Đây là bản tóm tắt cuộc trao đổi giữa Giáo sư Gianluca Giorgi, Đại học Siena, nước Ý và tiến sĩ Vera Koester,Tạp chí ChemViews, trao đổi với tiến sĩ Michele Suman đến từ Barilla, Ý và tiến sĩ Franco Biasioli đến từ Viện Nông nghiệp S. Michele all’Adige, Ý (hiện là Tổ chức Edmund Mach) về hóa học phân tích trong công nghiệp thực phẩm và các xu hướng hiện nay.

Hỏi: Chất lượng thực phẩm – an toàn thực phẩm – truy nguyên nguồn gốc thực phẩm, tầm quan trọng của các yếu tố này tới các trung tâm nghiên cứu và ngành công nghiệp thực phẩm hiện đại?

Trả lời (tóm tắt) Hiện nay, công nghiệp thực phẩm đang phải đối mặt với rất nhiều thách thức như: quá trình toàn cầu hóa thị trường, khủng hoảng kinh tế trầm trọng, giá cả leo thang và khan hiếm các thành phần nguyên liệu thực phẩm thô.

Những yếu tố này đang góp phần làm gia tăng việc làm giả, gây lẫn lộn giữa thực phẩm có chất lượng tốt và xấu. Vì vậy, nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm cũng như mục tiêu của các trung tâm nghiên cứu là phát triển nên các biện pháp để cải thiện và đảm bảo an toàn, chất lượng cũng như cần truy nguyên nguồn gốc thực phẩm.

Để làm được điều này cần đến các phương pháp hóa học phân tích, mà đặc biệt là phương pháp phân tích khối phổ.

Hỏi: Vậy, trong 3 yếu tố trên, yếu tố nào quan trọng nhất?

Trả lời (tóm tắt) cần đặt ưu tiên lên an toàn thực phẩm, để hướng tới kết hợp giữa nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng để đánh giá các ưu tiên phân tích và thực hiện có hiệu quả các phương pháp mới này trong công nghiệp thực phẩm trên toàn thế giới.

Hỏi: Mùi hay vị quan trọng hơn?

Trả lời (tóm tắt) Cả 2 yếu tố đều rất quan trọng, kết hợp vị với mùi thông qua các giác quan thuộc thần kinh sọ và sẽ cho kết quả cảm nhận cũng như sự ưa thích của người tiêu dùng đối với một sản phẩm thực phẩm cụ thể. Con người có thể phân biệt được khoảng 10,000 hóa chất khác nhau.

Công nghiệp thực phẩm cũng quan tâm trực tiếp tới cả 2 yếu tố các chất tạo vị và mùi để đảm bảo mùi hương cũng như chất lượng của sản phẩm thực phẩm.

Hỏi: các phương pháp nào hiện được sử dụng để nghiên cứu thực phẩm trong phòng thí nghiệm?

Trả lời (tóm tắt) Xu hướng hiện nay là sử dụng các biện pháp tổng hợp, so sánh và kết hợp các cách thức khác nhau để xác định các đặc điểm của thực phẩm, từ phân tích cảm quan do chính con người trực tiếp cảm nhận để đánh giá chất lượng cảm nhận được của thực phẩm tới việc xác định đặc điểm cơ bản của thực phẩm. Việc kết hợp khối phổ độ phân giản thấp/cao với sắc ký khí GC hay sắc khí lỏng hiệu năng cao HPLC đang được sử dụng rộng rãi, hướng tới phát triển các phương pháp đa phân tích cho phép chúng ta dễ dàng định lượng và phân loại chính xác các loại phân tử khác nhau, trên cả hai khía cạnh an toàn và chất lượng.

Các tính chất lưu biến cũng cần được đánh giá thông qua khai thác các thiết bị chuyên sâu như máy đo đặc tính bột nhào (alveograph), máy đo lực (dynamometer) và máy đo độ lưu biến (rheometer).

Ngoài ra, có thể đánh giá nhiều thông số khác nhờ sử dụng kính hiển vi và phương pháp quang phổ (từ tử ngoại tới hồng ngoại), đặc biệt là các thiết bị đo quang phổ hồng ngoại gần dựa trên phép biến đổi fourier (FT-NIR). Bên cạnh đó, cũng sử dụng các công cụ đo nhanh như máy đo huỳnh quang tia X (XRF), máy đếm tế bào, hay phương pháp xét nghiệm miễn dịch như các bộ kít ELISA, thiết bị xét nghiệm miễn dịch dòng chảy bên, máy đo độ phân cực huỳnh quang, v.v.

Hỏi: Phương pháp khối phổ được sử dụng trong những lĩnh vực nào?

Trả lời – Franco Biasioli:

Phương pháp khối phổ đã có từ cách đây 30 năm và hiện nay phương pháp này ngày càng tiện dụng và được áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực công nghệ và nghiên cứu, và tất nhiên là trong cả ngành khoa học và công nghệ thực phẩm.

Phân tích khối phổ hiện đang được sử sụng trong phân tích an toàn thực phẩm cũng như chất lượng thực phẩm, từ phân tích độc tố vi nấm đến các loại vitamin, từ phân tích các chất làm mềm dẻo tới các chất chuyển thể sữa trong thực phẩm. Đây cũng là kỹ thuật chiến lược để đánh giá các chất đánh dấu liên quan đến nguồn gốc mùi hương của thực phẩm, nguồn gốc địa lý, v.v.

Một phương pháp mới dựa trên việc tiêm trực tiếp các hợp chất dễ bay hơi vào máy phân tích khối phổ mà không cần sử dụng kỹ thuật phân tách bằng sắc ký khí ban đầu. Kỹ thuật này được gọi là khối phổ phản ứng truyền proton (PTR-MS) và cho phép kiểm soát các hợp chất dễ bay hơi trực tiếp với độ nhạy rất cao.

Ngoài ra còn một phương pháp khác nữa là sử dụng “nose-space analysis” (phân tích không gian khứu giác)để kiểm soát nồng độ các chất bay hơi và định lượng liên tục trong thời gian sử dụng thực phẩm. Phương pháp này có thể sử dụng để xác định nhanh đặc điểm của các mẫu thực phẩm mà không làm ảnh hưởng đến mẫu so với các phương pháp đắt đỏ và tốn thời gian khác như phân tích cảm quan hay phân tích hệ gien (genomics).

Các kỹ thuật phân tích dựa trên khối phổ khác cũng được thực hiện, như việc định lượng thuốc trừ sâu và cácdư lượng khác cho tới việc kiểm tra toàn bộ hệ chuyển hóa của nho và táo, từ việc truy nguyên nguồn gốc thực phẩm tới việc kiểm tra đặc tính sinh lý học của cây trồng…. Một ứng dụng khác là quan trắc chất lượng không khí và đo lường các hợp chất dễ bay hơi trong hơi thở của con người và động vật liên quan tới các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống.

Hỏi: Phân tích thực phẩm sẽ đi theo những xu hướng nào?

Trả lời (tóm tắt)

Franco Biasioli:

– Xu hướng thứ nhất là tiếp tục phát triển các thiết bị phân tích ngày càng nhanh với độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn. Tuy nhiên xu hướng này cũng làm tăng giá thành thiết bị.

– Xu hướng thứ hai là hiểu được mối quan hệ giữa thông tin phân tích với sức khỏe con người hay với chất lượng cảm nhận được của thực phẩm, nghĩa là có được thông tin cần thiết để giúp chúng ta khỏe mạnh hơn và có thực phẩm tốt hơn.

Một cách để giải quyết những vấn đề này là ý tưởng đưa ra bản mô tả toàn diện về tất cả các phân tử trong hệ thống đã biết. Cụ thể là ngành thực phẩm học, đây là một nỗ lực áp dụng quan điểm các “omic” trong lĩnh vực thực phẩm và dinh dưỡng.

Michele Suman: Theo tôi, phương pháp khối phổ độ phân giải cao (HRMS) chắc chắn là kỹ thuật hứa hẹn nhất và sẽ tiếp tục được khai thác. Kỹ thuật này cho phép chúng ta định lượng chính xác hàng chục đến hàng trăm chất nhiễm bẩn và xác định được nguyên tắc hoạt động chỉ trong một lần phân tích hoặc tạo cơ hội để phát hiện ra sự có mặt của các chất không mong muốn khác.

Mặt khác, các kỹ thuật kiểm tra nhanh, đáng tin cậy và có công suất lớn như FT-NIR hay bộ cảm biến sinh học(biosensors) cũng rất cần thiết trong tương lai của lĩnh vực công nghiệp thực phẩm.

Một trong những mục tiêu chính trong tương lai của công nghiệp thực phẩm là giảm giá thành của thực phẩm, tính tiện lợi và khả năng phân phối thực phẩm toàn cầu bằng cách giữ cho thực phẩm không bị biến đổi càng lâu càng tốt. Có nghĩa là lưu kho, xử lý và các giải pháp đóng gói ngày càng trở nên quan trọng. Về lĩnh vực này, tôi đã thấy hướng đi mới trong việc nghiên cứu các công nghệ tiệt trùng, các hệ thống bao gói nhiều lớp, dán nhãn hiệu thông minh, thiết bị kiểm soát lưu kho từ xa, v.v.

Hỏi: Theo kinh nghiệm của ông, loại thực phẩm nào khó phân tích bằng phương pháp MS nhất?

Trả lời (tóm tắt)

Michele Suman: Về các dạng dung dịch trong bữa ăn, nước sốt giàu chất béo như pesto Genovese là một nền mẫu khó; về bánh mì, một chiếc bánh ngọt nhỏ có thể có độ phức tạp cao do có nhiều loại thành phần, cấu trúc, ví dụ như dạng xốp, dạng kem, v.v hoặc do các tác động khi nướng bánh.

Franco Biasioli: Nói chung, cồn và đồ uống có cồn là nền mẫu phức tạp với hàng trăm hợp chất biến đổi theo thời gian liên quan đến các điều kiện lưu kho. Hơn nữa, các hợp chất ở lượng vết có thể đóng vai trò quan trọng mặc dù chúng rất khó để phát hiện ra bằng các phương pháp phân tích nhưng chúng có thể dễ dạng nhận diện được bằng mũi của chúng ta.

Trong trường hợp các phương pháp phân tích trực tiếp và phân tích hiện trường không thực hiện tách sắc ký khí ban đầu thì có một khó khăn nữa là do nồng độ rượu cồn cao sẽ làm mất các ion chính cần quan tâm và tạo ra nhiều chất nhiễu nền.

Nguồn: http://www.chemistryviews.org

BioMedia VN