Axit benzoic, vitamin C và benzen trong thực phẩm: nên hiểu thế nào cho đúng?

Những ngày vừa qua, người tiêu dùng xôn xao bàn tán về sự việc sản phẩm tương ớt của một công ty Việt Nam bị chính phủ Nhật trả về do có chứa axit benzoic, một chất bảo quản thực phẩm thông dụng, dù rằng hàm lượng của chúng vẫn nằm trong mức quy định của tiêu chuẩn Việt Nam. Nguyên nhân được cho là do Nhật Bản cấm sử dụng axit benzoic trong sản phẩm tương ớt, bởi vì axit benzoic có thể phản ứng với vitamin C trong ớt để tạo thành benzen. Benzen là một chất đã được xác định là có khả năng gây ung thư cho người. Như vậy, axit benzoic không phải là nguyên nhân tương ớt bị trả về nước (dù rằng theo quy định của Nhật thì đúng là vậy), mà chính là thành phần benzen tạo thành trong tương ớt mới làm dấy lên mối lo ngại. Vậy benzen trong sản phẩm tương ớt cũng như những thực phẩm khác chứa axit benzoic nguy hiểm thế nào? Mức độ nguy hiểm của các sản phẩm khác có chứa axit benzoic ra sao? Làm sao để hạn chế sự hình thành benzen trong thực phẩm? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu thực hư để có cái nhìn đúng đắn về vấn đề này nhé!

Axit benzoic và vitamin C trong thực phẩm

Cả hai chất axit benzoic và vitamin C đều có thể tồn tại tự nhiên trong trái cây hoặc được bổ sung vào thực phẩm.

Axit benzoic và các dạng muối của nó như natri và kali benzoat được sử dụng rất phổ biến trong các thực phẩm chế biến với vai trò là chất phụ gia ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc, giúp cho thực phẩm lâu hỏng hơn. Dạng muối benzoat thường được sử dụng nhiều hơn dạng axit benzoic do có độ tan tốt hơn dù hiệu quả bảo quản không cao bằng. Do đó, bạn có thể nhận dạng nhóm chất này trên nhãn thực phẩm bằng cả hai tên gọi “benzoic” hoặc “benzoat”, hoặc mã phụ gia E210, E211, E212 và E213. Benzoic và benzoat thường được sử dụng trong thức ăn chế biến, nước trái cây và các loại nước ngọt, ngoài ra còn được dùng trong kem đánh răng, nước súc miệng, mỹ phẩm và dược phẩm.

Vitamin C, còn có tên khoa học là axit ascorbic, tồn tại tự nhiên trong nhiều loại rau quả. Đặc biệt, vitamin C có mặt với lượng lớn trong cam, chanh, ớt, ớt chuông, cà v.v. Lượng vitamin C trong ớt cao gấp 3 lần trong cà chua tính trên cùng khối lượng nguyên liệu. Do có đặc tính chống oxy hóa cao, vitamin C được dùng rộng rãi làm chất chống oxy hóa trong thực phẩm, giúp duy trì chất lượng thực phẩm như chống ôi và biến màu trong sản xuất thịt xay. Trong các sản phẩm thịt, vitamin C giúp hạn chế sự tạo thành nitrosamine, một chất gây ung thư được tạo thành trong các sản phẩm thịt có chứa chất phụ gia nitrit. Ngoài ra, vitamin C cũng được dùng trong quá trình sản xuất nhiều loại thực phẩm như bia, gelatin, bánh mì, kẹo, nước trái cây, rượu. Vitamin C cũng được cho phép sử dụng trong các sản phẩm cho trẻ em.

Axit benzoic có độc hay không?

Bản thân axit benzoic và muối benzoat không phải là chất gây ung thư. Hàm lượng axit benzoic tồn tại tự nhiên trong rau quả, thịt và cả sữa đạt tối đa khoảng 40 mg/kg thực phẩm. Lượng axit benzoic cao nhất thêm vào thực phẩm với mục đích bảo quản ở vào khoảng 2000 mg/kg thực phẩm.

Sau khi được tiêu thụ, axit benzoic và natri benzoat nhanh chóng được hấp thụ qua ruột và chuyển hóa ở gan, tạo thành axit hippuric rồi thải ra qua nước tiểu. Nếu được bôi lên da, benzoat có thể được hấp thụ vào da. Do quá trình chuyển hóa và đào thải nhanh nên benzoat thường không được xem là chất tích tụ lại trong cơ thể.

Hiện chưa có nhiều nghiên cứu về ngưỡng gây độc trên người của axit benzoic và muối benzoat. Tuy nhiên, đã có nhiều thí nghiệm trên các loài động vật như chuột, mèo, ngắn ngày lẫn dài ngày, có thí nghiệm nghiên cứu thực hiện trên 4 thế hệ chuột. Kết quả nhìn chung cho thấy:

– Trên chuột, mức tiêu thụ 500 mg/kg khối lượng cơ thể (tương đương với việc tiêu thụ 35g ở người nặng 70 ký) chưa gây ra biểu hiện sức khỏe không tốt nào.

– Trên chuột, mức gây độc LD₅₀ qua đường miệng của benzoic và benzoat là >1940 mg/kg khối lượng cơ thể (tương đương với việc tiêu thụ 135,8 g ở người nặng 70 ký)

Các nghiên cứu hiện có cho thấy benzoic là chất có ngưỡng gây độc thấp và khả năng cao là không gây ra ung thư ở người. Tuy nhiên, axit benzoic có thể dẫn đến phản ứng dị ứng giả khi tiếp xúc (pseudoallergy) ở một số người nhạy cảm như bệnh nhân hen suyễn – những phản ứng này không được gây ra bởi hệ miễn dịch. Nhìn chung, mức tiêu thụ hàng ngày được xem là an toàn ở người là khoảng 5 mg/kg khối lượng cơ thể (tương đương với 350 mg cho người nặng 70 ký). Ở những người nhạy cảm thì mức tiêu thụ này có thể thấp hơn.

Nguồn benzoic từ thực phẩm đáng kể nhất ở các nước trên thế giới theo dữ liệu thống kê gồm: nước ngọt và nước tương (ở Trung Quốc và Nhật). Ngoài ra, kem đánh răng cũng là nguồn benzoic đáng kể. Tổng lượng benzoic tiêu thụ hàng ngày ở các quốc gia trên thế giới có giá trị trung bình vào khoảng 0,18 mg (Nhật) cho đến 2,3 mg/kg khối lượng cơ thể (Mỹ). Nhóm người tiêu thụ nhiều benzoic nhất có thể đạt tới 7,3 mg (Mỹ) và 14 mg/kg khối lượng cơ thể (Trung Quốc).

Benzen là gì và có mặt ở đâu?

Benzen (tên hóa học là benzene, C₆H₆) là hợp chất hydrocarbon vòng thơm được dùng rất phổ biến làm dung môi trong các phòng thí nghiệm hóa học hoặc trong công nghiệp hóa chất, sản xuất polymer và những sản phẩm khác. Benzen cũng là một tạp chất thường có mặt trong không khí với nguồn gốc tự nhiên như cháy rừng, núi lửa, hoặc do hoạt động con người như hút thuốc, đốt cháy xăng và nguyên liệu trong các phương tiện giao thông vận chuyển.

Có tài liệu cho rằng đến 99% lượng benzen con người hấp thụ vào là do ô nhiễm từ không khí và những nguồn khác, dù rằng benzen trong thực phẩm vẫn đóng vai trò quan trọng đến sức khỏe nhìn chung. Ví dụ, một nghiên cứu được thực hiện ở Anh cho thấy người trưởng thành hấp thu trung bình khỏang 75-522 microgram benzen mỗi ngày từ các nguồn khác nhau. Những người hút thuốc có thể nhận vào gấp 3 lượng benzen này mỗi ngày.

Trong thực phẩm, benzen có thể đi vào thức ăn bằng nhiều cách: sử dụng nguyên liệu có chứa benzen hoặc vật liệu bao gói có chứa benzen, khu vực trữ thực phẩm bị nhiễm benzen trong không khí, sử dụng nước có nhiễm benzen để rửa và sản xuất thực phẩm, benzen tạo thành trong quá trình chế biến hoặc tạo thành từ những chất phụ gia hoặc gia vị (như hương liệu tạo mùi khói) thêm vào. Một nghiên cứu có tên gọi HEXPOC, The Human Exposure Characterization of Chemical Substances, đã ước tính rằng con người tiêu thụ benzen ở khoảng 3-50 nanogram/kg khối lượng cơ thể (tương đương với 0,21-3,5 microgram/người nặng 70 ký) từ thực phẩm mỗi ngày.

Benzen nguy hiểm như thế nào?

Liều lượng benzen gây tử vong ở người bằng đường uống là 125 mg/kg khối lượng cơ thể (tương đương với 8,75 gam cho người nặng 70 ký). Khi phơi nhiễm benzen lâu dài có thể dẫn đến gây tổn thương gen và các tế bào máu. Benzen bị Tổ chức Quốc tế Nghiên cứu về bệnh Ung thư (International Agency for Research on Cancer – IARC) xếp vào nhóm 1, tức là những chất được biết chắc chắn gây ung thư cho người (còn nhóm 2 là nhóm những chất có nguy cơ gây ung thư). Cũng đã có nhiều nghiên cứu dịch tễ học cho thấy benzen là một trong các hợp chất gây bệnh ung thư máu.

Có nghiên cứu cho thấy những ai bị phơi nhiễm 1-2 microgram/kg khối lượng cơ thể, hoặc thậm chí ít hơn, trong 40 năm sẽ tăng nguy cơ bị độc bởi benzen, trong đó có bệnh ung thư máu.

Trẻ em bị ảnh hưởng bởi benzen nặng hơn người trưởng thành, do nếu tính theo kg khối lượng cơ thể thì trẻ em hít benzen vào nhiều hơn 2,3 lần và ăn vào nhiều hơn 6,1 lần so với người lớn.

Benzen trong thực phẩm

Cho đến nay đã có vài nghiên cứu rải rác ở các nước về hàm lượng benzen trong thực phẩm. Một vài số liệu tham khảo từ những nghiên cứu này được liệt kê trong bảng bên dưới. Mối lo ngại về benzen trong thực phẩm thường tập trung vào những sản phẩm đồ uống không cồn do chúng thường được bổ sung cả benzoat lẫn vitamin C. Hai chất này có thể phản ứng với nhau để tạo thành benzen trong điều kiện bảo quản nhiệt độ cao hoặc do xúc tác của ánh sáng và một số kim loại có mặt trong thực phẩm. Nồng độ benzen trong các loại thực phẩm khác vẫn cần được kiểm soát, nhưng do lượng tiêu thụ hàng ngày ít nên thường không được xem là nguy cơ gây nhiễm độc benzen ở người tiêu dùng.

Quy định về hàm lượng benzen tối đa trong nước uống và các loại đồ uống là khác nhau tùy vào từng nước. Quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) là 10 ppb (~10 microgram/kg thực phẩm), ở Mỹ là 5 ppb, còn ở Châu Âu là 1 ppb.

Trong khoảng năm 2005 đến 2007, một tổ chức về an toàn thực phẩm của Mỹ CFSAN (Center for Food Safety and Applied Nutrition) kiểm tra hơn 200 sản phẩm thức uống và phát hiện 10 sản phẩm có nồng độ benzen vượt quá 5 ppb. Một trong các sản phẩm đó là nước uống từ nam việt quốc (cranberry) chỉ thêm vitamin C chứ không thêm benzoat, tuy nhiên quả nam việt quốc tự nhiên đã có chứa benzoat. Những công ty sản xuất các sản phẩm này được yêu cầu phải điều chỉnh công thức để giảm hàm lượng benzen, và kết quả là các sản phẩm mới đều có lượng benzen dưới 1,5 ppb.

Năm 2010, một nghiên cứu ở Đức chỉ ra rằng nước ép cà rốt dành cho trẻ sơ sinh có chứa benzen, do trong cà rốt có những chất như β-carotene (tiền vitamin A), phenylalanine và terpene có thể bị biến đổi trong quá trình sản xuất để tạo thành benzen. Tuy nhiên, cũng chính nghiên cứu này cho rằng với lượng tiêu thụ của trẻ thì có lẽ benzen trong nước ép cà rốt sẽ không gây ra ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, dù tác giả của nghiên cứu vẫn khuyến khích nên giảm hàm lượng benzen trong sản phẩm này xuống càng thấp càng tốt.

Làm cách nào để giảm lượng benzen trong sản phẩm đồ uống?

Do lượng benzen tìm thấy trong các sản phẩm thực phẩm rắn (solid food) thường nhỏ, nên hầu hết những nghiên cứu và lời khuyên về cách làm giảm lượng benzen đều được đưa ra cho ngành công nghiệp thức uống. Năm 2006, Hiệp hội Đồ uống Mỹ đã đưa ra những hướng dẫn để làm giảm lượng benzen trong thức uống với những điểm cần chú ý như sau:

1. Nguồn nước sử dụng có thể bị nhiễm benzen.
2. Đường có thể làm giảm sự hình thành benzen dù không hoàn toàn. Vì vậy, các sản phẩm nước uống ăn kiêng (light/diet drink) dễ chứa nhiều benzen hơn do không chứa đường. (Tuy nhiên, bạn vẫn không được khuyến khích uống nhiều nước ngọt đâu nhé!)
3. Cả benzoat và vitamin C đều có thể xuất hiện tự nhiên trong nguyên liệu rau quả.
4. Ga cacbonic dùng để tạo nước có ga có thể bị nhiễm benzen (liều lượng cho phép tối đa là 20 ppm).
5. Trong các sản phẩm nước uống chua (độ axit cao), benzen dễ tạo thành hơn.
6. Một vài chất tạo màu và hương vị có thể chứa dẫn xuất của vitamin C, dẫn đến sự tạo thành benzen dù không bổ sung vitamin C.
7. Các nhà sản xuất nên cân nhắc thay thế vitamin C bằng những chất chống oxy hóa khác.
8. Các nhà sản xuất nên kiểm soát điều kiện bảo quản vì nhiệt độ càng cao hoặc khi bị chiếu sáng thì tốc độ tạo thành benzen càng cao.
9. Những kim loại chuyển tiếp xúc tác cho quá trình tạo thành benzen từ benzoat và vitamin C, như sắt và đồng, có thể nhiễm vào sản phẩm từ nước nguyên liệu hoặc các chất làm ngọt. Trong trường hợp này, khi thêm các chất ức chế sự xúc tác từ kim loại, như EDTA hoặc natri phosphat, có thể giúp giảm sự tạo thành benzen.

Trở về câu chuyện của các nhà sản xuất đồ uống ở Mỹ kể trên, những phương pháp được họ sử dụng bao gồm: loại bỏ vitamin C trong danh sách phụ gia; thêm EDTA vào đồ uống; loại bỏ benzoat; thêm hỗn hợp natri benzoat và kali sorbat thay vì chỉ dùng benzoat. Kết quả là những sản phẩm thức uống mới sau khi điều chỉnh công thức có hàm lượng benzen dưới 1,5 ppb.

Lời kết

Benzen là một chất có khả năng gây ung thư. Nguồn benzen con người hấp thu vào mỗi ngày chủ yếu là từ môi trường, nhưng vẫn cần kiểm soát lượng benzen ăn vào qua thực phẩm. Benzen được tìm thấy trong những sản phẩm thực phẩm có chứa benzoat và vitamin C có nguồn gốc từ nguyên liệu tự nhiên hoặc do thêm vào dưới dạng phụ gia. Mối lo ngại về benzen hiện nay tập trung nhiều vào các sản phẩm đồ uống do lượng tiêu thụ cao hơn so với các loại thực phẩm khác. Khi một sản phẩm đồ uống bị phát hiện chứa hàm lượng benzen cao, nhà sản xuất có thể áp dụng nhiều biện pháp để làm giảm lượng benzen tạo thành dù không cần loại bỏ benzoat ra khỏi sản phẩm. Như vậy, khi xem xét về khả năng gây ung thư của một sản phẩm, cần xem xét hàm lượng benzen có trong sản phẩm đó chứ không phải hàm lượng benzoat hay vitamin C. Điều kiện bảo quản cũng có ảnh hưởng đến quá trình tạo thành benzen. Để hạn chế sự tạo thành benzen thì thực phẩm nên được giữ lạnh hoặc giữ mát và tránh ánh sáng.

Lưu ý quy đổi: 1 ppb=1 nanogram/g = 1 microgram/kg

Bảng 1: Hàm lượng benzen tìm thấy trong thực phẩm ở các nước.

Tài liệu tham khảo

1. WHO, Benzoic acid and sodium benzoat, 2000. Available at https://www.who.int/ipcs/publications/cicad/cicad26_rev_1.pdf
2. Varvara et al., The Use of Ascorbic Acid as a Food Additive: Technical-Legal Issues, Ital J Food Saf. 2016; 5(1): 4313.
3. Salviano dos Santos et al., Benzene as a Chemical Hazard in Processed Foods, International Journal of Food Science 2015, Article ID 545640, 7 pages
4. WHO, Benzene, Chapter 5.2. 2000 Available at http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0017/123056/AQG2ndEd_5_2benzene.pdf
5. Lachenmeier et al. Benzene in infant carrot juice: Further insight into formation mechanism and risk assessment including consumption data from the DONALD study. Food and Chemical Toxicology 2010, 48(1), 291-297