Võ Thuý Vi
Sâu bệnh gây thiệt hại lớn về năng suất cây trồng trên toàn thế giới, có thể lên tới khoảng 45% thiệt hại hàng năm. Do sự gia tăng nhanh chóng của dân số thế giới, việc tăng năng suất nông nghiệp là cấp thiết để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng. Thuốc bảo vệ thực vật hóa học được coi là thành phần chính trong việc bảo vệ nông sản trên đồng ruộng để duy trì năng suất và chất lượng cây trồng. Thuốc bảo vệ thực vật là tất cả các loại thuốc có khả năng kiểm soát bệnh có hại cho cây trồng, làm tăng sản lượng lương thực. Theo báo cáo của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), việc sử dụng thuốc BVTV ở Ai Cập đã tăng từ 4931 tấn năm 2000 lên 13178 tấn vào năm 2019 [1]. Trên toàn cầu, tổng lượng sử dụng thuốc BVTV trong nông nghiệp là 4,12 triệu tấn vào năm 2018. Việc sử dụng thuốc BVTV trên toàn thế giới là 2,63 kg/ha vào năm 2018, cho thấy mức sử dụng thuốc BVTV tăng hơn gấp đôi trong những năm 2010 so với những năm 1990. Kể từ khi cấm sử dụng các thuốc BVTV họ cơ clo, các nhóm thuốc BVTV khác (cơ photpho, carbamate và họ cúc tổng hợp) là những loại thuốc BVTV được sử dụng rộng rãi nhất do hoạt tính cao và độ bền tương đối thấp của chúng. Ngoài ra còn các nhóm thuốc BVTV tổng hợp mới cũng đã được sử dụng trong nông nghiệp như neonicotinoids, spinosyns, avermectin và diamides [1].
Trái cây và rau quả là thành phần dinh dưỡng quan trọng, cần thiết cho cơ thể con người Chúng được khuyến khích ăn tươi, chưa gọt vỏ và chưa qua chế biến vì giá trị dinh dưỡng cao và hàm lượng khoáng chất, vitamin, chất xơ và chất chống oxy hóa. Mặt khác, thực phẩm (đặc biệt là trái cây và rau quả) là một trong những cách chính mà con người tiếp xúc với thuốc trừ sâu, với tỷ lệ cao gấp 5 lần so với các phương pháp khác như không khí và nước. Do đó việc kiểm soát dư lượng thuốc BVTV trong hàng hóa thực phẩm là rất cần quan tâm.
Ở Việt Nam cũng như ở trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp phân tích thuốc trừ sâu trên nhiều nền mẫu khác nhau: thực phẩm, đất, nước.... Một loạt các kỹ thuật xử lý mẫu như chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn,... đang được sử dụng để xác định dư lượng thuốc trừ sâu. Ngoài ra, quy trình chiết gồm chiết chất phân tích khỏi nền mẫu, làm sạch để loại bỏ cản nhiểu, làm giàu mẫu nếu có để tăng độ nhạy và định tính và định lượng bằng thiết bị phân tích. Phương pháp chiết lỏng – lỏng (LLE) và chiết pha rắn (SPE) là hai phương pháp được sử dụng đầu tiên trong quá trình chiết thuốc BVTV do quy trình thực hiện đơn giản [2]. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, một phương pháp mới có tên gọi là QuEChERS đã được áp dụng hầu hết ở các trung tâm phân tích. QuEChERS là chữ viết tắt của cụm từ "Quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe method" có nghĩa là nhanh, dễ dàng, rẻ, hiệu quả, chắc chắn và an toàn. Phương pháp QuEChERS với ưu điểm giúp giảm thời gian phân tích, giảm thiểu số bước phân tích với việc sử dụng ít thuốc thử hơn với lượng nhỏ hơn và có hiệu suất thu hồi cao. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm là thiếu khả năng làm giàu. Để định lượng thuốc trừ sâu, sắc ký khí (GC) và sắc ký lỏng (LC) là hai phương pháp được sử dụng chủ yếu do khả năng phân tách tốt, nhận dạng dễ dàng và độ nhạy cao. Ngoài những phương pháp này, các phương pháp khác như xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA) và điện di mao quản (CE) cũng đã được sử dụng để xác định dư lượng thuốc trừ sâu [2].
Trong những năm gần đây, Khoa Công nghệ Hoá học đã triển khai sử dụng các thiết bị phân tích hiện đại vào các môn học để trang bị thêm kỹ năng cho sinh viên trước khi đi thực tập ở các công ty, trung tâm phân tích. Cụ thể như đã triển khai sử dụng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS/MS), GC-FID và máy sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS) cho học phần " Phân tích sắc ký nâng cao", thực hiện phân tích hàm lượng axit béo trong dầu thực vật bằng GC-FID hoặc xác định hàm lượng cloramphenicol trong thực phẩm bằng LC-MS. Năm 2017, nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp của bạn Nguyễn Thị Xuân Thu cũng thực hiện xác định dư lượng thuốc bảo vệ thực vật họ photpho và họ cúc trong rau quả, trái cây bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS/MS). Trong nghiên cứu này, thuốc BVTV trong trái cây và rau quả được xác định bằng cách sử dụng kỹ thuật QuEChERS để xử lý mẫu kết hợp định lượng bằng sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS/MS) giúp phân tích nhanh chóng, dễ dàng, rẻ tiền, hiệu quả. Quy trình phân tích đã định lượng được 10 hợp chất thuốc trừ sâu họ photpho và họ cúc với mảnh ion và năng lượng tối ưu với từng chất phân tích. Chương trình nhiệt độ phù hợp tách hoàn toàn được 10 chất phân tích trong thời gian phân tích 20,67 phút. Đề tài đã xây dựng đường chuẩn cho 10 chất phân tích với hệ số tuyến tính tương đối tốt và khảo sát được độ lặp lại của thiết bị (RSD< 12%) nằm trong giới hạn cho phép của AOAC ở mức nồng độ đang khảo sát.
Tài liệu tham khảo
[1] El-Sayed A. E et al., Pesticide Residues in Vegetables and Fruits from Farmer Markets and Associated Dietary Risks, Molecules 2022, 27, 8072. https://doi.org/10.3390/molecules27228072.
[2] S.T. Narenderan, S.N. Meyyanathan, B. Babu, Review of pesticide residue analysis in fruits and vegetables. Pre-treatment, extraction and detection techniques, Food Research International 133 (2020) 109141.
Xem thêm :