Điều tra và xác định các chất ô nhiễm vật lý trong thực phẩm

Việc nuốt phải một miếng vật liệu cứng hay sắc nhọn như thủy tinh hoặc kim loại có thể gây ra thương tích nghiêm trọng đáng tiếc cho người sử dụng như phải phẫu thuật hoặc gây hậu quả chết người. Do đó, ô nhiễm thực phẩm luôn là mối quan tâm lớn của chính phủ Hoa Kỳ, ngành công nghiệp thực phẩm và người tiêu dùng.

Hầu hết các chất gây ô nhiễm vật lý của thực phẩm, ví dụ các miếng nhựa cứng hoặc gỗ, có thể gây ra thương tích cho người sử dụng ngay lập tức. Các chất gây ô nhiễm vật lý có thể có trong tất cả các loại thực phẩm, bao gồm đồ uống, nước đóng chai, các sản phẩm dinh dưỡng và chức năng. Bất kỳ vật liệu vật lý nào trong thực phẩm không thuộc về sản phẩm có thể được coi là chất gây ô nhiễm vật lý.

Các chất gây ô nhiễm vật lý cũng được gọi là các mối nguy vật lý hoặc vật chất lạ. Răng cưa trong một sản phẩm cây trồng hoặc một mẩu dây trong sản phẩm thịt là những ví dụ. Các mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, mảnh xương ...có thể gây tác hại nghiêm trọng khi nuốt phải. Các ví dụ phổ biến về tổn thương cơ thể bao gồm các vết rách của môi, bên trong miệng, răng, nướu răng, lưỡi, cổ họng, thực quản, dạ dày và ruột, thậm chí gây nghẹt thở. Trẻ em và người cao tuổi có nguy cơ mắc phải cao hơn và có tỷ lệ tổn thương cao nhất.

Các cơ quan chính phủ, nhà sản xuất thực phẩm, nhà phân phối và nhà bán lẻ phải bảo vệ sức khỏe của người tiêu dùng là một trong những mục tiêu và trách nhiệm quan trọng nhất của họ. Nếu có bất kỳ bằng chứng hoặc lý do nào để tin rằng có chất gây ô nhiễm vật lý trong sản phẩm thực phẩm có thể gây bệnh hoặc thương tích cho người tiêu dùng, cơ quan chính phủ, bao gồm Cơ quan Quản lý Thực phẩm, Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) và Dịch vụ Giám định (FSIS), không cho phép sản phẩm thực phẩm đó bán tại thị trường Hoa Kỳ hoặc yêu cầu thu hồi thực phẩm đó.

Những tổn thất kinh tế lớn đối với các doanh nghiệp có thể xảy ra khi chất ô nhiễm vật lý được phát hiện. FDAvà FSIS công bố năm 2017 có 456 vụ thu hồi thực phẩm ở Hoa Kỳ và 764 lần thu hồi thực phẩm trong năm 2016. Trong số đó, các chất lạ đã gây ra 42 vụ thu hồi trong năm 2017 và 44 vụ thu hồi trong năm 2016. Theo FSIS, có 16,51 triệu pao thực phẩm đã bị loại trừ, sau khi có 56 vụ thu hồi thực phẩm do vật liệu lạ từ năm 2015 đến năm 2017 .

Các chất ô nhiễm vật lý trong thực phẩm có thể đến từ các nguồn bên ngoài, ví dụ các mảnh kim loại hoặc các nguồn bên trong, ví dụ các hạt và mảnh xương. Chúng có thể vô tình được đưa vào sản phẩm thực phẩm trong quá trình thu hoạch hoặc tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình chế biến do thực hiện quy trình kém tại bất kỳ giai đoạn nào trong chuỗi thực phẩm, bao gồm sản xuất, lưu trữ, vận chuyển hoặc bán lẻ, 12 chất gây ô nhiễm do vật liệu lạ phổ biến nhất trong thực phẩm là thủy tinh, gỗ, đá, kim loại, đồ trang sức, côn trùng/vật liệu cách nhiệt, xương, nhựa, đồ dùng cá nhân, đạn/ súng bắn BB và kim tiêm.

Điều tra và xác định các chất gây ô nhiễm vật lý

Các công ty thực phẩm làm việc vất vả để giữ cho sản phẩm của họ không bị ô nhiễm. Điều tra và kiểm soát các chất gây ô nhiễm vật lý trong thực phẩm nên được tiến hành trong toàn bộ dây chuyền chế biến hoặc trong các phòng thử nghiệm thực phẩm.

Với thông tin chính xác và kịp thời, một cuộc điều tra cẩn thận có thể được thực hiện trong các phòng thử nghiệm một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Điều cần thiết là phải có một nhóm điều tra chuyên nghiệp với các nguồn lực và thiết bị phù hợp để giúp nhân viên bảo đảm chất lượng thực phẩm, khắc phục các khiếu nại của người tiêu dùng và trả lời các câu hỏi về những chất gây ô nhiễm và nguồn của chúng. Cần thiết áp dụng phương pháp tích hợp, đa chiều cho các vụ điều tra phức tạp.

Điều tra toàn diện có thể yêu cầu kiểm tra dựa trên kính hiển vi cộng với các kỹ thuật hóa học, kiểm tra tại chỗ, phân tích Quang phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier (FTIR) tại chỗ và các kỹ thuật khác. Các quy trình điều tra và quy trình sàng lọc phụ thuộc vào các chất gây ô nhiễm vật lý cụ thể và nguồn của chúng. Các quy trình có thể được kết hợp hoặc tìm các phương pháp đã được sửa đổi từ: Hiệp hội Thương mại Hoa Kỳ, sổ tay Hướng dẫn Quy trình Phân tích của FDA, Bản tin Thông tin Phòng thí nghiệm của FDA, tài liệu nhận dạng vật chất lạ của USDA, Dược điển Hoa Kỳ và các nguồn bổ sung khác.

Các quy trình này bao gồm tám bước:

1.    Chất gây ô nhiễm.

Trong nhiều trường hợp, cần chọn một quy trình nghiên cứu phù hợp, bao gồm kiểm tra mẫu, chuẩn bị và xác định các chất ô nhiễm. Các nguồn gây ô nhiễm rất đa dạng, dù là riêng hay có liên quan, hoặc thậm chí không rõ. Thông thường, ít được biết về các chất ô nhiễm, có thể có bao nhiêu, kích thước....

Các bước phân tích cho phép có thể phân tách các chất gây ô nhiễm theo kích thước, hình dạng, khối lượng hoặc tính chất từ loại mẫu (ví dụ: hữu cơ hoặc vô cơ), số lượng, tình trạng và mức độ ô nhiễm. Thường yêu cầu để tiến hành lấy mẫu lại, kiểm tra, kiểm tra vĩ mô, khai thác, lọc, nổi, sàng, đốt, nhuộm và kiểm tra thêm bằng tia X, máy dò kim loại / nam châm và các công nghệ sàng lọc hoặc phương pháp khác. Ví dụ có thể sử dụng nam châm để thu thập và xác định các hạt kim loại đen từ các mẫu chất lỏng.

2.    Xác định các chất gây ô nhiễm.

Một khi nghi ngờ có các chất lạ, người ta thực hiện quy trình kiểm tra bằng cách sử dụng kính nhìn nổi hoặc phân tích kiểm tra bằng kính hiển vi, người ta có thể có bằng chứng chi tiết, xác định hình dạng và quyết định áp dụng phương pháp phân tích. Ví dụ, nếu một người khiếu nại cho rằng, có các mảnh kính thấy được bằng mắt thường trong thực phẩm, có thể là vật liệu bao gồm đá, muối, đường, chất dẻo, khoáng chất, struvite hoặc tinh thể tartrate. Nếu cần thiết, sử dụng một kính hiển vi hợp chất, kính hiển vi trường sáng/trường tối, kính hiển vi phân cực hoặc kính hiển vi điện tử quét để thấy chi tiết hơn. Các bài kiểm tra được xác định dựa trên kết quả kiểm tra bằng kính hiển vi. Lựa chọn các chiến lược phân tích như vậy có thể yêu cầu kết hợp các kỹ thuật hoặc phát triển các giải pháp đa ngành, tùy thuộc vào điều kiện gây ô nhiễm và mục tiêu của cuộc điều tra.

3.    Tiến hành kiểm tra tính chất vật lý.

Sử dụng kính hiển vi phân cực để hiển thị các đặc tính lưỡng chiết từ một số vật liệu, chẳng hạn như polyme tổng hợp. Kỹ thuật quang phổ có thể thấy rõ các nhóm chức năng cụ thể của vật liệu hóa học. Ví dụ, xác định các loại nhựa khác nhau bằng phân tích FTIR. Có thể phân loại tính chất vật lý theo nhiều đặc điểm và tính năng, Ví dụ kích thước, hình dạng, độ dày, đặc tính từ, độ hòa tan, độ nổi, độ đàn hồi, tính linh hoạt, tính dễ cháy, khả năng chịu nhiệt độ, v.v.

4.    Thực hiện kiểm tra hóa chất.

Phân tích hóa học, bao gồm phân tích nguyên tố, có thể cho thấy các tính năng đặc trưng cho phép hiểu rõ về các đặc tính hóa học. Các kỹ thuật nhuộm đơn rất hữu ích để kiểm tra tính chất hóa học và vật lý của các chất gây ô nhiễm. Ví dụ, phản ứng hóa học có thể được sử dụng để xác định các đặc tính lignin và phản ứng enzym.

5.    Xác nhận.

Trong nhiều trường hợp, không có phương pháp duy nhất nào được đảm bảo 100% để hoàn thành việc điều tra và nhận dạng. Có thể cần thử nghiệm thêm để xác nhận các phát hiện hoặc bác bỏ chúng. Ví dụ, phân tích bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử hoặc các kỹ thuật phân tích nguyên tố khác cho thấy các loại kim loại khác nhau. Có thể áp dụng kiểm tra đốt mẫu để tìm và định lượng các hạt kim loại đen lạ. Xét nghiệm định lượng protein có thể xác định vật chất hiện có.

6.    So sánh. 

Thiết lập một thư viện là cần thiết cho một phòng thí nghiệm điều tra số . Việc xác định dựa trên sự sẵn có của các tài liệu thư viện viện dẫn tốt và các phương pháp chính thức có các tài liệu tham chiếu cũng như các cơ sở dữ liệu để có được xác định chính xác về các chất gây ô nhiễm.

7.  Đánh giá nguyên nhân gốc rễ.

Cho dù một chất gây ô nhiễm đã qua một bước xử lý cụ thể và được đưa vào sản phẩm trước hoặc sau khi đóng gói, thông thường có thể phát hiện các nguồn thông qua việc xem xét cẩn thận tất cả các kết quả thử nghiệm và các yếu tố hiện có. Nếu xác định có một mảnh kính, sẽ đưa ra câu hỏi sau đây: Có nhiều khả năng là từ một bóng đèn, chai, kính cửa sổ hoặc ly uống không? Có thể thực hiện đánh giá để thu thập thông tin và bằng chứng chi tiết hơn từ kích thước, hình dạng, khối lượng và đặc biệt khách hàng cung cấp bất kỳ thông tin tham khảo nào đều hữu ích để giải quyết nguyên nhân gốc rễ.

8. Chuẩn bị một báo cáo toàn diện.

Sau khi hoàn thành việc điều tra và xác định, nên chuẩn bị một báo cáo toàn diện, bao gồm một bản tóm tắt các mục tiêu của dự án, thông tin mẫu, phương pháp thử nghiệm, bằng chứng hình ảnh, phát hiện, đánh giá và/hoặc đề xuất.

Kết luận

Một lượng đáng kể các chất gây ô nhiễm có thể có trong thực phẩm là điều không mong muốn và là mối nguy tiềm ẩn đối với sức khỏe. Các công ty thực phẩm phụ thuộc rất nhiều vào một loạt các phương pháp để giảm thiểu ô nhiễm và phát hiện chất ô nhiễm khi xảy ra. Điều tra, xác định và khắc phục các chất gây ô nhiễm thực phẩm là những phương pháp mạnh mẽ để chủ động tránh các mối đe dọa an toàn đối với sức khỏe người tiêu dùng và các tổn thất lớn về uy tín và tài chính của công ty.

Điều tra an toàn thực phẩm và phòng ngừa nguy cơ là công việc phức tạp và đầy thử thách. Một nhóm điều tra có mạng lưới tốt và mạnh, cần thiết có một nhóm điều tra số được trang bị đầy đủ kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm là vô cùng quan trọng. Các nhà điều tra đó phải phán đoán tốt, khi xảy ra sự cố bất lợi và có thể xác định các đặc tính và đặc điểm chính xác của các chất gây ô nhiễm vật lý. Bởi vì, mỗi sự cố khác nhau, khả năng phát triển các kỹ thuật liên quan cho một cuộc điều tra phức tạp là thách thức và cần thiết cho phòng thí nghiệm điều tra số.

Cập nhật công nghệ phát hiện vật chất lạ: Multiscan Metal Detectio

Việc tìm kiếm các vật thể kim loại lạ trong thức ăn là rất quan trọng đối với an toàn và chất lượng thực phẩm. Việc kiểm tra các chất gây ô nhiễm như vậy thường được đặt ở cuối dây chuyền như là hàng phòng thủ cuối cùng trước khi sản phẩm được đưa đến người tiêu dùng. Tuy nhiên, các máy dò kim loại kỹ thuật số từ 1 đến 2 tần số, phổ biến trong các nhà máy thực phẩm trong hơn 25 năm qua, có những bất cập để đạt được 100% các sản phẩm không có kim loại. Trong đó áp dụng khó khăn nhất là các sản phẩm: sữa, thịt, gia cầm và bánh mì.

Thách thức bao gồm:

1.    Tìm kiếm mọi thứ, mọi nơi trong bất kỳ sản phẩm nào - mọi lúc: Hãy xem xét khối lượng sản xuất ở một trong các dây chuyền của bạn chỉ trong một ngày và các loại kim loại khác nhau có thể ở trong nhà máy của bạn hoặc trong các thành phần của sản phẩm đó.

2.    Sử dụng các trường điện từ để tìm những thứ có từ tính và dẫn điện: Hầu hết các sản phẩm thực phẩm đều ướt, có muối, hoặc chứa các khoáng chất, khi chịu trường điện từ, cũng thấy từ tính và dẫn điện. Do đó, bỏ qua sản phẩm và việc tìm kiếm kim loại không dễ dàng.

3.    Các tín hiệu rất nhỏ từ các vật chất lạ kim loại nhỏ: Khi một nhà máy có nhiều tiếng ồn có thể xảy ra, chúng có thể gây nhầm lẫn cho các thiết bị điện tử đầu dò kim loại và phần mềm.

Một phương pháp mới để phát hiện kim loại – được gọi là multiscan - vượt qua những hạn chế của các công nghệ trước đó. Tại điểm kiểm tra quan trọng trong quy trình của bạn, công nghệ mới này có thể quét tới năm tần số điều chỉnh hoàn toàn cùng lúc để tìm các loại và kích thước kim loại mà trước đây không thể phát hiện được. Kết quả? Giảm khả năng thoát ra bởi thứ tự của cường độ. Hãy tưởng tượng vì có đến năm máy dò kim loại trở lại trong dây chuyền sản xuất của bạn; với multiscan, không thể phát hiện kim loại ờ một tần số này có thể được phát hiện ờ một tần số khác.

Để tìm hiểu thêm về multiscan, hiện có sẵn trong Máy dò kim loại Multinan Thermo Scientific Sentin, xin mời truy cập: www.thermofisher.com/SentinelFSM

TỐ QUYÊN dịch
Nguồn: Tiến sỹ Samuel s. Liu - SeaFood Magazine
Tạp chí Thử nghiệm Ngày nay số 10 tháng 08/2018.