Melamine: Ứng dụng và tác hại

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này

"Sữa và thực phẩm từ sữa nhiễm melamine", " Sữa xuất xứ từ Trung Quốc chứa chất gây "sạn thận", "Hàng loạt quốc gia cấm nhập sản phẩm sữa từ Trung Quốc", "Sữa không có melamine có cơ hội tăng doanh thu"... là một vài ví dụ về các "tít" trên nhiều phương tiện thông tin đại chúng trong những ngày gần đây. Tuy nhiên sự "thiếu" những thông tin tối thiểu nhưng cần thiết về melamine có lẽ là một trong những nguyên nhân khiến cho không ít nhà sản xuất, nhà kinh doanh và người tiêu dùng hoang mang và cũng không ít con cò tự nhiên béo nhờ nước đục. Vậy melamine là gì? Tại sao người ta lại cho melamine vào sữa? Mức độ gây hại của melamine ra sao? Có cách nào để phát hiện melamine hay không? ...

Melamine là gì?

Melamine (tên đầy đủ 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine) là một bazơ hữu cơ có công thức hóa học C3H6N6 tạo thành từ 3 phân tử cyanamide (CN2H2). Nếu tính tỷ lệ các nguyên tố cácbon (C), nitơ (N) và hydro (H) thì nitơ chiếm tới 66% nếu tính theo khối lượng. Melamine tan ít trong nước, có khả năng giải phóng N khi gặp nhiệt độ cao và được sử dụng làm chất chống cháy.

Melamine còn là dẫn chất của thuốc trừ sâu cyromazine và có thể được hình thành trong cơ thể động vật có vú từ cyromazine[1]. Có nghiên cứu cho rằng melamine cũng được hình thành từ cyromazine khi cyromazine có mặt trong mô thực vật[2].

Sự ra đời và phương pháp tổng hợp melamine

Nhà hóa học người Đức tên Justus von Liebig là người đầu tiên tổng hợp melamine vào năm 1834. Trong phương pháp tổng hợp của Justus von Liebig, calcium cyanamide (CaCN2) được chuyển thành dicyandiamide sau đó được nung nóng để tạo melamine. Ngày nay urê được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất melamine. Phương trình hóa học như sau:

6(NH2)2CO → C3H6N6 + 6NH3 + 3CO2

Trước hết, urê được phân tách tạo axit cyanic (HNCO) (phản ứng cần nhiệt độ cao):

(NH2)2CO → HCNO + NH3

Tiếp theo là phản ứng polyme hóa axit cyanic tạo dioxit cácbon và melamine (phản ứng tỏa nhiệt):

6HCNO → C3H6N6 + 3CO2

Xét toàn bộ quá trình, phản ứng tạo melamine là phản ứng cần nhiệt độ cao.

Chính vì vậy, melamine cũng là tạp chất trong sản xuất urê.

Quy trình kết tinh và rửa melamine làm sản sinh một lượng lớn nước thải có hại nếu chúng được xả trực tiếp vào môi trường. Thông thường nước thải được cô thành dạng rắn (có thể chứa đến 75% melamine) nhưng thuận tiện và an toàn hơn trong cho quản lý và xử lý.

Ứng dụng Melamine trong công nghiệp, nông nghiệp...

Melamine cùng với foc-môn được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất nhựa chịu nhiệt và chất tạo bọt làm sạch. Melamine cũng là một trong những thành phần chính của chất màu có tên Pigment Yellow 150 trong mực in và nhựa... Nó cũng được sử dụng trong sản xuất bêtông nhằm làm giảm hàm lượng nước, tăng khả năng chịu lực, hạn chế tạo xốp và tăng độ bền của bêtông.

Do sở hữu hàm lượng nitơ cao nên ngay từ những năm 50, melamine được sử dụng làm phân bón[3]. Tuy nhiên, do phản ứng thủy phân melamine nên tác dụng của nó đối với đất trồng rất hạn chế. Melamine cũng có mặt trong thuốc có gốc asen được dùng trong điều trị xoắn trùng châu phi[4]. Đã từ lâu người ta dùng melamine như một nguồn cung cấp nitơ không phải là protein cho động vật nhai lại[5] (tuy nhiên, quan điểm về ứng dụng này còn chưa nhất quán).

Vì hàm lượng nitơ cao nên melamine được những nhà sản xuất "gian dối" đưa vào thực phẩm. Cơ sở để họ thực hiện điều này là những phương pháp kiểm tra như phương pháp Kjeldahl và phương pháp Dumas đo hàm lượng đạm trong thực phẩm (một chỉ số dinh dưỡng) qua việc xác định hàm lượng nitơ. Chính vì vậy melamine được dùng để "lừa" phương pháp kiểm tra, lừa các cơ quan kiểm tra và tất nhiên là lừa người tiêu dùng.

Một điều cần lưu tâm là nhựa melamine thường được sử dụng trong đóng gói thực phẩm của người và động vật cũng như làm nguyên liệu chế tạo các dụng cụ ăn uống như thìa, dĩa... nên melamine có thể xâm nhập từ dụng cụ bao gói hay đồ dùng ăn uống vào thực phẩm với hàm lượng rất nhỏ (tính bằng phần triệu)[6]. Melamine cũng có thể được hình thành (như là dẫn chất) từ thuốc trừ sâu cyromazine nếu chất này có mặt trong mô của động vật, thực vật[7]. Hai trường hợp này (đều với hàm lượng rất nhỏ) có thể được gọi là sự "hiện diện không chủ định" để phân biệt với các trường hợp "cố tình" thêm melamine nói trên.

Melamine gây độc ra sao?

Melamine (màu xanh) dễ dàng kết hợp với axít cyanuric (màu đỏ) qua liên kết hydro tạo kiểu liên kết phân tử hình mái ngói, lắng đọng và gây sỏi thận

Bản thân melamine không có tính độc ở liều thấp[8] nhưng khi kết hợp với axit cyanuric thì melamine có khả năng gây sỏi thận thậm chí dẫn đến tử vong.

Gây độc cấp tính

Số liệu từ thí nghệm trên chuột cho thấy liều gây chết 50% chuột thí nghiệm (LD50) là 3.000mg/kg khối lượng cơ thể nếu melamine được đưa vào theo đường miệng. LD50 của thỏ khi làm thí nghiệm kích thích trên da lớn hơn 1000mg/kg[9]. Melamine cũng gây kích thích cho da và mắt. Một nhóm nhà khoa học Liên Xô cũ cho rằng muối tạo thành từ melamine và axit cyanuric (muối sử dụng trong chống cháy) có độc tính mạnh hơn cả hai chất riêng rẽ này[10]. Nếu đưa muối melamine trực tiếp vào dạ dày của chuột, LD50 là 4,1g/kg còn khi cho chuột hít, LD50 là 3,5g/kg. Các số liệu tương ứng đối với chuột nhắt là 7,7 g/kg và 3,4 g/kg[11].

Mèo ăn thức ăn chứa melamine có các biểu hiện của hư thận.

Gây độc mãn tính

Nếu ăn thực phẩm chứa melamine có thể dẫn đến các tổn thương đường tiêu hóa, sỏi bàng quang, sỏi thận và có thể ung thư bàng quang[12]. Melamine cũng được tìm thấy trong mô thận của mèo và chó được cho ăn thức ăn chứa melamine [13], [14]. Sự lắng đọng các tinh thể muối melamine có khả năng gây bệnh tích tại thận của lợn và cá tương tự như axit uric gây sỏi thận ở người [15].

Thí nghiệm trên chó ăn thức ăn chứa 3% melamine trong một năm dẫn đến giảm tỷ lệ các thành phần quyết định tăng trưởng, tăng bài tiết nước tiểu, hình thành tinh thể melamine trong nước tiểu, đi tiểu ra máu[16].

Tinh thể melamine rất khó tan, di chuyển rất chậm trong đường tiết niệu (từ thận xuống niệu đạo) nên có khả năng gây các triệu chứng độc cấp tính.

Trường hợp phản ứng với chất dẻo melamine formaldehyde đối với người xảy ra với một phụ nữ 28 tuổi là công nhân chế biến gỗ. Phụ nữ này được xác định là không có phản ứng dị ứng với formaldehyde. Các triệu chứng quan sát được là những vết eczecma ở mu bàn tay và cổ tay. Các nghiên cứu cho thấy, phản ứng dị ứng rất hiếm gặp (so với phản ứng đối với formaldehyde)[17].

Chuyện từ chó, mèo đến... người

Sữa chứa melamine từ Trung Quốc gây sỏi thận cho trẻ em[18] thực sự đã gây sốc cho người tiêu dùng trên toàn thế giới dẫn đến việc hàng loạt quốc gia ban hành lệnh cấm nhập khẩu các mặt hàng chế biến từ sữa của Trung Quốc. Tuy nhiên, việc phát hiện melamine trong hàng nhập từ Trung Quốc lại là chuyện cũ của tháng 3 năm 2007 khi nhiều lô bột bì và thức ăn cho chó, mèo chế biến bằng nguyên liệu nhập từ Trung Quốc gây sỏi thận "thành dịch" cho thú cảnh nuôi tại nhiều nước. Sau khi thủ phạm được xác minh, Mỹ, Châu Âu, Nam Phi đã thu hồi toàn bộ số hàng nhập có nhiễm melamine này.

Từ tháng 3/2007, nhiều thú cảnh đã bị sỏi thận vì thức ăn nhiễm melamine từ Trung Quốc
Cũng chính từ vụ thức ăn chó, mèo tai tiếng mà hàng loạt nghiên cứu được tiến hành nhằm tìm kiếm phương pháp tối ưu để xác định sự có mặt và hàm lượng của melamine trong thực phẩm và nguyên liệu chế biến cũng như triệu chứng, bệnh tích do melamine gây ra trên động vật thí nghiệm cũng như những cô chú chó, mèo không may mắn khi được nuôi dưỡng bằng lô hàng tháng 3 năm 2007.
Uống sữa nhiễm melamine làm các bé phải nhập viện (nguồn BBC)

Hầu hết các kết quả nghiên cứu cho thấy bệnh tích do melamine gây ra chủ yếu ở đường tiết niệu mà đặc thù là sự hiện diện của các tinh thể melamine gây sỏi thận, hư thận và thậm chí gây chết động vật. Tất cả được lặp lại trong tháng 9 năm nay nhưng với hàng vạn trẻ em! Tuy nhiên, câu chuyện không dừng lại ở đó khi phản ứng dây chuyền tiếp tục làm gia tăng ảnh hưởng kinh tế của melamine! Người tiêu dùng ngần ngại mua sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa hay bột ngũ cốc nhập từ Trung Quốc (và có thể cả hàng nội địa) còn người sản xuất và nhà kinh doanh thì điêu đứng khi sữa làm ra không bán được hay chờ kiểm tra... Thiệt hại và bận rộn kiểu kiểu mắm tôm-dịch tả, thịt gà-H5N1, mỹ phẩm-sudan ... lại tiếp diễn.

Có quy định về sử dụng melamine hay không?

Melamine được sử dụng trong công nghiệp nhựa, sản xuất keo dán và các sản phẩm chịu nhiệt, dụng cụ nhà bếp, làm chất chống cháy .v.v chứ không phải là chất phụ gia thực phẩm. Mục đích của việc đưa melamine vào thức ăn cho động vật và thực phẩm chỉ nhằm làm tăng hàm lượng nitơ để được các phương pháp đánh giá cho là có hàm lượng đạm cao. "Đạm" ở đây là "đạm giả", không những không có giá trị dinh dưỡng mà còn gây hại. Mỹ và các quốc gia thuộc EU không cho phép sử dụng melamine làm phụ gia trong thức ăn động vật và thực phẩm cho người trong bất cứ giai đoạn nào của quá trình chế biến. Mặc dù bản thân melamine không có tính độc cao nhưng hỗn hợp melamne và axít cyanuric sẽ có khả năng tạo tinh thể rất lớn và gây sỏi thận [3].

Giả sử melamine không được thêm vào có chủ định nhưng mẫu xét nghiệm vẫn có melamine thì sao? Trường hợp này có thể do melamine từ bao gói, dụng cụ chứa đã xâm nhập vào thực phẩm với hàm lượng rất thấp. EU quy định lượng melamine cho phép xâm nhập là 30mg/kg-1 (giới hạn cho formaldehyde là 15mg/kg-1)[19].

Một hội đồng khoa hoc bao gồm nhiều chuyên gia được Cục quản lý Thực Phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) và Bộ Nông nghiệp Mỹ USDA thành lập để đánh giá tác hại của melamine đối với động vật và người[8].

Có cách nào để "nhận diện" melamine hay không?

Với tính ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong công nghiệp nên các phương pháp định tính, định lượng melamine cũng như các dẫn chất của melamine đã được sử dụng rộng rãi. Tuy vậy, việc phát triển các phương pháp dùng tìm dấu vết và định lượng melamine trong thức ăn[20], trong mô của động vật [21] được chú ý sau khi vụ phát hiện thức ăn nhiễm melamine nhập từ Trung Quốc (tháng 3 năm 2007). Phương pháp được dùng phổ biến hiện nay là sắc ký lỏng (liquid chromatography) và sắc ký lỏng cải biến [20], sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khối phổ (mass spectrometry, MS), HPLC kết hợp với MS (HPLC-MS/MS)[22]. Phương pháp dựa trên nguyên lý phản ứng miến dịch kết hợp enzyme (EIA) cũng được ứng dụng để tìm melamine trong thức ăn [23]. Cục quản lý Dược phẩm và thực phẩm (Mỹ) sử dụng kỹ thuật sắc ký khối phổ khí ion hóa điện tử (gas chromatography-electron ionization-mass spectrometry) để tìm melamine trong thực phẩm [24]. Khối phổ hồng ngoại cũng được ứng dụng tìm tinh thể chứa melamine trong mô động vật [25]...

Nên tư vấn thế nào cho nhà sản xuất, nhà kinh doanh và người tiêu dùng?

Mời bạn đóng góp cho mục này!

Xem thêm

Tài liệu tham khảo

  1. Summary report (2), Committe for veterinary medical products Cyoromazine (The European agency for the evaluation of mediacl products, veterinary medicines and inspection). January 2001.
  2. Lori 0. Lim, Susan J. Scherer, Kenneth D. Shuler, and John P. Toth. (1990) Disposition of Cyromazine in Plants under Environmental Conditions J. Agric. Food Chem. 38, 860-864.
  3. Hauck, R.D.; H.F. Stephenson (1964). "Nitrification of triazine nitrogen". Fertilizer Nitrogen Sources 12 (2): 147.
  4. Barrett MP, Gilbert IH (2006). "Targeting of toxic compounds to the trypanosome's interior". Adv. Parasitol. 63: 125–83.
  5. Melamine as a dietary nitrogen source for ruminants", G.L.Newton and P.R.Utley, Journal of Animal Science, 47, p338-44, 1978
  6. Ishiwata H, Inoue T, Yamazaki T, Yoshihira K (1987). Liquid chromatographic determination of melamine in beverages. J Assoc Off Anal Chem 70 (3): 457–60.
  7. J.V. Sancho, M. Ibanez, S. Grimalt, O.J. Pozo, F. Hernandez (2005). Residue determination of cyromazine and its metabolite melamine in chard samples by ion-pair liquid chromatography coupled to electrospray tandem mass spectrometry. Analytica Chimica Acta Vol.530, p237-243.
  8. 8,0 8,1 Richard Peek and K. Rajender Reddy, Section editor. FDA issues statement on diethylene glycol and melamine food contamination. Gastroenterology and hepatology news (2007) 133:5-6.
  9. Safety data for melamine [1]
  10. Trang thông tin về dẫn chất của melamine [2].
  11. Puschner et al. (November 2007). Assessment of melamine and cyanuric acid toxicity in cats. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation.
  12. HD Heck and RW Tyl (1985). The induction of bladder stones by terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and melamine (2,4,6-triamino-s-triazine) and its relevance to risk assessment. Regul Toxicol Pharmacol. 5 3): 294–313.
  13. Cai Q, Ouyang Y, Qian Z, Peng Y (2008). Determination of melamine residue in feeds by ultra performance liquid chromatography coupled with electrospray tandem mass spectrometry. Se Pu. (abstract) 26(3):339-42.
  14. Cianciolo RE, Bischoff K, Ebel JG, Van Winkle TJ, Goldstein RE, Serfilippi LM. (2008). Clinicopathologic, histologic, and toxicologic findings in 70 cats inadvertently exposed to pet food contaminated with melamine and cyanuric acid. J Am Vet Med Assoc. 233(5):729-37.
  15. Reimschuessel R, Gieseker CM, Miller RA, Ward J, Boehmer J, Rummel N, Heller DN, Nochetto C, de Alwis GK, Bataller N, Andersen WC, Turnipseed SB, Karbiwnyk CM, Satzger RD, Crowe JB, Wilber NR, Reinhard MK, Roberts JF, Witkowski MR. (2008) Evaluation of the renal effects of experimental feeding of melamine and cyanuric acid to fish and pigs. Am J Vet Res. 69(9):1217-28.
  16. T.W. Tusing. Chronic Feeding - Dogs, cited by "Summary of toxicity data - trichloromelamine" (California Environmental Protection Agency).
  17. García Gavin J, Loureiro Martinez M, Fernandez-Redondo V, Seoane MJ, Toribio J.(2008). Contact allergic dermatitis from melamine formaldehyde resins in a patient with a negative patch-test reaction to formaldehyde. Dermatitis. 19(2):E5-6.
  18. Bài viết của Scott Mc Donald trên AP Associated Press. "Nearly 53,000 Chinese Children sick from milk."
  19. Lund KH, Petersen JH. (2006) Migration of formaldehyde and melamine monomers from kitchen- and tableware made of melamine plastic. Food Addit Contam. 23(9):948-55.
  20. 20,0 20,1 Muñiz-Valencia R, Ceballos-Magaña SG, Rosales-Martinez D, Gonzalo-Lumbreras R, Santos-Montes A, Cubedo-Fernandez-Trapiella A, Izquierdo-Hornillos RC. (2008) Method development and validation for melamine and its derivatives in rice concentrates by liquid chromatography. Application to animal feed samples. Anal Bioanal Chem. 392(3):523-31.
  21. Filigenzi MS, Puschner B, Aston LS, Poppenga RH. (2008). Diagnostic determination of melamine and related compounds in kidney tissue by liquid chromatography/tandem mass spectrometry. J Agric Food Chem. 10;56(17):7593-9. Epub 2008 Jul 25.
  22. Dobson RL, Motlagh S, Quijano M, Cambron RT, Baker TR, Pullen AM, Regg BT, Bigalow-Kern AS, Vennard T, Fix A, Reimschussel R, Overmann G, Shan Y, Daston GP. (2008). Identification and Characterization of Toxicity of Contaminants in Pet Food Leading to an Outbreak of Renal Toxicity in Cats and Dogs. Toxicol Sci. 2008 Aug 9
  23. Andersen WC, Turnipseed SB, Karbiwnyk CM, Clark SB, Madson MR, Gieseker CM, Miller RA, Rummel NG, Reimschuessel R. (2008). Determination and confirmation of melamine residues in catfish, trout, tilapia, salmon, and shrimp by liquid chromatography with tandem mass spectrometry. J Agric Food Chem. 25;56(12):4340-7.
  24. Vail T, Jones PR, Sparkman OD. (2007) Rapid and unambiguous identification of melamine in contaminated pet food based on mass spectrometry with four degrees of confirmation. J Anal Toxicol. 31(6):304-12.
  25. Thompson ME, Lewin-Smith MR, Kalasinsky VF, Pizzolato KM, Fleetwood ML, McElhaney MR, Johnson TO. (2008) Characterization of melamine-containing and calcium oxalate crystals in three dogs with suspected pet food-induced nephrotoxicosis. Vet Pathol. 45(3):417-26

Tác giả

Nguyễn Bá Tiếp, 27/09/2008.

Xem toàn bộ

Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này