Phẩm màu sudan

PHẨM MÀU SUDAN Giới thiệu: Những năm gần đây, vệ sinh an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề được nhều người quan tâm. Như chúng ta thường thấy, trong thực phẩm thì màu giữ một địa vị rất quan trọng. Nó làm cho thực phẩm bắt mắt hơn, gây chú ý cho người mua và gây ảnh hưởng tốt về phẩm chất của món hàng. Do đó, việc sử dụng màu trong thực phẩm ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, ngoài những loại màu được phép sử dụng cho thực phẩm, nhiều nhà sản xuất vì lợi nhuận đã thay thế những loại màu này bằng màu công nghiệp rẻ tiền nhưng vô cùng độc hại, gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người sử dụng. Phẩm màu Sudan là một trong những màu công nghiệp đang được sử dụng nhiều trong thực phẩm bất chấp sự độc hại của nó. Đây được xem là một vấn đề “nóng” khi ngày càng có nhiều ca ngộ độc thực phẩm và bệnh nan y do sử dụng thực phẩm không đảm bảo chất lượng. Nội dung: Sudan là hóa chất gì? Sudan là chất nhuộm màu tổng hợp azo tan trong dầu. Các Sudan đều chứa các hợp chất azo (chất có liên kết –N=N- trong cấu tạo phân tử), vòng naphthol và các gốc methyl di động. Sudan được tổ chức quốc tế về nghiên cứu ung thư xếp vào loại độc nhóm 3 không được phép dùng trong thực phẩm. Thông thường phẩm màu được sử dụng trong thực phẩm là sudan đỏ I, ngoài ra còn có sudan II màu cam, sudan III màu đỏ ceresin (màu đỏ đậm), và sudan IV còn có tên là dung môi đỏ 24. Sự thay đổi màu sắc của các sudan là do sự chuyển đổi vị trí của các nhóm gốc methyl. Sudan tan trong dầu mỡ và định màu trong đó. Công thức hóa học, tính chất và một số tên gọi khác Sudan gồm 4 loại: Sudan I, Sudan II, Sudan III và Sudan IV Sudan I Công thức phân tử: C16H12N2O Khối lượng phân tử: 248,28 (g/mol) Mã đăng kí: 3118-97-6. Nhiệt độ nóng chảy 138-1390C, có dạng hình kim màu đỏ. Hòa tan trong benzen, eter cho dung dịch màu cam, không tan trong dung dịch kiềm, có màu đỏ đậm trong dung dịch acid sunfuric. Sudan II Công thức phân tử: C18H16N2O Khối lượng phân tử: 276,33 (g/mol) Mã đăng kí: 842-07-09. Nhiệt độ nóng chảy 161-1630C , có dạng hình kim, màu đỏ nâu, sáng ánh. Không tan trong nước, kiềm, acid yếu, tan ít trong ethanol. Hòa tan trong eter cho dung dịch màu cam. Sudan III Công thức phân tử: C22H16N4O Khối lượng phân tử: 352,4 (g/mol) Mã đăng kí: 85-86-9. Nhiệt độ nóng chảy 1950C, có dạng bột màu nâu ánh xanh lá cây. Không tan trong nước, tan trong chloroform cho dung dịch cam. Tan trong ethanol, eter, acetone, glycerine…. Sudan IV Công thức phân tử: C24H20N4O Khối lượng phân tử: 380,45 (g/mol) Mã đăng kí: 85-83-6. Nhiệt độ nóng chảy 181-1880C, phân hủy hoàn toàn ở 2060C, có màu nâu tối, không tan trong nước. Tan trong chloroform, ethanol, benzen, aceton, tan tốt trong dầu mỡ, chất béo. Tính chất hóa học: sudan I và II thuộc monoazo, sudan III và IV thuộc diazo, có những tính chất cơ bản: Tính oxy hóa: với các chất khử mạnh như Sn, Zn, Fe, Na2SO4 + NaOH có thể khử nhóm azo trong phân tử các hợp chất sudan tạo thành các amin. Tác dụng với halogen: Br2 và Cl2 đều có tác dụng phân hủy sudan. Tác dụng nhiệt: các hợp chất sudan phân hủy dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Đặc biệt khi trong dung dịch có acid hoặc kiềm. Tác dụng với acid: H2SO4 đậm đặc cho phản ứng sulfon hóa. Trong đó Sudan I được sử dụng phổ biến hơn với nhiều tên gọi khác nhau: 1-(Phenylazo)-2-naphthalenol 1-Benzeneazo-2-naphthol 2-Hydroxy-1-phenylazonaphthalene 2-Hydroxynaphthyl-1-azobenzene 2-Naphthalenol, 1-(phenylazo)- 2-Naphtholazobenzene Benzene-1-azo-2-naphthol Benzeneazo-beta-naphthol Brasilazina Oil Orange Brilliant Oil Orange R C.I. 12055 C.I. Solvent Yellow 14 Calco Oil Orange 7078 Calco Oil Orange 7078-Y Calco Oil Orange Z-7078 Calcogas M Mục đích sử dụng và tác hại Sudan và nhiều chất khác thuộc nhóm azo được sử dụng để tạo màu và nhuộm màu trong công nghiệp (nhuộm cotton, dung môi hòa tan, đánh bóng, da giày, vải vóc, đồ chơi bằng plastic, xi đánh giày, pha màu cho nhiên liệu xăng, dầu, mỡ bôi trơn, màu polymer...), trong nghiên cứu vi sinh, hóa học (nhuộm các mô chứa lipid, dịch phủ hỗn hợp của các phản ứng PCR...). Năm 1979, các nhà khoa học đã chứng minh hoạt tính gây ung thư của sudan I đối với con người, do đó trong tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quốc tế cũng như ở một số quốc gia, sudan I bị cấm sử dụng trong thực phẩm ở bất kì lượng nào với bất cứ mục đích gì. Tuy nhiên, vì lợi nhuận, nhiều người sản xuất đã cho sudan vào thực phẩm ( tương ớt, tương cà, bột ớt khô, thịt, cari....) vì độ bền màu cao, giá thành rẻ. Theo kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới thì sudan, sau khi định màu trong các mô mỡ, sẽ bị phân đoạn do phản ứng azo-khử để cho ra aniline và amino-naphtol là hai độc chất cho con người, có thể gây chuyển đổi các nhiễm sắc thể di truyền và thuộc loại có nguy cơ gây ung thư. Ngoài ra, sudan còn gây chứng Methemoglobinemia do Hemoglobin ở trạng thái oxy hóa, nhóm amin oxy hóa ion Fe (II) thành Fe (III) trong hemoglobin từ đó làm gãy liên kết với oxygen gây tím tái, ngạt thở, mất khả năng vận chuyển oxy và các bệnh về thần kinh, gan, thận. Cơ chế gây độc của Sudan Sau khi được đưa vào cơ thể theo thức ăn, đồ uống hay qua da và niêm mạc (mắt, mũi), Sudan sẽ có cơ hội có mặt trong máu để chu du đến nhiều cơ quan khác nhau như gan, thận, bàng quang... Cũng như nhiều loại hóa chất khác, quá trình biến đổi Sudan chủ yếu xảy ra trong gan (tại đây Sudan và dẫn chất của nó sẽ tác động mạnh mẽ đến các quá trình sinh hóa của tế bào, gây ra các nốt tăng sinh ở gan, được xem là yếu tố tiền ung thư). Theo nhiều nghiên cứu, Sudan I tác động "phá vỡ" cấu trúc của DNA và nhiễm sắc thể (NST) khi đưa vào môi trường nuôi cấy tế bào. Sudan gây biến đổi DNA khi nó tiếp xúc được với hệ thống enzyme vận chuyển điện tử trong các tế bào của cơ thể người. Khả năng oxi hóa của Sudan có thể được thực hiện bởi ion benzenediazone. Các quá trình biến đổi làm Sudan có khả năng kết hợp với các DNA tạo liên kết Sudan-DNA ( Sudan-DNA adducts). Đặc biệt, Cytochrome P450 1A1 (CYP1A1)- một trong những enzyme quan trọng tham gia vào quá trình biến đổi các chất gây ung thư, cũng được chứng minh là có liên quan đến biến đổi của Sudan và các dẫn chất của nó để tạo ion benzenediazone. Tổng hợp Sudan Giai đoạn 1: đầu tiên sodium nitrit phản ứng với HCl tạo acid nitrous. Ở trong môi trường có tính acid, acid nitrous bị proton hóa và bị mất nước tạo thành ion nitrosonium Giai đoạn 2 Giai đoạn 3: nitrosoamin chuyển hóa proton vì dạng nitro bền hơn dạng axinitro Giai đoạn 4: dưới điều kiện acid, nhóm OH bị proton hóa và vì thế tách nước ra tạo thành muối diazonium Giai đoạn 5: phản ứng ngưng tụ, quá trình này đi theo cơ chế ghép đôi muối diazonium với 2-naphthol trong môi trường kiềm Trước hết, 2-naphthol được hòa tan trong kiềm tạo muối natri 2-naphthalate Tiếp theo là phản ứng ngưng tụ của muối diazonium và C10H7O- 2-naphthol tác dụng với sodium hidroxide tạo naphthalene 2-olate Giai đoạn 6: ion benzendiazonium tấn công vào 2-naphthalene 2-olate để hình thành 1-phenylazo-2naphthol (sudan I) Các phương pháp định tính và định lượng Sudan Phương pháp Volt-Ampe xung vi phân trên điện cực glassy carbon Ưu điểm: độ nhạy cao, quy trình chiết tách đơn giản, nhanh và hữu hiệu. Các thông số kĩ thuật cài đặt cho máy von-ampe Stt Phương pháp von-ampe Thông số 1 Kĩ thuật phân tích Xung vi phân (DP) 2 Hệ điện cực GCE//Ag/AgCl/Cl-//Pt 3 Thế peak sudan I -0.55V 4 Tốc độ quét thế 10mV/s 5 Đệm pH BR pH 6.0 6 Thời gian tích góp-hấp phụ 180s 7 Thế bắt đầu hòa tan 0.0mV 8 Thế kết thúc -1000mV 9 Thời gian sục khí 300s 10 Tốc độ khuấy 1640 vòng/phút Xử lí mẫu: Tương ớt: cân chính xác 5.000g tương trong ống nhựa, hòa tan với 20mL MeOH, lắc siêu âm, lọc 2 lần qua giấy lọc, ly tâm rồi định mức dịch chiết đến 50mL trong bình định mức bằng methanol Ớt bột: cân 5.000 ớt bột khô để trong tủ sấy chân không, nghiền và chiết siêu âm 3 lần bằng methanol, mỗi lần 20 phút, thu dồn các dịch chiết và pha loãng trong methanol đến 50mL. Đệm BR: 34mL 85% acid phosphoric + 30mL 95.5% acid acetic + 30.92g acid boric rồi định mức bằng nước cất đến 1L (pH 1.69), dùng NaOH 1M để điều chỉnh về pH mong muốn. Xác định mẫu: 5mL dung dịch đệm BR + 5mL MeOH + 5.5 mL NaOH 1M + 500µL dung dịch mẫu + 4.5mL nước cất hai lần. Trước khi phân tích dung dịch, đuổi oxy bằng khí N2 tinh khiết (99,97%) trong 5 phút. Sắc ký lỏng hiệu năng cao đầu dò UV-Vis Cân 5.000g 40mL dịch lọc Tương ớt Đồng nhất 2x20mL ACN Siêu âm 15 phút, lọc Cô quay Hòa tan10mL n-hexan Cột SPE silicagel Dịch rửa giải Thổi khô bằng khí nitơ Rửa tạp 40mL n-hexan Dung dịch phân tích Hòa tan bằng 1mL pha động Rửa giải 12mL chloroform Tiêm vào HPLC Sơ đồ khối qui trình chiết tách tương ớt cột SPE silicagel 40mL dung dịch lọc Cân 5.000g Tương ớt Đồng nhất chiết với 40mL hỗn hợp ACN:MeOH (70:30), đánh siêu âm 15p Cô quay Hòa tan bằng 3mL ACN+ 30mL H2O Dd rửa giải Cột SPE C18 Thổi khô bằng khí nitơ Rửa tạp 5mL hỗn hợp ACN:H2O (10:90) Hòa tan bằng 1mL pha động Rửa giải 3mL ACN, 3mL hh ACN:etyl acetat (3:1) Tiêm vào HPLC Sơ đồ khối qui trình chiết tách tương ớt cột SPE C18 Các phương pháp khác Phương pháp sắc ký khí đầu dò khối phổ Mẫu chứa sudan được tạo dẫn xuất với N,O bis ( trimethylsilyl) trifluoro acetamide và xác địng bằng sắc ký khí ghép khối phổ trong EI. Khối phổ của dẫn xuất trimethylsilyl được xây dựng trong mode EI. Khả năng phát hiện và định danh trong khoảng 2-4.2 µg/Kg. Phương pháp điện di mao quản với đầu dò UV Việc xác định phẩm màu sudan (I,II,III và IV) với chất điện li nền 5mM borate (pH 9.3), 20mM sodium dodecyl sulfate và 20% acetonitrile. Với thời gian phân tích ngắn, phương pháp phân tích đơn giản, giới hạn phát hiện LOD 96-610 µg/L (S/N >3). Sắc ký lỏng hiệu nâng cao đầu dò quang hóa Phương pháp này dựa trên cơ sở hiệu ứng tăng cường của sudan lên phản ứng quang hóa giữa luminol và BrO- với BrO- được sinh ra trực tiếp trên điện cực bởi quá trình điện phân với dòng điện không đổi. Quá trình xử lí mẫu trong dung môi ethanol để chiết, lắc, đánh siêu âm, lọc, loại nước trước khi tiêm vào HPLC-CL, rửa cột bằng CH3OH : CH2Cl2 (50:50 v/v) loại tạp. Pha động CH3OH : HCOOH 0.2% (90:10 v/v), tốc độ dòng 1mL/phút. Giới hạn phát hiện LOD 4-8 µg/Kg, giới hạn phát hiện LOQ 13-27 µg/Kg. Độ lệch chuẩn tương đối <4.4%, hệ số thu hồi 94% khi tiêm ở nồng độ 1; 1.5 mg/Kg. Kết luận Từ những thông tin cơ bản về Sudan, đánh giá được mức độ độc hại của sudan trong thực phẩm đối với sức khỏe, chúng ta cần có thái độ đúng đắn trong việc lựa chọn thực phẩm, không sử dụng thực phẩm không rõ nguồn gốc để tự bảo vệ mình, mong rằng người sản xuất cũng có cái tâm không sử dụng phẩm màu độc hại cho thực phẩm. Qua bài báo cáo, hi vọng các bạn nắm được những kiến thức cơ bản về sudan cũng như các phương pháp phân tích phẩm màu này để phục vụ cho môn học. Tài liệu tham khảo Trang web Agriviet.com Trang web www.scribd.com Giáo trình Phương pháp phân tích công cụ (2009), Th.s Huỳnh Kim Liên, khoa Sư Phạm-trường ĐH Cần Thơ. Phân tích hóa học thực phẩm (2009), Hà Duyên Tư, NXB KHKT.