Độc chất học và vệ sinh an toàn nông sản thực phẩm

ĐỘC CHẤT HỌC VÀ
ĐỘC CHẤT HỌC VÀ
VỆ SINH & AN TOÀN
VỆ SINH & AN TOÀN
NÔNG SẢN THỰC PHẨM
NÔNG SẢN THỰC PHẨM
PGS. TS. Dương Thanh Liêm
Bộ môn Dinh Dưỡng
Khoa Chăn nuôi – Thú Y
Trường Đại học Nông Lâm

Chương I
Chương I
Giới thiệu tổng quát về
Giới thiệu tổng quát về
các chất độc hại và sự ngộ độc TP
các chất độc hại và sự ngộ độc TP

I. Khái niệm về chất độc và sự ngộ độc
I. Khái niệm về chất độc và sự ngộ độc
Chất độc (tiếng la-tinh potio, tiếng anh poisons hay
còn gọi là toxin) là những hợp chất hữu cơ hay
vô cơ có trong tự nhiên hay do con người tổng
hợp ra, khi nhiểm vào cơ thể gây rối loạn các quá
trình sinh lý, sinh hóa bình thường, biểu hiện ra
bằng những triệu chứng, bệnh tích đặc trưng.
Tùy theo loại chất độc, mức độ nhiểm nặng nhẹ, tùy
theo đặc tính của loài, lứa tuổi, giới tính và tình
trạng sức khỏe của cơ thể mà có thể xuất hiện
những triệu chứng ngộ độc khác nhau, trường

hợp nặng có thể gây ra tử vong, hoặc triệu chứng
nhẹ, hoặc sau một thời gian lâu dài tích lũy chất
độc mới có biểu hiện triệu chứng ngộ độc.

Các trạng thái ngộ độc
Các trạng thái ngộ độc
- Ngộ độc cấp tính
- Ngộ độc cấp tính là trạng thái ngộ độc sau khi nhiểm chất
độc một thời gian ngắn, xuất hiện những triệu chứng
khác thường rất nghiệm trọng, hoặc có thể gây ra tử
vong cho người hay động vật bị nhiểm độc.
- Ngộ độc tích lũy
- Ngộ độc tích lũy (ngộ độc trường diễn, ngộ độc mãn tính)
là trạng thái nhiểm chất độc với liều lượng thấp, chưa
gây ra triệu chứng liền mà phải trãi qua một thời gian
dài tích lũy chất độc trong cơ thể đến một mức độ nào đó
làm biến đổi các quá trình sinh lý, sinh hóa mới phát
sinh ra triệu chứng ngộ độc.
- Gây ung thư
- Gây ung thư
:
: Đối với con người ngoài hai trạng thái ngộ
độc trên ra còn có trạng thái lâu dài hơn, đó là trạng thái
gây rối loạn hoạt động của tế bào, làm đột biến gen, biến
đổi cấu trúc gen dẫn tới bệnh bệnh Ung thư.

Các yếu tố có ảnh hưởng đến tình trạng ngộ độc:
Các yếu tố có ảnh hưởng đến tình trạng ngộ độc:
1.Liều lượng chất độc:
- Liều an toàn là liều không có ảnh hưởng đến sức khỏe hiện tại cũng như lâu dài.

-Liều gây ngộ độc: Thường trong y học và Thú Y người ta lấy liều LD50 (Lethal Dose).
Liều có điều kiện: Là liều chỉ được phép dùng trong một thời gian nhất định.
2.Yếu tố giống loài động vật:
Thú nhai lại nhờ có hệ vi sinh dạ cỏ hoạt động mạnh nên nó phân giải được một số độc tố
làm cho nó bớt độc hại hơn thú đơn vị.
3.Lứa tuổi của động vật:
Sức đề kháng độc tố của cơ thể non và già yếu hơn thú trưởng thành.
4.Tính biệt:
Thú mang thai, sinh sản hoặc nuôi con thì rất mẫn cảm với độc tố so với thú đực. Ví dụ F2-
Toxin
5.Tình trạng sức khỏe và chế độ dinh dưỡng:
Khi cơ thể bị bệnh viêm gan hoặc viêm thận thì khả năng loại bỏ độc tố của cơ thể rất kém.
6.Khẩu phần ăn và chế độ dinh dưỡng:
Khẩu phần ăn thiếu Cholin, methionine sẽ gây ra thoái hóa mỡ gan làm sự chống đở độc tố.
7.Trạng thái vật lý của chất độc: .
Chất độc ở trạng thái hòa tan trong nước thì sẽ gây ra triệu chứng ngộ độc nhanh hơn

II. Khái niệm về nguy cơ và rủi ro
II. Khái niệm về nguy cơ và rủi ro
trong nghiên cứu chất độc
trong nghiên cứu chất độc
•
Mối nguy, nguy cơ
Mối nguy, nguy cơ: Yếu tố sinh học, hóa học, vật lý học, hoặc tình trạng của thực phẩm có tìm năng gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe
con người.
•
Rủi ro
Rủi ro
:
: Là những ảnh hưởng có hại đến chức năng cơ thể, là hậu quả của các mối nguy sinh học, hóa học và vật lý học trong thực phẩm

(FAO/WHO 1995).

Nhận dạng nguy cơ và rủi ro
Nhận dạng nguy cơ và rủi ro
Gen di truyền
Điểm cuối gen khác nhau (gây đột biến gen/clastogenicity)
in vitro & in vivo; Sàn lọc theo khả năng gây ung thư
Cấp tính
Thường nghiên cứu liều gây ngộ độc cấp tính (LD
50
; ED
50
)
Kỳ hạn ngắn
Liều hằng ngày lập lại 14-28 ngày; để nhận biết cơ quan
đích bị chất độc tấn công, tính chất của những ảnh hưởng
Á-mạn tính
Liều hằng ngày lập lại 90 ngày; Tìm đáp ứng liều, và được sử
dụng cho việc chọn liều trong nghiên cứu mãn tính (MTD)
Mạn tính
Liều hằng ngày lập lại 2 năm trên loài gậm nhấm; sử dụng
kiểm tra khả năng gây ung thư; nguồn NOAEL cho ADI
Khả năng SS
Liều xảy ra trước, trong và sau thời kỳ sinh sản để nghiên
cứu những ảnh hưởng đến sự phát triển phôi và bào thai…

Những nghiên cứu khác có
Những nghiên cứu khác có
liên quan đến nguy cơ và rủi ro
liên quan đến nguy cơ và rủi ro

•
Tính độc hại với kháng thể (Immunotoxicity)
•
Tính gây dị ứng (Allergy)
•
Tính không chịu đựng (Intolerance)
•
Tính độc hại thần kinh (Neurotoxicity) (chất độc tác động lên sự phát triển hành
vi không bình thường)
•
Nghiên cứu đặc biệt (Special studies) ví dụ như: nghiên cứu cơ chế gây độc,
tính đặc thù của loài đối với độc tố.

Đánh giá mối nguy và rủi ro
Đánh giá mối nguy và rủi ro
trong nghiên cứu chất độc
trong nghiên cứu chất độc
–
Nhận dạng mối nguy (Hazard Identification)
Nhận dạng mối nguy (Hazard Identification)
•
Một loại chất nào đó gây ra những tác hại gì cho cơ thể?
Một loại chất nào đó gây ra những tác hại gì cho cơ thể?
–
Đặc điểm của mối nguy (Hazard Characterisation)
Đặc điểm của mối nguy (Hazard Characterisation)
•
Liều đáp ứng ở ngưỡng là bao nhiêu?
Liều đáp ứng ở ngưỡng là bao nhiêu?
•

Liều an “toàn” cho người như thế nào? Bao nhiêu?
Liều an “toàn” cho người như thế nào? Bao nhiêu?
–
Đặc điểm rủi ro (Risk Characterisation)
Đặc điểm rủi ro (Risk Characterisation)
•
Có những rủi ro gì với lượng chất độc ăn vào ở mức thấp, cao?
Có những rủi ro gì với lượng chất độc ăn vào ở mức thấp, cao?
–
Đánh giá “lượng ăn vào phơi nhiễm” (Exposure Intake Estimation)
Đánh giá “lượng ăn vào phơi nhiễm” (Exposure Intake Estimation)
•
Ăn lượng chất độc theo TĂ hằng ngày vào cơ thể là bao nhiêu?
Ăn lượng chất độc theo TĂ hằng ngày vào cơ thể là bao nhiêu?

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO
Không ngưỡng Có ngưỡng
Phép ngoại suy
liều thấp
Rủi ro liên đới
với lượng ăn vào
biết được
Đánh giá
rủi ro số lượng
NOAEL* và
Yếu tố an toàn
Lượng ăn vào
không thấy ảnh
hưởng, ví dụ: ADI

Đánh giá
an toàn
* Mức ảnh hưởng có hại không quan sát được (No Observed Adverse Effect Level)

Liều đáp ứng có ngưỡng
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100
Liều (mg/kg/ngày)
% Đáp ứng
Số liệu
thí nghiệm
Kiểm tral
Phạm vi
ảnh hưởng
Ngưỡng gây độc

Mô hình đánh giá
Mô hình đánh giá
an toàn, nguy cơ và rủi ro
an toàn, nguy cơ và rủi ro

Dose -response in animals
“Safe” intake for humans
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
% Response
THRESHOLD
NON -
THRESHOLD
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

0.01 0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
% Response
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
Response
Đáp ứng liều trên động vật TN-
Lượng ăn vào an toàn
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
% Response
Có ngưỡng

Không có ngưỡng
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
% Response
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100
Dose (mg/kg/day)
Response
Dưới 2 lần ngưỡng an toàn

Nghiên cứu những ảnh hưởng đặc biệt:
Nghiên cứu những ảnh hưởng đặc biệt:
Khả năng gây ung thư của các chất phụ gia TP

Khả năng gây ung thư của các chất phụ gia TP
(Food and Feed Additives)
(Food and Feed Additives)
Chất ngọt nhân tạo Cyclamate dùng lâu ngày tích lũy
Chất ngọt nhân tạo Cyclamate dùng lâu ngày tích lũy
trong cơ thể
trong cơ thể
gây ra ung thư gan, phổi và gây những dị
gây ra ung thư gan, phổi và gây những dị
dạng bào thai
dạng bào thai
của động vật thí nghiệm. Chất chuyển
của động vật thí nghiệm. Chất chuyển
hóa trong cơ thể của cyclamate hình thành
hóa trong cơ thể của cyclamate hình thành
di-
di-
xyclohexylamin
xyclohexylamin
độc hại hơn cả cyclamate
độc hại hơn cả cyclamate
.
.
Chất ngọt saccharin gây ung thư bàng quang trên chuột
Chất ngọt saccharin gây ung thư bàng quang trên chuột
đực thí nghiệm. Không thấy tất cả ảnh hưởng trong
đực thí nghiệm. Không thấy tất cả ảnh hưởng trong
nghiên cứu thí nghiệm có liên quan đến bệnh tật trên
nghiên cứu thí nghiệm có liên quan đến bệnh tật trên
con người

con người
Nghiên cứu độc tính của chất ngọt nhân tạo
Nghiên cứu độc tính của chất ngọt nhân tạo

Mức ảnh hưởng không thấy được
Mức ảnh hưởng không thấy được
No Observed Effect Level (NOEL)
No Observed Effect Level (NOEL)
•
NOEL là nồng độ hay lượng ăn lớn nhất để đạt
đến điều mà dựa trên nghiên cứu hoặc quan sát
không nhận thấy được, nhưng nó làm biến đổi
hình thái học, biến đổi dung lượng chức năng,
biến đổi sinh trưởng, phát triển hoặc biến đổi
tuổi thọ. Ví dụ thuốc lá làm giảm tuổi thọ bao
nhiêu so với tuổi thọ đích thực rất khó xác định.

Mức tiêu thụ hằng ngày chấp nhận
Mức tiêu thụ hằng ngày chấp nhận
(Acceptable Daily Intake)
(Acceptable Daily Intake)
•
ADI:
–
Là số lượng chất cho thêm vào thực phẩm (food additive) dựa trên cơ sở
thể trọng (kg), với lượng ăn vào hằng ngày đó trong suốt cuộc đời mà
không có bất cứ nguy cơ xấu nào đến sức khỏe (JECFA)
–
Là nồng độ hoặc số lượng chất hóa học có thể tiêu thụ hằng ngày cho cả
cuộc đời được đảm bảo, dựa trên cơ sở của tất cả các nhân tố biết được

không có bất cứ một tác hại nào xảy ra (JMPR)
•
ARfD:
–
Là số lượng của chất hóa học có thể tiêu thụ trong tất cả các bữa ăn hàng
ngày được bảo đảm qua thực tiển không có bất cứ tác hại nào.

PHẢN ỨNG
KHÁC BiỆT
THEO LOÀI
SỰ THAY ĐỔI
KHÁC NHAU
TRÊN NGƯỜI
Sử dụng những Factor không đảm bảo hoặc đảm bảo an toàn
Factor không đảm bảo hoặc đảm bảo an tòan bằng phương pháp ngoại suy.
Từ những thí nghiệm trên động vật đến thử nghiệm trên người bình thường
và từ người bình thường đến nhóm người nhạy cảm trong quần thể.
10
10
Thử trên các loài
động vật
Thử trên người
tình nguyện
Theo dõi trên các
thế hệ cộng đồng
1 2 3

SỰ HỢP NHẤT CÁC TỔ HỢP ĐỘC CHẤT HỌC ĐỂ
ĐI VÀO ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐỐI VỚI CÁC CHẤT
PHỤ GIA thực phẩm VÀ CHẤT Ô NHIỂM MÔI

TRƯỜNG
GÍA TRỊ ADI THEO NHÓM
Áp dụng cho các chất phụ
gia thực phẩm bao gồm
nghiên cứu số phận của nó
trong trao đổi chất, hoặc nó
tạo ra những sản phẩm có
khả năng gây độc hại cho
trao đổi chất…
Ví dụ như: Allyl esters
NHỮNG FACTOR
QUI ĐỔI ĐỘC TÍNH THÀNH
ĐƯƠNG LƯỢNG ĐỘC TÍNH
Áp dụng cho các chất gây ô nhiểm
bao gồm nghiên cứu cơ chế gây
độc hoặc phương thức hoạt động
của nó
Ví dụ: Dioxin,
PCDDs và PCDFs

Lethal Dose LD
50
/LC
50
LD/LC = 0 LD/LC = 50 %
LD: Lethal Dose
LD: Lethal Dose
LC: Lethal Concentrate
LC: Lethal Concentrate

Phân chia chất độc theo mức độ gây độc
Phân chia chất độc theo mức độ gây độc
> 15 g/kg thể trọngTương đối không độc
5 – 15 g/kg thể trọngĐộc lực rất nhẹ
0.5 – 5 g/kg thể trọngĐộc lực nhẹ
50 – 500 mg/kg thể trọngĐộc lực vừa phải
1 – 50 mg/kg thể trọngĐộc lực cao
< 1 mg/kg thể trọngCực độc
LD
50
Mức độ độc hại
Nguồn tài liệu: Gary D. Osweiler, 1996.

Đơn vị đo lường các chất độc hại
Đơn vị đo lường các chất độc hại
1 x 10
-15
gramfgFemtogram
1 x 10
-12
grampgPicogram
1 x 10
-9
gramngNanogram
1 x 10
-6
gramµgMicrogram
1 x 10
-3
grammgMilligram

1 x 10
3
gramkgKilogram
1 x 10
6
gramMMegagram
Giá trị tính theo gramKý hiệu đơn vịTên đơn vị đo
Nguồn tài liệu: Gary D. Osweiler, 1996.

Đơn vị đo nồng độ các chất độc
Đơn vị đo nồng độ các chất độc
được thể hiện sau đây
được thể hiện sau đây
Các đơn vị đo hàm lượng độc tố
•
1 ppm (part per million) = 1.000 ppb (part per billion)
•
1 ppb = 1.000 ppt (par per trillion)
•
1 ppm = 1.000.000 ppt (par per trillion)
Có hai cách biểu thị nồng độ: Hoặc viếc tắt các chữ cái,
hoặc biểu thị nồng độ trong 1 kg, g:
•
1 ppm = 1 mg/kg = 1
µ
g/g
•
1 ppb = 1
µ
g/kg = 1 ng/g

•
1 ppt = 1 ng/kg = 1 pg/g

III. Sự phân chia các chất độc độc hại
III. Sự phân chia các chất độc độc hại
theo nguồn lây nhiểm vào thực phẩm
theo nguồn lây nhiểm vào thực phẩm
1. Những chất độc hại trong thực vật trên cạn.
2. Những chất độc hại có nguồn gốc sinh vật biển.
3. Những chất độc hại trong nấm cao cấp.
4. Những chất độc hại trong vi nấm.
5. Những chất độc hại trong động vật sống trên cạn.
6. Những chất độc hại sinh ra do thực phẩm biến chất.
7. Những bệnh do vi khuẩn, virus, prion truyền qua TĂ.
8. Ngộ độc thực phẩm do các chất phụ gia sử dụng trong chế biến
thực phẩm.
9. Ngộ độc do ô nhiểm kim loại nặng và các loại nông dược sử dụng
trong sản xuất nông nghiệp như: Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,
thuốc diệt chuột và những hóa chất bảo quản nông sản.

Phân loại ngộ độc và nhiểm khuẩn qua thực phẩm
Phân loại ngộ độc và nhiểm khuẩn qua thực phẩm
Ngộ độc do chất độc
Ngộ độc do chất độc Ngộ độc do VK gây bệnh
Hóa học
Hóa học
Nhiểm độc sinh học
Nhiểm độc sinh học
Thực
vật

Động
Vật
Vi sinh
vật
Độc tố đường ruột Xâm nhập
Sinh nha bào, tiếp
tục truyền lây
Nội độc tố,
ngoại độc tố
Vào cơ thể
Bộ phận khác
Các tổ chức:
Đường ruột
Niêm mạc,
Gan,
Cơ
Độc tố
tảo
Nấm và
vi nấm
Độc tố
vi khuẩn
Độc tố
đường ruột
Độc tố
thần kinh
Rối loạn
trao đổi chất
23

IV. Sự hấp thu, phân tán và thải tiết độc tố
IV. Sự hấp thu, phân tán và thải tiết độc tố


1.1. Hấp thu khuếch tán thụ động
(Passive Diffusion):
1.2. Hấp thu lọc qua màng tế bào
(Filtration):
1.3. Hấp thu qua màng bằng vật
mang trung gian:
1.4. Hấp thu theo kiểu nhấn chìm
vào trong tế bào, kiểu thực bào
(Endocytosis):
COO-
COOH
COOH
COO-
H
+
+
+
H
+
Stomach, pH = 2
Plasma, pH = 7, 4
Membrane
NH
3
+
NH

2
NH
2
NH
3
+
H
+
+
+
H
+
Stomach, pH = 2
Plasma, pH = 7, 4
Membrane
Cell membrane
1.Sự hấp thu qua màng tế bào:
1.Sự hấp thu qua màng tế bào:
Macrophage

2. Các cơ quan, tổ chức hấp thu độc tố
2. Các cơ quan, tổ chức hấp thu độc tố


2.1. Hấp thu độc tố qua đường tiêu hóa
Phần lớn độc tố xâm nhập vào thực phẩm, nước uống phần lớn
được hấp thu vào cơ thể qua hệ thống tiêu hóa. Những hợp
chất độc hữu cơ có tính acid, hòa tan được trong chất béo dễ
hấp thu ở dạ dày với pH thấp, ngược lại hợp chất kiềm hữu
cơ thì hấp thu ở ruột tốt hơn ở dạ dày.

2.2. Hấp thụ qua cơ quan hô hấp
Những chất độc hại dễ bay hơi như CO, SO2, NO2… hay
những chất độc bám trên các hạt bụi, hạt hơi nước nhỏ li ti
bay lơ lửng trong không khí, khi hít phải chúng có thể hấp
thu qua lớp tế bào niêm mạc đường hô hấp.
2.3. Hấp thu qua da
Có những chất, nhất là các loại thuốc trừ sâu lân hữu cơ rất dễ
dàng hấp thu qua da vào trong cơ thể gây ra ngộ độc.