BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
TIỂU LUẬN:
Môn: VỆ SINH AN TOÀN THỰC PHẨM
Đề tài:
Tìm hiểu về
NITRAT, NITRIT, NITROSAMIN, BORAX VÀ FORMALDEHYDE
GVHD : Nguyễn Thị Trang
Lớp HP: 210501602
Nhóm : 9
Tp HCM, Tháng 11 năm 2013
1.1.1
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
DANH SÁCH NHÓM
Tên MSSV
Lê Nguyễn Ngọc Trân 11058191
Phạm Thị Diễm Mi 11050351
Nguyễn Thị Thúy Hằng 11002607
Lý Ngọc Phương Trinh 11034881
Tồn Văn Chung 11073931
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
TÌM HIỂU VỀ NITRAT, NITRIT, NITROSAMIN, BORAX VÀ FORMALDEHYDE
Mở đầu :
Thực phẩm là nguồn cung cấp năng lượng, các chất dinh dưỡng cần thiết để con
người sống và phát triển. Thế nhưng thực phẩm cũng là nguồn truyền bệnh nguy
hiểm, nếu như không bảo đảm được vệ sinh và an toàn. Vệ sinh an toàn thực phẩm
(VSATTP) đang là vấn đề bức xúc của mọi người, bởi lẽ VSATTP tác động trực tiếp
đến sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sống con người và do đó ảnh hưởng đến
chất lượng phát triển của xã hội và nòi giống. Công tác quản lý chất lượng VSATTP
vừa là yêu cầu cấp bách, vừa có tính chiến lược lâu dài, đồng thời đây cũng là mảng
công tác rất rộng lớn và phức tạp, đan xen với nhau bởi rất nhiều hoạt động.
Trong xã hội hiện nay, việc sử dụng các hoá chất và phụ gia trong xử lý, chế biến
thực phẩm đã và đang trở thành một vấn đề đáng chú ý. Một mặt chúng làm tăng
thêm hương vị, màu sắc, tính hấp dẫn và thời hạn bảo quản. Mặt khác việc đưa các
chất lạ vào cơ thể có thể gây nên các căn bệnh hiểm nghèo.
Trong đó nitrit, nitrat, nitrosamin, borax và formandehyd đã được nhiều người
quan tâm bởi sự xâm lấn của chúng trong môi trường sống cũng như những tác hại
không lường do chúng gây ra đối với sức khoẻ cộng đồng.
Trong vài thập kỷ trở lại đây, các nghiên cứu về những hoá chất trên tăng lên rất
nhiều và cho thấy chúng có liên quan tới nhiều khía cạnh khoa học như là các tác
nhân gây ung thư, gây bệnh máu xanh, dị ứng,…
3
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
2. Nitrit, nitrat:
Có lẽ do thói quen trong cách nói, chúng ta thường có xu hướng ghép liền hai từ
“nitrat, nitrit”. Sự mập mờ này cần phải được loại bỏ bởi lẽ ion nitrat NO
3
-
và ion
nitrit NO
2
-
chỉ có các nguyên tố hoá học giống nhau, thực tế trong môi trường sinh
học chúng lại có những tính chất rất khác nhau.
Trên thị trường có 4 dạng muối nitrit, nitrat dùng trong bảo quản thực phẩm như s
au: KNO2, NaNO2 ,KNO3 ,NaNO3 .
Tiếng Pháp gọi hỗn hợp là Saltpetre, tiếng Anh là Saltpeter,Trong dân gian gọi là
Muối diêm. Thường trên thị trường thế giới, ký hiệu của muối nitrit potassium
KNO2 là E249, nitrat potassium KNO3 là E252. Chúng cũng có các tính chất
tương tự với nitrit sodium NaNO2 có ký hiệu là E250, nitrat sodium NaNO3
E251. Đa số chất potassium nitrat hiện nay được lấy ra từ những khu quặng mỏ
nitrat sodium (NaNO3, nitratin) ở sa mạc Chilê nên người ta còn gọi chúng là
Saltpetre Chilê.
Trong lĩnh vực thực phẩm, muối diêm được dùng để bảo quản và chế biến thịt.
Theo Quy định Danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm
của Bộ Y tế Việt Nam, nitrat natri và nitrat potassium được xếp vào nhóm chất
bảo quản có chức năng ổn định màu, được dùng trong phó mát, nước giải khát,
các loại thịt, thịt gia cầm, thủy sản chế biến
Trong chức năng làm phụ gia thực phẩm, các muối saltpetre có hai công dụng:
tạo màu cho cá và thịt, đồng thời ngăn chặn sự phát triển của Clostridium
botulinum, loại vi khuẩn gây ngộ độc thịt.
Ngoài ra trong nước,rau củ cũng có một hàm lượng các muối này.
2.1 Cấu tạo và tính chất:
2.1.1 Nitrit (NO
2
-
) :
4
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
2.1.1.1 Tính chất vật lý :
− Hầu hết muối nitrit dễ tan trong nước, muối ít tan là AgNO2.
− Đa số muối nitrit không có màu.
− Nitrit kim loại kiềm bền với nhiệt, chúng không phân huỷ khi nóng chảy mà
chỉ phân huỷ trên 500 độC. Nitrit của các kim loại khác kém bền hơn, bị phân
huỷ khi đun nóng, chẳng hạn như AgNO2 phân huỷ ở 140
o
C, Hg(NO2) ở 75
o
C.
− Tính chất của một số muối nitrit cụ thể:
• Muối kali
nitrit (KNO2): dạng tinh thể màu trắng, dễ tan chảy và bị phân hủy ngoài
không khí, hòa tan trong nước tốt.
• Muối natri nitrit (NaNO
2
): nó có dạng bột tinh thể màu trắng hơi ngả vàng.
Nó tan rất tốt trong nước và là chất hút ẩm. Nó bị oxi chậm trong không khí
thành natri nitrat NaNO
3
.
2.1.1.2 Tính chất hoá học:
− Nhờ có cặp electron tự do ở nitơ, ion NO2- có khả năng tạo liên kết cho nhận
với ion kim loại. Một phức chất thường gặp là natri cobantinitrit
Na3[Co(NO2)6]. Đây là thuốc thử dùng để phát hiện ion K+ nhờ tạo thành
kết tủa K3[Co(NO2)6] màu vàng.
− Trong môi trường axit, muối nitrit có tính oxi hoá và tính khử như axit nitrơ.
Axit nitrơ cũng như muối NaNO2 được dùng rộng rãi trong công nghiệp hoá
học, nhất là công nghiệp phẩm nhuộm azô.
2.1.2 Nitrat (NO
3
-
):
2.1.2.1 Tính chất vật lý:
Ion NO3- không có màu nên các muối nitrat của những cation không màu đều
không có màu. Hầu hết các muối nitrat đều dễ tan trong nước. Một vài muối hút ẩm
trong không khí như NaNO3 và NH4NO3. Muối nitrat của những kim loại hoá trị
5
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
hai và hoá trị ba thường ở dạng hydrat.
Muối nitrat khan của kim loại kiềm khá bền với nhiệt ( chúng có thể thăng hoa
trong chân không ở 380- 500độC ). Còn các nitrat của kim loại khác dễ phân huỷ
khi đun nóng. Độ bền nhiệt của muối nitrat phụ thuộc vào bản chất cation kim loại.
2.1.2.2 Tính chất hoá học:
Cd là một kim loại kém hoạt động trong môi trường axit yếu có thể khử được NO
3
-
về NO
2
-
NO
3
-
+ Cd(Cu) + 2H
+
→ NO
2
-
+ Cd
2
+ + H
2
O
Dựa vào phản ứng đặc trưng này mà người ta có thể xây dựng các phương pháp
khác nhau để phát hiện và định lượng nitrat.
2.2 Nitrat, nitrit trong môi trường:
2.2.1 Nước:
Sự ô nhiễm nitrat vào nguồn nước là do sự lạm dụng các nguồn phân bón nitơ, một
yếu tố quan trọng cho việc tăng năng suất cây trồng. Nitrat là chất rất hoà tan nên
cây trồng hấp thụ chúng cũng sẽ kéo theo một lượng lớn vào dòng nước hấp thu,
đồng thời dẫn tới 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, bản chất của đất, hệ thực vật, địa hình,…nên đôi khi chúng ta rất
khó kiểm soát.
Trong môi trường nước, nitrite là sản phẩm trung gian trong phản ứng oxy hóa từ
amoniac đến nitrite và cuối cùng là nitrate. Thời gian tồn tại trong nước của nitrite
rất ngắn vì khi gặp oxy không khí sẽ chuyển thành nitrate.
6
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Dưới tác dụng của vi khuẩn, nitrite chuyển hóa theo sơ đồ sau:
Protein → amoni → nitrite → nitrate
Vi khuẩn tham gia quá trình này gồm có 2 nhóm:
- Vi khuẩn nitrosomonas: oxy hóa ammoniac thành nitrite.
- Vi khuẩn nitrospira: oxi hóa nitrite thành nitrate.
Ngược lại khi gặp môi trường thích hợp lại thêm vi khuẩn khác, sẽ có sự chuyển
hóa: nitrate → nitrite → amoni. Quá trình chuyển hóa qua lại của nitơ trong các
dạng hữu cơ, amoni, nitrite, nitrate được thể hiện qua hình 2.2.
7
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Nitơ trong nước tồn tại ở các dạng NH
3
, NO
3
-
, NO
2
-
. Khi nồng độ NO
3
-
trong nước
uống vượt giới hạn 45 mg/l sẽ gây độc với người vì khi vào cơ thể trong điều kiện
thích hợp, ở hệ tiêu hóa chúng sẽ chuyển hóa thành nitrite, nitrite kết hợp với hồng
cầu tạo thành chất không vận chuyển oxi. Mặt khác, trong quá trình khử trùng
nước, clo dư phản ứng với NH
3
tạo thành NH
2
Cl (cloramin) là hợp chất gây ung thư.
Quá trình chuyển hóa của ammoni thành nitrate và nitrite làm giảm hàm lượng oxi
hòa tan trong nước. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của các loài thủy
sinh. Ngoài ra lượng nitơ còn lại trong bùn thải là một trong những yếu tố quyết
định hiệu quả làm phân bón của bùn thải sau xử lý.
2.2.2 Nitrite trong rau củ quả
Một số loại quả, rau cải xanh … thường chứa nhiều nitrite. Các loại rau này khi nấu
chín và để trong một thời gian dài thì mặc dù dưới tác dụng của vi khuẩn, nitrite
trong rau vẫn giữ nguyên nên gây ra ngộ độc khi ăn nhiều.
Ngoài ra, một lượng lớn nitrate chứa trong rau củ quả có thể chuyển hóa thành
nitrite trong quá trình chế biến thức ăn không đúng cách.
Hàm lượng trung bình của ion nitrat và nitrit trong một vài loại rau.
Loại rau Số lượng mẫu NO
3
-
(mg/kg) NO
2
-
(mg/kg)
Củ cải đường đỏ
Rau cải
Cà rốt
Bắp cải đỏ
Dưa chuột
Cần tây
Rau epina
Đậu côve
Cải củ
85
20
80
30
63
10
41
66
139
2134
2028
183
330
156
1321
442
153
2600
3,3
1,7
1,5
2,3
8,0
0,7
3,3
5,3
7,3
8
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Rau xà lách
Rau diếp xoăn
Rau diếp
53
48
173
1453
795
1361
5,3
8,8
8,7
2.2.3 Trong thịt, cá:
Trong thịt, nitrit làm chậm quá trình phát triển của botulinal toxin, độc tố làm hư t
hịt,
làm gia tăng màu sắc và hương vị của thịt ướp, làm chậm quá trình ôi, trở mùi, mất
mùi của sản phẩm thịt. Thường thì ngoài nitrit, người ta còn ướp thêm muối, và sa
u đó là đường để làm dịu đi vị mặn của muối và nitrit.
Các muối nitrit sodium hay potassium, hay nitrat sodium, potassium thường đưo
sử dụng để xử lý, ướp thịt làm jambon, xúc xích Trong quá trình ướp, một chuỗi ph
ản ứng xảy ra biến nitrat thành nitrit, rồi thành oxid nitric. Oxid nitric kết hợp với
myoglobin (chất màu làm cho thịt không ướp có màu đỏ tự nhiên) làm thành nitric
oxid myoglobin, có màu đỏ sậm (như màu lạp xưởng). Màu đỏ sậm này sẽ biến thàn
h màu hồng nhạt đặc trưng khi gia nhiệt trong quá trình chế biến hay xông khói thị
t.
Cơ chế tạo màu đỏ của thịt khi có mặt của nitrite, nitrate:
KNO
3
→ KNO
2
KNO
2
→ HNO
2
HNO
2
→ NO ( oxyt nitric )
NO + myoglobin → NOmyoglobin (có màu đỏ sậm )
9
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
2.3 Khả năng gây độc:
2.3.1 Nitrat:
Chúng ta đã biết nitrat không gây độc. 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 1-4g/ngày) và hai là
chúng bị chuyển hoá thành nitrit bởi hệ sinh vật đường tiêu hoá.
Phản ứng chuyển từ ion NO
3
-
thành ion NO
2
-
không thể tự xảy ra được vì đây là một
phản ứng khử cần năng lượng, trong các môi trường sinh học, phản ứng này chỉ có
thể xảy ra dưới sự tác dụng của enzym nitrat reductase. Enzym này thường có ở
thực vật hoặc vi khuẩn và hoàn toàn không thấy ở các mô động vật. Nitrat
reductase của vi khuẩn hoạt động tối 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 nitrit hoạt
động rất mạnh.
2.3.2 Nitrit:
Trong cơ thể, nitrite (hoặc nitrate dưới tác động của một số vi khuẩn đường ruột
chuyển thành nitrite) kết hợp với hồng cầu (hemoglobin) trong máu sau đó chuyển
thành methemoglobin, cuối cùng chuyển thành methemoglobinamin.
Methemoglobinamin là chất ngăn cản việc liên kết và vận chuyển oxy, gây bệnh
thiếu oxy trong máu và sinh ra bệnh máu trắng:
4HbFe
2
+ O
2
+ 4NO
2
-
+ 2H
2
O → 4HbFe
3
+ OH
-
+ 4NO
3
-
+ O
2
Bệnh nhân khi bị ngộ độc nitrite sẽ có những triệu chứng như nhức đầu, hồi hộp,
hoa mắt, nôn mửa… sau đó dẫn đến hôn mê và có thể gây tử vong. Hiện tượng này
đặc biệt thấy rõ ở trẻ em. Trẻ em mắc chứng bệnh này thường xanh xao và dễ bị đe
doạ đến cuộc sống đặc biệt là trẻ dưới 6 tháng tuổi.
Ở một khía cạnh khác, nitrite kết hợp với các acid amin trong thực phẩm làm thành
một họ chất nitrosamin. Nitrosamin có thể gây tổn thương di truyền tế bào –
10
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
nguyên nhân gây ra bệnh ung thư, quái thai. Những thí nghiệm cho nitrite vào thức
ăn, nước uống của chuột, thỏ với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép thì sau một
thời gian thấy những khối u sinh ra trong gan, phổi, vòm họng của chúng. Các hợp
chất nitroso được tạo thành từ amin bậc hai và acid nitrơ (HNO2) có thể trở nên
bền vững hơn nhờ tách loại proton để trở thành nitrosamin:
R
2
─ NH + HNO
2
→ H
2
O + R
2
N ─ NO
Các amin bậc ba trong môi trường axit yếu ở pH = 3- 6 với sự có mặt của ion nitrite
chúng dễ dàng phân huỷ thành aldehyd và amin bậc hai. Sau đó amin bậc hai tiếp
tục chuyển thành nitrosamin.
2.4 Chỉ tiêu cho phép:
Do nitrat và nitrit có độc tính cao như vậy nên tổ chức y tế thế giới và các quốc gia
đều có những quy định về hàm lượng nitrat và nitrit trong các rau quả, trong nước
uống. Quy định về hàm lượng nitrat và nitrit trong trong nước uống của một số
quốc gia, tổ chức như sau
2.5 Các phương pháp xác định nitrat:
Phương pháp thể tích:
Người ta có thể xác định nitrat theo phương pháp này dựa trên phản ứng khử NO
3
-
11
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
về các trạng thái oxi hoá thấp hơn bằng các chất khử thích hợp. Sau đó tiến hành
phép chuẩn độ ( có thể sử dụng chuẩn độ trực tiếp hay chuẩn độ ngược).
Với phép chuẩn độ ngược thì một lượng chính xác dung dịch chuẩn Fe
2+
được cho
dư so với lượng cần thiết vào dung dịch mẫu. Sau đó lượng dư Fe
2+
được chuẩn độ
bằng dung dịch Cr
2
O
7
2+
với chất chỉ thị là ferroin. Các phản ứng xảy ra như sau:
NO
3
-
+ 3Fe
2
+
+ 4H
+
→ NO + 3Fe
3
+
+ 2H
2
O
2Fe
2
+
+ Cr
2
O
7
2+
+ 14H+ → 6Fe
3
+
+ 2Cr
3
+
+ 7H
2
O
Phản ứng giữa Fe
2+
và NO
3
-
xảy ra nhanh hơn khi đung nóng dung dịch và có mặt
của lượng dư axit H
2
SO
4
65%. Do NO sinh ra phản ứng với oxi không khí tạo thành
các chất có khả năng bị khử hay bị oxi hoá bởi Fe
2+
nên trong quá trình phản ứng
và chuẩn độ phải được tiến hành trong môi trường khí CO
2
. Điều này được thực
hiện bằng cách thêm một lượng nhỏ NaHCO
3
trước khi đun nóng và chuẩn độ.
Phương pháp so màu:
Các phương pháp so màu cũng được dùng để xác định NO
3
-
dựa trên ba loại phản
ứng sau:
+ Nitrat hoá các hợp chất phenolic.
+ Oxi hoá các hợp chất hữu cơ có nhóm mang màu đặc trưng.
+ Khử NO
3
-
thành NO
2
-
hoặc NH
3
rồi xác định chúng theo phương pháp thích hợp.
Trong đó phương pháp nitrat hoá chủ yếu được sử dụng để xác định NO
3
-
với thuốc
thử thường dùng là axit phenol đisunfonic.
Khi sử dụng thuốc thử axit phenol 2,4 đisunfonic, ion NO
3
-
phản ứng với axit này tạo
thành axit nitro phenol đisunfonic. Trong môi trường kiềm, axit nitro phenol
đisunfonic tạo thành một muối có màu vàng cho độ hấp thụ quang cực đại ở bước
sóng 410nm.
12
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Phương pháp này đơn giản và cho độ nhạy khá cao (0,05ppm). Nhưng khi có mặt
các chất hữu cơ, clorua, NO
2
-
, các ion có màu sẽ gây ảnh hưởng đến kết quả phân
tích. Do đú cần phải loại bỏ chúng trước khi phân tích. Sử dụng axit Sunfamin, urê,
hay thiurê để tách loại NO
2
-
. Cl
-
được loại bỏ bằng cỏch phản ứng kết tủa với Ag
2
SO
4
.
Loại trừ ảnh hưởng của cỏc hợp chất hữu cơ bằng cỏch oxi hoá bằng H
2
O
2
hay sử
dụng than hoạt tính.
Hiện nay, ở châu Âu người ta chú ý nhiều đến thuốc thử natri salixylat. Với sự cú
mặt của natri salixylat, nitrat tạo thành hợp chất có màu vàng dạng p -
nitrosalixylat cho độ hấp thụ quang cực đại ở bước sóng 410nm
Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng đơn giản và có độ nhạy cao.
Tuy nhiên, nếu trong mẫu có mặt các hợp chất hữu cơ thì làm thay đổi màu của sản
13
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
phẩm màu. Do đó, cần phải loại bỏ chất hữu cơ trước khi phân tích. Hơn nữa, khi có
mặt Clorua sẽ tạo thành nitrosylclorua ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Vì vậy,
trước khi phân tích cũng phải loại trừ ảnh hưởng của clorua
Phương pháp dòng chảy:
FIA là một phương pháp kĩ thuật phân tích động, trong đó mẫu phân tích ở dạng
lỏng được bơm trực tiếp vào dòng chất mang chuyển động liên tục. Sau đó mẫu đi
đến vòng phản ứng, rồi trong vòng phản ứng chất phân tích sẽ phản ứng với thuốc
thử có trong chất mang để tạo ra sản phẩm có thể phát hiện được theo một tính
chất hoá lí nào đó của nó nhờ một Dertector thích hợp. Các tính chất hóa lí có thể
phát hiện như:
+ Sự hấp thụ quang phân tử UV-VIS.
+ Sự hấp thụ quang nguyên tử.
+ Tính chất huỳnh quang.
+ Sự thay đổi chiết suất trong pha động.
+ Sự thay đổi điện thế.
Phương pháp cực phổ:
Trong môi trường chất điện li có điện tích cao như La
3
+
hay Ba
2
+
, ion NO
3
-
cho sóng
cực phổ tại thế từ -1,1 đến -1,4V.
Để xác định nitrat người ta thường dùng sóng xúc tác uranin UO
2
2+
. Trong môi
trường tạo phức như nền Na
2
CO
3
0,1M thì UO
2
2+
chỉ cho một sóng định lượng có
E(1/2)=0,9-1,1V phụ thuộc nồng độ NO3
Kolthoff và các cộng sự là những người đầu tiên nghiên cứu xác định NO3- bằng
dòng cực phổ xúc tác. Các tác giả cho rằng trong nền HCl (0,1M) chứa một lượng
nhỏ urani axetat sự khử U(VI) xảy ra theo hai bước:
U(VI) + e → U(V)
U(V) + e → U(III)
Tạo nên hai sóng cực phổ:
Sóng thứ nhất ứng với sự khử U(VI) xuống U(V) có thế bán sóng E(1/2)=-0,18V
Sóng thứ hai ứng với sự khử U(V) xuống U(III) có thế bán sóng E(1/2)=-0,94V
Khi có mặt của ion NO
3
-
thì chiều cao của sóng thứ hai tăng lên tỉ lệ tuyến tính với
nồng độ NO
3
-
trong khoảng 5.10e-5- 4.10e-4 M.
14
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Phương pháp đo khí:
Hassan là người đưa ra một phương pháp đo khí đơn giản thích hợp cho việc xác
định đồng thời nitrat và nitrit trong cùng một mẫu.
Theo ông, đầu tiên nitrit được phân huỷ bằng Urê ( CO(NH
2
)
2
) hoặc axit sunfamit
(HSO
3
NH
2
) để tạo ra khí N
2
trong môi trường axit yếu. Trong điều kiện này, nitrat
không tham gia phản ứng. Khí Nitơ tạo ra được đo bằng một trắc đạm rất nhỏ.
Các phản ứng xảy ra:
2KNO
2
+ CO(NH
2
) + 2HCl → 2N
2
+ CO
2
+ 3H
2
O + 2KCl
KNO
2
+ HSO
3
→ N
2
+ KHSO
4
+ H
2
O
Sau đó, đun nóng dung dịch và tạo môi trường axit mạnh thì nitrat sẽ phản ứng tạo
thành khí N
2
O:
2KNO
3
+ CO(NH
2
)
2
+ 2HCl > 2N
2
O + CO
2
+ 3H
2
O + 2KCl
2KNO
3
+ HSO
3
NH
2
+ HCl > N
2
O + H
2
SO
4
+ H
2
O + KCl
Khí N
2
và N
2
O được giữ lại trong trắc đạm kế bằng dung dịch KOH trên 50%.
Phương pháp xác định tổng NO
3
-
và NO
2
-
:
Người ta có thể xác định tổng NO
3
-
và NO
2
-
trong cùng một mẫu bằng phương pháp
khá đơn giản là sử dụng hỗn hợp Cd-Cu.
Nguyên tắc của phương pháp như sau:
Ion NO
3
-
bị khử thành ion NO
2
-
với sự có mặt của Cd. Các hạt Cd được xử lý với dung
dịch CuSO
4
, sau đó được nạp vào cột thuỷ tinh. Phản ứng khử tiến hành tốt nhất ở
pH = 6-8. Hiệu suất khử đạt 88-90%.
Ion NO
2
-
được xác định nhờ phản ứng tạo màu azô hoá bằng axit sunfanilic và α-
naphtylamin. Phức tạo thành có cường độ màu lớn. Cực đại hấp thụ ở bước sóng
520nm.
Phương pháp này được dùng để phân tích NO
3
-
với nồng độ nhở hơn 1ppm mà các
phương pháp khác không đủ nhạy để phát hiện
1.6 Các phương pháp xác định nitrit:
Phương pháp thể tích:
Phương pháp này có thể xác định được nitrit dựa trên cơ sở oxi hoá nitrit thành
nitrat khi dùng thuốc thử KMnO
4
. Điểm cuối của quá trình chuẩn độ được nhận biết
khi xuất hiện màu hồng nhạt của KMnO
4
( có thể áp dụng phương pháp chuẩn độ
trực tiếp hay chuẩn độ ngược).
Phương trình chuẩn độ:
2MnO
4
-
+ 5NO
2
-
+ 6H
+
> 2Mn
2
+
+ 5NO
3
-
+ 3H
2
O
Tuy nhiên, trong môi trường axit ion NO
2
- bị phân huỷ thành NO và NO
2
theo
15
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
phương trình:
NO
2
-
+ H
+
HNO
2
> NO + NO
2
+ H
2
O
Do đó cần đảo ngược thứ tự phản ứng ( nhỏ từ từ dung dịch NO
2
-
vào dung dịch
MnO
4
-
trong môi trường axit).
Phương pháp này có độ nhạy không cao và tính chọn lọc kém vì trong dung dịch có
nhiều ion có khả năng bị MnO
4
-
oxi hoá.
Ví dụ: Nếu chuẩn độ chậm dung dịch nitrit đã được axit hoá bằng dung dịch KMnO
4
thì sẽ thu được kết quả thấp do axit nitrơ không bền dễ bay hơi. Ngoài ra oxi không
khí cũng oxi hoá nitrit thành nitrat. Do đó, nên thêm chính xác dung dịch nitrit từ
buret vào dung dịch KMnO
4
đã được axit hoá cho đến khi mất màu dung dịch.
Nhưng ion NO
2
-
phản ứng chậm với MnO
4
-
, do đó có thể xảy ra sự phân huỷ NO
2
-
trước khi phản ứng với MnO
4
-
.
Phương pháp phân tích khối lượng:
Nitrit có thể tạo thành muối khó tan với 2,4-điamino 6-oxypyriđin là 2,4 điamino 5
nitrozo 6 -oxypyriđin. Sấy khô muối ở nhiệt độ 120-1400C rồi xác định trọng lượng
của muối. Phương pháp phân tích này hầu như ít được nghiên cứu vì thời gian
phân tích quá dài, không thích hợp khi cần phân tích nhanh.
Ngoài ra, người ta còn xác định nitrit bằng phương pháp gián tiếp dựa trên phản
ứng:
3HNO
2
+ AgBrO
3
> AgBr + HNO
3
Lọc lấy kết tủa AgBr, đem rửa bằng dung dịch H
2
SO
4
(1:4) và sấy ở nhiệt độ 85-
900
o
C rồi đem cân. Từ lượng AgBr kết tủa ta tính được NO
2
-
có trong dung dịch.
Phương pháp này chỉ áp dụng với những mẫu có chứa lượng lớn NO
2
-
.
Phương pháp cực phổ:
Nitrit là anion có hoạt tính cực phổ. Khi xác định nitrit bằng phương pháp cực phổ
dùng nền LaCl
3
2% và BaCl
2
2% thì nitrit cho sóng cực phổ ở 1,2V so với anot thuỷ
ngân.
Nếu dùng nền là hỗn hợp đệm xitrat 2M có pH = 2,5 thì giới hạn phát hiện là 0,225
ppm NO
2
- .
16
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Nếu dùng nền là hỗn hợp KCl 0,2M + SCN
-
0,04M + Co
2
+ 2.10
-4
M ở pH = 1-2 thì sẽ cho
một pic cực phổ xung vi phân rất rõ khi có mặt ion NO
2
-
. Pic xuất hiện ở thế - 0,5V
( so với điện cực calomen bão hoà) và chiều cao pic tỉ lệ với nồng độ của ion NO
2
-
.
Có thể xác định NO
2
-
bằng cách chuyển nó thành điphenyl nitrosamin. Phản ứng
được tiến hành trong môi trường axit.
Khi xác định NO
2
-
trong mẫu người ta thêm 5ml dung dịch nền (gồm 4,86g KSCN và
17,2ml HClO
4
70% trong một lít nước cất), 1,25ml điphenylamin ( hoà tan 0,44g
điphenylamin trong 400 ml rượu metylic thành một lít ) và 20ml mẫu. Điều chỉnh
pH từ 1- 2 bằng axit HClO
4
nếu cần. Đuổi không khí bằng dòng khí nitơ, sau đó ghi
phổ xung vi phân từ - 0,2 đến - 0,8 V. Thế đỉnh pic xuất hiện ở - 0,52V.
Phương pháp sắc kí:
Ion nitrit phân tích bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp với pha động là axit p -
hyđrobenroic 8mM và Bis - Tris 3,2mM. Hàm lượng nitrit có thể xác định được đến
10e-8M.
Ion nitrit cũng có thể xác định được cùng với các ion khác bằng phương pháp sắc kí
ion. Tuy nhiên giới hạn phương pháp này chỉ xác định được 0,1 mg NO2-/ lit. Mẫu
được bơm vào cột tách bằng van bơm mẫu, nhờ pha động thích hợp để qua cột
tách. Tại đây các cấu tử trong hỗn hợp được tách ra khỏi nhau và xác định nhờ bộ
Detector thích hợp.
Phương pháp phân tích dòng chảy:
Trong môi trường axit yếu, ion NO
2
-
phản ứng định lượng với thuốc thử
sunfanylamit và N ( 1- naphtyletylen điamin) tạo ra hợp chất màu azôic hấp thụ
quang mạnh tại bước sóng 540 nm. Nếu bơm mẫu và hệ FIA có dòng chất mang
chứa thuốc thử nói trên thì có thể xác định được nồng độ của NO
2
-
trong mẫu nhờ
Detector hấp thụ quang UV-VIS tại bước song 540 nm.
Phương pháp trắc quang:
Nitrit xác định bằng phương pháp trắc quang dựa trên cơ sở hình thành hợp chất
màu azo. Nitrit phản ứng với amin thơm bậc một trong môi trường axit tạo thành
muối điazo ở giai đoạn trung gian, muối này khi tác dụng với hợp chất amin hay
17
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
hyđroxyl tạo thành hợp chất màu azo tương ứng, thích hợp cho phương pháp trắc
quang.
Nếu sử dụng thuốc thử axit sunfanilic và α- naphtylamin thì phản ứng tạo màu xảy
ra như sau:
Đầu tiên nitrit phản ứng với axit sunfanilic tạo thành muối điazo:
Sau đó muối này phản ứng với α- naphtylamin tạo thành hợp chất azo có màu
hồng.
Cực đại hấp thụ màu ở 520 nm. pH = 2,0-2,4.
Phương pháp này có độ chọn lọc cao. Chỉ có một lượng rất lớn (thường gấp 100
lần) của cloramin, clo, thiosunfat, natri poly photphat và sắt (III) thì sai số của
phương pháp này là 10%.
18
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
3. Nitrosamin:
Nitrosamin là một chất hữu cơ được hình thành bởi một phản ứng cụ thể của
hai chất chứa nitơ. Chất thứ nhất trong số đó là amin, chất chứa nitơ thứ hai
được gọi là nitrosating như nitrit, được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm.
3.1 Cấu trúc nitrosamine:
R
1
NNOR
2,
Có 2 nguồn hóa chất gây nhiễm nitrosamine vào thực phẩm:
nguồn nội sinh trong cơ thể
nguồn ngoại sinh từ bên ngoài
Phản ứng tạo nitromin có thể xảy ra ở mọi nơi mọi lúc
3.2 Sự hình thành nitrosamine:
Sự tạo thành nitrosamine có thể xảy ra trong các cơ thể sinh vật. ở ngươi sụ tổng
hợp này xảy ra chủ yếu ở dạ dày vì ở vị trí này hội đủ các điều kiện cần thiết như
acide, chứa nitrite tự do và amin (có nguồn góc từ thành phần trong thực phẩm).
Nitrosoprolin và các acid nitrosamine chứa lưu huỳnh có thể được định lượng ở
nước tiểu người. hàm lượng chúng tăng lên khi ăn nhiều nitrate và prolin và bị
giảm bởi những chất ức chế sự nitro hóa như acide ascorbic.
Theo con đường hóa học nitrosamine được tạo ra bởi sự tác động của acid nitro
hoặc ion nitrite lên các amin bậc 2 hoặc 3 như sau:
19
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
R
N-H
Amin bậc 2
R’ R
NO
2
+ N-N=O
Ion nitrite Nitrosamin
R R’
N-R’’
Amin bậc 3
R
Qúa trình này xảy ra dưới tác động của ion NO
-
2
. Ion nitrit NO
2
-
trong môi trường
lỏng sẻ bị proton hóa acide nitrơ HONO, tiếp đến sẽ tạo ra ion nitrơ H
2
ONO
+
từ ion
này sẽ tạo ra:
Ion nitrosoni (NO
+
), chất này không tham gia vào phản ứng nitro hóa vì
chúng cần một môi trường pH rất thấp.
Anhydrid nitơ (N
2
O
3
), 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.
Nitrosyl halogenua (ONX) được tạo ra khi có mặt ion halogenua (X
-
) và
thường có hoạt tính nitro hóa mạnh.
20
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Giai đoạn tiếp theo là sự tổng hợp các nitrosamine xảy ra một cách tương đối
chậm so với giai đoạn tạo nitrosyl halogenua.
Sự hình thành chất nitrosamine có thể bị ức chế bẳng cách cho thêm một số hợp
chất như: Acid Sulfamic, amoni sulfamate, acid tannic, alpha-tocopherol, và axit
ascorbic.
3.3 Nguồn lây nhiễm
Nitrosamine có mặt trong nước, đất và không khí, các loại thuốc , mỹ phẩm ,
thuốc trừ sâu…
Một số sản phẩm có nhiều nitrosamine như: lạp xưởng, thịt xong khói chủ yếu là
nấu chin, thịt bảo quản bằng muối và nitrite,sữa khô không béo,trong thuốc lá
trong thuốc điều trị một số bệnh, một vài loại phomat, các đồ uống có cồn đặc biệt
là một số loại bia các loại nitrosamine thường gặp trong thực phẩm là dimethyl
nitrosamine, N- nitro pyrolidin và N-nitroso piperidin.
Ước tính trung bình tiêu thụ hằng ngày chất nitrosamine dễ bay hơi từ các loại
thực phẩm là khoảng 1 microgram / người
3.4 Độc tính và triệu chứng
Khi hít phải nitrosamine gây ra buồn nôn, nôn mửa và sốt . chất này không có tính
chất cảnh báo đầy đủ.
Tiếp súc mãn tính với chất nitrosamine có thể gây tổn thương gan nghiêm trọng.
Diethylnitrosamine được liệt kê trong IARC nhóm 2A (chất gây ung thư có thể xảy
ra) và được phân loại như một OSHA. Nitrosamine bị nghi ngờ gây ra ung thư phổi,
xoang mũi , não, thực quản, dạ dày, gan, bàng quang và thận. Diethylnitrosamine
gây đột biến và gây quái thai.
Nitrosamine dễ bay hơi trong quá trình đốt sản xuất hơi bị nguy hiểm. các sản
phẩm cháy có chứa nitơ oxit.
21
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Cho đến nay, một số lớn các nitrosamin đã được xác định rõ về cấu 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. 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, thực quản,tuỵ, miệng khi hút
thuốc lá.
Về cơ chế phân tử của các nitrosamin gây ung thư đã dần được sáng tỏ. Các công
bố trên tạp chí Ung thư học đã đưa ra con đường chuyển hoá các chất sinh ung thư
với sự hoạt hoá của các enzyme cytorom P-450 ở vi thể của tế bào. Theo con đường
này thì các chất gây ung thư như các nitrosamin, các hydrocacbon đa vòng, các
amin dị vòng… được biến thành các chất ưa nước, ái điện tử để dễ dàng đào thải ra
ngoài nhưng mặt khác chúng cũng dễ kết hợp với ADN nhân tế bào thành những
chất kết hợp mới gây biến dị và tạo ung thư.
4. Borax :
Borax hay còn gọi là hàng the, là một hợp chất hoá học của nguyên tố B (Bo) với
natri và oxy, là muối của acid boric (H
3
Bo
3
) có tên thương mại theo tiếng Anh là
Sodium tetraborate, Sodium pyroborate, Sodium beborate hay gọi ngắn gọn là
borat. Tên gọi theo Hán Việt là Băng Sa, Bồng Sa, Nguyên Thạch, tên hoá học đầy
đủ là Natri tetraborate ngậm 10 phân tử nước với công thức hoá học là
Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O.
Borax có trong thiên nhiên và thường được tìm thấy ở đáy các hồ nước mặn (salt
lakes) sau khi các hồ này bị khô ráo.
4.1 Cấu trúc phân tử:
Cấu trúc của các anion [B
4
O
5
(OH)
4
]
2 -
trong phân tử borax
22
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
4.2 Tính chất vật lý:
Borax là một loại muối ở dạng tinh thể màu trắng đục, không mùi, không vị, ít tan
trong nước nguội nhưng tan nhiều trong nước nóng, tan trong glyxerin và không
tan trong cồn 90
o
. Khi tan trong nước nóng sẽ tạo ra acid Boric (H
3
BO
3
) và chất
kiềm mạnh Natri hydrocid (NaOH) theo phản ứng sau:
Na
2
B
4
O
7
+ 7H
2
O → H
3
BO
3
+ NaOH
Công thức phân tử Na
2
O
4
B
7
.10 H
2
O
Phân tử gam 381,37 g/mol
Tỷ trọng và pha 1,73 g/cm3, rắn
Độ hòa tan trong nước 5,1 g/100 ml nước (20°C)
Điểm nóng chảy 75°C (348 K) Điểm sôi 320°C (593 K)
4.3 Tính chất hoá học:
Borax cũng dễ dàng chuyển đổi thành axit boric. Phản ứng của nó với axit clohydric
để tạo thành axit boric là:
Na
2
B
4
O
7
·10H
2
O + 2HCl → 4H
3
BO
3
+ 2NaCl + 5H
2
O
Khi cho borax vào ngọn lửa, nó tạo ra một màu vàng màu xanh lá cây. Tính chất
này đã được ứng dụng trong pháo hoa nghiệp dư.
23
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
Borax thương mại có thể được trộn lẫn với các chất dễ cháy như methanol để cung
cấp cho các ngọn lửa màu xanh lá cây đặc trưng của Bo khi đốt cháy, sau đó từ từ
ngọn lửa chuyển sang màu vàng cam đặc trưng của natri.
4.4 Borax trong thực phẩm:
Trong sản xuất chế biến thực phẩm: Người ta dựa vào tính chất thuỷ phân của hàn
the tạo acid boric, nhằm hai mục đích: + Hạn chế, chống sự lên men, sự sinh sôi của
nấm mốc đối với thực phẩm là protid, sữa, tinh bột, gạo, đậu, khoai, ngô làm kìm
sự phát triển của vi khuẩn do đó thực phẩm lâu bị hỏng. Ngoài ra, do khả năng làm
giảm tốc độ khử ô xy của các sắc tố Myoglobine trong các sợi cơ của thịt nạc nên
người ta dùng nó để bảo quản, duy trì màu sắc tươi ngon của thịt cá.
+ Do acid boric có tác dụng làm cứng các mạch peptid từ đó khả năng protein bị
phân huỷ thành các acid amin chậm đi, cũng như làm cứng các mạch amiloza do
các gốc glucoza gắn với nhau, do đó khả năng amiloza bị phân thành các glucoza
chậm lại.
Do tác dụng như vậy nên thực phẩm kể cả thịt cá cũng như các loại bột sẽ dẻo dai,
cứng, không bị nhão.
4.5 Độc tính và tác hại củ borax:
Borax không phải là chất đăc biệt độc hại. LD
50
(liều gây chết trung bình) là 2,66 g /
kg ở chuột. Vậy nên cần có một liều lượng đáng kể hóa chất này để gây ra các triệu
chứng nặng hoặc tử vong .
Borax là một hóa chất thuộc nhóm độc trung bình. Nó có ít tính độc trực tiếp và tức
khắc như các chất khác (ví dụ: asen, thủy ngân) nhưng lại có tính tích lũy từ từ, lâu
dài trong cơ thể, đặc biệt trong mô mỡ, mô thần kinh, gây ảnh hưởng độc tới tiêu
hóa, hấp thu, các quá trình chuyển hóa và chức phận của các cơ quan trong cơ thể
biểu hiện bằng các dấu hiệu: mất cảm giác ăn ngon, giảm cân, nôn, tiêu chảy nhẹ,
mẩn đỏ da, rụng tóc, suy thận và cơn động kinh Acid Boric còn có tác dụng ức chế
thực bào nên làm giảm sức đề kháng của cơ thể. Chính do đặc tính gắn kết với thực
24
Vệ sinh và an toàn thực phẩm GVHD. Nguyễn Thị Trang
phẩm của hàn the mà nó làm cho thực phẩm khó được tiêu hóa hơn bình thường
rất nhiều. Trẻ em dùng hàn the lâu ngày dẫn đến sự phát triển chậm trong tuổi
trưởng thành. Phụ nữ bị nhiễm độc mãn tính do hàn the thì vết Bo có thể được thải
trừ qua rau thai và sữa, gây nhiễm độc tới thai nhi và trẻ nhỏ. Khi tích lũy trong cơ
thể, hàn the còn có khả năng gây tổn thương gan và thoái hóa cơ quan sinh dục
(teo tinh hoàn). Tuy nhiên những tác dụng sinh học có hại của hàn the đối với cơ
thể con người còn chưa được khẳng định đầy đủ. Các nghiên cứu độc học đã chỉ ra
rằng hàn the có khả năng tích tụ trong cơ thể, gây tổn thương gan và thoái hóa cơ
quan sinh dục. Sau khi hấp thụ vào cơ thể, hàn the sẽ tập trung ở gan, phổi, dạ dày,
thận, mật và ruột, sau đó, hàn the sẽ đào thải qua nước tiểu (81 - 82%), qua phân
(1%), mồ hôi (3%) còn lại 15% sẽ tích lũy ở các mô mỡ trong cơ thể, gây độc mạn
tính và dần dần làm suy thận, suy gan, dẫn đến da xanh xao, biếng ăn, cơ thể suy
nhược, không hồi phục được, thậm chí còn làm teo tinh hoàn, vô sinh hoặc các tai
biến hệ tiêu hóa, làm rối loạn đồng hóa các albuminoit. Nếu ăn phải hàn the với liều
lượng từ 5g/kg trở lên con người có thể tử vong. Chính vì vậy, vào năm 1925, nhiều
nước trên thế giới đã cấm không cho sử dụng hàn the để bảo quản thực phẩm. Hiện
nay việc có nên tiếp tục sử dụng hàn the trong chế biến thực phẩm hay không đang
là vấn đề cần phải xem xét.
Các nghiên cứu về y học cho thấy nếu sử dụng nhiều hàn the sẽ có một số tác hại
sau: Ở mức độ thấp: sử dụng 3-5g/ngày: kém ăn, khó chịu toàn thân. Ở mức độ cao:
trên 5g/ngày: gây chậm lớn, tổn thương gan, teo tinh hoàn, giảm cân. Khi xâm
nhập vào cơ thể, sau khi được bài tiết, lượng hàn the sẽ tích tụ khoảng 15%. Như
vậy nếu sử dụng thực phẩm có chứa hàn the trong nhiều ngày thì cơ thể sẽ tích lũy
một lượng hàn the nguy hiểm như sử dụng thực phẩm có chứa nhiều hàn the một
lần. Vì lý do đó, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) và Nông lương thế giới (FAO) đã lên án
gay gắt hành vi dùng hàn the trong chế biến thực phẩm.
Các triệu chứng bị ngộ độc cấp tính và ngộ độc mãn tính khi sử dụng hàn the:
Ngộ độc cấp tính: xảy ra trung bình 6-8 giờ sau khi ăn, với các triệu chứng buồn
25