Benzen – một hợp chất nguy hiểm
Benzen là một hydrocarbon vòng thơm có công thức phân tử là C6H6. Chất này được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm và trong các ngành công nghiệp liên quan đến tổng hợp hóa chất, sợi polymer. Trong nghiên cứu về ung thư, Benzen được biết là một chất có khả năng gây ung thư, đặc biệt là ung thư máu, nằm trong nhóm 1 theo phân loại của Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC), các chất trong nhóm này đã có đầy đủ chứng cứ về khả năng gây ung thư trên người.
Các nghiên cứu cho thấy nếu một người liên tục tiếp xúc với môi trường có nồng độ Benzen khoảng 1-2 ppm (part per million – phần triệu) trong suốt 40 năm có thể tăng nguy cơ ung thư bạch cầu (leukemia). Trẻ em có nhiều nguy cơ hơn vì chúng có khả năng hấp thu chất ô nhiễm mạnh hơn người lớn trong cùng một điều kiện môi trường. So với người lớn, người ta ước tính trẻ em có thể hấp thu chất ô nhiễm gấp 2.3 lần trong không khí và gấp 6.1 lần trong thức ăn.
Cho đến nay quy định về hàm lượng Benzen có trong nước uống/nước giải khát của tổ chức y tế thế giới (WHO) là 10 ppb (part per billion, phần tỉ), của Mỹ là 5 ppb và của châu Âu là 1 ppb.
Sự hiện diện của Benzen trong thực phẩm
Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) lần đầu tiên nhận biết sự hiện diện của Benzen có trong sản phẩm nước uống và năm 1990. Khi ấy sản phẩm đóng chai của hãng Perrier đang bán ở Mỹ bị ghi nhận là có hàm lượng thấp Benzen và do vậy phải bị thu hồi trên toàn nước Mỹ (Hình phía dưới, thông tin đăng trên tờ New York Times ngày 10 tháng 2 năm 1990). Từ đó, FDA và ngành công nghiệp nước giải khát bắt đầu quan tâm nhiều hơn đến hiện tượng này và đã thực hiện nhiều nghiên cứu để tìm ra câu trả lời.
Vào năm 1993, hai nhà khoa học Gardner và Lawrence đã công bố một nghiên cứu cho thấy trong một số sản phẩm nước giải khát chứa thành phần muối của axít Benzoic và axít Ascorbic (Vitamin C) có thể chuyển hóa thành Benzen gây ung thư ở nồng độ thấp. Lượng Benzen này sinh ra từ phản ứng của muối Benzoate, axít Ascorbic và các ion kim loại như đồng, sắt có trong thực phẩm, phản ứng này sẽ xảy ra nhanh hơn ở nhiệt độ cao hoặc dưới ánh sáng có chứa UV.
Axít Benzoic và axít Ascorbic (Vitamin C) được sử dụng rất nhiều trong thực phẩm, chúng được thêm vào với mục đích giúp bảo quản thực phẩm lâu dài.
+ Axít Benzoic (mã số 210) là một hợp chất rắn màu trắng, dễ tan trong rượu nhưng khó tan trong nước (tối đa chỉ có 0.3 g axít Benzoic có thể tan trong 100 g nước, ở 20 °C). Đặc tính bảo quản thực phẩm của chất này có được là do có thể kìm hãm sự sinh sản của nhiều loại vi sinh vật. Tuy nhiên vì tính chất khó tan nên người ta thường sử dụng muối của nó là Natri benzoate (mã số 211) để thay thế vì muối này tan rất tốt hơn trong nước, cao gấp 200 lần so với axít Benzoic (66 g Natri Benzoate có thể tan trong 100 g nước ở 20 °C). Muối Natri Benzoate, bản thân nó không có tác dụng bảo quản thực phẩm như axít Benzoic. Tuy nhiên khi được hòa vào thực phẩm, nước uống trong môi trường axít (pH < 3.5) nó sẽ hình thành axít Benzoic dạng không phân tách (undissociated Benzoic acid) và có tác dụng bảo quản thực phẩm. Ngoài muối Natri Benzoate, người ta còn sử dụng muối Kali Benzoate (mã số 212), Canxi Benzoate (mã số 213). Hiện nay theo tiêu chuẩn của Mỹ và nhiều nước khác trên thế giới (trong đó có Việt Nam) thì hàm lượng cho phép của axít Benzoic hoặc các muối của nó trong thực phẩm là không quá 1 phần ngàn (0.1%) hay nói cách khác là không quá 1g trong 1kg thực phẩm. Tùy theo từng quốc gia mà có những quy định cụ thể hơn về nồng độ này.
+ Axít Ascorbic (mã số 300) còn có tên gọi thông dụng hơn là vitamin C, là hợp chất dễ tan trong nước và có công thức hóa học là C6H8O6. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và được sử dụng làm chất phụ gia để bảo quản nhờ vào đặc tính chống oxi hóa. Ngoài ra, các dạng muối của nó như Natri Ascorbate (mã số 301), Canxi Ascorbate (mã số 302) cũng được sử dụng với mục đích trên. Vì hợp hợp chất này không độc nên không có hàm lượng cụ thể giới hạn trong thực phẩm mà hầu hết các nước trên thế giới chỉ khuyến cáo cho vào thực phẩm với lượng vừa đủ (just enough).
Trở lại nghiên cứu phát hiện sự hình thành Benzen từ hai nhóm chất phụ gia trên (axít Benzoic và axít Ascorbic) đã làm dấy lên mối lo ngại về an toàn thực phẩm. Một loạt các nghiên cứu khác được tiến hành dựa trên kết quả nghiên cứu của Gardner và Lawrence để làm sáng tỏ hơn về vấn đề này.
+ Nhóm nghiên cứu của McNeal đã dựng mô hình thực phẩm dạng lỏng có chứa 0.025% axít Ascorbic và 0.04% Sodium Benzoate. Sau 20 giờ trong điều kiện nhiệt độ 45°C và chiếu tia UV thì lượng Benzen tạo ra trong sản phẩm là 300 ppb (phần tỉ). Còn trong điều kiện phòng tối và nhiệt độ phòng thì sau 20 giờ lượng Benzen là 4 ppb. Tuy nhiên, lượng Benzen cũng tăng lên từ từ đến 266 ppb sau 8 ngày trong điều kiện phòng tối và nhiệt độ phòng.
+ Nhóm nghiên cứu của Chang & Ku cũng có thiết kế thí nghiệm tương tự như nhóm của McNeal nhưng khảo sát sự ảnh hưởng của ion kim loại đồng và sắt có trong sản phẩm. Họ cố tình không bỏ các ion kim loại này vào sản phẩm và để trong tối, nhiệt độ phòng trong 8 ngày và ghi nhận lượng Benzen tạo ra là 176 ppb. Điều này cho thấy sự hiện diện rất nhỏ (trace) của các ion kim loại này có trong thành phần tự nhiên cũng đủ để xúc tác phản ứng tạo Benzen từ axít Ascorbic và Natri Benzoate. Tuy nhiên, nếu thêm các chất có tác dụng “giam giữ” kim loại (chelator) như EDTA (Ethylene diamine tetra acetic acid) và (DTPA) (diethylene triamine penta acetic acid) nồng độ 0.1 mM (mili molar) thì có thể ngăn chặn sự hình thành Benzen, hoặc bổ sung rượu (Ethanol) ở nồng độ 100mM cũng cho thấy giảm sự hình thành Benzen đến 90%.
Từ những nghiên cứu này và nhiều nghiên cứu khác liên quan, năm 2006 hiệp hội đồ uống của Mỹ (American Beverage Association) đã đưa ra các hướng dẫn để giúp các nhà sản xuất giảm hàm lượng Benzen trong thực phẩm như sau:
+ Thay thế, giảm lượng axít Ascorbic (và các muối của nó) bằng các chất chống oxi hóa khác trong việc bảo vệ thực phẩm.
+ Thay thế, giảm lượng axít Benzoic (và các muối của nó) bằng các chất chống sự phát triển của vi sinh vật khác trong việc bảo vệ thực phẩm.
+ Thêm EDTA hoặc sodium polyphosphates để giam giữ ion kim loại, không cho xúc tác phản ứng tạo Benzen.
+ Kiểm tra điều kiện kho bãi lưu trữ sản phẩm, đảm bảo không giữ trong nhiệt độ cao cũng như bị chiếu bởi ánh sáng có tia UV.
Từ đó đến nay đã có nhiều nhà sản xuất tự chỉnh sửa (reformulate) lại thành phần, công thức sản xuất các sản phẩm của mình để bảo đảm giảm lượng Benzen xuống dưới mức cho phép của cơ quan chính phủ ở nước sở tại. Một ví dụ trong đó là hãng nước giải khát khổng lồ Coca Cola tuyên bố vào năm 2008 sẽ loại bỏ axít Benzoic ra khỏi thành phần của nhiều sản phẩm của công ty.
Đánh giá về độ an toàn của tương ớt Chin-su sau sự cố thu hồi lớn ở Nhật
Trong mấy ngày nay, đang xôn xao vụ hơn 18 ngàn chai tương ớt nhãn hiệu Chin-su có nguồn gốc Việt Nam bị trung tâm y tế công cộng thành phố Osaka yêu cầu thu hồi vào ngày 2 tháng 4 vì vi phạm Luật vệ sinh thực phẩm và Luật nhãn thực phẩm. Họ cho rằng nhà nhập khẩu đã không ghi rõ trên nhãn phụ (tiếng Nhật) rằng số tương ớt này có chứa axít Benzoic, vốn không được phép sử dụng trong tương ớt ở Nhật Bản. Lượng axít Benzoic được kiểm tra trong 3 lô hàng lần lượt là 0.41g/kg, 0.42g/kg và 0.45g/kg.
Axít Benzoic đã được nghiên cứu từ rất lâu và nhiều. Sau khi ăn, axít Benzoic acid và Natri Benzoate được hấp thu nhanh trong hệ tiêu hóa đường ruột và được chuyển hóa trong gan bằng cách gắn kết với glycine để tạo thành axít hippuric được nhanh chóng thải ra ngoài qua nước tiểu.
Ở chuột, ngưỡng an toàn (không quan sát thấy tác dụng phụ) của chất này được xác định là 1310 mg/kg/ngày. Ngoài ra, trên hai thí nghiệm khác quan sát trong thời gian dài trên chuột cũng cho thấy không có tác dụng gây ung thư của chất này. Dựa trên các kết quả nghiên cứu cho tới hiện nay kết luận là chất này thuộc nhóm không gây ung thư (unlikely to be carcinogenic). Đối với người, lượng axít Benzoic được xem là an toàn là dưới 5 mg/kg/ngày qua đường ăn uống, hay nói cách khác là 1 người nặng 50 kg có thể tiêu thụ khoảng 250 mg axít Benzoic trong một ngày. Nếu thực phẩm chứa 500mg/kg axít Benzoic thì một người 50 kg có thể tiêu thụ an toàn khoảng nửa kg thực phẩm đó mỗi ngày.
Ở nhiều nước trên thế giới (trong đó có Mỹ và Việt Nam) thì lượng axít Benzoic được quy định cho vào thực phẩm không quá 1g/kg. Do vậy, dựa vào kết quả kiểm nghiệm trên chúng ta thấy lượng axít Benzoic trong chai tương ớt Chin-su vẫn đạt mức yêu cầu nhưng tại sao Nhật lại cấm trong tương ớt nhưng vẫn cho sử dụng ở những sản phẩm khác như bơ thực vật, xi rô, nước ngọt, nước tương? Để trả lời cho câu hỏi này, chúng ta nên biết là các quy chuẩn về thực phẩm của các nước là khác nhau. Dựa trên các kiến thức khoa học, các nghiên cứu về độc tố, độ an toàn của các chất mà hội đồng khoa học của từng nước ở các tổ chức chính phủ phụ trách về an toàn thực phẩm sẽ đưa ra tiêu chuẩn riêng cho nước mình. Luật có thể khắt khe hơn ở nước này nhưng dễ hơn ở nước khác là chuyện bình thường, do vậy khi nhập khẩu sang nước nào đó thì nhà sản xuất phải chấp hành luật về an toàn thực phẩm của nước đó.
Một câu hỏi khác được đặt ra ở đây là tại sao các nhà khoa học ở Nhật sợ axít Benzoic trong chai tương ớt? Dựa trên các bằng chứng khoa học cho đến hiện nay thì sự lo ngại này là có cơ sở! Đó là khả năng tạo ra Benzen trong sản phẩm vì vitamin C là thành phần có thể tìm thấy trong nhiều ở thực vật trong tự nhiên và cao ở ớt với khoảng 2400mg/kg so với dâu là 580 mg/kg; cam là 530mg/kg; cà chua là 140mg/kg. Hơn nữa, chính trong thành phần bổ sung các chất phụ gia sản phẩm tương ớt Chin-su cũng đã có bổ sung thêm Vitamin C dưới dạng chất chống oxi hóa với mã số 300! Do vậy, dựa trên các bằng chứng khoa học được thảo luận trong phần 2 và các số liệu ghi nhận được ở đây thì cho thấy nguy cơ thực sự của sản phẩm này không phải là từ lượng axít Benzoic trong sản phẩm mà là sự tạo thành Benzen của axít Benzoic với thành phần Vitamin C có trong ớt và trong chính phụ gia mang mã số 300 mà nhà sản xuất thêm vào (hình bên dưới do người tiêu dùng cung cấp).
Kết luận
Benzen là một chất đã được khẳng định về khả năng gây ung thư trên người. Do vậy, sự hiện diện của Benzen trong sản phẩm thức uống nói riêng và trong thực phẩm nói chung là điều đáng quan tâm, đang được nghiên cứu nhiều hơn. Do vậy, việc thực hiện tốt các hướng dẫn nói trên để giảm tối thiểu lượng Benzen sinh ra trong sản phẩm là điều cần thiết trong việc sản xuất và bảo quản thực phẩm, giảm nguy cơ tác hại đến sức khỏe người tiêu dùng.
Hiện nay theo quy chuẩn an toàn thực phẩm của Việt Nam, thành phần trong tương ớt Chin-su vẫn thỏa mãn được yêu cầu. Việc hiện diện 2 chất bảo quản axít Benzoic và Vitamin C trong tương ớt Chin-su chưa thể khẳng định có đủ để tạo ra chất Benzen với nồng độ nguy hiểm gây ung thư hay không. Tuy nhiên đây vẫn là một yếu tố nguy cơ đáng lưu ý từ góc độ khoa học. Mong nhà sản xuất và các cơ quan có thẩm quyền sớm có động thái về việc minh bạch các quy chuẩn có liên quan đến Benzen để người tiêu dùng an tâm.
Không chỉ tương ớt, có rất nhiều thực phẩm chế biến sẵn khác có chứa chất bảo quản, bạn đọc nên để tâm đọc thành phần sản phẩm trước khi mua, đối chiếu, so sánh và giới hạn lượng chất bảo quản đưa vào cơ thể từ nhiều nguồn thực phẩm khác nhau (có thể sử dụng bảng đối chiếu từ link đầu tiên trong phần tài liệu tham khảo). Điều này không chỉ giúp bạn đọc có thói quen dinh dưỡng lành mạnh, khoa học mà còn giúp giảm nguy cơ ung thư.
[spoiler title=’Tài liệu tham khảo’ style=’orange’ collapse_link=’false’]1. https://en.wikipedia.org/wiki/E_number (E numbers are codes for substances that are permitted to be used as food additives for use within the European Union)
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Benzene_in_soft_drinks (Benzen trong sản phẩm nước uống)
3. https://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/FoodAdditivesIngredients/ucm091048.htm#collapse2014 (Food Additive Status List)
4. https://www.healthline.com/nutrition/vitamin-c-foods#section18 (20 loại thực phẩm có chứa hàm lượng Vitamin C cao)
5. https://tuoitre.vn/nhat-thu-hoi-hon-18-000-chai-tuong-ot-chin-su-vi-chua-chat-cam-20190406113822824.htm
5. Gardner LK, Lawrence GD, 1993. Benzene production from decarboxylation of benzole acid in the presence of ascorbic acid and a transition-metal catalyst. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 41(5):693–695.
6. McNeal TP, Nyman PJ, Diachenko GW, Hollifield HC, 1993. Survey of benzene in foods by using headspace concentration techniques and capillary gas chromatography. Journal of AOAC International.;76(6):1213–1219.
7. Chang C, Ku K, 1993. Studies on benzene formation in beverages. Journal of Food and Drug Analysis. 1:385–393.
8. Salviano Dos Santos VP, Medeiros Salgado A, Guedes Torres A, Signori Pereira K, 2015. Benzene as a Chemical Hazard in Processed Foods. Int J Food Sci. 2015:545640.
9. Varvara M, Bozzo G, Celano G, Disanto C, Pagliarone CN, Celano GV, 2016. The Use of Ascorbic Acid as a Food Additive: Technical-Legal Issues. Ital J Food Saf. 5(1):4313.
10. Benzoic Acid and Sodium Benzoate. Concise International Chemical Assessment Document 26. First draft prepared by Dr A. Wibbertmann, Dr J. Kielhorn, Dr G. Koennecker, Dr I. Mangelsdorf, and Dr C. Melber, Fraunhofer Institute for Toxicology and Aerosol Research, Hanover, Germany. (https://www.who.int/ipcs/publications/cicad/cicad26_rev_1.pdf)[/spoiler]
