hg2Cl2) thưòng cỏ tính ít ăn mòn vả ít độc lKìn. Có thể gây ra.
chứng_đau- đầu xhi đươc đặc trưng .bởi. sự giãn mạch_đa, chứng tăng
sừtkg hoảvàsuLtăng tiết của các tuyến mồ hôi.
8.3.3.1.3. Metyl thuỷ ngân
Metyl thuỷ ngân ỉà dạng thuỷ ngân nhiễm lừ J0ìỏi trưòng có
những hiệu-ứag đồc nghiênL trọng nhất đối vối sức khoẻ €oi> người.
Những ảnh hưởng sức khoẻ chính từ nhiễm độc metyl thuỷ ngân
là các hiẽu ứnp; đồc thần kinh ả ngưòi lởn (Bakir và cộng sự, 1973) và
độc tínhiên thai nhi ...ở rứiỏng .bà me bị nhiễm độc metyl thuỷ ngân
frong-ihài kỳ mang thai (Cox và cộng sư, 1989).
Metyl thu ỷ ngần đi qua Artrir nil an thaLn&^óJch;Lnâng.ffâỵ quái
thai hoặc gây ra Tthững đi tật ỏ trẻ.sơ sinh.
Những nghiên cứu mới đây cho thây não của baojhai nhạy cảm
vớimetyl thuỷ ngânhđmnlLo của người trưởng thành. Điều này có thể
giải th íc h là đ o L d b ấ t đ ộ c .gây -kh ử cự c các ỵ i,ố n g , từ d ọ .d ẫ n tớ U à m rố ỉ
loâỉv^ụ-phânchia^ỵà.sự đi chụỵển tế bào. Đây là hai hiện tượng cần

178 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
thiết cho sự phát triển của não thai nhi (Clarkson, 1987). Ở những vùng
dân cự bị nhiễm độc metyl thuỷ ngân, các nghiên cứu cho thấy có cả
hiệu ứng độc tính đi truyền thể hiện qua các sai lệch nhiễm-sắc thể.
Những biểu hiện lâm sàng của các hiệu ứng gâỵ độc thần kinh bao
gồm các bệnh: 1) liệLnhẹ: nhược cơ, tê cóng và cảm giác ngứa ran ò
xung quanh miệng, môi và các đầu chi, đặc biệt là các ngón tay và ngón
chân; 2) chứng \fậnđộngj<iió-khăn; 3) chứng suy nhược thần kinh: cảm
giác chung là mệt mỏi, không có khả năng tập trung; 4) mất khả năng
nghe vả nói; 5) sư co cứng và run rẩy; và cuối cùng 6) hôn mê và chết.
Nói chung, thuỷ ngân hữu cơ có tá€ động đến não, đặc biệtlíLvỏ
não phía sau. Hơi thuỷ ngân tácLđộng đếnhộthầnkinhtxung ương.
Liều lương và phương pháp dư phỏng
Nhiều nghiên cứu cho thấy ngộ độc metyl thuỷ ngân ít xảỵ ra nếu
mức độ nhiễm hàng ngày tương ứng với nồng độ 20 Ịig/đl máu và 50
ịig /^ó c (WHO, 1976).
Một sô" điều tra được tiến hành ở các nước khác nhau nhằm xác
định lượng thuỷ ngân hấp thụ hàng ngày đã thông báo như sau:
Anh, Canada, Thuỵ Sỹ khoảng 10 Jjig
Riêng ỏ Nhật Bản, con số này dao động từ 14^-80 Ịig/ ngày tuỳ theo
số lượng và chất lượng của các cá được ăn hàng ngày.
Với những dữ liệu trên cho thấy chúng vẫn nằm trong khoảng
đi*Ợc uỷ ban hỗn hợp FAO-OMS (1972) công bố là 0,3 mg/tuần, trong
đó 2/3 hay hơn ở dạng hữu cơ (Anon, 1972).
8.3.3.2. Nguồn ô nhiễm thuỷngân trong tự nhiên
/Thuy ngân tồn tại đưối dạng ckât lỏng. Nguồn thuỷ ngânxhính-là từ
khi thải tự nhiên của vỏ địa Gầu: từ~eác vùng đâV các-d^g. sông và-đại
Mỹ
Liên Xô cũ
20ịig
5+7 ịig
Đức

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 179
dương. Nguồn này được đánh giá khoảng 2700 - 6000 tấn thuỷ ngân trong
1 năm. Ngoài ra, thụỷ ngân còn tồn tại trong môi trường dưới dạng các
dlaauất hữn cd và vo ccý Bất kể từ nguồn nào, cả hai dạng thuỷ ngân vô
cơ và hừu cơ đều có thể chiụ^đựỢc sự biên đổi của môi trường^ TTiuỷ ngân
kim loại có thể bị oxy hoá thảnh thuỷ ngân vô cơ hoá trị 2, ngược lại thuỷ
ngân vô cơ hoá trị 2 lại có thể bị khử thành thuỷ ngân kim loại, khi xuất
hiện các điều kiện thích hợp cho các phản ứng khử. Đây là sự chuyên đổi
quanJxong trọng chu kỳ toàn cầu của thuỷ ngân và là m ột nguồn tiềm
táng hơi thưỷ ngân có thể bi thải ra trong bầu khí quyển.củaTrái đất.
Ị Một nguồn tiểm tàng thứ hai của sư kiềm hoá thuỷ ngân hoá trị 2
là metỵl hoá thành dimetyl thuỷ ngân bởi vi khuẩn yếm khí. Nêu metyl
thuỵ_ngân bị nhiễm vào hải sản, qua thực phẩm nó nhiễm vào người và
nó lại có thẻ thải vào trong khí quyển, rồi lại trở lại vỏ Trái đất hoặc vào
cơ thể qua nước mưa chứa metyl thuỷ ngân. f
Từ năm 1938, người ta đã cho biết rằng thuỷ ngân được phân bố
khá ^rộng rãi trong thiên nhiẽn^nhưn&A hảm lựợng, rậìihâp: khoảng
Q/1-^0,5 ppm trong đất, 0,j3QD2- ppm trong nước mưa và 0,00003- ppm
trong-nước biển.
Nhiều họạt động của con người làm tăng hàm lượng thuỷ ngân
trong môi trường xung quanh: khai thác mỏ, luyện kim, ximăng và
phosphat. Người ta sử dụng thuỷ ngân trong sản xuất đo, xút, trong
cồng nghiệp bột giây và thiết bị điện, hoặc sử dụng thuỷ ngân hữu cơ
trong sản xuất thuốc diệt nấm trong nông nghiệp.
Lượng thuỷ ngân trong khí quyển cực kỳ thấp. Nồng độ thuỷ
ngân trong nước của các vùng không ô nhiễm thường khoảng 0,1 ng/1,
nhưng có thể lên tới 80 ng/1 ở những nơi gần vùng khai thác mỏ.
#•3.3.3. ô nhiễm thuỷngân trong thực phẩm
8.3.3.3.I. Sản phấm có nguổn gốc thực vật
Nhiều ý kiến cho rằng thuỷ ngân có khả năng được vận chuyên từ
đất vào cây qua bộ rễ, song khả năng này rất thấp. Những thí nghiệm

180 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
thực hiện trongxihà kíi}h đãxhứng tỏ sụLnhiễm thixỷngâB^ua đường lá
câỵ_ửiuận htín qua đường-rễ-cáy, vì lẽ các mụâjhuỷ.xigân rấ tđ t Jsayjidi.
Nhiều công trình nghiên cứu trên cây trồng ở những vùng đât kề
cận bên những nhả máy có thải thuỷ ngân vào môi trường chứng tỏ sự
tích lụỹ thuỷ ngân trong các mô của cây là do clorophyl đồng hoá thuỷ
ngân từ không khí chự không phải từ đất. Quả vậy, những thử nghiệm
trong nhà kính (Quinche và cộng sự 1976) với hai chậu thuốc lá (1 chậu
đôi chứng và 1 chậu có đất bị nhiễm thuỷ ngân diclorua) cho thây lá cây
ở cả 2 chậu đều bị nhiễm thuỷ ngân. Điều này chứng tỏ thuỷ ngân
điđorua đã bay hơi vảo trong khí quyển của nhà kính và cây ỏ chậu đối
chứng thực sự đã nhiễm thuỷ ngân từ khèng khí qua đường lá.
Các ngũ cốc và sản phẩm từ ngũ cốc có hàm lượng thuỷ ngân rất
thấp, thường thấp hơn giới hạn phát hiện của các phương pháp.
Rất ít tài liệu đề cập tới sự nhiễm thuỷ ngân trong đồ uống (rượu
vang, bia và nước quả). Theo những sô" liệu công bố ở Pháp thì chúng
thường thấp dưới 10 ppb.
Nhưng với nấm lại là một ngoại lệ, mức độ nhiễm thuỷ ngân rất
khác nhau. Những nghiên cứu ỏ Đức và Thuỵ Sỹ (Secger, 1976, và
Quinche, 1976) cho thấy tuỳ theo mức độ ô nhiễm thuỷ ngân trong môi
trường mà hàm lượng thuỷ ngân tính theo chất khô có thể lên tới 30
ppm. Từ đây cho thây cần phải kiểm tra các phân ủ từ rác thải sinh hoạt
dùng làm phân bón trong trồng nấm lại thường bị nhiễm thuỷ ngân.
8.3.33.2. Sản phẩm có nguồn gốc đông vật
Thịt động vật dùng làm thực phẩm cho người thường có hàm
lựỢrtg thuỷ ngân rât thấp, không đáng- kể, dưới 5ppb so với trọng lượng
tựơi. Trong các bộ phận phủ tạng, lường thuỵ ngân cao hơn, song chưa
vượt quá 15 ppb đối với lòng gà và lòng bò. Riêng đối vớí lòngiợn thì
lại là nơi -để kêt gắn thuỷ ngân. Chẳng hạn, ở .gạn thường chứa tớỉ
2Qgpt)/ còn ứ thận.thì chứa,tới 40 ppb và .đôi khi ệòn.cao hơn. Lượng
thuỷ ngân nhiễm trong trứng thường thấp, khoảng từ 2+30 ppb.

Chương 8: ĐỘC TÌNH CỦA KIM LOẠÍ 181
Nói chung, trong các thức ăn, lượng chứa thuỷ ngân rất thấp,
khoảng 5-^20 ịig/kg, còn ở cá, lượng chứa thuỷ ngân cao hơn nhiều, có
thể tới 200-Ỉ-1000 ng/kg ở cá kiếm và cá ngừ. Nhừng nước tiêu thụ lượng
lởn các, sản phẩm biển như sò huyết và cá thì nhiễm thuỷ ngân chủ yếu
là_từ nguồn thực phẩm nảy. Những người dân chải hâp thụ hầng ngày
trung bình là 300 Ịj,g metyl thuỷ ngân, thậm chí có thể lên tới 1000 ịig.
8.3.4. Arsen
8.3.4.1 Độc tính của arsen
Trong tự nhiên, arsen tồn tại ỏ nồng độ thấp/ có thể ả dạng hoá trị
3 (arsen trioxyd, natri arsenit), ở dạng hoá trị 5 (arsen pentoxyd, axit
arsenic) hoặc dạng hữu cơ. Đáng chú ý là dạng khoáng hoà tan phổ biến
nhât là anhyđriđ arsen (As20 3) rất dễ dáng được hấp thụ qua đường
ruột, do đó là nguyên nhân của nhiều vu ngộ độc chết người.
Khi ngộ_ đệc cấp bởi arsen thường có ữiệu chứng lâm sàng bao
ttum.Ia những rối loạn đường tiệu hoa kèm theo những cơn đau bụng
đẬđội, nôn và tiêu chảy kéo theo mất nựớc nghiêm trọng. Cái chêt đến
đột ngột trong trạng thái sốc sau 12-48h. Nếu sống sót thì di chứng để
lạilà những rối loạn ở da và thần kinh (viêm dây thần kinh ngoại biên).
May thay, dạng ngộ độc này rất hiếm khi xảy ra.
Ngộ độc mạn tính bỏi arsen mới đ ư ợ c biết đến gần. đây. Ngộ
độc đang này thường có căn nguyên nghề nghiệp hay căn nguyên
tilực phẩm. Triệu chứng lâm sàng nổi bật là rối loạn thần kinh (viêm
d4ỵ„_thần kinh cảm giác-vận động ngoại biên, cùng với những .cơn
đau trong các chi) và thương tổn da và niêm mạc. Dạng ngộ độc sau
nàỵ^có tính cục bộ, vì lẽ arsen sẽ gây. ăn da ở các vùng tiếp xúc lâu
dài với arsen: đó chính là bệnh loét da, thậm chí làm thủng da và
niỂlỊLmạc mũi.
Arsen cũng có thể là nguyên nhân chung của chứng đen da, chai
sừn^gan bàn chận và gan bàn tay,.hoặc xuất hiện các vết màu trắng đặc
frtfngjTên móng tay.

182 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Arsen cũng có khả năng-tác động..vào gan, tu^-tmh hinh tiến triên
dẫn đến xơ gan, cũng như tác động vào sư tuần hoàn ngoại viđược gọi
với tên “bệnh chân đen”, bởi vì nét đặc trưng của bệnh là hoại thư các
chi, nhất là bán chân.
Một điểm đáng lưu ý hiện nay là arsen ở dạng YÔ cơ có khả năng
gây ung thư (WHO, 1983). Từ lâu, người ta biết rằng sử dụng nước
uống tự nhiên giàu arsen khoáng lâu ngày (nồng độ khoảng ppm) có
thể gây bệnh ung thư da, chủ yếu dưới dạng u ác tính yếu.
Ở các nước Nam Mỹ có nhiều vùng đất giàu ảrsen (như
Achentina, Chilê, Mêxicô,...), cũng như Đài Loan người ta đã có những
nhận xét như vậy.
Tất cả những sô" liệu liên quan tới khả năng gây ung thư của arsen
khoáng dường như đi đôi vội đặc tính, tích luỹ cao của nó. Một hợp chất vô
cơ của arsen là arsin (H3As) cũng là một tác nhân tiêu máu rất mạnh kèm
theo những triệu chứng cấp tính như buồn nôn, thở gấp, đau nhức đầu. Sự
nhiễm độc arsin cũng có thể gây ra chứng vàng đa và thiếu máu.
Ngược lại, các hợp chất arsẹn hữu cợ được sử dụng để chữa bệnh từ
đầu thế kỷ XX nhờ đặc tính dễ dàng đước đạp thải hạỵ íLtích luỹ của-chúng.
Trong sô" này phải kể đến dẫn xuất của arsen hoá trị 5 như arsenan
(natri metylarsinat) hay cacođylat được sử dụng.làm th.uốc tăng lực7 tey
các dẫn xuất arsen hoá trị 3 đ ư ợ c sử đụng4àm thuốc trừ giang mai (cho
tới khi tìm được ra penicilin) như Jkuốc sajvarsan, thuộc dãy các
arsenobenzen.
Ngay từ những năm 1935, người ta.-đã nhân thấy trong thịt tôm
hồng có chứa một lượng lớn arsen (khoảng 100 mg/kg), nhựn& cáứiể
thạỵ_ihẾ khẩU - phần protein cho chuột ăn suỐLđdi ma không có biểu
hiện nào của sự nhiễm độc arsen (Coulson, 1935). Người ta đã giả thiết
rằng arsen không tích luỹ này chứa ữong thịt tôm dưới dạng hữu cơ.
Cho tới tận năm 1973, nhờ những công trình nghiên cứu của Lunde ồ
tảo và các cơ thê thuỷ sinh khác mới biết được arsen tồn tai dưới dạng
arsenolipiđ và đặc biệt là arsenophospholipid.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KÍM LOẠI 183
Các công trình nghiên cứu công bố năm 1982 cho thấy các món ăn
từ cá có chứa một lượng lớn arsenobetain lên tới trên 100 mg/kg tính
theo As. Các công trình này đã khang định đặc tính không tích luỹ của
dạng arsen này, vì kết quả thử nghiệm trên những người tự nguyện cho
thấy hơn 75% arsen được đào thải sau 5 ngày. Mới đây, Wanter và cộng
sự (1983) sử dụng arsenobetain có đánh dâu 73As đã chỉ ra rằng sự đầo
thải có thể đạt tới 98% sau 3 ngày ở chuột.
Các thử nghiệm về độc tính của arsen vô cơ trên con người được
tiến hành vào những năm 1973,1977,1979 bằng cách cho hấp thụ arsen
có đánh đấu 74Asen dưới dạng na tri arseniat đã cho thấy: trong 5 ngày
đầu 58% liều lượng đưa vào được bài tiết ra trong nước tiêu, trong đó:
51 % là axit đimetylarsinic
21 % là axit monometylarsonic
27% là axit arsenic vô cơ
Cơ chế chính xác của sư metyl hoá vẫn còn chưa biết, nhưng
dường như ngược với thuỷ ngân để metyl hoá nó cần S-ađenosyl
methionin hơn là metyl cobalamin (Cullen và cộng sư, 1977).
Năm I960, ở Nhật Bản người ta ước tính lượng arsen tiêu thụ hảng
ngày khoảng 73-174 ịig. Năm 1966, ở Mỹ, Schroeder và Balasa sau khi
phân tích arsen ữong nhiều loại thực phẩm khác nhau đã ước tính rằng
hàng ngày có 900 Ịig-arsen.được tiêu thụ qua thức ăn. Nhưng thực tế,
định lượng thực phẩm đã được nấu chín cho thây con số này thấp hơn
nhiều (<410 jig). Điều này có thể do một phần arsen bị mất đi khi nấu.
Các kỹ thuật đựợc sự đụng để định lượng còn có nhiều hạn chế về
đô .chính xác đối với các dạng arsen khác nhau chứa trong thực phẩm,
nên có nhiều khó khăn ữong việc ấn định liều lượng hấp thụ cho phép
hàng ngày. Trong khi chờ đợi những giải pháp kỹ thuật phân tích tốt
hơn, Sắc lệnh Châu Âu 15/7/1980 đã ấn. định- nồng-độ-«seỉv giér+rạn
tiặng nưâeuốngJà3Ũ4ig/l.
3-3.4.2. Nguồn ô nhiễm arsen
Arsen là một nguyên tổ' phổ biến, bởi lẽ nó đứng thứ 20 trong
anh sách các ngụỵêntốtrongjm XráLđấLxếp thea_độ -giàu.gỊÌrn_dần.
HànUượng trung bìnÌLxủíLnó trong đật nằm trong khoảng 1-2 ppm.

184 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Ngumi„xihiễm arsen chủ -yếu—tò-thức-ăn, thường^xhứa__íLhơn
1 mịị/kg^lhực phẩm, nhưng trong sò huyêVvà-€á~biêrulưỢrLg arsen có
thể đạt tới 5 mg/kg.
ở một sô' vùng của Đài Loan và Nam Mỹ, trong nước có thể chứa
tới vài trăm miligam trong 1 lít.
Sự việc ngộ độc thực phẩm nhiễm arsen xảy ra ở vùng Lancashire
và vùng Staffordshire thuộc Anh đã được Monter-William mô tả năm
1950. Vụ ngộ độc arsen này đã làm 70 người chết trong số 6000 nạn
nhân. Nguyên nhân là đo uống bia có nhiễm arsert vôn là tạp chất trong
H2S04 sử dụng để thuỷ phân tinh bột trong công đoạn chuẩn bị dịch
đường lên men. Do đó, dịch glucose nhận được chứa hàng trăm ppm
arsen đẫn tới hàm lượng arsen trong bia lên tới 5h-20 ppm.
Bảng 8.2. Môt sô" chỉ số sinh hoc của sư nhiêm arsen
Bình thường Nhiêm đôc
Máu 1 - 4 |ig/l > 50 ng/1
Nước tiểu < 10 ng/l > 100 ng/1
Tóc
< 1 WB/1
-
8.3.5. Thiếc
Thiếc không phải là nguyên tố phân bố khắp nơi của vỏ Trái đất.
Thiêc. chỉ tồn tại với lượng rất nhỏ trong các sản phẩm nguồn gốc thực
vật (< 0,3 ppm) và thậm chí cả nguồn gốc động vật (< 3 ppm). Các sản
phẩm đóng ữong hộp kim loại có thể đạtJaầ£Lg. trăm ppm. Thực phẩm
đóngjỊỘp bằng sắt trắng thường chựa.ihiầc-ĩứủều nhất.
Thực vậy, các cuộc điều tra được tiến hành ở Pháp (1975) đã cho
thây một số rau như măng tâỵ^và rau cần tây có chứa lượng thiêc 500
pgm. Các loại đậuđỗ rứxư„đậu.xarứ^^ũj^4hưừag.bỊjnhiễm thiếc.
Nhjều^ghiênjLứu~cũng cho thấy việc sử dụng, muối nitrâtiabiều
trong trồng ữọt cũng làm tăng lượng nitrat tron&rau, do đó .sẽ tạcưiiểu
kiện ăn rnòixhồp. Mỏt sủ_thuốc trừ sâu, SCX và các sản phẩm caramel
sản-SÌrứLra.irongj4jpLáJiìi& một
s4Jbxỉp-phầrL±ự .nhịêrLaủuL thư c^ hẩn3_iilut-cystòn vá-các hơp-Gkất-ehứa
lựu huỳnhJd\ậc cũngiàxác châi.ửwÍGjđẩ^-sự-ăn mòn.

Chương 8: ĐỘC TỈNH CỦA KIM LOẠI 185
Ngoài ra, sau khi mở nắp hộp, thiếc hoà tan cực kỳ nhanh khi có mặt
củạ .oxy không khí, ngay cả khi hộp được bảo quản trong tủ lanh. Ngược
lạU^idụrLg hộp tráng vemi cho phép giảm đáng kể sự nhiễm này.
Thiếc được biết đến như một kim loại ít độc. Có.nghlá là lượng
thiêc giới hạn có thể lên tới 250 ppm đôì với đa số rau hay nước quả.
Điều đã được khăng định là lượng thiếc giới hạn rất cao. này lại bị hấp
thujbdi đường ruột rất thấp (Frits và cộng sự, 1977). Thật vậy, không
thâỵ một trường hợp ngộ độc chết người náo quan sát được ở người sau
khi^sử dụng thực phẩm hay đồ uông bị nhiễm thiếc vô cơ. Dấu hiệu lâm
sàng-thểhiệri là nôn mửa và tiêu chảy.
Một sô" công trình mới đây thử nghiệm qua đường ăn uông ở
chuột chọ thây: thiếc làm rối loạn ữaọ đổi chất của các nguyên tố trung
lương như kẽm, đồng, sắt và magie, thậm chí cả selen nữa. Ánh hưởng
của thiếc tới sự trao đổi canxi dẫn tới làm giảm sự gắn xương mà
nguyên nhân chắc chắn do giảm hấp thụ canxi đường ruột.
Các công trình khác sử đụng con đường ngoài đường tiêu hoá
cŨỊig chỉ ra rằng khi thiếc xâm nhập vào cơ thể với lượng đủ lớn sẽ gây
ngộ độc giông như kim Loại nặng.
Thiếc cũng có khả năng lấy nhóm tiol của một số' enzym, do đó
thiếc là chất kìm hãm enzym ALA-dehydratase cho dù tác dụng của nó
đến enzym này không lâu bền như ưường hợp của chì.
Chắc chắn cũng bằng cơ chế lấy nhóm tiol, thiếc còn làxu^iảm
nồng_jđộ .cylocrom P~45CLcủa gan, do đó dẫn tới .quá trình , oxy hóa các
chấLngQại. sinh. Trong số các enzym phụ thuộc cytocrom P-450 thì
enzym hem-oxygenase có một quan hệ đặc biệt: khi enzym ket hớp vởi
protoporphyrin được hấp thụ bằng con đường bên trong máng bụng ồ
chuột sẽ tạo ra một chất kìm hãm mạnh .quá trình sản xuất nội sinh
cacbon oxyd (Milleville và cộng sự, 1985).
Tháng 10 năm 1983, uỷ ban Quản lý về phụ gia thực phẩm đã đưa ra
nhừng chỉ thị sau về hàm lượng tối đa của thiếc được nhiễm vào thực phẩm:
Rau và quả xử lý 250 mg/kg
Nước quả 150 mg/kg

186 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Thiếc cũng như chi có khả năng tạo ra những chất alcoyl thiếc hoà
tan được trong chất béo, màmột số dẫn chất náy thường được sử dụng cho
mục đích công.nghiệp. Trong sô" đó dẫn xuất dialcoyl thiếc tương đối ít độc
hơn cả, chỉ thiếc clorua gây nên những rốị loạn jch.ọ gan (Basnes và
Stonner). Do đó đioctyl thường được sử dụng trong công nghiệp thực
phẩm làm chất ổn định tốt nhất cho polyclovinyl. Chúng chẳiìg những làm
cho sản phẩm chất dẻo có độ bền đối với nhiệt và ánh sáng mà còn làm
cho sản phẩm có độ trong suốt. Người ta có thể cho với một tỷ lệ từ 0,5-
1,2% hoặc 1,5% so với trọng lượng của chất dẻo. Khả năng di chuyển vào
trong thực phẩm rất nhỏ chỉ khoảng 0,2 mg Sn/ kgsản phẩm.
Ngược lại, các dẫn xuất tetraalcoyl và triạlcoyl thiếc là những chất
rất độc của hệ thống thần kinh trung ương, tác dụng như những chất
kìm hãm của quá trình phosphoryl hoá oxy hoá (Bames và Stonner;
Aldridge, Klimmer, Cremer).
8.3.6. Nhôm
Nhôm chiếm gần 8% thảnh phần vỏ Trái đất (Ulmer, 1976). Nhôm
là kim loại phổ biến nhất trên hành tinh chúng ta. về tầm quan trọng,
nólà. nguyên tố đứng ỏ vị trí thứ ba sau-oxỵ vàsilic.
Chính vì vậy, chẳng ngạc nhiên gì khi trong khẩu phần hàng ngày
có khoảng IO-hIOO mg nhôm. Lượng này có thể tăng lên đáng-kể qua
việc sử dụng nồi soong bằng nhôm hay rõ~hỡn là dụng thuốb-nở hoá
học chứa nhôm.
Cho úừ hàm lư^ng^nhôm.4ĩmgJhựC4?hắm-lấtcao, đặc biệt là việc
sử dụng nhôm trong sản xuất bao hì thưr phâm ngưài vẫn rto? thây
một trựờngỉiỢp-ngộ độc nhôm nào.
Điều này được giaithich. do tính -không hoả tan của muối nhôm
vào đường ruột, đo đó tỷ lệ của nũLÌTQng máu rất thấp, khoảng, vài
microgam trong 1 lít huyết tương, còn tỷ lệ trọng mủ là khủng đáng kể.
Một số công trình thực nghiệm trước đây được tiến hành trên
động vật đã cho thây nhôm có tính độc thần kinh:
- Kopeloff, 1982 dã gây được hội chứng động kinh khi bôi trưc tiếp
nhôm hydroxit lên mô não.

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 187
- Klaizo, 1965 đã gây ra một bệnh về não bằng việc tiêm nhiều lần
dung dịch muôi nhôm.
- Yaltes, 1976 đã tạo ra một sự suy nhược dây thần kinh bằng
nhôm clorua.
Người ta đã thí nghiệm trên tế bào thực vật và cho thấy nhôm có
khả năng liên kết với ADN và kìm hãm sự phân chia tế bào (Morimura
vả cộng sư, 1978).
Còn ỏ người, 1975 nhờ sử dụng thiết bị dò laser (microsonde)
Click và Maritch đã cho thấy có sư tăng đáng kể lượng nhôm trong các
tế bào ung thư. Năm 1976, Millan đã liệt kê được nhiều trường hợp có
biểu hiện rõ về ung thư tuỵ, bạch huyết và phổi ở công nhân làm việc
trong các nhà máy sản xuất nhôm. Nhưng nhôm không phải là yếu tô'
căn nguyên đáng lên án, bởi vì một sô" phương pháp luyện kim sử dụng
các điện cực cacbon có chứa hắc ín làm chất gắn kết.
Sắc lệnh Châu Âu 15/7/1980 đã ấn định giới hạn nồng độ là 200
ng nhôm/lít nước uống.
8.3.7. Berỉ
Beri là một kim loại không thông dụng và được một vài ngành công
nghiệp sử dụng. Beri được tạo thành trong môi trường chủ yếu từ sự đốt
cháy than đá và đầu hoả. Hàng nám từ nguồn này thải ra môi trường
khoảng 1250 tấn beri. Beri được sử dụng trong các nhà máy gốm sứ và nhà
máy sản xuất hợp kim. Hiẽn nay những ứng đụng của beri được tăng lên
trmgnhiều công nghiệp, đặc biệt trong các lỉnh vực hạt nhân và vũ trụ.
Bẹn được sử dụng chủ yêu dưới dạng hợp kim, nhưng cũng có
đêh.20% nền sản xuất trên thế giới sử dụng beri dưới dạng kim loại tự
doJrong các phản ứng hạt nhân, các cửa sổ X quàng và các ứng dụng
đặc hiệu liên quan đến quang học vữ trụ, tên lửa nạp nhiên liệu và cho
các phương tiện giao théng vũ trụ.
Hiệu ứng, độc p_hô? biện nhâìt của beri là bệnh viêm a. Sự nhiễm
cádiỢp chất beri hoa tan gây ra những tổn thương nốt sần mọng nước ở
t^n a. Nếu tiếpL xúc với beri. không tan, thì sẽ xuất hịện tổn thương
P^ậrLtính/. lâu dài dẫn tới hoại tư hoặcJơ loét.

188 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Nếu hít phải beri sẽ gây ra phản ứng viêm nhiễm toàn bộ đường
hô hấp liên quan đến ống mũi, yết hầu, khí quản-phổi và phê' nang. Các
viêm nhiễm làm giảm số các mao dẫn, do đó giảm hiệu quả hô hấp.
Bệnh này xuất hiện gần như ngay lập tức sau khi hít phải khí của những
hợp chât beri hoà tan, đặc biệt là beri florua, một hợp chất trung gian
trong quá trình xử lý quặng.
Tác dụng gây ung thư của beri đã được bắt đầu nghiên cứu từ
năm 1946, nhưng cho đến năm 1994, Viện Nghiên cứu Ung thư của Mỹ
(ĨARC) đã công bố rằng có đủ bằng chứng cho thây beri và các hợp chất
của nó có tác dung gây ung thư cho người và động vật.
Các nghiên cứu in vitro về đồng tính gen đã chỉ ra rằng beri có thể
gây ra biến đối hình thái học trong các tế bào động vật có vú. Beri cũng
có thê làm giảm độ tin cậy của sự tổng hợp ADN, nhưng lại không có
tác dụng gây đột biến gen đối với các hệ vi khuẩn.
8.3.8. Crom
Crom thường tồn tại trong các quặng. Crom được sử dụng để sản
xuât sắt inox, các loại hợp kim và chất màu. Khai thác mỏ, công nghiệp
đúc và các sử đụng công nghiệp có xu hướng tăng lên. Các nhà máy sử
dụng nhiên liệu tự nhiên và các nhà máy sản xuất ximăng cũng là
nguồn gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên sự ô nhiễm crom trong
không khí, nước và thức ăn nói chung thấp và nguồn nhiễm chính đối
với con người là môi trường làm việc.
Crom là một tác nhân gây ung thư ở người, nó gây ung thư phổi ở
người nhiễm crom, tác dụng này liên quan tới crom hoá trị 6 (Cr6+) nó
có tính chất ăn mòn và không hoà tan trong nước.
Người ta đưa ra giả thiết rằng Cr6+ dễ dàng được hấp thụ bởi tế
bào và được chuyên hoá thành Cr3+ trong tế bào. Cr6+ ăn mòn và gây ra
các chứng loét ở đường mũi và a. Nó cũng gây ra các phản ứng quá
mẫn ở da. Trường hợp ngộ độc cấp tính, nó gây ra hoại tử các ống thận.
8.3.9. Niken
Niken tồn tại trong các quặng, nhưng trong công nghiệp luyện
kim và các công nghiệp khác việc sử dung niken đang có xu hướng gia
tăng, sử dụng niken trong công nghiệp là các pin, công tắc điện và các

Chương 8: ĐỘC TÍNH CỦA KIM LOẠI 189
loại tương tự, xúc tác điện và xúc tác hoá học. Nó cũng được giải phóng
trong quá trình khí hoá than đá.
Niken là một tác nhân gây ung thư cho người. Niken chủ yếu gây ra
ung thư ở đường mũi, nhưng cũng gây ung thư phổi, thanh quản, dạ dày
và cũng có thể ung thư thận. Tiếp xúc với các đồ vật kim loại chứa niken,
như tiền hay đồ trang sức là một ữong những nguyên nhân thường thấy
nhất gây ra bệnh viêm da tiếp xúc dị ứng. Cơ thể thiếu niken sẽ làm thay
đôi chuyên hoá glucose và lảm giảm khả năng đung nạp glucose. Các
nghiên cứu trên chuột cho thây niken có thê lả một nguyên tô" vi lượng cần
thiết cho động vật có vú (Anke và cộng sự, 1983).
8.3.10. Các kim loại cần thiết cho cơ thể
Nhóm này bao gồm 8 kim loại cần thiết cho cơ thể con người:
coban, đồng, sắt, magie, mangan, molypđen, selen và kẽm. Mỗi một
kim loại cần thiết này có ba mức hoạt tính sinh học:
- Mức vi lượng lả mức đáp ứng cho sự phát triên vả tăng trưởng
tối ưu.
“ Mức nội cân bằng hay còn gọi ỉà mức dự trữ.
- Mức gây độc.
Mức vi lượng thường được chỉ ra trong các bảng khuyến cáo về
hàm lương các nguyên tố vi lượng cần thiết của các tổ chức về sức khoẻ,
dinh dưỡiìg và thực phẩm trên thế giới như WHO, FAN,...
Mức nội cân bằng được các nhà nghiên cứu đưa ra như sau:
Nguyên tổ Mức nội cân bằng
Coban 98 ịig/ì nước tiểu và 0,18 |ig/l máu
Đồng 120-140 |ig/l máu
Sắt <3^-5 g/ cơ thể
Magie 12 mg/lượng nước tiểu/ngày
Mangan 2-r9 mg/ngày
Molypđen ~ 9 mg/cơ thê
Selen < 100 ịig/l nước tiểu
Kẽm 100-300 Ịig/ngày
Nêu lượng các nguyên tô này vượt quá mức độ cân băng sẽ gây độc:

190 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
- Selen: Biểu hiện lâm sàng của sự dư thừa selen là rụng tóc, viêm
đường hô hấp trên, rụng răng. Còn ở động vật, gây ra rôì loạn chức
năng sinh sản, chậm tăng trưởng, hoại tử gan...
- Coban: Dư thừa coban gây ra chứng tăng hồng cầu (tạo ra quá
nhiều hồng cầu) và bệnh tim.
- Đổng: Sự tích luỹ đồng trong cơ thể không phải là kết quả của
việc hấp thu dư thừa đồng, mà là do bệnh về gen (bệnh Wilson). Đồng
tích tụ trong não, gan, thận và giác mạc. Biểu hiện lâm sàng của nó liên
quan với sự rối loạn cuc bộ.
- Sắt: Dư thừa sắt gây ra lắng cặn trong gan dẫn tới kìm hãm chức
năng gan.
- Mangan và molypden là các cofactor của nhiều enzym như là
phosphorylase, xanthin oxydase và aldehyd oxyase.
Tuy nhiên các kim loại này rất giàu trong thức ăn nên không có
triệu chứng thiếu hụt chúng:
* Tiếp xúc nghề nghiệp cấp với mangan gây ra bệnh phổi, bệnh
viêm não mãn tính.
* Dư thừa molypden ở động vật gây ra rối loạn cơ quan tiêu hoá,
sau đó nhiễm mỡ trong gan và thận.
- Kẽm là cofactor của nhiều enzym kim loại. Kẽm dễ dàng bị đào
thải, do đó hâp thụ dư thừa kẽm qua thưc phẩm ít có cơ hội gây ra các
tác dụng độc. Tiếp xúc nghề nghiệp với khói Zn20 3 kéo theo sốt cao
(Goyer, 1986).

ĐỘC TÍNH CỦA MYCOTOXIN
Mycotoxin là các hợp chất trao đổi bậc hai có độc tính do một sô" vi
nấm tổng hợp nên' trong các điều kiện xác định. Thuật ngữ mycotoxin
thường được áp đụng hạn chế cho các độc tô" nấm mổc ngoại bào có độc
tính đối với động vật máu nóng.
9.1. PHÂN LOẠI MYCOTOXIN
Có thể phân loại mycotoxin theo bản chất và cấu trúc hoá học, theo
tác nhân tổng hợp mycotoxin hoặc theo bệnh lý do mycotoxin gây nên.
Theo bản chất hoá học, như đã nói ở phần trên, mycotoxin được
phân thành nhóm các hợp chất như sau:
- Các chất kháng sinh.
- Các chất gốc peptid.
- Dẫn xuất của dicetopiperazin.
- Các cyclopenin.
- Các chất họ penicilin.
- Các hợp chất loại quinon.
- Dẫn xuất antraquinon.
- Các chất có nhân piron (gentisanđehiđ, axit kojic, xanton).
- Dẫn xuất của axit sikimic (hidroxybenzylic, cumarin).
- Các hợp chất loại terpen.
- Các hợp chất khác.
Mycotoxin có thể được phân loại dựa theo nấm mốc sản sinh ra chúng:
- Độc tô" do Aspergillus. fỉa vưs tổng hợp .
- Độc tốc do các Aspergillus khác.
“ Độc tô' đo các Penicittium.
- Độc tô" do Fusarium.
- Độc tố đo Stachỵbotrỵs.
CHƯƠNG 9

192
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
- Độc tố do các loài nấm khác.
Theo bệnh lý gây ra cho các động vật máu nóng, mycotoxin có thể
được chia thành các nhóm độc tố sau:
- Mycotoxin gây các hộỉ chứng ung thư, nhiễm độc gan: aflatoxin,
ochratoxin, islanđitoxin.
- Mycotoxin gây nhiễm độc thận: citrinin, ochratoxin.
- Mycotoxin gây hội chứng nhiễm độc tim: axit penicilic.
- Mycotoxin gây nhiễm độc thần kinh: clavacin.
- Mycotoxin gây sẩy thai, động đực: zearalenon.
- Mycotoxin gây xuất huyết
Phân loại mycotoxin theo bệnh lý thường không chính xác do một
độc tố có thể gây nên nhiều hội chứng khác nhau, ngược lại, một hội
chứng có thể do nhiều độc tố cùng gây nên.
9.2. ĐỘC TÍNH CỦA MYCOTOXIN
Sự nhiễm nấm mốc trên nông sản thực phẩm gây mất mát, tiêu
ha.o nguyên liệu/sản phẩm trong suốt dây chuyền sản xuất ra sản
phẩm. Đặc biệt nghiêm trọng hơn, sự nhiễm nấm mốc có khả năng tổng
hợp mycotoxin ở các nông sản-thực phẩm làm nhiễm độc chuỗi thực
phẩm và gây ra các vấn đề nghiêm trọng cho sức khoẻ vật nuôi, người
tiêu đùng. Theo đánh giá của FAO năm 1996, hàng năm có hơn 25%
nông sản bị nhiễm nấm mốc. Hiện nay, các báo cáo cho thấy không
chỉ một loại mả đồng thời nhiều loại mycotoxin như aflatoxin Bị
fumonisin hay ochratoxin cùng được phát hiện trên một nông sản
thưc phâm.
Myctoxin có thể gây độc ở các cấp độ khác nhau: cấp tính hay
trường diễn. Sự nhiễm độc câp tính đo mycotoxin gây nên rất nhiều
đợt dịch bệnh và kèm theo tỉ lệ tử vong rất cao. Trong Chiến tranh thế
giới thứ hai, do tình trạng đói kém, người Nga buộc phải ăn gạo còn sót
lại trên đông ruộng. Hàng ngàn người đã bị nhiễm độc, có làng hoàn

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 193
toàn bị xoá sổ do nhiễm độc tố T-2 của nấm mốc Fusarium
sporoừichioides phát triển trên các hạt lúa ướt trên ruộng. Dịch “độc tố
nâm mốc đỏ” xảy ra ở vùng nông thôn Nhật Bản vào những năm 1950, ở
Ân Độ vào năm 1987 do nhiễm độc tô" DON khiên hàng ngàn người bị
nhiễm bệnh và chết. Riêng ở Trung Quốc, hơn 10 000 ca nhiễm độc tố
cấp tính được phát hiện trong vòng 20 năm tuy con số thống kê này
chưa bao gồm số liệu của các vùng nông thôn.
Bên cạnh sự nhiễm độc cấp tính, mycotoxin còn gây nên các bệnh
lý rất khác nhau do ăn phải thức ăn có độc tố trong một thời gian đài.
Tuỳ vào bản chất của từng loại, mycotoxin có thể gây độc cho các hệ
thống khác nhau của cơ thể như gan, thận, hệ thần kinh, hệ tiêu hoá của
động vật tiêu thụ các sản phẩm nhiễm các độc tố nấm mốc (bảng 9.1).
Bảng 9.1. Môt số hâu quả nhiêm đôc do các mycotoxin điển hình gây nên
Đôc tốNấm mốc sinh
mycotoxin điển
hình
Cơ chấtHôi chứng
chủ yếu
Đông vât
câm thụ
AlflatoxinA. flavus Hạt có dầu,
bột
Nhiễm độc
gan
Lợn>trâu>bò
>vịt>gà
Người, cá
IslanđitoxinA. isĩadicumGạo, lúa, miến,Nhiễm độc gan Người
OchratoxinA. ochraceusCác loại hạt,
gạo, lạc
Ung thư,
nhiễm độc gan
Gà, lợn,
người
Ciừirtinp. CỉtrìnumLạc, gạo, ngô,
các loại hạt
khác
Nhiễm độc
thận
Lợn
Ạxit penicilicp. cỵcỉopiumNgũ cốc Nhiễm độc tìm
ClavacinA. cỉavatusNgũ cốc, hạt ủ
mầm
Nhiễm độc
thần kinh
Trâu bò,
người, gia cầm
ZearalenoneFusarium spp.
F. grammearum
Ngô và các
loại thực phâm
Gây sẩy thaiLớn, gia cầm
Sierpen F. nivaìe,
T. viride
Các sản phẩm
dạng hạt
Đi ngoài, nhiễm
độc dạ dảy
Gia súc
Các hợp chất
gốc quirton
A. íumigatus
A. gỉacus
Peniciìỉium s p p .
Các sản phẩm
ngũ cốc, nước
quả
Xuất huyếtGia súc, gia
cầm

194 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Những bệnh do mycotoxin gây nên trước tiên thê hiện ở tôn
thương gan và thận. Có thể quan sát được sư xuât hiện các u gan, thoái
hoá tế bào nhu mô gan, xơ hoá và tăng sinh ống dẫn mật của các động
vật hâp thu các độc tố. Ngoài ra, có thể nhận thây có triệu chứng tăng
ure huyết, albumin niệu và viêm cầu thận. Một số mycotoxin có tính
độc đôi với tim. Nhiều tổn thương liên quan tới mycotoxin gây hội
chứng chảy máu, triệu chứng ngưng kết hồng cầu hoặc hiện tương tiêu
máu rất nguy hiểm thường gặp ở động vật và người bị nhiễm độc tố
nấm mốc. Mycotoxin còn có thể làm suy yếu hệ thống miễn dịch của cơ
thể. Nhiều mycotoxin như alflatoxin, ochratoxin, funomisin có thể là
các chất gây biến dị, gây hội chứng ung thư và quái thai. Ngoài ra,
mycotoxin còn có thể gây ra sự mất cân bằng trong chuyển hoá thức ăn
và giảm tỉ lệ sinh sản của vật nuôi. Bên canh đó, các dẫn xuất của
mycotoxin thường độc đối với hệ thần kinh và do vậy gây tổn hại hệ
thồng cơ và gây tất nhiều hội chứng khác như bệnh ngoài đa, chứng
tăng sừng hoá, tác động gây động đực, sẩy thai. Ngoài các tác động trực
tiếp, mycotoxin còn có khả năng gây các hội chứng gián tiếp như ức chế
vitamin, ăn không ngon miệng, hoặc biến đổi các chất khác thành các
chất độc. Tuy nhiên, bệnh do mycotoxin gây nên không có tính di
truyền, không lây nhiễm, không gây nhiễm trùng.
9.3. PHƯƠNG THỨC TÁC ĐỘNG CỬA MYCOTOXIN
Các mycotoxin khác nhau sẽ tác động đến cơ thể theo các cách thức
khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung, các mycotoxin đều có tác dung lầm ức chê
hoặc lam biên đôi quá trình trao đôi chât theo môt trong các cách sau đây:
- Ảnh hưỏng hoặc ức chế quá trình hình thành tế bào.
- Ảnh hưởng tới* quá trình phosphoryl hoá, ức chế ch u ỗi hô hấp.
- Tạo cầu kim loại, làm thiếu hụt các kim loại cần thiết cho sinh vật
và ảnh hưởng tới hệ thống enzym của cơ thể.
- Anh hương ơ mức độ sao chép thông tin di truyền hoặc tổng hợp
enzym, ADN.

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN
195
Chung ta se trơ lại van đê nay cu thê hơn trong phần các mycotoxin
điên hình.
9.4. Sự TỔNG HỢP MYCOTOXIN Ở NẤM M ốc
9.4.1.Các nâVn mốc điển hình sinh độc tố
Có đến 30-40% sô nâm mốc đã được phân loại có thể sản sinh độc
tô với liều lượng và độc tính khác nhau. Nhiều loài nấm khác nhau có
thê sản sinh ra cùng một loại độc tô". Ví dụ như trường hợp của clavacin:
có đến hơn 10 loài nấm mốc có thể sản sinh ra loại độc tố nảy, bao gồm
Aspergiỉlus cỉavatus, A. giganteus, A. te re us, PeniciUium urtcae, p.
griseoíuỉtum, p. expansum, p. claviforme, p. di vergens...Một loài nấm
cũng có thể sản sinh ra các loại độc tô" khác frhau tuỳ thuộc vào điều
kiện môi trường vả cơ chất. Ví dụ, A. fumigatus có thể tổng hợp được
nhiều độc tô" khác nhau như fumigatin, gliotoxin, axit henvoic,
fumagilin...Trong phạm vi một loài, có thể chỉ có một số’ chủng có khả
năng sản sinh độc tô". Hơn thế nữa, ngay cả đối với một chủng đã được
khẳng định có khả năng sinh mycotoxin, thì mycotoxin cũng có thể chỉ
được tổng hợp trên từng cơ chất nhất định.
Báng 9.2, Các mycotoxin chủ yếu và nâ'm mốc sản sinh ra chúng
Mycotoxin Nấm mốc
A c e to x y s c ir p e n e đ io l
A c e t y ld e o x y n iv a le n o l
A c e ty ln e o s o la n io l
Đ ộ c t ố a c e ty l T -2
Fusarium moniiiforme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. cuỉmorum, F. avenaceum,
F. roseum, R nivaĩe
Fusarium moniỉiỉorme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. cuĩmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivaĩe
Fusarium moniĩiíorme, F. equỉseti, F.
oxỵsporum, F. culmorum, F. avenaceum, F.
roseum, F. nivaìe
Fusarium mortiliforme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivaỉe

196 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Aflatoxin Aspergillus flavus, A. parasiticus
Aflatrem Aspergillus fla vus
Axit altenuic Altemaria altemata
Austdiol Aspergillus ustus
Austamid Aspergillus ustus
Austocystin Aspergillus ustus
Avenacein Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivaỉe
Beauvericin Fusarium moniHforme, F. equiseti,
F. oxysporum, R culmorum, F. avenaceum,
F. rosemn, F. nivaỉe
Bentenolid Monographella nivalis
Brevianamid Aspergillus ustus
Butenoliđ Fusarium moniiiforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivale
Calonectrin Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, E nivaỉe
Chaetoglobosin Chaetomium globosum
Citrinin Aspergillus cameus, A. terreus, Peniciĩĩium
citrinum, p. hirsutum, p. verrucosum
Citreoviridin Aspergillus terreus, Penicillium citreoviride
Cochliođinol Chaetomium cochỉiodes
Crotocin Acremonium crotocinigenum
Cytochalasin E Aspergillus davatus
Axit cyclopiazonicAspergillus versicolor
DeacetylcalonectrinFusarium moniliforme, F. equiseti
F. oxỵsporum, R culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivale
Deoxynivalenol diacetatFusarium moniliforme, F. nivale
Deoxynivalenol Fusarium moniliỉorme, F. cuỉmorum,
monoacetat F. avenaceum, F. roseum, F. nivale
DiacetoxyscirpenolFusarium mortiliforme, R equ'iseti
Destruxin B Aspergillus ochraceus

Chương 9: ĐỘC TÌNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 197
Enniatins Fusarium moniliforme, F. avenaceum,
F. roseum, F. solan I, F. nivale
Fructigenin Fusarium moniliforme, R culmorum,
F. avenaceum, F. roseum
Fumagilin Aspergillus fumigatus
Fumonisin B j Fusarium monihforme, F. culmorum,
F. avenaceum, F. nivaĩe
Axit fusaric Fusarium moniliforme
Fusarin Fusarium moniliforme
Gliotoxin Ahemaria, Aspergillus fumigates, PeniciUium
Độc tốHT-2 Fusarium moniliforme, F. culmorum,
F. avenaceum,, R nivale
Ipomeanin Fusarium moniliforme, F. cuĩmorum,
F. avenaceum, F. nivaĩe
Jslamlitoxin Penicilhum isiandicum
Lateritin Fusarium moniiiforme, F. culmorum,
F. avenaceum, F. nivale
Lycomarasmin Fusarium monihforme
Malformin Aspergillus niger
Maltoryzin Aspergillus spp.
Moniliformin Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, R nivaĩe
MonoacetoxyscirpenolFusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. nivale
Neosolaniol Fusarium moniliforme, F. soỉarĩi,
F. culmorum, F. avenaceum, F. roseum
Nivalenol Fusarium moniiiforme, F. equiseti,
F. oxysporum, F. culmorum, F. avenaceum,
F. roseum, F. rtivaie

198 OÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Độc tố NT-1 Fusarium moniỉiíorme, F. equisetị
F. oxỵsporum, F. cuĩmorum, F. avenaceum,
F. roseurn, F. nivale
Độc tô" NT-2 Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. culmorum, F., F. soỉani,
avenaceum, F. roseum, F. nivale
Ochratoxin Aspergillus ochraceus, Penỉciỉỉium viridictum
Axit oxalic Aspergillus niger
Patulin Aspergillus clavatus, Penicilhum expansum,
Boừỵtis,P. roquefortii, p. claviforme,
P. griseoíuỉvum
Axit penicillic Aspergillus ochraceus
Penitrem Penicillium crustosum
Roridin E Mỵroửiecium roriđum, M. verrucaria,
Dendrodochium sppv Cylindrocarpon spp./
Stachỵbotrỵs spp.
Rubratoxin Peniciỉỉium Tubrum
Rubroskyrin Penicillium spp.
Rubrosulphin Penicillium viridicatum
Rugulosin Peniciỉlium brunneum, p. kloeckeri,
P. rugulosum
Sambucynin +1 Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. culmorum, F. solani,
F. avenaceum, F. roseum, F. nivale
Satratoxin, F,G,H Stachỵhotrỵs chartarum, Trichoderma viridi
Scirpentriol Fusarium moniliforme, F. equiseti,
F. oxỵsporum, F. culmorum, F. solani,
F. avenaceum, F. roseum, F. nivale
Slaframin Rhizoctonia leguminicola
Sterigmatocystin Aspergillus flavus, A. nidulans, A. versicolor,
Penicillium rugulosum
Độc tố T-l Fusarium monihforme, F. equiseti,
F. culmorum, F. solani, F. avenaceum,
F. roseum, F. rtivale

Chương 9\ ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 199
Độc tốT-2 Fusarium moniliforme, R equiseti,
F. cuỉmomm, F. solani, F. avenaceum, E roseum,
F. ni vale
TriacetoxyscirpendiolFusarium moniliforme, F. equiseti,
F. avertaceum, F. roseum, F. nivale
Trichodermin Trichoderma viride
Trichothecen Trichothecium roseum
Trichoverin Stachỵbotrỵs chartarum
Trichoverol Stachybotrys chartarum
Tryptoquivalen Aspergillus da vatus
Verucarin Mỵrothecium verrucaria, Dendrodochium
spp., Stachybotrys chartarum
Veruculogen Aspergillus fumigatus, Stachybotrys chartarum
Viopurpurin Trichophyton spp., Peniciỉỉium viridicatum
Viomellein Aspergillus sppv PenlciJhum aurantiogriseum,
P. crustosum, p. viridicatum
Viriditoxin Aspergillus fumigatus
Xanthocilin Eurotium chevalieri
Yavanicin Fusarium cuĩinorum, F. graminearum,
F. oxysporum, F. roseum, F. moniHforme,
F. avenaceum, F. equiseti, F. nivale
Zearalenon Fusarium culmorum, F. graminearum,
F. oxysporum, F. roseum, F. moniUforme,
F. avenaceum, F. equiseti
Các giống nấm mốc có vai trò quan trọng nhất tạo ra mycotoxin
bao gồm Aspergiỉĩus, Peniciỉỉium vầ Fusarium. Ngoài ra các nấm mốc
thuộc các loài khác cũng có thể tạo ra mycotoxin.
Việc định tên các nấm mốc cho tới nay chủ yếu dựa vào các đặc
điểm phân loại của nấm mốc. Các nấm mốc được nuôi cây trên các môi
trường đặc thù cho mỗi loại để nhận biết các đặc điểm hình thái đặc
trưng của mỗi nhóm nấm mốc. Năm 1973, Pitte và cộng sự đã tiêu
chuẩn hoá bộ các môi trường và điều kiện nuôi cấy nhằm nuôi cấy chọn

200
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
lọc các nhóm nâm mốc. Hiện nay, các môi trường đặc trưng đã được
phát triển dưới dạng môi trường làm sẵn (kít) đê tiện phát hiện nâm
môc. Ví đu, môi trường đicloran-nâm men-đường-thạch (DYSA) đê
phân biệt Peniciỉium verrucosum và p. vindication với các nâm môc
khác, môi trường creatin-đường-thạch để phân biệt hai loài thuộc
Peniciỉium tuỳ theo khả năng sử dụng cơ chat protein hay
cacbonhyđrat.
Bên canh đó, nấm mốc còn có thể được xác định dựa vào các chât
trao đổi bậc hai của chúng. Việc xác định các chất trao đổi dựa trên các
kỹ thuật sắc ký lớp mỏng hoặc HPLC. Việc xác định nhóm nấm mốc
còn có thể dựa trên các enzym mà nấm mốc có thể tổng hợp nên nhờ kỹ
thuật điện di trên bản gel phủ cơ chất đặc hiệu của enzym đó. Việc phát
hiện enzym có thể nhờ vầo việc nhuộm gel đó với các thuốc nhuộm
tương ứng hoặc để phát hiện sự thay đổi của cơ chất sử dụng hoặc sự có
mặt của sản phẩm phân giải cơ chất trên gel.
Hiện nay, việc định tên các nấm mốc sinh mycotoxin có thể dưa
vào các phương pháp sinh học phân tử. Các phương pháp này sử
dụng kỹ thuật so sánh tính đa hình phân đoạn cắt bởi enzym giới
hạn hoặc dựa trên phương pháp lai ADN giữa các đoạn mồi (probe)
đặc trưng (signature sequence) của mỗi nhóm mốc với ADN của các
nấm mốc. Phát hiện tính bắt cặp mồi (probe) và ADN mẫu nhờ sự
phát quang của mẫu đò đánh dấu hay điện đi trên gel agarose các
sản phẩm lai.
9.4.2. Điểu kiện phát triển và tổng hợp mycotoxin của nấm mốc
Tám điều kiện điều khiển sự phát triển nấm mốc trên nông sản
thực phẩm (NSTP), bao gốm: 1) hoat-đủ-mrớc; 2) nồng độ ion4*ydro; 3)
nhiệLđộ; 4) haLp^ kíỢr^ ^á€- Ị^í4FOì^ khf-quy4fì bảQ -quản-CQ2 và 0 2; 5)
trạng, thái jaông, sia.ihựcLphẩm.4Ắív4ỏng; 6) bản chất môi trường-4inh
dựỡng^ nông sản thựcpKẩm; 7) ảrử\-iiưảng-của.rnột.sốxhất..tan^4ặ€ biệt
y à 8) chất bảa.^uản. Trong quá trình bảo quản NSTP, mốt và ì yến^&kể
tTẽn,_cjx4hẽ_iỉưự€_nôl_dịnh,hoặc ủn định. Thông ỉhựờng các sàn phâVn ỏ

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 201
trang_thái rắn, pH gần trung tính là môi trường thích hợp cho nấm mốc
pháLtriên. Do vậy, các yếu tô' còn lại như hoạt độ nước, nhiệt độ, khí,
chất hảo quản là các yêu tô" thưc tế quyết định sự phát triển nấm mốc
ttongi^STP.
• H a ã t độ nước (aw): aw là yếu tố quan trọng định lượng quan hệ
giừạ. hàm lương nựớc trọng thực phẩm và vi sinh vật phát triển trên
chúng. Về mặt giá trị, aw bằng độ ẩm tương đốì ở trạng thái cân bằng
của một sản phẩm biểu diễn ở dạng thập phân (ví du 0,30). Nếu một
thực phẩm được giữ tại một nhiệt độ ổn định/ trong một bao bì kín, sau
raột thài gian, hàm lượng nước trong thực phẩm sẽ đạt tới cân bằng với
hơi nước trong môi .trường khí bao quanh, khi ấy:
aw = HRỵJ 100
Trong rất nhiều trường hợp, là nhân tố môi trường chủ yếu
kiểm, soát sự phát triển của nấm mốc và xác định độ ổn định của sản
phẩm bảo quản. Hiểu biết về ảnh hưởng của aw tới sự phát triên của
nấm mốc và sự sản sinh mycotoxin sẽ giúp tiên liệu khả năng tạo
mycotoxin trong sản phẩm bảo quản.
Như mọi sinh vật khác, nấm mốc cần CQ nước để tồn tại và sinh
sạn. Khả năng chịu đựng môi trường có hoạt độ nước thấp của nấm
mốc thường cao hơn các vi sịnh vật khác. Trong số các nấm mốc, có
nhóm nấm mốc thuộc vào nhóm sinh vật ưa khô (xerophile). Một vài
loài nấm mốc có khả năng phát triển ở aw = 0,75 hoặc thấp hơn trong
vòng sáu tháng. Như vậy, các NSTP nấLuđưde-bảQ quản trong không
khỊ75% hoặc 85% ,ẩm có thể bị cậc nấm mốc ưa khô tấn công trong điều
ki&lMo^quan bìrỊhihường.
• Nhiệt đờ. Nhiệt độ tác động chủ yếu tới sự sinh sản và nảy
mầm của bào tử nấm mốc. Theo nhiệt độ thích hợp cho sự phát triên,
nấm mốc được chia thành năm loại bao gồm: 1) nậm mốc ưa nhiệt (đến
60°c, thermophile); 2) nấm,mộc chiụ.nhiệt (20-50°C, thermotolerant); 3)
n^XL rntíc-4ía -ĩủìiệt (10-40°c, mesophile); 4) nâm mốc ưa ỉạnh (5-10°C,
psychrophile) và 5) nấm mốc ưa băng giá (dưới 10°c, cryophile). Hầu

202 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Hầu hết các NSTP, đặc biệt là các dạng ngũ cốc đều đư.Ợc bảo quản
ở nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của các nhóm nâm môc.
NSTP bảo quản của các nước nhiệt đới thưòng bị các Aspergillus
tân công vì các Aspergillus phát triển thích hợp trong điều kiện
nhiệt độ ấm (30°C) và không khắt khe về độ ẩm (85%).
• Môi trường k h í điều tiết: Giảm hàm lượng oxy hoặc tăng hàm
lượng cacbonic trong khí quyển bảo quản NSTP đều có tác đung hạn
chế đáng kể sư phát triển của nấm mốc.
• Chất bảo quản: Thông thường các chất chống mốc, chông sâu
hại thường có tác dụng hạn chế sự phát ữiển của nấm mốc. Tuy nhiên,
không được phép áp đụng các dạng chế phẩm này cho các sản phẩm
đùng cho người. Đôi khi, trong thức ăn gia súc, người ta có thể sử dung
các chât bảo quản gốc axit như propionat.
• Phối hơp các yếu tố: Thường thì các yếu tô' không tác động
riêng rẽ tới sản phẩm, mà ảnh hưởng của các yếu tố là đồng thời.
Thông thường nếu phối hợp các yếu tố hạn chế đồng thời để bảo quản
sản phẩm thì các sản phẩm có thể được bảo quản trong một thời gian
dài hơn. Ví dụ, bảo quản ồ aw thấp, nhiệt độ thấp, khí quyển điều tiết sẽ
kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Trong điều kiện bảo quản tự
nhiên, aw là yêu tố chủ đạo xác định thời gian bảo quản củà một sản
phẩm. “Nhanh chóng sấy khô sản phẩm và bảo quản sản phẩm khô ráo
trở thành phương pháp hiệu quả nhất đảm bảo sản phẩm không bị nấm
mốc tấn công, và đo vậy, khả năng khổng bị nhiễm mycotoxin cũng
được đảm bảo.
Trong nhiều trường hợp, điều kiện phát triển của nấm mốc trên
NSTP không trùng với điều kiện tối ưu cho tổng hợp mycotoxin của
chúng. Các trường hợp cu thể sẽ được đề cập ữong phần các mycotoxin
điên hình.

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 203
9.5. QUY ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH MYCOTOXIN
Quy định về hàm lượng các mycotoxin được áp dụng ở các nước
rất khác nhau. Ở hầu hết các nước phát triển như Châu Âu và Mỹ, các
quy định về hàm lượng cho phép của các mycotoxin trong thực phẩm
và thức ăn chăn nuôi tập trung chủ yếu vào aflatoxin, thường ở mức 10-
20 ppm. Ngoài ra còn có các quy định về các mycotoxin khác như
patulin (50 mg/kg nước quả ở Pháp, BỈ, Hy lạp), ochratoxin (20 ppm
cho lương thực ở Pháp và cho cà phê ở Hy lạp, 10-25 ppm cho thận của
lỢn ở Đan Mạch). Riêng ở các nước Châu Á và Châu Phi, nơi điều kiện
khí hậu rất thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc và nhiễm
mycotoxin, hầu như chưa có các quy định cho các mycotoxin khác
ngoài aflatoxin (50 - 100 ppm).
Việc kiểm tra mycotoxin trong thực phẩm dựa trên các phương
pháp phân tích vi sinh vật trong thưc phẩm, các phương pháp phân
tích sinh hoá và/hoặc các phương pháp xét nghiệm bệnh lý
thưc/động vật.
9.5.1.Phương pháp phân tích vi sinh vật
Các phương pháp vi sinh vật chủ yếu để phân tách các chủng
nấm mốc sinh độc tố. Các phương pháp này hiện tỏ ra không thích
hợp cho nghiên cứu và phân tách các loài mốc xerophilic. Do vậy, các
Hội thảo “Phương pháp kiểm tra độc tô' nấm mốc trong thực phẩm"
tại Boston, Mỹ năm 1984 và tại Baarn năm 1990, đã đưa ra các
phương pháp nghiên cứu mycotoxin chuẩn hoá cho các phòng thí
nghiệm khác nhau.
Để phân lập các nấm mốc nhiễm trên thực phẩm, phương pháp
phân lập trực tiếp hiệu quả hơn phương pháp gián tiếp đốỉ với các sản
phẩm dạng hạt. Hạt ngũ cốc được đặt trực tiếp lên môi trường thạch
sau khi đã được làm sạch trong đung địch tẩy clo 0,4% để loại bỏ chất
bẩn trên bề mặt mà không ảnh hưởng tới nấm mốc. Đối với các sản
phẩm dạng bột, có thể tiến hành đồng hoá hoặc lắc mẫu trong các dung

204
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
môi thích hợp và sử dụng kỹ thuật pha loãng để xác định nâm mốc
nhiễm trên sản phẩm.
Vân đề cơ bản khi phân tách nấm mốc nhiễm trên sản phẩm là
sự phát triển rất nhanh chóng của một sô loài nâm như Mucor,
Rhizopus và các loài Zygomycetes làm cho vệc phát hiện hoặc định
lương các nấm môc khác rât khó khăn. Có thê sử dụng các môi
trường nghèo như Potato Dextro agar hoặc môi trường có chứa chât
ức chế một số nấm mốc như đicloran, hoặc sử dụng các môi trường
chọn lọc để ức chế một số nấm mốc có khả năng sinh hệ sợi nhanh
chóng như Rhizopus.
9.5.2. Phương pháp phân tích lỷ-hoá
Các phương pháp phân tích mycotoxin trên thưc phẩm hiện nay
chủ yếu sử dụng là sắc ký bản mỏng, sắc ký ái lực, phương pháp sắc ký
lỏng cao áp, ELISA hoặc phân tích triệu chứng lâm sàng trên bệnh nhân
nhiễm mycotoxin.
Các phương pháp sàng lọc mẫu thường bao gồm việc cô đặc
mẫu trên cột hâp phụ hoặc sắc ký ái lực, phát hiện mycotoxin nhờ
đặc tính của mycotoxin, ví dụ, nhờ khả năng phát huỳnh quang của
aflatoxin hoặc kêt hợp với TLC. Các phân tích này rẻ tiền, nhanh
nhưng không đặc hiệu. Ngoài ra, kỹ thuật nảy đòi hỏi một kỹ năng
nhất định. Phương pháp ELISA được sử dụng rất thông dụng trong
các phân tích sơ bộ mycotoxin. Phương pháp này bao gồm việc chiêt
mycotoxin từ thực phẩm, pha loãng hoặc cô đặc mẫu trên cột, thực
hiện phản ứng ELISA và đánh giá kết quả dưa theo sự thay đổi màu
của cơ chât trên phản ứng. Phương pháp này đắt tiền, chỉ phù hợp
khi cân phân tích rât nhiều mẫu cùng một lúc. Phương pháp HPLC,
HPTLC dựa trên khả năng phân tách mẫu và đo độ phát huỳnh
quang của mẫu chứa mycotoxin ở các bước sóng phù hợp. Đôi khi
cần kết hợp với bước cô đặc mẫu trên cột trước khi thực hiện phân
tích. Bang 9.3 đưa ra một số phương pháp tiêu chuẩn dùng trong
phân tích mycotoxin.

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CẤC MYC0T0X1N 205
Bảng 9,3. Phương pháp phân tích mycotoxin tiêu chuân
Mycotoxin Thực phẩm Phương phápGiới han phân tích
fag/kg)
AflatoxxinThực phẩm / thức
ăn gia súc
Cột lọc Romer5
Lạc, ngô TLC 1-5
Aflatoxin MlSữa TLC/HPLC 0,005
DON Lúa mỳ TLC/GC 120/không xác định
Patulin Nước táo TLC
-
ZEN Ngô TLC/HPLC -/200
Nguồn: AO AC, 1990.
9.6. CÁC MYCOTOXIN ĐĩỂnHÌNH
Do đặc tính các mycotoxin là khác nhau, và có thể do các nấm mốc
khác nhau tổng hợp nên, không có một lý thuyết chung cho các
mycotoxin về khả năng nhiễm, độc tính, khả năng loại trừ, phương
pháp phân tí ch... Vì thế sau đây chúng ta sẽ lần lư ợ t xét riêng từng
mycotoxin điển hình.
9.6.1. Aflatoxin
Aflatoxin là độc tổ nấm mốc được nghiên cứu kỹ nhất trong số tất
cả các độc tố nấm mốc. Là hợp chất trao đổi chất thứ cấp của một số
nấm mốc điển hình như Aspergiỉỉus ũavus và A. parasiticus, aflatoxin
nhiễm rất phổ biến trên các sản phẩm nông nghiệp trước và sau thu
hoạch. Mặc dù được phát hiện chỉ từ đầu những năm I960, nhưng tác
hại đo aflatoxin gây ra đã được biết đến từ trước đó rất lâu.
Aflatoxin được phát hiên đầu tiên ở bệnh gà Thổ Nhĩ Kỳ. Sau đó
hàng loạt các vật nuôi khác cũng được phát hiện là có thể bị nhiễm
aflatoxin , bao gồm chuột, lợn, thỏ, chó, ữâu bò, cừu, ngựa... Các vật nuôi
được nghiên cứu sự nhiễm aflatoxin trong phòng thí nghiệm bao gồm
ong, cá hồi, tôm. Các kết quả chỉ ra rằng động vật được nuôi ở chế độ suy
hoặc kém đinh dưỡng có khả năng nhiễm độc nhiều hơn động vật khoẻ.

206 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Năm 1960, một dịch lớn xảy ra làm chết hơn 10 vạn gà con 3-6
tuần tuổi ở miền đông nam nước Anh, với các triệu chứng biếng ăn, xã
cánh, xù lông và chết sau 1 tuần, được đặt tên là bệnh X của gà. Hàng
loạt các địch nhiễm aflatoxin bùng phát do tiêu thụ sắn củ bị mốc tại
Uganda, gạo bị mốc tại Đài Loan năm 1967, ỏ Ân Độ năm 1975, ở Kenya
năm 1982 (14 000 vịt con chết sau một tuần có triệu chứng bị bệnh) và
gần đây nhất là ỏ Malaysia năm 1988. Các bệnh dịch này sau đó được
xem lả hậu quả của việc hấp thu aflatoxin của các sản phẩm bị nhiễm
nấm mốc.
Việc nhiễm aflatoxin không chỉ gây nhiễm độc chuỗi thực phẩm
vầ những hậu quả trầm trọng trong sức khoẻ người tiêu dùng mà còn
gây ra các tổn thất lớn về kinh tế và thương mại. Aflatoxin có thể được
phát hiện trên nhiều nông sản như lương thực, hạt có đầu và
sừa...(bảng9.4).
Bang 9.4. Các sản phâm có thể nhiêm af latoxin
Các hạt ngũ cốc Ngô, thóc gạo, lúa mỳ, bobo
Hạt có dầu Lạc, bông, dừa, đậu tương, hướng đương
Củ Sắn, khoai tây
Sữa Sữa tươi, phomat
Thuỷ sản Cá, tôm
sản phẩm lên men Rượu, bia, nước giải khát, vang
9.6ị1.1.Cấu trúc của aflatoxin
Năm 1962, người ta phát hiện câu trúc các dạng khác nhau của
difuran-cumarin, aflatoxin bao gồm 18 dạng hợp chất đa vòng bifuran
như Bv B2/ Gv G2, GMv G2/ G2a/ M1; M2/ M2a, GM2, Pa, Qlr Ro, RBV RB2/
AFL, FLH, AFLM và các dẫn xuất methoxy, ethoxy và acethoxy. Tuy
vậy, chỉ có một số ít trong số các aflatoxin , đặc biệt là aflatoxin Ba được
nấm mốc tổng hợp trên nông-sảỉv là các hợp^hếtiự nhiên. Cạcxhấtcòn
lại lả chất trao đổi chất hoặc dặn xuất.

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 207
Aflatoxin Bị
Aflatoxin B2
Aflatoxin Mị
o
o
OCH
Aflatoxm Gị
o
'O
0' OCH 3
Aflatoxin G2
OH
Ọ Y Ọ
a J O
O o
OCH3
Aflatoxin M2
Hình 9.1. Cấu trúc các aflatoxin
Các aflatoxin có khả năng phát huỳnh quang và hấp thụ mạnh tía
tú ngoại (365 nm) ở các mức độ khác nhau. Aflatoxin B; và B2 phát tía
huỳnh quang xanh đa trời trong khi Gt và G2 phát huỳnh quang màu
xanh nưỗcTuển. Bẳng 9. 5 đưa ra tính chất phát huỳnh quang điển hình
của các aflatoxin.

208 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Bâng 9.5. Tính chất phát huỳnh quang của các aflatoxin
Trang thái Ẵ hấp
thu ctíc
đai
Ằ phát huỳnh quang cực đại
b2 ^7 G2
Trong dung địch methanol365 430430450450
Trong dung dịch ethanol365 430 430450450
Trong đung dịch cloroform365 413 413430430
Trong dung dịch acetonitril365 415 415440437
Thể rắn/silicagel 368 432432455450
9.6.1.2. Nấm mốc tống hợp aflatoxin
Các chủng nấm mốc tổng hợp aflatoxin chủ yếu thuộc loài
Aspergiỉỉus, tập trung chủ yếu vảo ba chủng A. ũavus, A. parasiticus và
A. nom jus. Người ta đã xác cjinh được rằng sư tổng hợp các afla toxin là
sự tác động qua lại của genotip của chủng nấm mốc và điều kiện môi
trường ngoài. A. flavus là chủng nấm mốc điển hình của hệ nâm mốc
không khí vầ đất, được tìm thây ở hầu hết các nông sản bảo quản như
ngô, lúa gạo, lúa mì, hạt bông, lạc, đậu tương, ớt, cà phê...Chủng nấm
mốc này rất thích hợp với điều kiện khí hậu ẩm và nóng như của Việt
Nam và các nước nhiệt đới. Chúng thậm chí có thể phát triển ở điều
kiện độ ẩm thấp hơn 75-80%. ở điều kiện nhiệt độ và/hoặc độ ẩm cao,
•khả năng tổng hợp aflatoxin của A.ũavusrất cao.
Việc chuyển hoá aflatoxin trong cơ thể bị nhiễm độc khá nhanh.
Chỉ sau 48h, phát hiện thây 85% lượng aflatoxin được chuyên hoá trong
sửa và bài tiết trong nước tiểu của động vật được cho ăn một liều duy
nhất 0,50 mg/kg aflatoxin (aflatoxin B,: 44%, aflatoxin G-j! 44% và
aflatoxm B2 2 /ò). Không phát hiện thây aflatoxin sau 4 ngày trong sữa,
sau 6 ngày trong phân và nước tiểu.
9.6.1.3.ĐỘC tính của aflatoxin
Cac triẹu chưng nhiêm độc aflatoxin đươc nghiên cứu thông lỊua
cac vụ nhiêm đọc tự nhiên và qua thư nghiêm phòng thí nghiêm trên
đọng vật. Sự.rửHCĩm độc aflatoxin đươc thê hiên qua hàng lọat các tĩiêu

Chương 9\ ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYC0T0X1N
209
chứng cấp-tính hoặc mãn tính. Sự nhiễm độc mãn tính aflatoxin có tính
di truyền theo ba kiểu: gây ung thư; quái thai và gây đột biến. Hậu quả
của việc nhiễm aflatoxm phụ thuộc rất nhiều vào tuổi, giới tính, loài,
tìntutrang dinh dưỡng, mức và tần suất tiếp xúc. LDgo cũng rât khác
nhau tụỳ tihẹo loài: 0,5 mg/kg cho vịt con, 60 mg/kg đối với chuột nhắt.
Chuôi, .gia cầm, cá (hồi) rất nhạy cảm đối với aflatoxin. Ngược lại, cừu,
chuộLcống, lợn lại có khả năng chịu được aflatoxin với liều cao hơn.
(Xỹ ]vsỊỊìjệm ậộc c^p tính aflatoxin có thể làm chết vật bị nhiễm. Mức độ
nhiễm độc aflatoxin thay đổi theo thời gian tùy vào tính mẫn cảm của vật
thiỉnghiệm. Gan của vật bị nhiễm độc aflatoxin có màu nhợt và sưng to. Có
thể có. hoai tử ở lĩìô gan, chảy máu ở một số gia cầm. Ớ mức độ nhẹ hơn, có
thể quan sát thấy hiện tượng tụ máu ở phổi hoặc sự tăng sinh tế bào của tế
bào biểu mô của ống. dẫn mật. Những rốỉ loạn do nhiễm độc mãn tính
aflatoxin thể hiện đầu tiên ở sự chán ăn, chậm lớn, sụt cân. Nhưng rốỉ loạn
lớri nhât xảy rạ ở gan. Người ta đã tìm thấy các bằng chứng về mổỉ liên quan
giữa việc nhiễm alflatoxm và ung thư gan tiên phát, một trong những bệnh
gâỵj3JLyọng cao ở khu vực Châu Á và Châu Phi. Ngoài u ở gan, aflatoxin có
*ếgâ^t3ổn thương ở mọi cơ quan khác. Mức độ nhạy cảm với aflatoxin tuỳ
vào tình trạng sinh lý của cơ thể nhiễm aflatoxin. Con vật cảng non thì khả
nang mẫn cảm với tác nhân ung thư càng cao: chỉ cần cho tiếp xúc 2-3 tuần
vớiliệu lương 0,2 - 0,5 mg aflatoxin, khả năng hình thành các khôĩ u nhỏ ở
gan kéo đảắ 12 - 18 tháng. Aflatoxin B[ là độc tô" quan trọng nhất vả là chất
gâỵ ụng thư nguy hiểm nhất trong số các aflatoxin. Aflatoxin BẲ có thể cảm
các khối u ở gan, thậrt, dạ dày và hệ thông thần kinh.
9.6.1.4. Phương pháp phân tích
Có nhiều phương pháp phát hiện aflatoxin. Các phương pháp lý-
hoá học chủ yêu dựa trên tính chất phát huỳnh quang ở bước sóng tử
ngoại của aflatoxin. Aflatoxin có thể được phát hiện và định lượng bằng
phương pháp sắc ký trên giây với các hệ dung môi butanol-nước-acetic
(20:1:19) hay cloroform-methanol (95:5) và sắc ký bản mỏng trên
alumin, bột kieselguhl, bột cellulose với hệ dung môi cloroform-

210 ĐỔC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHẨM
methanol (99:1 hay 93:7) hoặc cloroform-aceton (90:10 hay 85:15)....
Cũng có thể định lượng aflatoxin bằng sắc ký ưên cột nhôm oxỵđ, cột
íủlicagel với các đung dịch rửa là cloroform và hỗn hợp 5% methanol-
cloroform. Hiện nay, phương pháp phổ biến nhất cho phát hiện và định
lượng aflatoxin với độ nhạy cao là sử dụng HPLC với dung môi tách là
acetonitril. Bên cạnh đó, các phương pháp sinh học cũng có khả năng
phát hiện aflatoxin bao gồm việc thử nghiệm trên vịt con một ngày
tuổi, trên phôi gà, trên ấu trùng, giáp xác, các loài thân mềm hoặc trên vi
sinh vật để phát hiện độc tính của aflatpxin.
9.6.1.õ.Các quy định và tiêu chuẩn
Từ 1973, theo quy định của Cộng đồng chung Châu Âu và Mỹ,
hàm lượng aflatoxin Bj cho phép trong các sản phẩm nông sản được
kiểm soát ở mức 0AQ5 - Q,Q1 cho các sản phẩm trung gian. Năm
1988, quỵ định trên mở rộng cho nguyên liệu của- ngành côrtg nghiộp
chế biến vầ bảo quản thực phẩm, hàm .lượng aflatoxin Bj không được
vựợt quá ngưỡng 0,2 mg/kg. Quỵ định áp dụng cho cáe sản- phẩm thực
phẩm ở mức rất. thấp: từ 0,01 n-g/ kg (cho sữa trẻ em) đến. 0,2|xg/kg
(choj^homat). Trong khi đó, quy định về ngưdng của aílataxin BJ ở các
nước Châu Á và Châu Phi nhìn chung ở mức 5-20|jtg/kg quy-dịnh cho
đa J5ố_các nông sản.
9.6.1.6. Hạn chê sự nhiễm aflatoxin
Để hạn chê và kiểm soát aflatoxm ừong công nghệ sau thu hoạch/
nhiều biện pháp hạn chế hoặc giảm bớt hàm lượng aflatoxin cho nông sản
bạo .quản được áp dụng như xự.Ịý nhiệt vớiinuối amorri, monomethylamin,
natri hydroxyt, natri hypoclorit, H20 2.Các nghiên cứu chứng minh rằng sử
đựng khí quyển biến đổi có khả năng kiểm soát được hàm lượng aflatoxin:
C02 tăng từ 0,5 % (không khí) tới 100%, oxy giảm từ 5 % xuông l%làm giảm
sự tạo thành aflatoxin. Khả năng ức chế tạo thánh aflatoxin của C02 thể hiện
ở 15°c rõ hơn so với ở 30°c. Việc giảm aw từ 0,99 tới 0,85 cũng làm giảm sự
tổng hợp aflatoxin. Bên cạnh đó, các biện pháp kiểm- soát sinh họr aflatoxin
cũng rật hứa hẹn, bao gồm từ việc tạo-giống cây trổng^ vật miỏi4ề\áng nấm;

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 211
sự đụng thuốc bảo vệ thực vật và kháng nấm ữên đồng ruộng, và sau cùng
lả các biện -pháp công nghệ gen nhằm vô hoạt gen sinh độc tố ở nâín mốc.
Theo cách tiếp cận mới này, có thể phát triển việc sử dụng các chế phẩm
enzyrcumethyl transferase để phân giải tiền aflatoxin By tạo các giông nấm
mốccạch tranh với nám mốc sinh aflatoxin Bị bằng cách loại bỏ gen sinh
độc tố của các chủng gốc và đưa chứng trở lại ổ sinh thái canh tranh với các
chủng nâm hoang đại sinh độc tô/ tạo vật nuôi, cây ữồng với công nghệ tái
tổ hợp ADN có gắn gen kháng nấm...
Trọng công nghệ trước.và sau thu hoạch, việc hạn chế af la toxin
ratkho khăn, nhiễm af la toxin được xem là nguy cơ trường diễn. Vì
thế, việc quản lý, đánh giá. thường xuyên các nguy cơ do nhiễm
aflatoxin trong thưc phẩm và thức ăn gia súc mang lại là rất quan
trộng^Hiện nay, aflatoxin Bj trong thực phẩm và một sô" thức ăn gia
súc được quy định ở mức 20 ppb. Trong một ỵài trường hợp đặc biệt
và cho một sô thức ăn gia súc trong những điểu kiện xác định, quy
địntLXLàỵ được mở rộng tới 300 ppb. AflatoxinMl trong sữa-được
qu.ỵ._định. d ư ớ i Q,5 ppb. TheCLẽỉạnh giá m ới đ ây, 77 nư ớc trên th ế giới
đã cóiiêu chuẩn về mycotoxin, trong đó, hầu hết các quy định này
dành cho aflatoxin.
9.6.2 Ochratoxin
Có thể tìm thấy ochratoxin trong ngô, lúa mỳ, lúa mạch, bột
mỳ, gạo, đậu đỗ/ hạt cà phê và các thức ăn gia súc hỗn hợp khác
nhau. Các nghiên cứu của Pháp và Châu Âu mới đây cho thấy rằng
các mẫu thực phẩm chứa OTA ở nồng độ ít nhất vượt quá 10 ppb, lớn
hơn 10 lần ngưỡng an toàn. Từ năm 1996, nhiều tác giả đã công bố
phát hiện OTA trong nhiều sản phẩm khác nhau như nho, một sô"
ngũ cốc, cà phê... Mới đây, nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp
cho thấy rằng trong sô" 450 mẫu rượu nho của Châu Âu, vang đỏ
được phát hiện nhiễm OTA nhiều hơn so với vang trắng hay vang
hồng. Ngoài ra, sự nhiễm OTA phụ thuộc rất nhiều vào xuất xứ địa
lý của nguyên liệu.

212 ĐỔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
9.6.2.1.Cấu trúc
Ochratoxin là một độc tố rất phổ biến bên cạnh các mycotoxin
khác như aflatoxin là các ochratoxin A, B và c và các dẫn xuât của
chúng. Về câu tạo hoá học OTA lầ hợp chất của izocoumarin liên kết với
một nhóm A-phenylalanin. Độc tính của các ochratoxin khác nhau liên
quan tới việc nhóm hydroxyl phenol được tách ra khó hay đễ.
H COOH
i I
^ C-C-N-C-
I I I >i
H H H o ch3
Ochratoxin A
HCOOH
C-C-N-C-
I I I II
H H H o
ỌH 0
Ochratoxin B
H COCCH,
I I
C-C-N-C-
I I I II
H H H o
Ochratoxin c
Hình 9.2. Cấu trúc hoá học OTA
9.6.2.2. Nấm mốc tổng hợp OTA
Các chủng nấm mốc có khả năng tổng hợp OTA còn chưa được
xác định. Nhưng các nghiên cứu về OTA cho tói nay" cho thấy rằng các
chủng nấm mốc có thể rất khác nhau trên các đối tượng khác nhau, và
thuộc vào các giống nấm mốc phổ biến Aspergillus và Penicillium; ví
dụ, các chủng gặp rất phổ biến trên lương thực và thực phẩm như
Aspergillus carbonarius và Aspergillus ochraceus. Các nghiên cứu đã

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 213
chỉ ra rằng, sự phát triển của các nấm mốc sinh OTA khác nhau và việc
hình thành OTA từ chúng phụ thuộc rất khác nhau vào nhiệt độ, độ ẩm,
hoạt độ nước của sản phẩm, bản chất sản phẩm. Các chủng sinh OTA
rất khác nhau theo khu vực địa lý, khí hậu và bản chât của sản phẩm bị
nhiễm. Hơn thế nữa, các chủng tổng hợp OTA cũng có thể tổng hợp
đồng thời nhiều loại mycotoxin như axit penicilic hoặc citrinin.
9.6.2.3. Độc tính
Trong sô" các ochratoxin, ochratoxin A (OTA) có tính độc cao nhất
Đây Ịà hợp chất không mùi, kết tính, hoà tan trong dung môi phân cực
và trong dung dịch bicabonat, hoà tan hạn chế trong nước.
OTA là độc tố nấm mốc liên quan tới bệnh thận cấp tính của lớn, gây
quái thai cho chuột, và phôi gà. LDgo của OTA là 20 mg/kg đối với chuột và
3,6 mg/kg đối với gà con 10 ngày tuổi. Đôì với người, OTA gây chứng bệnh
suy thận vùng Bancăng ở người. Những trường hợp nhiễm độc OTA cấp tính
có thể bị tử vong. Từ 1993, Cơ quan nghiên cứu Quốc tế về ung thư đã xếp
OTA vảo các hợp chât nhóm 2B là nhóm các hợp chát có thể gây ung thư.
OTA còn bị nghi ngờ là chất có thể gây nhiễm độc thần kinh.
9.6.2.4. Phương pháp phân tích
Việc chiết các ochratoxin cũng tương tự như alflatoxin. Các ochratoxin
phát huỳnh quang và hâp phụ ƯV cực đại tại 365 nm. Do vậy có thể phân
tách OTA bằng TLC, bằng HPLQ phát hiện mẫu dưới tia uv.
Cho tới nay, chưa có tiêu chuẩn cho OTA, nhưng các khuyến cáo
cho rằng ngưỡng hấp thu hàng ngày cho phép đối với OTA là 1,2 đến
1,4 mg/kg/ngày. Ngưỡng quy định cho OTA trong một số' sản phẩm
như nước quả hoặc vang nho được khuyến cáo là 0,2 - 1 mg/kg.
ỡ.6.2.5. Hạn chếsự nhiểm ochratoxin
Các hiểu biết hiện tại về OTA còn rất hạn chế so với aflatoxin. Các
nghiên cứu cho rằng có thể dùng khí quyên điều hoà 30% C 02 ức chế
hoàn toàn sự tạo thành OTA. OTA rất bền vững với các xử lý nhiệt và
hoá chất. Các thử nghiệm cho thấy chỉ có 76% hầm lượng OTA giảm đi

214
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
khi gia nhiệt ở 250°c trong 40 phút. So với aflatoxin, OTA rất bền vững
trong môi trường ẩm. Dung dịch OTA trong methanol cũng không bị
phân huỷ khi bị chiếu xạ ( tới 7,5 Mrad).
Cho tới nay, chưa có một biện pháp hiệu quả để phân huỷ độc tố nấm
mốc loại này. Vì vậy, mọi biện pháp góp phần làm giảm và hạn chê việc
hình thành OTA trong các sản phẩm đều cần được quan tâm và áp đụng.
9.6.3 Patulin (clavaxin)
9.6.3.1. Cấu trúc
Patulin, tên gọi khác là clavaxin, là sản phẩm trao đổi chất bậc hai
của nấm mốc được biết tới trước tiên như là một thuốc có thể chửa cảm
lạnh. Trong quá trình sử dụng, người ta mới nhận biết độc tính của nó.
Nó là hợp chất vòng lacton không no rất hoạt động với công thức hoá
học 4-hyđroxy-4-H-furo [3,2c]pyran -2(6H)-1).
Patulin là hợp chât không màu, kết tính được, tan trong nước và
các dung môi phân cực. Patulin có thể được tổng hợp trên rất nhiều
nông sản thực phẩm cũng như trên thức ăn gia súc. Người ta đã phân
lập được patulin trên ngũ cốc, trên các sản phẩm dạng hạt, trên hoa
qua. Thực phâm có khả năng nhiễm patulin cao nhât là táo và các sản
phẩm táo.
ị^s
---o
OH
Hình 9.3. Cấu trúc patuiin
9.6.3.2. Nấm mốc tổng hợp patulin
Patulin là hợp chât trao đổi bậc hai do các nấm mốc Penicilliuni,
Aspergillus và Bỵsscochlamys tạo nên. Các chủng tổng hợp patulin chủ
yếu là các loài thuộc Aspergillus như A. clavatus vầ. A,giganteus. Trong
số các Penicillium, các loài tổng hợp patulin nhiều nhât là p.expansum,
p. urhcae, p. gnceofulvum. Các loài nấm mốc này thường gặp trong đất,

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXỈN 215
trên bề mặt hoa quả như táo...Tuy nhiên tuỳ thuộc vào điều kiện luân
canh và khí hậu, các hệ vi sinh vật này có thể bị thay đổi. Đặc biệt A.
cỉavatus thường ưa thích các môi trường có hàm lượng đạm cao, trên
các chất đang thối rữa. Vì vậy, rất hay gặp A clavatus ò các trại chăn
nuôi, trên phân gia súc và gia cầm.
9.6.3.3. Độc tính
Patulin được coi như một độc tô" có khả năng gây ung thư cho
người. Mới đây hoạt tính suy giảm miễn dịch của patulin cũng được
phát hiện. Patulin liên quan tới các chứng xung huyết, gây loét niêm
mạc, đặc biệt là niêm mạc ruột.
9.6.3.4. Hạn chê sự nhiễm patulin
Một xu hướng kiểm soát patulin là ức chế và loại bỏ các nấm mốc
trên các sản phẩm có khả năng bị nhiễm. Trong công nghệ, lựa chọn
nguyên liệu sạch nấm mốc hoặc loại bỏ phần nhiễm nấm mốc là
biện pháp hiệu quả nhât để hạn chế sự lâ y lan của nấm mốc trên,
khối nguyên liệu và loại trừ patulin. Có thể bổ sung hỗn hợp
ascorbic/ascorbat vào nước ép táo, tiến hành lên men dịch táo và sử
dụng S0 2 sát trùng nước quả để hạn chế sự phát triển của nấm mốc và
hạn chế sự tổng hợp patulin. Ngoài ra, một trong những biện pháp rất
hiệu quả được thử nghiệm là lợi dụng khả năng hoạt động của patulin,
có khả năng tạo liên kết với các nhóm -SH như của cystein, thioglycolic
vả glutathion. Khi kết hợp với nhóm chất này, patulin trở nên không có
hoạt tính sinh học và mất khả năng gây độc.
9-6.4 Trichothecen
Trong thời kỳ Chiến tranh thế giới lần thứ hai, hàng ngàn người
Liên Xô cũ đã chết trong một đợt dịch ăn phải lúa mỳ nhiễm nấm mốc
do bị bỏ lại trôn đồng ruộng trong mùa đông. Sau này, nguyên nhân của
đợt dịch được xác đinh là do trichothecen. Sự nhiễm trichothecen cũng
được ghi nhận ở gia súc vật nuôi khi cho ăn thức ăn nhiễm ữichothecen.
Con người cũng có thể nhiễm bệnh do tiếp xúc hoặc hít phải
trichothecen từ mốc tường nhà hoặc hệ thống thông gió (hội chứng "sick
building"). Trong một thời gian dài, một số ữichothecen được dùng như

216 ĐÒC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
chất chống ung thư. Các khảo nghiệm sau nảy chứng minh trichothecen
có thể gây độc qua nhiều đường khác nhau, bao gồm tiếp xúc qua da,
mắt, hệ thần kinh, đường hô hấp, tiêu hoá và đường tuần hoàn.
Độc tô" trichothecen có thể dễ dàng tổng hợp với lượng lớn và dễ
đàng phát tán, do vậy, độc tố này được sử dụng như một tác nhân vũ
khí sinh học từ những năm 1970. Độc tố trichothecen được Mỹ sử dung
nhiều ữong thời kỳ chiến tranh vùng vịnh, Afghanistan và lầm cho 3042
người chết ở Afghanistan. Deoxynivalenol (DON) là hợp cha't phổ biến
nhât trong số hơn 50 độc tô" nhóm trichothecen đã được xác định. T-2 là
một độc tô nâm môc thuộc nhóm ữichothecen đo Fusaria spp. sinh ra.
T-2 thường nhiễm trên các loại lương thực.
9.6.4.1 Cấu trúc
Trichothecen có cấu trúc khá thống nhất, chỉ khác nhau duy nhất ở
sô nhóm và vị trí găn nhóm —OH vào bộ xưđng trichothecen. Chúng có
tác động như nhau đốỉ với cơ thể.
OH o
T2
Satratoxin
OH
Deoxydivanenol
Hình 9.4. Câu trúc trichothecen

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 217
9.6.4.2.Nấm mốc tổng hợp trichothecen
Có khoảng 60 nhóm nấím mốc có thể tổng hợp được trichothecen,
bao gồm Fusaria, Trichođerma, Mỵrothecium, Stachỵhotrỵ. Các nấm
mốc này có thê phát triển tót trong điều kiện nhiệt độ thấp. Các nấm
mốc này vốn được xem là tác nhân chống mốc hoặc vi khuẩn cũng như
các bệnh thực vật.
9.Ổ.4.3. Độc tính
Trichothecen được xếp vào nhóm các sesquiterpen. Các dẫn xuất
của họ độc tô" này khác nhau tuỳ theo nhóm bên, bao gồm T-2, HT-2,
nivalenol, đeoxynivalenol, anguiđin, điacetyoxyscirpenol (DAS), và
crotocin. Từ canh trường nấm mốc, thu các độc chất này dưới dạng các
chất màu vầng xám (mưa a cam). Đây là nhóm độc tồ' có tính độc rất cao
đối với người và động vật. Tác động phá huỷ của các độc tố này khá rộng
bao gồm phổi, mắt, họng, đa, tiêu chảy, rôì loạn thần kinh trung ương, phá
huỷ xương, rối loạn chức năng sinh sản và thậm chí gây ung thư.
T-2 có thể nhiễm theo con đường tiêu hoá, đường máu, theo
đường tiếp xúc. T-2 là tác nhân gây hại trên da cao hơn lewisite hàng
trăm lần, gây dị ứng tiếp xúc với mắt hơn mù tạt. Có thê so sánh độ độc
của trichothecen với đường hỏ hấp như mù tạt. LC50 của trichothecen ỉà
1 mg/ m3 hay 1 g/ m2.
Trichothecen có thể gây ra các cơn nôn ngay cả ở nồng độ rất thấp,
vì thế không có khả năng ngăn chặn nguy cơ gây độc bằng mặt nạ trong
trường hợp môi trường bị độc.
Các cơ chế gây độc của T-2 là khác nhau và còn chưa được hiểu
biêt rõ. Các cơ chế hày có thể bao gồm:
- ức chế sự tổng hợp protein: đây là cơ chế quan trọng nhất ảnh
hưởng tái mọi hoạt động của cơ thể nhiễm T-2.
- ức chế sự tổng hợp ADN .
- Rối loạn chức năng của ribosom.
- ức chế sự tổng hợp protein ở ty thể.
- Cảm ứng bẻ gãy mạch đơn của ADN.

218 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
- ức chê hệ thông miễn dịch, tạo điều kiện bội nhiễm vi khuân
hoặc lảm chậm phản ứng miễn địch.
Trichothecen phản ứng dễ dàng với nhóm thiol. Ở nồng độ thâp,
chúng ức chế các enzym thiol (creatin kinase, lactat dehydrogenase). T-2
có thể gắn vào thành phần lipid hay protein của thành tê bào gây nên sự
hư hỏng thành tế bào. T-2 cảm ứng sự phá hỏng màng tế bào nhờ hiện
tượng dung giải hồng cầu. Khác với aflatoxin, trichothecen gây độc trực
tiếp không cần thông qua quá trình hoạt hoá như chúng có thê tác dụng
trực tiếp lên thành dạ dày nhờ làm chết các tế bào biếu mô.
T-2 và các trichothecen khác thực hiện sự đeacetyl hoá trong gan.
Các sản phẩm trao đổi chất ít độc hơn các độc tô" nguyên thuỷ.
Cacboxyesterase (-SH serin esterase) trong microsom của gan thuỷ
phân T-2 thành chất HT-2 ít độc hđn. Các enzym này có tầm quan trọng
trong y tế: sự ức chế các enzym này bởi một liều nhỏ paraoxon (gốc
phospho hữu cơ của thuốc bảo vệ thực vật) dẫn tới tăng cường độc tính
của T-2 trên chuột. Các chất ức chế khác là tri-ocresyl phosphat (gốc
phosphat hữu cơ), eserin (carbamat), và điisopropyl fluorophosphat
(DFP, gốc phosphat hữu cơ yếu). Tất cả các chất bảo vệ thực vật chứa
gốc phosphat hữu cơ ở nồng độ thấp đều có khả năng làm tăng độc tính
của T-2 vả các trichothecen khác.
T-2 còn là chất gây kích ứng da và là tác nhân miễn dịch. Nó có
độc tính tế bào và tác động như tia phóng xạ lên quá ữình phân chia
nhanh tê bào. Phơi nhiễm thưòng xuyên với T-2 làm tăng sự nhạy cảm
đối với vi khuẩn gram (-) và virus herpes. Hấp thu T-2 đồng thời với
lipopolysaccariđ làm tăng mức độ nhạy cảm đối với lipopolysaccarid.
Có lẽ đây là nguyên nhân làm tăng mức độ nhạy cảm với vi khuẩn
gram (-).
Các hậu quả chủ yếu của việc nhiễm DON là sụt cân, chán ăn,
đi ngoài, suy giảm miễn dịch, loét dạ đày, tổn thương niêm mạc
miệng, và có thể gây tử vong. Lợn được cho ăn thức ăn nhiễm DON
với hàm lượng lớn hơn 2 mg/kg thức ăn sẽ có triệu chứng biếng ăn,
sụt cân, với hàm lượng lớn hơn 20 mg/kg thức ăn, sẽ có hiện tượng

Chương 9. ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 219
nôn, bỏ ăn. Gà có thể chịu đưng được DON với liều lượng cao hơn.
5 mg/kg thức ăn DON không gây các hiệu ứng nghiêm trọng ngoài
việc giảm trọng lượng trứng và chất lượng vỏ trứng. Các số' liệu liên
quan tới mycotoxin tại Nhật Bản, Trung Quốc và ân Độ cho thây
tiêu thụ ngũ cốc nhiễm DON có thể là nguyên nhân gây các bệnh
dịch lớn.
9.6.4.4.Triệu chứng nhiễm tríchothecerì
Trichothecen không gây nhiễm từ người sang người mà do ăn
phải hoặc tiếp xúc với độc tô" Triệu chứng nhiễm trichothecen xuất hiện
trong vòng 5-60 phút sau khi tiếp xúc với độc tố, bao gồm nhiều triệu
chứng hỗn hợp tại các cơ quan khác nhau tuỳ theo đường nhiễm. Các
triệu chứng ữên da bao gồm bỏng nhẹ, đỏ da, nặng hơn thì bỏng và gây
chết vùng da bị tổn thương. Các triệu chứng trên đường hô hấp bao
gồm đau mũi, hắt xì hơi, chảy nước và chảy máu mũi, khó thở, ho, nước
bọt, đờm chứa máu. Các ữiệu chứng đường tiêu hoá bao gồm chán ăn,
nôn, chuột rút, đi ngoài ra nước và máu.
Các triệu chứng tại mắt bao gồm đau, đỏ m ắt, chảy nước mắt
và rối loạn thị lực. Độc tố trichothecen có thể gây ra các triệu chứng
toàn thân như yếu mệt, chóng mặt, kém phản xạ cơ, loạn nhịp tim,
giảm hoặc tăng thân nhiệt, trạng thái căng thăng. Bệnh nhân nhiễm
trichothecen có thể chết trong vòng vài phút tới vài ngày tuỳ theo
liều nhiễm.
50-70% trichothecen và các châ't trao đổi chất của nó được thải
loại qua đường bài tiết trong vòng 24h, do vậy việc xét nghiệm độc
tố có thể thực hiện trên nước tiểu, phân hoặc máu của bệnh nhân
nghi nhiễm trichothecen. Tuy nhiên các chất trao đổi vẫn có thể
được phát hiện 28 ngày sau khi nhiễm trichothecen. Do có bản chất
lipiđ, T-2 đễ dàng được chuyên vảo sữa khi bồ ăn phải thức ăn
nhiễm T-2.
9.Ố.4.5. Phương pháp phân tích
Các phương pháp phân tích hiện nay dựa vào việc thuỷ phân
nhóm - OH, đưa tricothecen về dạng duy nhất, làm nâng cao khả năng
phát hiện độc tố cũng như giới hạn phân tích của phương pháp. Nồng

220 ĐỐC TỐ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHAM
độ DON cho phép đôì với lúa mỳ là 2,0 |ag/g, đối với lúa mỳ dùng cho
trẻ em là 1,0 Ịig/ g.
Trichothecen là nhóm độc tố sinh bởi các nấm mốc Fusarium,
Mỵrothecium, Trichoderma, Cephaỉosporium, Verticumonosporium, và
Stachybotrỵs. Có thể phát hiện các nấm mốc sinh trichothecen ở mức
1,000 - 5,000 bào tử,
T-2 có thể được phân tích trong phòng thí nghiệm bằng nhiều
phương pháp khác nhau như ELISA, sắc ký khí, sắc ký khôi phổ, sắc ký
bản mỏng. Chưa có phương pháp phân tích hiện trường nào được xây
đựng để phát hiện T-2. Các khả năng phát hiện bằng phương pháp sinh
học sử dung động vật là khồng đặc hiệu hoặc không đễ đàng áp đụng
được. Trong sô' các phương pháp đã kể trên, phương pháp khối phổ là
phương pháp chính xác nhất đo không cần phái các công đoạn làm sạch
mẫu và giới hạn xác định có thể tới 1 ppb.
9.6.4.6, Loại trừ độc tố
Trichothecen rất bền với các tác động môi trường và với nhiệt, Chủng
không bị phân giải khi ở nhiệt độ dưới 230°c. Các độc tô" náy bền vững trong
không khí và ánh sáng trong hàng tuần lễ. Có thể xử lý hoàn toàn
trichothecen ỏ nhiệt độ 600°c ữong 10 phút trong đung dịch NaOH 3-5%.
Có thể loại trừ T-2 bằng cách rửa với nước. Các thử nghiệm cho
thây có thể loại bỏ 67% T-2 bằng cách ngâm nước hoặc rửa với nước.
Một số tác nhân có thể kết hợp với T-2 làm mất độc tính của nó đối với
cơ thể như bentonit và đất sét trắng. Các chất này hấp thụ T-2 trong
thực phẩm và ức chế sự hấp thu T-2 vào thành ruột.
T-2 có thể bị vô hoạt trong dung dịch NaHSOg 3- 5%. Độc tố ít tan
trong nước, tan trong aceton, cloroform, DMSO, glycol, etanol, và các đung
môi hữu cơ khác.
Có thê loại trừ DON bằng cách rửa với nước hoặc xát trắng ngũ
côc. Khi ây, có thê loại trừ đên 25% DON nhiễm trên lúa mỳ, 60-80%
DON nhiễm trên bột mỳ. Khi sản xuất bột ngô, hầu hết DON tan

Chương 9: ĐỘC TỈNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 221
trong nước, phần còn lại trong tinh bột hầu như không đáng kể.
Ngoài ra, có thể loại trừ DON bằng cách xử lý với natri bisulfit, khí
clo 30% hoặc amon hoá... sử dụng vitamin c (400-1200 mg/kg) có
thê làm giảm tính độc của trichothecen trên động vật Chưa có thử
nghiệm trên người.
9.6.5. Fumonisin
Trong sô" các mycotoxin, môi quan tâm về các fumonisin ngày
càng tăng cao. Fumonisin là độc tô" mới được phát hiện gần đây do
Fusarium moniỉiorme tổng hợp nên. Đây là nhóm các mycotoxin có
độc tính cao với động vật và với người. Việc nhiễm fumonisin trong
thức ăn cho người và gia súc ở quy mô trên toàn thế giới. Riêng tại
Mỹ, các báo cáo cho thấy 80-100% ngô bảo quản bị nhiễm
fumonisin.
9.6.5.1.Cấu trúc
Fumonisin là nhóm hợp chất dieste của axit tricacboxylic với các
rượu bậc cao khác nhau. Fumonisin chứa nhóm amin bậc nhất, tan
trong nước và bền vững với nhiệt. Trong số* các fumonisin, chỉ có
fumonisin B7/ B2 và B3 được phát hiện với hàm lượng đáng kể cả trong
điều kiện tư nhiên và điều kiện phòng thí nghiệm.
Công trình nghiên cứu của Nelson và cộng sự ỏ Trung tâm
Nghiên cứu Fusariuw của Đại học Pennsylvania được thực hiện trên
90 chủng F. moniỉiíorme phân lập từ các thực phẩm khác nhau từ
các nguồn khác nhau về địa lý. Fumonisin BI được xác định trong
canh trường của 38/ 90 chủng F. moniliforme ở*nồng độ lớn hơn
1.000 ppm. Cũng trong nghiên cứu này các tác giả đã chỉ ra F.
monihforme không chỉ tổng hợp fumonisin BI mà còn tổng hợp các
đẫn xuất khác của độc tố này. Các dẫn xuất này khác nhau chỉ ở
nhóm hydroxyl đính với nguyên tử cacbon ở vị trí 10 của mạch
chính của fumonisin B (hình 9.5) , trong đó, các dẫn xuât Bl, B2, B3
của funomisin là các độc tố phổ biến nhất trong tự nhiên.

222 ĐỘC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHẨM
Ọ Ọ
li U
o C-OHC-OH
Fumonisin B1
Ọ Ọ
II _ y
o C-OHC-OH
Ố C-OHC-OH
n \\
0 0
Fumonisin B2
Hm/7 9.5. Cấu trúc các độc tố thuộc nhóm fumonisin
9.6.5.2. Nám mốc ídhg /lọp fum onisin
Fumonisin chủ yếu do các nấm mốc thuộc giống Fusarium tổng hợp
nên. Loài điển hình nhất trong số nảy là Fusarium moniliforme. Các
chủng nấm mốc của loài này, do Sheldon xác định vào năm 1904 khá phô
biến trong môi trường và thường nhiễm trong lương thực, đặc biệt là ngô.
Vào năm 1988, các đặc tính của fumonisin lần đầu tiên được xác
định, các sản phâm trao đổi chất của nó lần đầu tiên được phát hiện
trong canh trường R moniliforme. Trong số đó, một hợp chất được phát
hiện thường xuyên nhất và ỏ nồng độ cao nhất trong các canh trường

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 223
của loài này hoặc thực phẩm mà đặc biệt là ngô nhiễm F. moniliforme.
Hợp chất này sau đó được đặt tên “fumonisin BI’. Hầu hết các nghiên
cứu khởi đầu về fumonisins liên quan tới Fusarium moniĩiỉorme “MRC
826” phân lập từ các rriẫu lương thực của Nam Phi, nơi người dân chịu
đựng các hội chứng ung thư thực quản.
Các nghiên cứu về sau này cho thấy rằng không chỉ có F.
moniliforme tổng hợp nên fumonisin mà các chủng khác thuộc
Fusarium cũng tham gia tổng hợp nên độc tố loại này bao gồm F.
proliferation, K subgỉutinans, F. anứìophiìum, F. annuìatum, F.
succisae, F. beomiforme, F. dlamừĩi, F. napiíorme và F. nygamai.
Bảng 9.6 chỉ ra vai trò các chủng trong việc tổng hợp độc tố
fumonisin Bl. Một điều khác cần nhấn mạnh rằng trong số rất nhiều
chủng có khả năng tổng hợp fumonisin Bl, hai chủng R proliferation vả
R nỵgamai tổng hợp độc tố với nồng độ rất cao, tới 7,000 ppm.
Bẵng 9.6. Các chủng Fusarium tổng hợp funomisin
Chủng
So
chủng
sốchủng
đương tính
Nồng đô funomisin
BI (miiựmax)
Fusarium proỉííeratuin31 19 (61%) 155/2836 ppm
Fusarium anửiophilum17 3 (18%) 58/613 ppm
Fusarium diammi 9 5 (56%) 42/82 ppm
Fusarium napiforme 33 5 (15%) 16/479 ppm
Fusarium nygamai 27 10(37%) 17/7162 ppm
Fusarium subgỉutínas23 0 (-)
2 0 (-)
0 (-)
L
0 (-)
Các yếu tố ảnh hưởng tớ i sự tổng hợp fum onisin
R moniliforme tông hợp fumonisin tối đa ở nhiệt độ 20°c. Hảm
lượng độc tố tổng hợp giảm mạnh khi nhiệt độ tăng lên 25°c, 30°c hoặc
giảm xuống 15°c, 10°c. Tại 35°c F. moniliforme phát triên mạnh nhất
trên cả môi trường nuôi cây phòng thí nghiệm (potato dextrose agar)

224 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
lẫn trên lương thực (ngô), tuy nhiên lúc này nấm mốc chỉ có thể tổng
hợp được một lượng không đáng kể fumonisin ngay cả trong một thời
gian dài 10 tuần. Trong điều kiện yếm khí, nấm mốc phát triển rất yếu,
và không có khả năng sinh độc tố, độ ẩm của nguyên liệu hầu như
không có ảnh hưởng đáng kể tới khả năng phát triển của nấin mốc cũng
như khả năng tổng hợp fumonisin của chúng.
9.Ổ.5.3. Độc tính
Fumonisin Bị là độc tô" có độc tính manh nhất ừong số các fumonisin.
Fumonisin B} có thể gây các triệu chứng nhũn não, suy gan, gây mù, gây các
triệu chứng bất bìr»h thường cho tới tử vong ở ngựa (ELEM), ung thư gan ở
chuột, bệnh gan ở gà, suy tim cấp đ khỉ.. .Chỉ ở liều lượng 10 mg/kg thức ăn
trong vòng 40-50 ngày, fumonisin đã có thể gây hội chứng ELEM. Fumonisin
có liên quan tới bệnh ung thư thut quản ở gà. Mới đây, Cơ quan Nghiên
cứu Quốc tế về ung thư đã xếp fumonisin Bị vào nhóm 2B, nhóm các hợp chất
gây ung thư cho người.
Fumonisin có thể gây ra một số ữiệu chứng bệnh như:
- Bệnh viêm não bạch cầu hoặc tổn hại gan ở ngưa và các động vật
máu nóng.
- Gây ung thư gan ở chuột.
- Bệnh phổi ở chuột.
“ Tôn thương gan, thận, tim và phổi và thậm chí ức chế sinh
trưởng và gây chết ở gả.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các fumonisin tới người, người ta thây có
sự liên quan cua bệnh ung thư thưc quản và việc sử dung các lương thưc
nhiễm các fumonisin của các bệnh nhân tại Nam Phi và Trung Quốc.
Vê câu trúc hoá học, các fumonisin là các đieste của axit
tricacboxylic và các rượu bậc cao. Câu trúc này khá gần với cáu trúc của
sphingosin. Điều này cho phép giả định là fumonisin có thể ảnh hưởng
tới trao đổi chất của sphingosin trong cơ thể. Sphingosin là các tiền chất
cua mọi sphingolipiđ, bao gồm sphingomyelin, ceramiđ và

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 225
gangliosid. Hiện nay gangliosid được coi là đóng vai trò quan trọng
trong chức năng sinh trưởng và biệt hoá và các chức năng khác của tế
bào. Độc tính của fumonisin Bị liên quan mật thiết tới các hiệu ứng lên
sự trao đổi chất các sphingolipiđ, bao gồm quá trình tổng hợp mới, tích
luỹ các sphingolipid tự do, quá ữình thải loại các sphingolipid phức tạp,
tăng cường sản phẩm phân giải các sphingoid tự do, tăng hàm lượng
các sản phẩm lipiđ và sphingosirù Các hiệu ứng này dẫn tới hàng loạt
các phản ứng sinh hoá gây ra các sự nhiễm độc khác nhau.
Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành thử nghiệm cho chuột ăn thức
ăn nhiễm fumonisin và phát hiện rằng các cơ quan đích của độc tố này
là gan và thận. Các nghiên cứu đã làm sáng tỏ hàng loạt các tác động
của fumonisin:
“ Các fumonisin có tính đặc hiệu tới sư tổng hợp các sphingosin,
thể hiện chủ yếu ở sự ức chế gắn serin. Không phát hiện thấy các hiệu
ứng tương tự của fumonisin đến sự tông hợp các phosphatiđylserin,
phosphatiđylcholin và các axit béo.
- Do sự ức chế bởi fumonisin, số lượng tế bào gan giảm xuống 25%
sau 24h và 50% sau 4 ngày khi cho ăn fumonisin BllmM.
- Vị trí hoạt động của fumonisin là sphingosin và sphingosin N.
transacetylase trong phản ứng kết hợp của thiolase với sphingosin và
sphinganin để tạo thành đihydroceramid hay ceramid.
- Các tác động fumonisin đặc biệt nhạy với các tế bào gan hơn đối
với các tế bào thận.
- Sự nhiễm fumonisin lâu dài ở nồng độ độc tô" cao có thể gây ra các
ảnh hưởng ở mức tê'bào hoàn toàn khác với sự ảnh hưởng tới sphingolipiđ.
Do các tế bào não rất giàu sphingolipiđ nên các tổn thương thần
kinh có thể do sự nhiễm fumonisin BI gây nên. Hoạt tính gây ung thư
của fumonisin BI cũng có thể do cơ chế ức chế tổng hợp sphingolipiđ
gây nên vì các độc tố này kìm hãm các hoạt động của sphingosin thể
hiện vai trò của tác nhân chống khối u nội bào.

226
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Một vài tác giả mô tả các tác động của fumonisin đến cơ tim. Các
«thí nghiệm thực hiện trên ếch cho thấy độc tố này ngăn cản dòng ion
canxi và do vậy làm ngưng trệ hoạt động của tim.
Ngoài ra, người ta còn phát hiện ra rằng fumonisin thường được
tổng hợp cùng với aflatoxin, do vậy, độc tính của độc tố có thê còn tăng
hơn nữa. Cho tới nay, tương tác của các độc tố này còn chưa được biết rõ.
9.Ổ.5.4. Hạn chế nhiễm độc
Fumonisin Bl khá bền với nhiệt xử lý canh trường F. nioniliíonne ở
lOơt, và sau đó để khô ở 60°c trong 24h, nồng độ fumonisin BI hầu như
không bị thay đổi. cấu trúc fumonisin BI chỉ có thể bị phá huỷ ồ nhiệt độ trên
220°c. Vì thế các giải pháp thuỷ phân hoặc các biện pháp khác áp dụng cho
aflatoxin lả không hiệu quả đối với fumonisin, thậm chí còn làm tăng cường
độc tính của độc tố này. Các nghiên cứu hiện đang tiến hành để xác định ảnh
hưởng của các kỹ thuật chế biên tới độc tố này trong thưc phẩm, con đường
lây nhiễm và các khả năng khử độc tố có thể áp dụng cho các sản phẩm thưc
phẩm cho ngươi hoặc thức ăn gia súc.
Một số biện pháp được đề nghị nhằm giảm hàm lượng và kiểm
soát sự nhiễm độc do fumonisin. Ví dụ tại Virgina, Mỹ, sau khi xảy ra
dịch bệnh ELEM, nhà chức trách khuyến cáo như sau: 1) không nên cho
ngựa ăn thức ăn chỉ đơn thuần chứa bột ngô; 2) nếu cho ngựa ăn ngô,
nhất thiết phải kiểm tra hàm lượng fumonisin; 3) nhà cung cấp ngô làm
thức ăn gia súc phải thực hiện việc kiểm tra fumonisin. Biện pháp phân
loại nguyên liệu và lựa chọn thành phần ít bị nhiễm fumonisin nhằm
làm giảm hàm lượng fumonisin trong sản phẩm chế biến hiện tại là biện
pháp hiệu quả nhất.
9.6.6. Zearalenon (ZEN)
9.6.6.1. Cấu trúc
* Zearalenon (ZẸN) còn được gọi là độc tố F2, là hợp chất trao
đôi bậc hai, do một^sô" loài Fusarium sinh ra trên các nông sản, chủ
yếu là lương thực trước và sau thu hoạch. ZEN được phân lập đầu

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 227
tiên từ ngô bị nhiễm Fusarium. Từ đó, hơrt 300 loại ZEN được phát
hiện trong lúa mạch, trong ngô, lúa mỳ, thậm chí trên chuối. Hầu
hết các loại lương thực, hoa màu bị nhiễm ZEN chủ yếu trong quá
trình bảo quản, rất ít ZEN được phát hiện trên nông sản mới thu
hoạch.
ZEN là một mycotoxin có hoạt tính như estrogen, không có cấu trúc
củá một steroit. ZEN có công thức axit (R,S-2,4-đữidroxy-6-(6,-(6,-oxolO-
hyđroxy-l-unđecenyl)-|3-resorcycIic benzoic. Cấu trúc hoá học của ZEN
được trình bày trên hình 9.6.
Hình 9.6. Cấu trúc ZEN
9 6.6.2. Khả năng và mức độ nhiễm ZEN
Sundlof và Strickland (1986) đã tổng hợp các tài liệu về ảnh hưởng
của ZEN và a-zearalanol trong mô động vật để xác định nguy cơ của
chúng tới sức khoẻ của người. Các tác giả đã tổng kết các nghiên cứu về
nồng độ của ZEN trong sữa, sau khi cho bò sữa ăn thức ăn chứa ZEN,
nồng độ của ZEN trong các mô cơ bò, gà... và đi tới kết luận rằng sữa,
thịt gà, bò không được coi là nguồn nhiễm ZEN do trong mô cơ tồn tại
ít receptor để gắn ZEN. Tuy nhiên, ZEN được tích tụ trong lòng đỏ
trứng, do vậy, trứng có thể bị coi ỉà nguổn nhiễm ZEN.
Kuiper-Goodman và cộng sự (1987) nghiên cứu độc tính, sư
hiện diện của ZEN, độ ổn định của ZEN trong sản phẩm thực vật và
động vật và thông báo rằng ZEN có mặt trong 23 loại thực phẩm ở
hầu hết các quốíc gia, bao gồm Au s trây lia, Trung Quốc, Mexicô, Nam
Phi, Mỹ và các quốc gia Bắc Mỹ. Các nghiên cứu này không bao gồm
các quốc gia Châu Á và Châu Phi. Kết quả nghiên cứu cho thây ngồ
và các sản phẩm củá Jigô là nguồn nhiễm ZEN nguy hiểm nhất.

228 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Nghiên cứu gần đây tại Canada năm 1999 báo cáo nồng độ ZEN
cao nhất được phát hiện tại Canada, Bắc Âu, Mỹ, Ai Cập, Italy, New
Zealand, Nam Phi và Nam Mỹ. Các sản phẩm chứa ZEN có thể là lương
thực, gạo, ngô. ZEN có thể đi kèm với trichothecen, nivalenol và
deoxynivalenol, do các độc tố này đều do Fusarium spp sinh ra.
Bảng 9.7 trình bày các nồng độ ZEN trong các sản phẩm dạng hạt,
rau quả, gia vị, thịt, sữa.
Bắng 9.7, Nổng đô ZEN trong thưc phâ’m
Thức phẩm Vùng Nống đô trung bỉnh
(nịựkg/nịựỉ)
Lúa mạch Thuy Điển 18
Malt Uruguay
Nhật Bản
100-200
Lúa mạch 105-15
Ngô Indonesia 11,12
Ngô bao tử Anh 40-80
sản phâm ngô Canada 13-475
Gao Ai Cập 15.5
Lúa mỳ ThụySỹ >60
Bột mỳ Michigan, Mỹ12-14
Bánh mỳ Papua Mew 250-750
Bánh bích quy Michigan, Mỹ10-16
Đậu Sec và Slovakia160
Chuối Ấn Độ 17 000
Cà chua Ai Cập 80000
Mù tạt Ấn Độ 36 000
sản phâm thịt Uruguay <100
Bia Nigeria 49-264
Bia Zambia 90-4600
Dầu ngô New Zealand4600
sản phẩm lên menChâu Phi 8000-5300
Sự vân chuyển và chuyển hoấ ZEN
ZEN có thể được chuyên hoá và tiết vào sữa nếu bò sữa được
cho ăn thức ăn nhiễm ZEN ở nồng độ 6000 mg ZEN (tương ứng với

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 229
12 mg/kg). Nồng độ ZEN trong sữa đạt tới 6,1 - 4 jug/lga-
zearalenol, và P’ZearalenoL Trong khi đó, không có bất cứ ZEN hoặc
chât trao đổi của nó được phát hiện khi cho bò sữa ăn ZEN với hàm
lượng 50-165 mg (tương ứng với 0,1 - 0,33 mg/kg thể trọng) trong
vòng 21 ngày. Các kiểm nghiệm còn chứng minh rằng ZEN có thể
chuyển từ hạt lúa mạch bị nhiễm ZEN sang bia trong các cồng đoạn
sản xuất bia.
Hầu hết các số liệu nghiên cứu liên quan tới hàm lượng ZEN lưu
trong mô và các hợp chất trao đổi của nó. Rất ít sô" liệu khảo sát về chu
kỳ bán hủy hoặc động học hấp thụ ZEN. Mức độ hấp thu ZEN rất khó
xác định do sư tiết mật trong đường ruột. Tuy nhiên các số' liệu cho thây
ZEN nhanh chóng được hấp thu ngay sau khi ăn ở chuột, thỏ và ở
người. Ở lợn tỉ lệ ZEN hấp thu sau khi cho lợn ăn một lần duy nhất ở
liều 10 mg ZEN /kg thể trọng đạt tới 80-85%.
Khi hoả tan zearalenon trong dung dịch đẳng trương và đưa vào
ruột non của chuột, nồng độ ZEN nhanh chóng giảm đi, chỉ còn 4.5%
sau 20 phút tiêm. Sự phân huỷ ZEN trong'ruột non tuân theo mô hình
động học bậc một với hằng số tốc độ 9,3/h. Các nghiên cứu với ZEN
đánh dấu cho thây sau khi vào cơ thể, ZEN được vận chuyên tới các mô
đích như dạ con, buồng ruột, nang buồng trứng. Một vài ZEN đánh dâu
còn được tím thấy trong các mô mỡ.
ZEN và các chất trao đổi được tiết chủ yếu vào trong dịch mật
trong vòng 72h đối với đa số động vật, trừ thỏ (chủ yếu theo đường
nước tiểu). Chu kỳ bán huỷ của ZEN đánh dấu trong lợn con khi tiêm
một liều duy nhất 5 mg/kg thể trọng lả 87h. Khỉ loại bỏ mật, chu kỳ chỉ
còn lại 3,3h.
Chất trao đổi chính của ZEN là a- và p-zearalenol, phức hợp
glucoroniđ của hai hợp chất và các chất ữạo đổi của chúng.
Các nghiên cứu so sánh sự trao đổi ZEN ở các loài khác nhau cho
thấy có sự khác biệt lớn giữa các loài thải ZEN qua nước tiểu hoặc qua
phân. Đối với các loài thải ZEN qua nước tiểu như người, lợn, phần lớn

230
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
ZEN được chuyên hoá thành a-zearalenol. Chât này chủ yêu tìm thấy
trong nước tiểu ở dạng phức hợp glucoronid của ZEN và a-zearalenol.
Toàn bộ các chất trao đổi của ZEN sau 24h là glucoronid.
Các yếu tố ảnh hưởng tớ i sự tổnghợp ZEN
• K hí hậu
Nhìn chung, Fusarium spp. có thể phát triển và tổng hợp ZEN
trong điều kiện khí hậu ẩm, lạnh. Fusarium spp. rất nhạy cảm với độ
ẩm của hạt. Đối với hạt ẩm, sự nhiễm Fusarium chiếm ưu thế so với các
nấm mốc khác. Các mẫu ngô, gạo, hạt hướng dương thu được trên thị
trường tại các nước Nga, Kazakstan và Uzbekistan cho thấy hàm lượng
mycotoxin (bao gồm ZEN) cao hơn ữong điều kiện ẩm, mưa.
F. grammearum thich hợp phát triển ở nhiệt độ 25°c. Tuy nhiên,
sự phát triển của nấm mốc và tổng hợp ZEN bị ức chế ở hoạt độ nước
0,90. Trong một thời gian ngắn thì sự tổng hợp ZEN rất thích hợp ồ
hoạt độ nước aw = 0,97 hơn lầ ở é?w = 0,95 nhưng nếu nuôi trong thời
gian dài thì aw = 0,95 sẽ thích hợp hơn. Bên cạnh đó, nhiệt đở ià nhân tố
ảnh hưởng lớn tới sự phát triển nấm mốc và tổng hợp ZEN. Fusarium
thích hợp phát triển ở nhiệt độ thấp. Đối với ngô, sự phát triển của nấm
mốc và tông hợp ZEN thích hợp tại gần 0°c. F. culmorum có thể tổng
hợp độc tố nhiều hơn ở nhiệt độ cao hơn (20°C).
Kết hợp hai yếu tố nhiệt độ và hoạt độ nước có thể kiểm soát được
sự tổng hợp độc tô".
• Phướng pháp canh tấc
Khi khao sát việc sư dụng đât canh tác, người ta thấy rằng đối với
các ruộng trồng chuyên canh lúa mỳ, 40/101 mẫu lúa nhiễm ZEN ở nồng
độ 6 ịig/kg trong khi ở các ruộng trồng xen canh, nồng độ nhiễm ZEN
lên tới 24 ng/kg. Như vậy, chế độ canh tác cũng rất quan trọng đối với
kha năng nhiễm ZEN cua cây lương thưc trong quá trinhf canh tác.
Người ta phát hiện tại Thuỵ Sỹ, năm 1993, 1,7% lương thực bị
nhiễm Fusarium. Các khao sát cho thây rằng nồng độ mycotoxin phu

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXÍN 231
thuộc vào việc có sử dụng hay không các chế phẩm bảo vệ thưc vật như
thuốc chông náím, chông côn trùng và chất điều hoà sinh trưởng. Các
chất bảo vệ thực vật hữu cơ phospho như fenamiphos và carbamat,
carbofuran, aldicarb làm giảm sự xuất hiện của Fusarium spp. trên rễ và
trên quả cà chua. Việc tổng hợp ZEN bị ức chế hoặc giảm đi so với đối
chứng không sử dụng các nhóm thuốc loại này.
• Ảnh hưởng của giống
Các phân tích cho thấy sư nhiễm ZEN trên các biến chủng khác
nhau của cùng một loài là khác nhau, tuy nhiên không có nhiều thông
tin về hàm lượng ZEN của các loại chủng hoặc sản phẩm của chúng
trong cùng một họ lương thực.
• Điêu kiện bẳo quần
ZEN có thể nhiễm vào các lương thực không chỉ trong quá trình
canh tác mà còn trong quá trình bảo quản, đặc biệt là khi lương thực ỏ
trạng thái ẩm hoặc không được làm khô đúng cách trước khi bảo quản.
Tại Hungary, chỉ có 17% mẫu ngô bị nhiễm ữong và sau quá trình canh
tác, nhưng có tới 88% mẫu ngô bị môc chứa ZEN trong quá trình bảo
quản. Hàm lượng ZEN trong các mẫu ngô không bị nhiễm mốc thấp
hơn râìt nhiều so với mẫu bị nhiễm mốc.
- Không k h í điều tiết Do đặc tính hiếu khí của nấm mốc, không
khí điều tiết có thể là một biện pháp áp dụng trong bảo quản lương thực
chống nhiễm ZEN. Khảo nghiệm cho thấy sự tổng hợp ZEN hầu như bị
ức chế ữong không khí giàu 20-60% C02 cho dù nồng độ oxy có thể ỏ
20 hay 5%. Hiệu quả này có thể duy ữì ngay cả đối với các mẫu ngô
âm. Các chứng minh cho thấy có thể hạ thấp nồng độ C02 khi ở nồng
độ oxy thấp.
- Hoạt độ nước. Sự tổng hợp ZEN bị hạn chế ở hoạt độ nước thấp
hơn 0,9 ngay cả ở nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển. Hoạt độ nước
0/92-0,95 là điền kiện thích hợp cho tổng hợp ZEN.

232 „
____________2 .
ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
- Thời gian bảo quản : Sự xuất hiện ZEN trong mẫu nhiễm mốc
phu thuộc không chỉ vào hàm lượng nước, nhiệt độ mà còn vào thời
gian cần thiết để tổng hợp ZEN. 75% hạt bị nhiễm ZEN khi để hạt ỏ
10% ẩm, 80°c trong 8h trong khi chỉ có 3% hạt bị nhiễm ZEN khi hàm
lượng nước trong hạt chỉ ở 3%, 50°c trong 2h.
- N hiệt độ: Nhiệt độ thấp không thích hợp cho nấm mốc tổng hợp
ZEN. ở 15 -22 °c, không phát hiện được ZEN sau 10 tuần lưu mẫu (chỉ
có OTA được phát hiện). ZEN được tổng hợp cao nhất ở trong ngô nêu
bảo quản ởđw = 0,97 và 28 °c (sau hai tuần) hoặc <3W = 0,97 và 12 °c (sau
40 ngày)
- Điều kiện kế t hợp. Kết hợp các điều kiện riêng rẽ ức chế sự phát
triển của nấm mốc và tổng hợp ZEN cho phép thiết lập điều kiện bảo
quản thực phẩm hạn chế sự tạo thành ZEN. Các điều kiện này là một tô
hợp bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm hạt, không khí điều tiết và cuối cùng là
thời gian cần thiết tạo thành ZEN trong các điều kiện bảo quản.
• C hế độ khử trùng
- Tia gamma: Tia gamma có khả năng làm giảm sự nhiễm tự
nhiên các độc tô nâm mốc Fusarium đối với lúa m ỳ/ bột m ỳ, bánh
m ỳ. Hàm lượng ZEN giảm từ 28-42 //g/kg xuống 20 //g/kg trong lúa
mỳ và từ 95 xuống 45 Ag/kg trong bột mỳ nếu thực hiện chiếu xạ
mẫu ỏ nồng độ 4 kGy. Hiệu quả chiếu xạ tăng mạnh nếu tăng liều
lượng chiêu xạ tới 5 kGy, mọi mycotoxin được loại trừ ở bột mỳ nêu
chiếu xạ ở liều lượng 6 - 8 kGy. Đối với ngô, liều lượng chiếu xạ chỉ
cần thấp hơn: 10 - 20 kGy đã có hiệu quả hạn chế ZEN khá cao. Với
liêu 9 kGy, không phát hiện sự phát triển của nấm mốc lẫn sư tổng
hợp mycotoxin trên ngô và lúa được làm nhiễm với F. graminearum
hay F. Tricinctum.
- Chất bảo quản và khử trùng: Các chất bảo quản như Luprosil
(axit propionic) và gasol (chủ yêu là axit hữu cơ) có tác dung hạn chê
sự phát triên cua sợi nâm mốc. Luprosil khồng tác dung lên hàm
lượng ZEN cuả mẫu trong khi gasol làm giảm tới 60% hàm lượng độc

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXỈN 233
tố trong vòng 3 ngày, 85% trong vòng 14 ngày hoặc tơí 90% trong
vòng 28 ngày. Hiệu quả phân huỷ ZEN bằng gasol phụ thuộc vào
liều lượng chât bảo quản, có thể chỉ hạn chế sự tổng hợp ZEN đến
phân huỷ hoàn toàn độc tô', phụ thuộc vào từng thực phẩm cụ thể và
mức độ nhiễm ban đầu.
• Phương pháp ch ế biến
Giông như các mycotoxin khác, ZEN là chất bền vững với nhiệt,
không bị phân huỷ khi gia nhiệt hay chế biến. Người ta thấy hàm
lượng ZEN không thay đổi hoặc bị phân huỷ khi gia nhiệt ZEN ỏ
120 °c trong 4h, thậm chí ở 150 °c trong 44 h. Khi gia công ngô bị
nhiễm ZEN, người ta thấy ZEN được tập trung trong phân đoạn
gluten tới 2-7 lần so với trước gia công, một số tích tụ trong phân
đoạn hoà tan, hầu hết không tìm thây ZEN trong các phân đoạn tinh
bột. Mẫu ngô nhiễm ZEN của New Zealand sau khi đi qua dây
chuyền chế biến tinh bột ướt, chỉ có 600 |Xg ZEN /kg dịch chiết trong
khi có tới 2200-4800 ịig ZEN /kg các phân đoạn phôi, sợi hoặc gluten.
Đối với các sản phẩm chế biến từ bột mỳ, có tới 60% ZEN còn lại sau
quá trình gia công bánh mỳ, 40-50% còn lại trong sản xuât mỳ, 80%
còn lại sau khi nướng bánh bich quy.
Trong sản xuất bia từ ngô bị nhiễm ZEN, lượng ZEN chuyên vào
thành phẩm khoảng 51% lượng ZEN trong nguyên liệu đầu, chỉ khoảng
15% ZEN bị đào thải qua lượng bã thải.
9.6.6.3. Loại trừ ZEN
Có thể loại bỏ 2-61% ZEN bằng cách rửa với nước hoặc 40% đến
100% ZEN trên nông phẩm bằng cách loại bỏ các lớp vỏ ngoài, xử lý
hoá học với formaldehyd, canxi hyđroxymonomethylamin hoặc canxi
hyđroxyt cũng giúp loại bỏ được ZEN.
96.6.4. Độc tính ZEN
• Liều độc cấp tính của ZEN ở một số động vật được trình bày ở
bảng 9.8.

234 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bẵng 9,8. Tính độc cấp tính của ZEN
Loài G iới Đường nhiêmLD50(m g/kg thểtiọng)
Chuột nhắt M/F Uống >2 000
Chuột nhắt F Uống > 20 000
Chuột nhắt F Tiêm >500
Chuột lang M/F Uống >4 000
Chuột lang M/F Uống > 10 000
Chuột lang M Tiêm 5 500
Lợn F Uống > 5 000
Lợn F Tiêm 2 500
C hi chú: (M, chuột đực; F, chuột cái).
Các nhà nghiên cứu thuộc Hiệp hội Quốc tế nghiên cứu về ung
thư cho rằng không có hoặc rất ít bằng chứng cho thấy ZEN có độc tính
ung thư khi thử nghiệm trên động vật (IARC, 1993).
• Hoạt tính biến đổi gen
Các nghiên cứu về hoạt tinh biến đổi gen cuả ZEN được trình
bày trong bảng 9.9 cho thấy ảnh hưởng của ZEN lên hệ thống gen
không rõ rệt.
Bẵng 9.9. Kết quả thử nghiêm hoat tnh biến đối gen của ZEN
H ệ thống TNĐ ối tương N ồng đôK ết quỉ
Đột biến ngược
TAI537, TAI538
s. tỵphim í/rÁim TA1535, 100 |ag/ đĩa-
Đột biến ngượcs. tỵphim urium T AI535,
TA1537, TA98, TA100
1000 ịig/đĩa -
Đột biến gens.tỵphim urìum TA1535/pSK100
29.5 iJLg/I
-
sửa chữa SOSE. coli C600
478 mg/1 +
Đột biến điểmS. cerevisiae D3
1000 Ịig/đĩa
Chu trình tế bàoChinese hamster V79 cells
32 mg/1
-
NST chị em peripheral lymphocytes người3 m g/lg +

Chương 9: ĐỘC TỈNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 235
• Các ảnh hưởng khác
ZEN là một hormon sinh dục có trong thức ăn, được phát hiện lảm
tăng khối lượng của dạ con chuột. Tác dụng của ZEN được thực hiện
thông qua các receptor của estrogen. Các thử nghiêm thực hiện với
nhiều dẫn xuất của ZEN cho thấy ZEN có ái lưc rất cao đốì với receptor
của bất cứ loại estrogen nào đã biết trong thực phẩm.
• Đáp ứ n g m iễn dịch
Các nghiên cứu gần đây cho thấy ZEN gây hiệu ứng bất lợi cho
quá trình sinh sản của lợn và chồn và các gia súc gia cầm khác. Hàm
lượng ZEN lớn hơn 1-2 mg/kg thức ăn có thể gây nên các hội chứng
giảm sinh, giảm kích thước của động vật kiểm nghiệm. Ớ chồn được
cho ăn thức ăn nhiễm ZEN, chỉ có 25% số chồn có khả năng sinh sản.
Nồng độ ZEN có thể tăng lên khi bảo quản các hạt ẩm. Các yếu tố thúc
đây sự phát triển của nấm môc kéo theo tăng cường sự tổng hợp ZEN.
ỡ.6.6.5. Quy định và kiểm soát ZEN
Do sự nhiễm ZEN khá phổ biến trong ngô, sự nhiễm ZEN có liên
quan tới vấn đề kinh tế trong giao thương quốc tế. Nhiều hãng lương
thực đã quy định phân tích ZEN trong quy trình kiểm tra chất lượng
sản phẩm đặc biệt là ngô và sản phẩm ngô. Các nhà chăn nuôi, sản xuất
thức ăiì gia súc quan tâm tới nguy cơ nhiễm ZEN ữong sản phẩm của
họ do tính canh tranh và lợi nhuận kinh tế. Do ngô nhiễm nấm mốc
thường được sử dụng cho thức ăn gia súc nên vnguy cơ nhiễm ZEN là
khá cao. Các nước bao gồm Austrâylia, Brazin, Pháp, Rumani, Nga, và
Uruguay đã ấn định nồng độ ZEN lớn nhất cho phép là 30-1000 Ịag/kg
trong đa số sản phẩm. Ba nước Cyprus, Hungary, và Hà Lan đã quy
định nồng độ mycotoxin tổng số cho phép 0-0,5 ịig /kg cho một số thực
phẩm. Canada là nước duy nhất (tới năm 2000) đưa ra quy định ở cấp
quốc gia về hàm lượng tối đa mycotoxin (không phải aflatoxin) cần
phân tích bao gồm đeoxynivalenol, ZEN, và ochratoxin A.
Dưới sự hỗ trợ của FAO, một mô hình kiểm soát nhiễm
mycotoxin trong thực phẩm thử nghiệm đã được xây dựng ở Uruguay

236 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
để đánh giá nguy cơ nhiễm ZEN trong thực phẩm và thức ăn gia súc.
Các thực phẩm cơ bản quan tâm bao gồm lúa mỳ, ngô, lúa mạch/ lúa
gạo, đậu tương, sản phẩm sữa, rau quả khồ, hạt có dầu, thịt. Kêt qua
theo dõi giai đoạn 1993-95 cho thấy thức ăn gia súc có hàm lượng ZEN
cao nhất vượt quá các tiêu chuẩn cho phép từ 3-9%.
Hàm lượng ZEN cho phép hàng ngày đối với thực phẩm là 0,5
Ịig/ngày đối với Châu Âu và 3,5 p-g/ngày đối với các nước Trung
Đông. Đối với thuốc thú y, giới hạn a-zearalenol dùng làm thuốc là 1,6
|ig/ngày trên cơ sở tính toán dư lượng quy định là 10 jLtg/kg trong gan
bò và 2 |J.g/kg trong thịt bò.
Theo WHO, độ an toàn của ZEN phải được đánh giá dưa trên các
ảnh hưởng hormon của ZEN đối với lợn (động vật nhạy cảm với ZEN),
liều lượng tối đa cho phép hàng ngày của ZEN và các chất trao đổi của
ZEN là 0.5 ng/kg thể trọng.
9.6.7. Citreoviridin
Citreoviridin là độc tố chủ yếu do Peniciìlium citreonigrum (P.
citreoviride haỵ p. toxicarium) sinh ra trên gạo bảo quản. Ngoài ra,
citreoviriđin cũng có thể do p. ochrosaỉmoneum tổng hợp nên.
Citreoviriđin là một chất độc thần kinh, gây độc cấp tính cho
chuột nhắt với LD50 7,5 - 20 mg/kg theo đường tiêm truyền tĩnh mạch
hay đường uông. Đối với một số' động vật, citreoviridin có thể gây nôn,
mất ý thức, tình trạng tê liệt và ngừng thở. Các triệu chứng ít gặp hơn
bao gồm rối loạn tim, tê liệt. Ngoài ra, ở động vật bậc cao, citreoviriđin
có thể gây các triệu chứng như giảm đáp ứng cảm giác hoặc các triệu
chứng thần kinh.
R citreonigrum là chủng nấm mốc phổ biến trong tự nhiên song
khó phân lập. Chúng có thể phát triển trên thóc gạo sau khi thu hoạch
nếu độ ẩm đạt tái 14,6%, thích hợp với nhiệt độ thấp và ít ánh sáng, ở độ
âm cao hơn, sự phát ữiên của các loại nâm khác có thể chiêm ưu' thế hơn.

Chương 9: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC MYCOTOXIN 237
Citreoviriđin gây bệnh tê phù, một loại bệnh trước kia được xem
như bệnh về đinh dưỡng, một bệnh thiếu vitamin. Tuy nhiên, bệnh tê
phù có nhiều dạng, không chỉ đơn thuần do một nguyên nhân nào gây
nên. Một trong các dạng bệnh này là chứng phù tim, liên quan tới
citreoviriđin. Đây là một bệnh có thể xuất hiện ở người trẻ tuổi, khoẻ
mạnh bị nhiễm citreoviriđin do ăn phải gạo bị nhiễm nấm mốc (bệnh
gạo vàng). Bệnh có thể gây tử vong chỉ sau một vài ngày. Chính
citreoviriđin là nguyên nhân của đợt dịch bệnh tê phù xảy ra ở Nhật
Bản năm 1910.
9.6.8. Penỉtrem A
Penitrem A là độc tố do một số' chủng thuộc Peniciỉỉium rất
thường gặp trên lương thực và thức ăn gia súc.
Penitrem A là độc tô' thần kinh với LD501 mg/kg theo đường tĩnh
mạch đối với chuột. Độc tố này có thể phá huỷ não và gây chết như
từng được quan sát trong các đợt dịch bệnh xảy ra với cừu, bò, ngựa và
chó. Các phản ứng do nhiễm penitrem A trong phòng thí nghiệm là các
chứng rung liên tiếp trong một thời gian dài, thậm chí tới 18 ngày trong
điều kiện thí nghiệm. Nếu tăng liểu nhiễm, penitrem A có thể gây tử
vong. Người ta quan sát được các bệnh nhân sau khi tiêu thụ nước uống
nhiễm nâin mốc có thể bị nôn, choáng. Cho tới nay, chưa có liệu pháp
điều trị bệnh do penitrem A gây nên. Nhừng hiểu biêt về penitrem A
còn rất hạn chế.
9.6.9. Citrinin
Citrinin được phát hiện vào những năm 1940 và khi ấy được coi là
các chất có khả năng kháng sinh. Sau đó, người ta đã dần nhận ra và
phát hiện độc tính của chúng trong điều trị và xếp chúng vào nhóm các
độc tố nguy hại.
Citrinin là chất trao đổi chất bậc hai do Penicilỉium citrmum,
p expensúm, p. vericosum và p. vindication sản sinh ra. Người ta đã
tổng kết có ít nhất 22 chủng Peniciỉỉium có khả năng tổng hợp citrinin,

238 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
tuy nhiên, hầu hết các loài này đước coi là các biến thể. Ngoài ra, độc tố
này thường được tổng hợp kèm theo với OTA ở Aspergillus. Các sản
phẩm bị nhiễm citrinin chủ yếu là ngũ cốc vả các loại đậu.
Citrinin là hợp chất hoạt quang, kết tinh dạng tinh thể màu vàng.
Trong dung dịch 95% ethanol hoặc trong /7-hexan, citrinin bền vững với xử
lý nhiệt, nhưng trong môi trường axit hay kiềm, độc tô' này dễ bị phân huỷ.
Trong ngũ cốc hay trong hoa quả, citrìnin bị phân huỷ khá nhanh.
Citrinin là một độc tô" gây bệnh thận cho động vật. Độc tô" này gây
các triệu chứng giảm cân do hư thận, gây tiêu chảy. Ngoài ra, citrinin
còn có độc tính đối với hệ thông miễn dịch của cơ thể, Đổi với người,
các hậu quả của citrinin còn chưa rõ ràng. Tuy nhiên sự suy thận do hấp
thụ citrinin lâu ngày cũng đã được công nhận. Người ta đã chứng minh
được citrinin có khả năng phản ứng với huyết thanh người, tuy nhiên
chưa có bằng chứng cho thây ciữinin có khả năng tương tác với ADN.

ĐỘC TÍNH CỦA VI KHUẨN VÀ THựC PHAM
BỊ NHIỄM KHUẨN
10.1. ĐẠI CƯƠNG
Bệnh tật sinh ra do thưc phẩm nhiễm các vi sinh vật gây bệnh
hoặc nhiễm các độc tố của vi sinh vật đã được Tổ chức Y tế Thế giới
định nghĩa là bệnh nhiễm khuẩn hoặc nhiễm độc tô" đã gây ra hoặc cho
là bị gây ra do tiêu thụ thực phẩm hoặc nước (WHO, 1997).
Thưc vậy, thưc phẩm có thể là vật truyền các vi khuẩn có khả năng
gây ra những chứng bệnh khác nhau cho người tiêu thụ. Dưa vào
nguyên nhân gây bệnh có thể chia ra:
- Bệnh nhiễm khuẩn thứ phát (bệnh thương hàn, phó thương hàn)
do ăn phải một lượng nhỏ các bào tử vi sinh vật đặc biệt.
- Bệnh nhiễm độc tô" đo hấp thụ một lượng lớn vi khuẩn cùng
những chất độc đo trao đổi chất của chúng tạo ra khi chúng phát triển
trên thực phẩm.
- Bệnh ngộ độc do một độc tô" được sản xuất ra bởi các vi sinh vật
đang chiếm lĩnh thưc phẩm.
Có điều là trong vài ngàn loài vi khuẩn chỉ có gần 40 loài có
khả năng gây bệnh qua thực phẩm (Fischetti et al, 2000, Lund et al,
2000).
Các thực phẩm có thể xem như là những môi trường chọn lọc
chỉ cho phép một số nhóm vi sinh vật nhất định sống sót và phát
triển. Việc xuất hiện trong thực phẩm những vi khuẩn gây bệnh nào
đó là điều không muôn bởi có thể làm cho thực phẩm trở thành
không chấp nhận được hoặc không an toàn. Vi khuẩn có khả năng
gây bệnh rất ghê gớm.
Nhóm các vi khuẩn gây bệnh chính như ở bảng 10.1.
CHlTONG 10

240 ĐỔC Tố HỌC VÀ ÁN t o à n t h ự c phẩm
N§
3
f
s
<cữ
s
$
ở
-Yếm khí tùy
thuôc ítrưc khuârỏ
-ưa ít oxy
(trực khuẩn)
-ưa khí
(trực khuẩn)
-Vi khuẩn gram
âm khác
‘Vi khuẩn tạo bào tử
!
ã
2
ổ
-Cầu khuẩn
-Vi khuẩn gram
dương khác
r Enterobacteríaceae
Escheria coỉi
Salmonella, Arizona
Shigella
Yersma
Vìbrìonaceae
Vibrio
Aeromonas
V Plesiomonas
Campylobacteriaceae
Campylobacter
Arcobacter
Pseudomonadaceae
Pseudomonas conovenenans
Mycobacterium
Brucella
Bacillus cereus
Clostridium botulinum
Clostridium perỉrừìgens
Staphylococcus
_ Strevtococcus
Listeria
Bang 10.1. Các nhóm vi khuẩn gây bệnh
10.2. TÍNH ĐỘC HẠI CỦA VẬT GÂY BỆNH
SỐ lượng một vật gây bệnh hoặc số lượng một độc tố trong thực
phẩm đủ để gây ra bệnh thường có liên quan với tính độc hại của tác
nhân. Tính độc hại là thuật ngữ để mô tả mức độ nhiễm một vật gây
bệnh và tính ác liệt của bệnh mà vật gây bệnh gây ra. Các nhân tố độc

Chương 10: ĐỘC TÍNH CỦA VI KHUẨN VÀ THỰC PHẨM BỊ NHIEM k h u ẩ n 241
hại (virulence factors) là những đặc trưng kiểu hình như thế này của
một vật gây bệnh mà khi đã bị mất đi do đột biến chẳng hạn thì sẽ làm
giảm khả năng gây bệnh nhưng không làm giảm khả năng sống sót của
vật gây bệnh trong các điều kiện thí nghiệm. Các đặc trưng kiểu hình
vốn do khả năng gây bệnh của vi sinh vật quyết định và thường có thể
xác định được thông qua việc xác định hiệu ứng đột biến trong những
gen nhất định nào đó.
Trong vi khuẩn thường có hai loại nhân tố độc hại chính là các
độc tố và các phân tử bề mặt (surface molecules) mặc dù còn có
những loại phân tử khác có thể có ảnh hưởng đến tính độc hại của
nhiều vật gây bệnh. Hai loại nhân tô" độc hại này thường rất rộng và
rât khác nhau về cấu trúc và cách tác đụng. Chẳng hạn độc tô"
botulinium và độc tô" staphylococcus là những độc tố\ngoại.bào có
bảrLchật protein nhưng-lại rấtkhácnhauvề cấutr-ủc, cơ chế tác-đụng,
đ&bềoxihiệt, bền axit và sự phân giải hởi các protease. Tương tự, các
phân tử bề mặt cũng bao gồm các phân tử có khả năng cung cấp các
chức năng sinh học khác nhau như các phân tử tạo yếu tô" bám đính,
các phân tử tạo vỏ bao để chống chịu được với các thực bào cũng như
với các đáp ứng miễn địch, các phân tử tạo roi để vận động, các phân
tử quyết định việc liên kết với receptor cũng như quyết định tính hóa
hướng động (chemotaxis) v.v. Các nhân tô" độc hại vốn dĩ không cần
thiêt cho sự sông còn của vật gây bệnh nên chúng có thể được sản
xuât ra theo thời điểm và theo cách biến hóa đặc biệt để đáp ứng với
các nhân tố của vật chủ. Do vậy việc sản xuất ra chúng có thể thay
đôi rât nhiều từ chủng này sang chủng khác. Chúng có thể được biểu
hiện ra tại Tihững thời điểm xác định trong chu kỳ sinh trưởng hoặc
trong các điều kiện dinh dưỡng đặc biệt.
Tính độr-hai thi-fnín£ là tkL^^-ểée-hăhtỊiiyêlứinh. Sự duy trì và sự
biếu hiện của các gen độc hại thường phụ thuộc vào một cấu trúc hệ
thống gen đã cân bằng trong các giông và loài vi khuẩn (Relman và
Falkow, 2000).

242
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Tính độc hại là một đặc trưng có tính đa gen cao của vi khuẩn và
đã tiến hóa để thích hợp với cấu trúc tổng thể của hệ thống gen và vối
tính chất sinh lý của vật gây bệnh. Do vậy việc cài một gen độc hại vào
trong một vi khuẩn không gây bệnh tương đối xa nhau thường không
có kết quả trong việc tạo ra một vật gây bệnh hữu hiệu. Các vật gây
bệnh thường đã tạo ra được một cấu trÍK' dòng quần thể (clonal
population structure) trong đó chúng đang mang những dãy sắp xêp
đặc hiệu của các gen độchại đã tổ hợp (Relman và Falkow, 2000). Chăng
hạn, mặc đù có nhiều dòng E. coli tồn tại trong đường ruột của người
nhưng chỉ có một số ít dòng như E.coli 0157:H7 là có khả năng gây
bệnh.
Nghiên cứu các gen độc hại đã cho thây rằng chúng thường
được tổ hợp với các yếu tó di truyền di động (mobile genetic
elements) như các thực khuẩn thể, các transposon và các plasmid và
cũng có thể tìm thấy trong những vùng nhiễm sắc thể riêng biệt được
gọi lả những đảo có khả năng gây bệnh (pathogencity islands). Một
số yếu tố di truyền di động đang mang các gen độc hại này có thể
được chuyển sang cho vi khuẩn tiếp nhận và có thể duy trì được
trong vi khuẩn nhận này trong điều kiện môi trường thích hợp, đặc
biệt là trong sự chọn lọc di truyền. Chẳng hạn có thể thu nhận được
những điểm có lợi về khả năng gây bệnh bằng sự chuyển giao các
gen mã hóa tính chống chịu kháng sinh cho một cơ thể nhạy cảm
bình thường để thu được tính chống chịu được với tác nhân chống vi
sinh vật. Các gen này có thể được duy trì khi vắng mặt sự chọn lọc
nêu vi khuân tiêp nhận có chứa một câu trúc genom và về sinh lý/ có
kha năng điêu hòa san xuât cũng như biêu hiên các gen mã hóa tính
độc hại hoặc các gen mã hóa tính chông chịu.
Tính độc hại của một vật gây bệnh hoặc của một độc tố tức ià liều
nhiễm gây ra được bệnh tật hoặc độc lực của một độc tố thường được
biểu diễn bằng IDso (infectious dose) hoặc LDso .(lethal dose), ID50 hoặc
LD50 là liều gây ngộ độc hay gây chết 50% động vật thí nghiệm trong
một thời gian được chỉ định.

Chương 10: ĐỘC TÍNH CỦA VI KHUẨN VÀ THỰC PHẨM bị NHlẾM k h u ẩ n 243
Bảng 10.2. Đặc tính của một sỏ vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm
C ơ th ể Thời gian
ủ bênh
Liều gây
nhiễm
Các triêu
chứng
Thời han kéo đài của
bênh
1
Baciỉỉus cereus (gây nôn)
Clostridium botuỉinium
Staphylococcus aureus
l-6h
12-72h
l-6h
~\ụz
100-200 ng
NV
v ề thần kinh
NVD
6-24h
Hàng tuần đến hàng tháng
2Nhiễm độc do enterotoxin được sản xuất ra ở trong ruột nhưng không gây nhiễm tê bào ruột
Bacillus cere us (tip gây
tiêu chảy)
Clostridium perfringens
6-12h
8-16h
105-107
ÌOMO"
AD
AND(F)
12-24h
16-24h
3Nhiềm đôc do enterotoxin đươc vỉ khuẩn sẩn xuất ra sau khi đã bám dính vào tế bào
biêu mô nhưng không xâm nhập vào trong t ế bào
Aeromonas spp.
Escheria coỉi
ETEC (ST)
ETEC (LT)
EHEC (0157:H7)
Vibrio choỉerae
Vibrio parahaem oỉvticus
6-48h
16-48h
16-48h
1-7 ngầy
2-5 ngày
3-76h
ÌOMO*
105-10*
105-107
10
10"
105-107
DA(F)
D(AVF)
D(AVF)
DAB(H)
DA (V)
DA(NVF)
14-30h
1 đôn 2 ngày
1 đến 3 ngày
Nhiều ngày đến hàng tuần
4-6 ngày
3-7 ngày
4
Nhiễm độc do vi khuẩn xâm nhâp rồi đinh khu ở tếbào biểu mô và hê miễn dich của ruôt
Campylobacterjejuni/'coĩi
Salmonella spp.
Shigella spp.
Yersinia enterocoỉitica
3-8 ngày
6-72 ngày
1-7 ngày
3-5 ngày
lo’-io6
10’-104
10'-107
FADB
DAF(VH)
AFDB(HNV)
FDA(VH)
Vài ngày đôn hàng tuần
2-7 ngày
Nhiềungày đến hảng tuần
Hàng tuần
5
Nhiễm độc do vi khuẩn xâm nhâp cơ thể nói chung và cơ quan
Listeria m onocytogenes
Salmonella tỵ p h i
Salmonella paratyphi
Hàng tuần
10-21 ngầy
10-21 ngày
105-10*
1-102
1-102
Gơ the nói chưng
Gơthểnói chung
Gơthenói chung
Hàng tuần
Hàng tuần
Hàng tuần
Ghi c/íứ/Tên viết tắt các triệu chứng: A - đau bụng; H - nhức đầu; B - tiêu chảy ra
máu; N - buồn nôn; D - tiêu chảy; V - nôn mửa; F - sốt.
10.3. CÁC ĐỘC TỐ CÓ TRONG THựC PHAM m a n g vật gây bệnh
Đa phần các vi khuẩn gây bệnh có trong thực phẩm thường sản
xuât ra những độc tô" có đính líu vào những quá trình gây bệnh. Đặc
tính của một số độc tô" gây ngộ độc thực phẩm như ở bảng 10.3.

244 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 10.3. Đặc tính của một số độc tố gây nhiêm độc thực phẩm
Cơ th ế sẩn
xuất ra đôc tồ'
Bần chất của
đồc tố
N hay .
nhiệt (L)
hoăc bển
nhiêt (S)
Các tác đung
Bacillus cereus
(gây nôn)
Cereulid, peptid
nhỏ 1,2 KDa
Bền nhiệt
(S)
Liên kết với tê bào 5-HT3,
gây nôn đo tác đụng đến
dây thần kinh phế vị
Baciỉỉus cereus
(gây tiêu chảy)
2-3 hợp phần, có
câu trúc chưa
hoàn toàn rõ
Nhạy
nhiệt (L)
Chưa biết receptor; gây ra
sự tiêu máu và/hoặc sự
tiêu tế bào
Clostridium
botuỉinum
Chất độc thần
kinh mạnh cỡ
150kDa; Tạo ra
được phức bền
với protein không
độc trong canh
trường hoặc trong
thực phẩm
Nhạy
nhiệt (L)
Liên kết với gangliosiđ và
với receptor protein giả
định; đi vào tế bảo thần
kinh bằng nội thâm bào
rồi làm tách các protein
nơron ồ dạng nang ra và
vật truyền thần kinh
(neurotransmitter) được
giải phóng
Clostridium
perfringens
Độc tố có bản chất
protein cỡ 35,3
kDa
Nhạy
nhiệt
Liên kết với protein 22kDa
ữong tế bào ruột và lảm
tạo ra lỗ
Staphylococcus
aureus
Các protein cỡ từ
26-29 kDa; 7 tip
huyết thanh Bền nhiệt
Liên kết được với tế bào
TCRVb hoặc với tế vào T
gây ra chứng nôn hoặc gây
ra các đáp ứng kháng
nguyên manh

Chương 10: ĐỘC TÍNH CỦA VI KHUẨN VÀ THỰC PHAM bi nhiễm k h u ẩ n 245
Một số' độc tố được sản xuất ra trong thực phẩm như chất độc
thần kinh từ botulinum hoặc từ Staphylococcus và độc tố gây nôn từ
B. cereus. Khi ăn phải những chất độc ở dạng tiền tạo này cũng đủ
để gây ra các triệu chứng cho dù không có mặt cơ thế sản xuất ra
chúng. Ăn trực tiếp độc tố có thể gây ra các triệu chứng vì thời gian
tấn công của chúng có thể rất nhanh: 1 đến 6h đối với enterotoxin từ
Staphylococcus hoặc đốì với độc tổ' gây nôn từ B. cere us. Trái lại, sự
tân công của chứng ngộ độc thịt (botulism) sau khi ăn phải độc tố
thần kinh botulinum thường xuất hiện sau 12-36h, song các triệu
chứng đã xuâ't hiện ngay từ 6-8h hoặc muộn 1-2 tuần, sở dĩ sự tấn
công của chứng ngộ độc thịt do botulinum lâu hơn so với chứng ngộ
độc gây nôn do s.aureus và B. cereus là do, một mặt, độc tố
botuỉinum phải di chuyển qua rào chắn ruột rồi mới được máu vận
chuyển tới thần kinh để đi vào trong các dây thần kinh và tại đây nó
mới gây tác dụng proteolytic của mình đến các cơ chất (của) nơron.
Mặt khác, các độc tố được sản xuất ra trên đường vào ruột nên chưa
thiếL lập được trạng thái gây nhiễm. Ngoài ra, một sô" độc tố được
sản xua't ra ở dạng liên kết với tế bào ruột hoặc trong khi xâm nhập
vào trong các mê. Trong trường hợp hình thành enterotoxin bởi
c.perfringens và bởi B. cereus lại đo các cơ thể này không cần thiêt
lập nên một tình trạng gây nhiễm để moi độc tố ra nên thời gian ủ
bệnh nói chung ngắn hơn thời gian ủ bệnh của vật gây bệnh bằng
đường nhiễm khuẩn, ở trường hợp này, các triệu chứng điển hình
đã xuất hiện sau khi ăn là 10-18h so với 12 - 50h ở đa phần các vật
gây bệnh bằng đường nhiễm khuẩn.
10.4. CÁC BỆNH CÓ LIÊN QUAN VỚI ĂN UỐNG CÁC THựC PHẨM
BỊ NHIỄM KHUẨN
10.4.1. Chứng ngộ độc thịt (botulisme)
Vi khuẩn Clostridium sống trong đât, nước, trong ruột gia súc,
ruột cá, ruột người, trong thịt, rau quả nên thực phẩm dễ bị nhiễm trong

246
ĐỒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAto
quá trình sản xuất, chế biến. Đây là vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối, có nha
bào, chịu lạnh và cả chịu nhiệt độ cao.
Khi vi khuẩn xâm nhập vào thực phẩm ở điềuJkiện thuận lợLsẽ
pKất triển và sản sinh ra độc tô có têĩv4à- betulin (còn được gọi là
độc tố thịt). Độctó này có tính độc rất cao (độc gấp 7 lần độc tố uốn
ván), chịu được độ axit của dạ đày.vầ các enzym tiêu hóa. Các tế
bào của c . botuỉinum có thể bị phá hủy ở 80°c sau 30 phút nhưng
bảo tử lại xất bền. Bào tử chỉ bị phá hủy ở 100ồc sau 6h, 120^0 sau
20 phút. Bào tử vẫn có thể sông nhiều tháng ở. -điều-kiệĩv lạnh. Do
đặc tính kỵ khí nên c. botulinum sinh trưởng tốt trong đồ hộp và
sinh hơi làm phồng hộp. Nguồn thực phẩm gây ngộ độc botulin rất
khác nhau ở mỗi nước: ở Nga chủ yếu do cá, ở Đức do đồ ăn nguội/
ỏ Mỹ lại do đồ hộp rau quả.
Liều gây nhiễm .tối thiểu-của c botuỉinum là 104-105 đơn vị vi
khuân/ g thực phẩm.
Khi án thức ăn cỏ độc tố botulin, thòi gian ủ-hậnh và thàLgian
phật bệnh rật khác nhạu có thể từ vài .giừ.ilQẶC vải ngày tùy. -thuộc vào
lượng độc tố vào cơ thể.
Độc tố bọtulin tác động trự€ tiếp..đốx-ửiần kinhr làm
giảm sự điều, phối của mắt, nhìn một tìiànbjiai. Có thể gây liệtiiệ-tiiần
họàn, hệ hô hấp và tử vong.
B iệ n p h á p p h ò n g ngừ a
Biện phap phòng ngừa hữu hiệu là đảm bảo vệ sinh từ khâu
nguyên liệu tới khâu sản xuất, chế biến. Tuyệt đối tuân thủ chế độ
thanh trùng đồ hộp.
10.4.2. Nhiêm đôc do Staphylococcus
Vi khuẩn Staphylococcus aureus có mặt khắp nơi trong không
khí, nước niêm mạc: mũi, họng, bàn-tay (khoảng 50% số người khỏe
mạnh có mang, tụ cầu khuẩft-này). Trong môi trường thưc ăn, vi
khuẩn hoạt động và sinh ra độc tố enterotoxin. Đây là độc tố mạnh

Chương 10: ĐỘC TỈNH CỦA VI KHUẨN v à th ự c phẩm bị nhiễm k h u ẩ n 247
và lả nguyên nhân gây ngộ độc thức ăn. Tốc độ. phát triển vả khả
nặng sinh độc tô" của s. aueruS' phụ thuộc vào điều kiện môi .trường,
nhiệt độ, độ ẩm. Đây là loại vUdmẩn-hiếu-khí-tùy- tiện, chịtí-được
nộng_ đ_ộ.đường và muối.cao. Khi có sự cạnh tranh của các vikhuẩn
khác ..thi tụ cậu khuẩn này chi phát triển mả không sinh độc tố. Còn
trong mội trường cạnh tranh yếu như trong thức ăn đã nâu chín kỹ
thì tụ cầu khuẩn lại phát triển và sinh độc tố mạnh.
Vi khuẩn bị tiêu diệt ở 80-85°C sau 20-25 phút. Nhựng độc tố
tụ cầu khuẩn thì rất bền với nhiệt độ, các enzym phân giải protein,
chịu đựỢc môi trường axit. Để phá hủy độc tố này phải đun sôi ít
nhất2h.
Các-thực phẩm 4Ìễ-bỊ nhiễm4ụ-cầu khuẩn là sừâ/ thịt, cá và các sản
phẩrri của chúng. Chế độ. thạnh trùng trong chế biến có thể tiêu diệt
đựơc vi khuẩn s. auerụs nhưng khỏng .phá hủy đựỢc độc tô" của nó.
Liều gây nhiễm tối thịểu của s. auerus là 106 (ton vị vi khuẩn/ g
thực phẩm.
Các biểu hiên của ngộ độc đo độc tô" tu cầu khuẩn thường xuất
hiện sau khoảng từ l-6h vái các triệjLLX±Lứng phổ biến là đaiLbỊmg.jtịuặn/
nôn mửa dử dội, tiêu chảy. Có thể-đau đầu, mạch nhanh nhưng ít bị tử
vong. Bệnh sẽ khỏi sạu 1-2 ngày.
Biện pháp p h òng ngừa
Thực phârn bl nhiễm tụ cầu khuẩn thường không có biểu hiện
thay dổi các tính chật cảm quạn nên người sử dụng khó nhận biết. Vì
vậy các biện pháp phòng ngừa là rất quan trọng.
Thực hiện nghiêm ngặt các nguyện tắc đảm bảo vệ sinh trong
khâu sản xuât chê- biến và phân-phôi thực phẩm nóí chung, đặc biệt ỉà
các ỉoại thực phẩm giàu protein, các loại bánh nhiều cream, sữa.
Kiểm tra sức khỏe định kỳ cho người chế biến thực phẩm. Nhừng
người bị bệnh ngoài da, viêm họng, viêm mũi không được tiêp xúc trực
tiệp vói thực phẩm cho tới khi được xác định là khỏi bệnh.

248 Đồc TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
10.4.3. Nhiễm độc do Bacillus cereus
Vi khuẩn B. cereus có trong đất, không khí, là vi khuẩn hiếu khí,
sinh nha bào. Bào tử có thể chịu được nhiệt độ cao cũng như nhiệt độ
đóng băng. Trong thực phẩm vi khuẩn sinh độc tô và có thê gây ngộ
độc. Liều gây độc là 107-108 đơn vị vi khuẩn/g thực phẩm.
Sau khi ăn thực phẩm bị nhiễm độc tố, ữiệu chứng thường thấy là
đau bụng, tiêu chảy, choáng váng, suy nhược toàn thân.
Các loại thực phẩm hay bị nhiễm B. auerusìà ngũ cốc, gia vị, rau,
th ịt, c á , sữ a .
Biên pháp phòng ngừa
Biện pháp phòng ngừa ngộ độc do B. auerus là bảo đảm vệ sinh
trong sản xuất chế biến và bảo quản thực phẩm.
10.4.4. Nhiễm độc do Salmonella
Các dấu hiệu lâm sàng đầu tiên của bệnh này thường xulilLÌện từ
12 đen 24h sau khi ăn phải thực phẩm bị nhiễm khuẩn. Thời kỳ ủ bệnh
có thể ngắn hơn, 6 đến 12h haặc đài-hctev tôi 4 đến 7 J*gầy. Bệnh nhân
cảm thây đau bụng dữ dội, buồn nôn, nhức đầu, và run. Tiếp theo là các
cơn nôn mửa rồi phát tiêu chảy. Bệnh kèm theo sốt cao, đồỈ khi cồ biểu
hiện thần kinh (như..co cứng cơ, vận động co giật, ngủ gà ngủ gật) và bị
chứng ít nước tiểu. Bệnh tiện triển, khá nhanh sau vài ngày là khỏi.
Hiẽm khtxảy ra nguy, kịch.
Các vi khuẩn gây chứng nhiễm độc này thường là những vật
chủ ở đường tiêu hóa của động vật và người. Tất cả các loài
Salmonella đều có khả năng gây nhiễm độc thực phẩm song phổ biến là
s. tỵphim urium , s. newport, s. paratyphi B, s. panama, s. enteritidis,
S. montevideo, s. cỉublin, s. london, s. anatum, s. cholerae-suis,
s. minnesota, s. gallinarum.
Các Sa Im oneỉĩa thường, sảrusinh ra môt enterotxin €ỡ bản chât
lipopolysacarid von có khả năng tác động đến nhiều mô khác nhau, đến

Chương 10: ĐỘC TÍNH CỦA VI KHUẨN VÀ THỰC PHẨM bị NHlỄM k h u ẩ n 249
các chức năng của mô. Có điều là trong trựờng. hợp nhiễm độc thực
phẩm, chât độc.này chỉ có .vại trò khi nó được giải phóng vào trong.ruột
từnhững vi khuẩn sông và đang trong pha sinh sản. Quả vậy, khi .ăn
các bào. tử sống thì có thể sinh bệnh, song khi ăn vi khuẩn đã bị chết do
nhiệt hoặc khi ăn nước lọc từ cạnh trường vi khuẩn thì không bị ảnh
hưởng gì. Mặt khác người ta đã chứng minh rằng các triệu chứng nhiễm
độc do Sạĩmoneỉlạ chỉ xuất hiện khi hấp-thxumột lượng từ 1.1 o7 đến
L109 đơn vị vi .khuẩn.
Các thực phẩm động vật như trứng, thịt gia cầm và gia súc, sản
phẩm sữa, cá, tôm cua, nhuyễn thể (ít khi là sản phẩm thực vật) thường
là nguồn gốc củacác chứng bệnh này.
Như vậy, cơ chế gây độc xna ấ J.Gại vi -khuẩn: c. botulinum , s.
aureus, B. cereus, Salmoneỉỉa là chúng đềụ phát triển trong thực
phẩm đến rnột số lượng đủ lớn rồi mới sản sinh ra độc tô". Còn một
số vi khuẩn khác lại tiết ra độc tố ScỊU khi chúng đã xâm nhập và cư
trú trên bề mặt đường tiêu hóa. Điểruhình lầ vi khuẩn ETEC
(Enterotoxigenic E.coỉì) gậỵ . tịệu chạy cấp, và vi khuẩn Vibrio
chọlerae. cả hai độc tố từ hai vi khuẩn này đểu hoạt hóa enzym
ađenylcydase gậy tăng, tiết nựộc và đo, giảm hập thu na tri dẫn đến
tiêu chảy, m ật nước. Còn vi khuẩn EHEC (Enterohaemorrhagic E.
coh) 0157:H7 xâm nhập vào biểu mô, sản sinh độc tố làm hoại tử tế
bào, loét, chảy máu gây triệu chứng lị. E. coĩi 0157:H7 không những
gâỵ bệnh đựờng ruột nặng mà còn là nguyên nhân gây bệnh thận,
có thể gây tử vong, nhất là ở trẻ em.
Thông thường sau khi ăn thực phẩm bị nhiễm khuẩn với số lương
lớn khoảng m 6 -đơn vị vi khuẩn/ g đối với ETEC và Vibrio choỉerae
(riêng liều gây nhiễm của EHEC chỉ là 102 đơn vị vi khuẩn/ g) thì sẽ bị
ngộ độc đo nhiễm độc tố.
Biên ph áp ph òn g ngừa
Các vi khuẩn yừa nêu trên đều liên quan tới thực phẩm. Nguổn
gây ô nhiễm thực phẩm chủ yếu là từ nước thải, rác, phân, người chê

250 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
biến thực phẩm, đung cụ chẻ" biến thực phẩm. Vì vậy các biện pháp vệ
sinh môi trường nước, không khí, vệ sinh cá nhân, vệ sinh nhà xưởng
cần được tuân thủ nghiêm ngặt.

CHIÍ0MG 11
ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA
Cùng với sư phát triển về dân số, kinh tế và xã hội, cũng như về
khoa học và về công nghệ đòi hỏi các mặt hàng thực phẩm phải ngày
cảng dồi dào và phong phú về số lượng cũng như về chất lượng. Các
sản phẩm thưc phẩm phải có câu trúc, trạng thái và màu sắc đẹp, mùi
thơm hấp đẫn, dễ đàng vận chuyển, đồng thời phải giữ được tính chất
dinh dưỡng và cảm quan lâu dài. Đê? đáp ứng những yêu cầu trên trong
quá trình chế tác các hàng hóa thực phẩm người ta có thể bổ sung thêm
các chất phu gia. Vậy chất phụ gia thực phẩm lả những chất như thế
nảo?
uỷ ban Codex Thưc phẩm (Codex Alimentarius Commission)
1991 đã định nghĩa phu gia thực phẩm như sau:
"Chất phụ gia thực phẩm là chất mà bình thường không được tiêu
thụ như một thưc phẩm thưc thụ hoặc không được sử dụng như một
thành phần đặc trưng của một hàng hóa thực phẩm, có thể có hay
không có giá trị dinh dưỡng, được chủ định thêm vào thực phẩm nhằm
mục đích công nghệ (kể cả mục đích cảm quan), ở bất kỳ giai đoạn nào
của quá trình sản xuất: chuẩn bị, chế biến, xử lý, hoàn thiện, đóng gói,
vận chuyển hay cất giữ các sản phẩm thực phẩm ây, hoặc có thể mong
đợi nó hoặc các sản phẩm phụ của nó trở thành một thành phần đặc
trưng, nếu không cũng có ảnh hưởng đến những tính chất đặc trưng của
thưc phẩm đó."
Định nghĩa này không bao gồm các chất ô nhiễm hoặc các chất
được bổ sung vào nhằm duy ừì và cải biến tính chất đinh dưỡng. Tuy
nhiên việc xác đinh các chất phụ gia thực phẩm ỏ mỗi nước cũng khác
nhau. Chăng hạn, các chất dinh dưỡng ở một số nước được thừa nhận là
chất phụ gia, hoặc các chất diệt côn trùng sau thu hoạch cũng được coi
lả chât phụ gia. ở mỗi quốc gia, Luật Thực phẩm thường đửợc đặt trên
Codex thực phẩm.
11.1. ĐẠI CƯƠNG

252 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THựC PHẨM
11.2. PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA
Theo Collins - Williams (1983), hiện nay ước tính có từ 2000 -
20.000 chất phụ gia thực phẩm, bao gồm các chất bảo quản, chât làm
bền, chất làm dày, chất điều hòa, chất tạo màu, chất tạo mùi, chất tạo
ngọt và chât chông oxy hóa.
Bảng 11.1. Các chất phu gia thưc phẩm
Chất chống oxy hóa
Butylhyđroxyanisol (BHA)
Butylhyđroxytoluen (BHT)
Chất tạo ngọt
Aspartam
Sacarin
Siro glucose hydro hóa
Chất tạo mùi
ừans - Anetol
Benzylacetat
(+) Carvon và (-) carvon
Etylmetylphenolgluciđat
Chất làm dày
Etyl cellulose
Gôm caraya
Gôm tragacan
Chất tạo màu
Tartrazin
Erythrosin
Inđigotin
Chất phụ gia thực phẩm hỗn hợp
Monoamon octophosphat
Polyvinylpyrolidon không hòa
tan hay polyvinylpolypyroliđon
(PVPP)
Kali bromat
Axit L(+) tartaric, các muối
amon, canxi và magie của axit
Lrtartaric
Chat bảo quản
Benzoat/ Paraben
Sulfit

Chương 11: ĐỘC TÌNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 253
NaOOC
Na03s o * "
Tartrazin
NH
sc,
Axit sorbic Sacarin
Erythrosin
2Na+ H P
o
N—S
K 0 2
Kali acesulfam
c h2 - 0
HOOCCH5- C - C O N H - C - C O C H 3
I I I
n h2 h o
Aspartam
2Na
OH
^jC(CH3)3
OCH,
OH
C(CH3)3
OCH3
Hydroxyanisol butylat
FCF
OOH
Axit benzoic
OR
OH
Paraben
( C H ^ C ỵ £ ỵ C ( C H3)3
R: Me, Et, Pr, iso-Pr, Bu, iso-Bu
CH3
Hydroxytoluen butylat
Hình 11.1. Cấu trúc hóa học của một số chất phụ gia

Các chất phụ gia thực phẩm có thể phân loại như sau.
11.2.1. Phân loại theo tính chất công nghệ
11.2.1.1. Các chất bảo quản
Thường là các chất hóa học được bổ sung vào nhằm mục đích kéo
dài thời gian sử dụng của thực phẩm bằng cách ngăn chặn hay kìm hãm
sự phát triển của vi sinh vật. Các chất phụ gia tiêu biểu của nhóm này là
axit benzoic và các muôi Na, K, Ca của nó. Các este metylic, etylic và
propylic của axit parahydroxybenzoic; axit sorbic và các muối Na, K, Ca
của nó; nitrat và nitrit; lưu huỳnh dioxyt và các sulfit (Na, K, Ca).
Danh sách các chất bảo quản được phép sử đung ở Pháp (khoảng
29 chất):
- Axit sorbic và các muối Na, K, Ca của nó.
- Axit benzoic và các muôi Na, K, Ca của nó.
- Các este metylic, etylic và propylic của axit parahydroxybenzoic
và các dẫn xuất chứa Na của chúng.
- Anhyđriđ sulíurơ và toàn bộ các muối sulfit của Na, K, Ca.
- Diphenyl/ octophenyl phenol và muối Na của nó.
Thiabendazol, axit formic và các muôi Na vả Ca của nó và
hexametylen tetramin.
11.2.1.2. Các chất chông oxy hóa
Các chất này được bô’ sung vào nhằm mục đích ức chế hoặc làm
chậm quá trình ôi khét do sự oxy hóa chất béo có trong thực phẩm gây
ra (đặc biệt là dầu ăn). Một số chất được sử dụng để ngăn chặn quá
trình sẫm màu các loại rau và quả dưới tác đụng của enzym. Các chất
chông oxy hóa phản ứng theo phương thức của một "chất xúc tác âm" có
khả năng đình chỉ phản ứng trong chuỗi tự oxy hóa.
Danh sách các chất chống oxy hóa của Khối thị trường chung
Châu Au gồm có 14 chất, trong đó 5 chất là axit ascorbic và các đẫn xuất
của nó, 4 chất là tocopherol tự nhiên hay tổng hợp. cả 9 hợp chất này
254 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM

Chương 11\ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHU GIA 255
đều được ghi nhận là mang tính chất của vitamin, do đó là các chất dinh
dưỡng cần thiết. Ngược lại, 5 hợp chảt còn lại đều có bản chất phenol
đó là: propyl galat, octyl gaĩat/dođecyl galat, butylhyđroxylanisol
(BHA), butylhyđroxytoluen (BHT).
BHA là hỗn hợp của hai đồng phân. Cấu trúc hóa học của chúng
như sau:
ẸHA lả bột màu trắng, dễ tan trong glycerid và các dung môi hữu
cơ khác, không hòa tan trong nước, có mùi phenol- Hoạt tính của BHA
có thể bị mất đi ở nhiệt độ cao (nướng hoặc sây). BHA tác đụng với kim
loại kiềm cho sản phẩm màu hồng.
BHA có thể được hấp thụ qua thành ruột non và có thể tồn tại
trong mô bào và có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất của người
và động vật
BHA ít độc. Ở người/ với liều lượng 50 -flOO mg/kg thể trọng
được chuyên sang dạng glucưronit hay sulfat và thải ra ngoài trong
nước tiểu, ở chuột/ liều lượng gây chết là LD50 = 2000mg/kg thể ữọng.
• BH Tcó cấu trúc hóa học như sau:
BHT là bột màu trắng, tan ữong glyceriđ, không tan trong nước.
BHT có hoạt tính kém bơn BHA, nhưng lại bền nhiệt hơn. BHT được
hâp thu qua thành ruột/ qua quá trình trao đôi chât chung chúng được
đưa ra ngoài cùng với phân và nước tiểu. BHT ít độc. ơ người, với liêu
OH OH
OCH; OCH;
3-Tetrabutyl - 4 - hydroxyanisol 2-Tetrabutyl - 4 - hydroxyanisol
OH
CH

256 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
lượng 50 mg/kg thể trọng không làm ảnh hưỏng tới sức khỏe, ơ chuột,
liều lượng gây chết là LD50 = 1000 mg/kg thể trọng.
• Các hơp chấtgãlat
Các propyl galat là este n - propyl của axit 3,4,5 -
trihydroxybenzoic hay axit galic. cấu trúc hóa học của chúng như sau:
Propyl galat kém chịu nhiệt/ tan trong nước và ít tan trong chất béo,
do đó chúng được ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Propyl galat được
hấp thụ qua đường tiêu hóa và được chuyển thành axit 4 - octometyl galic
và được thải ra ngoài theo nước tiểu. Propyl galat cũng ít độc. ơ chuột, liều
lượng gây chêt là LD^ = 1700-3800 mg/kg thể ữọng. Các thí nghiệm ở liều
lượng thấp 0,117% không thấy có biểu hiện độc, nhưng khi tới 2,5% thì sẽ
xuất hiện rối loạn một số' chức năng ở động vật.
• TBHQ (tert - btítylhyđroquinon) có cấu trúc hóa học như sau:
TBHQ tan tôt trong dầu béo (10%), nhưng ít tan trong nước (1%)-
TBHQ cũng được hâp thụ qua đường ruột và tham gia vào quá trình
trao đổi chất, cuối cùng được thải ra ngoài cùng nước tiểu. TBHQ ít độc.
Ở chuột, liều lượng gây chết là LD50 = 700 -1000 mg/kg thể trọng.
Tocopherol có câu trúc hóa học như sau:
OH OH OH
ỐOO(CH2)2CH3 COO(CHz)11CH COCKCH^CH
Propyl galat Dodecyl galat Octy! galat
OH
c h3

Chương 11: ĐỘC TỈNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 257
Các đồng phân của tocopherol đều có nhánh bên giống nhau. Sự
khác nhau giữa chúng là do số lượng và vị trí của nhóm rrìetyl trong
vòng benzopyran (dạng beta, gamma, delta). Trong đó a - tocopherol
có họat tính sinh học cao nhất. Các tocopherol thường không độc. Tuy
nhiên nếu sử dụng thường xuyên với liều lượng 1000 UI/ngày sẽ xuất
hiện triệu ch ling của các bệnh đường ruột, viêm a, mệt mỏi.
11.2.1.3. Các chất tạo nhũ, chất ổn định và chất tạo cấu trúc
9 * a 9
Các chât này có tác dụng cải thiện tính đồng nhất, tính ổn định và
cấu trúc của nhiều sản phẩm thưc phẩm. Đó là các mono- và điglyxeriđ,
các este của đường với các axit béo, lecithin, các dạng muôi phosphat,
tình bột biến tính, citrat vả natri gỉuconat, agar, axit alginic và muối của
nó, gôm thực vật và các dẫn xuất của cellulose.
• Afono - vả đigỉỵceriđcó câu trúc hóa học như sau:
h o-c h2 h o-c h2 o
I i n
HO— CH Ọ H 0 - 0 - C - ( C H A 8- C H 3
I II i
H2ỏ - 0 - C - (CH^fi—CH3 H2C - o - c - (CH2)16-CH3
O
Mono glycerid Diglycerid
Ọ Ọ
y II
R1- C - 0—CH2 R - C - o —CH2
r2-c- 0 -c h o r2-c- ° -c h 0
0 H2c - o - p - o - c h 2- c h 2n(CH3Í3 ° H 2C o P—o c h 2—CH2NHj
Ẳ* ° *
Phosphatidylcholìn Phosphatidyl etanolamin
• Lecithin là danh từ sử dụng để chỉ cả phosphatidylcholùì và hỗn
hợp của phospholipid. Câu trúc hóa học Cua chúng như sau:
o
R, c o ỌH 2 |_ị |_|
■ V ị- O C H Ọ H > 0 ^
0 H2ò - 0 P '0 Ỵă
_________T
o- °H
Phosphatidyl inositol

258
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
ữong đó và R2 là các axit béo.
Các chất này thường liên quan với sự thay đổi câu trúc của sản
phẩm thực phẩm:
- Tác nhân tạo nhũ và tác nhân ổn định được bổ sung vào sản
phẩm thực phẩm cho phép thực hiện hay duy trì sự phân bố đồng đều
hai hay nhiều pha không hòa tan.
- Tác nhân tạo đặc được bổ sung vào sản phẩm thực phẩm lảm
tăng độ nhớt của nó.
- Tác nhân tạo dẻo được sử đung để tăng cường độ chắc của gel.
Hiện nay có khoảng 38 chất hay nhóm chất được sử dụng dưới các
tên khác nhau, về phương diện hóa học người ta có thể phân loại:
- Các chất polyosid như là alginat, gôm, pectin, cellulose, và các
dẫn xuất của nó.
- Các chất lưỡng tính chứa trong phân tử ít nhất một phần lipiđ:
lecithin, muối axit béo, mono- và điglyxerit, este của mono- và
diglycerid, este đường, glycerid đường, dẫn xuất stearoyl ...
- Các chât khoáng như muối của axit orthophosphoric, các
điphosphat, triphosphat và các polyphosphat.
- Các chât hữu cơ có chứa nhiều chức rượu như sorbitol, manitol,
glycerol.
Vê độc tính, các chât này không có một điểm chung nào và tính
độc không tuân theo một trật tự nào.
11.2.1.4. Các chất màu
Cac chât nay co tac dụng làm tăng chât lương thị giác của thưc
phẩm. Chúng là các chất màu tự nhiên được tách chiết từ thực vật hay là
những chất màu tổng hợp.
a) Các chất màu từ nhiên
Các chất màu tự nhiên phổ biến nhất là antocyan, caroten,
chlorophil.

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHU GIA 259
Các chất màu tự nhiên không được bền như các chất màu tổng
hợp và chúng có mùi vị gần giống với nguồn tự nhiên của chúng.
Thành phần của các chất màu tách chiết từ cùng một nguồn tự nhiên
phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tô' địa lý và khí hậu.
• Antocỵan
Là các chất có màu đỏ đậm và màu xanh. Trong câu trúc hóa học
của antocyan có chứa vòng benzopyran dễ dàng bị ion hóa nên độ
bền màu phụ thuộc nhiều vào pH của môi trường: chúng bền màu
ở pH 3,5 và nhạt màu đi ở pH 4/5. Antocyan có thể bị mát màu khi
có mặt của axitamin, hoặc có thẻ bị oxy hóa khi có mặt của axit
ascorbic. Antocyan có nhiều trong các loại rau, quả và hoa. Hiện
nay người ta đã tìm được 140 loại antocyan khác nhau.
• Carotenoiđ
Là chất có màu vàng/ vàng da cam và màu đỏ. Chúng gồm những
hợp chất carotenoiđ và các dẫn xuất oxy của chúng. Carotenoid có
nhiều trong tế bào thực vật như ca rốt, cà chua đỏ, hạt ngô... Hiện
nay người ta đã biết đến 200 loại carotenoid tự nhiên khác nhau.
• C hỉorophil
Chlorophil có màu xanh. Trong các phần xanh của cây chlorophil
không những cho màu xanh mà còn che mờ các chât màu khác.
Chlorophil có trong tổ chức đặc biệt, phân tán ở trong nguyên sinh
chất, gọi là lục lạp hoặc hạt diệp lục. Hàm lượng chlorophil trong
cây xanh chiếm khoảng 1 % chất khô. Chúng tồn tại ở 4 dạng a, b, c
và đ, nhưng trong thực vật chúng chỉ tồn tại ở hai dạng: dạng a có
công thức là C55H720 5N4Mg và dạng b có công thức C55H70O6N4Mg
có màu nhạt hơn chỉorophil a. Tỷ lệ chlorophil a và chlorophil b
trong thưc vật khoảng 3:1.
b) Các chất màu tống hợp
Các chất màu tổng hợp có nhiều tính chất khác nhau. Theo thông
kê của Ưỷ ban hỗn hợp ONĨS - FAO có khoảng 160 -180 loại phẩm màu

260
ĐÔC Tỗ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hữu cơ tổng hợp đang được sử dụng trên thế giới. Các loại phẩm màu
này được chia làm ba nhóm:
- Nhóm A: Gồm các chất màu không mang tính độc và gây ngộ
độc tích lũy: amarant, vảng Mặt trời, tartazin...
- Nhóm B: Gồm 5 loại màu đòi hỏi phải được nghiến cứu kỹ trước khi
có quyết định sử dụng: p - caroten, xanh, erythrosin, inđigotin, xanh lục.
- Nhóm C: Gồm tất cả các loại màu hữu cơ tổng hợp khác, chưa
được nghiên cứu kỹ hoặc các nghiên cứu chưa rõ ràng.
Khi lựa chọn bổ sung vào thực phẩm, cho đù chất màu hữu cơ
tổng hợp thuộc nhóm nào cũng phải tuân theo các yêu cầu sau đây:
- Không có tính độc.
- Không gây ung thư.
- Các sản phẩm chuyển hóa (nếu có) của các chất màu phải không
có tính độc.
- Phải có tính đồng nhất cao: Chứa trên 60% phẩm màu nguyên
chất, còn lại là những chất không độc.
- Không được chứa các tạp chất sau:
* Crom, selen, uran.
* Một số' chất thuộc nhóm hydrocacbon thơm.
* Thủy ngân, cađmi.
* Arsen, chì và các kim loại nặng.
Một điều cần lưu ý là các chít màu được sử dụng thường không
gây ngộ độc cấp tính. Độc tính được hình thành đo quá trình tích lũy.
Do đó, việc xác định độc tính của chúng tốn rất nhiều công sức.
Ngày 1/1/1977, các nước thuộc Khối thị trường chung Châu Âu
đưa ra danh sách 29 chât màu được phép sử dụng trong đó 18 chất được
sử dụng đăc biệt phổ biến.
ì° Liều lượn8 cho PhéP sử dụng hiện nay đối với một số chất là (tính
theo mg/kg thể trọng):

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 261
Curcumin 0,1 Azorubin 2,0
Đỏ rệp 0,15 Vàng a cam 2,5
Lactoflavin 0,50 Erythrosin 2,5
Xanh lam 2/5
Vàng quinolein 0,75 Xanh axit bóng 5,0
Amarant 0,75 Inđigotin 5,0
Đen bóng 0,75 Cardenoit 5,0
11.2.1.5. Các chất thơm và các chất tạo v ị
Đây là nhóm chất quan trọng nhất trong số các chất phụ gia. Tuy
nhiên, các chất thơm sử dụng với liều lượng rất thấp. Chúng có thể là
sản phẩm tổng hợp (chủ yếu ỉà các este, anđehyđ, ceton) hay là những
chất tư nhiên (oleoresin, chất chiết thực vật và tinh dầu).
Thành phần chính xác của một chất thơm thường không được biêt
rõ. Không có liều lượng hấp thu giới hạn hàng ngày đối với chât thơm
tự nhiên. Hàm lượng chất thơm ân định trong sản phẩm cuôì cùng
thường bỏ ngỏ. Ghi chú chất thơm tư nhiên hay nhân tạo trên nhãn mác
không được tôn trọng và thông tin thường không đầy đủ. Các chât tạo
vị như mì chính làm tăng hương vị của thực phẩm.
11.2.1.6. Các chất đường nhân tạo
Các chất này có vị ngọt đậm, nhưng không mang hoặc mang lại
rất ít năng lượng. Những chất này rất có ích đốỉ với những người bị
bệnh tiểu đường và thích vị ngọt nhưng không muôn phải hâp thụ
nhiều năng lượng. Các chất quen thuộc nhất là sacarin, aspartam và
cyclamat.
• Cyclamat
Mặc dù cyclamat không ngọt bằng sacarin, song các dãn xuât cua
axit cylamic (cylamat của natri, canxi) thường được đùng kêt hợp
với sacarin để che đi vị đắng của sacarin.

262
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Thông thường việc tổng hợp ra axit cyclohexylsulfamic được thực
hiện thông qua sự sulfua hóa chất cyclohexylamin. Do đó các tạp chất
liên quan với quá trình chế tác này chủ yếu là cyclohexylamin và các
chất dạng vết như đicyclohexylamin và anilin.
Cyclamat sau khi qua hàng rào của đường tiêu hóa thì được bài
tiết ra ngoài bằng đường tiểu tiện (lưu ý rằng axit cyclamic và muối của
chúng đều rất hòa tan trong nước). Bằng chứng là ò phần lớn các động
vật thí nghiệm, người ta đã phát hiện thây trong nước tiêu có chứa
nhiều chất cyclohexylamin (Asahina, 1972) và các chất ở dạng vêt là
cyclohexanol và xyclohexanon. Sư chuyển hóa này thường xảy ra ồ
đường tiêu hóa dưới tác dụng của hệ vi sinh vật đường ruột.
ở người, sự chuyển đổi cyclamat thành cyclohexyiamin thay đổi
theo từng người. Nói chung, ỏ đa số người sự chuyển đổi này là rất
thâp. Khoảng 10% đến 30% số người có khả năng chuyên hóa được
cyclamat thành cyclohexylamin và tỷ lệ chuyển hóa thường thấp hơn
10%. ơ một số người, tỷ lệ chuyên hóa có thể cao hơn 50%. Người ta cho
thấy chỉ có 40% cyclamat là được hấp thụ (có nghĩa là lượng này không
được chuyển hóa thành cyclohexylamin)và 30% là tỷ lệ chuyển hóa của
cyclamat không được hấp thu.
Nếu coi liều không gây độc của cyclohexylamin là 100 mg/kg, hệ
số an toàn là 100 và chỉ có 30% cyclamat không được hấp thụ mới bị
chuyên hóa thì liều lượng chấp nhận hàng ngày của cyclamat là 0-
llm g/kg thể trọng.
• Sacarìn (1,2 - benzisothiãzolin-3-on- 1, 1 -đioxyđ) là chât tạo
ngọt được sử dụng lâu đời nhất.
Sacarin là một axit yếu, có độ hòa tan là lg trong 290 ml nước.
Sacarm bán trên thị trường thường là dạng muối naữi, kali hay caụxi.
Sacarin tinh khiết có độ ngọt gấp 700 lần độ ngọt của sacarose. Song
sacarin thương phẩm chỉ có độ ngọt gấp 300-500 lần độ ngọt của
sacarose. Sacarin thường có hậu vị đắng là đo có mặt tạp chất. Tạp chất
trong sacarin chủ yếu là orthotoluensulfonamid.

Chương ỉ ỉ : ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 263
ơ động vật, sacarin được hấp thụ nhanh chóng bởi đường tiêu
hóa rồi được thải bỏ đúng như thế vào trong nước tiểu. Bằng chứng là
người ta nhận thây gần như toán bộ liều lựợng đưa vảo đều được thải
bỏ dưới dạng không biên đổi trong nước tiểu của chó và chuột thí
nghiệm. Có thể nói sacarin được xử lý như một phân tử hoàn toàn xa lạ
đối với cơ thể mà nó đi qua, do đó nó được thải ra ngoài bằng đường
nước tiểu.
Các nghiên cứu ở người cho thấy sacarin không được trao đổi
chất. Nhiều công trình nghiên cứu về độc tính của sacarin đều định
hướng vào khả năng gây cảm ứng các khối u ở bọng đái của chất ngọt
này.
Các nghiên cứu về độc tính mạn của sacarin thường được xếp làm
hai nhóm lớn: các nghiên cứu được thưc hiện trên một thế hệ và các
nghiên cứu được thưc hiện trên nhiều thế hệ (một số nghiên cứu đã
được tiến hành sau khi đưa các chế phẩm có sacarin vào trong bọng
đái).
Các nghiên cứu trên một thế hệ đều không chứng tỏ có sự tăng các
khối u ở bọng đái.
Các nghiên cứu trên nhiều thê hệ, tiến hành trên chuột với liều
lượng sacarin 5% trong chế độ ăn, cho thấy hậu quả các khối u ác tính ở
bọng đái của chuột đực thế hệ F2 là không đáng kể.
Tuy nhiên những nghiên cứu này cùng với những điều tra về địch
tễ học đều chứng tỏ rằng chất ngọt tổng hợp này không tham dự vào
nguy cơ ung thư bọng đái ở người.
Năm 1980 ủy ban Khoa học Thực phẩm Châu Âu đã đưa ra liều
lương chấp nhận hàng ngày của sacarin là 2,5mg/kg.
Cho đến nay, mặc đù tất cả nghiên cứu đều chứng tỏ sacarin
thương phẩm không có tác dụng gây đột biến, nhưng ở Mỹ người ta
khuyên nên sử đụng chất ngọt này một cách .thận trọng đôi với trẻ em
và phụ nữ có thai.

264
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
• Aspartam
Aspartam là một dipeptiđ được tạo nên từ axit L-aspartic và este
metylic của z^phenylalanin. Độ ngọt của aspartam gấp 200 lân độ
ngọt của sacarose.
Tạp chất liên quan tới quá trình chế tác ra chât ngọt này là
dicetopiperazin (2%).
Khi được hấp thu, aspartam bị phân ly thành các hợp phần axit
amin ban đầu. Độ hòa tan của aspartam phụ thuộc vào pH và nhiệt độ.
ở điểm đẳng điện (pH 5,2), aspartam hòa tan kém nhất. Trong dung
dịch, liên kết este trong aspartam có thể bị thủy phân, do đó độ ngọt của
aspartam bị giảm xuống, ơ trạng thái khô, độ ẩm dưới 8% và ở nhiệt độ
phòng, aspartam có thể bền trong nhiều năm.
Hiện nay, aspartam được phép sử đụng ỏ nhiều quốc gia (khoảng
100 nước). Liều lượng cho phép không gây tác dụng độc là 4g/kg thê
trọng đối với aspartam và 700mg/kg thể trọng đốỉ với tạp chât
dicetopiperazin. Do đó, liều lượng chấp nhận hàng ngày được thiêt lập
tương ứng là 40mg/kg và 7,5mg/kg thể trọng (40 mg/kg aspartam có
độ ngọt tương đương với hàng trăm gam sacarose).
Thông thường việc cung cấp aspartam là cung cấp thêm axit
aspartic và phenylalanin cho cơ thể. Với axit aspatic, có thể sẽ phảỉ dùng
các phản ứng chuyên amin để chuyên hóa nhanh axit này. Riêng việc
cung cấp thêm phenylalanin sẽ làm tăng lượng axit phenylpyruvic
trong nước tiêu của những người bị bệnh phenylceto - niệu do thiếu
bẩm sinh enzym phenylalanin-hyđroxylase. Do vậy, aspartam được coi
là sản phẩm cấm dùng đối với các bệnh nhân này.
11.2.1.7- Các chất dinh dưỡng như vitam in, chất khoáng và các B X Ì t
amin không thay th ế
Các chât này được sư dụng với muc đích công nghê, nhưng chủng
cũng có thể có một giá trị dinh dưỡng nhất định. Ví dụ, riboflavin vừa là
chất màu vừa là một vitamin.

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 265
11.2.1.8. Các chất protein được sửdụng làm chất phụ gia
Gần đây người ta mới phát triển việc sử dụng protein thực phẩm
bổ sung vào thức ăn do các đặc tính lý thú của nó, như lysozym tách
chiết từ lòng trắng trứng được sử dụng làm tác nhân bảo quản, chất sát
trùng trong một số thực phẩm. Hiện nay trong khoảng 50 loại thực
phẩm ở Nhật Bản, hàm lượng lysozym có thể đạt tới tỷ lệ lmg/100g.
Với phomat, lysozym còn được sử dung với liều lượng cao hơn.
sản phẩm thươngmại Simplesse được bán tại nhiều nước ở Châu
Âu, Nhật Bản và Ausữâylia. sản phẩm này là một hỗn hợp của protein
biến tính lactoserum và trứng, sản phẩm có tác dung làm đông tụ protein
thành các phần tử rất n h ỏ 0,1 - 0,3 ỊẦ m. N hờ đó tạo độ chắc chắn của chất
béo và tạo vị. Simplesse được sử dung trong nhiều món ăn tráng miệng
được làm từ crem, mayonais và các nước sốt cà chua. Do đó, chất phu gia
này tạo ra nguy cơ của sự dị ứng với trứng và sữa.
11.2.1.9. Các chất khác
• Các chât điều chỉnh độ axit (các chất axit hay base) được bổ sung
vào để điều chỉnh pH của nước uông và các chất bảo quản rau quả.
• Các chất chống đông tụ (muối, đường...) được bổ sung vào để
duy trì tính lỏng của dịch.
• Các tác nhân chống tạo bọt.
• Các tác nhân xử lý nhằm làm tăng khả năng nở của bột mì.
• Các chất dùng cho sản xuất kem.
• Các chất đẩy.
• Các tác nhân nở.
11.2.2. Phân loại theo cấu trúc hóa học và độc tính
Theo cách phân loại náy các chât phu gia được chia làm ba nhóm sau:
- Nhóm A là các chất có tính độc yêu, bao gồm 9 nhóm phân tư:
hyđrocacbon no mạch thẳng, đường và các polysaccariđ, mỡ và các axit

266 ĐÒC TỐ HỌC VẢ AN TOÀN THỰC PHẨM
béo, kể cả muối hữu cơ hay vô cơ của chúng, các muối hữu cơ của kim
loại kiềm (Na, K) và kim loại kiềm thổ (Mg, Ca).
- Nhóm B là các chất phụ gia có chứa các nhóm chức mang độc
tính cao. Có khoảng 52 dạng phân tử được xếp vào nhóm này: chúng
thường chứa nguyên tử halogen (không kể muôi), các hệ thống dị vòng
ở 3 vị trí và các a~\ p - lacton không bão hòa.
- Nhóm c là các chất phụ gia có độc tính trung gian giữa hai nhóm ữên.
Tổ chức Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm của Mỹ , đã thiết lập
một kiểu tiêu chuẩn dựa trên cơ sở xếp loại "mức độ phỏng vấn”, đê xác
định những nghiên cứu độc tố cần phải tiến hành (FDA, 1982a).
"Mức độ phỏng vấn" được xác định trên cơ sở câu trúc của chất
phụ gia và nồng độ của nó trong thưc phẩm. Mối quan hệ này được thể
hiện trong bảng 11.2.
Bâng 11.2
Câu trúc hóa
hoc
•
M ức độ phỏng vấn
I // ///
A <0/05 ppm > 0,05 ppm > 1,0 ppm
B <0,025 ppm> 0,025 ppm>ơ,5 ppm
c <0/0125 ppm>0,0125 ppm > 0,25 ppm
• Trong đó các phân tử được xếp vào mức độ phỏng vấn I cần
tiến hành các nghiên cứu sau:
- Một bộ thư nghiệm đê xác định khả năng gây ung thư tiềm ẩn
- Nghiên cứu nhiều liều lượng khác nhau trên chuột trong thời
gian 28 ngày hoặc dài hơn.
Nếu một trong hai nghiên cứu ữên cho kết quả dương tính thì tiến
hành nghiên cứu vể khả năng gây ung thư trong khoảng thời gian dài ở
chuột và (hoặc) nghiên cứu khả năng gây ung thư mãn tính ở chuột với
liều lượng chưa nhận thấy dấu hiệu độc để có kết luận đúng.

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 267
Nếu cả hai nghiên cứu cho kết quả âm tính và các kết quả nghiên
cứu nhận được với nhiều liều lượng ở một loài khổng phải chuột, cũng
như các phép thử về khả năng sinh sản là âm tính thì không cần tiến
hành các nghiên cứu bổ sung. Trong trường hợp các kết quả này là
dương tính thì phải tiến hành các nghiên cứu bổ sung.
• Đối với các phân tử được xếp ở mức II và III đòi hỏi phải tiến
hảnh các nghiên cứu bổ sung ngay từ đầu và sâu sắc hơn. Với
các phân tử được xếp ở cả hai mức trên đều phải tiến hành
nghiên cứu khả năng sinh sản trên hai thếhệ.
• Đối với các chất ỏ mức III, nếu những phép thử về khả năng
gây ung thư cho kết quả dương tính thì phải tiến hành nghiên
cứu khả năng gây ung thư trong thời gian đài trên hai loài động
vật. Trong trường hợp kết quả âm tính, các nghiên cứu này vẫn
cần được đặt ra nhưng ít khẩn cấp.
113. TÁC DỤNG ĐỘC CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA
11.3.1. Độc tính của các chất bảo quản
ở đây chúng ta sẽ đi sâu về hai nhóm phụ gia là axit sorbic và
sorbat; anhyđriđ sulíurơ và sulfit.
11.3.1.1. A x it sorbic vàsorbat
Axit sorbic là một axit béo 6 nguyên tử cacbon và 2 liên kêt đôi.
Đây là axit trans, Ếr<3/2s-hexađien-2-4-oic. Các muối natri và kali của nó
cũng có thể được sử dụng làm chât phụ gia thực phẩm. Chúng lả các
chât dễ hòa tan trong nước hơn axit sorbic, nhưng muối natri rât hút âm
và ít Ổn định hơn muốỉ kali. Do đó, thường ít được sử dụng.
Nghiên cứu hồ sơ về độc tính của axit sorbic và các muối của nó, ủy
ban Chat phụ gia của Trung tâm Đào tạo và Nghiên cứu Quốc gia về Dinh
dưỡng và Thực phẩm Pháp (CNERNA) (1983) đã đưa ra các kết luận sau:
- Axit sorbic bổ sung vào thưc phẩm được con người hâp thụ vừa
đưới dạng ban đầu vừa dưới dạng sau chuyển hóa bởi các vi sinh vật,
chủ yếu là nấm môc và vi khuẩn.

268
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Chuyển hóa axit sorbic ở động vật bậc cao chủ yếu bằng con đường
oxy hóa, như p - oxy hóa. Lượng axit sorbic được đưa vào cơ thể hàng ngày
dường như thấp hơn nhiều so với khả năng oxy hóa của cơ thẻ.
- Độc tính cấp của axit sorbic và các muối của nó thường thâp và
không thể hiện khả năng gây ung thư trong thời gian dài ìn vivo. Khi
hấp thụ một lượng lớn axit sorbic sẽ gây ra sự nở to của gan và thận.
Trong một số trường hợp ở động vật thí nghiệm sự nở to còn kèm theo
sự biến đổi về mặt mô học của các cơ quan này.
Trên cơ sở các số liệu nhận được trong quá trình thực hiện lâu đài,
ủy ban Chất phụ gia của CNERNA đưa ra liều lượng không có tác hại
là 750 mg/kg thể trọng /ngày và liều lượng cho phép hấp thu háng
ngày là 7,5mg/kg thể trọng.
- Sản phẩm chuyển hóa của axit sorbic trong thưc phẩm được bổ
sung là vân đề rất đáng được quan tâm. Axit sorbic không phân ỉy có
thể phản ứng với các axit có mặt trong thực phẩm bằng một phản ứng
cộng, đặc biệt là phản ứng với axit nitrơ (HN02) và với các sulfit. Trong
ưường hợp này, người tiêu thụ không thể hâp thụ axit sorbic, mà còn cả
các sản phâm cộng tinh này nữa. về mặt này, nhiều nghiên cứu chủ yêu
nhằm vào khả năng gây độc gen của chúng.
Kêt qua nghiên cứu so sánh khả năng gây độc gen của axit sorbic
và muối natri hoặc kali của nó bởi Hasegama và cộng sư (1984) cho
thây:
Axit sorbic và muốỉ kali của nó chỉ gây ra những lệch lạc ở nhiễm
sắc thể khi ở nồng độ rất cao. Trong khi đó, muối natri của axit sorbic
biểu hiện một tác động rõ nét hơn nhiều, cho dù khả năng gây độc gen
của nó không nổi bật như các sản phẩm rất hoạt động như N-metyl-N'-
nitro-N-nitrosoguaniđin. Từ các kết quả này cho phép khảng định rằng
natri sorbat là chất có khả năng gây ung thư. Do đó phải tiến hành
nghiên cứu độc tính trường diễn in vỉvo đối với chất này. Khả năng gây
độc gen của natri sorbat có thể do sự phân hủy nhanh của nó trong tế
bào hoặc trong môi trường nuôi cấy, cùng có nghĩa là do chính các sản

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 269
phẩm oxy hóa trung gian của axit sorbic hoặc là do các peroxyđ được tạo
thành trong quá trình oxy hóa này.
Vân đề đặt ra là khả năng gây độc không phải chỉ do lượng chất
phụ gia đó, mả còn do các sản phẩm chuyên hóa của nó. Vì vậy, phải
nghiên cứu tác dụng độc của các sản phẩm phản ứng giữa axit sorbic với
nitrit hay với sulfit có mặt đồng thời trong thực phẩm.
Thực vậy, ngay từ năm 1974, Kaa đã chứng minh tác động đột
biến gen của axit etylnitrolic và của l/4“tliniữo-2-metylpyrol/ vốn là hai
sản phẩm phản ứng giữa axit sorbic với nitrit trong điều kiện đặc biệt
Sau này Khoudokormoff và cộng sư (1978) đã chứng minh được khả
năng gây đột biến gen của các sản phẩm phản ứng giữa axit sorbic và
nitrit trong điều kiện thường về pH và nồng độ axit sorbic vào khoảng
100 - 1000 ppm, còn nồng độ nitrit gần với nồng độ mà người ta có thể
gặp trong các sản phẩm thực phẩm được xử lý bằng axit sorbic.
Tóm lại
- Do tính không bền và lợi ích công nghệ thấp của natri sorbat nên
người ta khuyên không nên sử dụng chúng làm chất phụ gia bảo quản.
- Không sử dung đồng thời trong cùng một thực phẩm axit sorbic
và sulfit hay nitrit làm chất phụ gia.
11-3.1.2. A nhydríd sulfuro và s u lfit
Anhyđrid sulíurơ là chất đầu tiên của một họ các tác nhân bảo
quản: natri sulfit, natri bisulfit, kali disulfit, canxi disulfit, canxi sulfit.
Tác đụng chống vi sinh vật của S02 chủ yếu là do khả năng kìm
hãm mạnh đến các enzym có chứa nhóm -SH và khả năng liên kết với
các chức anđehyt của đường. Phạm vi sử dụng của anhyđriđ sulíurơ và
các sulfit rất lớn: chúng được phép sử dụng để bảo quản các quả khô,
qụả nguyên liệu để sản xuất mứt, bia, nước quả, nước quả cô đặc, rượu
vang... Trong thực tế, để giữ rau tươi lâu không bị hỏng do vi sinh vật,
không bị sẫm màu hóa học hay sẫm màu enzym, người ta thường
nhúng rau vào đung dịch sulfit trước khi để ráo.

270 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
a) Đánh giá việc sử dụng svảíii
Sulfit đi vào cơ thể người từ nhiều nguồn: không khí, dư lượng
của thuốc trừ sâu, hoặc chúng được đưa vào thực phẩm với vai trò chất
phụ gia bảo quản. Sulfit thường tồn tại trong các thực phẩm dưới ba
dạng: sulfit tự do, sulfit liên kết thuận nghịch, sulfit liên kết bền vững.
Vấn đề đặt ra là người ta chỉ có thể đánh giá độc tính trên cơ sở sulfit tự
đo và sulíit liên kết thuận nghịch.
ở Mỹ, lượng S02 tiêu thụ tối đa hàng ngày vào khoảng 180 mg
đương lượng/ đầu người (tức 3mg/kg thể trọng/ngày) trung bình vào
khoảng lOmg/ngày/người (O^mg/kg thể trọng/ ngày), ơ Pháp, ở bộ
phận dân chúng sử dụng vang giàu sulfit thì con sô' này còn cao hơn.
b) Đôc tính của sulfit
Các nghiên cứu độc tính cấp diễn và trường diễn của sulfit cho
thây sulfit có thể phân hủy vitamin Bị của thực phẩm, do đó dẫn tới
triệu chứng thiếu vitamin B}. Lượng S02 đi vào cơ thể từ nước uông với
lượng từ 29 - 40 mg S02/kg thể trọng/ ngày tới 190 mg S02/ kg thể
trọng/ ngày không có ảnh hưởng đáng kể tới tốc độ sinh trưởng, sự
sinh sản, huyết học, mô học.
Các thử nghiệm được Til và cộng sự thực hiện vào năm 1972 cho thấy
không có bất cứ ảnh hưởng độc nào ở lợn với liều lượng 42 - 179 mg/kg thê
trọng/ ngày và ở chuột với liều lượng 72 mg/kg thể trọng/ ngày.
Vào năm 1974, JECFA đã ấn đinh liều lượng hấp thu sulfit hàng
ngày là 0,7mg S02/ kg thể ữọng/ ngày. Năm 1976, ủy ban Phụ trách
Kiểm tra các chất (General Recognized as safe - GRAS) của Châu Mỹ đã
kêt luận liều lượng 30 -100 mg S02/ kg thể trọng/ ngày không có ảnh
hưởng tới sức khỏe.
Con đường chuyên hóa chủ yếu của sulfit là oxy hóa chúng thành
sulfat. Phan ứng này được xúc tác bỏi enzym sulfit oxydase (hay sulfit
deshy đr ogenase, E.c.l .8.2.1). Enzym nguồn ty thể này thường có mặt
trong nhiêu tô chức ơ loài có vú, đặc biệt là trong gan, trong tim và
trong thận. Enzym này khá hoạt động trong gan của nhiều loài như

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 271
chuột, chó, bò, khỉ và người. Kết quả cho thấy hoạt độ của sulfit
oxydase ở người chỉ bằng 5-10% so với ở chuột.
Sự có mặt lâu đài của sulfit trong cơ thể có thể gây nhiều phản ứng
với các hợp phần của CÁC mô để tạo thành các thiosulfat, các s.“ sultonat,
các tiol và đặc biệt protein - s - sulfonat trong huyết tương, cuống phổi.
Những nhận xét khác nhau ở trên cho thấy việc hấp thụ sulfit với
liều lương thường gặp trong thực phẩm dường như không đặt ra các
vấn đề ngộ độc lớn. Tuy nhiên, ở một số người thiếu enzym sulfit
oxyase nên việc chuyển hóa các sulfit xảy ra chậm hơn, do đó nguy cơ
ngộ độc bởi phụ gia này là có thể.
c) Các phản ứng nhay cảm với sulfit
ơ một sô" người mắc chứng hen xuyễn khi hấp thụ thức ăn và
nước uống có chứa sulfit có thể bị ngộ độc. Các triệu chứng thường
được nói đến nhất sau khi hấp thụ sulfit hay S02 là các cơn co thắt
phế quản, các phản ứng đường ruột, chứng mày đay, chứng giảm
huyết áp và cảm giác nhoi nhói. Khó có thể đánh giá tỷ lệ phần trăm
cá thể nhạy cảm với sulfit trong số những người bị hen xuyễn. Các số
liệu gần đây ở Mỹ cho thấy cứ 10 triệu người bị hen xuyễn có khoảng
500 000 đến 1 triệu người nhạy cảm. Người ta nhận thấy hoạt độ của
sulfit oxydase ở nguyên bào sợi của da bệnh nhân hen xuyễn nhạy
cảm với sulfit thấp hơn ở nguyên bào sợi của da người bình thường.
11.3.2. Tác dụng độc của các chấỉ chấng oxy hóa
Dưới đây chúng ta sẽ xem xét một số tác dụng độc của các chát chống
oxy hóa có bản chất phenol lên một số cơ quan trọng trong cơ thể con người.
11.3.2.1. Tác dụng lên sự trao đổi năng lượng
Trong một sô' điều kiện thực nghiệm, BHT có khả năng lảm tăng chi
phí năng lượng ở các loại động vật thí nghiệm khác nhau. Điều này chắc
chắn là do một tác dụng ngắt mạch phosphoryl hóa oxy hóa trong ty thể.
ơ chuột khi cho BHT với liều lượng 0,05% vào khẩu phần ăn sẽ
gây ra hiện tượng nỏ to của tuyến giáp.

272
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Đối với lợn, với liều lượng 50 mg/kg thể trọng/ ngày, BHT đã gây
ra sự nở to của tuyến giáp.
Các chất galat dường như không thể hiện tác dụng này.
11.3.2.2. Tác dụng lên gan
Tùy theo liều lượng và loài động vật, BHA và BHT có thể gây ra
sự nở to ở gan, chủ yếu lả làm tăng sinh lưới nội chât hạt và làm cảm
ứng các enzym monooxygenase có chức năng hỗn hợp. Tuy nhiên sự
tăng sản này dường như chỉ biểu hiện ở gà. Do đó, tác dụng này của
chất chống oxy hóa phenol vẫn còn là vân đề đang có nhiều tranh cãi.
11.3.2.3. Tác dụng lên phối
Vào năm 1972, Marino và Mitchel đã chứng tỏ rằng chỉ đơn thuần
cho chuột uống BHT cũng làm cho chuột bị tổn thương rất nặng ở phôi:
làm hoại tử các tế bào phế nang kiểu một (I), tiếp đó sẽ làm tăng sinh
mạnh các tế bào kiểu hai (II). Người ta nhận thấy rằng BHT, hay đúng
hơn là một trong các sản phẩm chuyên hóa của nó thường được gắn
bằng đồng hóa trị với các chất cao phân tử của phổi.
11.3.2A. Tác dụng lên khá năng đông tụ của máu
Ngay từ liều lượng 14,7 mg/kg thể trọng / ngày, BHT đã gây ra
chứng giảm - protrombin - huyết tạm thời ỏ chuột. Tuy nhiên bắt đầu từ
liều lượng 200 mg/kg thể trọng/ ngày, tác dụng nảy sẽ lâu bển và kéo
theo sự xuất huyết. Với liều lượng như ữên thì BHA không có tác dụng.
11.3.3. Tác dụng độc của các chất màu
Cũng như mọi chất thực phẩm, các chất màu thường lưu lai trong
đường dạ dày - ruột, ơ đây chúng chịu tác dung của các dịch tiêu hóa
và của hệ vi sinh vật đường ruột. Khi ở trong đường dạ dày - ruột, các
chất màu azoic thường được chuyển hóa chủ yếu bơi vi khuẩn đường
ruột, bơi lẽ hệ vi khuân này vôn có hoạt tính azo - reductase cao. Lúc
này liên kêt - N = N - bị phá vỡ và làm xuất hiện các hợp chất amin
vong, tư đây chúng có thê bị hâp thu bằng các con đường khác nhau.
Tốc độ phân hủy chất màu là khá nhanh, bởi có tới 41% tartazin và 90%
metyl đa cam đã bị phân hủy ở đường tiêu hóa này.

Chương 11\ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 273
Rất ít công trình nghiên cứu một cách hệ thống về sự hấp thụ
đường ruột của chât màu. về mặt lý thuyết, độ có cực của các phân tử lả
một yếu tố chủ chốt quyết định khả năng thấm qua thành ruột các
phân tứ có độ có cực cao thường ít được hấp thụ. Do đó, nếu các chất
mảu có độ phân cực lớn sẽ ít được hấp thụ, song lại không đúng đối với
các chât trao đổi do vi khuẩn khử azo tạo ra. Bằng chứng là ở chuột 95%
lượng tartazin qua đường miệng đều được hấp thụ theo con đường này.
Sau 48 h, người ta tìm thây trong nước tiểu có 1% tartazin, 22% axit p -
axetamidobenzensulfonic vầ 74% axit sulfonic.
Những năm gần đây người ta đã đưa ra các chầlt màu polyme hoặc
các chất màu được gắn lên các phân tử polyme không tiêu hóa được
nhằm hạn chế sự hấp thụ của chúng.
Chúng ta xem xét một số ảnh hưởng của các chất màu tới cơ thể.
11.3.3.1. Gây ảnh hưởng đến sựchuyển hóa của gan
Nếu phân tử được hấp thụ qua màng nhày ruột thì sẽ được máu vận
chuyển tới gan rất nhanh. Tại đây phân tử có thể chịu các phân hủy
thường diễn ra chủ yếu ở các vi thể. Các phản ứng này thường là các phản
ứng khử, phản ứng N - khử alkyl hóa, phản ứng hydroxyl hóa hay phản
ứng liên kết. Trong trường hợp các chất màu azoic bao giờ cũng xảy ra:
- Phản ứng khử azo và sẽ thu được hai amin: một amin bậc nhât
và một amin thế. Có điều là phản ứng này xảy ra do một hệ enzym của
vi thể mà FAD là coenzym.
- Phản ứng khử alkyl hóa và sẽ thu được các chất đã bị khử metyl.
- Phản ứng hydroxyl hóa có thể ưở thành một con đường quan
trọng nếu phản ứng khử không xảy ra.
- Phản ứng liên kết với axit glucoronic, phản ứng này thường làm
cho sư hòa tan trong nước và sư bài tiêt dễ dàng hơn. Khoảng 5% lượng
hâp thụ được bài tiết qua mật. ơ mật, người ta tìm thây hoặc chât ban
đầu, hoặc các sản phẩm liên hợp, rồi từ đây chúng được thủy phân bơi
enzym glucuronidase. Các sản phẩm thủy phân cũng có thể được tái
hâp thụ.

274
ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
11.3.3-2. Khả năng gây ung thưvà đột biến gen
Các chất màu azoic được phép sử dụng làm phụ gia thực phâm
thường là các hợp chất chứa lưu huỳnh và hòa tan trong nước. Vê mặt
lý thuyết, chúng sẽ không trở thành các chât gây ung thư, bơi vì chúng
được loại ra nhanh chóng và sản phẩm chuyên hóa của chúng đường
như chỉ là các dẫn xuất amin, sulfon, cacboxyl hay hydroxyl.
Nhiều công trình thực nghiệm được tiến hành ở động vật trong
một thời gian dài với các nguồn thức ăn chứa các chất phụ gia là chât
màu azoic hòa tan trong nước cho thấy không có dầu hiệu gì biểu hiện
khả năng gây ung thư cả.
Các nghiên cứu về khả năng gây đột biến gen ở Escherichia coìỉ
cho thây không có dấu hiệu gây đột biến gen nào được ghi nhận đối với
các sản phẩm được phép sử dụng trong phạm vi liều lượng cao. Duy chỉ
có erythrosin tỏ ra có hoạt tính gây đột biến gen, có lẽ là do chính phân
tử xanthen của chúng.
11.3.3.3. Các vấn đểvểcảm úng
Từ nhiều năm nay, các chất màu thực phẩm được coi là thủ phạm
trong các vân đề cảm ứrìg. Chất màu azioc thường có cội nguồn của một số'
phản ứng dị ứng như: chứng ngứa, chứng phù, chứng mày đay, chứng hen
xuyễn, viêm mũi... Nghiên cứu lâm sàng và nghiên cứu những sự cố do dị
ứng với tartazin gây ra đã cho phép rút ra một số kết luận:
- 4/506 người bệnh vốn mẫn cảm với các phản ứng dị ứng đã
phản ứng đương tính với tartazin qua đường ăn uống.
- 2/100 ngươi đang năm viện đã phan ứng với 160 ppm tartazin.
- Tren 110 ngươi bam chât với các phan ứng dị ứng, đã không môt
ai phản ứng với dung dịch tartazin 5% khi tiếp xuc qua a.
“ Nhưng nghiên cưu trên người mân cảm với chứng mày đay cho
thây 73/370 người có phản ứng với tartazin (gần 20%).
■ơ rthữns người có rối loạn dị ứng phức tạp hay kết hợp, thì phản ứng
công thuốc với tartazin là khá cao: có tới 44/112 người bệnh (39%) biểu hiện
những rôì loạn đặc trưng với chất màu, tuy nhiên với nhưng ngưcrt không có
cơ địa dị ứng thì không có phản ứng nào với tartazin biểu hiện ra.

Chương 11: ĐỘc TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHU GIA
275
Các thực nghiệm lâm sàng ở quy mô lớn ở Mỹ và Thụy Sỹ từ năm
1979 -1982 đã cho thấy có từ 3 đến 4% những người bị chứng mề đay hay
hen xuyễn thường nhạy cảm với tartazin. Theo báo cáo của uỷ ban Khoa
học về Thực phẩm Châu Âu thì ở Châu Âu có 2 -6% người dân hen
xuyễn, có nghĩa là khoảng 0,06 * 0,24% người dân nhạy cảm tartazin.
11.3.4. Tác dụng độc của các tác nhân tạo nhũ, chất ổn định, chất
làm đặc và chất tạo gel
11.3.4.1. M ật s ố khái niệm
- Tác nhân tạo nhũ và tác nhân làm bền (chất ổn định) lả những
chât được bổ sung vào một thực phẩm để tạo ra hoặc để duy trì độ phân
tán đồng đều giữa hai pha hoặc nhiều pha không trộn lẫn nhau.
- Tác nhân lầm đặc là những chất được bổ sung vào một thực
phẩm để tăng độ nhớt cho sản phẩm đó.
- Tác nhân tạo gel là những chất được bổ sung vào một thực phẩm
nhằm tạo cho thưc phẩm có được độ đặc của một gel.
Về phương diện độc học, các chất này không có điểm nào chung
và nguy cơ gây độc của chúng cũng không giống nhau. Dưới đây chúng
ta sẽ tập trung vào chất tạo nhũ và chất caraghenat.
11.3.4.2. Chất tạo nhũ
Các chất tạo nhũ là các chất béo có cực, có đặc trưng lưỡng tính ít hay
nhiều tùy theo tỷ lệ các lực giữa cưc ưa nước và cưc kỵ nước. Phần có cực
thường có khả năng hydrat hóa, đó chính là cơ sỏ cho sự phồng nơ. Trong
khi đó, phần không cưc lại có đặc tính nối ghép. Tính chât này là cơ sơ kiên
tạo nên các màng sinh chất. Chất tạo nhũ thường được nghiên cứu dưới
góc độ sinh lý tiêu hóa hoặc sinh hóa màng và dưới góc độ chât phụ gia.
a) Lecitin và glyxerid của các axit béo
Lecitin hoặc cholin trong những điều kiện nhât định có thê la
nguyên nhân của sư nitro hóa khi có mặt cua natri nitrit sẽ tạo ra
dimetyl nitrosamin (mà người ta biêt đến như là một chât gây ưng thư).

276
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Một số công trình khác cũng đã chứng minh rằng các hợp chât này
còn có tác dụng tiêu máu, là do các chất này có khả năng nhũ hóa dân
đến làm biên đổi sức căng bề mat rồi làm vỡ các câu máu. Thực tê cac
chất tạo nhũ đã bị thủy phân trong đường tiêu hóa nên sự có mặt của
chúng trong máu chỉ có thể là một liạng vận chuyên đặc biệt, đo đó nó
luôn ở liều lượng không đáng lo ngại.
b) Este của sacarose và axit béo hay glyxerid
Các este giữa sacarose và các axit béo thực phẩm (sucroester),
cũng như sacaroglyxerid (là hỗn hợp mono- và dieste của sac arose và
mono- và điglyxeriđ) thường được cấu tạo nên từ các kiểu phân tử khác
nhau, nhưng độc tính lại nằm ở liên kết este đặc biệt, thường không
thấy có trong tự nhiên. Các nghiên cứu về độc tính đinh dưỡng của các
hợp chất nảy đã khẳng định rằng khi ở liều lượng thấp dưới 3% trong
khẩu phần ăn, tức lượng hấp thụ hàng ngày của các chất phụ gia này
vào khoảng 2,5 mg/kg thể trọng thì sẽ không gây độc hại.
c) Dan xuất của axit lactic
Axit stearoyl - 2 - lactic và các muối natri hay canxi của nó thường
được thủy phân bởi lipase trong đường ruột và các chất cấu thành này
sẽ được chuyển hóa và sử dụng tốt. Các nghiên cứu ở chuột và ở chó
cho thấy chúng chịu đựng khá tốt với loại sản phẩm này. Những con
đường chuyển hóa các chất này ở cơ thể người cũng như vậy.
Nếu được thủy phân hoàn toàn thì axit stearic và axit lactic sẽ tiếp
tục chuyên hóa bình thường, trong chừng mưc này, liều lượng sử dung
không làm mất cân bằng tỷ lệ của các axit béo. Thường liều lượng hấp
thụ hàng ngày của phụ gia này là 20 mg/kg thể trọng.
d) Các chất tạo nhũ với sinh Iỷ tiêu hóa
Cac chât tạo nhũ tham gia vào các hiên tương tiêu hóa của lipid-
Sự có mặt của các chất tạo nhũ là rất cần thiết cho quá ữình hấp thụ các
mỡ thực phẩm. Tuy nhiên trong một vài trường hợp nó lại không thể
hiện tác dung này.

Chương 11: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHU GIA
277
Nếu sự có mặt của lecitin là cần thiết cho sự hấp thụ các chất mỡ ở
trong đường tiêu hóa thì việc tăng hàm lượng của nó lên 4 hay 5 lần sẽ
làm cho sự hâp thụ thuận nghịch của triaxylglycerol được dễ dàng hơn
cholesterol. Một số loại chất tạo nhũ như Tween (este của
polyoxyetylen sorbitan) được sử dụng trong chế tác các thuốc nhằm lầm
tăng khả năng hấp thụ các phần tử thuốc ở đường tiêu hóa.
11.3.4.3. Caraghenan
Các chât caraghenan là một trong sô' các chất làm đặc và tạo gel có
bản chât hóa học polyosit và có nguồn gốc tự nhiên. Các caraghenan
thường thu được từ một số loài tảo đỏ qua trích ly bằng nước, sau đó mới
kết tủa bằng metanol, etanol hay izopropanol. Có điều là chỉ những hợp
chất bẩm sinh có nghĩa là không bị thủy phân và có khối lượng phân tử
nằm giữa 100.000 và 1.000.000 mới được phép dùng làm chât phụ gia thưc
phẩm. Các caraghenan này về bản chất hóa học, về nguồn gốc tự nhiên và
về tác dụng công nghệ thường gần gũi với một sốhợp chất sau:
- Agar - agar, alginat (chất chiết từ tảo).
- Gôm guar, gôm caroube (chất chiết từ hạt).
- Gôm Ả Rập, gôm ađragant, nhựa karaya (nhựa lây từ cây).
- Gôm xanthan (nhựa chiết từ vi sinh vật).
- Pectin (chất chiết từ sản phẩm phụ của thực vật).
- Metyl celulose, cacboxymetyl celulose (dẫn xuất của celulose).
Nói chung trong phân tử các chât này có chứa một kiêu liên kêt
giữa các đường hơi khác biệt, nên làm cho chúng không thể tiêu hóa
được ở trong đường dạ dày - ruột của người. Do đó, các chât này không
đươc hâp thu qua đường ruột, mà chỉ có tác động làm nhu động ruột và
có thể dẫn đến cả hệ vi sinh vật đường ruột.
Tác dụng bệnh lý của caraghenan :
- Khi với liều lượng rất cao (10% trong nước uống hoặc trong khẩu
phần ăn) thì caraghenan sẽ có ảnh hưởng xâu đêh sự tăng trọng, đên cac

278
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hằng số huyết học và đến tỷ lệ tử vong của các động vật thí nghiệm khác
nhau.
- Ngược lại khi với liều lượng 1% trong khẩu phần ăn thì các
caraghenan sẽ đóng vai trò chât đệm, sẽ làm tăng ty lệ hydrat hóa cua
phân (phân mềm), nếu cho động vật ăn lâu dài, caraghenan sẽ lảm bù
trừ lại sự mất nước bằng cách tăng tiêu thụ nước. Các caraghenan cũng
có tác dụng làm nhu động ruột.
Tuy nhiên với caraghenat nguyên thể và ở liều lượng đủ cao cũng
có thể gây nhiễu các enzym protease. Còn với các caraghenan thủy
phân thì do tác đụng chống peptiđ hóa của chúng lại có lợi trong trường
hợp bị loét dạ dày. Có điều là những tác dụng lại không xảy ra ở người.
Bên cạnh những biểu hiện ít hoặc không đặc hiệu này, các
caraghenan bị thủy phân là những chất có tác dụng gây loét kết tràng ở
chuột, thỏ và khỉ (ở liều lượng 1% trong nước uống). Người ta không
quan sát thấy các biểu hiện này ở người ngay cả ỏ bệnh nhân đang ở
đợt chữa bằng caraghenan thủy phân với liều lượng 5-10 g/ngày.
Người ta còn nhận thấy các caraghenan nguyên thể là những chất
có tác dụng làm mất khả năng miễn dịch ở chuột, ở thỏ và ở chó. Đặc
biệt gây thương tổn cho sự sản xuất các kháng thể, cho tính miễn địch
chống khối u. Điều này có thể là do một sự tổn thương của các bạch
huyết bào vôn có liên quan tới sự tiết ra các yếu tố kìm hãm bởi các đại
thực bào đã bị hoạt hóa lên bởi các caraghenan.
Từ năm 1991 người ta thây sô" trường hợp dị ứng với gồm tăng lên
nhiều. Điều này chắc chắn có liên quan tới việc sử dụng nhiều chất phụ gia
loại này trong công nghiệp thực phâm. Một số chứng như hen xuyễn hay
chứng viêm da đo tiếp xúc với các gôm thực vật gây ra. Trong nước uống
có cồn, người ta thường sử dụng các gôm để phân tán chất màu, do đó cần
phai lưu ý vì rượu có thê thay đổi sư hấp thụ đường ruột các chất gôm này.

ĐỘC TÍNH CỦA
NITRAT, INITRIT VÀ NITROSAIVIIN
Ngày nay vấn đề nitrat, nitrit và nitrosamin được nhiều người quan
tâm bơi sự xâm lân của chúng trong môi trường sông cũng như nhừng tác
hại khôn lường do chúng gây ra đôì với sức khoẻ cộng đồng. Thực ra tác
động này đã được nhận ra từ rất sớm, ngay từ năm 1895, trường hợp đầu
tiên gây độc bởi nitrit đã được đăng trên các ần phẩm khoa học. Vào thời
đó người ta nhận thấy một số' con bò bị chết sau khi ăn một lượng lớn các
cây ngổ tươi và khi phân tích thấy chúng chứa một hàm lượng lớn kaii
nitrat KNO3 nên đã đi đến kết luận ngộ độc ở bò là do kali. Mãi đến năm
1940, ion niữat mới được xác định là tác nhân gây độc thực sự vì chúng
được tìm thấy nhiều trong rđm, rạ tươi và sau đó bị khử thành nitrit trong
dạ cỏ của bò. Năm 1945, căn nguyên của bệnh methemoglobulin huyết ớ
trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ cũng đã được sáng tỏ là đo nitrit. Đến năm 1956, một
trong những nitrosamin đơn giản nhất là đimethylnitrosamin đã tông hợp
được từ ion nitrit và amin. Trong vài thập kỷ trỏ lại đây, các nghiên cứu về
ni tra t, nitrit và nitrosamin đã được tăng lên rất nhiều và cho thây chúng có
liên quan tới nhiều khía canh khoa học như là các tác nhân gây ung thư,
gây bệnh máu xanh, gây dị ứng....
Có lẽ đo thói quen trong cách nói, chúng ta thường có xu hướng
ghép liền hai từ "nitrat, niữit" đôi khi thêm cả nitrosamin. Sự mập mờ
này cần phải được loại bỏ bởi lẽ ion nitrat N 03“ và ion nitrit N 02~ chỉ có
các nguyên tô" hoá học giống nhau, thực tế trong môi trường sinh học
nhiều phân tử có câu hình hoá học rất gần nhau nhưng lại có những
tính chất rất khác nhau.
Nitrat trước tiên là những chất rât bền vững và chúng không độc.
Về khía cạnh ô nhiễm, chúng chỉ là những chât có liên quan.
Nitrit ngược lại chúng là những chât rât hoạt động và độc. Trong
một vài điều kiện nhất định nitrat có thể chuyên thành nitrit, tuy nhiên
quá trình khử này xảy ra không dễ dàng, đặc biệt là trong thực phâm và
trong cơ thể con người.
CHƯƠNG 12
12.1. MỞ ĐẦU

280
ĐÕC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Nitrosamin hoặc những hợp chất chứa nitro cũng liên quan đến
nhửng vân đề về nitrat, nitrit và hiện nay được biết đến như là một
tr o n g n h ữ n g c h ấ t g â y u n g thư. T h ự c t ế io n N 0 2" c h ỉ là m ộ t th à n h p h ầ n
cần thiết trong sư tao thảnh nitrosamin còn thành phân kia là amin. Hai
thành phần nitrit và amin có thể được hấp thu bởi con người vì chúng
cùng có trong một vài thực phẩm, nhưng rất may là phản ling nitro hoá
hay tổng hợp nitrosamin cũng rất khó xảy ra trong cơ thể.
12.2. NITRAT, NITRIT TRONG MÔI TRƯỜNG
Nguồn đầu tiên chứa niữat phải kể đến là nước. Sự ô nhiễm nitrat
vào nguồn nước là do sự lạm dụng các nguồn phân bón nitơ, một yêu tố
quan trọng cho việc tăng năng suất cây trồng. Nitrat là chất rất hoà tan nên
khi cây trồng hấp thụ chúng cũng sẽ kéo theo một lượng lớn vào dòng
nựớc hấp thu đồng thời dẫn đến sự tích tụ chúng vào các mạch nước. Hàm
lượng nitrat trong nước phụ thuộc không những vào liều lượng dùng của
cây mà còn phụ thuộc vào lưu lượng mưa, vào bản chất của đất, vào hệ
thực vật, vào địa hình... nên đôi khi chúng ta rất khó kiểm soát.
Sự đô thị hoá và sự phát triển của các ngành công nghiệp cũng kéo
theo một lượng lớn các nguồn bã thải, nước thải chứa một lượng lớn
nitơ và thải trực tiếp ra ngoài môi ữường không qua xử lý.
Để giảm hàm lượng nitrat xuông, một số biện pháp xử lý cũng đã
được đề xuất. Các quá trình hoá lý như thẩm thấu ngược, điện ly, chưng
cất, đùng nhựa trao đổi ion.;. chỉ được sử dụng để xử lý nước ở quy mô
phòng thí nghiệm chứ không thể dùng ở quy mô lớn bởi giá thành quá
cao. Trong những năm gần đây việc xử lý theo phương pháp sinh hoc với
tên gọi là "Nhà máy khử nitrat" đã bắt đầu. xuất hiện va to ra khá hữu hiệu.
Theo phương pháp này, một số loài tảo và đặc biệt là các vi khuẩn dị
dưỡng làm nhiệm vụ phân huỷ nitrat thành khí nitơ và oxy, tiếp đến nước
được lọc để loại bỏ các thành phần trao đổi chắt của vi khuẩn.
Nguồn chứa nitrat và cả nitrit tiếp theo là trong rau quả. Cho đến
nay, cơ chế giải thích cho hiện tượng một số loại rau quả có khả năng
tích tụ một lượng lớn nitrat và nitrit vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ tuy
nhiên ba yêu tổ' có liên quan đã được đưa ra dưới đây:

Chương 12\ NITRAT, N1TRIT VÀ NITROSAMIN 281
- Các yếu tố về mặt di truyền: đây là một yếu tố quan trọng vì khả
năng nhạy cảm với sự tích tụ nitrat với một hảm lượng khá lớn chỉ xảy
ra và không đổi đối với một vài loại rau quả như củ cải đường, cà rốt,
đậu Hà Lan...
- Các yếu tô" về độ chiếu sáng hay môi trường sốhg tạo điều kiện tăng
cường cho quá trình quang hợp và tổng hợp các hợp chất cao năng.
- Các yếu tố dinh dưỡng đòi hỏi việc hấp thu các nguyên tô' vi
lương cần thiết cho các coenzym đã dẫn đến sự xuất hiện hoặc hấp thụ
nitrat là nhừng cơ chất ban đầu.
Chính vì nhiều yếu tố ảnh hưởng tới việc tích tụ hay khồng tích tu
nitrat và nitrit trong thưc vật nêu ở trên nên cũng rất khó để đưa ra một
hàm lượng chính xác về chúng ữong các loại rau quả. Bảng 12.1 đưa ra hàm
lượng trung bình về niữat và nitrit của một vái loại rau quả ữổng ở Pháp
(theo kết quả điều tra về chất lượng thực phẩm, Bộ Môi trường, Pháp, 1980).
Bang 12.1. Hàm lương trung bình của ion nitrat và nitrit
trong môt vài loai rau
Loai rau SỐ' lượng mẫuNCV (mg/kg)NCV (mg/kg)
củ cải đường đỏ85 2134 3,3
Rau cải 20 2 028 1,7
Cà rôì: 80 183 1,5
Bắp cải đỏ 30 330 2,3
Dưa chuột 63 156 8,0
Cần tây 10 1321 0,7
Rau epinar 41 442 3,3
Đậu cô ve 66 153 53
Cải củ 139 2 600 7,3
Rau xà lách 53 1453 5,3
Rau diếp xoăn48 795 8,8
1 Rau diếp 173 1361 8,7
Trong thưc phẩm, niữat và nitrit còn được đùng như chất phụ gia
chủ yếu nhằm mục đích bảo quản thịt, các sản phẩm chế biến từ thịt cá

282 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
và một vài loại phomat. Thực tế chỉ có nitrit là hoạt động, ban đầu
người ta đùng nitrat nhưng trong môi trường thức ăn chúng bị khử một
phần thành nitrit.
Các chất phụ gia này thực tế được sử đụng với nhiều mục đích
như chât kháng khuẩn, chât làm bền màu, hoặc cải thiện hương vị cho
thực phẩm. Ở các sản phẩm từ thịt, một số' vi sinh vật có thể phát triên
và tiết ra các độc tố như các loài Closửidium perừingens, loại cầu khuân
vảng, nhưng đặc biệt nguy hiểm là loại trưc khuân yếm khí Clostridium
botuỉinum có khả năng gây tử vong. Loại trực khuẩn này đôi khi xuất
hiện trong các loại thịt được bảo quản trong các điều kiện cực kỳ yếm
khí, chúng tiết ra các độc tố gây ra các rối loạn về tiêu hoá cho người rồi
dần dần dẫn đến liệt cơ ở mắt, họng, tứ chi và sẽ gây tử vong khi liệt cơ
hô hấp. Các hiện tượng bệnh lý này cũng xảy ra đối với những động vật
có vú, chim và cá khi chúng ăn những thức ăn hoặc những nguồn nước
bị nhiễm bởi loại trực khuẩn này. Chính vì mối đe đoạ chết người của
loại trưc khuẩn này mà từ lâu con người đã phải sử dụng ion niữit làm
nguồn sát khuẩn cho thịt và các sản phẩm từ thịt.
12.3. CÁC ẢNH HƯỞNG BỆNH LÝ
12.3.1. Nitrat
Chúng ta đã biết nitrat không gây độc, các thử nghiệm cho động
vật phòng thí nghiệm ăn với một liều lượng vừa phải natri nitrat không
thấy có biểu hiện rối loạn gì nghiêm trọng. Một biểu hiện duy nhất là
khả năng lợi tiểu của chúng và ngay từ thế kỷ XVII người ta đã ứng
dụng hiện tượng này trong trị liệu. Nguyên tắc của sự lợi tiểu được dựa
trên hiện tượng thẩm thâu: khi một lượng ion nitrat được uống vào nó
sẽ thay thê một ty lệ lớn ion clorua và kêt quả là sẽ kéo theo sư mất ion
natri và cả nước.
Chỉ có hai điều kiện có thể làm cho nitrat gây độc, một là nếu cơ
thể sử dụng một lượng khá lớn nitrat (từ 1 đến 4 g /ngày) và hai là
chúng bị chuyên hoá thành nitrit bởi hệ vi sinh vật đường tiêu hoá.

Chương 12: NITRAT, NITR1T VÀ NITROSAMIN
283
Rất' khó để đánh giá chính xác mức độ hấp thu nitrat và nitrit
trung bình hàng ngày vì hàm lượng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như vào thực đơn, vảo nguồn nước uống sử dụng nên các con số đánh
giá cũng chỉ là tương đối để tham khảo. Ví đụ, người Mỹ hấp thụ trung
bình lOOmg ion nitrat và llm g ion niữit/ngày/ một người; người Hà
Lan khoảng llOmg ion nitrat và 3mg ion nitrit/ngày/ một người. Liều
lượng sử dụng khuyến cáo cho người:
- Không hạn chế: 0-5mg/kg thể trọng.
- Có điều kiện : 5-10mg/kg thể trọng.
Thử nghiệm độc ngắn ngảy trên trâu bò, thây với liều lượng 1,5%
trong cỏ khô gâv chết súc vật. Tuy nhiên với chó, thỏ, chuột cống trắng
với liều đùng 500mg/kg thể trọng lại không bị ảnh hưởng, vì nitrat
àược thải nhanh chóng ra ngoài qua phân và nước tiêu.
Phản ứng chuyển từ ion N 03“ thành ion N 02“ không thể tự xảy
ra được vì đây là một phản ứng khử cần năng lượng, trong các mỏi
trường sinh học, phản ứng này chỉ có thể xảy ra dưới sự xủc tác của
enzym nitrat reductase. Enzym này thường có ở thực vật hoặc vi
khuẩn vả hoàn toàn không thấy có ỏ các mô động vật. Nitrat
reductase của vi khuẩn hoạt động tói thích ở pH 6-6,4. Do vậy, trong
phần còn lại của ống tiêu hoá, phản ứng khử tạo thành nitrit chỉ có
thể xảy ra trong những điều kiện bệnh lý như viêm ruột non cấp tính
sẽ tạo điều kiện cho hệ vi khuẩn rritrit hoạt động rât mạnh. Mặt khác,
quá trình chuyển nitrat thành nitrit cũng thường thây xuât hiện ở hai
trường hợp sau:
- Một là, loài nhai lại khi tiêu thụ một lượng lớn thức ăn chứa
nhiều nitrat. Vì trong dạ cỏ của chúng có pH trung tính rât thích hợp
cho các loài vi khuẩn chuyển hoá nitrat phát triên và một khi phan ưng
khử được khởi động sẽ làm tạo ra nhiều nitrit do đó gây nên chứng
methemoglobin - máu và làm chết súc vật.
- Hai là, đốì với trẻ sơ sinh cho đên khoang 3 tháng tuôi rât nhạy
với sư hâp thu nitrat với nhiều lý do sẽ được đưa ra ơ phân tiêp theo.

284 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
12.3.2. Nitrit
Hai biểu hiện bệnh lý khá quen thuộc gây ra bởi nitrit là bệnh
m e t h e m o g lo b in - m á u (m e th e m o g lo b in e m ie ) v à s ự tạ o th à n h cá c hợp
chất gây ung thư nitrosamin. Tuy nhiên gần đây một vài biêu hiện khác
cũng đã được công bố.
12.3.2.1. Bệnh methemoglobin - máu (methemoglobinemie)
Tác động đầu tiên của nitrit là bệnh methemoglobin - máu, đây là
một bệnh khá nguy hiểm và cũng đã được biết đến từ rất lâu đó là sự
tích tụ một lượng lớn methemoglobin (MetHb) ưong hồng cầu của
người bệnh.
Chúng ta đều biết rõ hemoglobin (Hb) có một vai trò sinh học
rất quan trọng. Hemoglobin là một protein phức tạp có trong các
hồng cầu bao gồm bôn chuỗi polypeptid, mỗi chuỗi kết hợp với một
nhóm ngoại hem. Đê? 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 bải xuất đồng thời khí cacbonic) sắt trong hem phải có hoá trị
2 (Fe2+). Methemoglobin (MetHb) có thể được coi là một dạng
hemoglobin không hoạt động vì sắt trong hem của chúng có hoá trị 3
(Fe3+). Ở người bình thường dạng oxy hoá 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 tỏ hoàn toàn. Thực tế nó là một chuỗi các phản ứng oxy
hoá xảy ra một cách tự động dưới tác động của một phức hệ enzym
oxy hoá - 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 đo nhiều nguyên nhân/
ví dụ như một chuỗi peptid trong phân tử Hb có cấu hình không bình
thường hoặc do sự thiêu hụt hệ enzym bảo vệ của hồng cầu... Tuy
nhiên, cũng có thể là do những tác nhân khác gây ra sự oxy hoá Fe
trong hem. Nitrit là một trong những tác nhân tạo ra MetHb trong số

Chương 12: NITRAT, N1TR1T VÀ NITROSAMIN
285
rất nhiều tác nhân khác như anilin, các dẫn xuât nitro vòng thơm,
amyl nitrit, trinitrin.
Một trong những giả thuyết về quá trình chuyên hoá giữa
hemoglobin và methemoglobin dưới tác động của nitrit được đưa ra
cho rằng mỗi mol oxyhemoglobin được chuyên thành MetHb sẽ ỉàm
oxy hoá 1,5 mol nitrit thành nitrat mà không giải phóng ra oxy. Phản
ứng thường diễn ra theo hai giai đoạn:
- Chuyển H b02 thành MetHb, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với
nồng độ của ion N 02".
- Hình thành phức hợp MetHb-N02~ 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 sô"
(0,75g/100 ml máu) vẫn chưa thây 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.
Triệu chứng ngộ độc cấp tính thường xuất hiện nhanh và đột ngột,
sau khi ăn phải một lượng lớn niữit: nhức đầu, buồn nôn, chóng mặt,
nôn mửa dữ dội và tiêu chảy. Tiếp theo là tím tái đầu tứ chi và mặt
(mổi, đầu mũi, tai). Đây là hiện tượng tím tái xám, nếu không chữa chạy
kịp thời bệnh nhân sẽ bị ngạt thở đần, hôn mê và chêt. 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 đo ăn nhầm phải nitrat hoặc nitrit
(nhầm là muối ăn NaCl), do ăn phải lương thực bị nhiễm lẫn phân
đạm nitrat, đo uống phải nước có nhiều nitrat, cũng có thê do uông
thuốc bismut nitrat để chữa viêm loét dạ dày, vằ khi vào cơ thê nitrat
bị khử bởi vi khuẩn đường ruột thành nitrit và chính nitrit gây ra ngộ
đôc. Người uống rươu dễ'bị ngô đôc hơn, vì rượu kích thích tôc độ

286 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hình thảnh 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 chuyên MetHb thành Hb. Trường hợp ngộ
độc nhẹ có thể tiêm axit ascorbic với liều cao (1-4 gam) vào tĩnh mạch
để khử trưc tiếp methemoglobin thành hemoglobin:
Ngộ độc do MetHb dẫn đến chết thường gặp ở động vật nhai iại
nhưng ỉại 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 hoá thành nitrat bởi tác động hiệp
đồng của catalase vả xanthinoxyđase; và cuổì cùng, trong cơ thẻ 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 NADPH2.
Hệ enzym đầu tiên là methemoglobin reductase ( có coenzym là
NADH2) hay cọn có tên là diaphorase. Đây là enzym quan trọng nhât,
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 đụng NADH2 từ sơ đồ
đường phân yếm khí Embđen- Meyerhof-Pamas, hoạt động của enzym
này có thể được sơ đồ hoá như sau:
Triose phosphat
Axit 3- phosphoglixerinic

Chương 12: NITRAT, NÍTRIT VÀ NITROSAMIN 287
Hệ enzym thứ hai là methemoglobin - reductase có coenzym là
NADPH2. Có điều là hệ enzym này cấu thành một trong những điều bất
thường của hồng cầu vì lê nó không hoạt động. Nếu phụ thêm một chât
vận chuyển electron nhân tạo như metylen xanh là rất cần thiết cho nó.
Song về phương diện điều trị thì hệ thông enzym lóc này đã tạo ra một
lợi ích đặc biệt vì như chúng ta đã thây khi c h ứ n g methemoglobin -
máu rất trầm trọng thì metylen xanh là phương sách cuốĩ 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 râ't đễ bị ngộ độc bởi MetHb đặc biệt đôi 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 ngảy đầu mới sinh, trong dạ đảy
của trẻ không có axit HC1 tư 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.
12.3.2.2. N itrosam in và ung thư
Cơ chế của sư hình thành nitrosamin và chứng minh chúng là một
trong nhừng tác nhân gây ra ung thu đã được đề cập từ những năm
1954.
Phản ứng tạo nitrosamin có thê xảy ra ơ mọi nơi, mọi lúc. Trong
những năm gần đây đã có rât nhiều công trình công bô sự có mặt cua
nitrosamin trong một sô" các sản phẩm thực phâm, trong thuôc lá, trong
các thuốc điều ữị một sô" bệnh...

288 Đ ổ c TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Sự hình thành nitrosamin xảy ra ngay cả trong các cơ thể sinh
vật, ở người sự tổng hợp xảy ra chủ yếu ở dạ dày V I ở vị trí này hội
tụ đủ các điều kiện cần thiết như môi trường axit, chứa nitrit tự đo và
amin bậc 2 (có nguồn gốc từ thực phẩm hoặc dược phẩm).
Nitrosoprolin và các axit nitrosoamin chứa lưu huỳnh có thể được
định lượng ở nước tiểu người. Hảm lượng của chúng tăng lên khi ăn
nhiều nitrat vả prolin và bị giảm bởi những chất ức chế sự nitro hoá
như axit ascorbic.
Thông thường, theo con đường hoá học các nitrosamin được
tạo ra bởi sự tác động của axit nitrơ hoặc ion nitrit lên các amin bậc
2 hoặc bậc 3 như sau:
n o; +
lon nitrit
Amin bậc 3
Thực tế quá trình này được diễn ra dưới sự tác động của ion NOã-
Ion nitrit N 02 trong môi trường lổng sẽ bị proton hoá để tao ra axit
nitrơ HONO, tiếp đến sẽ tạo ra ion axit ni trơ H2ONO+, từ ion này sẽ tạo
ra ba thành phần sau:
- Ion nitrosoni (NO*), chất này không tham gia vào phản ứng nitro
hoá vì chúng cần một môi trường pH rất thấp.
R
N-H
R’^
Amin bậc 2
R
R
N-R"
R
N - N= 0
Nitrosamin

Chương 12: NiTRAT, NITRIT VÀ NITROSAMIN 289
- Anhydrid nitrơ (^ o ^ ), hoạt tính không đáng kể vì chúng chỉ
có thể tác động lên các amin tự do mà nồng độ của chúng thường
khá thấp.
- Cuối cùng lả nitrosyl halogenua (ONX) được tạo ra khi có
mặt ion halogenua (X ) và thường có hoạt tính nitro hoá mạnh.
Giai đoạn tiếp theo là sự tổng hợp các nitrosamịn xảy ra một
cách tương đốĩ chậm so với giai đoạn tạo nitrosyl halogenua. Quá
trình ni tro hoá có thể minh hoạ theo sơ đồ hình 12.1.
-O-N =0 * 0 = N = CT lon nitrit
HONO
Axit nitrơ
\f
+ lon axit nitrơ
N0+ Io = N -X I 0 = N-0-N = 0
lon nitrosoni Nitrosyl halogenua Anhydrid nitrơ
Amin y
>-N = 0 + HX
R
Nitrosamin
Hình 12,1. Sơ đồ phản ứng tạo nitrosamin

290 ĐÒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Cho đến nay, một số lớn các nitrosamin đã được xác định rõ về
câu tạo phân tử. Chúng rất khác nhau về cấu trúc, về tính đối xứng hay
không đối xứng hoặc trong phân tử có chứa mạch vòng. Trong bảng
12.2 là một số ví dụ về các nitrosamin có hoạt tính gây ung thư được
nghiên cứu khá nhiều.
Hiện nay người ta đã tách và định lượng được một số nitrosamin
đặc hiệu trong thuốc lá, chúng được hình thành từ nicotin, amin bậc 4
và được coi là các tác nhân chính gây ung thư phổi, thưc quản, tụy,
miệng khi hút thuôc lá.
Bảng 12.2
CH;
Dimethyl nitrosamin
Diethyl nitrosamin
ch2 - ch3
0=n-nC
^ch2 - ch3
Nitroso sarcosin
Methyl benzyl nitrosamin
N-Nitroso pyrolidin
CH2 — CH
0 = N -N ^ I
X C H , - CH
N-Nitroso piperidin
o = N - N
Ngiặài tììuôc lá, một sô^ san phâm có chứa nhiều nitrosamin như
lạp xường là thịt được bảo quản bằng muối và nitrit, một vài loại
phomat, cac đô uông có côn đặc biệt là môt số bia. Các loai nitrosamin

Chương 12: NITRAT, NITRIT VÀ NITROSAMIN 291
thường gặp trong thực phẩm này là dimethyl nitrosamin, N-nitroso
pyroỉíđin, và N-nitroso piperiđin.
Về cơ chế phân tử của các nitrosamin gây ung thư đã dần được
sáng to. Các công bô trên Tạp chí Ưng thư học đã đưa ra con đường
chuyên hoá các chât sinh ung thư với sư hoạt hoá của các enzym
cytocrom P-450 ở vi thể của tê bảo. Theo con đường này các chát
gây ung thư như các nitrosamin, các hyđrocacbon đa vòng, các amin
dị vòng... được biến thành các châ't ưa nước, ái điện tử để dễ dàng
đào thải ra ngoài nhưng mặt khác chúng cũng dễ kết hợp với ADN
nhân tế bảo thành những chất kết hợp mới gây biến dị vả tạo ung
thư.
12.3.2.3. Các ánh huởhg khắc
Ngoải khả năng tác động tới hemoglobin và với các ạmin để gây
nên các hiện tượng trên, nitrit còn gây ra một sô' hiệu ứng khác như hiệu
ứng vận mạch, kháng vitamin và gây giả dị ứng thưc phẩm.
Hiệu ứng vận mạch của nitrat và nitrit đã được biêt 'đên từ
những năm 1925 qua các thực nghiệm của Densham. Ion nitrit là một
tác nhân vận mạch trưc tiếp còn ion nitrat chỉ hoạt động dưới một
phức hợp hữu cơ. Các dẫn xuất nitrit đã được sử dụng từ rất lâu
trong trị liệu bệnh viêm phổi. Mặt khác trong các nghiên cứu về địch
tễ học ở Mỹ, Malberg và cộng sư (1978) đã nhận thây khi hàm lượng
nitrat trong nước uông cao sẽ kéo theo sư tăng sớm huyêt áp: khi
hàm lượng ni tra t từ 19-125 ppm, sự tăng huyết áp xảy ra ở nhóm
người từ 50-59 tuổi, trong khi đó ồ nhóm đối chứng sự tăng huyết áp
chỉ xảy ra ở nhóm từ 70-79 tuổi. Hiện tượng này là khá quan trọng
tuy nhiên cho đến nay cơ chê tác động của chúng vẫn chưa được sáng
tỏ.
Một sô" tác giả còn cho thấý ni tri t còn có khả năng phá huy một
số vitamin nhóm A, và nhóm B: thiamin, riboflavin. Natri nitrit cũng
được xác nhận là một trong những nguyên nhân gây ra một số giả dị

292 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
ứng thực phẩm, với biểu hiện chủ yếu là nổi mề đay và nhức đầu và
thường xuất hiện sau 12 h sử dụng. Các biểu hiện dị ứng này chỉ liên
quan tới sự rối loạn histamin chứ không ảnh hưởng gì tới cơ chế miễn
dịch.

ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VỆ THựC VẬT
• • «
13.1. ĐẠI CƯƠNG
Chất bảo vệ thực vật bao gồm tất cả những hợp chất tự nhiên hoặc
hợp chât tổng hợp được sử đụng ữong nông nghiệp nhằm kiểm soát các
loại gây gại cho cây trồng khác nhau.
Như vậy, chât bảo vệ thưc vật là một tập hợp rất rộng và rất dị thể
của các sản phẩm hoá học nên rất khó phân hạng. Dựa vào bản chất của
vật phá hoại, người ta có thể phân ra ba nhóm ỉớn:
- Chất diệt côn trùng (insecticide).
- Chất trừ cỏ (herbicide).
- Chất trừ nấm (fungicide).
Danh sách một số hợp chất chính thuộc ba nhóm này như ở các
bảng 13.1,13.2,13.3.
Bang 13.1. Các chất diêt cỏ
CHƯƠNG 13
• Các chất ừừ cỏ vô cơ
Các muôi su]fat, nitrat, clorua, clorat
của amoni, Ca, Cu, Fe, Mg, K, Na.
(cynamiđ canxi, sắt sulfat, naữi clorat...)
• Chất trừ cỏ hữu cơ
- Các hợp chất của phenol và các dẫn
xuất của cresol (DNOC, đinosebe,
đinoterbe...)
- Các hormon thực vật (auxin) tổng hợp
(2,4-D; 2,4,5-T; MCPA; MCPB; 2A5DB...)
- Carbamat
- Các dẫn xuất của axit carbamic
(asulame...)
- Các dẫn xuât của axit thiocarbamic
(EPTC, điallat, triallat...)
- Các dẫn xuất của axit dithiocarbamic
(sulfallat...)
- Các dẫn xuất của ure (monuron,
điuron, linuron...)
- Triazin và diazm
- Các dẫn xuất của phenyl thế và
của các quinoxalin
(đinocap, binapacryL.)
- Các dẫn xuất của pyrimiđin
(đỉmethyrimol, ethứimoL.)
- Các dẫn xuất của oxyquinolein
- Các dẫn xuất của thiadiazin và
thiadiazol (đasomet, thiabendazol...)
• Các chất ừừ cỏ khác
(dicamba, picloram, điquat,
paraquat...)

294 ĐÕC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Bảng 13.2\ Các chất diêt côn trùng
Chất điêt côn trùng hữu cơ tổng hợp
Hợp chất cơ-phosphoHợp chất cơ-cỉo Hợp chất carbamat
• Phosphat • Nhóm DDT • Aldicarbe
• Phosphoramid • Nhóm HCH • Carbaryl
• Thiophosphat và các• Nhóm clorđan (alđrin,• Carbofuran
phosphorothioat. đielđrin, heptaclor).• Dioxacarbe
• Phosphorođithioat• Dân xuất của etxăng và• Formetanat
• Phosphorothiolothioatcủa terebentin (toxaphen• Isolan
• Halogenophosphoramidvà endosulían) • Methiocarbe
• Phosphonat • Các dẫn xuất nitro của• Methonyl Pừỉmicarbe
• Pyrothiophosphat phenol và của cresol• Promecarbe
• Mercaptothiophosphat(DNOC, dinoterbe)• Vapam
C h ấ t đ iê t cồn trù n g vô cơ
• Hợp chất arsenic: • Hợp chất flo:
- chì arseniat - AI florua
- natri arseniat - Ba florua
• Lưu huỳnh • Dân xuất của Hg
• DẫnxuâtcủaSe
• Các hợp chất í:ủa Si, Mg, thạch anh
Các chất diệt côn ừùng từ dầu khoảng
• Dầu antraxen
• Dầu hoả
• Dầu vàng
Các chất đ iêt côn trùng khảc
• Chất diệt côn trùng từ nguồn thực vật (nicotin, pyrethre, ro tenon...)
• pyreứưoiđ tống hợp...
• Các chất có tác dụng hiệp đồng (piperonyl butoxyđ, sesamex, sulfoxyd...)
• Các chất dân dụ (giới tính hoặc dinh dưỡng)
• Các chất xua đuối
• Các chất làm cằn cỗi (apholat, tépa)
• Các chất điều hoà sinh trưởng
• Các chất triệt sản
• Các chất diệt trứng
• Các sản phẩm vi khuẩn

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VÊ THƯC VÂT 295
Bảng 133. Các chất diêt nấm
• Cấc chất diệt nấm vô cơ- Các amiđ
- Các muối của đồng alachlon, propanil, monalid
- Các chất có lưu huỳnh - Benzonitril
- Các hợp chất của arsen toxinil, propyzamid,
- Các dầu khoáng dicrolobenil
• Các chất diệt nấm cơ-kim- Các toluiđin
- Các dẫn xuất cơ-thuỷ ngân trifluralin, bufralin
• Cấc chấi diệt nấm hữu cơ tư- Các chất cơ-phospho
nhiên vả tổng hợp glyphosat
- Các carbamat và các • Các chất diệt nấm hữu cơ
đithiocarbamat khác
Benomyl, carbaten, ferbam, Carboxin, cloropicrin,
manebe, zinebe, nabam, thiramdoquaaniđ, formol
- Các dẫn xuất của benzen
hexaclorobenzen, quintozen
- Các dẫn xuất của các quinon
cloranil, dichlon, simazin,
atrazin, prometryn, đesmetryn,
bromacil, terbacil, pyrazon,
dalayon
13.2. PHƯƠNG THỨC TÁC DỤNG CỬA CÁC CHẤT BAO VỆ THựC VẬT
Các chất bảo vệ thực vật thường có bản chât hoá học rất khác nhau
do đó ngay trong một lớp sản phẩm cũng có nhiều kiểu tác dụng khác
nhau.
13.2.1. Phương thức tác dụng của các chất diệt côn trùng
Chất diệt côn trùng có thể là những chât độc lý học hoặc chât
độc sinh hoá học. Các chất độc lý học kiểu như các bột khư nước lây
nước của tầng cutin làm cho côn trùng chêt đo mất nước, hoặc kiêu
như các đầu*khoáng làm bịt các đường hô híp dẫn đến ỉàm nghẹt thở
các phôi, các âu trùng hoăc các côn trùng. Còn các chât độc sinh hoa

296
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
hoc lai thường làm nhiễu môt cách sâu săc các phan líng trao đoi cua
côn trùng.
13.2.1.1. Phương thúc tác dụng của chất diệt côn trùng cơ-c/o
Các chất diệt côn ưùng cơ-clo thường là .các đẫn xuât clo của etan,
cyclođien và của hexacyclohexan:
q Q Q q c hQ c h-c h O '
CCI3 c h c i 2c h c i2
p, p'- Diclordiphenyltricloretan (DDT) Dietyldiphenyldicloretan (TDE)
Aldrin Dieldrìn Lindan (hexaclocyclohexan-HCH)
Endosulfan Toxaphen (với 8CI)
Cơ chê tác đụng của các chất diệt côn trùng cơ-clo chưa hoàn
toàn sáng to, tuy nhiên phần lớn các chất này thường gây ra chứng
gan to va thường là những chât cảm ứng của các enzym ở vi thê.
Chính các enzym này sẽ chuyển hoá chúng thành những dẫn xuất
epoxyd có khả năng phản ứng cao với các hợp chất cao phân tử như
protein, axit nucleic của tê bào. Chăng hạn, heptaclo được c h u y ể n
hoá thành epoxyd-heptaclo.
Người ta cũng biết, đa phần các chất diệt côn trùng cơ-clo là
nhưng chât độc đối với hệ thần kinh của các côn trùng và của loài có

Chương 13\ ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VẺ THƯC VÂT 297
vú. Có điều là cơ chế tác dụng của một sản phẩm này là khác với sản
phẩm kia.
DDT tác dụng đến dây thần kinh vận động và thần kinh cảm giác
cũng như đến vỏ vận động do đó làm hỏng sự vận chuyên các ion Na
và K và làm tan rã điện thế màng. DDT cũng có thể phong bế sự tạo
thánh ATP ở cơ.
Các chất diệt côn trùng dẫn xuất clo của cyclodien (như aldrin,
đielđrin) cũng là những chất độc thần kinh trung ương mạnh, song
vùng chính xác và cơ chế tác đung thì chưa biết rõ (làm thay đổi tỷ lệ
giữa các axitamin cùng với sự tăng tỷ lệ amoniac ở trong não).
Còn như linđan, nếu như các triệu chứng ngộ độc giống với các
triệu chứng của DDT thì cơ chê" tác dụng của một chât độc thần kinh lại
chưa được chứng tỏ.
13.2.1.2. Phương thúc của chất diệt côn trùng cơ-phospho và
carbamat
a) Chất diệt côn trùng cơ-phospho là những este của axit
phosphoric hoặc của axit thiophosphoric:
Thiophosphat hoặc thionophosphat,
Phosphorothioat
R = ChycyHs) R' = n °2 Parathỉon metyl (etyl)
R = CH3 R’ = -CH 2-CO-NH-CH3 Omethoat
N -CH(CH3)2
R = CyH5 R1 = Diazinon

298 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Phosphorothiolo-thioat hoặc
phosphorodithíoat, dithiophosphat
R = CH3'
r = c h3
.c o o c2h5
R = - CH^
x CH2COOC2H5
R' = - CH2-N
Malathion
Phosmet
Phosphat
Diclorvos
Clorvinphos
I -
R _ — c - CCI - CON Phosphamidon
c h3 ^
b) Chât diệt côn trùng carbamat thường là những este của axit N-
metylcarbamic, có công thức chung:
R = - CCI = CHCI
R»= — c = CHCI
Cl
Carbaryl
CH3 ^ CH(CH3) í
Bromecarb

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 299
Methiocarb
Formetanat
/ C H 3
o Carbofuran
' CH3
c h3
R = JL Pirimicarb
ÍT^NCH
C H í ^ Ẳ s /C H 3
^ch3
R = Dioxacarb
c) Chất diệt côn ữùng cơ-phospho và carbamat ức chế enzym
acetylcholinesterase.
Ta đều biết, enzym acetylcholinesterase xúc tác phản ứng thuỷ
phân acetylcholin theo sơ đồ sau:
EOH + AcCh ■■ EOH - AcCh
----------^
Ch‘ +H +
Enzym Acetylcholin Phức enzym -
cơ chất Cholin
------- EOAc ---------^ -------EOH + (Ac + H+)
Enzym đã Enzym đã Axit acetic
được acetyl hóa hồi phục
Sơ đồ chung của phản ứng này ở côn trùng và *ơ loài có xương
sông 1Ẩ giống nhau.
Các chất cơ-phospho và carbamat thường là những chât kìm hãm
enzym acetyl-cholinesterase do đó làm tích tụ acetylcholin ơ vùng hoạt

300 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
động của axon (ở vùng hoat đông nơi xung thân kinh đạt tới đinh cao,
lúc này axon tích điện dương).
Cơ chế kìm hãm của hai chất kìm hãm này đến enzym
acetylcholinesterase như hình 13.1.
Vùng anion
V
Enzym
Vùng esterase
7
ZhgX —
+ Acetylcholin
Enzym / ^ỉ g\
CH3 I
CH3- * N —• c h2c h2o c - c T
CH,
1
CH,
Tàm hoạt động
ÒH
I
CH,
G= tâm hoạt động serin
Z a
G lu -N H -C H -C O -A la
I
CH2
Òh
c h3- n - c h2-c h2- o - c —c h3
CH, o
CH,
I
Acetylcholin
I
CH3- N - CH/CHyOH + QỊERIN
CH, í)
C-CH3
0
3
Cholin
OH
Tâm hoạt động
<SẼRỊN>
OH
Carbaryl
OH ị
NCH,
Enzym bị carbamyl hóa
Chậm hơnị+ H p
Tâm hoạt động
0 2N
- © - ° -
Paraoxon
i
/O C 2H5
o
o2N-0 K O H +OfRỊD
ộ c2h5
1 '
Ồ
N d c2h5
Enzym bị phosphoryl hóa
(bển nhất)
Chậm nhất
V H p
HO-P
oc^
SERIN,
I
0
OH
N d c2h5 r
SERIN) o II^OCjHs
Ồh s
Hình 13.1. Cơ chê kìm hâm enzym cholinesterase bởi carbaryl (carbamat) và
paraoxon (cơ - phospho)
Nhìn sơ đô hình 13.1 ta thây cả hai chât carbaryl và paraoxon đều
gắn vào serin của tâm hoạt động enzym để cho phức hệ
acetylcholinesterase carbamyl hoá hoặc acetylcholinesterase phosphoryl

hoá bền hơn đo đó bị thuỷ phân chậm hơn phức hệ acetylcholinesterase
acetyl hoá tự nhiên.
Đáng chú ý, các carbamat là những chất kìm hãm trực tiếp enzym
choỉinesterase, còn các chât cơ-phospho thì phải được hoạt hoá trước
(parathion -> paraoxon).
d) Tính chat alkyl hoá của các chất diệt côn trùng cơ-phospho.
Malathion, parathion, thiometon và các dẫn xuất thuộc kiểu này
đều có tính chất alkyl hoá các hợp chất sinh học có chứa nhóm alcol (R-
OH), nhóm amin (R3N), nhóm thiol (R-SH), nhóm mercaptiol (R-S),
nhóm cacboxylat (R-COO) cũng như các nhóm phosphat và
pyr^phosphat (R-PO3 và R-P20 7). Do vậy, các sản phẩm này có khả
năng phản ứng với các cao phân tử sinh học như các protein và các axit
nucleic làm phát sinh đột biến.
Các chất diệt côn trùng dù là cơ-clo, cơ-phospho hoặc carbamat
ngoài tác dung độc sơ cấp của chúng, còn tác đụng lên các enzym chủ
yêu như oxydase (trong hô hấp), phosphorylase (trong chuyên hoá
glucid), esterase, dehydrogenase và carboxylase...) do đó làm biến đôi
các quá trình trao đổi chất của tế bào.
13.2.1.3. Phương thức tác dụng của các chất diệt côn trùng nguồn
thực vật
Đa phần các chất này là những chât độc thân kinh. Một sô chât
chính của nhóm này là nicotin, rotenon, pyrethrolon, axit crysantemic,
pyrethrin I,...
Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 301
OCH3

302 ĐỐC TỔ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
C H , CH2-CH=CH-CH=CH2
CH3
CH=C
o
'o
COOH
coc££
■ á
a
R
o
Axit crysantemic
pyrethrolon
R= - CH2-CH=CH-CH=CH2 Pyrethrin I
R= - CH2-CH=CH2 Cinerin ICinerin I
Nicotin kích thích các cơ quan thụ cảm của các hạch của hệ thần
kinh trung ương và tự trị cũng như của bản (plaque) vận động. Pyrethre
và các pyrethrinoiđ lại ức chế sư dẫn truyền ion Na và K trong các sợi
thần kinh.
Các rotenoid lại có một tác động hoá sinh, chúng thường kìm hãm
sự oxy hoá của NAD+ và do đó phong toả các quá ữình oxy hoá phụ
thuộc NAD+ như sự oxy hoá pyruvat, oxy hoá glutamat, và oxy hoá
a-cetoglutarat.
13.2.2. Phương thức tác dụng của các chất trừ cỏ
a) Các chất trừ cỏ chính:
• Các dẫn xuất của phenol và cresol
OH
NCX,N 0 2
Dinitroorthocresoi Dinozebe
(Butyl -2')-2-dinitro-4“6-phenol
Các hormon thực vật tổng hợp
CI
CI
Axit dicloro-2,4-phenoxyacetic Axit tricloro-2,4,5-phenoxyacetic(2,4,5T)

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VÊ THƯC VÂT 303
• Các carbamat
ỈN H C Õ Õ l-C HÍCH aỊ
. 0
_ 3* J E 3 £ S ] - C H 2-C=CH-CI CH3-|NH-CS|-S-Na
( C H ^ C H T ^ I 3 L- 1
Cl
Cl
Clorpropham
^N-co-Nr*2
Dialaỉ Metam - Na
f NT 3 C2H5-N H Ỵ N^ N H -C 2H
Nn^N n^n
HO’
HO'
Ure thế
;p-o-c h2-n h-c h2-c o o h
,xr
R.
Triazin
CI
Simazin
Glyphosat
b) Các chất trừ cỏ bản chất hoá học khác nhau, nhưng có thể phân
thành 5 kiểu hoạt tính chính. Vị trí và cách tác dụng của chúng có thể
tóm tắt trong hình 13.2.
Dinozebe
DNOC, PCP
Dinitrophenol
Dự Ưữ ATP
glucid Năng lượng
/ "SÃRNK
r T > " R
Sự sinh sản tố bào
Propham, barban
/ Cloropropham
- 2,4D
^ Cloropropham
Paraquat
loxynil
- Ure - diaquat
- Paraquat
- loxynil
Ánh sáng
- T riaztn
các enzym
7TT
Itelapon (axít 2,2-diclorpropionic),
axit tricloracetic
f—|T rialatỊ
Trao đổi chất I
Axit acetic — Axỉt béo
Trao đổi chát
N * axit pantotenic
\
Glyphosat
Phá hủy chất hữu cơ
(ví dụ, H2S O J .
Làm hư hònq mả nạ tế bào
Hình 13.2. Vị trí và cách tác dụng của các chất trừ cỏ

304 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
13.2.2.1. Các chất trừ cỏ tác động đến sự hô hấp tế bào
Các dẫn xuất nitro của các phenol và cresol thường ngăn cản quá
trình tạo ra ATP bởi ti thể của tế bào do đó làm cho tế bào không đủ
năng lương cần thiết cho các quá trình trao đổi chất. Như vậy là các chất
này lầm ngắt mạch oxy hoá-phosphoryl hoá.
13.2.2.2. Các chất trừ cỏ phong bê sự quang hợp
Quá trình quang hợp có thể bị phong bế ỏ các mức khác nhau:
- Phong toả sự tạo ra các thể viên (như aminotriazol).
- ức chế sự vận chuyển các electron (như các chất triazin, uracil, các
ure the).
- Làm đổi hướng và làm giảm bớt các electron bằng cách tạo ra một phức
không bền có thể tự oxy hoá lại để tạo ra H202 độc (các dẫn xuất của vòng
bipyriđin). Trong quá trình cuôĩ này thường có sư can thiệp của một cơ chếgố:
(như điaquat và paraquat - những chất độc mạnh đối với các loài có vú).
13.2.2.3. Các chất trừ cỏ gây nhiễu sự tổng hợp protein và tống hợp
axit nucleic
Các dẫn xuất clorophenoxy (2,4D, 2,4,5T, ioxynil), các carbamat (như
propham và clorpropham) và các amid (như propanyl)... có thể gây nhiễu
quá trình truyền mã di truyền hoặc cũng có thể ức chế các enzym tham gia
vào sự tổng hợp các axitamin vòng (như glyphosat) cũng như các enzym
tham gia tổng hợp các axit béo (như diallat, triallat).
13.2.2.4. Các chất trừ cỏ làm thay đối sự phân bào
Sự phân bào có thể bị phong toả (bởi hydrazid maleic) hoặc bị
nhiễu, làm xuất hiện sự phân bào nguyên nhiễm bất thường, sự đứt
đoạn hoặc sự phối hợp nhân, sự chẹn các kỳ giữa hoặc sư lệch lạc nhiễm
sắc thể (bởi 2, 4D, hoặc các carbamat).
13.2.2.5. Các chất trừ cỏ phá huỷ các chất hữu cơ và các cấu trúc
chức năng
Các axit mạnh (như H2S04) và các dầu mỏ thường làm biên tính
màng sinh học. Nói chung, tác dụng của các chât này thiên về lý học
hơn là về sinh hoá học.
13.2.3. Phương thức tác dụng của các chất trừ nấm
Từ lâu, người ta đã coi các chất trừ nâin là những chất tác động qua tiếp
xúc (đồng, lưu huỳnh, các hợp chất hữu cơ hoà tan ữong chất béo). Gân đây,

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VÊ THƯC VẨT 305
người ta còn phát hiện ra các chất trừ nấm hệ thông vừa khó hoà tan ữong
nước, vừa rất ưa béo nên chúng có thể vượt qua được các rào cản thực vật.
Bang 13.4, cấu trúc của một số chất trừ nấm tiếp xúc
CH3^
CH^ S"
Me
Dithiocarbamat
s"
S '
I ^s-
c h2-n h-c; “
c h2~n h-c
Me
CH.
ỵ cH2-m -c''s.
>CH2-NH-C;3
Me
n = 1 Me = Cu3CI2
n = 2 Me = Zn2+
n = 3 Me = Fe3+
1)Cuprobam
2) Ziram
3) Ferbam
CH3-N=C-S
Metylisothiocyanat
Me = Zn
Me = Mn2+
zinebe
manebe
Me = Zĩìê propinebe
Me = Mn, Cu mancopper
Me = Mn, Zn2+ mancozebe
Me = 2 Na nabame
Hợp chất có s
CH3
c h3
c h3
CH,
;n-c:
;n-c;
Thirame
Hợp chất triclo
o
N-S-CCU
Polpel hoặc phaltan
Hợp chất có nhân benzen
NO 0-C0-CH=CH-CH3 0-C0-CH=C{CH3 ) 2 u
l ử ’X T ' - X ) £ : ủ :
Cl N02 n o*
hoặc quintozen Dinocap Binapacryl TCPN hoặc đaconil hoặc cl
cộ ;n oộc rẠ:
o ẵ o u
Dithianon Diclon . ’ Cloranil
Cl
N°2nAy'CH:^u
■c h3 T j CH3
PCNB hoặc quintozen Dinocap
,CN
Binapacryl TCPN hoặc đaconil hoặc clorothaloniỉ

306 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 13.5. Cấu trúc của môt số chất trừ nấm hê thống
< ^ 7
N
N O
C 3H 7 2'14
CH ,
C H3 o c h3
Tridemorphe
N ^ N
N
C 2Hg H
Ethyrimol
/(C H ,)
C H
I
N
c h3 o c h3
Dodemorphe
C O -N H -C4H9
N H -C O O C H3
Benomyl
NH
P > -N H -C O O C H3
N
Carbendazim hoặc MBC
o K ì
Thiabendazol
a
N H -C S -C O O R
,
‘NH-CS-NH-COOR
'C O -N H
Cacboxin
Ditalimfos
R=CH3 : metyl thiophanat
R =C ft : ety! thiophanat
O
\zCH3
X ...
S ^ C O - N H
Oy x0
Qxycacboxin
Ẳ
..................- o
Oxyquinolein Quinacetol
Dựa vào cầch tác dụng,'người ta chia chất trừ nấm ra hai loại:

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VÊ THƯC VÂT 307
- Chất trừ nấm tiếp xúc.
- Chất trừ nấm hệ thống.
13.2.3.1. Phương thức tác dụng của chất trừ nấm tiếp xúc
a) Chất trừ nấm trên cơ sở kim loại (Cu, Zn, Fe, Mn, Hg, As)
Các chất nảy thường được dùng dưới dạng muôi hoặc dưới dạng
tô hợp với một phân tử hữu cơ. Phần hoạt động luôn là ion kim loại. Cơ
chê tác dụng của các chất loại này thường giông nhau: đều là nhừng tác
nhân có khả năng kết hợp với nhóm -SH của các enzym tham gia vào
quá trình oxy hoá-khử cung cấp năng lượng.
b) Chất trừ nấm lưu huỳnh và trên cơ sỏ lưu huỳnh
Cơ chế tác dung của s hiện nay chưa được sáng tỏ. s có thể tạo ra
cầu disulfua giữa và trong phân tử, phản ứng với các vùng nucleophyl
hoặc tạo ra các gốc tự do.
Các chất trừ nấm thio- vầ dithiocarbamat tác dụng bằng cách làm
giải phóng ra các isothiocyanat, thiram, cacbon sulflia, hydro sulfua và
etylen thioure. Các chất trao đổi có độc tính này thường bao vây các
nhóm -SH của enzym. Trong một số trường hợp các ion kim loại sẽ can
thiệp vào cơ chế tác đụng (hiệu ứng phức càng cua).
Tính độc của các dicacboxymid là do chuỗi bên R-S-CCI3 và
thường biểu hiện ra ít nhất ồ ba mức độ: ức chế sự oxy hoá glucose,
ức chế sự tổng hợp axit nucleic, và ức chế sự phân giải của các axit
béo.
13.2.3.2. Phương thúc tác dụng của chất trừ nấm hệ thông
Các chất trừ nấm loại này như các dẫn xuất của carbamat
(benomyl), của thiocarbamat (thiophanat), của pyrimiđin (ethyrimol),
của thiadiazin và thiadiazol (thiabenazol), của carboxin và
oxycarboxin ... Các chất này đều là những chất trung gian của
carbendazim và thường có câu trúc giống với các base purin (hình 13.3).

308 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
CO-NH-QịHg
.N
NH.
N H C O O C H3
Benomyl
NH-CS-NHCOOCH3
N N
N H C O O C H3 Adenìn
OH
NH-CS-NHCOOCH3
Metylthiophanat
Carbendazim
Guanin
Hình 13.3. Sự tương tự vể cấu trúc giữa một số chất trừ nấm hệ thống và các
Chất carbendazim sẽ thay thế các base purin này trong axit
nucleic đo đó sẽ gây ra những dạng dị thường khi truyền thông tin di
truyền.
Các chất trừ nấm hệ thông này thường gây tác dụng chủ yếu đến
pha phân bào nguyên nhiễm. Chúng ngăn cản sự phân chia tế bào.
Ethyrimol tác dụng như một chất kìm hãm của các enzym tham gia vào
sư chuyển hoá các purin và chuyển hoá timiđin.
13.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT BẢO VỆ THựC VẬT Đ ối VỚI MỒI
TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI
13.3.1. Ảnh hưỏng chất bảo vệ thực vật đối với môi trưdng
Nhiều nhà khoa học ước tính: trong số hơn 4 triệu chất hoá học
đã được tách lập hoặc được tổng hợp hiện nay đã pó 60.000 chất được
sử dụng, trong đó có 4.000 chất được sử dụng làm thuốc, 2.500 chất
được sự dụng làm phụ gia thực phẩm và 1.500 chất được dùng làm
chât bảo vệ thực vật. Sô" còn lại dưới dạng các sản phẩm hoá học được
dùng trong công nghiệp, trong nông nghiệp và trong hàng hóa tiêu
dùng.
base purin

Chương 13: ĐỘC TỈNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VÉ THƯC VÂT 309
Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, riêng năm 1998, toàn thế
giới đã sử dụng tới 1,3 triệu tấn thuốc bảo vệ thực vật, trị giá trên 20 tỷ
đôla Mỹ, trong đó có 8,9 tỷ đôla Mỹ cho thuốc ữừ cỏ, 6,1 tỷ đổla Mỹ cho
thuốc trừ sâu, 4,2 tỷ đôla Mỹ cho thuốc trừ bệnh và 1,3 tỷ cho các loại
thuốc khác.
Rõ rảng là việc sử dụng dồi dào các chất bảo vệ thực vật như thế
đã có tác động đến con người và môi trường.
Tác động của chất bảo vệ thực vật đến môi trường có thể tóm tắt
trong sơ đồ ở hình 13.4.
H ình 13.4. Hành trình của chất bảo vệ thực vật trong môi trưởng
Khi phun chất bảo vệ thực vật cho cây trồng thường có tới 50%
lượng chất phun rơi xuốhg đất chưa kể biện pháp bón trực tiêp.
Người ta cũng ước tính có tới 90% chất sử dụng không thiam gia diệt
sâu bệnh mà gây nhiễm độc cho đất, nước, không khí và nông sản. ở
trong đất, chất bảo vệ thực vật được keo đất và các chất hữu cơ giữ

310
ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
lại sau đó sẽ phân tán và biến đổi theo nhiều con đường khác nhau
thông qua các hoạt động sinh học của đất và tác động của các yêu tổ
hoá lý. Chất bảo vệ thực vật bị rửa trôi vào nước gây nhiễm độc nước
bề mặt, nước ngầm, nước sông và biên. Nhiều loại chất bảo vệ thực
vật có khả năng bay hơi vào không khí, nhất là trong điều kiện khí
hậu nóng và ẩm.
Khi phun chất bảo vệ lên cây, trước hết là động vật ăn cây cỏ
bị nhiễm độc, sau đó những động vật này lại là con mồi của động
vật ăn thịt tiếp theo. Cứ thế, chất độc được truyền đi trong chuỗi
thức ăn và qua mỗi mắt xích của chuỗi thức ăn, chất độc được tích
luỹ thêm một mức cao hơn. Trong một tài liệu phân tích, người ta
nhận thấy nếu nồng độ DDT trong nước hồ là 0,02ppm, thì trong
các động vật thuỷ sinh ồ hồ là lOppm, trong các loài cá ăn động
vật thuỷ sinh này là 103ppm, còn trong các loài cá lớn ăn thịt và
trong chim bói cá đã lên tới 2000ppm là nồng độ có thể gây nguy
hiểm đến chết.
Sự tồn dư của các chất bảo vệ thưc vật ữong các môi trường cũng
khác nhau. Người ta nhận thấy thời gian bán huỷ trong nước của DDT
là 10 năm, của dieldrin là 20 năm, trong đất thì thời gian bán huỷ còn
dài hơn, chẳng hạn với DDT là 40 năm.
Sự tích luỹ các chất bảo vệ thực vật bởi các sinh vật cũng là điều
đáng lưu ý. Chăng hạn, giun đất có thể tập trung được một nồng độ
DDT gâp 14 lần nồng độ có trong đất và con hàu lại có thể tập trung
được một lượng DDT nhều gấp từ 10.000 đến 70.000 lần lượng DDT có
trong nước biển.
ơ người, mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn, tỷ lệ nhiễm DDT
cũng là điều đáng phải quan tâm. Người ta nhận thấy lượng DDT trong
mỡ một người Châu Âu trung bình có tới 2ppm, còn trong mỡ một
người Mỹ trung bình lại bị nhiễm tới 13,5ppm (Periquet).

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VỆ THỰC VẨT 311
Chất bảo vệ thực vật tác động đến sinh vật một cách không
phân biệt, nghĩa là chúng không chỉ tiêu diệt sâu bọ, côn trùng có hại
mà đồng thời còn tiêu diệt nhiều loài sinh vật có ích như ếch nhái,
rắn, tồm, cua, cá vả vi sinh vật. Những sinh vật có ích này thường
khống chế và ăn các sâu hại giữ cho hệ sinh thái đồng ruộng được
cân bằng.
13.3.2. Ảnh hưỏng của chất bảo vệ thực vật đối với con người
Độc tính của chất bảo vệ thực vật thường phụ thuộc vào một số
nhân tô" như dạng thức sử dụng (khí, lỏng, bột hoặc rắn), cách sử
dụng(phun/ rắc) và các điều kiện sử dụng. Song yếu tố chính ảnh hưởng
đến độc tính của các chất này là cách xâm nhập vào cơ thể cũng như sự
tiến triển của chúng trong cơ thể. Hành trình của các chất này trong cơ
thể có thể tóm tắt trong sơ đồ ồ hình 13.5.
Đường da Đường hô hấp Đường tiêu hóa
Sự tiến triển
(có chuyển hóa hoặc
không chuyển hóa)
Loại bỏ nhanh Tích giữ
Hệ hô hấp Hệtiêuhổa Hệ niệu Mô mỡ Các cơ quan
hoặc mô khác
H ình 13.5. Sự tiến triển của chất bảo vệ thực vật trong cơ thể

312 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Thông thường, sự xâm nhập của chất độc vào cơ thể qua đường hô
hấp là đáng sỢ nhất bởi lẽ không khí ở phế nang và máu đang lưu
thông là nơi tiếp xúc trực tiếp. Còn sự xâm nhập qua da lại phụ thuộc
vào ái lực của chất độc đối với hàng rào đa, vào trạng thái của da và vào
diện tích da bị nhiễm.
Sư xâm nhập qua đường tiêu hoá với liều lương lớn ở những
người tự tử hoặc những người bị lầm lẫn là trường hợp ngoại lệ.
Thực ra, qua đường tiêu hoá thông qua ăn uống với một liều lượng
nhỏ nhưng lặp lại nhiều lần mới là điều quan trọng và đáng ngại.
Một khi vào cơ thể, các chất ngoại sinh này thường bị loại bỏ theo
khí thở ra, theo phân hoặc theo nước tiểu. Trường hợp thường gặp nhất,
các chất độc có thể bị chuyển hoá một cách đặc hiệu ở trong gan. Nếu sự
chuyển hoá này dẫn đến những sản phẩm ít độc hơn, hoà tan trong
nước tốt hơn thì sẽ dễ dàng bị loại bỏ hđn. Tuy nhiên, đôi khi có thể tạo
ra những chất trao đổi trung gian có khả năng phản ứng hơn và độc hơn
sản phẩm ban đầu (parathion ->paraoxon). Các sản phẩm này và / hoặc
các dẫn chất trao đổi của chúng cũng có thể được tích giữ hoặc lưu lại
một thời gian ngắn hay dài ữước khi được tập kết trong một số cơ quan
hoặc trong một số mô như mô mỡ vốn dễ đàng tập kết các chất diệt côn
trùng cơ - phospho.
Các chất diệt côn trùng có thể gây ngộ độc cấp hoặc á cấp, ngộ độc
mạn tính và ngộ độc trường diễn.
13.3.2.1. Ngộ độc cấp hoặc á cấp
Các kiểu ngộ độc này xảy ra khi chất độc được đưa vào cơ thể duy
nhât một lần. Người ta thường theo dõi các triệu chứng do kiểu ngộ độc
này gây ra ở các động vật thí nghiệm, ở người tự tử hoặc ở người bị ngộ
độc bât ngờ. Bảng 13.6 ghi tóm tắt một sô" triệu chứng của kiểu ngộ độc
câp do các chất diệt côn trùng gây ra.

Chương 13: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC Dư CHẤT BẢO VỆ THƯC VẢT 313
Bảng 13.6. Một số triệu chứng ngộ đôc cấp do các chất diệt côn trùng
Chất d iet côn
ừùng cơ - clo
Các rốỉ loạn về tiêu hoá (nôn mửa, tiêu chảy)
Các rối loạn thần kinh (nhức đầu, hôn mê, co giật)
Chất d iệt cồn
ừùng cơ - phospho
Tác dụng phản cholinesterase làm tăng hoạt động
của hệ thần kinh trung ương
Các rốỉ loạn tiêu hoá (tăng tiết nước bọt, buồn
nôn, tiêu chảy)
Các rối loạn hô hấp (táng tiết phế quản, ho, thỏ,
nghẹt thở)
Các rối loạn tim mạch (tìm đập nhanh, tăng rồi
giảm huyết áp)
Các rối loạn thần kinh cơ (co cơ thường xuyên và
nhanh, hay bị chuột rút, cử động không tuỳ ý, hay
bị tê liệt)
Chất đ iêt côn
trùng khác
Tăng sinh các tế bào nguyên bào sợi (phổi, đường
tiêu hoá, gan), tiêu chảy, vàng a, nghẹt thỏ
Các rối loạn thần kinh, phù phổi, co cứng cơ, các
rối loạn về thận và gan (2, 4D, và 2,4, 5T)
13.3.2.2. Các ngộ độc mạn tính
Các ngộ độc mạn tính thường hay gặp ồ những người trong các
môi trường sản xuất và sử dung có tính chuyên nghiệp các chât này.
Các triệu chứng kèm theo thường như sau:
- Các tổn thương ồ da như sung huyêt, ngứa, phát ban, có nôt ban
đỏ, da nứt và loét, các kích thích ở mắt và mũi.
- Các tổn thương ở đường tiêu hoá: buồn nôn, ăn không ngon, nôn
mửa, tiêu chảy (tất cả các chất diệt côn trùng), các hư hỏng về chức năng
tiêu hoá và chức năng gan.
- Các tổn thương tím mạch: loạn nhịp, tim đập nhanh, tăng rồi
giảm huyết áp.
- Các tổn thương đường hô hấp: kích thích các đường hô hấp,
viêm phế quản.

314 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
- Các biểu hiện ở thần kinh ngoại vi: mệt mỏi cơ, mất nhạy cảm,
các rối loạn hoạt động, lo âu, mất ngủ, trầm uất và hay ảo giác.
- Rồì loạn hệ thống tạo máu: rối loạn sự tạo huyết và thiếu máu
(các chất dithiocarbamat).
- Các tổn thương ở thận (chất diệt côn trùng vô cơ).
- Các nguy cơ về thai nhi thường có liên quan với sư đi qua nhau
của các chất như DDT, carbamat, đithiocarbamat.
13.3.2.3. Ngộ độc trường diễn
- Các chất bảo vệ thực vật có thể gây ngộ độc trường diễn như:
- Sinh đột biến: chất folpel và chất captan.
- Sinh quái thai: chất 2,4D, 2,4,51.
- Sinh ung thư: hexaclorocyclohexan (HCH) a và p, aldrin,
đielđrin, clorđan, heptaclor, DDT, toxaphen.

ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG
VÀ CÁC SẢN PHẨM NHIỆT PHÂN
14.1. HYDROCACBON ĐA VÒNG
14.1.1 Bản chất của hydrocacbon đa vòng
Hydrocacbon thơm đa vòng (Polycyclic Aromatic Hydrocacbon -
PAH) là nhóm gồm hàng trăm hợp chất có đặc điểm chung lả do từ 3
đến 6 nhân benzen kết hợp với nhau theo những cách khác nhau, có
chứa các nhóm thế metyl hoặc các chuỗi alkyl kéo dải. Phần lớn các hợp
chất này chỉ chứa cacbon và hydro song một số' chất còn chứa cả rđtơ,
lưu huỳnh hoặc oxy.
PAH có thể phân thành hai nhóm: PAH ngưng tụ peri và PAH
ngưng tụ ca ta.
PAH ngưng tụ peri được định nghĩa như là hệ có đồ thị, hoặc
đường nốĩ các tâm của vòng cũng tạo ra được dạng vòng. Các vòng
này lại có thể chia ra: dạng vòng xen kẽ (alternant) và dạng vòng
không xen kẽ (non-alternant). Vòng xen kẽ thường được tạo ra bởi 6
vòng thành viên, còn vòng không xen kẽ lại chỉ gồm khoảng chừng 5
vòng thành viên.
PAH ngưng tụ cata được định nghĩa như là hệ có đồ thị hoặc
đường nối các tâm của vòng không tạo ra được dạng vòng mà thường
có dạng đường thảng xen kẽ không phân nhánh (linear non-brancheđ
alternant) và dạng đường thẳng xen kẽ có phân nhánh (linear branched
alternant). Khi có cùng kích cỡ, thì hợp chất có dạng đường thẳng xen
kẽ phân nhánh thường bền hơn về phương diện nhiệt động nhưng khả
năng phản ứng hóa học lại kém hơn dạng đường thẳng xen kẽ không
phân nhánh.
Nói chung, nhóm PAH ngưng tụ kiểu cata luôn luôn là những hệ
xen kẽ.
CHITƠNG 14

3 1 6
____________ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
H inh 14.1. Các kiểu cấu trúc khác nhau của hydrocacbon đa vòng
Trong địa hình của PAH, một số vùng và một số vị trí của rguyên
tử cacbon có liên quan với hoạt tính sinh học của hợp chất:
- Vùng K được coi là góc ngoài của nửa phenanthren.
-Vùng L gồm một cặp nguyên tử ở đỉnh đối nhau của antracen.
- Vùng nvịnh" được coi như một góc trong của nửa phenanthren.
- Vùng M hoặc vùng vinh ngoại biên.
- Vị trí ngoại vi là vị trí của nguyên tử cacbon đối diện với vùng
vịnh và nằm kề liền với góc của vòng.
Vùng vịnh
— Vùng M hoặc vùng vịnh ngoại biên
Vị trí peri
ngK
Vùng L
H ình 14.2. Các vùng có liỗn quan với hoạt tính sinh học

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VẢ 317
Hình 14.2 chỉ rõ các vùng và các vị trí ngoại vi trong phân tử
benzo (a) anthr acen.
14.1.2. Nuồn gốc và sự ô nhiễm của chuỗi thức ăn bởi
hydrocacbon đa vòng
PAH được tạo thảnh khi có sư tiếp xúc của các vật chất hữu cơ với
nhiệt độ rất cao, thường bắt đầu là quá trình nhiệt phân tiếp theo là quá
trình ngừng tụ các mảnh nhỏ vừa mới được sinh thành vôn rất hoạt
động kiểu "acetylen mới sinh". Từ những sản phẩm thu được, người ta
đã đề xuất sơ đồ quá trình sinh thành các hợp chất PAH này:
- Khi nhiệt phân /7-butylbenzen ồ nhiệt độ giữa 700 và 750°c,
người ta (Badger, 1960) đã thu được benzo(a)pyren và benzo(b)
fluoranthen với tỷ lệ khác nhau.
- Khi xử lý nhiệt hà khắc (ở 350°c - 700°c trong môi trường oxy
hóa) các sản phẩm như lignin, tinh bột, các glucid khác, các axitamin,
các axit béo, colesterol và p-caroten đều dẫn đến hình thành các PAH
khác nhau trong đó có benzo(a)pyren.
- Ngoài ra, người ta còn nhận thấy PAH có thể được tổng hợp nên
trong các quá trình trao đổi chất của cây cối, tảo biển và vi khuân
(Guillen và Sopelana, 2002).
14.1.2.1. Sự ô nhiễm m ôi truởng
Có thể nói, tất cả các quá trình đốt cháy tự sinh (hỏa hoạn) hoặc
cần thiết cho hoạt động của con người (sản xuất năng lượng công
nghiệp, sưởi nóng trong nhà, khí thoát ra từ các phương tiện giao thồng,
phá hủy rơm rạ sau khi thu hoạch ngũ cốc) đều làm thoát ra PAH vào
khí quyển. Người ta ước tính hằng năm ồ Mỹ, trong không khí tích giừ
tới 890 tân benzo(a)pyren trong đó 80% là do đốt cháy than, 4% lầ từ
việc sử dung các sản phẩm đầu mỏ và 1 % là từ sự đốt cháy các phê liệu
nông nghiệp và lâm nghiệp. Sự ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm
các cây cỏ càng mở rộng khi dưới ảnh hưởng của lượng mưa. Người ta
nhân thây/ các thưc vật như ngũ cốc, khoai tây, xà lách ơ gần các khu

318 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOĂN THỰC PHAM
công nghiệp lớn, dọc các đường cao tốc thường bị ô nhiễm cao hơn 10
lần so với các thực vật này trồng ở vùng nông thôn (Hancock, 1970).
Vậy là sự ô nhiễm các chất ưa béo này ở trong chuỗi thức ăn rồi
đến con người thường thông qua khâu tích tụ chúng ở trong mỡ các
động vật ăn cây cỏ bị nhiễm. Tuy nhiên, người ta cũng thấy tỷ lượng
benzo(a)pyren đo được trong mô các động vật và người là cực kỳ
thấp và tiến triển rất ít trong quá trình sông của những cơ thể này
cũng như không thấy có trường hợp nào chất này được tích lũy cả.
Khả năng đi vào sữa, người ta phát hiện thấy ở thỏ và cừu cái nhưng
chỉ chiếm 1/10000 lần liều lượng đã ăn vào. Người ta cũng nhận thây
các sinh vật biển như sinh vật nổi, nhuyễn thể, cá, giáp xác có thể bị
nhiễm nặng nhưng sự tồn dư lại râ't thấp. Các chất tẩy rửa đạng
anion có thể làm tăng độ hòa tan của các PAH trong nước nên sẽ làm
dễ dàng cho sự hấp thụ cũng như sự đi qua của chúng vào trong
chuỗi thức ăn.
14.1.2.2. Sự phát sỉnh PAH trong quá trình xông khói và trong quá
trình xử lý nhiệt nghiêm khắc các hàng hóa thực phẩm
Hàng hóa thực phẩm thu được từ trồng trọt, chăn nuôi hoặc đánh
bắt thường phải qua một loạt gia công và xử lý bằng các phương pháp
lý học và hóa học khác nhau. Sư ô nhiễm vốn có trong các sản phẩm thô
có thể được gia tăng thêm trong các quá ữình xử lý nhiệt nghiêm khắc.
Thường, có ba kiểu ô nhiễm thực phẩm bỏi PAH sau đây:
a) Xông khói các hàng hóa thực phẩm
Bảo quản thịt và cá bằng xông khói là một cách làm có từ xa xưa.
Tuy nhiên, khói thường chứa và vận chuyển một lượng đáng kể các
PAH khác nhau do đó khả năng gây nhiễm là rất lớn khi các hàng hóa
thưc phẩm tiếp xúc với nó.
b) Các xử lý nhiêt
Nhiều nghiên cứu cho thấy, khi nhiệt phân các gluciđ, các lipid và
các protein ở 300°c thì chưa tạo ra PAH nhưng khi nhiệt phân ở 500-

700°c thì người ta đã phát hiện có 19 PAH trong đó có benzo(a)pyren
(Massuđa, 1967). Khi gia nhiệt tinh bột có mặt không khí ở 370°c thì
lượng benzo(a)pyren chỉ có 0,7 ng/kg.
Còn khi nhiệt phân các triglycerid trong lò ống, trong điều kiện cỏ
khí nitơ, ở 500 - 700°c thì tạo ra được 100 Jig PAH trong đó có
benzo(a)pyren/ trái lại, khi ợ 400°c thì các chất này mới chỉ ở dạng vết.
Đáng chú ý khi nhiệt phân cholesterol trong cùng điều kiện này đã làm
tạo ra một lượng PAH cao hơn 10 lần, có lẽ là do cấu trúc vòng sẵn có
trong cholesterol đã đóng một vai trò quyết định. Và cuối cùng, với
(3-caroten thì người ta chỉ thu được một lượng tốỉ thiểu các hợp chât
hyđrocacbon này.
Tóm lại, nhiệt độ nhiệt phân có một vai trò quyết định trong việc
tạo ra PAH, và các lipid là những chất tiền thân tốt nhất cho quá trình
tạo những hyđrocacbon này.
c) Các chất nguồn dầu mỏ (parafin, các dẩu khoáng) sử dụng
trong công nghê thưc phâHi
Parafin và các dầu khoáng thường được sử dụng để bôi trơn các
chi tiết máy tiếp xúc với thực phẩm, để phủ bên trong các bao bì bằng
carton và bằng poly^tylen, cũng như để làm phu gia đổ khuôn (bích
quy) hoặc phụ gia để bảo vệ các quả và trứng khỏi bị khô. Các đoạn dầu
mỏ tương đối nặng này có khả năng bị nhiễm bởi phân đoạn nào đó có
chứa PAH.
Bảng 14.1 cho biết cồng thức, cấu trúc, khối lượng phân tử, điểm
sôi (BP), độ hòa tan trong nước (WS) và hệ số phân bố octanol/nước
(Pcow) của một số PAH thường gặp trong các thực phẩm.
Ở nhiệt độ thường, tất cả các hợp chất này đều ỏ thể rắn, có điểm
sôi cao và độ bay hơi thấp.
Các chất này đều có tính ưa béo nên có độ hòa tan trong nước thấp
và có hệ sồ' phân bô' trong octanol nước khá cao. Hai tính sau thường có
liên quan với hoạt tính sinh học của chúng.
Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ... 319

320 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 14.1. Môt số pAH thường găp trong các thưc phẩm
Tên g o i Câng
thức
Cấu trúc K hối
lượng
phẫn
tủ
Điểm
sôi
Đ ộ hỏa
tan ừong
nước
(Mgrt)
H ệ sô'
phân bố
trong
octanoỊ/
nước
Naphtalen
Acenaphthylen
Phenanthren
Anthracen
Fluoranthen
Pyren
Benzo(g,h,i)fluoranthen
Cyclopenta(c,đ)pyren
Benzo(a)anthracen
7,12-Dimetyl
benzo(a)anihracen
Chrysen
CioHg
Cj2H 8
C14H10
C14H10
QóHio
128
152
178
178
202
202
226
226
228
256
228
218
270
338
340
383
393
432
439
435
31.700.0
16.100.0
1.290,0
73.0
260.0
135,0
441
14.0
61.0
2/0
3,37
3,92
3,24
4,54
5,22
5,18
5,91
6,00
5,61

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 321
Triphenylen C]8H12 22843943,0 5,49
Naphtacen Ci«H12
coco
228450 0,6 5,76
Benzo(b)fluoranthenC2oH]2 252481 1/55,8-6,1
Benzo(j)fluoranthenC20H12 252480 2,5 6,12
Benzo(k)fluoranthenC20H12 252481 0,86,0-6,8
Benzo(e)pyren C20ỉĩi 2 252493 4/0
Benzo(a)pyren ^20^1 2 252496 4,0 6,04
Perylen C20H12 252495 0,4
Inđeno(l,2,3-c,đ)pyren^22^12 276536 6,58
Dibenzo(a,c)anthracen^22^14
mY
278 1,6
Dibenzo(a,h)anthracen
^
----------------------
^22^14
i p r W
278524 0,6 6,50

322 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Nguồn: MacKay và Shiu (1977), Biịorseth (1983), Dabestani và Ivanov (1999).

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 323
14.1.3. Mức độ nhiễm hydrocacbon đa vòng của các hàng hóa thực phẩm
Việc đánh giá sự ô nhiễm của môi trường và đặc biệt là sự
nhiễm của các hàng hóa thực phẩm bởi PAH chủ yếu có ỉiên quan với
vấn đề phân tích.
Việc phân tích các PAH là cực kỳ khó khăn vì những nguyên nhân
chính sau:
- Việc phân tích toàn điện các PAH, ngay cả trong giới hạn, các
PAH đã biết có gây ung thư (8 đến 13 tùy theo cách đánh giá) là thao tác
rât nặng nề, bởi trong đo đạc người ta có thể gặp đồng thời tất cả các
chất có kích thước phân tử rất khác nhau, kể cả những đồng phân do vị
ừí của vòng [ví dụ, benzo(a)pyren và benzo(e)pyren] nên rất khó phân
tách.
- Các PAH có mặt ở dạng vết ữong các môi trường phức tạp như
các hàng hóa thực phẩm thường rất khó trích ly ra để tách lập được
chúng ở bước sau. BỞi lẽ các hàng hóa thực phẩm vốn rất giàu các chất
ưa béo (các sắc tô" ưa béo, các lipiđ...), còn các PAH lại là những châlt có
cực yếu.
- Các phương pháp sử dụng trong trích ly, hấp thu, tách lập, đồng
nhất và định lượng các PAH trong các hàng hóa thực phẩm có ảnh
hưởng quyết định đến kết quả thu được.
Có lẽ vì lý đo đó, một số' nghiên cứu về sự có mặt của PAH trong
thực phẩm gần như người ta chỉ xác định nồng độ của benzo(a)pyren vì
hợp chất này được coi là chất chỉ thị cho các PAH khác. Tuy nhiên ai
cũng thấy sự có mặt của chỉ một PAH trong một thực phẩm bị nhiễm là
điều ít gặp.
Sự có mặt của các PAH trong thực phim nguồn thực vật vể cơ bản là
do sự ô nhiễm của môi trường, đặc biệt là môi trường không khí và môi
trường đất. Trong quả vầ rau, nồng độ PAH phát hiện được thường phụ
thuộc vào tỷ lệ diện tích/trọng lượng của thực phẩm, thời gian tiếp xúc, sự
gần gũi với nguồn gây nhiễm cũng như mức độ nhiễm trong không khí.

324 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 14.2. Nổng độ PAH {ụg/kg) trong môt số thực phẩm nguồn
thưc vât
Hơp chất Rau
diếp
(cách
quốc
lộ
5ỏm)
Rau
diếp
(cách
quốc
lộ
12m)
M ì
hat
Bôt m ìCám
m ỉ
Cà
p h ê
hat
sông
Cà
p h ê
hat
rang
Phenanthren 5,07,5
Antracen 0,20,3
1-Metylphenantren0,61/6
2-Metylphenantren 0,7 1/6
9-Metylantracen
Fluoranten 5,39,10,60,207 80 14,3
Pyren 5,810,4 0/4 0,5 0181 16,3
Benzo(g,h,i)fluoranten 0,0
Cyclopenta(c,d)pyren 0,1
Benzo(a)antracen 0,9 4,60,2 0,1 10,7 03 1,2
Chrysen 3,3 7,10,80,10,8182,6
Benzo(b)fluoranten0,67,30,60,00,3 19 1,4
Benzo(k)fluoranten0,46,1 0,10,5
Benzo(e)pyren 0,86,70,30,20,4 08 0,6
Benzo(a)pyren 0,5 6,20,30,10,4 09 0,8
Perylen 0,01,7
-
Khổng
có
-
030,2
Ideno (1,2,3-C/đ) py ren0,68,3 0,3 0,11,105 0/4
Dibenzo(a,c)antracen 010,0
Dibenzo(a,h)antracen 0,0 *0,00,1
Benzo(g/h/i)pérylen0,510,80,30,10,5060,6
Coronen 0,1
N guồn. Larsson và Sahlberg (1981), Jones (1989), Dennis (1991) và Klein
(1993).
G hi chứ. Ở rau diếp (lettuce) PAH tính theo |!g/kg trọng lượng tươi.

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 325
Bang 14.2 cho thây nồng độ PAH ở rau diêp là khác nhau khi
được trồng ở khoảng cách khác nhau so với đường quốc lộ không giông
nhau, ở cám mì thì cao hơn ở bột mì (do nhiễm từ không khí), cũng như
ở cà phẽ rang thì cao hơn ở cà phê chưa rang (do gia nhiệt).
Nồng độ PAH trong thực phẩm từ động vật thủy sinh như ở bảng 14.3.
Bảng 14.3’ Nồng đô PAH (ng'kg trong lượng khô) trong sò, trai,
cá tươi và cá hun khóỉ
Hợp chất Sò
(O J
Sò
(O J
Cả
nheo
Cbr
Cả
nheo
Trai
Mpg
Cá
$FB
Cá
tươi
FF
Cá
hun
kh ó i
Metylnaptalen 6,05,0
Dimetylnaptalen 100,017,0
Acenaphtylen 270,0nđ
Phenantren 76,018,0 2700,02,010,419,2nd61,8
Antracen 30,06,0 110,8
Flucranten 680,032,01800,0 4/05,7 25,818,820,7
Pyren 407,0nđ1500,04,04,735,1 83,0 117,0
Benzo(a)antracen328,0nđ22,0nđ1,80,5 0,44,5
Chrysen 261,0nđ 6,05,42,1175,0290,0
Triphenylen
Benzo (b) fl uoranten53,0 nd 2,81,711,530,0
Benzo(k)fluoranten161,0nđ 0,31,0
Benzo(j)fluoranten
Benzo(e)pyren 14,0nđ2,20,8
Benzo(a)pyren 31,0 nd7,0 nd 0,71,344,048,0
Perylen 8,0nd1,00,0
Inđeno(l,2,3-
c,đ)pyren
- -- -
1,20,0
- -
Dibenzantracen 0,10,04,98,0
Benzo(g,h/i)pyren41,0nd 1,80,0149,0201,0

326 ĐÒC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
G hi ch ú bảng 14.3:
Sò (Om) - sò Crassoừea virginica từ vịnh Murrells, Nam Carolina (Sanders, 1995);
Sò (Ot ) - sò Crassotrea vữqừìica từ vịnh Murrells, Nam Carolina (Sanders, 1995);
Cá nheo CBR - cá Ictaỉutus nebuỉosus từ Black River, Ohio (Vassilarus et al, 1982);
Cá nheo CB( - cá ỉc ta lu tu s n e b u lo su s từ hồ Buckeye ( Vassilarus et al. 1982);
Trai Mfb - trai M ỵtiỉlsgaỉloprovìrtcialis\xíY oxiBrescoư, Pháp (Baumard et al. 1998);
Cá Ffb - cá Serraiius scríba từ Fort Brescou, Pháp (Baumard et al. 1998);
Cá tươi FF - cá P se m io to ỉith u s eỉongatust\X Lagos, Nigeria (Akpan et al. 1994);
Cá hun khói SF - cá P seudotoliihun eỉongatus từ Lagos, Nigeria (Akpan et al. 1994);
nđ - không phát hiện được.
Người ta nhận thây, các sinh vật thủy sinh có thể có hai mức nhiễm:
- Mức nhiễm đo môi trường sông của chúng bị nhiễm gây ra.
- Mức nhiễm do khả năng trao đổi PAH của tự sinh vật tạo ra.
Với các PAH có khốỉ lượng phân tử thấp, thì nhuyễn thể và cá có
thể tích lũy được ở mức độ tương tự nhau. Song với các PAH nặng thì
dường như nhuyễn thể lại có khả năng tích lũy được nhiều hơn.
Bảng 14.3 cho biêt hàm lượng PAH từ các mẫu sò và cá lây từ hai
địa điểm bị ô nhiễm khác nhau cũng như mẫu trai và cá lấy từ cùng
một nơi. Có thể coi nồng độ PAH của một sô" hải sản (và do đó là của
các cơ thể này) là một chỉ thị về ô nhiễm của môi trường cư trứ của
chúng. Tuy nhiên, các cơ thể này có thể giải phóng các PAH đã tích lũy
được trong một thời gian ngắn nếu chúng được chuyên sang chỗ nước
sạch. Kỹ thuật chê biến và nấu nướng như hun khói và nướng cũng góp
phần làm tăng mức PAH của các mặt hàng này.
Các thực phẩm nguồn động vật như thịt, mỡ, sửa, bơ, phomat, và
trứng nói chung thường không chứa PAH ở mức cao. Một số quá trình
hun khói, một số phương pháp gia công nâu nướng và một số kiểu
nguồn nhiệt sử dụng ữong nấu nướng đều góp phần vào mức nhiễm

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 327
PAH trong các thực phẩm. Nồng độ PAH trong một số hàng hóa thực
phẩm có nguồn động vật được chỉ ra trong bảng 14.4.
Bẵng 14.4. Nổng đô PAH (ng^kg trong lượng khô) của một số
thưc phẩm đông vât
Hợp chất e2M1m2B,b2^LĩFfp
Phenantren
- 18,5- 3,0 168,0 4,5
Antracen
- 29,7- 0,5
_ _ 35,40,7
2-Metylphenantren
_ _ _ _ _ _ 15,21,1
2-Metylantracen
_ _ _ _ _ 7,30,1
1-Metylphenantren
_ _ _ 14,40,7
9-Metylantracen
_ _ _ - _
2,1nđ
Fluoranten 0,1 1,20,13,41,0 10,8119,01,9
Pyren nd5,50,035,50,01,3127,01,8
1'Metylpyren
- _ - - - - 16,2 nd
Benzo(a)antracen0,04,50,02,42,20,544,5 0,3
Chrysen nd5,6nd8,6nd24,7 44,10,6
Triphenylen
- - - - - -
Benzo(b)floranten0,43,50,03,10,61,229,8nd
Benzo(k)floranten0,04,50,0nd0,10,641,9 nđ
Benzo(f)floranten
_ - - - - -
Benzo(e)pyren
- - nd nd - - 21,8nd
Benzo(a)pyren 0,07,50,01,50,61/454,2nd
Perylen
_ _ - - - - 7,9nd
Inđeno(l,2,3-
c,đ)pyren
-8,7ndnd- - 41,4nd
Dibenzo(a,h)antracennd4,7ndnd1,01,53,5nd
Benzo(g,h/i)perylennd1,20,0nd0,00,035,5 nd
Antantren
- - - - - - 14,9 nđ

328 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
G hi chú bảng 14.4:
E-1 - mẫu trứng (|ig/kg trọng lượng ướt) được Lodovici và cộng sự nghiên cứu
(1995);
Eo - mẫu trứng được Husain và cộng sự nghiên cứu (1997) (ng/kg trọng lượng ướt);
Mị - m ẫu sữa do Dennis và cộng sự nghiên cứu (1983);
M2 - mẫu sữa bò do Dennis và cộng sự nghiên cứu (1997) (ịig/kg trọng lượng ướt);
B} - m ẫu thịt bò do Lođovici và cộng sự nghiên cứu (1995);
B2 - m ẫu thịt bò quay do Lodovici và cộng sự nghiên cứu (1995);
Flf - m ẫu xúc xích (Đức) nướng trên lửa than củi (Larsson và cộng sự 1983);
Ffp - m ẫu xúc xích nướng trên lửa than củi (Larsson và cộng sự 1983);
nđ - không phát hiện được.
14.1.4. Độc tính tiềm tàng của hydrocacbon đa vòng
14.1.4.1. Sự hoạt hóa và chuyến hóa của hydrocacbon đa vòng
Một khi các PAH đi vào trong cơ thể bằng đường miệng, chúng
sẽ đến ruột, ỏ đây chúng có thể được hấp thụ và được phân bổ đến
các cơ quan khác thông qua sự tuần hoàn máu ruột gan. Các thành
phần của thực phẩm có thể làm tăng hoặc làm giảm khả năng hấp thu
của các PAH do đó mà làm tăng cường hoặc kìm hãm độc tính của
PAH. Theo Stavric và Klassen (1994), sự hút bám của PAH vào một
số hợp phần của thức ăn, như cacbon có mặt trong một số' thực phẩm
chế biến, có thể làm giảm khả năng hấp thụ của các PAH. Các tác giả
này cũng cho thấy các polyphenol thực phẩm như quercetin và axit
clorogenic có thể làm giảm sư hấp thu của benzo(a)pyren và các chất
trao đổi của chúng, có điều là hiệu ứng tác dụng của hai polyphenol
này vẫn kém thua cacbon. Sự tạo phức với một số hợp phần thực
phẩm cũng có thể dẫn đên làm giảm tác dụng sinh học của một sô
PAH được ăn vào cùng với thực phẩm. Độ hòa tan của các PAH có
trong thực phẩm cũng đóng vai trò quan trọng vào sự hấp thu các
chât này. Nước không hòa tan được benzo(a)pyren cũng như các

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 329
PAH khác cũng sê làm giảm sự di chuyển của chủng tới màng nhầy
ruột, trong khi đó, các đầu ăn hòa tan được các PAH nên lại làm dễ
dàng cho sự vận chuyển này (Stavric và Klassen).
Trong cơ thể, các PAH sẽ bị chuyên hóa và trao đổi chất để tạo
ra những chât trao đổi hoạt động có khả năng hình thành các sản
phâm cộng hóa trị với ADN hoặc có thể tạo ra những phẩm vật để
được bài tiêt ra sau này. Nêu coi sư tạo thảnh sản phẩm cộng là sự
kiện khởi đầu của con đường sinh ưng thư do hóa chất thì sự tạo ra
các chât trao đổi hoạt động là có liên quan mật thiết với khả năng
sinh ung thư của các PAH. Mô hình về đường hướng trao đổi của
benzo(a)pyren là một ví dụ về quá trình chuyển hóa sinh học của các
PAH trong cơ thể (hình 14.3).
Quá trình chuyển hóa sinh học phân tử PAH thường bắt đầu bằng
sự epoxyd hóa nhờ cytocrom P-450. Sự epoxyd hóa này được xúc tác bởi
một phức hệ enzym có tên là "oxyase có chức năng hỗn hợp'' (MFO)
định vị trong lưới nội chất hoặc trong vi thể.
Giai đoạn thứ hai là quá trình hydroxyl hóa được xúc tác bởi
một hydrase hay epoxydohydrase (EH) để tạo thành các diol. Có điều
là enzym này được kết hợp chặt chẽ với phức hệ enzym MFO. Phức
hệ enzym chứa cả hyđrase này thực chất là một hydroxylase của
hyđrocacbon vòng (arylhyđrocacbonhyđroxylase (AHH)). Các diol
vừa được tạo thành sau đó có thể bị chuyển đổi thành các epoxyd
dihyđrođiol (đặc biệt là các epoxyd đihyđrođiol được tạo ra từ vùng
vịnh) là rất hoạt động bởi chúng có thể tấn công các vùng nucleophyl
tới hạn trên ADN hoặc trực tiếp bằng phản ứng SN2 hoặc bằng phản
ứng SN1 sau khi tạo thành một cacbocation (Guillen et al. 1997). Tuy
nhiên, các diol trung gian cũng có thể tạo ra những hợp chất liên kết
với axit glucuronic hoặc với glutation để được bài tiết ra bằng đường
thận hoặc bằng đường mật. Thường các chất trao đổi của PAH có 2
và 3 vòng thì ưu tiên được bài tiết vào nước tiểu, còn các chất trao đổi
có phân tử lớn hơn thì được giải thoát vào trong phân.

330___________________________________________________________________________________________________________ ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 331
Các PAH đã được ăn vảo bung có thể được chuyển hóa bởi hệ
vi sinh vật đường ruột, bởi thành ruột và bởi gan. Có điều là biểu
mô ruột thường chứa tất cả các enzym có dính líu vào sự hoạt hóa
độc cũng như khử độc các PAH, mặc dù các hoạt tính này thấp hơn
nhiều so với ở trong gan. Hơn nữa, các isozym P-450 cảm ứng ở
trong đường ruột khi ăn vào bụng các thưc phẩm có chứa PAH dù ở
mức thấp, đã có thể thúc đẩy sư phát triển các khối u ỏ trong ruột
non vầ ruột già (Stavric và Klassen, 1994). Tuy nhiên, hoạt tính sinh
học tổ hợp của các PAH đã ăn vào chẳng những được quyết định
bởi mức độ hấp thu và mức độ chuyên hóa của chính PAH mà còn
bởi sư có mặt của các hợp chất như chất cảm ứng, chất kích động
hoặc chất kìm hãm của các enzym tham gia vào quá trình trao đổi
chất các PAH. Do vậy, hoạt động của các enzym đường ruột tham
gia vào sự chuyển hóa các PAH thành những chẩt sinh ung thư có
thể được cảm ứng bởi các thuốc, bởi một số' rau, bởi các chất ô
nhiễm trong môi trường như biphenylpolyclo, và bởi các hormon
dịch vị (Benford và Bridges, 1985). Hoạt tính của các monoxygenase
phụ thuộc cytocrom P-450 cũng có thể được cảm ứng bởi chính các
PAH. Trong số các PAH, benzo(a)pyren và 3-metylcholantren là
những tác nhân cảm ứng được nghiên cứu nhiều nhất. Có những
PAH khác, mặc dầu không phải là chấi cảm ứng mà tác động như là
chất kích động của các quá trình đã được khơi mảo bởi các hợp chất
khác (Jacob, 1996). Cũng có một số nhân tố của chế độ ăn uống như
một số f la von có trong rau quả có thể kích động hoặc hoạt hóa một
số phản ứng được xúc tác bởi cytocrom P-450, như phản ứng
hydroxyl hóa benzo(a)pyren cả ở trong gan và trong ruột. Ngược lại
các thành phần thực phẩm như các chất chống oxy hóa, một số
f la von, các vitamin A, c và E lại có thể kìm hãm sự trao đổi của các
PAH (Benford và Bridges, 1958). Người ta cũng thừa nhận, có một
số chât vừa là chất cảm ling vừa là chầt kìm hãm.

332 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Như vậy là con đường đưa vào, liều lượng đưa vào, các thông số
sinh lý và dinh dưỡng, đặc biệt là sự có mặt đồng thời các chất cảm ứng
hoặc chất kìm hãm trao đổi có vai trò quyết định trong sự biểu hiện
hoạt tính sinh học của các PAH.
14.1.4.2. Hoạt tỉnh gây ung thư của hydrocacborì đa vòng
Hiện nay người ta đã lập được một danh sách 13 PAH có trong các
thưc phẩm và có hoạt tính gây ung thư:
- Nói chung, các hyđrocacbon có ít hơn 4 vòng thường không
gây ung thư, mặc dù có một số dẫn xuất metyl như 9,10-
đimetylantracen và 1,2,3,4-tetrametylphenantren là những chất gây
ung thư có mức độ.
- Những hyđrocacbon chứa 4 vòng thì không gây ung thư (như
triphenylen, naphtacen và pyren) hoặc gây ung thư yếu [như benzo
(a)antracen và chrysen].
- Tuy nhiên, với hợp chất PAH có 3 vòng, nếu có nhóm thế
metyl sẽ làm cho chúng trở thành những chất gây ung thư rất mạnh,
mặc dầu khả năng gây ung thư của tất cả các monometyl này là
khác nhau phụ thuộc vào vị trí của nhóm thế metyl trong phân tử.
- Hợp chất có 5 vòng thường có tính chất gây ung thư khác nhau
từ những chất không gây ung thư [như picen, perylen, pentacen và
benzo(e)pyren tới những chất gây ung thư yếu [như
đibenzo(a,c)antracen] cho đến những chất gây ung thư mạnh [như
benzo(a)pyren và đibenzo(a/h)antracen].
- Đa phần các PAH có 6 vòng là những chât gây ung thư, mặc
đù có một sô chât như benzo(g,h,i)perylen lầ không gây ung thư.
Caronen là hyđrocacbon có 7 vòng cũng không gây ung thư
(Lifinsky, 1991).

Chương 14: ĐỘC TÌNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 333
SỞ dĩ các PAH khác nhau về hoạt tính gây ung thư là do một sô"
đặc điểm cần thiêt để tạo được các sản phẩm cộng với ADN ở trong các
PAH mẹ cũng như ở trong các chất chuyển hóa của PAH là không
giống nhau.
Một trong những cơ chế đầu tiên về sự hình thành các hợp chất
trung gian hoạt động là có liên quan với sự tạo các epoxiđ ở vùng K
(xem hình 14.3). Tuy nhiên, sau đó người ta lại nhận thấy rằng, các sản
phẩm cộng của các epoxid ở vùng K với axit nucleic lả chưa phát hiện
được trong những sản phẩm được tạo ra trong các mô được xử lý với
các PAH mẹ (gôc) (Shaw và Connell, 1994). Hơn nữa, Jacob (1996) đã
cho biết rằng sư hoạt hóa ở vùng K chủ yếu là tạo ra những chất trao
đổi không độc và không gây ung thư. Do đó, sự hoạt hóa ở vùng K lại
có vai trò giải độc.
Hiện nay, người ta thừa nhận, các PAH được hoạt hóa chủ
yếu bằng cách tạo ra các diol-epoxid kề nhau và trong đa số'
trường hợp, các điol-epoxiđ được tạo ra ở sát ngay với vùng vịnh
(xem hình 14.3). Sự tồn tại một vùng vịnh trong phân tử, theo
nhiều tác giả, như lầ điều kiện tiên quyết cho hoạt tính gây ung
thư, bởi lẽ các đihyđrođiol-epoxiđ từ vùng vịnh thường có xu
hướng tạo ion cacboni rõ rệt nhất và trở thành có khả năng phản
ứng nha't [ở hình 14.3, cơ chế hoạt hóa vùng vịnh của
benzo(a)pyren được biểu diễn bằng đường chấm châm]. Tuy
nhiên, chỉ một mình đặc tính này không tiên đoán được khả năng
gây ung thư của một PAH. Loew và cộng sự (1985) còn cho thấy,
nếu thay thế nhóm metyl Ở 'VỊ trí peri sẽ làm giảm hoạt tính gây
ung thư là do sự tạo thành diol ở vùng vịnh ngoại biên (vùng M)
đã bị phong tỏa. Vùng hoạt tính quan trọng khác ở trong các
phân tử PAH là vùng L cũng có vai trò trong khả năng sinh ung
thư của một số PAH. Vùng L làm nổi bật sự định xứ của các
electron 7C qua các vị trí para [tức là các VỊ trí 7, 12 cua

334 ĐỘC TỔ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHAM
benzo(a)antracen]. Sự có mặt của vùng L trong một PAH là điều
để khẳng nhận rằng PAH đó không có hoạt tính gây ung thư. Tuy
nhiên, sự thay thế ở vùng này có thể làm nổi bật khả năng gây
ưng thư của PAH vốn chưa được thay thế, chẳng hạn như trường
hợp 7,12-đimetylbenzo(a)antracen là chất gây ung thư mạnh so
với benzo(a)antracen (Shaw và Connell, 1994). Ngoài ra, có nhiều
nhân tố khác như sự trao đổi chât, đặc trưng về hóa học lập thể
và hình thể của chất cũng như khả năng phản ứng sinh học của
các chât trao đổi cũng góp phần vào sự khác biệt nhau về khả
năng sinh u của các PAH. Ví dụ như trường hợp chât picen, bằng
các tính toán cơ lương tử người ta đã dự đoán được khả năng gây
ung thư của nó, song chưa phát hiện được khả năng đó trong một
số động vật nghiên cứu. Sự vắng mặt này có thể là do các enzym
của vi thể không có khả năng chuyển hóa được đihydrođiol vùng
M của mình thành epoxiđ đihyđrođiol vùng vịnh với một số
lượng đủ để khơi mào quá trình sinh ung thư (Platt và cộng sự,
1998).
Mặc dù sản phẩm cộng giữa PAH và ADN có vai trò trong sự sinh
ung thư, song sự hình thành các sản phẩm cộng này chưa hẳn đã bao
hàm sự phát triển của các khối u, vì lẽ mẫu đã bị hư hại, như đã thây ở
hình 14.3, có thể được sửa chữa trước khi xảy ra sự tái bản tế bào (Show
và Connell, 1994).
Mặc dù sự thật là lý thuyêt vùng vịnh giải thích được khả năng
gây ung thư của nhiều PAH, song có những chất khác có khả năng sinh
khôi u nhưng lại không có các vùng vịnh hoặc không được hoạt hoá
thông qua một epoxid vùng vịnh. Vì vậy, Cavalieri và Rogan (1985) đã
nêu ra một giả thuyết để giải thích sự hoạt hoá của các PAH, dựa vào sự
oxy hoá cua một electron duy nhât đê sản sinh ra một cation gôc trung
gian có khả năng phản ứng và đóng vai như một chất gây ung thư cơ
bận. Flesher và Myers (1991) cũng đã mỏ rộng thêm một số quy luật về

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CẤC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 335
hình học phân tử để đự đoán hoạt tính sinh ung thư của các PAH chưa
có nhóm thế. Các tiếp cận khác có tương quan với khả năng sinh ung
thư như chỉ sô" khử định xứ quá mức (superđelocalieability index) biểu
diễn khả năng phản ứng ở liên kết kề bên vùng vịnh ở trong chất
đihyđrođiol trung gian (Berger, 1978).
Mức độ hoạt tính gây ung thư của các Pa h thường được biểu
diễn bằng các mã (code) hoặc các chỉ sô" (index) khác nhau. Cơ quan
Nghiên cứu Ưng thư Quốc tế (IARC) đã phân những bằng chứng
xác đáng (evidence relevant) về khả năng sinh ung thư thành bốn
loại:
- Bằng chứng đủ về khả năng sinh ung thư (SE).
- Bằng chứng hạn chế về khả năng sinh ung thư (LE).
- Bằng chứng không đầy đủ về khả năng sinh ung thư (IE).
- Bằng chứng gợi ý thiếu về khả năng sinh ung thư (LC) (evidence
suggesting lack of cancinogencity).
Ngoài ra, để biểu diễn mức độ gây ung thư của các PAH còn
có những cách khác nữa. Chẳng hạn như thang chia độ gây ung thư
của Cavalieri, trong đó hoạt tính gây ung thư được phân thành bảy
câp:
- Cực kỳ hoạt động (extremely active)+++++
- Rất hoạt động (very active) ++++
- Hoạt động (active) +++
- Hoạt động vừa (mođeratety active)++
- Hoạt động yếu (weakly active)+
- Hoạt động rất yếu ±
- Không hoạt động (inactive) -

336 ĐỘC TỐ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 14.5, Khả năng gây ung thư của các PAH
Hợp chất
Khả năng gây ung thư
RPJARC
(1973, 1983)
Cavalier
(1983)
Naptalen nd
- nd
Phenantren IE
- nđ
Antracen LC - nđ
Fluoranten NE nd nd
Pyren NE
- 0,081
Benzo(a)antracen SE ± 0,145
Chrysen LE ± 0,0044
Triphenylen IE
- nđ
1-Metylchrysen IE nđ nđ
2-Metylchrysen LE nd nd
3-Metylchrysen LE nd nđ
4-Metylchrysen LE nđ nđ
5-Metylchrysen SE +++ nđ
6-Metylchrysen LE ± nd
7,12-Mety lchry sen nđ +++++ nđ
Benzo(b)fluoranten SE nđ 0,141
Benzo(j)fluoranten SE nđ 0,061
Benzo(k)fluoranten SE nd 0,066
Benzo(a)pyren SE ++++ 1,0
Benzo(e)pyren IE
- 0,004
Perylen IE
- nd
Dibenzo(a/c)antracen LE + nđ
Dibenzo(a/h)antracen SE +++ 1,11
Dibenzo (a, j) antr acenLE + nđ
Indeno(l,2,3-c,cl)pyren SE nd 0,232
Benzo(g,h,i)perylen IE
- 0,022
Antantren LE ± 0,32
Cyclopenta(c,đ)pyren LE
- 0,023
Coronen IE
- nđ
Dibenzo(a/e)pyren SE +++ nđ
Dibenzo(a,h)pyren SE ++++ nđ
Dibenzo(a,i)pyren SE ++++ nđ
Dibenzo(a,l)pyren SE +++++ nd

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 337
G hi c h ú bản g 14.5:
RP - khả năng gây ung thư tương đôì so với benzo(a)pyren;
NE - không có bằng chứng chứng tỏ là chat gây ung thư ữên động vật thí
nghiệm;
nd - không có sô' liệu.
14.1.5. Ý nghĩa độc học của hydrocacbon đa vòng đốỉ với người
tiêu thụ
Như chúng ta đã thây, một số PAH có mặt trong các thực phẩm đã
được chứng minh là có tác đụng gây ung thư ở động vật, từ đó người ta
có thể nghĩ rằng chúng có thể gây tác dung như thế ở người.
Tuy nhiên, hiện nay người ta chưa thể quy định được một mức an
toàn, tức là một liều lượng không gây được tác dụng, bởi lẽ người ta
chưa biết rõ các nhân tố sau:
- Nguyên nhân nhiều mặt của các ung thư ỏ người.
- Các hiện tượng đồng gây ung thư (co-carcinogenicity) hoặc hiện
tượng cùng cảm ứng của các chất không gây ung thư (non-carcinogen).
- Các khó khăn khi ngoại suy từ động vật đến người.
Thường, các thực phẩm có thể bị nhiễm PAH trong trường
hợp bị xử lý nhiệt quá mức hoặc được sản xuất ra trong vùng bị ô
nhiễm.
Để hạn chế các nguyên nhân gây ô nhiễm thực phẩm bởi PAH,
thường xem xét ở cả ba mặt sau:
- Giảm thiểu tác động của các quá trình gây ô nhiễm môi trường
(chẳng hạn như sự ô nhiễm các sản phẩm đầu mỏ ữong nguồn nước).
- Kiểm soất chặt chẽ các xử lý công nghệ có khả năng sinh ra PAH
và trường hợp có thể nên áp đụng những công nghệ sạch.

338 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
- Kiểm tra hàm lượng các PAH của các dầu khoáng và của các
parafin sử dụng trong thực phẩm cũng như của các chât bôi trơn có cơ
sở hyđrocacbon được sử đụng trong nông nghiệp và công nghiệp thực
phẩm có khả năng đi vào tiếp xúc với thực phẩm.
14.2. ĐỘC TÍNH CỦATIÁC AMIN DỊ VÒNG
14.2.1. Nguồn gốc sự có mặt của các amin dị vòng trong thực
phẩm
Nhiều nghiên cứu, đặc biệt là của Nhật Bản (Nagao và Surimora,
1977) cho thấy khi nhiệt phân (pyrolyse) các axitamin và các protein đã
làm tạo ra các đẫn xuất vòng mà một số chất trong đó có hoạt tính gây
đột biến mạnh đến một số vi khuẩn như Saỉmonelĩã tỵphim ừium . Đó là
các amin dị vòng thuộc họ (3 và a carbolin:
a- Carboỉin p- Carbolin
(R-pNHg, R2=H hoặc CH3) (R3=H hay CH3)
Câu trúc và nguồn gôc của các amin dị vòng này được tóm tắt
trong các bảng 14.6 và bảng 14.7.
Felton và cộng sự (1984) đã chứng tồ rằng có ít nhât 10 chất gây
đột biến được tạo thành trong quá trình chiên thịt bò, trong đó có hai
chất mới chưa nhận dạng được.
Các PiỢp chât amin dị vòng khác thuộc ho gần gũi với a-carbolin
nhưng không có tính gây đột biến như harman và norharman đã tách
lập và nhận dạng được với một lượng đáng kể trong các sản phẩm nhiệt
phân hoặc ữong san phâm gia nhiệt quá mức của các thưc phẩm có
protein.

Chương 14: ĐỘC TÍNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 339
Bảng 14.6. Các amỉn dị vòng thường có măt trong các dịch nhiêt
phân (pyrolysat) của các axitamin và của các protein
Tên hợp chất Tên gọi
đang rút
gọn
Hợp chất bị
nhiêt phân
Cấu trúc
3- Amino -1, 4-
đimetyl - 5H-
py rido [4,3-b] inđol
Trp-P-1 Tryptophan
ch3
CwL
H CH3
3- Amino -1, 4-
dimetyl - 511-
pyriđo [4,3-b] inđol
Trp-P-2Tryptophan
ch3
OợổL,
H
2-Amino-6-
m etylđ ip yriđ o [1,2-a:
3'/2,-đ]imidazol
Glu-P-1 Axit
glutamic
ch3
2-A m in ođ ip yriđ o
[1,2-a: 3',2'-đ]
imiazol
Glu-P-2Axit
glutam ic C ợ G r
3,4-
Cyclopentenopyrido
[3,2-a] carbazol
Lys-P-1Lysin
u H
4-A m in o-6-m e ty l-l H-
2,5,10,10b -
tetraazafluoroanthen
Om-P-1Omithin
CH,
CỢyL
V
2-Amino-5-
p h en ylp yriđ in
Phe-P-1Phenylalanin
Onộu
2-Amino-9H-
pyrido[2,3-b] in đ ol
A a c Soya
glob u linOựx
H
2-Amino-3-metyl-9H-
pyriđo[2/3-b]inđol
MeA«C Soya
globulin OợQC
H

340 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Bảng 14.7. Các amin dị vòng từ các thực phẩm và từ các hệ thống
mô hình đã bị gia nhiêt
Tên hợp chất
Dang
rút gọn
Thực phẩm
Hê mồ hình
Cấu trúc
2-Amino-3-metylimiđazo-
[4,5-f ]quinolin
IQ 1,2,3
n h2
2-Amino-3,4-
metylimidazo-^^-f ]
quinolin
MelQ 3
2-Amino-3,8-
dimetylimidazo-^S-f ]
quinoxalin
MelQx 2,3
^ n h2
hTnj ởn'ch’
2^1X11110-3,4,8-
trimety limidazo- [4,5-f ]
quinoxalin
4,8-Di
MelQx
2,3,5,6
_^nh2
h ^ n^ A^ N‘CH3
2-Amino-3,7,8-
trimety limidazo- [4,5-f]
quinoxalin
7,8-Di
MelQx
4 __^nh2
H í f NX N-CHj
2-Amino-1 -metyl-6-
pheny 1-imiazo [4,5-b]
pyridin
PhIP 2
l ^ ì ì /CH3
[j T ^-nh2
nh n
G hi c h ú :
1 -nước chiết th ịt; 2 -thịt rá n ; 3- cá nướng; 4- mô hình hỗn hợp của c r e a t i n i n ,
glycin và glucose; 5- như 4 trừ alanin; 6- như 4 trừ threonin.
Số các chất phát sinh ra trong quá trình đun nâu thịt'thường góp
phần tạo mùi vị đặc trưng cho những thực phẩm này. Theo Shibamato

Chương 14: ĐỘC TÌNH CỦA CÁC HYDROCACBON ĐA VÒNG VÀ. 341
(1980), số các hợp chất này có tới 161 chât thuộc hàng chục lớp hợp chât
hoá học khác nhau. Và bằng các nghiên cứu thực nghiệm người ta đã
thiết lập được một sô" điều kiện sau:
- Trong các hợp phần của thưc phẩm, chỉ có axitamin và protein mới
cho sinh ra một lượng đáng kể các phẩm vật gây đột biến khi chúng bị
nhiệt phân. Cũng vậy, chỉ có các thực phẩm giàu protein (thịt, cá) khi bị xử
lý nhiệt quá mức (nướng, quay, rán bằng lò than) hoặc xử lý nhiệt vừa phải
(đun sổi kéo dài) mới phát sinh ra các amin dị vòng. Trong trường hợp
này, các amin dị vòng có thê tạo ra do sư chuyển hoá trực tiếp các
axitamin, hoặc đo các phẩm vật của phản ứng giữa creatin hoặc giữa
creatinin, giữa các axitamin khác với các đường có mặt trong thịt và cá.
Có thể đễ dàng nhận thấy các amin nảy có thể là pyriđoinđol,
pyridoimidazol và tetraazafluoroanten (trong bảng 14.6) hoặc có thê là
các imidazoquinolin và imidazoquinoxalin (bảng 14.7).
- Có tồn tại một nhiệt độ hình thành tối ưu có liên quan với bản chất
của các sản phẩm đem xử lý nhiệt, ơ nhiệt độ cao (650°C) và ở nhiệt độ
iươn^ tự với nhiệt độ hay gặp khi tạo ra PAH thì thường phát sinh ra các
chất có trong các pyrolysat (dịch hoả phân) của các axitamin. Còn khi nhiệt
độ thấp hơn (300°C) thì các chất sẽ sinh ra ở ữong lòng các thực phẩm.
- Lượng các chất sinh đột biến được tạo ra trong quá trình nấu sẽ
táng lên cùng với thời gian xử lý nhiệt và hàm lượng nước của sản phẩm.
Có điều là các cơ chế hoá lý có ỉiên quan với sự hình thành các
chất này hiện chưa biết rõ.
14.2.2. Độc tính tiềm tàng của các amin dị vòng
14.2.2.1. S ựhoạt hóa và tính gây đột biến
Các amin dị vòng để thể hiện được tính gây đột biến của mình
thường phải có một giai đoạn hoạt hoá đi kèm. Sự hoạt hoá này thường
xảy ra ở vi thể của gan. Tham gia vào quá trình hoạt hoá là các enzym
oxydase có chức năng phức hợp (MFO) và đặc biệt là isozym (P-448)
cuả phức hệ cytocrom P-450. Trong quá trình nảy, các amin dị vòng sẽ
bị hydroxyl hoá ỏ chức amin và chính đẫn xuất N-hydroxy này mới có
khả năng gây đột biến. Nhiều nghiên cứu mới đây cho thây chât trao
đổi có tính gây đôt biên cuối cùng có thê là ester sulfat cua dân xuât N-
hyđroxy từ 5 amin sau: L: Glu-P-1, Glu-P-2, IQ, MelQ, và MelQx (Nagao

342 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
vả cộng sự, 1984). MelQ, IQ và MelQx có thể tự liên kết với ADN
in vitro với một ái lưc giảm theo như thế.
Đáng chú ý là những chất phát sinh ra trong cùng những quá trình
xử lý nhưng không có hoạt tính gây đột biến như harman và norharman
lại có thể đóng vai ưò chất đồng gây đột biến cùng với các chat không
gây đột biến như anilin hoặc orthotoluiđin hoặc cùng với các chât gây
đột biến như Trp-P-1 và Trp-P-2.
14.2.2.2. Khả năng gây ung thư in VIVO
Năm amin dị vòng: Trp-P-1, Trp-P-2, Glu-P-1, Glu-P-2 và IQ được
đưa vào trong thức ăn của chuột ở nồng độ giữa 100 và 500 ppm đã làm
xuất hiện các khối u chủ yếu ở ữong phạm vi đường tiêu hoá (trước dạ
đày, ruột non, kết tràng và gan) mầ còn làm xuất hiện u ở mức độ nho
nhưng đa dạng ở phổi, ở đa vầ ở khoang miệng. Ohgaki (1984) cũng đã
chứng tỏ khả năng gây ung thư của các amin AaC va MeAaC từ địch
nhiệt phân globulin đậu tương.
14.2.3. Ý nghĩa độc học của amin dị vòng đối với người tiêu thụ
Các chứng cớ về độc tính của các amin dị vòng trên động vật thí
nghiệm là những cảnh báo về nguy cơ có thê gặp phải ở người tiêu thụ.
Quả vậy:
- Các amin dị vòng là thuộc số các chất gây đột biến mạnh nhất đã
biết hiện nay. Các amin này cũng làm phát triên các khối u đa dạng ơ
động vật khi đưa vào qua đường miệng.
- Các vi thể của gan người có khả năng hoạt hoá các amin dị vòng
chứa trong các phần base của nước chiết thịt bò rán (với một hậu quả
giống với hậu quả thu được khi vi thể của gan chuột được cảm ứng bởi
aroclor ) (Felton và Healy, 1984).
- Các xử lý nhiệt, thậm chí rất vừa phải, áp đụng với các thực
phẩm chứa protein đều cho sinh ra cùng một lúc nhiều hợp chất này.
- Các hợp chất tự nhiên của khẩu phần ăn (như axit tanic và các
polyphenol khác) có thể lầm giảm thiểu sư hình thành các hợp chất gây
đột biến khi nhiệt phân albumin, đặc biệt làm giảm thiểu hàm lượng 2-
amino-a-carbolin. Các nitrit ừong môi trường axit tương tư môi trường
của dạ dày có thể làm vô hoạt các chất gây đột biến được tạo thành
trong quá trình nhiệt phân tryptophan và nhiệt phân axit glutamic.

ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỦU c ơ
Dung môi hữu cơ là một nhóm các hợp chất hữu cơ có khả năng
hòa tan một hay một nhóm hợp chât nào đó. Câu tạo và tính chất hóa
học của các dung môi hừu cơ râ't khác nhau. Chúng có thể là một
hyđrocacbon mạch thẳng như n - hexan, một hyđrocacbon mạch vòng
như benzen, hoặc hydrocacbon được clo hóa như điclorometan,
cloroform, và cũng có thể là các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức
như rượu, alđehiđ, ete,...
Hầu hết các dung môi hữu cơ đều dễ cháy. Một sô" có thể tạo với
không khí thành hỗn hợp nổ như benzen, ete, ... Nhiều dung môi hữu cơ
có nhiệt độ sôi thấp nên chúng có khả năng hóa hơi cao ở nhiệt độ thường.
Do khả năng hóa hơi cao của nhiều dung môi hữu cơ, nên ở những nơi
sản xuât vầ sử dụng chúng, không khí thường có nồng độ các chất này cao
hơn bình thường. Tùy theo bản chất các loại dung môi sử đung, khả năng bay
hơi của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc,... chúng sể có những mức độ
nguy hiểm khác nhau đối với con người. Hơi của một số' dung môi hữu cơ
nặng hơn không khí, ví dụ như benzen, xăng, ete,..v do đó, khi chúng khuếch
tán vào không khí thì nồng độ của chúng ở tầng không khí thấp sẽ cao hdn,
nên sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến con người và môi trường.
Nhiều dung môi hữu cơ và những chế phẩm từ chúng có độc tính
cao hoặc rất cao đối với con người và môi trường. Một số trong chúng
có thể gây ngộ độc làm chết người ỏ những mức độ nhất định. Tác dụng
độc hại của các dung môi hữu cơ là khá đa dạng và phụ thuộc vào từng
chủng loại. Một số dung môi có độc tính mạnh và có khả năng gây chết
người như aldehyđ formic, cloroform, benzen, cacbon tetrađorua, ...
Chất béo thường tan ữong các dung môi hữu cơ như benzen,
hex an, cloroform, ete, ... Do vậy, trường hợp dung môi hữu cơ tiếp xúc
với da ở diện rộng, chúng sẽ xâm nhập qua a, hoà tan mỡ dưới đa, làm
đa khô, nứt nẻ và đễ bị nhiễm trùng. Một số dung môi có độc tính cao
CHƯƠNG 15
15.1. MỞ ĐẦU

344 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
có thể xâm nhập vào máu thông qua đường hô hâp hoặc thực phâm,
gây nên tác động sâu hơn đối với các cơ quan chức năng của con người
n h ư h ệ th ầ n k in h , g a n , th ậ n , ...
Dung môi hữu cơ được sử dụng trong các phòng thí nghiệm và
trong công nghiệp. Các lĩnh vực sản xuất công nghiệp sử dụng dung
môi hữu cơ nhiều như chât dẻo tổng hợp, cao su, sơn, nhựa, keo dán, sợi
tổng hợp, chất tẩy rửa, phim ảnh, băng từ, mức in, thuốc tẩy nhuộm,
thuốc trừ sâu, chất xử lý phế thải,... Dung môi hữu cơ còn được sử dụng
trong ngành dược liệu, y tế như chât gây mê và ngay cả trong sản xuất
thưc phẩm vầ hàng tiêu dùng.
Do phạm vi sử đung rộng lớn với số lượng nhiều nên đung môi
hữu cơ cũng là một nguồn gây ô nhiễm đối với môi trường đất, nước và
không khí. Dung môi hữu cơ đi vào môi trường từ các chất phế thải của
nhà máy, từ phế thải của hàng tiêu đùng, từ các bồn chứa, kho chứa và
phương tiện vận chuyển.
Con người có thể bị nhiễm độc với dung môi hữu cơ ở những mức độ
khác nhau, với các chất khác nhau. Ví du như dân cư ở đô thị phải hít thớ khói
thải công nghiệp có chứa dung môi hữu cơ, khói xe, khói thuốc lá, hơi từ các
trạm bán xăng dầu,... Đặc biệt là công nhân làm việc trực tiếp ở những nơi sản
xuất có nồng độ dung môi hữu cơ cao thì khả năng ngộ độc càng manh.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của sản xuất và tiêu đùng, với
hơn 70.000 mặt hàng của ngành công nghiệp hoá chất, sản lượng dung
môi hữu cơ' và các chế phẩm từ chúng được sản xuất trên thế giới ngày
càng tăng, sản lượng của nhóm hoá chất này ước tính khoảng gần hai
triệu tấn hàng năm (ATSỪR 2000).
Hiện nay, ngành công nghiệp sản xuất và tiêu thụ để cung cấp cho
thị trường khoảng 16 dung môi hữu cơ có độc tính đôi với môi trường, phổ
biến như aldehid formic, benzen, etylbenzen, n - hexan, điclorometan,
amoniac, axeton, cloroform, pyriđin, bromođiclorometan,... Trong phần
tiêp theo, chúng tôi giới thiệu một sô" đung môi hữu cơ thường được sử
dụng và có độc tính đối với con người và môi trường ở nước ta.

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỬU c ơ 345
15.2. ĐỘC TÍNH CHUNG CỦA CÁC DUNG MÔI HỮU c ơ
Đa phần các dung môi hữu cơ gây ra những hiệu ứng độc không
đặc hiệu, kích thích ở vùng tiếp xúc và làm suy giảm hệ thống thần kinh
trung ương.
• H iê u ứng k íc h th íc h
Ở nhiệt độ thường/ các dung môi hữu cơ ỉà những chất lỏng nên
khi tiếp xúc với da chúng có thể gây rát da và vì chủng cũng là chât bay
hơi nên các hơi có thể gây kích thích đường hô hâp và mắt.
• Làm suy giâm hê thẩn kinh trung ương
Khi bị nhiễm ở mức cao, các dung môi sẽ làm suy sút hệ thần kinh
trung ương. Các biểu hiện lâm sàng thường bắt đầu bằng sự mất khả năng
định hướng, chóng mặt và có cảm giác sảng khoái. Hội chứng có thể phức
tạp lên đẫn đến tê liệt, hôn mê, các cơn co giật và kết cục rất nguy hại.
Cơ chế tác dụng của các dung môi hửu cơ chưa hoản toán sáng tỏ. Từ
lâu, Meyer(1937) và Andrew và Snyder (1986) đã nhận thây giấc ngủ do thuốc
(Narcose) chẳng có liên quan nào với cấu trúc hoá học mà có liên quan với độ
hoà tan của thuốc trong lipiđ. Giấc ngủ do thuốc là một sự loạn năng của hệ
thần kinh trung ương sau khi các dung môi hoà tan vào trong màng tế bào.
• H iệu ứng tương tác
Khi vào cơ thể, phần lớn dung môi đều bị chuyên hoá sinh học và
cũng có thể làm tăng hoạt độ của các isozym của cytocrom P-450. Các
đung môi thường có mặt ở dạng hỗn hợp nên các hiện tượng tương tác
có thể xảy ra. Chẳng hạn, một dung môi này ví dụ như benzen có thể
làm tăng tiền lực tác đụng của những dung môi khác bằng cách nâng
cao hoạt hoá sinh học của những dung môi này lên. Còn toluen lại có
thể làm giảm dộc tính của benzen bằng việc kìm hãm cạnh tranh các hệ
thống hoạt hoá sinh học. Hoặc, chảng hạn 3-metylcholanthren có thể
lảm giảm hiệu ứng độc của các sản phẩm khác bằng cách làm hoạt hoá
các con đường chuyển hoá hoá sinh học song hành lên, có nghĩa sẽ làm
giảm phần chuyển hoá sinh học riêng xuông.

346 ĐỘC TỐ HỌC VĂ AN TOÀN THỰC PHẨM
• Hiêu ứng đôc đầc hiêu
Ngoài các hiệu ứng độc chung đã nói trên, các đung môi hửu cơ
còn có thể gây ra các hiệu ứng độc đặc hiệu do khả năng phản ling từ
các chất chuyển hoá của dung môi.
• G ầ y đôc (cho) g a n
Etanol thường gây chứng nhiễm mỡ gan và xơ gan. Các hiệu ứng
độc này là do độc tính trưc tiếp của etanol cũng như do sự thiếu độ dinh
dưỡng riêng của rượu gây nên. Nhiều hợp chất hyđrocacbon clo hoá là
những châ't độc của gan, như gây nên chứng nhiễm mờ, sự hoại tử, sự
xơ gan và ung thư. Các thướng tổn ở gan thường được sinh ra từ các
chất trao đổi rất có khả năng phản ứng của các dung môi này. Chang
hạn chất trao đổi có độc tính từ cacbon tetraclorua là gốc triclorometyl,
từ cloroform là phosgen và từ bromobenzen là các epoxyđ của nó.
• Gầy đôc (cho) thân
Một số hyđrocacbon clo hoá như cloroform hoặc cacbon tetraclorua
vừa là chất độc của gan và cũng là chất độc của thận. Khi bị nhiễm ở mức
thấp, chúng gây ra chứng tiểu glucose, tiểu axitamin và chứng tiểu nhiều.
Còn khi bị nhiễm ở mức cao thì có thể gây ra sư chết tế bào kèm theo
chứng có nitơ trong máu và chứng không nước tiểu. Ở người, khi bị nhiễm
cacbon tetraclorua do hít phải, thì sẽ tác động chủ yếu đến thận, còn khi bị
nhiễm cacbon tetraclorua do ăn uống thì gan mới là cơ quan đích chủ yếu
(Kluwe 1981). Etylen glycol là chất độc của thận là do tính độc hại tế bào
trực tiếp của nó, cũng như do sự phong bế các ống-đầu-gần bởi các tinh thê
canxi oxalat vốn là chất trao đổi của etylen glycol.
• Gây đôc hê thần kinh
Ngoài các hiệu ứng độc đến hệ thần kinh trung ương, các hyđro-
cacbon no mạch thăng (/ĩ-hexan) và một số ceton (metyl - n - butylceton)
còn tác động đến hệ thần kinh ngoại biên. Các biểu hiện lâm sàng của
bệnh thần kinh này thường bắt đầu bằng chứng đờ đẫn (torpeur),
chứng dị cảm và sự vận động yếu ớt của tứ chi. Bệnh sợi trục thần kinh
đầu xa này là do 2,5 - hexanedion (Divincenzo và cộng sự 1980).

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 347
• Gây đôc hê tao huyết
Benzen là m ột dung môi có tác động đến hệ thống tạo huyết. Ở động
vật và ở người, benzen tác động đến tuỷ xương và làm suy giảm tỷ lệ lưu
hành của hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Ớ những người bị nhiễm benzen,
người ta quan sát thấy các trường hợp bệnh bạch cầu (leucemie) (Snyder
và Kocsic, 1975). Nhưng người ta chưa thấy các bệnh bạch cầu ở động vật
mà thường thây các u rắn (Maltoni vả cộng sự, 1989).
• Gây ung thư
Người ta nhận thấy rằng, có nhiều hợp chất hydrocacbon clo hoá
gây ra khối u ở gan. Chang hạn, benzen là chất gây ung thư ở động vật
và gây bệnh bạch cầu cho người, còn dioxin là khởi nguồn của cấc bệnh
ung thư gan và ung thư vùng mũi-hầu.
Dietylen glycol là chất gây khối u ở túi mật của chuột khi bị nhiễm
với liều cao. Ở tất cả chuột có khối u, người ta đều nhận thây có các sỏi
mật được cấu thành từ canxi oxalat vốn là chất trao đoi cuả sản phẩm,
còn ở chuột không có khối u thì không tìm thây các sỏi mật này
(Fitzhugh và Nelson, 1946). Do đó đung môi này được coi là một chât
gây ung thư thứ cấp.
• Gây các đôc hai khấc
ở các động vật khi bị nhiễm eter monoetyl của etylenglycol
thường bị suy thoái tinh hoàn và bị các dị tật ỏ tim mạch. Metanol có
thể gây tổn hại võng mạc thông qua chất trao đổi của nó và cũng có thê
gây ảnh hưởng đến vùng trung khu thị giác. Cũng như nhiều dung môi
khác, metylen clorua gây suy giảm hệ thần kinh trung ương, gây kích
thích mắt và kích thích đa. Metylen clorua cũng gây ra chứng
cacboxyhemoglobin-huyết do hợp chất c o đã tạo ra trong quá trình
chuyển hoá sinh học (WHO, 1984).
Một số đung môi thực tế không độc. Chẳng hạn DL50 của propylen
glycol ở chuột là 32ml/kg và ở thỏ là 18ml/kg. Người ta chưa phát hiện
thây tác động xấu nào đến chuột sau 2 năm cho chuột uống với iiều
lượng l,8ml/kg. Chính vì vậy nên dung môi này đã được dùng như lả
một chất phụ gia thực phẩm (WHO, 1964). Tuy nhiên, nếu dùng nó như
một chất đẫn thuốc thì nó có thể làm tăng sự loạn nhịp tím đã được gây
ra bởi digitalin (Van Stee, 1982).

348
ĐÔC TỐ HOC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
15.3.MỘT SỐ DUNG MÔI HỮU c ơ THƯỜNG GẶP VÀ KHẢ NĂNG
GÂY ĐỘC
Tính chất hóa lý của một số đung môi hữu cơ như ỏ bảng 15.1.
Bảng 15.1. Tính chất hoá-lý của một số dung môi hữu cơ
Chỉ tiêu Đ VAce ton AmoniBenzen Cloroform
Tên gọi khác Dimethyl ceton
2-propanon,
Beta-
ketopropan
Anhyđriđ
amoni
Polystream
Phenyl
hydrit
Pyrobenzol
Tricloromethan
anemetenyl
cloride metyl
triclorit
Công thức c3h 6o n h 3 c6h6 CHCỈ3
Phân tử gam 58,08 17,03 78,11 119,38
Nhiệt độ chảy °c -95,35 -77,7 5,5 63,2-64
Nhiệt độ sôi ở
1 atm
°c -56,2 -33,35 80,1 61,3-62
Trạng thái Long Khí Lỏng Long
Mật độ ở 25°cs / ml0,789980,771000,87871,485 g/cm3
Mùi Thơm hăngKích thích
mạnh
Thơm Ngọt, dễ
chiu
Ngưỡng mùi/
nước
ppm 20 (w/v) 1/5 2mg/l 2,4
Ngưdng mùi/
không khí
ppm13-20 (v/v)25-484,9 mg/m3 85
Nhận đủ mùi ppm 100-140 - 0,5-
4,5 mg/1
-
Hoà tan trong
nước 20°c
% Hoàn toàn 33,10,188/25°c7,22-9,3x1 o3
mg/L
Hoà tan trong
DMHC
Benzen, etanolAlcol,
eter,
DMHC
Alcol, eter,
đầu
chlorform,
Alcol, eter,
benzen, đầu
Áp suất hơi ở
20°c
mmHg 181,72 447 75 160
Nhiệt độ tư cháy°c 465 650 498 >1.000
Giới hạn cháy ỏ
25°c
o/
/0 2,14 -1316 - 251/2 -7,8 -
Giới hạn nổ ở 25°c% 2,6 -12,8 -
1,4-8
pH trong nướcIN 11,6 - - -

Chương 15: ĐỘC TÌNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 349
Chỉ tiêu Đ VFormaldehytMetylen
clorid
n - Hexanpyridin
Tên gọi khác Formalin,
formol,
methyl
aldehyt
Dichloro-
thal,
Narkotil
Skellysolve
hexyl
hydrit
Azabenzen
Azin
Công thức c h2o CH2C12 Q H]4 c5h 5n
Phân tử gam 30,03 84,93 86,18 79,10
Nhiệt độ chảy °c -92 -954 -95 -42
Nhiêt đô sôi °c 21 40 69 115,5
Trạng thái Khí Lỏng Lỏng Lỏng ,
Mật độ ở 25°cg/ml 0,815 1,3182 0,6603 0,9819
Mùi Hăn^caynồngNgọt, dễ chịuKinh tởmKhó ngửi
Ngưỡng mùi trong
nước
ppm 50 9,1 0,0064
mg/l
0,95 mg/1
Ngưỡng mùi trong
không khí
ppm 0,5-l,0160-620 130 0,17
Nhân đủ mùi ppm 50
- - -
Hoà tan trong
nước 20°c
% 55 20.000 mg/19,5 mg/1 Hoà tan
Hoà tan trong
DMHC
Eter, ace ton,
alcol, benzen
Eter, alcol,
aceton
Eter, alcol,
cloroform
Eter, alcol4
benzen
Áp suất hơi ở 20°cmmHg 3,883 349 138 14
Nhiệt độ tự cháy°c 300 615 225 482
Giới hạn cháy ở 25°c% 7-73 Không cháy1,1-7,51,8 -12,4
Giới han nổ ở 25°c% 7-73 Không nổ1,1 - 7,51,8 -12,4
N g u ồ n :
Aceton: Krasavage et al. (1982) và Nelson and Webb (1978);
Amoni: W indholz (1983);
Benzen: Merck (1989) ;
Cloroform: Weast(1988).

350 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
N g u ồ n của b ả n g 15.1:
Formaldehyd: Lide and Frederikse (1996);
Metylen cloriđ: Liđe (1994);
n - Hexan: Creaser et al. (1983) và Liđe (1994);
Pyriđin: Sax and Lewis (1987).
14.3.1. AIDEHYD FORMIC (H-CHO)
14.3.1.1. Nguồn gây ô nhiễm và tác động độc hại
Alđehyđ formic là một chất có mùi cay nồng, dễ phân biệt. Hơi
của nó có thể tự bốc cháy ở nhiệt độ trong phòng. Ớ nhiệt độ thường,
alđehyd formic nguyên chất ở thể hơi. Dung dịch chứa 25-35% aldehyđ
formic và 10-15% rượu thường gọi là formon (formalin). Alđehyd
formic là chât có hoạt động hoá học manh, có thể phản ứng với nhiều
chât khác nhau và được sử dụng trong nhiều lĩnh vưc sản xuất như
giấy, gỗ dán, nhựa, chất tẩy rửa, keo dán, ... Formon được sử dụng
nhiều trong bệnh viện, phòng thí nghiệm để bảo quản các mô tế bào.
Ngoài ra, chúng ta có thể tìm thây một lượng nhỏ aldehyđ formic ứong
khói thuốc lá, hơi đốt từ khí ga, khói xả của các loại xe có động cơ đốt
trong vả ngay cả từ nhiều sản phẩm gia dụng ữong gia đình.
Sự tập trung alđehyđ formic ở nồng độ 3 ppm trong không khí sẽ
gây sự kích thích vào mắt, mũi, cổ họng, gây cảm giác ngứa, rát họng, ỏ
nồng độ hơn 20 ppm, có thể gây nguy hiểm tới sức khoẻ và cuộc sống.
Khi uống hoặc ăn phải những chất có chứa một lượng lớn alđehyđ
formic thì sẽ gây cảm giác đau đớn, nôn oẹ, hôn mê và có thể bị chết.
Khả năng con người bị nhiễm độc chủ yếu lả do hít thỏ không khí
có hàm lượng alđehyđ formic cao. Aldehyd formic đễ hoà tan trong
nước, nhưng nó thường không tồn tại lâu trong nước, vì nó dễ đàng tác
dụng với các chất có trong nước. Và vì vậy, trong thực tế, người ta chưa
tìm thây trường hợp nào mà nước uống bị nhiễm alđehyđ formic.
Alđehyđ formic cũng không phải là loại hoá chât được tích luỹ lại lâu
dài trong cơ thể động thực vật, đù rằng, động vật có thể phải tiếp nhận

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 351
một số lượng đáng kể vào cơ thể của chúng.
Cơ quan bảo vệ sức khoẻ Con người cửa Mỹ (DHHS) và Cơ quan
nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã xác định rằng, alđehyđ formic là
chât có khả năng gây ung thư, đặc biệt là ung thư mũi và cô họng. Sự
xác định này được dưa trên nhửng bằng chứng trên động vật thí
nghiệm và những bằng chứng có hạn qua nghiên cứu và theo dõi những
người thường xuyên tiếp xúc với alđehyđ formic.
15.3.1.2. Con đường nhiễm độc vào cơ th ể
Ba con đường chính mả hoá chất có thể xâm nhập vào cơ thể là
qua hệ hô hấp, qua hệ tiêu hoá và qua da.
Người ta biết rằng, aldehyd formic là chất có thể gây mê. Nhiều
nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xác định khả năng và cách thức
xâm nhập của alđehyđ formic qua hệ hô hấp.
Engle J.L. (1972) đã thực hiện nghiên cứu qua những con chó bị
gây mê khi cho hít từ 0,15 đến 0,35 ịig hơi alđehyđ formic từ formalin.
Khẳ năng hấp thụ được khảo sát ở hai đoạn trên đường dẫn khí
vào phổi. Đoạn hô hấp trên bao gồm mũi, khí quản cho đến điểm chia
đôi của khí quản. Đoạn hô hấp dưới từ điểm chia đôi khí quản đến
phổi. Nồng độ alđehyđ formic được đo trước và sau khi thoát ra ở mỗi
đoạn. Kết quả cho thấy, khi cho con vật hít hơi alđehyđ formic ở nồng
độ nghiên cứu thì phần ỉớn (95%) hoá chât được giữ lại và chuyển hoá
nhanh nhờ các tế bào của đoạn hô hấp trên và chỉ một lượng rất nhỏ đi
đến được đoạn hô hấp dưới.
Casanova M. (1988) thí nghiệm trên khỉ được hít hơi formaldehid
với nồng độ 6 ppm, trong 6 h/ngày, 5 ngày/tuần, kéo dài trong 4 tuần.
Các mẫu máu được lấy ở ven trong vòng 7 phút và 45 h sau khi cho hít
thở hơi formaldehit để phân tích.
Heck Hd'A. (1985) thí nghiệm trên chuột với nồng độ 14,4 ± 2,4
ppm trong 2 h và trên người với 6 người đàn ông và 4 người phụ nữ
tình nguyện, nồng độ thí nghiệm trên người là 1,9 ppm trong 40 phút.

352 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Các mẫu máu được lấy ngay trước và sau thí nghiệm để phân tích.
Kết quả phân tích các mẫu máu lây từ ven từ thí nghiệm của
Casanova M. và Heck Hđ'A. đều không tìm thây sự gia tăng về hàm
lượng của hoá chất sau khi cho hít thỏ formaldehyd.
Từ các kết quả thí nghiệm có thể đưa ra giả thuyết là khi hít không
khí có nhiễm alđehyđ formic với một lượng không quá cao thì hoá chât
này sẽ được các tê bào ỏ đường hô hấp trên hấp thụ và chuyển hoá
nhanh chóng nên chúng hầu như không xâm nhập vào máu.
Alđehyđ formic được hấp thụ rất nhanh qua đường tiêu hoá. Ells
J.T. (1981) đã mô tả trường hợp một người phụ nữ 41 tuổi đã uổng 120
mi dung dịch alđehyd formic (624 mg/kg): sau khi uống, hàm ỉượng
axit formic trong máu tăng rất nhanh. Burkharđ K.K. (1990) cũng mô tả
trường hợp một người đản ông 58 tuổi đã uống 113,4 g đung địch
alđehyđ formic có metanol. Hàm lượng metanol trong máu tăng lên
trong suốt 12 h theo dõi và người ta đã tính được nửa vòng đời của
alđehyd formic trong cơ thể vào khoảng 3,3 h.
Các thí nghiệm được thưc hiện trên động vật đều cho thấy, nếu
cho con vật ăn thức ăn có chứa aldehyđ formic với những liều ỉượng
khác nhau thì nó sẽ nhanh chóng được hấp thụ vào máu và được dẫn
đêh các cơ quan khác nhau trong cơ thể như tim, thận, gan, cơ, ...
Alđehyd formic cũng có khả năng được hấp thụ qua đa khi tiếp
xúc, tuy nhiên, lượng hoá chất được hấp thụ qua da thường không lớn
vì alđehyđ formic là một chất bay hơi nhanh.
15.3.1.3. Sự chuyển hóa của aldehyd form ic trong cơ th ể
Aldehyđ formic là một sản phẩm trao đổi chất của cơ thể động
vật. Bình thường, trong cơ thể cũng có một lượng nhỏ alđehyđ formic.
Lượng alđehyd formic xuất hiện trong quá trình trao đổi chất được oxy
hoá nhờ enzym formaldehyd dehydrogenase và glutation hydrolase
thành axit formic. C 02 và format, là những sản phẩm không độc, được
tạo thành từ axit formic. C 02 được bài tiết theo đường hô hâp và format

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔỈ HỬU c ơ 353
được thai ra theo nước tiêu. Formaldehyd dehydrogenase lầ enzym chủ
đạo chuyên hoá aldehyd formic, có mặt trong hầu hết các loại tế bào
động vật/ đặc biệt, chúng được phân bô nhiều trong các tê bầo ỏ khoang
mũi của chuột công. Formaldehyd dehydrogenase không phải là loại
enzym được tổng hợp trong tế bào theo mô hình operon cảm ứng. Do
vậy, trong trường hợp bị nhiễm độc, dù cơ thể tiếp nhận một lượng
alđehyđ formic cao, nhưng lượng enzym trong tế bào không thể tăng
lên được, khi đó, aldehyđ formic đã hấp thu vào cơ thể phải được
chuyển theo một số con đường khác và tạo nên các sản phẩm bất lợi cho
cơ thể.
Dưa trên kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả, người ta đã có thể mô
tả một sô" con đường chuyển hoá aldehyđ formic trong cơ thể động vật.
Casanova và Schmitz M. (1984a) và Casanova M (1991a,b) sử
dụng alđehyđ formic phóng xạ với 14c và 3H với các nồng độ khác nhau
để khảo sát tác động và khả năng chuyên hoá trong các tế bào đường hô
hấp trên của chuột và khỉ. Họ đã tìm thấy ADN có chứa 14c trong tế bào
màng nhầy trong mũi chuột và nồng độ 14c tăng lên tỉ lệ thuận với nồng
độ aldehyd formic mà con vật bị nhiễm độc,
Khoảng 90% 14c được kết hợp vào tymin và khoảng 10% kết hợp
vào guanin và ađenin. Họ cũng đã mô tả sự tạo liên kết chéo giữa
formaldehyd-ADN-protein, liên kết này được tìm thây ở tất cả các
trường hợp thí nghiệm.
Như vậy, nếu aldehyđ formic không được chuyển hoá bởi enzym
formaldehyđ dehydrogenase theo con đường tạo thành C02 và format
thì chúng có thể được chuyển hoá theo một số con đường khác và có thể
tạo thảnh liên kết chéo giữa các protein, giữa các protein và các ADN sợi
đơn hoặc tham gia vào quá trình chuyên hoá trung gian với hợp chất 1-
cacbon qua sự kết hợp với tetrahydrofolat (Bolt HMV 1987).
Sự tạo thành liên kết chéo ADN-protein hoặc protein-protein gây
nên sự bất lợi cho tế bào. Liên kết chéo ADN-protein là nguyên nhân
dẫn tới sự hình thành các khối u. Kết quả nghiên cứu về sự nhiễm độc

354 ĐỔC TỔ HỌC VẢ AN TOÂN THỰC PHẨM
aldehyđ formic qua đường hô hấp ở khỉ và chuột cũng cho thây, không
có quan hệ tỉ lệ thuận giữa sự tạo thành liên kết chéo ADN-protein
trong tế bào và nồng độ khí độc mà con vật bị nhiễm. Tương tự, không
có quan hệ tỉ lệ thuận giữa mức độ nhiễm độc khí alđehyđ formic và sự
tạo thành khôi u trong mũi.
Một sô" con đường chuyển hoá của alđehyđ formic trong cơ thể:
a) Kết hơp với tetrahydrofolat (TH4)
HCHO+TH = * HCHO TH > Chuyển hóa trung gian Ỷ Gắn kết vào protein,
4 4 với hóa chất 1-cacbon ADN, ARN,...
b) Tao thành format và C 02
HCHO + G lu -C y s - Gly - ĨP ỊU G lu - Cys - G / y G ỉu-<Cys- Gly + HCOOH
I -2 H ị +H O H I
SH s SH
(GSH) I
HCO
,COo
HCOOH
Na - format
FDH: Formaldehyd SFGH: S-Formit glutation
dehydrogenase hydrolase
c) Phản ứng với nhóm sulfurhydryl và ure không có sư xúc tác
của enzym
HCHO + cystein -----► tiazolidin • 4 - cacboxylat
0 o
HCHO + OC(NHi,)2
-------► H O CHj— HN— C — NHj + HOCHj — NH — C — NH — CHjOH
V (Hydroxymetyl ure,
có mặt trong nước tiêu)
d) Tạo liên kết chéo ADN và protein
HCHO + ADN + protein -+ ADN — NH — CH2— protein
HCHO +protein Protein — NH - CHjOH -"1' ^ ° 3> Protein — NH — CHZ - NH —protein

Chương 15: ĐỘC TlNH c ủ a d u n g môi hữu c ơ 355
15.3.2. BENZEN (C6H6)
15.3.2.1. Nguồn gây ô nhiễm và tác động độc hại
Benzen ỉà một chât lỏng không màu, hoà tan rất ít trong nước, bay
hơi nhanh ở nhiệt độ thường và rất dễ cháy.
Benzen là một trong những thành phần câu tạo của đầu mỏ,
nhựa than đá. Nguồn gây ô nhiễm chính là khí thải do sử dụng xăng
dầu, từ sư cố tràn dầu, từ chất thải công nghiệp, nạn cháy rừng, núi lửa
vả khói thuốc lá.
Benzen được sử dung làm dung môi và làm chất trung gian cho
nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ như thuốc nhuộm, chất dẻo, phenol,
sty ren,...
Benzen là một hoá chất có độc tính cao và cũng được xác định là
chất có thể gây ung thư ở người. Tuỳ theo mức độ và thời giari nhiễm
độc mà độc tính được biểu hiện ỏ nhiều mức độ khác nhau như ỉàm suy
hô hâp gây chết người, gây rốỉ loạn hệ thống thần kinh, làm sảy thai,...
15.3.2.2. Con đường nhiễm độc vào c ơ th ể
Sự hâ'p thụ benzen vào cơ thể theo ba con đường chính là qua hệ
thông hô hấp, qua da và qua đường tiêu hoá.
Con người bị nhiễm độc benzen chủ yếu thông qua đường hô hâp.
Do khả năng bay hơi nhanh nên khi thoát ra ngoài môi trường, một lượng
lớn benzen sẽ khuếch tán vào trong không khí. Khi hít thở không khí ô
nhiễm benzen, chúng sẽ đi vào phổi và được hấp thụ vào máu. Không khí
ở những nơi có mật độ giao thông cao và ở những vùng sản xuất và phân
phối các hoá chất giàu benzen thường có nồng độ benzen cao hơn so với
nơi khác. Nhiều nghiên cứu về sự nhiễm độc bertzen qua đường hô hấp đã
được thực hiện trên cơ thể động vật và ngay cả ở người.
Nomiyaga K. (1974) đã thực hiên thí nghiệm với 6 người tình
nguyện. Cho hít thở không khí có nồng độ benzen 52^-62 ppm trong 4 h
đã xác định rằng: 47% lương benzen hít qua đường hô hấp đã được hấp
thụ vào cơ thể và tới các mô của cơ thể theo máu.

356 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Nghiên cứu về sư phân bô' benzen ở các trường hợp bị nhiễm độc
hô hấp cấp tính chết người cho thấy: nồng độ benzen tập trung cao
trong máu, não, gan, thận và ở những nơi giàu chât béo. Benzen cũng
được tìm thấy trong nhau thai và bào thai khi người mẹ bị nhiễm độc
(Ghantous H. và Danielsson BRG., 1986). Nhiều nghiên cứu về sự nhiễm
độc benzen qua đường hô hấp ở những mức độ khác nhau đã được thực
hiện và đều khẳng định về khả năng nhiễm độc cao qua đường hô hâp
(Avis SP. và Hutton CJ., 1993; Ashley DLV 1994, ..ị
Da có khả năng hấp thu benzen khi tiếp xúc: benzert sẽ xâm nhập
qua da để đi vào cơ thể. Các nghiên cứu thưc hiện trên da người và
động vật đã khẳng định khả năng hấp thu xuyên qua da của benzen.
Blank H. (1985) đã thưc hiện thí nghiệm trên da tay của 4 người
tinh nguyện với liều tiếp nhận là 0,0026 mg/cm2 với benzen đồng vị
phóng xạ 14c. Kết quả cho thấy khoảng 0,05% liều ứng đụng được hâp
thu qua a.
Linđstrom AB. (1993) đã thưc hiện thí nghiệm về sự nhiễm độc
benzen thông qua nước bị nhiễm bẩn. Thí nghiệm được thực hiện với
điều kiện người tắm 20 phút trong buồng kín, lau khô và mặc quần áo
trong 5 phút sau đó rời khỏi buồng tắm và đi ra khỏi nhà. Nồng độ
benzen trong nước tắm giới hạn từ 185 đến 367 Jig/1 (ppb). Trong
trường hợp này, benzen xâm nhập vào cơ thể theo cả đường hô hấp và
qua cả a. Theo tính toán thì khoảng 40% lượng benzen hấp thu vào cơ
thể qua con đường hô hấp và 40% còn lại qua a: điều này cho thây khả
năng nhiễm độc qua da là rất cao.
Da không những hấp thụ benzen khi tiếp xúc ở dạng lỏng mà còn
hấp thụ ngay cả ở dạng khí. Một người làm việc trong bầu không khí bị
nhiễm benzen thì chúng sẽ đi vào cơ thể bằng hai con đường: qua sự hít
thở và qua a. Tsuruta H. (1989) đã làm thí nghiệm trên những con
chuột được gắn máy hô hấp (để tránh hấp thụ benzen qua phổi), chúng
được đặt trong chuồng có nồng độ benzen xác đinh trong không khí.
Kêt quả cho thây, benzen trong không khí nhanh chóng hấp thu qua đa

Chương 15: ĐỘC TỈNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 357
vả nhịp độ hâp thụ gia tăng tuyên tính với nồng độ benzen trong không
khí.
Từ những kêt quả nghiên cứu về sư hâp thu benzen qua đa in
vitro, Blank IH. (1985) đã ước tính rằng, nếu một người lớn hoạt động
trong bầu không khí có nồng độ benzen lả 10 ppm thì sự hâ'p thụ
benzen qua đường hô hấp là 7,5 Jil/h và qua a là 1,5 |il/h. Tuy vậy,
chưa có một thông báo nào về sự trứng độc cấp tính do da tiếp xủc trực
tiếp với benzen.
Mặc dù benzen đã được phát hiện trong một số thưc phẩm, các dử
liệu đánh giá về sự nhiễm độc qua chuỗi thưc phẩm là rất hiếm.
Một số thí nghiệm cũng đã được thực hiện trên chuột và thỏ bằng
cách cho uống benzen ở những liều xác định và đánh giá mức độ tác
động của nó. Kết quả cho thây, benzen được hấp thụ mạnh sau khi
động vật được uống (Thienes H. và Haley TJV 1972; Park DV. và
Williams RT., 1953).
Sabourin PT. (1987) đã cho chuột uống những liều benzen 0,5-kL50
mg/ kg/ngày và đã xác định được rằng, sự hâp thụ qua đường tiêu hoá
là lớn hơn 97%.
15.3.2.3. Sự chuyển hóa của benzen trong cơ th ể
Sự chuyên hoá của benzen trong cơ thể theo quá trình trao đổi
chất diễn ra như thế nào là vấn đề được nhiều nhầ nghiên cứu quan
tâm. Các nhà nghiên cứu cố gắng phát triển những mô hình động học
chuyên hoá của benzen trong cơ thể nhằm dự đoán độc tính của nó. Các
mô hình chuyển hoá chủ yếu đựa trên cơ sở kết quả các thí nghiệm ở
động vật, từ đó dự đoán sự trao đổi chất diễn ra ỏ cơ thể người. Qua đó,
có thể ngoại suy độc tính của một số dẫn xuất xuất hiện trong quá trình
trao đổi châ”t.
Sự chuyên hoá của benzen xảy ra chủ yếu ở gan với sự trao đổi
chất thứ cấp ở một số vị trí khác, đặc biệt là ở tuỷ xương - vị trí biểu
hiện độc tính benzen điển hình.

358 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Khả năng chuyển hoá của benzen được giới thiệu ở hình 15.1
theo Henderson RF. (1989).
Oxit benzen Axit muconic
Benzen oxepin
o o
Trihyơroxy
Benzoquinon Hydroquino! phen0f Catechol benzen
7 ? -JO " -
cr ^ HO ^ OH HO c
rS rS rS r1-!
OH
OH
Hinh 15.1. Khả năng chuyển hoá benzen (Henderson et al. 1989)
Sự chuyên hoá ở giai đoạn đầu được thực hiện nhờ cytocrom P-
450 với hệ enzym oxydase chức năng hỗn hợp. Cytocrom P-450 có ỏ
trong tất cả các tê' bào nhưng tập trung đặc biệt nhiều ỏ gan. Benzen
được chuyên thành oxit benzen epoxid. Từ oxit benzen epoxỉđ, quá
trình trao đổi chủ yếu đi theo hai con đường chính.
Con đường thứ nhất, quá ữình hydroxyl hoá được thực hiện với
sự mở vòng epoxiđ, hình thành dẫn xuất trung gian là phenol. Từ
phenol có thể tạo thành hydroquinon, benzoquinon. Phenol,
hyđroquinon kết hợp với gốc đường hoặc sulfat vô cơ tạo thành
glucuronit, các dẫn xuất sulfat. Glucuronit, các dẫn xuất sulfat và một

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 359
lượng nhỏ phenol được bài tiết theo nước tiểu, đây là những sản phẩm
giải độc của cơ thê.
Sự hình thành catechol có thể là do quá trình hydrat hoá oxit benzen
epoxit dưới tác dụng của enzym epoxiđ hyđratase. Hyđroquinon và
catechol có thể được tích luỹ ở tuỷ xương. Axit phenyl mercapturic được
hình thành là do sự kết hợp của benzen với N-acetyl cystein.
Con đường chuyên hoá thứ hai xảy ra với sự mỏ vòng thơm tạo ra
mucoalđehyđ và axit muconic.
Sự trao đổi chất của benzen phụ thuộc vào liều nhiễm độc. Tại
những liều thấp, những sản phẩm có độc tính được hình thành nhiều
hơn ở liều cao.
Các đẫn xuất được đánh giá có độc tính là trans-trans-
muconalđehyđ, p -benzoquinon. Benzoquinon ức chế sự tổng hợp
ARN, làm ảnh hưởng trưc tiếp đến qui trình phân bào.
Biểu hiện độc hại của benzen là sự suy nhược của tuỷ xương dẫn
đến sư thiếu máu.
Benzen cũng gây ra những nhiễm sắc thể dị thường trong tế bào
máu và những mô tế bào khác, làm hư hại bộ máy di truyền (Hite Mv
1980; Tice RR., 1980,1982). Ngoài ra, những sản phẩm chuyển hoá trung
gian cũng có thể kìm hãm các enzym tham gia vào quá trình tái bản
ADN, đặc biệt là enzym topoisomease (Chen H., 1995).
Benzen là châlt gây ung thư và bệnh bạch cầu. Một số nghiên cứu
còn đề cập rằng/ các sản phẩm trao đổi chất của benzen ảnh hưởng trực
tiếp đến các quá trình oxy hoá của tế bào, dẫn đến gia tăng sự hình
thành hydroperoxyt làm giảm khả năng chông oxy hoá cua tê bào.
15.3.3. n-HEXAN (C6H14)
15.3.3.1.Nguồn gây ô nhiễm và tác động độc hại
Là một hydrocarbon mạch thẳng, dễ bay hơi, dễ cháy, n - hexan có
trong thành phần của dâu mỏ và khí thiên nhiên.

360 ĐỔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
n - Hexan được sử dụng làm dung môi trong các phòng till
nghiệm cũng như trong một sô' lữih vực sản xuât công nghiệp như dệt,
in, sản xuất nhựa, đồ a, giày dép, keo dán, chât tẩy rửa, .... /7-Hexan sử
dụng trong phòng thí nghiệm có độ thuần khiết cao (99%), còn các loại
sử dụng trong sản xuất công nghiệp thường là hỗn hợp với một sô
hydrocarbon khác như 2-metyl pentan, 3-metyl pentan, diclorometan,
aceton, ... (Brugnone Fv 1991).
Trong sản xuất đầu béo, n - hexan được đùng làm đung môi để
chiết tách dầu từ các loại hạt như đậu nành, hạt cải, hạt bông, hạt lanh,...
Chiết tách đầu từ hạt với dung môi là n - hexan có nhiều ưu điểm vì nó
giữ được màu sắc của nguyên liệu và không gây các vị lạ. Trong đầu
thành phẩm, lượng đung môi được loại triệt để và nếu có sót lại thì luỏn
nằm trong giới hạn an toàn. Theo tài liệu của ATSDR (Mỹ) thì chưa có
trường hợp ngộ độc nào do n - hexan gây ra theo con đường thực phẩm
ở người, n - hexan được sản xuất và tiêu thụ với một lượng rất lớn trên
thế giới, chỉ riêng ở Mỹ, mỗi năm người ta sản xuất hàng trăm ngàn tấn.
n - hexan xâm nhập vào không khí, nước, và đất trong quá trình
sản xuất và sử dụng nó. Cũng có thể do các sư cô" xảy ra trong quá trình
vận chuyển hay do sự rò rỉ từ các kho chứa. Những phế thải có chứa
n - (hexan được đem chôn lấp cũng là một nguồn gây ô nhiễm cho
không khí, nước và đất.
Là một đung môi rất dễ bay hơi nên khi thoát ra môi trường,
n - hexan sẽ xâm nhập vào không khí. Trường hợp rò ri từ các bể ngầm, nó
có xu thế nổi lên trôn hơn làừộn với nước ngấm vào lòng đất, win- hexan
nhẹ hơn nước. Trong đất cũng có những loại vi khuẩn có khả năng chuyên
hoá n - hexan, tuy nhiên, người ta chưa biết được một cách cụ thể sự
chuyên hoá xảy ra như thế nào và baoìâu. n - hecxan không tích luỹ hay
lưu giữ lâu trong cây xanh, cá, hoặc động vật. Nói chung, n - hexan không
được tìm thấy trong đa số các thức ăn hoặc nước uống, nên hiện chưa có
một phát hiện nào về sự nhiễm độc qua con đường thực phẩm.
Xăng đầu có chứa một lượng nhỏ n - hexan, do vậy sư sản xuất, vân
chuyển và sử dụng xăng dầu cũng là những nguồn gây ô nhiễm môi trường.

Chương 15: ĐỘC TÌNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 361
15.3.3.2. Con đường nhiễm độc vào cơ thể
Sự nhiễm độc /7-hexan chủ yếu qua con đường hô hấp. Khi hít thở
không khí có nồng độ đung môi cao trong thời gian dài thì sẽ xuât hiện
các biểu hiện nhiễm độc. Vào những năm 60 và đầu thập kỷ 70 của thế
kỷ XX, người ta đã phát hiện một sô" công nhân ngành sản xuất giày ở
Italy và ở Nhật Bản, bị nhiễm độc đung môi /7-hexan, Những người này
làm việc từ 8 đến 14 h trong ngày trong thời gian từ 6 tháng đến vài
năm ở nhừng nơi có nồng độ dung môi rất cao (500-2.500 ppm).
Biểu hiện đầu tiên là sư tê, mất cảm giác ở chân tay, tiếp đến là các cơ
chân bị yếu đi. Đó ỉà do dung môi tác động đến dây thần kinh điều khiển
cơ thuộc hệ thông thần kinh ngoại vi. Từ nhửng năm 80 của thế kỷ XX trở
đi, ở những nơi làm việc có sử dụng dung môi được thông thoáng tốt bằng
hệ thống quạt hút nên các trường hợp nhiễm độc tương tự ít gặp.
/7-Hexan là một trong số 16 dung môi sử dụng trong công nghiệp
được khảo sát kỹ về tác động độc hại. Nhiều thử nghiệm về nhiễm độc
/?-hexan qua con đường hô hấp đã được thực hiện ữên chuột, thỏ.
Thí nghiệm cho chuột hít thỏ không khí có chứa /7-hexan với chế
độ 6 h/ngày, 5 ngầy/tuần trong thời gian 13 tuần với các nồng độ khác
nhau, đã xác đinh rằng: Với nồng độ 500 ppm không gây tác động đến
hệ hồ hấp. Với nồng độ 1.000 ppm và 10.000 ppm có biểu hiện tác hại rõ
rệt đến cơ quan khứu giác và hệ hô hấp (Dunnick JK., 1989; NTP., 1991).
Con người cũng có thể bị nhiễm độc qua da do tiếp xúc với
Thhexan hoặc các dung môi có chứa n -hexan. Khả năng thấm xuyên qua
da của 7>hexan thấp (0,83 ^Ig/cm2/h)- Tuy nhiên, nếu bị đổ lên da với
số lượng lớn cũng sẽ làm cho da bị đỏ, gây cảm giác rát bỏng, đau nhức.
Không có nghiên cứu nào đề cập đến sự ngộ độc />hexan qua con
đường thực phẩm cũng như tác động của nó đẽn hệ miễn dịch của con người.
15.3.3.3, Sự chuyển hóa của n-hexan trong cơ th ể
Quá trình chuyên hoá của />hexan ữong cơ thê có thê được biêu
diễn qua hình 15.2 (theo NTP-1991).
Sự nhiễm độc /?-hexan chủ yếu qua đường hô hấp, đung môi theo
khỏng khí đi vào phổi, được hấp thụ vào cơ thể thông qua sự khuếch
tán bi động qua màng phổi đi vào máu rồi đi đến các cơ quan khác
nhau của cơ thể. Sự phân phối ĩbhexan ở các cơ quan trong cơ thể sau

362 ĐỐC TỐ HỌC VÀ AN TOÂN THỰC PHẨM
khi bị nhiễm độc có thể xếp theo thứ tự từ cao đến thấp như sau: mỡ, s
gan, não, bắp thịt, thận, tím.
Sư chuyên hoá /7-hexan trong cơ thể sau khi bị nhiễm độc xảy ra chủ
yếu ở gan, bắt đầu bằng các phản ứng oxy hoá chuyển /7-hexan thành các
hexanol như 1-hexanol, 2-hexanol và 3-hexanol - ữong đó, 2-hexanol chiếm
ưu thế. Tiếp theo là những phản ứng chuyên 2-hexanol thành 2-hexanon;
2,5-hexaneđiol; 5-hyđroxy-2-hexanon; 4/5-dihydroxy-2-hexanon và 2,5-
hexanedion - trong đó, 2,5-hexaneđiol là chất gây độc chính cho hệ thần
kinh. Hai sản phẩm chuyển hoá: 4,5-đihyđroxy-2-hexanon và 2,5-hexaneđiol
được bài tiết ra ngoài theo nước tiểu.
Con đường chuyển hoá từ hexan thành 1-hexanol và 3-hexanol có
thể coi là con đường giải độc của cơ thể, nghĩa là sản phẩm tạo ra được
bài tiết ra ngoài.
Biểu hiện rõ nét nhất về sự nhiễm độc i>hexan là làm suy nhược
OH
c h3c h2c h2c h c h2c h3
3-Hexanol
c h3c h2c h2c h2c h2c h:
n- Hexan
0
c h3c h2c h2c h2c c h3
2-Hexanon
(metyl-n-butyl ceton)
* OH
CH3CH2CH2CH2CHCH;
2-Hexartol
c h3c h2c h2c h2c h2c h;
1-Hexanol
OH ▼ o
c h3c h c h2c h2c c h3
5-Hydroxy-2-hexanon
CH3CHCH2CHjCHCH3 CH3CH jCH2CH2CHjCOOH
2,5-Hexanediol Axít hexanoic
Ọ ọ
n II
c h3c c h2c h2c c h:
2,5-Hexanedioh
I
ÒH í>-Oxy hoá của axit béo
4,5-Dihydroxy~2-hexanon
Hình 15.2. Khả năng chuyển hoá của /7-hexan
(Nguồrr. TPIS/ATSDR/NTIS/20.2.2001)

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MÔI HỮU c ơ 363
thần kinh cảm giác, suy nhược thần kinh vận động và sư suy yếu của cơ
bắp. Đê khôi phục lại trạng thái ban đầu cần có thời gian từ 3 đến 18
tháng. "Khả năng nhiễm độc lả cao đòì với nhửng nơi sản xuất có sử
dụng dung môi chứa n - hexan từ 50% trở lên.
15.3.4. DICLOROMETAN (CH2CI2)
15.3.4.1. Nguồn gây ô nhiễm và tác động độc hại
Diclorometan là một chất lỏng không màu, có nhiệt độ sôi thấp (40°C),
dễ bay hơi, ít tan trong nước, tan tốt trong rượu, ete, aceton và cloroform.
Diclorometan được sử dụng làm dung môi trong sản xuất sơn,
nhựa, cao su, dầu, mỡ, ... Nó có mặt trong chất tây sơn, tẩy mực in,
trong một số loại bình xịt, một số loại chất diệt côn trùng. Người ta còn
dùng diclorometan làm dung môi đê rửa những vết mờ bám trên kim
loại ở các cơ sở sản xuất cơ khí, sản xuất linh kiện điện tử. Ngoài ra,
diđorometan còn được sử đụng để chiết tinh đầu hublong, chiết cafein
từ cà phê hay để xử lý một số* loại hạt trong công nghệ sau thu hoạch.
Công nghiệp sản xuất vả tiêu thụ diclorometan có sản lượng rât
lớn. Riêng ở Mỹ, năm 1984 đã sản xuất khoảng 280.000 tấn, cho đến
năm 1996, sản lượng này giảm xuống còn 183.000 tân (C&EN, 1996).
Diclorometan là nguồn gây ô nhiễm môi trường và có tác dụng
độc hại đến sức khoẻ con người. Trong quá trình sản xuất, tàng trữ, vận
chuyển và sử đụng, dung môi này có thể thoát ra ngoài môi trường
dưới nhiều hình thức như do các sụ cố xảy ra trong sản xuất, vận
chuyên và sử dụng. Đặc biệt lầ một lượng không nhỏ được thải ra dưới
dạng các châ't phế thải. Theo thống kê của TRI thì riêng năm 1998, ước
tính có khoảng 18.600 tân điclorometan thải ra ữong môi trường của
riêng nước My - trong đó, có khoảng 17.900 tân phân bố trong không
khí và 700 tấn phân bố trong nước ngầm và nước mặt.
Như vậy phần lớn diclorometan thải ra môi trường sẽ khuếch tán
vào không khí đo khả năng bay hơi nhanh của chúng. Trong không khí,
nhờ năng lượng Mặt trời, diclorometan sẽ tác dụng với một số thành
phần của không khí và phân huỷ. Nửa vòng đời trong không khí của
điclorometan ước tính khoảng từ 52 đến 127 ngày. 90% lượng
điclorometan thoát ra trong môi trường sẽ chuyển thành C02. Do vậy,

364
ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
sự ô nhiễm diclorometan là một trong nhưng nguyên nhân làm tăng
nồng độ CO', của khí quyển.
Diclorometan hoà tan rất kém trong nước và chúng cũng sẽ
chuyển hoá đo phản ứng với các thành phần hoá học khác hoặc do một
sô" vi sinh vật có trong nước. Nửa vòng đời trong nước của điclorometan
lả khoảng từ 1 đến 6 ngày.
Hiện chưa có tài liệu nào mô tả về sư tích luỹ các chất độc hại
trong thực vật và động vật đo điclorometan gây ra.
Trong số các dẫn xuất clo của metan thì điclorometan thường hay
được sử đụng hơn các dẫn xuất khác vì nó được coi là ít độc.
15.3.4.2. Con đường nhiễm độc vào cơ th ể
Diclorometan xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường hô hâp.
Khi thoát ra ngoài môi trường, dung môi này sẽ phân bố rất nhanh vào
không khí. Biểu hiện của sự ngộ độc là khó thỏ, ho, tức ngực, ... ở nồng
độ cao sẽ gây ngạt thở và chết. Những người bị nhiễm độc hơi
điclorometan ở nồng độ 50-r 500 ppm trong 6 tuần không cho thây có
biêu hiện bất thường về chức năng phổi. Đã có trường hợp nhiễm độc
cấp tính bỏi điclorometan, làm chết người: khi mổ tử thi cho thây có sự
tắc nghẽn hai bên phổi với sự xuất huyêt ở giữa. Trong trường hợp
nhiễm độc câp tính cũng có biểu hiện buồn nôn, ói mửa.
Khi hít thở, dung môi sè đi vào phổi và được hấp thụ vào máu. Nồng
độ đung môi được hấp thụ vào máu đến bão hoà. Trạng thái máu bão hoà
điclorometan thường đạt sau 2 đến 4 h. Có sự tương quan ữực tiếp giữa
nồng độ dung môi có mặt trong không khí và nồng độ dung môi trong
máu. Trong phạm vi thí nghiệm từ 100 đến 200 ppm điclorometan, mức độ
tương quan tính được là 0,008 ppm trong máu/lppm trong không khí
(Divicenzo GD., 1981). Sau khi ngừng tác động, CH2C12 sẽ nhanh chóng
được giải thoát/ sau 6 h, trong máu chỉ còn lại dạng vết.
Sự tập trung dung môi với nồng độ cao trong không khí có thê
gây ra chết người. Trường hợp chết người được xác định do hít thở
không khí có nồng độ dung môi cao hơn 168.000 ppm của hai công
nhân chôn lâp nhừng thùng chât thải có chứa dung môi hỗn hợp và hoá
chất trong một giếng sâu khoảng 2m so với mặt đất (Manno M., 1982).
Nồng độ điclorometan trong máu của họ được xác định ở mức 572 vả

Chương 15: ĐỘC TÍNH CỦA DUNG MỐI HỬU c ơ 365
601mg/lít và hàm lượng cacboxyhemoglobin (COHb) trong máu là
30%, cao hơn nhiều so với bình thường. Biểu hiện của sư nhiễm độc cấp
tính là hôn mê, suy hô hấp.
Một trường hợp khác xảy ra với một công nhân tẩy sơn trong một
thùng, chất tẩy sơn chứa 74% trọng lượng diclorometan (Tay p., 1995).
Nồng độ khí diclorometan trong thùng lả trên 100.000 ppm. Người công
nhân không mang mặt nạ hô hấp và thùng chứa không được kết nôì với
hệ thống thông gió. Anh ta được tìm thấy trong tình trạng bất tỉnh và
chết sau 4 ngày. Nồng độ dung môi trong máu của anh ta lả 281mg/lít.
15.3.4.3. Sự chuyển hóa của diclorom etan trong cơ th ể
Khi hít thở không khí có chứa CH2C12 vào phổi thì khoảng 70%
lượng đung môi sẽ được hấp thụ vào máu, sau đó, từ máu sẽ đến các cơ
quan của cơ thể, đặc biệt là gan, não và các mô mỡ. Hoạt động thể lực
càng cao và hàm lượng mỡ của cơ thê nhiều thì sự hấp thụ sẽ càng
mạnh. Sau khi hấp thụ vào máu, cơ thê sẽ chuyên hoá và loại bỏ khá
nhanh. Nửa vòng đời trong máu là 40 phút. Sự chuyên hoá thường tạo
ra CO và tập trung ở hemoglobin tạo ra cacboxyhemoglobin (COHb).
Một lượng nhỏ sẽ được thải ra qua nước tiểu.
Nghiên cứu trên động vật cho thấy, lượng dung môi hâp thụ vào
cơ thể tỷ lệ thuận với nồng độ và thời gian tác dụng trong phạm vi thí
nghiệm từ 100 đến 8.000 ppm (Mac Ewen JD., 1972; Me Kena MJ., 1982).
Trong cơ thể, diclorometan có thể được chuyên hoá theo hai con
đường chính (Gargras ML., 1986). Con đường thứ nhât dựa vào chức
năng của enzym oxygenase là cytocrom P-450, sản phẩm tạo ra theo
con đường này là co. Tuy nhiên, nếu sản phẩm trung gian tạo ra theo
con đường này tác dụng với một nucleophyl nào đó thì ion clo sẽ bị loại
ra và quá trình chuyên hoá tiếp tục sẽ tạo ra sản phẩm là C 02. Ớ con
đường thứ hai, sự chuyển hoá được thực hiện nhờ enzym teta- glutation-
£-transferase và sản phẩm cuốỉ cùng là C02. sản phâm tạo ra theo hai
con đường chuyển hoá đều ảnh hưởng xấu đến quá trình ữao đổi chất
của cơ thể.
Nhiều nghiên cứu về tính độc hại của điclorometan trên động vật cho
thấy, chỉ ở những nồng độ dung môi lất cao (trên 10.000 ppm) mới có thể làm

366 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
suy hô hấp và dẫn đêh tử vong, ơ nồng độ thấp hơn 75 ppm, các tác động độc
hại đến các cơ quan chức năng của cơ thể không biểu hiện rõ nét, còn ở nồng
độ thấp hơn 10 ppm thì không tìm thấy biểu hiện gây độc.
.n Vi'© 8
' ^ r - J k
c h2x2
c
NADPH
GSH
H+ + Cl
► c= 0
H + Cl
GS — CH2 — X
% . T , . ..
Cl H* + c r
NucleophỊỊ
f vi dụ: GS.
c r
r h2o
- M
v 2 ) GS — CH2
H"+CI
OH
H
H
CH20 + GSH
G S -?
V
V
G S - {
H
GSH
CO,
HCOOH + GSH
i
CO,
Ị
LC02
Hình 15.3. Khả năng chuyển hoá của diclometan trong cơ thể
(N guồrt. Gargas, 1986)
Khi bị nhiễm độc cấp tinh bởi điclorometan, hệ thống thần kinh sẽ
bị ảnh hưởng. Thí nghiệm trên những người tình nguyện với nồng độ
200 ppm trong 4 h(Putz VR., 1979) cho thấy chức năng nghe nhìn và hệ
thần kinh vận động bị suy giảm.

RƯỢU VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rượu
• • •
Rượu là một trong những thực phẩm lâu đời nhât của con người.
Rượu được dùng cả khi buồn lẫn lúc vui, khắp mọi nơi trên thế giới.
Rượu uốhg ít sẽ có lợi cho sức khoẻ. Khi uống nhiều, rượu ảnh hưởng
tới sức khoẻ vả nhân cách con người. Rượu gây say nhiều hay ít tuỳ
thuộc ở độ cồn (lượng etanol nguyên chất chứa trong 100ml rượu).
Rượu thường được đùng làm thực phẩm, làm thuốc, làm chất sát
trùng... Tuy nhiên khi bị lạm dụng, rượu sẽ trở thành kẻ thù của gan và
não. Đối với gan, nếu uống rượu thường xuyên, các chất dự trữ của gan
như glycogen sẽ bị tiêu huỷ/ gan không thải được độc ra ngoài. Khi đó
không những gan không hoàn thành chức năng thải độc cho cơ thể mà
bản thẩn gan sẽ bị nhiễm mỡ, các tế bào của chúng bị thoái hoá, xơ đần
và dẫn đến bệnh xơ gan. Tác động của rượu lên não được quan sát ở
những người say, khi đó tiểu não của họ bị ngộ độc làm cho các hoạt
động không được chính xác, đi lại xiêu vẹo. Rượu còn làm thoái hoá và
teo não, giảm trí thông minh. Rượu cũng làm viêm niêm mạc dạ dày,
viêm ruột, rối loạn chuyển hoá, làm cho cơ thể kém hấp thụ các muối
khoáng, vitamin, gây thiếu các chất K, Ca, Na... nên cơ bắp teo nhỏ,
nhẽo, sức co bóp của tim giảm, huyết áp thấp, xương xốp, đễ gãy. Rượu
cũng là nguyên nhân gây đột tử, vì sau khi uông rượu, mạch máu ngoại
vi giãn nở, nếu gặp lạnh chúng sẽ bị co lại đột ngột, vỡ ra và rất đễ dẫn
đến xuất huyết não. Khi người phụ nữ mang thai uống rượu, rượu sẽ
thâm vào máu và lưu chuyển trong máu người mẹ, xâm nhập qua nhau
thai vào máu của con. Nếu mẹ nghiện rượu trong thời gian mang thai,
đứa con sau này sẽ phải chịu những tác hại của rượu. Trong thời gian
eho con bú, nếu người mẹ nghiện rượu thì con của họ thường ngủ rất
say, song người mẹ ngừng uống rượu thì đứa bé lại bị kích thích, ngủ
không yên, rượu đã trở thành một thứ ma tuý. Các tác động độc nảy
của rượu phần nào sẽ được sáng tỏ khi chúng ta nghiên cứu các cơ chế
chuyên hoá riêng của chúng dưới đây.
CHƯƠNG 16
16.1. MỞ ĐẦU

368 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
16.2. Sự HẤP THƯ, KHUẾCH TÁN VÀ ĐÀO THAI ETANOL
Etanol, thành phần chính của rượu, chứa hai cacbon, có công thức
cấu tạo là C2H5OH. Với tính ái nước cao nên chúng có khả năng khuếch tán
rất nhanh vào cơ thể (đung lượng phân bố trung bình 0,61ít/kg). Khi rượu
được uống vào, nó sẽ được truyền một cách thụ động từ miệng đến thực
quản tới dạ dày và xuống ruột. Khả năng hấp thụ rượu vào cơ thể phu
thuộc vào thời gian tiếp xúc của chúng với các tế bào biểu mô, nhưng chủ
yếu lả sư phân bố mạch ở các tế bầo biểu mô này sẽ tạo ra sự chênh lệch
nồng độ rượu giữa ốhg tiêu hoá vẩ mạch máu. Rượu thấm qua thành dạ
dày rất ít, chủ yếu qua thành ruột non để vào máu. Những người có van
môn vị - nằm giữa dạ dày và ruột non - nhạy cảm, sớm co thắt/xửù ngấm
rượu chậm hơn người khác. Dạ dày có chứa hay không chứa đồ ăn, thức
uống cũng ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ hấp thu rượu vào máu. Người ta
đã làm thí nghiệm thấy rượu khi uống trong lúc đói làm cho nồng độ rượu
trong máu táng cao hơn so với khi uống lúc no. Có thể các đồ ăn kèm làm
tăng khả năng oxy hoá rượu dẫn đến giảm tốc độ đi vào máu của chúng.
Nồng độ rượu càng cao thì tốc độ khuếch tán của chúng tới các cơ quan
cảng nhanh, đặc biệt tới gan, thận, lá lách và não.
Sau khoảng thời gian từ 30 - 60 phút uống vào, nồng độ rượu được
thiết lập cân bằng trong tất cả các cơ quan kể cả trong phôi thai nơi có
máng nhau bảo vệ, quá trình khuếch tán rượu cũng chỉ chậm hơn mà thôi.
Tiếp sau giai đoạn cân bằng, nồng độ rượu trong máu bắt đầu
giảm với tốc độ trung bình khoảng 100 - 120 m g/kg/h chủ yếu qua
trao đôi chất ở gan, phần còn lại được đào thải qua đường phổi và thận.
16.3, Sự PHÂN GIẢI ETANOL
Etanol được chuyên hoá đầu tiên ở trong gan, khoảng 90% rượu
hấp thu được chuyên hoá ở đây. Trong gan, etanol được chuyên hoá
thành acetaldehyd nhờ alcoldehyđrogenase (ADH). Acetalđehyđ tiếp
tục bị chuyên hoá thành axit acetic nhờ acetalđehyđ dehydrogenase.
Axit acetic sẽ đi vào chu trình Krebs để phân huỷ thánh sản phẩm cuối
cùng là C 02 và H20.

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rươu 369
16.3.1. Sự phân huỷ rượu thành acetaldehyt
Quá trình oxy hoá rượu thành acetalđehyt được thực hiện nhờ
alcolđehyđrogenase, catalase và hệ thống oxy hóa của vi thể.
Alcoldehydrogenase đóng vai trò chính trong quá trình chuyển hoá này
còn catalase và hệ thống vi thể chỉ chuyển hoá khoảng 10-40% rượu.
• Alcoĩdehyđrogenase
Alcoldehydrogenase (ADH) là một enzym có chứa nhóm ngoại
NAD+ (EC. 1.1.1.1.)
CHr CH2OH + NAD+
---------► CH3-CHO + NADH+ + H+
Phần lớn ADH được định vị ở gan và nằm trong tế bào chất.
Alcolđehyđrogenase là một trong những enzym được nghiên cứu khá
kỹ ở cả động vật, thưc vật lẫn vi sinh vật. ở động vật, ADH có một sô"
thuộc tính chung sau:
- Gồm 2 dưới đơn vị, liên kết với nhau bằng liên kết kỵ nước.
- Trung tâm hoạt động phân thánh hai vùng: vùng cố' định
coenzym và vùng xúc tác.
- Mỗi dưới đơn vị chứa hai nguyên tử kẽm trong đó một nguyên tử
nằm ở phần trung tâm hoạt động của enzym. Một nguyên tử kẽm của
tâm xúc tác được liên kết với hai gốc cystein và một gốc histiđin. Nguyên
tử kẽm này rất cần thiết cho hoạt tính xúc tác cũng như cho việc kết gắn
cơ chât vầo enzym. Còn nguyên tử kẽm thứ hai được liên kết với bôn gốc
cystein thường chỉ để giữ bền cấu trúc cho phân tử enzym.
- Ái lực của enzym với etanol khá lớn ( Km~ 0,2 đên 2mM), tôc
độ loại cồn bởi ADH của gan ở mức độ in vivo cho thấy ADH có
khả năng đảm trách được toàn bộ quá trình chuyên hoá rượu. Tuy
nhiên, hoạt tính của enzym lại bị ảnh hưỏng và kiểm soát bởi một
số yếu tố sau:
* Chế độ ăn uống thiếu protein và uống rượu liên tục trước mắt sẽ
làm tăng nhưng lâu dài lại làm giảm hoạt độ enzym.

370 ĐÔC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
* Tốc độ tái oxy hoá NADH qua việc chuyển giao NADH với ty
thể cũng là một yếu tố quan trọng điều hoà quá trình oxy hoá rượu. Tuy
nhiên, màng ty thể không thấm các nucleotit nên việc chuyển hoá này
được thưc hiện thông qua một hệ thống liên hợp các chất của ty thể theo
sơ đồ hình 16.1.
TẾ BÀO CHẤT TY THỂ
MalatEtanol ^ TNAD
ADH j
A
Acetaidehyt NADH Oxaloacetat^r Oxaloacetat
Malat
Glutamat
a-Cetoglutarat
Aspartat
Glutamat
a-Cetoglutarat
'Aspartat
Hinh 16.1. Các ch ấ t dẫn truyề n các tác nhân khử từ tế bào ch ất đến xoang ty th ể
Lượng NADH trong tế bào chất tăng sẽ hạn chế hoạt động của
ADH, còn mọi quá trình khác có sử dụng NADH của tế bào chât đều
dẫn tới việc thúc đẩy quá trình oxy hoá rượu. Ví dụ, axit piruvic và a-
cetoglutarat, là hai cơ chất của lactat dehydrogenase, cùng lấy NADH đi
nên sè kích thích quá trình chuyên hoá rượu thông qua việc phục hồi lại
NAD+ dưới dạng oxy hoá.
• Catalase
Cơ chế phản ứng được biểu diễn qua các bước sau:
NADP oxydase
NADPH + H+ + 0 2
----------------► NADP+ + H202
Cataìase + H202
-^ Catalase - H202

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rượu 371
Catalase - H202 + C2H5OH
------► Catalase + CH3CH0 + 2 H20
Catalase thường chỉ khu trú trong các peroxysom tuy nhiên hydro
peroxyt lại chỉ có thể được tạo ra từ việc oxy hoá một sô> cơ chất ở ty thể hoặc
ở tiểu thể. Lượng H202 được tạo ra ở gan theo cách này thường rất thấp chỉ
khoảng 4juM/h/g, nên sẽ là yếu tô" hạn chế phản ứng oxy hóa rượu.
• Hê thống oxy hóa rtíơu của vi th ể
Giả thiết đầu tiên về sự tồn tại của hệ thống vi thể này được đưa ra
dưa trên các quan sát ở chuột về sư tăng sinh mạng lưới nội chất trơn
của gan ở chuột sau một thời gian dài cho chuột uống rượu. Sư tăng
sinh này cũng tương tự như sư tăng sinh để đáp lại khi một sô" thuốc và
chất độc được chuyên hóa ở trong cấu trúc này.
Hệ thống này hoạt động phụ thuộc vào NADPH và 0 2, và có hằng
số Km với rượu tương đôì lớn so với Km alcolđehyđrogenase (8-10 mM).
Phản ứng xảy ra như sau:
C2H5OH + NADPH + H+ + 02
----► CH3CHO + NADP+ + 2 H20
Sự tồn tại của hệ thống này ở người cũng đã được xác nhận, một
vài tiểu phần của chúng đã được tách và tính chế ra như cytocrom
P-450, NADPH cytocrom c reductase và phospholipid. Một điểm đáng
chú ý của hệ thông này là khả năng thích ứng của chúng đối với rượu.
Với những người uống rượu lâu ngày, hàm lượng các cấu tử của hệ
thống, đặc biệt là cytocrom P-450 thường tăng cao hơn bình thường.
Đây có lẽ là một trong những yếu tổ' tham gia vào cơ chế dung nạp
rượu.
16.3.2. Sự chuyển hóa acetaldehyd
Acetalđehyđ, sản phẩm của quá trình oxy hoá rượu là một chất độc,
nên sau khi hình thành chúng thường được chuyển hoá ngay. Quá trình
oxy hoá này được xúc tác bởi aldehyđ dehydrogenase có coenzym NAD+
(AlđDH-EC.l.2.1.3). Ngoài ra còn có aldehyđ oxydase và xanthin oxydase
củng có khả năng phân huỷ acetaldehyd. Tuy nhiên, quá trình phân huỷ
acetaldehyd từ rượu của hai enzym này thường không hiệu quả.

372 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Phản ứng của aldehyd dehydrogenase được biểu diễn như sau:
Acetalđehyđ + NAD+ + H2Ọ2
--------► axit acetic +NADH + H+
Enzym này khu trú ở gan cũng như ở hầu khắp các mô. Enzym
chứa 4 dưới đơn vị, có khốỉ lượng phân tử khoảng 200 000. Dưa vào giá
trị của Km với cơ chat, người ta có thể chia enzym làm hai loại, loại
enzym có Km thấp khoảng vài ịiM vả loại enzym có ^ c a o vài mM.
Bịnh thường nồng độ acetalđehyđ luôn rất thấp. Khi đó chỉ có
enzym AlđDH với Km thấp mới hoạt động được trong điểu kiện bão
hòa cơ chất nên có tốc độ cao. Còn enzym AlđDH với Km cao thì không
mấy có ý nghĩa đốì với sự chuyển hóa acetaldehyd ít ra là trong điều
kiện bình thường. Enzym AlđDH với Km thấp thường được định vị chủ
yếu trong ty thể, do vậy acetaldehyđ được tạo ra do ADH ở trong bào
tương phải được vận chuyển qua màng ty thể trước khi chúng được oxy
hoá.
Cách thức chuyển hoá acetaldehyd giữ một vị trí rất quan trọng vì
nó liên quan tới độc tính vốn có của thành phần này và có thể cả tính
độc của rượu. Gan là cơ quan chủ yếu chuyển hoá rượu do vậy nó cũng
chính là nơi chuyển hoá acetaldehyd. Quả vậy nhiều nghiên cứu cho
thây rất ít acetalđehyt được tạo thành trong gan thoát khỏi sư chuyển
hoá của AlđDH, ngay cả trong trường hợp quá trình oxy hoá rượu xảy
ra mạnh mẽ, gan cũng chuyên hoá được trên 95% acetalđehyt tạo thành,
đảm bảo duy trì nồng độ acetaldehyd trong máu tỉnh mạnh không bao
giờ vượt quá 1 - 5|J,M.
Enzym này hoạt động phụ thuộc vào NAD+ và vào NADH do nó
tạo ra, nên dẫn đến làm giảm hoạt tính của enzym ADH như đã đề cập
ở trên. Chỉ có một điểm khác biệt là NADH được tạo ra chủ yếu ở trong
ty thể, do đó quá trình tái oxy hoá chúng theo lý thuyết có thể dễ dàng
hơn so với ở trong tế bào chất. Tuy nhiên, theo định luật tác đụng khối
lượng, NADH được tạo thêm từ con đường này cũng sẽ góp phần làm
chậm sự chuyên vận của NADH được sinh ra từ quá trình oxy hoá rượu
ở trong tế bào chất.

Chương 16: RƯỢU VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rươu 373
16.3.3. Quá trình oxy hoá axit acetic trong chu trình Krebs
Axit acetic được tạo thành sẽ tiếp tục được chuyển hoá nhờ các
phức hệ enzym của chu trình Krebs để tạo ra sản phẩm cuối cùng là
C 02 và H20, kêt hợp với việc tích luỹ năng lượng. Thực tế, sau khi
uống rượu các kết quả đo nhiệt lượng cho thây việc sử dụng năng
lượng của chúng cũng có thể thay thế được các nguồn năng lượng từ
glucid hoặc từ lipid. Về mặt này, đứng trên quan điểm dinh dưỡng
rượu cũng có thể được coi là một chất dinh dưỡng tốt, bởi nó có khả
năng tạo ra khoảng 29 kj/g. Nếu khả năng oxy hoá rượu là
100m g/kg/h thì một ngày đêm mỗi người có thể sử dung 160g rượu
(ứng với khoảng 2 lit rượu vang) để tạo ra 4,5 MJ tương đương với 2/3
năng lượng tạo ra từ quá trình trao đổi chất cơ bản. Tuy nhiên, việc
tính toán nảy chỉ thuần tuý về mặt toán học, trên thưc tế quá trình
:huyển hoá nảy không thể diễn ra với một lượng lớn như vậy vì nó
:òn chịu tác động của các yếu tô" dược lý khác.
Thực tế, khi sử đung một lượng lớn rượu thường rất hay đẫn đến
tình trạng thừa n£ng lượng. Các đồ uống có rượu thường chứa rất ít
hoặc không có đưòng, không có protein nhưng rượu lại thường kích
thích ngon miệng, ăn uống nhiều lên, gây thừa năng lượng và dẫn đến
béo phì. Ngược lại, một vài yếu tố sinh lý và tâm lý xuất hiện ồ người
uống rượu lại đẫn đến hiện tượng chán ăn hoặc ăn uổng thất thường
dẫn đến việc giảm khả năng hấp thụ nitơ và vitamin gây rốì loạn tiêu
hoá và suy giảm dinh dưỡng.
16.4. Sự RỐI LOẠN TRAO Đổi CHẤT DO OXY HOÁ RƯỢU
Hoạt động của hai enzym ADH và AldDH khi oxy hoá rượu
trong tê bào làm tăng đáng kể tỷ lệ NADH/NAD+. Đăc biệt là ở tê bào
chât, nơi sinh thành ra các NADH (bởi ADH) nhưng khả năng tái oxy
hóa NADH ở đây lại không hiệu quả do đó làm cho lượng NAD+
nhanh chóng bị thiêu hụt dẫn đến kìm hãm một vài đường hướng
chuyển hoá phu thuộc NAD+. Cũng như vậy ở ty thể, NAD+ được ưu
tiên sử dụng cho quá trình chuyên hoá acetaldehyd vì chu trình Krebs

374 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
khi đó bị kìm hãm bởi tỷ lệ C 02/ 02 giảm. Do vậy khi quá trình oxy hoá
rượu trở thánh ưu thế hơn nó sẽ sử dung khoảng 60-80% lượng oxy của
gan, nên sẽ làm giảm khả năng oxy hoá các cơ chất khác. Tuy nhiên,
ngoài khả năng sẵn sàng của các cofactor quá trình chuyển hoá etanol
cũng như các cơ chất cung cấp năng lượng khác đều phụ thuộc vào nhu
cầu năng lương của tế bào hay nói cách khác phụ thuộc vào tỷ lệ
ATP/ADP.
Thưc tế, tốc độ đào thải rượu phụ thuộc vào quá trình ữao đổi chất
cơ bản và khả năng sử dụng oxy. Do vậy, mọi con đường làm tăng khả
năng này đều thúc đẩy quá trình đào thải rượu. Một cơ chế loại rượu có
tên là "tăng nhanh sư chuyển hóa rượu" (S.I.A.M: Swift Increase Alcohol
Metabolisme) do Thurman đề ra năm 1983. Theo cơ chế này, khi lượng
rượu được đưa vào cơ thể chỉ duy nhất một lần nhưng ở liều cao (5g/kg
thể trọng) thì lượng oxy tiêu thụ ở gan sẽ tăng lên gấp đôi. Tham gia vào
trong cơ chế này có sự hoạt động của chuỗi vận chuyển electron và enzym
ADH. Điểm khởi đầu của cơ chế là hiệu ứng hạ nhiệt của rượu sẽ kích
thích sự tiết ra các hormon adrenalin và norađrenalin. Adrenalin sẽ hoạt
hoá ATPase dẫn tới làm tăng như cầu oxy.
Nhiều thực nghiệm khác chứng tỏ cơ chế này nốĩ liền với quá
trình trao đổi các glucid theo hai cách : hoặc là nguồn glycogen bị
cạn kiệt do hormon kích thích hoặc là quá trình đường phân bị
phong bế do trạng thái oxy hoá - khử của tế bào chất. Trong cả hai
trường hợp sự đường phân đều bị đừng lại, ADP của tế bào châ\ sẽ
tích tụ rồi chuyển qua màng ty thể tói chuỗi phosphoryl hoá thúc
đẩy quá trình tiêu thu oxy.
• Sự giẫm oxy huyết và hoai tử gan
Nhu cầu oxy tăng đã lảm tăng sự chênh lệch áp suất riêng phần
của oxy giữa các tĩnh mạch cửa và tĩnh mạch gan dẫn tới việc thiếu
oxy trong máu. Thực nghiệm với các mô gan động vật xử lý với etanol
và để trong điều kiện thiếu oxy (thiếu máu, hô hấp kém) thấy xuất
hiện các thương tổn, hoại tử và nhiễm mỡ. Hiện chưa có những kết

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rươu 375
luận chính xác về việc thiếu oxy tương đôì ở các tĩnh mạch ngoại vi là
nguyên nhân gây ra sự hoại tử ở gan. Tuy nhiên, việc thiếu hụt oxy bởi
quá trình trao đổi chất này ở người uống rượu thường làm tăng cường
một số triệu chứng như thiếu máu, rối loạn hô hấp, dễ nhiễm độc
thuốc, giảm thể tích huyết cầu, đau cơ tim.
• Quá trình colagen hoả và sự hóa xơ
Uông rượu lâu ngày cũng sẽ gây chứng hóa xơ ở gan do quá trình
trao đổi colagen bị phá hỏng. Chứng hóa xơ này đôi khi làm tắc các tĩnh
mạch nhỏ của gan lảm trầm trọng thêm tình trạng thiếu hụt oxy huyết
và suy dinh dưỡng. Sư thiếu oxy và tạo ra axit lactic do quá trình trao
đổi rượu lại là những chất hoạt hoá enzym colagen prolin hydroxylase.
Enzym này thường có mặt trong nguyên bào sợi do đó có thể dẫn đến
làm tăng thành phần hyđroxylprolin trong colagen. Các nghiên cứu lâm
sàng đã chỉ ra có mối quan hệ giữa hoạt động của colagenprolin
hydroxylase với tỷ lệ hóa xơ trên các sinh thiết.
• Chứng to ty thê*
Một trong những đích tấn công của rượu vào tế bào gan là ty thể.
Trên phương diện hình thái học, ở những người uông rượu lâu năm
thường có sự tăng lên về kích thước của ty thể. Thực nghiệm in vitro
cho thấy rượu làm hư hỏng một số chức năng của ty thể thông qua
việc làm tăng tính thấm của màng ty thể. Trong máu của một số* người
nghiện rượu thấy xuất hiện glutamatđehyđrogenase, một enzym
thường chỉ định vị trong ty thể. Hơn nữa, việc sử dụng rượu sẽ ỉàm
cho ty thể trở nên mỏng manh, lúc đầu ty thể bị phồng lên và sau đó
lớp bên ngoải bị phá vỡ. Sự sinh bệnh từ hiện tượng này là có liên
quán với cấu trúc lớp màng iipiđ bị phá huỷ do sản sinh thêm lipase
hoặc do hoạt hóa các phospholipase nội sinh.
• Sư nhiêm mỡ
Một trong những bệnh về gan quen thuộc của người nghiện rượu
là sự nhiễm mỡ. Hiện tượng này là kết quả tương tác của etanol với các

376 ĐỘC TỔ HỌC VÂ AN TOÀN THỰC PHẨM
quá trình trao đổi lipid và lipoprotein.
Chúng ta đều biết để cung cấp năng lượng cho cơ thể, ty thể phải
dùng các chất như NADH2 từ quá trình oxy hoá rượu, và acetaldehyd
đặc biệt là các chất khử của chu trình Krebs khi oxy hoá các cấu tử hai
cacbon vốn được phân cắt ra từ axit béo. Khi có rượu, chúng sẽ thay thế
các axit béo làm nguồn cung câp năng lương chính cho tế bào. Việc
giảm oxy hoá các axỉt béo sẽ dẫn đến sự tích tụ mỡ ở gan.
Việc tăng tỷ lệ NADH/NAD* cũng làm tăng sự tích tụ lượng
glyceralđehyđ - 3 - phosphat ở trong gan. Từ chất này dễ dàng ester hóa
với các axit béo tự do để tạo thành triglyceriđ.
16.5. DƯỢC LÝ HỌC VÀ ĐỘC TÍNH CỦA ACETALDEHYD
Acetaldehyd được tạo ra từ quá ữình trao đổi chất của rượu là
một thành phần rất hoạt động. Nhóm chức alđehyđ (-CHO) của chúng
có thể liên kết với các nhóm -NH2/ -OH, và -SH. Sự liên kết này đôi khi
ảnh hưởng rất lớn tới cấu trúc cũng như chức năng của các đại phân tử
trong tế bào. Độc tính của acetalđehyđ theo đường uống có LD50 lớn
hơn LD50 của etanol ít nhất mười lần. Nồng độ acetalđehyđ trong máu
thường được giữ ồ mức rất thấp khi oxy hoá rượu. Tuy nhiên, trong
một số trường hợp đặc biệt nồng độ của chúng có thể tăng cao. Ví như
tính không đồng nhất của quá trình trao đổi chất ỏ các cơ quan đôi khi
lảm xuât hiện những tiểu vùng có thể tích tụ một lượng lớn acetaldehyd
hoặc khi cho người bệnh uống disulfiram hay cyanamid canxi vốn là
những chất kìm hãm enzym alđehyđ dehydrogenase để giải độc etanol
cũng sẽ làm tăng tạm thời lượng acetaldehyđ máu lên rất cao.
• Acetaldehỵđ và hành vi người uống rượu
Vai trò của acetalđehyđ trong hành vi của người uống rượu đà
được nghiên cứu. Người ta đã quan sát được vai trò này đưa trên tác
dụng của chất disulfiram được sử dụng để gây ra cảm giác sỢ rượu cho
người uông. Disulfiram thường kìm hãm hoạt động của alđehyđ

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TỈNH CỦA Rượu 377
dehydrogenase ở não do đó làm tăng hàm lượng acetaldehyđ ở não đẫn
tới làm rôì loạn trao đổi các amin hoặc gây độc vùng ngoại vi tạo cảm
giác khó chịu khi uống rượu. Hiệu ứng này kết hợp với liệu pháp tâm lý
thích hợp cho phép thu được một sô" thành công trong việc chữa trị cai
nghiện rượu ở một sô" người.
Hàm lượng acetalđehyđ tương đốỉ cao hơn bình thường ở một sô"
lớn người phương Đông dường như là có liên quan tới sự thiếu hut về
mặt di truyền enzym aldehyd dehydrogenase.
Ngược lại, một số thực nghiệm với động vật lại cho thấy sau khi
tiêm acetalđehyd vào não của chúng lại kích thích khả năng sử dụng
rượu. Hiện tượng này có thể được giải thích là do sự tiết adrenalin
dưới đồi hoặc đo sự ngưng tu của acetalđehyd với một số chât khác
dẫn tới làm xuâ't hiện những hợp chất trung gian đẫn truyền tín hiệu
thần kinh (bị) sai lệch. Tương tự, ở một số* người nghiện rượu lâu, khi
hàm lượng acetalđehyđ cao không gây cho họ cảm giác sỢ rượu mà
ngược lai còn tạo cho họ cảm giác khoan khoái, đễ chịu đối với rượu.
• Acetalđehyd và các thương tẩn tể bào
Khi xét về độc tính của acetalđehyd thường phải xét tới nồng độ
sử dụng chúng, ở não nơi có hàm lượng acetaldehyđ thường rất thấp
nên khả năng gây độc tế bào của chúng hầu như không xảy ra trừ khi có
những bằng chứng nghiên cứu thuyết phục về sự xuất hiện các sản
phẩm ngưng tụ hoặc các sản phẩm của sự trao đổi các hợp chât amin
nội sinh. Ngoài ra, một số thực nghiệm thông báo về ảnh hưởng của
acetaldehyđ tới quá trình tổng hợp protein tim có liên quan tới bệnh tím
ơ nhừng người uống rượu. Các quan sát tương tư trên cũng được thây
đối với cơ xương.
Chứng to gan, nguyên nhân đầu tiên là đo nhiễm mỡ, tiêp đến
cũng là đo sự tích tụ protein và nước (do hiệu ứng thẩm thấu) là hậu
quả tác động của acetaldehyd tới chức năng tiết protein.

378 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
Mặt khác, khi oxy hoá acetalđehyd bởi aldehyd oxygenase và
xanthin oxydase mặc dù các con đường này diễn ra yếu nhưng cũng ít
nhiều tạo ra các gốc oxy tự do 0*2 là tác nhân gây ra quá trình peroxiđ
hoá lipiđ. Tuy nhiên, quá trình peroxid hoá lipid chỉ có thể xảy ra ở
những trường hợp sử dụng một lượng rượu khá lớn.
16.6. ẢNH HƯỞNG CỦA ACETAT
Vai trò của acetat được tạo ra từ quá trình oxy hoá rượu vẫn
chưa được xác định rõ ràng. Cho đến nay các số liệu về hàm lượng
trong máu cũng như những ảnh hưởng của chúng tới các quá trình
trao đổi chất vẫn còn hạn chế. Một số thực nghiệm cho thấy chúng
kìm hãm sư thuỷ phân lipid trong các mô mỡ và gây ra hiện tượng
nhiễm mỡ ồ gan.
Quá trinh biến đổi acetat thành acetyl - CoA làm tăng cường quá
trình chuyển ATP thảnh AMP. Nhu cầu tiêu thụ mạnh mẽ ATP này có
thể gây độc cho gan vả gây ra tình trạng tăng chuyển hoá ỏ gan đều là
kết quả của việc dùng nhiều rượu.
16.7. ẲNH HƯỞNG CỦA RƯỢU LÊN MÀNG TẾ BÀO
Một sô" rối loạn trao đổi chất do etanol gây ra có thể liên quan trưc
tiếp với một sô" bệnh lý của người nghiện rượu, chẳng hạn rối loạn trao
đổi lipid ở gan đi kèm với bệnh gan nhiễm mỡ, sự biến động thế cân
bằng oxy hoá - khử ở tế bào chất sẽ đẫn tới hoại tử gan. Phân tử etanol
có khả năng khuếch tán cả trong môi trường phân cực và không phân
cực, đo đó cũng sẽ phát tán nhanh trong toàn cơ thể. Chính thuộc tính
này cũng giúp cho các phân tử etanol hòa tan được vào những vùng kỵ
nước của các màng sinh học làm đễ đàng thiết lập nên một trạng thái
cân bằng mới giữa hai phía mang và từ đó chúng có thể can thiệp vào
các quá trình trao đổi chất bên trong màng hoặc các quá trình vận
chuyển chất qua màng. Ví dụ, sự biến đổi câu trúc màng ty thể đường
như lả nguyên nhân đầu tiên đẫn đến sự thay đổi chức năng của ty thể.

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TỈNH CỦA Rượu 379
• Ảnh hưởng hoả lý của rươu lên màng tế bào
Từ rất lâu người ta đã biết tới khả năng gây tê của rượu đối
với màng tế bào. Hiện tượng này được giải thích là do sự hoả tan
của rượu vào vùng lipiđ của màng tế bào dẫn đến ngăn cản sự
truyền các tín hiệu thần kinh. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa trên hệ sô"
phân bố của rượu vào hai pha nước/lipiđ thì không thể xác định
được chính xác cách thức phân bô" của chúng trong hệ thông
lipiđ/protein/nước và cũng không thể chỉ ra được mức độ phá
hỏng của rượu đối với màng tế bào.
Hầu hết các giả thiết về ảnh hưởng của rượu lên cấu trúc và
chức năng của màng tế bào đều dựa trên khả năng hoà tan của
chúng vào màng tế bào. Một sô" thực nghiệm cho thây sư gắn hoặc
hấp thụ các rượu no lên một sô" cấu trúc lipiđ khác nhau thường do
các receptor đặc hiệu đảm nhận. Kết quả của sư gắn kết này thường
làm tăng diện tích bề mặt màng vầ gây xáo trộn sự sắp xếp của lớp
lipiđ màng. Quá trình thay đổi này được thiết lập đần đần và dẫn
tới tính chống chịu cho phép màng tế bảo bền với những xáo trộn
mạnh gây ra bởi rươu. Sau một thời gian thích nghi đài, màng tế
bào đã rất biến đổi nên dường như không thể đảm trách được
những chức năng của mình khi vắng mặt rượu, đo vậy trong thời
gian cai rượu có thể xuất hiện một vài rốỉ loạn chức năng ngược với
những rốì loạn ban đầu do rượu gây ra.
• Ảnh hưởng tới cấc thành phẩn hoả học của màng tế bào
Các nghiên cứu về sự thích ứng với trạng thái say rượu lâu ngày
cho thấy tỷ lệ cholesterol/phospholipid dường như tăng lên còn
lượng axit béo không no của phospholipid của màng tế bào ỉại bị
giảm xuống.
Râ't khó đánh giá được vai trò của cholesterol với câu trúc màng
bởi lẽ các màng thường rất giàu cholesterol và nếu như các màng chông
chịu được với tác dụng làm tan rã của rượu thì sẽ không có những thay

380 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
đổi cơ bản về cấu trúc. Mặt khác, độ lỏng của các màng tê bào lại
thường có liên quan với những màng giàu cholesterol.
Với các axit béo, rượu thường gây ra hiện tượng no hoá các
chuỗi acyl của chúng. Rượu lảm giảm số lượng các liên kết đôi và đôi
khi làm tăng một số axit béo không bão hoà một nối đôi. Thực tê
người ta thấy sư tăng loại axit béo 18:1 lại hay đi kèm với sự giảm
loại 18:2. Hậu quả của sự chuyển hoá nầy thường làm cho màng tế
bào hoá cứng. Tuy nhiên, tác động này không thể hiện rõ ở một vài
loại màng có lượng axit béo thấp, vả chăng các nghiên cứu cũng
thường tập trung vào tổng thể các phospholipid hơn là vào từng loại
phospholipid khác nhau.
Có thể nói với màng thì rượu còn có những tác động lên sư tổng
hợp và sự tổ chức của các lipiđ màng cũng như sự tổng hợp và hình thể
của các protein màng. Và chắc chắn là etanol sẽ tương tác với các câu
trúc màng tế bảo theo hướng làm cho chúng thích nghi được với tác
động liên tục của rượu trong những chu kỳ tiêm ngâm rượu kéo dài.
Vân đề được đặt ra ở đây là hậu quả của việc thích ứng này lên các chức
năng lý sinh và hoá sinh sẽ như thế nào ?
• Các hậ u quả ch ức nấng cửa sư thích ứng của màng tế bào
Quá trình vận chuyển các ion natri và kali qua màng đã được
nghiên cứu khá nhiều và cho thấy nó có vai trò chức năng quan trọng
trong việc tạo ra điện thế màng. Tuy nhiên, các thí nghiệm in vitro cho
thây khi enzym bị kìm hãm sẽ làm tăng quá trình vận chuyên ion. có
thể sự kìm hãm enzym là do tác động trực tiếp của etanol đến phần
protein của enzym trong khi sự hoạt hóa việc vận chuyên ion lại do các
biến đổi hình thể thông qua môi trường lipid. Ý nghĩa chức năng của
các hiệu ứng nảy hiện chưa biết rõ.
Quá trình trao đổi canxi đặc biệt ở các điểm nút thần kinh
cũng bị ảnh hưởng bởi etanol. Người ta cho thây, nếu sử dụng một
liều duy nhất etanol sẽ gây ra hiện tượng giảm lượng canxi mảng,

Chương 16: Rượu VÀ ĐỘC TÍNH CỦA Rượu 381
ngược lại nếu sử dụng các liều lặp lại sẽ làm tăng hàm lượng canxi.
Mốĩ liên kết của canxi với màng tế bào phụ thuộc vào các axit béo
và liên quan với độ lỏng của màng. Canxi được ngưng kết vảo đầu
phân cực của phospholipid và đo đó sẽ cố định được các đại phân
tử tích điện âm khác. Khi hàm lượng canxi màng tăng sẽ làm tăng
độ rắn chắc của màng. Việc tăng hàm lượng canxi cũng có thể là
nguyên nhân gây rối loạn quá trình trao đổi các base của các
phospholipid có cơ chế phụ thuộc canxi, kết quả sê làm thay đổi
thành phần lớp phospholipid màng.
Các nucleotid vòng tham gia vào các quá trình ỏ màng của các
receptor và khả năng thấm ion màng cũng đều bị tác động của etanol.
Chẳng hạn khi xử lý kéo dài bằng etanol thường sẽ làm tăng hảm lượng
AMP vòng trong não đồng thời lại làm giảm lượng GMP vòng ở một
vài vùng đặc biệt như tiểu não, vỏ thượng thận (cortex). Thường tỷ sô"
nồng độ cửa GMP vòng vả của GABA (axit gama ammo butyric) sẽ quyết
định cho sư biểu hiện của hội chứng cai rượu.
Etanol gắn trực tiếp với với các-receptor của axit gammaamino-
butyric gây ra hiệu ling giảm đau tương tự như của benzodiazepin.
16.8. KẾT LUẬN
Trong tất cả các ấn phẩm khoa học được xuất bản, rượu được đề
cập tới theo nhiều hướng khác nhau. Có thể nói về mặt sinh hoá học,
dược lý học, dinh dưỡng học và độc tố học, rất ít các cơ quan trong cơ
thể hoặc trong tế bào thoát khỏi sự tác động của rượu. Những hậu quả
bệnh lý do rượu gây ra cho người cũng rất đa dạng, liên quan tới nhiều
hệ thông, nhiều chức năng của cơ thể như chức năng tiêu hoá, hệ thống
thần kinh, tím mạch, hô hấp...
Hơn nữa, rượu thường làm trầm trọng hơn những bệnh vốn có và
làm biểu lộ những bệnh lý đang tiềm ẩn. Các nhà dinh dưỡng học
thường thích nói câu: "Cơ/7 người đào mồ chôn họ bằng thìa dĩa và công
việc nầỵ sẽ kêí th úc nhanh nếu được thêm vào một cốc rượu

382 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
Trên quan điểm độc tô" học, dường như không có một cơ chế độc
đặc hiệu và duy nhất cho các tác động của rượu, khồng có những đích
cũng như cách thức riêng cho chúng. Tính độc của rượu có lẽ được tìm
ngay trong cơ chế chuyển hoá riêng của chúng. Khả năng chuyển hoá
và cách thức sử đụng rượu cũng có thể lầm cho rượu trở thành một độc
tô" thực phẩm.

BẢO QUẢN THỰC PHẨM VÀ KHẢ NANG CÂY ĐỘC
Việc bảo quản các hàng hóa thực phẩm sản xuất ra thường nhằm
hai mục đích:
- Giữ cho chât lượng "tự thân" của thực phẩm không bị biến đổi, có
nghĩa là giữ cho thực phẩm không bị mất giá trị dinh dưỡng, không bị thay
đôi trạng thái, mầu sắc, hình thơm cùng tính cảm vị đặc trưng của nó.
- Để bảo vệ cho thực phẩm khỏi bị tác động của vật phá hoại như
côn trùng, nấm mốc và vi khủẩn gây bệnh.
Đẩ bảo quản được thực phẩm theo muc đích thứ nhất, trong quá
trình công nghệ người ta thường thêm các chất phụ gia.
Còn để bảo quản thực phẩm với mục đích thứ hai, người ta hay
dùng phương pháp vật lý hoặc hóa học để xử lý.
Có điều là trong mọi phương pháp người ta đều phải tính đến:
- Tính hiệu quả của phương pháp xử lý.
- Và tính vô hại của thưc phẩm được xử lý.
Dưới đây là một sô" những phương pháp đó.
17.1. BẢO QUẢN THựC PHẨm b a n g x ử lý n h iệ t
Phương pháp xử lý nhiệt thường được sử dụng ở các nước công
nghiệp. Tuy nhiên phương pháp này không phải ứng dụng cho tất cả
các thực phẩm, đặc biệt đối với những loại giòn, đễ gãy, hơn thế nữa ỉại
còn phải tiêu tôn nhiều năng lượng.
17.1.1. Đóng hộp hoặc tiệt trùng
Phương pháp này cho phép bảo quản các thực phẩm nhờ kết hợp hai
kỹ thuật: đóng gói trong hộp kín chứa chất lỏng, chất khí và cả các vi sinh
vật; và xử lý nhiệt (thường dùng nhiệt độ trôn 100-120°c trong vòng tối thiểu
là 20 phút). Thực phẩm qua xử lý có thể được bảo quản trong thời gian khá
dài (trong nhiều tháng, thậm chí trong 2 hoặc 3 năm).
Người ta cũng có thể ghép thanh trùng Pasteur vào các kỹ thuật
này. So với tiệt trùng, xử lý nhiệt ở đây sẽ thấp hơn, thường là không
CHƯƠNG 17

384 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
quá 60°c trong vòng 15 phút nên chỉ diệt được một phần hệ vi khuẩn,
do vậy chỉ có tác đụng bảo quản trong thời gian ngắn, khoảng vài ngày.
17.1.2. Ướp lạnh
Là xử lý ở khoảng - 4°C; còn đông lanh thì ở nhiệt độ dưới - 10°c
làm cho một phần nước chứa trong các thực phẩm đóng băng lại. Trong
thưc tế, thường chọn nhiệt độ từ - 15 đến - 18°c, và tốc độ giảm nhiệt độ
là rất quan trọng.
17.1.3. Kỹ thuật bảo quản bằng phương pháp làm khô
Có thể tán nhỏ các vật liệu thực phẩm rồi làm khô bằng sây phun,
hoặc lả thực phẩm được làm khô trực tiếp bằng nhiệt trong một hầm
sấy, trên một tang quay hoặc bằng khí lạnh trong phương pháp sấy lanh
khô (lyophilisation). Việc sử dung những kỹ thuật này đã cho phép
không phải đặt ra bất kỳ vấn đề nào về độc tố học. Tuy nhiên, những kỹ
thuật nảy cũng quá phức tạp để có thể áp đung cho tất cả mọi trường
hợp và chi phí cũng rất cao, nhât là trong trường hợp bảo quản một
khối hảng thực phẩm dự trữ lớn.
Nhìn chung, các phương pháp xử lý nhiệt có những ích lợi không
thê phủ nhận về mặt vệ sinh; diệt các vi sinh vật trong trường hợp tiệt
trùng, ức chế sự sinh trưởng của chúng trong trường hợp đông lạnh,
phá huỷ hoặc ức chế các hoạt tính enzym. Nhưng cũng tồn tại những
vân đề bất lợi ngoài chi phí năng lượng đáng kể, như là lầm thay đổi
câu trúc thực phẩm và thỉnh thoảng xuất hiện các dẫn chât phản đinh
dưỡng, chưa kê đến có thê phá huỷ các vitamin.
Các chất béo và các
sản phẩm oxy hóa
Các đường khử Polyphenol
Protein và các axitamin
Mât giá trị dinh _o _ác sản phẩm màu nâu Các chất độc
(các melanoid)
Các chất thơm, chất màu

Chương 17: BẢO QUẢN THỰC PHẨM VÀ KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC 385
Protein phản ứng với chất béo và các sản phẩm oxy hóa chất béo
hoặc với polyphenol của thực phẩm, nhất là với các đường khử trong
các phản ứng Maỉllarđ làm sinh ra các sản phẩm khác nhau ít nhiều có
màu sắc và ít nhiều bị polyme hóa. Đặc biệt, các nhóm £-amin của lysin
phản ứng và tạo thành các dẫn xuất khử cetosamin (những hợp chât
Amadori). Có khoảng 10% những dẫn xuất này bị thuỷ phân ngay khi
tiêu hoá protein và cũng có thể bị hấp thu bằng khuyếch tán thụ động
và thải ra theo nước tiểu (Erbersđobler, 1974). Những phản ứng
Maillarđ này CƯC kỳ phức tạp và có thể dẫn đến tạo thành các chất tạo
màu và tạo mùi cho thực phẩm. Có điều là những dẫn xuất nảy được cơ
thể đồng hóa yếu vả hậu quả lả làm mất giá trị đinh dưỡng của protein;
có thể một số những chat tạo ra lả có tính độc, điều này đã được chứng
minh ỏ những động vật thí nghiệm khi cho ăn những chất melanoiđ vầ
tiền melanoiđ nhận được khi đun nóng casein với glucose (Adrian,
1974). Thực ra, người ta chỉ mới có một ít dữ liệu về tính không độc của
những dẫn xuất này; đó là những nghiên cứu về các dẫn xuất của
pyrazin (mùi rôti), của enolon vòng (mùi caramel).
- Những sản phẩm của phản ứng giữa các polyphenol như là axit
clorogenic với những protein đã làm giảm giá ữị dinh dưỡng của các
protein; các quinon có thể tự kết hợp với lysin, methionin, cystin và
tryptophan.
- Sự oxy hóa các chất béo không no thường dẫn đến các dẫn xuất
peroxyt hoặc những gốc tự đo cực kỳ hoạt động có thể phản ứng với các
protein, các chất màu heminic và những vitamin tan trong chất béo
(vitamin A, D và E). Các phản ứng này được gia tăng lên khi đun nóng
o
CH3COCHO
Pyrazin Enolon vòng (maltol)
(mùi khỉ nướng, rán) (mùi caramel)
Pyruvaldehyd, polycacbonyỉ
(mùi khi nấu)

386 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
nhưng cũng có ủ\ế xuất hiện với những sản phẩm đông lạnh và thậm
chí cả sấy khô.
- Cuối cùng, khi chế biến sợi protein đậu tương, ngưòi ta thường
xử lý các protein trong môi trường kiềm để tách lập chúng. Người ta đã
nhận thấy các tổn thương ở thận của chuột được cho ăn các sản phẩm có
câu trúc này là do có mặt lysinoalanin vốn được tạo thành bởi phản ứng
giữa đehydroalanin (tạo thành do sự phân huỷ cystin hoặc serin) với
lysin:
\ I I I
c = CH2 + NH2- (CH2)4 - CH
-------► HC - CH2 - NH - (CH2)4 - CH
/ I I I
Protein Lysin Chuỗỉ lysinoalanin
dehydroalanỉn
Lysinoalanin có trong lòng trắng trứng và dường như có tác đung
độc đến thận là do lysinoalanin được giải phóng ra từ protein đã tiêu
hóa. Tuy nhiên chỉ có chuột là nhạy cảm với hiệu ứng độc của
lysinoalanin, còn các loài động vật khác thì ít nhạy cảm hơn.
17.2. BẢO QUẢN THựC PHẨm b ă n g p h ư ơ n g p h á p c h iê u xạ
Các tia cực tím thường có tác dụng diệt mầm bệnh trên bề mặt,
còn những tia bức xạ a, p và y thì lại có tác dụng diệt toàn bộ mầm
bệnh trong khôi thực phẩm. Tia a bị chặn lại nhanh chóng bởi một tờ
giây và chỉ hoạt động trên bề mặt; tia p vả những electron thì có khả
năng xuyên qua lớn hơn nhưng cũng bị chắn bởi một lá nhôm; ngược
lại những tia Ỵ thì có khả năng xuyên qua cao hơn và có thể bị chắn
bởi một tấm chắn chì. Những nơtron cũng có khả năng xuyên qua lớn
và nhờ một năng lượng sẵn có của mình các nơtron có thể làm thay
đổi câu trúc nguyên tử vầ làm sinh ra những hợp chất có hoạt tính
phóng xạ. Trong thực tế người ta chỉ giữ tia p và y còn sự bắn phá thì
bằng các electron. Người ta sử dụng chủ yếu 2 kỹ thuật chiếu xạ: đó
là sử dụng 6()Co và J37Cs (nguồn tia (3 và y) và sử đụng một bộ tăng tốc
electron.
Những thuật ngữ khác nhau được sử dụng để định lượng cường
độ và mức năng lượng ion hóa:

Chương 17: BẢO QUẢN THỰC PHẨM v à khả n ă n g g â y ĐÔC 387
- Một tia Rốntgen bức xạ tương đương với lượng bức xạ nhận
được trong một giờ từ 1 g rađi, ở khoảng cách 1 iat (yard); đó cũng là
lượng bức xạ tạo nên 2,08 X 109 cặp ion/cm3 không khí khô.
- Năng lượng đòi hỏi để sản xuât ra được 1 cặp ion trong không
khí, được biểu thị bằng sô" electron-vôn cần thiết: 32/5 electron-vôn; 1
electron-vôn tương đương với 1,6 X 10'12 erg. Một erg tương đương
với 10'7J (Jul) và lj/s tương đương với 1W.
- Đơn vị rađ là sô" đo năng lượng được hấp thụ: tương đương với
100 erg năng lượng hấp thụ bởi lg vật liệu nhận bức xạ ion; 1 gray
(Gy) bằng 100 rađ.
- Năng lượng bức xạ sử đụng để xử lý những thực phẩm thường
tương ứng với 1,3 triệu electron-vôn (hoặc MeV) cho 60Co; 6,66 MeV
cho 137Cs và 10 MeV cho các bộ tăng tốc electron.
Tính chất diệt khuẩn của năng lượng bức xạ ả các bướe sóng
khác nhau được nêu trong bảng 17.1.
Bảng 17.1
Băn chất của
năng lượng
Angtrom
( A - lơ 8 cm)
Hiêu ứng điêt mầm bênh
Sóng radio
Sóng hồng ngoại
Sóng trông thấy
Sóng cực tím
Tia X
Các tia alpha,
beta và gamma
Các tia vũ ưu
Rất dài
8 000
4 000 đến 8 000
3 200 đến 4 000
3 200 đến 2 800
2 800 đến 2 000
2 000 đến 1 000
1 000 đến 1 500
Dưới 1 000
Rất ngắn
Không
Hiệu ứng diệt mầm bệnh phụ
thuộc vào nhiệt độ
Không
Hiệu ứng huỳnh quang, diệt
một ít
Tác dụng làm rám da; tổng hợp
vitamin D
Hiệu ứng diệt mầm bệnh
Hiệu ứng diệt mầm bệnh nhờ
vào ozon
Diệt mầm bệnh
Có thể diệt mầm bệnh

388 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
17.2.1. Cơ chế tác động của các bức xạ
Những bức xạ ion xuyên qua khối thực phẩm ở những mức độ
khác nhau phụ thuộc vào bản chất của thực phẩm và những đặc trưng
của tía chiếu; những tia gamma có khả năng xuyên qua lớn hơn những
tía beta, nhưng hiệu quả xử lý cũng có liên quan với khả năng cắt đứt
các phân tử và khả năng sản sinh ra các ion. Ngoài ra, tia beta cũng như
các electron đều có khả năng ion hóa mạnh. Những va chạm phân tử
được gây ra bởi các hạt ion hóa sẽ dẫn đến làm đứt các liên kết hóa học
giữa các nguyên tử. Một hậu quả quan ữọng của sự bẻ gãy này là sư
xuất hiện các ion, các phân tử, nhóm nguyên tử hoặc các đơn nguyên tử
có một electron tự do, thường rất không bền vững, là cội nguồn của các
gốc tự đo. Và chính tập hợp các thành phần đã sinh ra này như: các ion,
các gốc tự do và một chuỗi các phản ứng gốc kéo theo đồng thời những
hiện*tượng vật lý và hóa học làm tiêu diệt các vi sinh vật cũng như làm
biến dạng cấu trúc của các enzym.
Người ta thường phân biệt hiệu ứng trưc tiếp với hiệu ứng gián
tiếp:
- Hiệu ứng trực tiếp: đo sự bắn phá những trung tâm sống của các
tế bào và của các phân tử lớn; chúng ta có thể quan sát thây do hiệu ứng
này mả làm thay đổi màu và cấu ữúc của thực phẩm; những đại phân
tử chat mảu và protein có thể bị phân cắt, nhưng hiệu ứng này chỉ là thứ
yếu so với hiệu ứng gián tiếp.
- Hiệu ứ n g gián tiếp là hậu quả của một chuỗi các phản ứng hoá
học cực kỳ phức tạp; các bức xạ ion xuyên qua nước đã làm sinh ra gốc
hydro (H#) và các gốc hydroxyl (#OH) rất hoạt động.
Những gốc hydroxyl tự liên kết với nhau để tạo thành hydro
peroxyđ H20 2:
•OH + *OH -> H202
và các gốc hydro liên kết với nhau:
H* + H* -> H2

Chương 17: BẦO QUẦN THỰC PHẨM v à kh ả n ă n g g â y ĐỔC 389
Nhưng gốc hydro cũng có thể phản ứng với oxy tạo thành gốc
peroxyd:
02 + H# -> HO/
Peroxyd lại có thể kết hợp với gốc hydroxyl tạo thành hydro
peroxyd:
•OH + H 02# —> H20 2 + 1/2 0 2
Hydro peroxyd có tính oxy hóa mạnh như ià gốc hydroxyl; ngược
lại gốc hydro lại có tính khử mạnh
Theo sau sự chiêu tia là sự xuất hiện các dẫn xuất có tính oxy hóa
mạnh vốn có khả năng bao vây cơ chế oxy hóa - khử của các quá trình
trao đổi chất của vi sinh vật, hoặc ức chế những cân bằng oxy hóa khử
của các enzym. Nhưng cũng có thể xuất hiện trong khối thưc phẩm
những sản phâm phân huỷ do sự oxy hóa hoặc do sự khử và những mùi
Không mong muôn có thể phát sinh: mùi khét của mỡ, mùi của
mercaptan... Muốn ngăn chặn những ảnh hưởng này, trước hết phải tiến
hành với những liều lượng lựa chọn thích hợp hay còn gọi là nhừng
"ngưỡng"; các thưc phẩm có thể được đông lạnh, nhửng gốc tự do sẽ ít
xuất hiện nhất hong nước đá; cũng có thể tránh khỏi oxy bằng cách tiến
hành trong điều kiện chân không hoặc khí trơ; và cuôì cùng có thể thêm
vào những chất bảo vệ (scavengers) có tính khử mạnh như là axit
ascorbic.
17.2.2. Đánh giá độc tính của thực phẩm xử (ý bằng chiếu xạ
Có hai thuật ngữ cần phân biệt, đó là "bức xạ" và "phóng xạ".
Người ta đã quen thuộc với thuật ngữ bức xạ (tuy nhiên vẫn còn e rằng
chúng không có tác dung gì trong thực phẩm chiếu xạ), ngược lại người
ta lại sợ hoạt tính phóng xạ của các thưc phẩm được chiếu xạ. cần nhớ
rằng LD50 (liều cần thiết để giết chết 50% quần thể) là 1000 rad đối với
con người; còn xử lý một khối u đã khoanh vùng thì cần thiết khoảng 10
000 đến 100 000 rad; ở liều này những mầm củ khoai tây bị ức chế, các
côn trùng và ngay cả nâm men, nấm mốc cũng bị tiêu diệt; để bảo quản
các loại thịt, cá, cần thiết từ 100 đến 100 000 rađ. Những sô" liệu này có ý

390 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
nghĩa thiết thực đối với những người thực hành ứng dụng các kỹ thuật
chiếu xạ để bảo vệ chống lại tất cả các tia xạ; điều này chỉ có thê thực
hiện trong một thiết bị đóng kín. Lưu ý rằng kỹ thuật này không thể bị
tầm thường hóa, mà chỉ có thể được thực hiện trong những trung khu
thích hợp và được theo dõi chặt chẽ.
Một câu hỏi được đặt ra là vậy liệu hoạt tính phóng xạ có xâm
nhập vào chính giữa thực phẩm. Dưới tác dụng của những bức xạ ion
hóa ở liều cao, những phân tử và những ion có thể trở thành những chât
phóng xạ. Trong khi đó những kết quả nghiên cứu cả lý thuyết và thực
nghiệm trong vòng trên 50 năm đã chỉ ra rằng với những liều sử dụng
như đã công bố ở trên, thì không có nguy cơ xuất hiện các dẫn xuất có
hoạt tính phóng xạ. Hơn nữa cho đến nay, không có một thí nghiệm nào
phát hiện được dù lả tác dụng bé nhất đến những động vật đã được ăn
các thực phẩm chiếu xạ. Vào năm 1980, Hiệp hội chuyên gia về chiếu xạ
thực phẩm ( Joint Expert Commitee of Food Irradiations: JECFI) đã đi
đến kết luận: những thực phẩm được chiếu xạ với liều trung bình là 10
kGy (1 megarađ) thì không độc hại đối với người tiêu thụ.
17.2.3. Tưdng lai của những kỹ thuật bảo quản thực phẩm bằng
chiếu xạ
Bảng 17.2 sẽ chỉ ra khả năng sử dụng những kỹ thuật bảo quản
bằng chiếu xạ.
Chúng ta thây ở bảng 17.2 những khả năng rất đa dạng của kỹ
thuật chiếu xạ. Vậy những kỹ thuật này có luôn luôn phù hợp không?
Các sản phẩm sau đây có thể được chiếu xạ và đã nhận được sự cho
phép ở một số nước là: khoai tây (cho phép ở Pháp từ 1972), hành, tỏi
(cho phép ỏ Pháp từ 1977), quả sây khô (được ưa chuộng ở pháp), quả
tươi, nấm ăn, măng tây, qủa lý chua, xoài, đu đủ, hạt cacao, rau diếp
xoăn, rau gia vi (được yêu cầu ỏ Pháp), ngũ cốc, bột mì, thịt lợn, thịt bò,
thịt thỏ, thịt gà bỏ ruột, lườn gà, thịt quay đựng trong túi chất dẻo, lườn
cá (được yêu cầu ở Pháp).

Chương 17: BẢO QUẢN THỰC PHẨM VÀ KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC 391
Bảng 17.2
Muc đích Hiệu quả Liều khụyến
cáo (Mrad)
Bảo quản thịt, cá trong thời
gian dài
Bảo quản các sản phẩm
đóng gói trong thể tích nhỏ
Ngăn chặn sự nhiễm các loài
vầ các thành phần tương tư
Táng thời gian dự trữ các sản
phẩm đông lanh (0 - 4°C)
Bảo vệ rau, quả
Đáp ứng một nhu cầu đặc
biệt
Bảo quản rau
Bảo quản ngũ cốc dự trữ
Diệt các mầm bệnh
(Clostridium botulmum)
Tiệt trùng vật liệu bao gói
Giảm bớt số quần thể vi
sinh vật
Giảm bớt các vi sinh vật
Giảm số lượng quần thể nấm
Tăng thời hạn bóc vỏ
Hủy diệt các vật ký sinh
trong thịt ì
Tác dung diệt mầm bệnh ở
khoai tây và củ hành
Hủy diệt sâu bọ
4-6
1-2,5
0,5-2
0,1 - 1
0,1 - 0,5
0,025 - 0,075
0,01 - 0,2
0,005 - 0,015
0,01 - 0,1
Quá trình chiếu xạ sẽ có hiệu quả ữong những điều kiện đòi hỏi
đổì với chiếu xạ thực phẩm. Phương pháp ít gây biến dạng các thưc
phẩm (thịt, các thực phẩm bán thảnh phẩm hoặc thành phẩm) hđn so
với các quá trình xử lý nhiệt; cũng như bảo tồn được tốt nhất các cấu
trúc của thực phẩm đo đó có thể được triển khai trong một dây chuyền
liên luc. Ngược lại, nó cũng có thể mang đến những mùi vị không mong
muôn cho các thực phẩm, nhất là đối với những thực phẩm giàu chất
béo; và cũng có thể phá huỷ một số* vitamin. Song giá thảnh đắt, không
thể đơn giản hoá (điều kiện phải nghiêm ngặt) và không thể áp dụng
với một không gian lớn (trong trường hợp đối với ngũ cốc). Tuy nhiên
đối với việc tiệt trùng các sản phẩm thực phẩm thì xử lý bằng chiếu xạ
vẫn rẻ hơn các quá trình xử lý nhiệt.
17.3. BẢO QUẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
Từ rất lâu người ta đã biết bảo quản thực phẩm bằng "hóa châtH
như lả ướp muối, ngâm muối, tẩm đường, ngâm đường, hun khói. Hoặc

392 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
bằng các sản phẩm lên men như là dấm, rượu. Sulfit là một hóa chất đã
được sử dụng rộng rãi từ thời La Mã cổ đại. Cùng với sự công nghiệp
hoá vả sư sản xuất một khối lượng rất lớn các sản phẩm thực phẩm thì
nhiều chất phu gia bảo quản đã được đặt ra đối với công nghiệp hóa
học. Các chất chông oxy hóa (vitamin c và E, butylhydroxyanisol,
butylhyđroxytoluen), axit sorbic, axit propionic, các nitrit đều là những
chất bảo quản. Các chất bảo quản này được xem như là những phụ gia,
có nghĩa là được chủ định bổ sung vào trong thực phẩm nhằm mục đích
bảo quản.
Bên cạnh các phụ gia trên, còn có một loạt các sản phẩm phu trợ
công nghệ nhằm bảo vệ thưc phẩm dự trữ, chống lại sâu bọ, các loại
nấm và vi khuẩn. Những dẫn chất này, ngược lại, không được có mặt
trong thưc phẩm khi cung cấp cho người tiêu thụ hoặc chỉ được sót lại
với một tỷ lệ rất thấp, chẳng hạn như trong trường hợp liên quan đến
thuốc trừ sâu hay các kim loại nặng, chỉ cho phép sót lại trong thưc
phẩm ở dạng vết, sao cho không có nguy cơ gây độc nào đối với người
tiêu dùng.
17.3.1. Etylen etyíen oxyd và propylen oxyd
Etylen oxyd đã được sử đụng từ gần 50 năm nay. Thực tế, khi
xử lý bằng hóa chất này đã đạt đến một mức độ tiệt trùng thực sự.
Các etylen oxyd và propylen oxyd là những epoxyd, vốn là
những chất có khả năng phản ứng hóa học rất lớn, trong đó etylen
oxyd là hoạt động nhất. Etylen oxyđ rất dễ cháy và tạo ra các chất khí
có thể tự phân huỷ cực kỳ nhanh với một tiêng nổ dữ dội.
Etylen oxyđ có khả năng diệt tất cả các vi sinh vật ở trạng thái
sinh dưỡng và ò trạng thái bào tử cũng như các loại virut. Propyien
oxyđ cung có phổ diệt vi sinh vật rất rộng, diệt các nấm mốc và nấm
men, còn các vi khuẩn thì có khả năng chống chịu hơn.
Có thể giải thích một ít về cơ chế hoạt động như sau: một hydro
linh động của cơ chất sinh học cần thiết cho sự sống của vi sinh vật sẽ

Chương 17: BẢO QUẢN THỰC PHẨM v à khả n ă n g g â y ĐÔC 393
được thay thế bởi một nhóm hyđroxyetyl. Trong các cơ chầt thực
phẩm thường có một lượng lớn hydro linh động này nên chúng đễ bị
biến đổi bằng một phản ứng cộng hóa trị -CH2CH2OH. Các nhà
nghiên cứu (Oser và Hall, 1956) đã theo dõi các thực phẩm sau khi xử
lý bằng etylen oxyd và thấy rằng pyridoxin và axit folic bị mất một
lượng đáng kể, còn hàm lượng thiamin, riboflavin, niacin và cholin
thì dường như ít bị ảnh hưởng. Manchon và cộng sư (1970) đã cho
chuột ăn bánh mì bảo quản bởi xử lý với etylen oxyđ, rồi theo dõi ba
thế hệ vả thấy rằng không có một sự biến đổi nào về hành vi, về sự
tăng trưởng hoặc về cấu tạo mô của các cơ quan.
ở Pháp, các qui tắc sử dụng etylen oxyd giông như với các chất
hun khói, ở Mỹ thi phạm vi sử dụng rộng hơn (quả hạch, cùi dừa khô,
gia vị), nhưng cấm trong trường hợp độ ẩm của thưc phẩm quá cao. xử
lý bằng propylen oxyd thường được áp dụng rộng rãi hơn. Mận và các
quả ướp lạnh đóng túi, hạt ca cao, gôm, các gia vị, các loại bột đều có
thể xử lý bằng propylen oxyđ.
Vấn đề độc tính của etylen oxyd và propylen oxyd đã được đề cập
vì chúng có thể tạo thành các hợp chất clorohyđrin có độc tính (Wesley
và cộng sự, 1965) vầ có thể tạo thành clo-2-etanol bằng phản ứng với
kali clorua:
H2C — CH2 + KC1
------► H20 + C1CH2 - CH2OH + KOH
và cũng có thể sinh ra cả etylenglycol.
Clo-2-etanol là chất gây đột biến gen. Các tổ chức quốc tế về an
toàn thực phẩm đã cấm sử dung cả hai dẫn chất này.
Ưu điểm của etylen oxyđ và propylen oxyđ là rât lớn: loại bỏ tận
gốc các vật ký sinh, các vi khuẩn và nấm. Song, do sự có mặt một lượng
dư chất khá lớn, nhất lả sự có mặt của clohyđrin đang là một vấn đề đốỉ
với việc sử đung chúng trong tương lai. Cũng cần phải chú ý rằng sử

394 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
đung những dẫn chất này cũng không mấy dễ chịu vì có nguy cơ gây
cháy, nổ.
17.3.2. Hydro phosphua
Trong số các chất hun khói thì hydro phosphua là một trong
những chất thích hợp nhất để bảo quản các thực phẩm. Phương pháp
này có nhiều ưu điểm: không cần xử lý trong điều kiện chân không,
điều kiện đòi hỏi duy nhất là độ ẩm và nhiệt; khả năng xâm nhập và
khuếch tán trong khôi sản phẩm được xử lý là rất lớn; tác động tương
đối đa năng vả có hiệu quả đối với côn trùng ở dạng trưởng thành, ấu
trùng và thậm chí cả dạng trứng và cũng có thể diệt phần lớn các chủng
nấm sỢi; hơn nữa sản phẩm sau khi xử lý chỉ chứa rất ít hydro
phosphua.
Hydro phosphua thương mại thường ở dưới dạng magie
phosphua hoặc nhôm phosphua. Khi có nước, cả hai sản phẩm này
đều làm thoát ra hydro phosphua. Đó là hợp chất rất độc: 7 mg
hydro phosphua /lm3 không khí có thể giết chết phần lớn các loài
động vật sống trong đó sau hai ngày bị ngộ độc; đốì với người thì
với 10 m g/lm3 không khí sẽ xảy ra các hiện tượng nhức đầu, buồn
nôn, khó thở, nhưng nếu ngừng xông tỉụ hầu như không còn để lại
di chứng gì. Khí này lả một khí độc, vì vậy phải rất thận trọng khi
sử đụng; việc xử lý chỉ có thể được thực hiện trong những điều kiện
hoàn toàn xác định bởi một người có chuyên môn và ở những nơi
thích hợp.
Một trong những ưu điểm lớn của việc xử lý bằng hydro
phosphua so với các phương pháp xử lý khác, đặc biệt là so với etyỉen
oxyd và metyl bromua, là sau khi thoáng khí không để ỉại bất cứ một dư
cặn nào. Theo số liệu của FAO/OMS thì đối với các thực phẩm đã xử lý
thường có khoảng 0,01 ppm cặn dư, còn nếu các điều kiện thoáng khí
tốt thì còn khoảng 0,001 ppm hydro phosphua.

Chương 17: BẢO QUẢN THỰC PHẨM VÀ KHẢ NĂNG GẦY ĐỘC 395
Dường như hydro phosphua không làm thay đổi câu trúc tự nhiên
của thưc phẩm, nó không để lại bất cứ một mùi không mong muốn nào
vả không làm thay đổi giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, và nhâ't là nó
không bị tích tụ lại trong các chất béo như là metyl bromua.
17.4. KẾT LUẬN
Mỗi phương pháp nêu trên đều có những ưu điểm và nhược điểm
riêng. Vân đề là trong mỗi trường hợp, cần đặt ra muc đích rõ ràng:
chúng ta muốn tiệt trùng triệt để thực phẩm? Chúng ta muốn xử lý một
dung lương lớn (chẳng hạn đôi với ngũ cốc, lạc) hay với một dung
lượng nhỏ (như với hạt đậu khô), những bán thành phẩm (các loại bột),
hoặc thành phẩm (đồ hộp, thưc phẩm đã chế biến)? Chúng ta mong
muốn kéo dải thời hạn sử dụng của thực phẩm, hay nói cách khác
chúng ta muốn loại bỏ những mầm bệnh vả giảm thiểu lượng vi sinh
vật? Việc xử lý được tiến hành trong các nhà máy hoặc trong những
trung tâm được trang bị tốt ở các nước có nền công nghiệp phát triển
mạnh hoặc ở các nước nghèo, chậm phát triển nơi mà có thể không có cả
những thiết bị nhiệt?
Tất cả các câu hỏi trên đặt ra vấn đề về giá thành xử lý, về hiệu
quả xử lý, về chất lượng vệ sinh, chất lượng cảm quan và giá trị dinh
dưỡng của thưc phẩm, và cả về trình độ đào tạo của những người
thực hiện.
Dĩ nhiên là phương pháp xử lý bằng nhiệt, làm lạnh hoặc lạnh
đông được quan tâm hơn cả, nhưng có một số sản phẩm không ứng
dung được, hơn nữa giá thành lại đắt, và thường không được châp
nhận ỏ những nước còn rất nghèo. Chiếu xạ cũng là phương pháp
khả dĩ, hiệu quả nhưng chỉ ứng dụng cho một lượng nhỏ, cho
những sản phẩm có giá trị gia tăng lớn. Đây là một kỹ thuật tương
lai cho những nước công nghiệp, tuy nhiên về mùi vị, chúng ta có
thể gặp một vài thất vọng, đặc biệt là đối với những sản phẩm giàu
chât béo.

396 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHẨM
xử lý bằng các chất hun khói, đặc biệt lầ hydro phosphua hoặc
thậm chí cả etylen oxyd và propylen oxyđ đều có thể thực hiện thuận
lợi: thuận lợi về địa điểm, giá thành rẻ, hiệu quả, và hydro phosphua
không để lại dư chất. Vì vậy, giải pháp này cần phải được định
hướng ở các nước nghèo, và với các nước sản xuất nhiều thực phẩm.

TAI LIẸU TIIAM KHAO
1. ACIA. Proceeding fungi and mycotoxins in stored products,
N.36.1991.
2. Brugnone Fv Maranelli G.,Romeo L.,et al. 1991, Ubiquitous
pollution by n - Hexane and reference biological levels in the general
population. Int. Arch, occup Environ Health 63(3): 157-160.
3. Claude Moreau, 1980. Nấm mốc độc trong thực phẩm. Bản
dịch NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Collins J.E., Brown J.P., Dawson s.v. and Marty MA. 1991. Risk
assessment for benzo(a)pyrene. Regulatory toxicology and pharmacology
13,170-184.
5. Conn E.E. 1973. Toxicants occurring naturally in Foods.
National Academy of Science, Washington.
6. Derach R. 1986. Toxicologie et securite1 des aliments. Technique
et Documentation. Lavoisier.
7. Dennis M.J, Massey R.C., Cripps G., Venn I., Howarth N., and
Lee G. 1991. Factors affecting the polycyclic aromatic hydrocarbon
content of cereals, fats and other food products. Food Additives and
Contaminants 8,517-530.
8. Di Vicenzo G.D., Kaplan C.J., 1981. uptake, metabolism and
elimination of methylene chloride vapor by humans. Toxicol. Appl.
Phamacol. 59:130-140.
9. FAO. Food and nutrition paper 74, 2001. Safety evaluation of
certain my cotoxin in food.
10. Frank c. LU, 1991. Basic Toxicology: Fundamentals, Target
organs and Risk Assessment. Hemisphere Publishing Corporation.
11.Fritsch Pv De Saint Blanquat G. 1985. Nitrates, Nitrites et
Nitrosamines dans 1' alimentation. La Recherche/16,1106-1115.

398 ĐỘC TỐ HỌC VÀ AN TOÀN THỰC PHAM
12. Ghantour M. ađ Danielsson BRG, 1986. Placental transfer and
distribution of Toluene, Xylene, and Benzene and their metabolites
during gestation in mice. BIOL. Res. Pregnancy 7; 98-105.
13. Guillen M.D., Sopelana p. and Partearroyo M.A. 1997. Food as
source of polycyclic aromatic carcinogens. Reviews on Environmental
Health 12,133-146.
14. Hachet J.c. 1989. Toxicologie đ' urgence. Produits chemiques
industriel. Collection Abre'ge's de Medicine.
15. Harah J., Zhou W.L., Wang Xv Xu G. and Mirvish s.s. 2001.
Determination of total N-nitroso compounds and their precursor in
frank furthers fresh meat, dried salted fish, sauces, tobacco and tobacco
smoke parculates. Journal of Agricultural and Food Chemistry 49,6068-
6078.
16. Helferich w., and Winter C.K. 1985. Food Toxicology.CRS
Press.Boca Raton, Florida.
17. Heck Hd'A, Casanova-Schmitz M, Dodd P.B, 1985.
Formaldehyde concentrations in the blood of human and fisher-344 rats
exposed to formaldehyde under controlled conditions. Am.Ind.
Hyg.Assoc. J.46:l-3.
18. John de Vries, Ph.D. 1997. Food Safety and Toxicity. CRC press.
Boca Raton New York-London-Tokyo.
19. Kimbrough R.D and Jensen A. A, 1989. Halogenated Biphenyls,
Terphenyls, Naphtalene^ibenzodioxins and Related products. Elsevier
Science Publishers, Amsterdam.
20. Liener I.E. 1980. Toxic constituents of plant
foodstuffs. Academic Press. New York.
21. D'Mello J.P.F. 2002. Food safety.Contaminants and Toxins.
CABI Publishing.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 399
22. Nordberg G.F., Herber R.F.M., and Alessio Lyon L. 1992.
Cadmium in the human environment: Toxicity and carcinogenicity.
International Agency for Research on Cancer, Lyon, France.
23. Nomiyama K., Nomiyama H. 1974. Respiratory retentation,
uptake and excretion of organic solvents in man: Benzene, Toluene,
n- Hexanane, Trichloroethylene, Acetone, Ethvl acetate and Alcohol.Int
Arbeitsmed 32:75-83.
24. Peimont J. 1995. Enzymes. Presses Universitaires de Grenoble.
25. Robert T., and Hutson D. 1999. Metabolic Pathways of
Agrochemicals. The Royal Society of chemistry. Cambridge UK.
26. Robert A.c. and Me Wheexiey D.J, '1972. The use of Sulphur
dioxide in the food industry- a review Journal of Food Technology 7,
222.
27. Souverain R. 1984. Problematique generale des additives et
auxiliaries technologiques.Ed.Tec.DOC. pp 3-21.
28. Nguyễn Xuân Thắng, 2003. Hóa sinh được lý phân tử. NXB
Khoa học vả Kỹ thuật,.Hà Nội.
29. WHO. 2000. Food additives series 44 .Safety evaluation of
certain food additives and contaminants. Fifty-third meeting of the Joint
FAO/WHO . Geneva.
30. WHO. 1993. Evaluation of certain food additives and
contaminants. WHO Technical Report Series N 837. World Health
Organization. Geneva.
31. Wiliam Helpherich and Carl K. Winter. 2001. Food Toxicology.
CRC Press LLC.

LẺ NGỌC TÚ (chủ biên)
ĐỘC TỐ HỌC
VÀ
AN TOÀN THỊĨC PHAM
Chịu trách nhiệm xuất bản
Biên ĩập
Trình bày bìa
PGS.TS. Tô Đăng Hải
Nguyễn Kim Anh
Hương Lan
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
70 - Trấn Hitnq Đạo, Hả Nội
In 700 bản, khổ 16 X 24 cm tại Xưởng in Nhà xuất bản Thông kê.
Quyết định xuất bản số: 136-2006/CXB/433-06/KHKT cấp ngày 7/6/2006.
In xong và nộp ỉưu chiểu tháng 7/2006.

[1library.net] độc tố học và an toàn thực phẩm lê ngọc tú.pdf

About This Presentation

Slide Content

Tags

Categories

Download

Quick Actions

Statistics

Related Slideshows

[1library.net] độc tố học và an toàn thực phẩm lê ngọc tú.pdf

About This Presentation

Slide Content

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35

Slide 36

Slide 37

Slide 38

Slide 39

Slide 40

Slide 41

Slide 42

Slide 43

Slide 44

Slide 45

Slide 46

Slide 47

Slide 48

Slide 49

Slide 50

Slide 51

Slide 52

Slide 53

Slide 54

Slide 55

Slide 56

Slide 57

Slide 58

Slide 59

Slide 60

Slide 61

Slide 62

Slide 63

Slide 64

Slide 65

Slide 66

Slide 67

Slide 68

Slide 69

Slide 70

Slide 71

Slide 72

Slide 73

Slide 74

Slide 75

Slide 76

Slide 77

Slide 78