Đánh giá độc tính của sodium benzoate propyl gallate tartrazine amaranth monosodium glutamate và formaldehyde trên mô hình phát triển phôi cá ngựa vằn

ĐẠI
ĐẠIHỌC
HỌCQUỐC
QUỐCGIA
GIAHÀ
HÀNỘI
NỘI

BÌA

TRƯỜNG
TRƯỜNGĐẠI
ĐẠIHỌC
HỌCKHOA
KHOAHỌC
HỌCTỰ
TỰNHIÊN
NHIÊN
-----------------------------------------

Vũ AnhTiến
Tuấn
Nguyễn
Lung

ĐÁNH
GIÁ ĐỘC
CỦAFISH
SODIUM
SỬ DỤNG
KỸTÍNH

THUẬT
ĐỂ BENZOATE,
KIỂM TRA
PROPYL GALLATE, TARTRAZINE, AMARANTH,

SỰ HỘI NHẬP CỦA GEN IL–6 PHÂN LẬP TỪ NGƯỜI
MONOSODIUM GLUTAMATE VÀ FORMALDEHYDE

TRONG
BÀO
GỐC
PHƠI
GÀCÁ
CHUYỂN
GEN
TRÊN
MƠ TẾ
HÌNH
PHÁT
TRIỂN
PHƠI
NGỰA VẰN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015
Hà Nội – 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Vũ Anh Tuấn

ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CỦA SODIUM BENZOATE,
PROPYL GALLATE, TARTRAZINE, AMARANTH,
MONOSODIUM GLUTAMATE VÀ FORMALDEHYDE

TRÊN MƠ HÌNH PHÁT TRIỂN PHÔI CÁ NGỰA VẰN
Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm
Mã số: 60.42.0114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Lai Thành
TS. Hoàng Thị Mỹ Hạnh

Hà Nội – 2015


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS. TS. Nguyễn Lai
Thành, người thầy đã thu nhận, hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức và
kinh nghiệm trong suốt thời gian học tập nghiên cứu tại phịng thí nghiệm. Thầy đã
ln theo sát, chỉ bảo cho tơi những góp ý q báu để tơi có thể hồn thành tốt cơng
việc.
Tơi cũng rất biết ơn TS. Hoàng Thị Mỹ Hạnh đã chỉ bảo, hướng dẫn tơi kiến
thức, kỹ năng mới để tơi hồn thiện được luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến NCS. Đinh Duy Thành, người đã chỉ dạy, hướng
dẫn cho tôi từ những ngày đầu tôi vào làm việc tại phịng, truyền đạt cho tơi những
kinh nghiệm trong công việc cũng như trong cuộc sống.
Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến các thầy cơ cơng tác tại bộ môn Sinh
học Tế bào cũng như các thầy cô trong khoa Sinh học đã truyền đạt cho tôi những
kiến thức cơ sở, làm nền tảng cho việc thực hiện nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn tất cả các anh chị, các bạn và các em sinh viên đang học tập
và cơng tác tại phịng Cơng nghệ Tế bào Động vật - Trung tâm Nghiên cứu Khoa
học Sự sống, đặc biệt là học viên cao học Lưu Hàn Ly đã luôn bên cạnh giúp đỡ, hỗ
trợ tôi trong thời gian thực hiện nghiên cứu.
Tôi xin được chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân, đã ln ở
bên, động viên cho tơi có thêm nghị lực để vượt qua được khó khăn trong suốt thời
gian qua.
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Học viên

Vũ Anh Tuấn


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN .................................................................................3

1.1. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG HÓA CHẤT ........................................................... 3
1.2. PHỤ GIA THỰC PHẨM ....................................................................................... 4

1.2.1.

Sơ lược về phụ gia thực phẩm .................................................................. 4

1.2.2.

Các loại phụ gia thực phẩm được sử dụng trong nghiên cứu ............... 6

1.2.2.1. Chất bảo quản - Sodium benzoate ...................................................6
1.2.2.2. Chất chống ơ xy hóa - Propyl gallate ..............................................7
1.2.2.3. Chất tạo màu vàng - Tartrazine ......................................................8
1.2.2.4. Chất tạo màu đỏ - Amaranth ...........................................................9
1.2.2.5. Chất điều vị - Monosodium glutamate ............................................9
1.2.2.6. Chất bảo quản đã bị cấm sử dụng - Formaldehyde ......................10
1.3. CÁC MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH HĨA CHẤT ................................. 10
1.3.1.

Sử dụng động vật thí nghiệm trong đánh giá độc tính hóa chất ........ 11

1.3.2.

Mơ hình thay thế động vật thí nghiệm trong đánh giá độc tính hóa
chất ............................................................................................................ 12

1.3.2.1. Mơ hình đánh giá độc tính sử dụng tế bào ni cấy in vitro .........12
1.3.2.2. Mơ hình phơi cá ngựa vằn trong đánh giá độc tính ......................12
CHƯƠNG 2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................18

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 18


2.2. DỤNG CỤ, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ................................................................. 18
2.2.1.

Dụng cụ, thiết bị ....................................................................................... 18

2.2.2.

Hóa chất .................................................................................................... 19

2.3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ............................................................................... 21
2.3.1.

Quy trình ni cá bố mẹ và thu phơi ..................................................... 21

2.3.2.

Phơi nhiễm với hóa chất ......................................................................... 21

2.3.3.

Đánh giá sự ảnh hưởng của các chất phụ gia tới sự phát triển phơi
dựa trên hình thái và sức sống ............................................................... 23

2.3.4.

Đánh giá sự ảnh hưởng của các chất đến nhịp tim phơi/ấu thể cá ngựa
vằn ............................................................................................................. 25

2.3.5.
CHƯƠNG 3.

Phân tích thống kê ................................................................................... 25
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .....................................................27

3.1. SỰ BIẾN ĐỔI HÌNH THÁI VÀ SỨC SỐNG CỦA PHƠI CÁ NGỰA VẰN
KHI PHƠI NHIỄM VỚI CÁC CHẤT PHỤ GIA ............................................. 29
3.1.1.

Hình thái phơi cá ngựa vằn đối chứng .................................................. 29

3.1.2.

Hình thái phơi khi phơi nhiễm với nhóm chất tạo màu ...................... 30

3.1.2.1. Phơi nhiễm với chất tạo màu vàng Tartrazine (E102) ..................30
3.1.2.2. Phơi nhiễm với chất tạo màu đỏ Amaranth (E123) .......................34
3.1.3.

Hình thái phơi khi phơi nhiễm với nhóm chất bảo quản .................... 36

3.1.3.1. Phơi nhiễm với sodium benzoate (E211) .......................................36
3.1.3.2. Phơi nhiễm với propyl gallate (E310) ...........................................39
3.1.4.

Nhóm chất điều vị - Monosodium glutamate (E621) .......................... 41

3.1.5.

Chất bảo quản đã bị cấm sử dụng – Formaldehyde (E240) ............... 43

3.1.6.

Sự ảnh hưởng của hóa chất đến tỷ lệ phơi nở ...................................... 47


3.2. SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HÓA CHẤT THỬ NGHIỆM ĐẾN NHỊP
TIM PHƠI CÁ NGỰA VẰN ............................................................................... 49
3.3. ĐỘC TÍNH CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA TRONG NGHIÊN CỨU ............. 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................59


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sự tương đồng về gen hoạt động giữa người, chuột, gà và cá ngựa vằn ..13
Hình 1.2: So sánh kết quả từ thử nghiệm độc tính trên các lồi cá và thử nghiệm
trên phơi cá ngựa vằn ...............................................................................15
Hình 1.3. Các lĩnh vực nghiên cứu sử dụng phôi cá ngựa vằn và số lượng nghiên
cứu được công bố từ 1992 đến 2015 .......................................................17
Hình 2.1. Hình thái cá ngựa vằn trưởng thành ..........................................................18
Hình 2.2. Phân bố nồng độ trên đĩa 24 giếng ............................................................22
Hình 2.3. Hình thái phơi cá ngựa vằn ở một số giai đoạn theo Kimmel ..................24
Hình 3.1. Hình thái phơi và ấu thể cá ngựa vằn đối chứng .......................................29
Hình 3.2. Phơi cá ngựa vằn khi phơi nhiễm với Tartrazine nồng độ 8 g/l ................30
Hình 3.3. Tỷ lệ phơi cịn sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với Tartrazine ở
thời điểm 24, 48 và 72 giờ sau thụ tinh ...................................................31
Hình 3.4. Phơi cá ngựa vằn khi phơi nhiễm với Tartrazine ......................................32
Hình 3.5. Tỷ lệ phơi cịn sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với Tartrazine ở

thời điểm 96 giờ sau thụ tinh ...................................................................34
Hình 3.6. Tỷ lệ phơi cịn sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với Amaranth 35
Hình 3.7. Phôi cá ngựa vằn sau 96 giờ phơi nhiễm với Amaranth ...........................36
Hình 3.8. Phơi cá ngựa vằn phơi nhiễm với Sodium benzoate .................................37
Hình 3.9. Tỷ lệ phơi sống và tỷ lệ phôi dị dạng khi phơi nhiễm với Sodium benzoate
.................................................................................................................38
Hình 3.10. Tỷ lệ phơi sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với Propyl gallate
.................................................................................................................39
Hình 3.11. Phơi cá ngựa vằn phơi nhiễm với Propyl gallate ....................................40
Hình 3.12. Phơi cá ngựa vằn phơi nhiễm với Monosodium glutamate ....................41
Hình 3.13. Tỷ lệ phơi cịn sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với
Monosodium glutamate ...........................................................................42
Hình 3.14. Phơi cá ngựa vằn phơi nhiễm với Formaldehyde ...................................44


Hình 3.15. Tỷ lệ phơi sống và tỷ lệ phơi dị dạng khi phơi nhiễm với Formaldehyde
.................................................................................................................45
Hình 3.16. Tỷ lệ các loại dị dạng quan sát được ở 96 giờ sau thụ tinh .....................46
Hình 3.17. Tỷ lệ phơi nở ở thời điểm 72 giờ sau thụ tinh .........................................48
Hình 3.18. Nhịp tim/phút của ấu thể cá ngựa vằn khi phơi nhiễm với các phụ gia ..50
Hình 3.19. Chỉ số LC50 thu được ở các thời điểm của các chất ...............................53
Hình 3.20. Các chỉ số độc học của các chất ở thời điểm 96 giờ sau thụ tinh ...........54
Hình 3.21. Chỉ số độc học TI của các chất ở thời điểm 96 giờ sau thụ tinh .............55


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại phụ gia thực phẩm ......................................................................4
Bảng 2.1. Dụng cụ, thiết bị được sử dụng trong luận văn ........................................18
Bảng 2.2. Các loại hóa chất được thử nghiệm ..........................................................20
Bảng 2.3. Một số tiêu chí đánh giá sự phát triển phôi cá ngựa vằn ..........................23

Bảng 3.1. Các dải nồng độ thí nghiệm của các chất .................................................28
Bảng 3.2. Liều lượng an toàn để sử dụng hàng ngày chấp nhận được .....................56


BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Viết đầy đủ

ADI

Acceptable Daily Intake - Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận

EC50

được
Median effective concentration - Nồng độ gây ảnh hưởng 50% cá

LC50

thể thí nghiệm
Median lethal concentration - Nồng độ gây chết 50% cá thể thí

LOEC

nghiệm
Lowest observed effect concentration - Nồng độ thấp nhất quan sát

NOEC

thấy ảnh hưởng đáng kể so với đối chứng
No Observed Effect Concentration - Nồng độ cao nhất không quan

OECD

sát thấy sự ảnh hưởng đáng kể so với đối chứng
Organization for Economic Co-operation and Development – Tổ

TI

chức hợp tác và phát triển Kinh tế
Teratogenic index – chỉ số gây quái thai


MỞ ĐẦU
Hóa chất được sản xuất ra trên tồn cầu đang tăng lên nhanh chóng cả về số
hợp chất và sản lượng tạo ra mỗi năm. Cùng với những lợi ích đối với nền kinh tế,
nhiều hóa chất cũng có thể là mối nguy hại tiềm tàng với sức khỏe con người và
môi trường. Việc sử dụng các chất chưa biết độc tính có thể gây ra những hậu quả
nghiêm trọng như việc sử dụng thalidomide dẫn đến hàng ngàn trường hợp chết non
hoặc khuyết tật bẩm sinh [39] hay việc sử dụng DDT đã đe dọa đến sức khỏe của rất
nhiều động vật hoang dã và cả con người [87]... Do đó, việc đánh giá ảnh hưởng
của các hóa chất là rất cần thiết, địi hỏi phải có các phương pháp kiểm định toàn
diện ở nhiều mức độ.
Việc xác định độc tính hóa chất cho đến nay vẫn đang gặp phải nhiều thách
thức. Thứ nhất, số lượng lớn các hóa chất đã được đăng kí trên thị trường cùng với
những hóa chất mới được tổng hợp chưa được đánh giá độc tính một cách kĩ lưỡng,
chưa kể đến khả năng tương tác giữa các chất có thể gây ra những ảnh hưởng kết
hợp khó đốn trước, do đó địi hỏi sự ra đời các phương pháp kiểm nghiệm nhanh
chóng và ít tốn kém. Thứ hai, cho đến nay vẫn chưa có một mơ hình hồn hảo để dự

đốn tác động của hóa chất đối với cơ thể người. Mơ hình gần nhất với con người là
thử nghiệm trên động vật có vú thì khơng thể thực hiện trên quy mơ lớn do các vấn
đề chi phí và các rào cản bảo vệ động vật. Mơ hình thực hiện trên tế bào ni cấy lại
khơng mang tính đại diện cho tồn bộ cơ thể phức tạp, khơng đánh giá được ảnh
hưởng của các sản phẩm chuyển hóa trong cơ thể [12], thử nghiệm trên động vật
khơng xương sống thì lại có sự khác biệt rất lớn với con người về các mặt di truyền,
sinh lý, chuyển hóa.
Phơi cá ngựa vằn là mơ hình thử độc tính đầy hứa hẹn có thể khắc phục được
những khó khăn trên. Phơi cá ngựa vằn 4-5 ngày sau thụ tinh vẫn chưa được coi là
động vật do đó khơng bị ràng buộc bởi các quy định nghiêm ngặt đối với động vật
thí nghiệm, phơi có thể được chủ động sản xuất với số lượng lớn, sự phát triển phơi
sớm và hình thành cơ quan ở cá ngựa vằn rất giống với các động vật có xương sống
1


khác nhưng tốc độ phát triển nhanh hơn nhiều: chỉ sau 3 ngày từ phôi đã phát triển
thành ấu thể; phôi cá trong suốt cho phép quan sát được sự ảnh hưởng của hóa chất
trong suốt q trình phát triển phơi sớm [40], bộ gen cá ngựa vằn cũng có nhiều
điểm tương đồng với động vật có xương sống cao hơn, đặc biệt có trên 12 nghìn
gen tương đồng với con người [32]. Ngồi ra, mơ hình phơi cá ngựa vằn khơng chỉ
có thể đưa ra dự đốn nguy cơ đối với sức khỏe con người mà còn cho phép đánh
giá các ảnh hưởng đến mơi trường nói chung [79]. Vì thế mơ hình này ngày càng
nhận được sự chú ý của các nhà khoa học trong thử nghiệm độc tính.
Một nhóm hóa chất được có vai trị rất quan trọng trong đời sống hàng ngày
của con người là nhóm các phụ gia thực phẩm. Khơng ai có thể phủ nhận những ưu
điểm của chúng trong việc cải thiện màu sắc, hương vị của thức ăn cũng như bảo
quản thức ăn trong thời gian dài. Tuy nhiên, mức độ an tồn cũng như độc tính của
chúng đối với sức khỏe con người vẫn là điều cần phải xem xét, những chất đang
được sử dụng hàng ngày có thể có những tác động khơng mong muốn. Trên cơ sở
đó, chúng tơi thực hiện đề tài: “Đánh giá độc tính của sodium benzoate, propyl

gallate, Tartrazine, amaranth, monosodium glutamate và formaldehyde trên mơ
hình phát triển phôi cá ngựa vằn” nhằm mục tiêu đánh giá được độc tính của các
phụ gia thực phẩm đang được sử dụng là Sodium benzoate, Propyl gallate,
Tartrazine, Amaranth, Monosodium glutamate cùng với một chất phụ gia đã bị cấm
sử dụng là Formaldehyde dựa trên các biến đổi về hình thái và một số hoạt động
chức năng của phôi và ấu thể cá ngựa vằn. Kết quả đề tài cũng góp phần bổ sung
thơng tin cho nguồn dữ liệu độc tính của các chất này.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

THỰC TRẠNG SỬ DỤNG HÓA CHẤT
Cùng với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật và nhu cầu ngày càng cao của

xã hội, việc sản xuất hóa chất đặc biệt là các hóa chất mới hàng năm đang tăng lên
một cách đáng kể. Theo thống kê của Nordbeck và cộng sự, từ năm 1930 đến 2001,
lượng hóa chất toàn cầu đã tăng từ 1 triệu tấn lên hơn 400 triệu tấn và riêng trên thị
trường liên minh châu Âu EU có khoảng 143 nghìn hợp chất đã được đăng ký,
trong số đó có 30 đến 70 nghìn chất được dùng hàng ngày [59]. Trước khi có quy
định mới trong EU – REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and
Restriction of Chemicals), tất cả các hóa chất trên thị trường trước năm 1981 đều
được sử dụng mà khơng có bất kì thử nghiệm nào theo quy định của luật để chứng
minh sự an toàn với con người [7]. Mặc dù những hóa chất được sản xuất với khối
lượng lớn trên 1000 tấn một năm đã được kiểm tra, đánh giá kỹ lưỡng hơn nhưng
khoảng 21% trong số này khơng có bất kì dữ liệu an tồn nào và 65% có rất ít thông
tin [59].
Theo cùng với những lợi ích đối với sự phát triển kinh tế, nhiều hóa chất cịn

có thể trở thành mối nguy hại tiềm tàng với sức khỏe con người và môi trường. Việc
sử dụng các chất mà chưa được nghiên cứu đầy đủ mức độ độc tính có thể gây ra
những ảnh hưởng nghiêm trọng. Hai trường hợp được biết đến nhiều là sử dụng
thalidomide như một chất điều hòa miễn dịch, thuốc an thần dẫn đến hàng ngàn
trường hợp thai nhi chết non hoặc khuyết tật bẩm sinh [6, 45] và việc sử dụng
dichloro diphenyl trichlorothane (DDT) đã đe dọa đến sức khỏe của rất nhiều động
vật hoang dã và cả con người [87, 89]... Điều đáng nhắc đến ở đây là có rất nhiều
loại hóa chất mà độc tính của chúng cịn chưa được tìm hiểu một cách đầy đủ vẫn
đang được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày của con người, chưa kể đến tác động
đồng thời khi chúng kết hợp lại với nhau.

3


1.2.

PHỤ GIA THỰC PHẨM

1.2.1. Sơ lược về phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm là nhóm chất được sử dụng hàng ngày, hàng giờ trong
cuộc sống của con người. Theo Ủy ban Bảo vệ Thực phẩm Hoa Kỳ (Food
Protection Committee – FPC), phụ gia thực phẩm là một chất hoặc một hỗn hợp các
chất tuy không phải thành phần cơ bản của thực phẩm nhưng chúng được thêm vào
trong thực phẩm một cách có chủ đích trong các cơng đoạn của quá trình sản xuất
thực phẩm như chế biến, bảo quản và đóng gói sản phẩm [4].
Ước tính trên thị trường có hơn 2.500 chất phụ gia khác nhau đang được sử
dụng trong thực phẩm [4]. Tại Châu Âu và một số nước trên thế giới, tất cả các loại
phụ gia thực phẩm được quản lý theo hệ thống E, theo đó, mỗi chất được phê duyệt
sẽ được kí hiệu là “E cộng số”, ví dụ Propyl gallate là E310, sodium benzoate là
E211, Tartrazine là E102… Chúng có thể được chia thành sáu nhóm chính là chất

bảo quản, chất phụ gia bổ sung dinh dưỡng, chất tạo màu, chất điều vị, các chất hỗ
trợ chế biến và nhóm các chất khác (Bảng Error! No text of specified style in
document..1).
Bảng Error! No text of specified style in document..1. Phân loại phụ gia thực
phẩm [4, 30]
Phân loại

Chức năng

Ví dụ

Chất chống oxy Ngăn chặn q trình oxy hóa Butylated hydroxy
hóa

lipid và vitamin

hydroxyanisole
(E320)

Chất bảo

Chất kháng sinh Tránh sự ảnh hưởng của vi Sodium acetate
sinh vật và nấm

quản

(E262), sodium
benzoate (E211)

Chất chống các Chống lại sự hình thành màu Sodium sulfite

phản ứng hóa nâu, đen, xám, đỏ không mong (E221), Sodium
nâu

muốn

bisulfite (E222)

4


Chất bổ

Bổ sung vitamin, các amino Vitamin B12;

sung

axit, các axit béo và các Glutamic acid

dinh

khoáng chất

Manganese sulfate

dưỡng
Chất tạo

Cải thiện màu sắc, tăng độ hấp Tartrazine (E102)
dẫn cho món ăn

màu

Bổ sung vị ngọt, vị chua, và Monosodium

Chất điều

làm cho món ăn ngon miệng glutamate (E621)

vị

hơn
Chất nhũ hóa

Saccharin (E954)

Giúp các thành phần phân tán Polyoxyethene
đều trong thực phẩm

Các chất
hỗ trợ

Amaranth (E123)

(40)

stearate

(E431)
Chất ổn định

chế biến

Tạo kết cấu mong muốn, giữ

Oat gum (E411)

hương vị lâu hơn
Chất giữ ẩm

Sodium
silicoaluminate

Các loại
khác

Các

enzyme,

Amylase (E1100)

chất tạo phức,

Proteases (E1101)

tạo bọt

Theo Cansın Güngưrmüş và cộng sự, trung bình mỗi năm, tính cả các loại
đường, muối, tiêu, mật ong … một người tiêu thụ khoảng 139 lbs (khoảng 63kg);
nếu khơng tính những chất phổ biến đó thì khoảng 2,27 kg phụ gia được sử dụng

[24]. Mặc dù các chất phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ qua do
các ưu điểm trong việc cải thiện màu sắc, mùi vị thực phẩm, giúp bảo quản, giảm
thiểu sự hư hỏng thực phẩm do tác động của vi khuẩn và nấm nhưng về cơ bản,
chúng cũng như tất cả các loại hóa chất khác đều tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức
khỏe con người đặc biệt là khi sử dụng với liều lượng lớn. Ảnh hưởng này có thể
ngay lập tức hoặc tác động về lâu dài nếu sử dụng liên tục trong thời gian dài. Các
tác dụng ngay lập tức có thể bao gồm đau đầu, giảm sự tập trung, thay đổi hành vi
5


hoặc các phản ứng miễn dịch. Ảnh hưởng về lâu dài có thể làm tăng nguy cơ ung
thư, các bệnh tim mạch… [4, 22]. Nghiên cứu của McCann và cộng sự trên 297 trẻ
em cho thấy việc sử dụng hỗn hợp các chất phụ gia gồm hai nhóm là
E102/E110/E122/E124/E211 và E104/E110/E122/E129/E211 có liên quan đến
chứng tăng động ở những đứa trẻ này [49]. Sự tương tác của một số chất khi chúng
kết hợp với nhau cũng đã được Lau Karen và cộng sự nghiên cứu. Cụ thể, hai hỗn
hợp là E104/E951 và E133/L-glutamic axit được cho là ức chế sự biệt hóa dịng
ngun bào thần kinh chuột NB2a thành các sợi thần kinh và làm tăng tỷ lệ tế bào
chết của dịng tế bào ni cấy [44]. Ngồi ra gần đây, một số phụ gia thực phẩm
chậm phân hủy có trong chất thải ra môi trường từ hoạt động của con người đã tích
tụ, gây ơ nhiễm và ảnh hưởng đến môi trường nước như butylated hydroxyanisole
(E320) và butylated hydroxytoluene (E321) hay propyl gallate (E310) ảnh hưởng
đến hệ sinh thái trong nước [53, 93]. Vì vậy, việc kiểm tra đánh giá ảnh hưởng của
các phụ gia thực phẩm lên sức khỏe con người và tìm giới hạn an tồn của chúng
trong sản xuất và chế biến thực phẩm là điều rất cần thiết.
1.2.2. Các loại phụ gia thực phẩm được sử dụng trong nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá độc tính của năm loại phụ gia
đang được sử dụng thuộc ba nhóm là nhóm chất bảo quản với hai đại diện là
Sodium benzoate và Propyl gallate, nhóm chất tạo màu với hai đại diện là
Tartrazine và Amaranth và nhóm chất điều vị với đại diện là Monosodium

glutamate cùng với một phụ gia đã bị cấm sử dụng là Formaldehyde để kiểm chứng
lại độc tính của một phụ gia đã được xác định là độc tới mức không được phép đưa
vào trong thực phẩm.
1.2.2.1.

Chất bảo quản - Sodium benzoate

Sodium benzoate có cơng thức phân tử là NaC6H5CO2, được tạo ra bằng
phản ứng giữa natri hydroxit và axit benzoic. Đây là một chất phụ gia thực phẩm
được kí hiệu là E211, có tác dụng bảo quản thực phẩm tránh khỏi bị hư hỏng bằng
cách kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm trong mơi trường có tính axit.
Trung bình mỗi năm, khoảng 100 nghìn tấn E211 có thể được sản xuất trên toàn thế
6


giới. Theo ủy ban chuyên về phụ gia thực phẩm (JECFA - Joint FAO/WHO Expert
Committee on Food Additives), liều lượng an toàn để sử dụng hàng ngày với
Sodium benzoate tối đa là 5mg/kg trọng lượng [82]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng
Sodium benzoate có tiềm năng thấp gây ra chứng mề đay do sự hình thành axit
benzoate tiếp xúc trên da [57]. E211 cũng được cho là làm thay đổi nồng độ ion
kẽm trong não dẫn đến sự thay đổi hành vi ở chuột [3, 16]; ảnh hưởng đáng kể đến
sợi trục tế bào thần kinh và các nút thần kinh từ đó gây độc thần kinh ở ấu thể cá
ngựa vằn [8].
1.2.2.2.

Chất chống ơ xy hóa - Propyl gallate

Propyl gallate (E310) là propyl este của axit 3,4,5-trihydroxybenzoic có cơng
thức cấu tạo là C12H12O5, tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng hoặc màu kem, khơng
mùi. Propyl gallate cịn có tên gọi khác là gallic acid propyl ester hay Progallin P,

được sử dụng với vai trò là chất chống oxy hóa trong các loại thực phẩm (chủ yếu
có trong thực phẩm chứa hàm lượng chất béo cao), dược phẩm và mỹ phẩm [71].
Vai trò của Propyl gallate trong việc bảo quản nhiều loại sản phẩm phục vụ đời
sống con người là không cần bàn cãi. Tuy nhiên, việc sử dụng như thế nào và liều
lượng là bao nhiêu thì cần phải có các nghiên cứu rất cẩn thận và chi tiết. Trong bản
báo cáo khoa học đánh giá về propyl gallate của ủy ban an toàn thực phẩm châu Âu
năm 2014, lượng được phép sử dụng mỗi ngày trên 1 ki-lô-gam trọng lượng cơ thể
(Intake Acceptable Daily - ADI) chỉ ở mức 0,5 mg/kg/ngày [15]. Cùng với đó,
nhiều nghiên cứu về tác động của propyl gallate theo các cách khác nhau cũng đã
được công bố. Speijers và cộng sự năm 1993, sau 13 tuần thử nghiệm trên chuột đã
đưa ra nồng độ không quan sát thấy tác dụng phụ (NOAEL) của E310 là 135
mg/kg/ngày và nồng độ cao nhất trong thử nghiệm (527 mg/kg/ngày) đã gây ảnh
hưởng xấu tới hệ thống tạo máu. Khả năng gây đột biến, ung thư của phụ gia thực
phẩm này cũng đã được một số nhà khoa học phát hiên thấy khi có mặt của Cu(II)
và Fe(III) EDTA thơng qua sản phẩm chuyển hóa là axit gallic [41]. Tuy nhiên, một
số thử nghiệm khác trên động vật lại khơng cho thấy propyl gallate có khả năng gây

7


ung thư [85]. Ngoài ra, trên lĩnh vực bảo vệ an tồn mơi trường thì E310 đã được đề
nghị xếp vào nhóm gây độc cho sinh vật thủy sinh [93].
1.2.2.3.

Chất tạo màu vàng - Tartrazine

Tartrazine có tên hóa học là 3-carboxy-5-hydroxy-1-(4'-sulphophenyl)-4-(4'sulphophenylazo) pyrazole trisodium với công thức phân tử C16H9N4Na3O9S2 và
khối lượng phân tử (mole) là 534,36 gam, được kí hiệu là E102 trong danh mục các
phụ gia thực phẩm. Đây là một trong những phẩm màu nhân tạo đươc sử dụng rộng
rãi, không chỉ được dùng để tạo màu vàng cho thực phẩm, đồ uống mà cịn được

tìm thấy trong các loại thuốc và mỹ phẩm [51]. Tartazine được các nước thuộc Liên
minh Châu Âu (EU) công nhận là một phụ gia thực phẩm được cho phép và đã
được đánh giá bởi Ủy ban chuyên về phụ gia thực phẩm của FAO/WHO (JECFA)
năm 1996 và Ủy ban Khoa học về thực phẩm (SCF) năm 1984. Các tổ chức này đều
đưa ra lượng Tartrazine được phép đưa vào cơ thể trong một ngày trên 1 kg cân
năng cơ thể (ADI) là 7,5 mg [43]. Tuy nhiên, nhiều báo cáo đã được cơng bố về
việc Tartrazine có thể gây ra một số phản ứng tiêu cực khi sử dụng như gây ra bệnh
hen suyễn, đau nửa đầu hoặc lupus [66, 74, 84]. Nhiều nghiên cứu đã được thực
hiện trên cả in vitro và in vivo về khả năng gây đột biến hoặc gây ung thư của
Tartrazine cho những kết quả khác nhau. Nghiên cứu của Das năm 2004 sử dụng
thử nghiệm đột biến Ames và thử nghiệm trên tủy xương chuột cùng với nghiên cứu
của Poul năm 2009 sử dụng phương pháp kiểm tra vi nhân tế bào ruột (gut
micronucleus test) cho thấy rằng Tartrazine không gây ảnh hưởng đến genome [11,
67]. Trong khi đó, kết quả nghiên cứu của Sasaki và cộng sự năm 2002 và nghiên
cứu của Mpountoukas năm 2010 lại cho rằng Tartrazine gây ra một số ảnh hưởng
như tăng sai hỏng trong nhiễm sắc thể, ức chế phân bào và tổn thương DNA ở niêm
mạc ruột và bàng quang [52, 77]. Năm 2011, Gao và cộng sự công bố Tartrazine
còn ảnh hưởng tới khả năng học tập và ghi nhớ ở chuột [20]. Do còn nhiều ý kiến
trái ngược về tác động của Tartrazine nên rất cần thêm nhiều nghiên cứu chuyên
sâu, toàn diện về phụ gia thực phẩm này.

8


1.2.2.4.

Chất tạo màu đỏ - Amaranth

Amaranth (E123) là chất tạo màu đỏ có cơng thức cấu tạo
C20H11N2Na3O10S3. Danh pháp theo IUPAC (International Union of Pure and

Applied

Chemistry)

là

trisodium

2-hydroxy-1-(4-sulphonato-1-naphthylazo)

naphthalene-3,6-disulphonate. Amaranth đã được đánh giá bởi tổ chức SCF Châu
Âu năm 1976, 1979, 1883 và tổ chức JECFA vào các năm 1972, 1975, 1978 và
1984 trước khi được cho phép sử dụng như là phụ gia thực phẩm. Dựa trên nghiên
cứu trên chuột trong 90 ngày, SCF đưa ra chỉ số ADI cho Amaranth là từ 00,8mg/kg/ngày còn theo nghiên cứu khác trên chuột về khả năng gây ung thư của
Amaranth nếu sử dụng trong thời gian dài, JECFA đưa ra chỉ số ADI thấp hơn từ 00,5mg/kg/ngày [14]. Từ những năm 70 và 80, các nhà khoa học đã cho rằng
Amaranth có khả năng gây đột biến tuy nhiên nghiên cứu trên vi khuẩn và nấm
không phát hiện thấy khả năng này [2]. Gần đây hơn, Sasaki (2002) đưa ra kết luận
Amaranth gây tổn thương DNA khi phơi nhiễm với tế bào lympho người và ở chuột
[52] trong khi đó, nghiên cứu của Das và cộng sự năm 2004 lại cho thấy kết quả trái
ngược [11]. Nghiên cứu của Mohamed và cộng sự năm 2011 trên chuột mang thai
còn cho thấy rằng khi cho chuột cái uống Amaranth với liều 47 mg/kg vào ngày thứ
sáu đến ngày 15 của thai kỳ, phôi chuột có dấu hiệu chậm phát triển cùng với một
số bất thường về tim, phổi và xương [26].
1.2.2.5.

Chất điều vị - Monosodium glutamate

Monosodium glutamate có cơng thức phân tử là C5H8NO4Na, tên hóa học là
Sodium 2-aminopentanedioate. Đây là một chất phụ gia thực phẩm (E621) có tác
dụng làm tăng cường vị ngọt đặc trưng (vị Umami) cho món ăn. Lượng tiêu thụ

glutamate trên toàn thế giới đã tăng lên đáng kể trong những thập kỉ gần đây [27].
Nghiên cứu của He và cộng sự năm 2008 chỉ ra rằng glutamate có thể làm tăng
nguy cơ thừa cân béo phì [27] nhưng đến năm 2009, Ebert đã phản đối ý kiến này
[13]. Nhiều nghiên cứu lại cho rằng E621 có liên quan đến chứng hen suyễn [19],
co thắt phế quản, nổi mề đay và viêm mũi [91] tuy nhiên những kết quả này kém

9


thuyết phục. Nghiên cứu của Narayanan và cộng sự năm 2010 cho rằng E621 gây ra
sự thay đổi đáng kể hành vi của chuột [56].
1.2.2.6.

Chất bảo quản đã bị cấm sử dụng - Formaldehyde

Formaldehyde đã từng được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, giúp bảo
quản thực phẩm khô, khử trùng hộp đựng, bảo quản cá và một số loại dầu, chất béo
[36], được ký hiệu là E240. Đây là aldehyde đơn giản nhất có cơng thức phân tử là
CH2O, thường được biết đến ở dạng dung dịch với nồng độ 37-40% bão hòa trong
nước hay còn được gọi là dung dịch foocmalin. Trong tự nhiên, Formaldehyde được
hình thành từ các chất hữu cơ bởi các q trình quang hóa trong khí quyển. Nó cịn
được hình thành do các chất hữu cơ cháy khơng hồn tồn nên có thể được tìm thấy
trong các q trình đốt khí như khói ơ tơ, lị hơi hoặc thuốc lá [73]. Formaldehyde
được sử dụng rất phổ biến, có vai trị rất quan trọng trong một loạt các ngành công
nghiệp nhựa, ô tô, hàng không, dệt và ngành cơng nghiệp xây dựng [63, 70]. Ngồi
ra, nó cịn được sử dụng trong lĩnh vực y tế, nơng nghiệp, thuộc da [63].... Trên tồn
thế giới năm 1992, lượng E240 được sản xuất ước tính là khoảng 12 triệu tấn [33].
Tuy nhiên, nó cũng gây ảnh hưởng khơng nhỏ đến môi trường và sức khỏe con
người. Phơi nhiễm với Formaldehyde có thể gây ung thư biểu mơ vịm họng, bệnh
bạch cầu tủy [58, 81].

1.3.

CÁC MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH HĨA CHẤT
Việc xác định độc tính các loại hóa chất nói chung và nhóm phụ gia thực

phẩm nói riêng cho đến nay vẫn đang gặp phải nhiều thách thức. Thứ nhất, theo ước
tính có 1060 phân tử nhỏ [37], trên 61 triệu hợp chất đã được xác định (theo cơ sở dữ
liệu PubChem Compound - Ở các nước
thuộc liên minh châu Âu (EU), có khoảng 2700 chất mới được kiểm tra nguy cơ đối
với con người và môi trường theo đúng quy định [59]. Yêu cầu kiểm định chất mới
được tổng hợp cùng với việc tái kiểm định những hóa chất đang có mặt trên thị
trường, chưa kể đến việc phải xem xét sự ảnh hưởng kết hợp khó đốn trước khi
chúng tương tác với nhau địi hỏi phải có một phương pháp xác định độc tính một
cách nhanh chóng chính xác. Thứ hai, chưa có một mơ hình nào hồn hảo để dự
10


đốn tác động trên con người. Mơ hình gần nhất với con người là thử nghiệm trên
động vật có vú thì khơng thể thực hiện trên quy mơ lớn do chi phí và các rào cản
đạo đức. Các mơ hình khác thì đều có các ưu nhược điểm riêng.
1.3.1. Sử dụng động vật thí nghiệm trong đánh giá độc tính hóa chất
Nói đến các động vật được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu thì cá là lồi
chỉ đứng sau các động vật có vú trong việc đánh giá độc tính hóa chất và các mối
nguy hại cho mơi trường (theo Ủy ban của cộng đồng châu Âu năm 1996). Chúng
nhận được sự quan tâm chú ý với vai trò là chỉ thị nhằm theo dõi hệ sinh thái thủy
sinh, bảo vệ môi trường nước khỏi các chất ô nhiễm [55]. Thử nghiệm độc cấp tính
trên cá đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá các rủi ro cho mơi
trường vì từ những kết quả này có thể ước tính mức độ độc tính của hóa chất cho
các động vật khác [90]. Hơn nữa, theo quy định thì đây là thử nghiệm bắt buộc với
những chất có khối lượng sản xuất từ 1 tấn/năm trở lên trước khi được cấp phép

[18].
Nhiều loài cá khác nhau được sử dụng như sinh vật mơ hình trong đánh giá
độc tính sinh thái (ecotoxicology) được đề xuất trong các tài liệu hướng dẫn của tổ
chức OECD (Organization for Economic Co-operation and Development) như cá
hồi vân (Oncorhynchus mykiss), cá tuế đầu bẹt (Pimephales promelas), bluegill
(Lepomis macrochirus), cá ngựa vằn (Danio rerio), medaka (Oryzias latipes), cá
bảy màu (Poecilia reticulata), và cá chép (Cyprinus carpio) [61, 62]. Thực tế,
khơng có thử nghiệm trên một lồi duy nhất nào có thể áp dụng cho tất cả các chất
và nếu chỉ sử dụng giá trị LC50 từ một lồi thì khó đảm bảo độ chính xác về mức
độ độc hại của hóa chất [5]. Vì vậy, cần tiến hành thí nghiệm trên nhiều lồi trước
khi đưa ra kết luận. Tuy nhiên, xét cho cùng thì cá vẫn là động vật và vẫn được bảo
vệ theo quyền lợi động vật (theo Chỉ thị 2010/63/EU [17]). Trong hai thập kỷ qua,
nhiều nỗ lực đáng kể đã được các nhà khoa học thực hiện để phát triển phương pháp
thay thế động vật trong các thí nghiệm. Pháp lý quản lý hóa chất mới của châu Âu
(REACH) ủng hộ phương pháp thay thế các thử nghiệm trên động vật nếu có thể
[47].
11


1.3.2. Mơ hình thay thế động vật thí nghiệm trong đánh giá độc tính hóa chất
1.3.2.1.

Mơ hình đánh giá độc tính sử dụng tế bào ni cấy in vitro

Một sự thay thế khá hiệu quả là sử dụng các dòng tế bào ni cấy. Nhiều
nghiên cứu đã cho thấy có mối tương quan cao giữa các dòng tế bào khác nhau và
giữa các phịng thí nghiệm [78]. Do sự tương tác ban đầu giữa các chất độc với cơ
thể là ở cấp độ phân tử và tế bào nên từ kết quả mơ hình in vitro chúng ta có thể dự
đoán tác động trên cơ thể động vật [80]. Hơn nữa, phương pháp này cũng ít tốn kém
và cũng khơng mất nhiều thời gian tiến hành nên thường được dùng với mục đích

sàng lọc nhanh số lượng lớn các chất tiềm năng gây độc. Tuy nhiên, độ nhạy của
phương pháp này tương đối thấp có thể là do trong quá trình ni cấy thời gian dài
đã làm mất đi một số đặc tính cụ thể như các thụ thể, các enzyme hoặc việc sử dụng
huyết thanh trong môi trường nuôi cấy làm ảnh hưởng đến kết quả của thí nghiệm
[78]. Đồng thời, thực hiện trên tế bào nuôi cấy lại khơng mang tính đại diện cho
tồn bộ cơ thể phức tạp bao gồm sự tương tác và ảnh hưởng qua lại giữa các tế bào
cũng như không đánh giá được ảnh hưởng của các sản phẩm chuyển hóa diễn ra
trong cơ thể sinh vật.
1.3.2.2.

Mơ hình phơi cá ngựa vằn trong đánh giá độc tính

Phơi cá ngựa vằn là mơ hình thay thế đầy hứa hẹn có thể khắc phục được
những khó khăn trên. McKim sau khi tham khảo 150 nghiên cứu độc học sử dụng
các giai đoạn sống khác nhau của cá, ông cho rằng sự ảnh hưởng ở các giai đoạn
đầu có thể được dùng để dự đốn cho ít nhất 80% kết quả độc tính ảnh hưởng lâu
dài [50]. Theo hướng dẫn OECD 236 năm 2013, thử nghiệm áp dụng trên phôi cá
chỉ kéo dài 4-5 ngày [62]. Trong thời gian này, ấu thể cá chưa có khả năng tự kiếm
ăn được nên chưa được coi là một cơ thể động vật [17]. Do đó việc sử dụng phôi
không bị ràng buộc bởi các quy định nghiêm ngặt đối với động vật thí nghiệm. Hơn
nữa, một cá cái có thể đẻ được từ 50-200 trứng mỗi lần ghép [40]. Vì vậy, trong
điều kiện phịng thí nghiệm, số lượng lớn phơi có thể được sinh ra một cách chủ
động nên có khả năng đánh giá của số lượng lớn các chất. Thời gian tiến hành thí
nghiệm cũng như lượng hóa chất sử dụng ít hơn nhiều so với việc đánh giá độc tính
12


trên cá do thực hiện trên đĩa nuôi cấy 24 giếng [62]. Q trình phát triển phơi sớm
và hình thành cơ quan ở cá ngựa vằn khá giống với các động vật có xương sống
khác nhưng tốc độ phát triển nhanh hơn: sau 3 ngày từ phôi đã phát triển thành ấu

thể và nhiều các cơ quan đã hoàn thiện về chức năng, bên cạnh đó phơi cá trong
suốt cho phép quan sát được sự ảnh hưởng của hóa chất trong q trình phát triển
phơi sớm [40].
Cá ngựa vằn là sinh vật mơ hình phổ biến được sử dụng ở nhiều phịng thí
nghiệm trên thế giới từ khá lâu và trình tự hệ gen đã được giải mã đầy đủ. Các phân
tích trên hệ gen cá ngựa vằn cho thấy có trên 12 nghìn gen tương đồng với hệ gen
người và khoảng 70% gen của người có ít nhất một gen tương đồng trên cá ngựa
vằn (Hình Error! No text of specified style in document..1) [31].

Hình Error! No text of specified style in document..1. Sự tương đồng về gen hoạt
động giữa người, chuột, gà và cá ngựa vằn [31]

Có nhiều cấp độ, tiêu chí có thể được thực hiện trong các thử nghiệm trên mơ
hình này. Cấp độ đánh giá đơn giản nhất là dựa trên các tác động của hóa chất đến
hình thái bên ngồi của phơi và ấu thể cá ngựa vằn. Mọi loại hóa chất đều có thể
gây độc tùy thuộc vào giá trị nồng độ sử dụng. Ở một ngưỡng nào đó, tác động của
chúng sẽ biểu hiện ra hình thái bên ngồi gây dị dạng, quái thai hoặc ảnh hưởng đến
13


sức sống của phơi/ấu thể thí nghiệm. Đích tác động và cũng là tiêu chí quan sát để
so sánh với đối chứng rất đa dạng: có thể là mắt, vùng tim, vùng nỗn hồng, hình
dạng trục cơ thể … Số liệu thu được sẽ được phân tích thống kê để xây dựng đường
cong thể hiện sự đáp ứng với các nồng độ thí nghiệm và tính một số chỉ số độc học
như giá trị LC50 (Median lethal concentration) là nồng độ của chất thử gây chết
50% tổng số phôi/ ấu thể trong lơ thí nghiệm hoặc giá trị EC50 (Median effective
concentration) là nồng độ chất thử gây dị dạng 50% số phơi/ấu thể sống sót [62].
Nhiều sàng lọc di truyền quy mô lớn đã phát hiện nhiều đột biến gen cá ngựa
vằn tương đồng với những đột biến gen gây bệnh ở người, từ đó gây ra các dạng
kiểu hình giống nhau, ví dụ như bệnh lý tế bào của đột biến thối hóa cơ cá ngựa

vằn biểu hiện tương tự chứng loạn dưỡng cơ ở người. Một trong những đột biến là
sapje - đột biến mang khiếm khuyết làm suy yếu gen dystrophin ở cá ngựa vằn, cái
mà tương đồng với gen người khi bị ảnh hưởng trong hội chứng loạn dưỡng cơ
Duchenne – một dạng thường gặp của hội chứng loạn dưỡng cơ ở người [46]. Khi
phơi nhiễm với cùng loại hóa chất, các đặc điểm hình thái quan sát được trên phơi
cá ngựa vằn cũng có nhiều điểm tương đồng với các bệnh trên con người. Ví dụ,
Ethanol gây hiện tượng cyclopia – hiện tượng hai mắt gần sát nhau trên ấu thể cá
ngựa vằn khi phơi nhiễm từ giai đoạn phôi vị cũng là một loại kiểu hình được quan
sát thấy ở các em bé tiếp xúc với nồng độ cồn cao trong thời gian ở trong bụng mẹ
[48]. Ethanol cũng gây ra các khiễm khuyết thị giác ở ấu thể cá ngựa vằn [25] và sự
ảnh hưởng tương tự cũng được ghi nhận ở người. Do đó, hình thái phơi/ ấu thể cá
ngựa vằn phơi nhiễm với hóa chất cũng có thể được sử dụng để dự đốn tác động
của hóa chất trên cơ thể người.
Năm 2009, với mục tiêu đưa ra một sự ủng hộ có tính khoa học cho việc thay
thế các thử nghiệm độc cấp tính trên cá trưởng thành (theo hướng dẫn OECD 203
[60]) bằng thử nghiệm trên phôi cá, Lammer và cộng sự đã tiến hành thu thập các
kết quả các nghiên cứu áp dụng mơ hình thử nghiệm trên một số lồi cá theo hướng
dẫn của OECD trong đó có cá ngựa vằn đã được cơng bố trên cơ sở dữ liệu US EPA
ECOTOX (US EPA, 2002: ecotox/) và cơ sở dữ liệu ECETOC
14


Aquatic Toxicity [83] để so sánh với kết quả từ các nghiên cứu trên mơ hình phơi
các lồi cá [42]. Phân tích kết quả cho thấy mơ hình phơi cá ngựa vằn có sự tương
đồng cao với mơ hình thí nghiệm trên cá ngựa vằn trưởng thành nói riêng (Hình
Error! No text of specified style in document..2A) cũng như với các lồi cá do
OECD chỉ dẫn nói chung (Hình Error! No text of specified style in document..2B).
Điều này cũng chứng tỏ rằng phơi cá ngựa vằn là mơ hình hiệu quả có thể thay thế
cho các phương pháp đánh giá sử dụng động vật thí nghiệm.

Hình Error! No text of specified style in document..2: So sánh kết quả từ thử
nghiệm độc tính trên các lồi cá và thử nghiệm trên phôi cá ngựa vằn
Giá trị LC50 thu được của các thử nghiệm phôi cá ngựa vằn được so sánh với thử nghiệm
cá ngựa vằn trưởng thành sử dụng 21 hợp chất (hình A) và với các thử nghiệm trên nhiều
lồi cá của OECD sử dụng 70 hợp chất (hình B)

Trong q trình phát triển phơi sớm ở cá ngựa vằn, bắt đầu từ khoảng 30-36
giờ sau thụ tinh thì tim phơi bắt đầu đập những nhịp đầu tiên. Sau đó, tim đập
thường xuyên và đều đặn hơn [40]. Việc phơi nhiễm với hóa chất có thể ảnh hưởng
đến chức năng của cơ quan này và biểu hiện bởi số nhịp tim trong một phút, sự khử
cực và tái phân cực. Nhịp tim cũng là một trong các chỉ tiêu được sử dụng nhiều
trong các nghiên cứu sàng lọc thuốc cũng như đánh giá ảnh hưởng của các chất đến
chức năng tim [21, 23, 65].

15