Các phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm (nutritional additive)

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển không ngừng về khoa học, kỹ thuật của xã hội, mức sống cũng như những nhu cầu của con người ngày càng tăng lên. Trong những nhu cầu đó, sử dụng thực phẩm không là một ngoại lệ và vì thế, yêu cầu về chất lượng thực phẩm, bao gồm cả chất lượng dinh dưỡng và chất lượng cảm quan đã trở thành những yếu tố hàng đầu được người tiêu dùng và các nhà sản xuất lưu tâm. Sự cân bằng và đầy đủ về mặt dinh dưỡng quyết định trực tiếp đến chất lượng bữa ăn, cũng như đến sức khỏe con người. Khi không được cung cấp đầy đủ một hay vài chất dinh dưỡng nào đó, các hoạt động sống bình thường của cơ thể, ví dụ như sinh trưởng, phát triển, đề kháng sẽ bị gián đoạn và ngừng trệ. Tuy nhiên, không một loại thực phẩm nào có thể chứa đầy đủ tất cả các loại chất dinh dưỡng cần thiết cho con người. Vì thế, ngoài kết hợp các món ăn từ nhiều nguồn thực phẩm, việc bổ sung các chất dinh dưỡng vào thực phẩm một cách hợp lý cũng là một trong những giải pháp có hiệu quả rất cao và là mối quan tâm được ưu tiên nhất của các nhà thực phẩm. Các chất phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm (nutrient additive) là các chất dinh dưỡng được nghiên cứu và bổ sung vào thực phẩm đó. Việc bổ sung phụ gia dinh dưỡng vào thực phẩm cần có sự nghiên cứu kỹ lưỡng, không những về chức năng và tác dụng của chúng, mà còn về nhu cầu của cơ thể cũng như những tác hại khi sử dụng quá liều lượng hoặc những tương tác có lợi và bất lợi giữa chúng với các thành phần khác trong cơ thể. Và vì thế, phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm cũng chính là đối tượng nghiên cứu của em trong đồ án này. MỤC LỤC Phần A: GIỚI THIỆU CHUNG 3 Phần B: NỘI DUNG CHÍNH .4 1. GIỚI THIỆU CHUNG PHỤ GIA THỰC PHẨM .4 1.1 Định nghĩa phụ gia thực phẩm 4 1.2 Lịch sử sử dụng PGTP ở Việt Nam và trên thế giới .5 1.3 Cơ sở cho phép một chất trở thành phụ gia thực phẩm .5 1.4 Các văn bản pháp luật của nhà nước Việt Nam và của nước ngoài về sử dụng PGTP 5 1.5 Các lý do sử dụng PGTP .6 1.6 Tầm quan trọng của việc sử dụng PGTP .7 1.7 Phân loại PGTP .7 1.8 Hệ thống ký hiệu và các thuật ngữ cơ bản 8 1.8.1 Hệ thống ký hiệu .9 1.8.2 Các thuật ngữ cơ bản .9 2. PHỤ GIA THỰC PHẨM TĂNG GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 10 2.1 Tổng quan về phụ gia thực phẩm tăng giá trị dinh dưỡng .10 2.2 Phân loại phụ gia thực phẩm tăng giá trị dinh dưỡng .11 2.3 Một số phụ gia thực phẩm tăng giá trị dinh dưỡng .12 2.3.1 Vitamin 12 2.3.1.1 Tổng quan về vitamin 15 2.3.1.2 Phân loại vitamin .15 2.3.1.3 Vitamin A . 15 2.3.1.4 Vitamin D 21 2.3.1.5 Vitamin E 27 2.3.1.6 Vitamin B1 33 2.3.1.7 Vitamin B2 37 2.3.1.8 Vitamin C 40 2.3.2 Các chất khoáng .42 2.3.2.1 Sắt (Fe) .43 2.3.2.2 Calcium (Ca) 45 2.3.3 Các acid amin 48 2.3.3.1 Alanine .51 2.3.3.2 Lysine 53 2.3.3.3 Iso- leucine 54 2.3.3.4 Leucine 56 2.3.3.5 Methionine .58 Phần C: KẾT LUẬN 59 Tài liệu tham khảo .60 Phần A: GIỚI THIỆU CHUNG Bữa ăn, có lúc không phải là một nhu cầu, là sự cần thiết, mà là một sự giải trí, hoặc bắt buộc. Do đó chúng ta cần các món ăn có màu và hình dáng thật hấp dẫn, hương vị thật kích thích, và khẩu vị có thể thích hợp với mọi người trong tất cả các điều kiện. Trong chế biến thực phẩm, do nhiều tác nhân cơ, lý, hoá, hương vị tự nhiên của thực phẩm sẽ bị giảm, và chúng ta không thể không tìm cách đưa thêm các chất có tác dụng tăng vị vào thực phẩm. Việc sản xuất nhiều loại thực phẩm mới, thay thế cho các sản phẩm động vật, thực vật tự nhiên, cần rất nhiều các chất phụ gia. Thí dụ chế biến giả thịt bò, lợn, gà, xúc xích . Từ đậu tương hoặc men lơ-vuya được sinh tổng hợp từ parafine dầu hoả, với một số chất phụ gia có tác dụng kết dính được tăng thêm mầu và hương vị. Trong lĩnh vực các chất phụ gia về hương liệu, các nhà khoa học đã có thành công đáng kể. Người ta đã chiết tách được ở cà fê có tới trên 300 thành phần hương liệu khác nhau. Tới nay riêng các loại bánh, bơ, fomat, rượu, quả, người ta đã phát hiện được trên 800 loại hương liệu, có mùi đặc trưng và việc làm giả các sản phẩm giống như thiên nhiên, không phải chỉ bó hẹp trong phạm vi sản xuất nhỏ nữa. Phụ gia dinh dưỡng ngày nay đóng một vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Nó không những giải quyết tình trạng thiếu dinh dưỡng dẫn đến mắc phải các bệnh tật nguy hiểm cho sức khỏe và tính mạng con người, mà còn góp phần làm tăng chất lượng cuộc sống của con người thông qua các loại thực phẩm bổ sung chất dinh dưỡng.

doc63 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 26/01/2013 | Lượt xem: 2859 | Lượt tải: 11download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Các phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm (nutritional additive), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nhiêt độ nóng chảy: 290 °C Hình 2.10: Cấu tạo phân tử riboflavin [18] Hình 2.11: Tinh thể riboflavin dưới ánh sáng phân cực [7] Vitamin B2 là loại vitamin tan trong nước được phân bố rộng rãi nhất. vì trong cấu tạo của vitamin B2 có hợp chất riboza nên người ta gọi tên là riboflavin. Tinh thể vitamin B2 màu vàng, hòa tan tốt trong nước và rượu, không hòa tan trong các dung môi của chất béo. Tinh thể khô bền với nhiệt độ và dung dịch axit. Trong cơ thể, vitamin B2 dễ bị phosphorin hóa tạo nên nhóm hoạt động của các enzyme xúc tác cho các quá trình oxy hóa khử, các coenzyme thường gặp là riboflavin mononucleotit hoặc riboflavin-adenin-dinucleotit. Khi gắn vào các protein sẽ tạo nên các enzyme như các loại dehydrogenaza khác nhau, men vàng Vacbua, oxydaza D-axitamin, reductase… Vitamin B2 tham gia vận chuyển hydro ở nhiều enzyme, trong đó nó tồn tại ở dạng flavin adenin dinucleotit. Quá trình vận chuyển hydro của vitamin B2 được thực hiện nhờ khả năng gắn hydro vào các nguyên tử nito ở các vị trí 1 và 10. Khi đó vitamin B2 sẽ chuyển từ dạng có màu sang dạng không màu. Nguồn vitamin B2: Vitamin B2 có nhiều trong các sản phẩm thiên nhiên: nấm men bánh mì, nấm men bia, đậu, thịt, gan, thận, tim, sữa, trúng và cá sản phẩm từ cá. Trong rau xanh cũng chứa nhiều vitamin B2. Nó được tổng hợp bởi các tế bào thực vật và vi sinh vật. Các động vật có sừng không cần tới riboflavin vì ở ruột của chúng, các vi sinh vật tổng hợp được riboflavin và cung cấp cho động vật chủ. Để sản xuất vitamin B2 từ các nguyên liệu thiên nhiên có thể dựa vào khả năng sinh tổng hợp riboflavin từ các vi sinh vật như các loại nấm mốc Eremothecium ashbyii. Khi tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp, các vi sinh vật này sẽ tổng hợp và tiết ra môi trường một lượng riboflavin khá cao (1.8 mg riboflavin/1 ml). Từ các môi trường nuôi cấy có thể tiến hành kết tinh riboflavin. Độ bền: Riboflavin dễ bị phân giải khi đun sôi và để ngoài ánh sáng. Trong trường hợp đun sôi và giữ riboflavin ở môi trường kiềm, nó sẽ chuyển thành lumiflavin còn trong môi trường trung tính hoặc axit yếu thì sẽ thu được dẫn xuất lumicrom. Trong quá trình bảo quản gạo và các loại hạt khác, người ta nhận thấy rằng ngược với vitamin B1, vitamin B2 có xu hường tăng lên rõ rệt nhất là khi bảo quản ở dạng bao cói, bao tải, bao PP, nghĩa là có sự xâm nhập dễ dàng của oxy không khí. Đối với trứng gà, vitamin B2 trong lòng trắng không biến đổi trong quá trình bảo quản, còn ở lòng đỏ, có lẽ do nó tồn tại ở dạng tự do nhiều hơn nên vitamin B2 dễ bị biến đổi hơn. [3] Hấp thụ và chuyển hóa: Hầu hết các riboflavin có trong chế độ ăn uống được hấp thụ trong protein thực phẩm với FMN và FAD. Các riboflavin được tách ra trong dạ dày của quá trình axit hóa và hấp thu nhanh ở phần trên của ruột non, cơ chế vận chuyển bão hòa. Tỷ lệ hấp thụ tỷ lệ thuận với lượng riboflavin được tiêu thụ cùng với các loại thực phẩm khác. Vì vậy, khoảng 15% được hấp thụ nếu thực hiện một mình và hấp thụ 60% so với khi dùng cùng với thức ăn. Sự khuyết tán thụ động chỉ đóng một vai trò nhỏ ở liều sinh lý tiêu hóa trong chế độ ăn uống. Trong các tế bào màng nhầy của ruột non ,riboflavin được chuyển đến mononucleotide Flavin coenzyme mẫu (FMN). Trong hệ thống cổng Roboflavin dựoc giới hạn với albumin huyết tương hoặc với các protein khác, chủ yếu là globulin miễn dịch, và vận chuyển đến gan, tại đó nó được chuyển hóa thành dạng coenzyme khác, FAD, và đựoc quy định giới hạn với protein cụ thể như flavoproteins. Riboflavin, chủ yếu là FAD, được phân bố trong tất cả các mô, nhưng nồng độ thấp và ít được lưu giữ. Gan và các mô võng mạc là những nơi lưu trữ chính. Riboflavin được bài tiết chủ yếu là trong nước tiểu và nó góp phần làm cho nước tiểu có màu vàng. Một lượng nhỏ đựoc bài tiết qua mồ hôi và bài tiết qua mật. Trong thời gian cho con bú, khoảng 10% riboflavin hấp thu qua nguồn sữa mẹ. Tương tác dinh dưỡng: - Thyroxine và triiodothyroxine kích thích tổng hợp các flavin ononucleotide (FMN) và flavin adenine dinucleotide (FAD) ở các động vật có vú.. Các thuốc chống tiếtsacetylcholine làm tăng sự hấp thụ riboflavin bằng cách cho phép nó tồn tại lâu hơn trên các bề mặt hấp thụ. - Một số thuốc có ảnh hưởng tiêu cực đến sự hấp thụ và chuyển hóa riboflavin. Penicillin thế chỗ của riboflavin khỏi các protein liên hết của nó, vì thế ngăn cản quá trình vận chuyển riboflavin lên hệ thống thần kinh trung ương, probeecid ức chế sự hấp thu đường tiêu hóa và điều tiết ống thận riboflavin. - Các vitamin B-complex:Bởi vì các flavoprotein đều tham gia vào quá trình chuyển hóa một số vitamin khác (vitamin b6, niacin, và acid folic), sự thiếu hụt trầm trọng riboflavin có thể ảnh hưởng đến nhiều hệ thống enzyme. Sự chuyển đổi từ dạng tự nhiên thành dạng coenzyme của vitamin B6– pyridoxal 5’-phosphate (PLP), luôn đòi hỏi sự có mặt của các enzyme phụ thuộc FMN – pyridoxine 5’-phosphate oxidase (PPO). Các nghiên cứu ở người lớn tuổi đã chỉ ra những tchr số về tương tác giữa vitamin B6 và tình trạng dinh dưỡng của riboflavin. Sự tổng hợp của các enzyme có chứa niacin, NAD và NADP, từ các amino acid, tryptophan, đòi hỏi sự có mặt của enzyme phụ thuộc FAD. Sự thiếu hụt nghiệm trọng riboflavin có thể làm giảm sự chuyển hóa tryptophan thành NAD và NADP, làm tăng nguy cơ thiếu hụt niacin. - Mehtylene tetrahydrofolate reductase (MTHFR) là một enzyme phụ thuộc FAD, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì coenzyme folate đặc hiệu để tạo methionine từ homocysteine. Cùng với các vitamin B khác, lượng riboflavin ăn vào tăng sẽ gắn liền với mức homocysteine trong huyết tương giảm. - Sự thiếu hụt riboflavin làm thay đổi quá trình trao đổi sắt của cơ thể. Mặc dù cơ chế này còn chưa rõ ràng, các nghiên cứu trên động vật cho thấy rằng thiếu hụt riboflavin có thể làm giảm sự hấp thụ sắt, tăng sự thất thoát sắt ở ruột và giảm việc sự dụng sắt để tổng hợp hemoglobin. Ở người, người ta thấy rằng, tăng hàm lượng riboflavin trong chế độ dinh dưỡng làm tăng mức độ lưu thông của hemoglobin, vì vậy cải thiện được tình trạng của những người mắc chứng thiếu máu do thiếu sắt.[18] 2.2.1.8 Vitamin C: Vitamin C là một thuật ngữ chung được sử dụng cho tất cả các hợp chất có hoạt động sinh học của acid ascorbic, là một hợp chất đơn giản, chứa 6 nguyên tử cacbon, gắn với đường glucose, ổn định trong môi trường acid, dễ bị phá huỷ bởi quá trình oxy hoá, ánh sáng, kiềm, nhiệt độ, đặc biệt với sự có mặt của sắt hoặc đồng. Dạng oxy hoá của vitamin C được biết đến là dehydroascorbic acid (DHAA), cũng có tính hoạt động của vitamin C. Hình 2.12 : Tinh thể vitamin C trong ánh sáng phân cực [7] Chức năng: Vitamin C có chức năng chung như một chất khử sinh học, đặc biệt trong các phản ứng hydroxyl hoá và như một chất chống oxy hoá để bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây oxy hoá có hại. Khi tham gia vào các phản ứng hydroxyl hoá, vitamin C thường hoạt động dưới dạng kết hợp với ion Fe2+ hoặc Cu+. - Tạo keo (hình thành collagen): Chức năng đặc trưng riêng của vitamin C là vai trò trong quá trình hình thành collagen (chiếm khoảng 1/4 toàn bộ lượng protein trong cơ thể). Collagen là một protein là cấu trúc chủ yếu của mô liên kết, xương, răng, sụn, da và mô sẹo. Vitamin C cần thiết đặc biệt cho các tế bào nguyên bào sợi của mô liên kết (chịu trách nhiệm tổng hợp collagen) và nguyên bào xương (hình thành xương). Thiếu vitamin C làm cho quá trình tổng hợp collagen bị khiếm khuyết, gây chậm liền vết thương, vỡ thành mao mạch, răng và xương không tốt. Những dấu hiệu sớm là xuất huyết điểm nhỏ, do các sợi xơ yếu và thành mạch máu kém bền vững. Khung xương cấu thành 1/5 trọng lượng của xương mà chủ yếu là collagen. Nếu khung xương bị khiếm khuyết do sự suy yếu của hệ thống collagen nó sẽ khó có thể tích luỹ calci và phospho cần thiết cho quá trình khoáng hoá một cách đầy đủ. Đây là nguyên nhân làm cho xương bị yếu và đôi khi bị vẹo. Một số xương đôi khi còn bị sai lệch ra khỏi khớp khi sụn chống đỡ có thành phần chủ yếu là collagen bị yếu. Lớp men răng không bình thường khi bị thiếu calci, cấu trúc răng bị yếu, dễ bị tổn thương cơ học và sâu răng. - Vitamin C là một trong số các chất chống oxy hoá của cơ thể. Vitamin C có thể kết hợp và như một chiếc bẫy nhiều gốc oxy hoá tự do; nó cũng có thể phục hồi dạng khử của vitamin E, chuyển sang dạng hoạt động chống oxy hoá. Vitamin C là một chất chống oxy hoá quan trọng trong huyết tương, trong các dịch ngoài tế bào khác và trong các tế bào. Một số các nhà nghiên cứu cho rằng chức năng chính của vitamin C là chống oxy hoá. - Sử dụng sắt, calci và acid folic: Vì vitamin C hoạt động như một chất khử, nó có thể giữ ion sắt dưới dạng sắt ferrous (Fe2+), giúp cho việc hấp thu sắt không hem ở ruột non dễ dàng hơn. Vitamin C cũng giúp cho việc di chuyển sắt từ huyết tương vào ferritin để dự trữ trong gan, cũng như giải phóng sắt từ ferritin khi cần. Vitamin C cũng hỗ trợ hấp thu calci bằng cách ngăn calci bị kết hợp thành phức hợp không hoà tan. Sự chuyển đổi từ dạng không hoạt động của acid folic thành dạng hoạt động là acid hydrofolic và acid tetrahydrofolic cũng được hỗ trợ nhờ vitamin C. Ngoài việc hỗ trợ cho quá trình hình thành, Vitamin C có thể làm ổn định các dạng hoạt động của acid folic. Hấp thụ và chuyển hoá Ở người, vitamin C được hấp thu ở hỗng tràng, chủ yếu theo cơ chế vận chuyển chủ động phụ thuộc vào natri. Khi tiêu thụ ở lượng nhỏ dưới 100 mg, 80-90% lượng vitamin C ăn vào được hấp thu. Khi khẩu phần tăng, hấp thu giảm xuống 49% ở khẩu phần 1,5g, 36% ở khẩu phần 3 g, và 16% ở khẩu phần 12g. Hàm lượng vitamin C trong máu tối đa là 1,2 đến 1,5 mg/100mL với khẩu phần ăn 100 mg/ngày và giảm xuống 0,2-0,1 mg/100mL khi khẩu phần ăn dưới 10 mg/ngày. Nếu tiêu hoá trên 100mg/ngày, hàm lượng vitamin C tăng cao, lượng thừa nhanh chóng được các tế bào mô nắm bắt hoặc bài tiết ra nước tiểu. Hàm lượng vitamin C cao ở trong các mô tuyến yên và tuyến thượng thận, cao hơn 50 lần so với trong huyết thanh. Ở các mô khác như mắt, não, thận, phổi và gan cao hơn từ 5 đến 30 lần so với trong huyết thanh. Lượng vitamin C trong mô cơ tương đối thấp, nhưng do cơ chiếm một khối lượng lớn trong cơ thể, nên có tới 600 mg vitamin C được dự trữ trong cơ của một người có trọng lượng 70 kg. Nhu cầu khuyến nghị: Nhu cầu khuyến nghị cho vitamin C còn chưa được thống nhất. Một số cho rằng không nên cao hơn liều phòng bệnh scorbut (10-12 mg/ngày). Một số khác đề nghị 60 mg/ngày hoặc hơn để đảm bảo cho các mô được bão hoà vitamin C mà không gây ra nguy cơ quá liều. Con số 60 mg/ngày nằm trên ngưỡng bài tiết ra nước tiểu 60-80 mg/ngày, vì lượng vitamin C sử dụng vượt ngưỡng đều bị bài tiết ra nước tiểu. Với phụ nữ có thai, cần thêm 10 mg vitamin C/ngày so với người trưởng thành. Bà mẹ cho con bú trong 6 tháng đầu cần thêm 35 mg/ngày và thêm 10 mg/ngày ở phụ nữ có thai. Bộ Y Tế 1997 đưa ra nhu cầu khuyến nghị cho người Việt nam: trẻ <1 tuổi 30 mg/ngày; trẻ 1-3 tuổi: 35 mg/ngày; trẻ 4-6 tuổi: 45 mg/ngày; 7-9 tuổi: 55 mg/ngày; 10-12 tuổi: 65-70 mg/ngày; 13-15 tuổi: 75-80 mg/ngày. Nguồn thực phẩm Vitamin C có mặt ở phần lớn các thực phẩm có nguồn gốc thực vật. Ở các thực phẩm nguồn động vật, gan và thận được xem là có nguồn vitamin C đáng kể. Phần lá của rau xanh có nhiều vitamin C hơn phần thân, nhưng thân còn giữ được 82% vitamin C trong 10 phút đun nấu, trong khi phần lá chỉ còn lại 60%. Rau thân mềm có chứa nhiều vitamin C hơn rau thân cứng. Rau bị héo mất nhiều vitamin C trong quá trình dự trữ hơn rau tươi. 2.3.2 Các chất khoáng: Các chất khoáng là những mồi lửa cho cuộc sống. Không có chúng, đơn giản là chúng ta sẽ không sống được. Khoáng chất là những thành phần cơ bản của tất cả vật chát. Nó cũng hỗ trợ cho mọi khía cạnh của cuộc sống từ việc sản xuất hormone và năng lượng, tiêu hóa, truyền dẫn thần kinh và phản ứng co cơ, các điều chỉnh về pH chuyển hóa, cholesterol và lượng đường trong máu. Chất khoáng đa lượng và vi lượng không cung cấp năng lượng cũng như không phải là nguồn nhiên liệu đốt cháy của cơ thể, mà là những công cụ để sử dụng các chất hữu cơ và tạo ra năng lượng. Cùng với vitamin và protein, các chất khoáng có mặt trong enzyme và đóng vai trò quan trọng để hoàn thành chức năng sinh học của chất xúc tác sinh học này. Có trên 100 loại nguyên tố khoáng được tìm thấy trên trái đất. 4 trong số đó, bao gồm oxy, hydro, carbon và nitrogen, tạo đựng đến 96% cơ thể. 4 % còn lại là các khoáng chất khác. Lượng khoáng chất cơ thể người hấp thụ vào mỗi ngày trung bình khoảng 1-5 gram, còn tổng lượng carbohydrate, protein và lipid là khoảng trên 500 gram. Tức là các chất khoáng chỉ chiếm trên 0,3% trên tổng lượng chất dinh dưỡng, tuy nhiên lại đóng vai trò quan trọng đến mức, nếu thiếu chúng, cơ thể người sẽ không sử dụng được 99,7 % còn lại. [ 24] 2.3.2.1 Sắt(Fe) Là chất nhiều thứ 4 của trái đất,chiếm 4,7% lớp vỏ trái đất.Cơ thể con người chiếm khoảng 2,5-4g sắt,phụ thuộc vào giới,giống tuổi và kích thước cơ thể,tình trạng dinh dưỡng,mức dự trữ sắt Chức năng - Vận chuyển và lưu trữ oxy: Sắt(Fe2+) trong các Hemoglobin (Hb) và myoglobin có thể gắn với oxi phân tử(O2), rồi chuyển chúng vào trong máu và dự trữ ở trong cơ. Sắt không gắn trực tiếp với các protein này mà thong qua nhân Hem.Mỗi phân tử Hb gắn với 4 phân tử oxi.Hb có trong tế bào hồng cầu và làm hồng cầu có màu đỏ,khi hồng cầu lên phổi sẽ nhả khí CO2 và nhận O2,rồi cung cấp O2 cho các mô của cơ thể. Myoglobin chỉ có một cực gắn với O2,và như vậy mỗi phân tử myogobin chỉ gắn với một phân tử oxy.Myoglobin có ở trong cơ vân;chúng có tác dụng như nơi dự trữ oxy cho hoạt động.Chúng sẽ kết hợp với các chất dinh dưỡng để giải phóng năng lượng cho co cơ. - Cofactor của các enzyme và các protein: Sắt Hem tham gia vào một số protein,có vai trò trong quá trình giải phóng năng lượng trong quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng và ATP. Sắt cũng gắn với một số enzyme không Hem, cần cho hoạt động của tế bào. - Tạo tế bào hồng cầu: Hb của hồng cầu chứa sắt,một thành phần quan trọng cho thực hiện chức năng hồng cầu. Qúa trình biệt hóa từ tế bào non trong tủy xương đến hồng cầu trưởng thành cần có sắt.Cần khoảng thời gian từ 24 đến 36 giờ cho tế bào rời từ hệ liên võng đến hồng cầu trưởng thành. Do hồng cầu không có nhân nên chúng không thể sản xuất những enzyme và chất hoạt động cần thiết cho kéo dài thời gian sống.Chúng chỉ có thể sống được 120 ngày(4 tháng). Khi hồng cầu chết,chúng được chuyển đến gan tủy xương, lách, gọi là hệ liên võng nội mạc(reticuloendothelial system). Tại lách, sắt và protein của hồng cầu sắt được tái sử dụng. Sắt được giữ ở ferritin và hemosiderin ở gan và lách được chuyển đến tủy xương để tạo hồng cầu mới. Phần còn lại của Hb được sử dụng tạo bilirubin,chuyển đến gan và bài tiết qua mật. Hấp thu và chuyển hóa: Được xảy ra chủ yếu ở phần hỗng hồi tràng của ruột non. Có hai dạng sắt có thể được hấp thu theo những cơ chế khác nhau. Nguồn lớn nhất là sắt không Hem, chúng không được gắn với phần Hem, có mặt chủ yếu (chiếm 85%) trong các thực phẩm có nguồn gốc thực vật, dạng Fe2+ hoặc Fe3+. Dạng sắt thứ hai là Hem, chúng gắn với nhân Hem,có trong thực phẩm nguồn động vật hemoglobin và myoglobin. Để được hấp thu,nguồn sắt không Hem phải được dời khỏi thức ăn ở phần trên ruột non thành dạng hòa tan,sau đó chúng được gắn với một protein vận chuyển giống như Transferrin, đi qua màng tế bào thành ruột. Quá trình giải phóng sắt tự do trong ruột trước khi được hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố có thể ức chế hoặc tăng cường có mặt trong thức ăn. Tỷ lệ hấp thu sắt không Hem có thể từ 1% đến 50%,tỷ lệ nghịch với lượng sắt trong khẩu phần: ví dụ hấp thu giảm từ 16% xuống 6,4% khi lượng sắt khẩu phần tăng từ 1,5 mg lên 5,7 mg. Hấp thu có hiệ quả hơn với những người bị thiếu sắt.Sắt Hem được chuyển qua tế bào thành ruột vẫn còn ở dạng Hem. Có những thụ thể đặc biệt ở tế bào thành ruột giúp cho quá trình hấp thu này.Khi sắt Hem vào tế bào thành ruột sẽ được chuyển hóa nhanh chóng với sự tham gia của men Hem oxygenaza.Sắt được chuyển vào nơi dự trữ chung trong tế bào. Do sắt được gắn với Hem trước khi được hấp thu vào thành ruột nên quá trình hấp thu của sắt Hem không phụ thuộc vào các yếu tố ảnh hưởng có mặt trong bữa ăn. Duy có protein nguồn động vât blàm tăng hấp thu sắt Hem. Calci làm giảm chuyển sắt hấp thu từ ruột vào máu do ức chế quá trình vận chuyển của sắt qua tế bào thành ruột hơn là việc ức chê hấp thu sắt vào trong tế bào. Lượng sắt Hem trong chế độ ăn ít ảnh hưởng tới tỉ lệ hấp thu, luôn trong khoảng 20-25%. Nhu cầu khuyến nghị: Lượng sắt cần thiết hằng ngày để bù lượng mất đi, cho phát triển được nêu ở bảng sau: Bảng 2.16: Nhu cầu sắt được hấp thu (mg/ngày) Nhóm tuổiMất qua phânMất qua nước tiểu,thở, daMất qua kinh nguyệtCho phát triểnCho có thaiTổng số cần*Nam trưởng thành Nữ trưởng thành Nữ có thai 0.7 0.7 0.7 0.2-0.5 0.2-0.5 0.2-0.5  0.5-1.0 1.9-2.20.9-1.2 1.4-2.2 2.8-3.2Trẻ em Nữ vị thành niên0.7 0.70.2-0.5 0.2-0.5  0.5-1.40.6 0.5-1.01.5-1.8 1.9-3.7*chế độ ăn cần 3-10 lần cao hơn,phụ thuộc nguồn và dạng sắt sử dụng2.3.2.2 Calci (Ca) Calcium là khoáng chất có hàm lượng cao nhất trong cơ thể người. Trên 99% lượng calcium trong cơ thể được tìm thấy ở xương và răng, trong khi 1% còn lại được tìm thấy trong máu và các mô mềm. Mức calcium trong máu và dịch ngoại bào phải được giữ trong một giới hạn nồng độ rất hẹp để đảm bảo các chức năng sinh lý bình thường. Các chức năng sinh lý này là tối cần thiết cho sự sinh tồn của cơ thể khi lượng calcium trong máu bị giảm thấp nhờ việc lấy đi calcium từ xương chuyển vào máu. Vì thế, chế độ ăn uống đầy đủ calcium là yếu tố cần thiết để duy trì một bộ xương khỏe mạnh. Chức năng: - Tạo xương: Sự hình thành xương được bắt đầu từ rất sớm ngay từ khi thụ thai và là một hình ống chắc dần, tạo nên một khuôn mẫu linh động để các xương khác tập hợp lại. Khuôn này chiếm 1/3 cấu trúc của xương và còn rất mềm mại cho đến khi sinh ra, tạo điều kiện dễ dàng cho trẻ và mẹ trong khi sinh. Khuôn xương này bao gồm chất xơ của một loại protein đựơc gọi là collgen, nó được bao phủ bởi phức hợp gelatin gồm protein và polysaccaride được gọi là chất nền. Sau khi sinh bộ xương trở lên dài và rộng ra và nhanh chóng rắn chắc do sự lắng đọng của các chất khoáng vào trong xương. Quá trình này được gọi là calci hoặc xương hoá do chất tạo cứng rắn và chất khoáng có mặt nhiều nhất trong phức hợp là calci. Vào thời điểm trẻ có thể bước đi được, bộ xương đã được calci hoá đủ để nâng đỡ trọng lượng cơ thể. Những tinh thể khoáng đựơc lắng đọng dần trong quá trình xương hoá là calci phosphate Ca3(PO4)2, đựơc gọi là apatie; hoặc hỗn hợp calci phosphate và Ca(OH)2 - hydroxyapatite. Vì calci và P là những chất khoáng chủ yếu trong xương, nên việc cung cấp đầy đủ 2 chất khoáng này trong thời gian phát triển là cần thiết. - Tạo răng: Phần ngoài và giữa của răng được gọi là men và xương răng có chứa một lượng rất lớn hydoxyappatite, chất này có mặt dọc theo chiều dài chất protein keratin (trong xương là collagen). Quá trình calci hoá các răng sữa được bắt đầu từ thời kỳ bào thai khoảng 20 tuần tuổi) và chỉ hoàn thiện trước khi mọc (khi trẻ được 6 tháng tuổi). Răng vĩnh viễn bắt đầu được calcium hoá khi trẻ từ 3 tháng tuổi đến 3 năm tuổi, ngay từ khi còn đang giai đoạn tạo răng sữa. Có một sự trao đổi calci chậm chạp giữa máu và thân răng, có thể có trao đổi giữa calci nước bọt và calci của men răng. Thiếu hụt calci trong quá trình tạo răng có thể dẫn đến nguy cơ sâu răng. Mặc dù calci là thành phần quan trọng nhất trong tạo răng, cũng cần phải chú ý rằng chất lượng của răng phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác. - Phát triển: Calci còn cần cho những chức năng khác của tế bào. Một số nghiên cứu ở Nhật cho thấy rằng khẩu phần ăn nghèo calci thường kết hợp với chiều cao thấp. Một khẩu phần nghèo calci thường kết hợp với thấp protein, một yếu tố quan trọng cho phát triển cơ thể và phát triển xương. - Tham gia các phản ứng sinh hoá khác: Vai trò của calci trong quá trình đông máu là một chức năng được biết rõ, quá trình hình thành thromboplastin, thrombin, fibrin tại nơi tổn thương tạo cục máu đông cần sự có mặt của calci. Những vai trò khác là vai trò calci trong việc dẫn truyền xung động thần kinh, vào hấp thu vitamin B12; vào hoạt động của enzyme tuỵ trong tiêu hoá mỡ; vào quá trình co cơ. Calci có đến hàng chục chức năng quan trọng khác nhau, tuy nhiên sự thay đổi calci trong chế độ ăn thường ít thấy hiệu quả sớm do việc duy trì cân bằng calci của xương. Hấp thu, chuyển hoá: Hiệu quả của hấp thu calci trong cơ thể dao động từ 10 đến 60%. Trẻ em đang phát triển có thể hấp thu calci đạt 75%. Quá trình hấp thu calci phức tạp và phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau: lượng calci trong khẩu phần, nhu cầu của cơ thể, lứa tuổi, giới, một số thuốc cũng như một số chất dinh dưỡng khác trong khẩu phần: lactose, protein, vitamin D. Tỷ lệ hấp thu calci tỷ lệ nghịch với lượng calci trong khẩu phần. Phụ nữ thường hấp thu calci kém hơn nam giới, hấp thu calci giảm dần theo tuổi. Calci được hấp thu bằng hai cơ chế khác nhau: Khuyếch tán thụ động và vận chuyển tích cực. Hấp thu tích cực cần sự có mặt của vitamin D. Hấp thu thụ động liên quan đến khuyếch tán đơn thuần không bão hoà của calci khi có sự chênh lệch gradient, không cần năng lượng tham gia. Sự đóng góp của 2 quá trình hấp thu phụ thuộc vào nồng độ calci trong ruột và nồng độ vitamin D hoạt tính trong huyết thanh. Người trưởng thành bình thường, 95% lượng calci được hấp thu bằng con đường tích cực, phụ thuộc vào vitamin D. - Những yếu tố làm tăng hấp thu calcium + Vitamin D: Sự có mặt của dạng vitamin D hoạt tính làm tăng hấp thu từ 10- 30% lượng calci ở đường ruột. + Acid trong hệ tiêu hoá: Calci hoà tan tốt hơn trong môi trường acid, và do vậy hấp thu tốt trong môi trường acid hơn môi trường kiềm. Đa số các calci đựơc hấp thu ở ruột non, tất cả các yếu tố làm tăng độ acid của đường tiêu hoá trước khi thức ăn tới, đều làm tăng hiệu quả hấp thu calci. Giảm hấp thu calci theo tuổi liên quan đến giảm độ acid trong dạ dày và ruột của người cao tuổi. + Lactose: Lactose làm tăng hấp thu calci, trong khi đó những chất bột đường khác không có tác dụng. Lactose làm tăng hấp thu calci trên người từ 33-48%. Một tỷ lệ cao giữa lactose và calci là cần thiết để tăng cường hấp thu calci, cơ chế của vấn đề còn chưa được biết rõ. + Protein và phospho: ảnh hưởng của protein đến hấp thu calci phụ thuộc vào lượng calci trong khẩu phần ăn. Với một lượng 500mg calci/ngày, một nghiên cứu cho thấy trên nam giới trưởng thành cho thấy tăng protein khẩu phần từ 50 đến 150 g/ngày không gây những ảnh hưởng rõ rệt đến hấp thu calci. Nghiên cứu này còn cho thấy protein không có hiệu quả khi calci khẩu phần giảm xuống còn 500 mg/ngày. Tăng lượng protein khẩu phần lên gấp đôi, có thể làm tăng 50% lượng calci ra nước tiểu. [17] - Những yếu tố làm giảm hấp thu hoặc tăng mất calci + Acid oxalic: Kết hợp với calci tạo phức hợp không hoà tan và không được hấp thu tại ruột. Do vậy mà độ hấp thu của calci khẩu phần phụ thuộc vào tỷ số calci/oxalic trong thực phẩm. Một số đồ uống có hàm lượng oxalic cao, không phù hợp cho trẻ em. + Acid phytic: cũng có thể gắn với calci tạo phức hợp khó hoà tan, acid phytic có nhiều trong các loại ngũ cốc, khi nồng độ phytic cao có thể gây giảm đáng kể hấp thu calci. + Tăng nhu động ruột: Bất kỳ nguyên nhân nào làm tăng nhu động ruột, giảm thời gian lưu của thức ăn trong ruột đều gây giảm hấp thu calci. Thuốc nhuận tràng và những chế độ ăn nhiều chất xơ cũng gây hiệu quả trên. + Ít vận động thể lực: Những người ít hoạt động thể lực, nằm nhiều, đặc biệt là ở người cao tuổi có thể bị mất 0.5% calci trong xương hàng tháng, đây cũng là yếu tố liên quan rất quan trọng trong chứng loãng xương ở người cao tuổi. + Cafeine: Hấp thụ nhiều cafein có ảnh hưởng đến giá trị sinh học của calci do làm tăng đào thải qua phân và nước tiểu. Nhu cầu khuyến nghị: Bảng 2.17 : Adequate Intake (AI) của Calcium [17] Đối tượngLứa tuổiNam giới (mg/ngày)Phụ nữ (mg/ngày)Trẻ sơ sinh0-6 tháng210 210 Trẻ sơ sinh7-12 tháng270 270 Trẻ em1-3 tuổi500 500 Trẻ em 4-8 tuổi 800 800 Trẻ em 9-13 tuổi 1,300 1,300 Vị thành niên 14-18 tuổi 1,300 1,300 Người trưởng thành19-50 tuổi 1,000 1,000 Người trưởng thànhTrên 51 tuổi 1,200 1,200 Phụ nữ có thai Dưới 18 tuổi- 1,300 Phụ nữ có thaiTrên 18t tuổi- 1,000 Phụ nữ cho con bú Dưới 18 tuổi- 1,300 Phụ nữ cho con bú Trên 18 tuổi- 1,0002.3.3 Các acid amin : Amino acid là những phân tử có chứa một nhóm amin, một nhóm acid carboxylic và một trong hai mươi nhóm R. Các phân tử này được biệt quan trọng trong hóa sinh học, nơi cụm từ Aminoacid được dùng để đề cập đến các alpha-amino acid, trong đó R là một nhóm thế hữu cơ. Trong alpha amino acid, các nhóm amin và carboxylate được gắn với cùng một nguyên tử carbon, được gọi là α-carbon. Có nhiều cách để phân loại acid amin. Tuy nhiên mạch R là yếu tố quyết định các tương tác nội phân tử và tương tác giữa các phân tử nên người ta thường dựa vào tính chất của gốc R để phân loại các acid amin thành : - Những acid amin có gốc R không phân cực (hydrophobe) và không tích điện : isoleucine, leucine, methionine, phenyl-alanine, proline, valine, tryptophan, glycine, alanine trong đó ba acid amin cuối mang tính trung gian giữa không phân cực và phân cực trung bình, có độ hòa tan kém hơn các acid amin phân cực. Hoạt tính kị nước tăng khi chiều dài của gốc R tăng. - Các acid amin có gốc R phân cực nhưng không tích điện (trung tính –hydrophile), có các nhóm chức trung tính và phân cực, có khả năng tạo các liên kết hydro với một số phân tử như nước. Sự phân cực của serine, threonine, tyrosine là do nhóm –OH ; của asparagine, glutamine là do nhóm amide (CO-NH2) ; của cystein là do nhóm thiol –SH. - Các acid amin có gốc R tích điện (+) ở pH ~ 7 như histidine, lysine (do nhóm ε-NH2) và arginine ( do nhóm guanidin). - Các gốc acid amin có gốc R tích điện (-) ở pH ~ 7 do các nhóm carbonyl –COOH như acid aspartic và acid glutamic. Nếu dựa trên giá trị dinh dưỡng và vai trò sinh lý, người ta chia các acid amin thành: - Nhóm acid amin không thay thế (8) : valine, leucine, isoleucine, phenyl alanine, tryptophan, methionine, threonine, histidine ; - Nhóm acid amin bán thay thế (2) : lysine, arginin ; - Nhóm acid amin thay thế (10) : glycine, alanine, proline, serine, cystein, tyrosine, asparagine, glutamine, acid aspartic và acid glutamic. Phản ứng của các acid amin ở nhiệt độ cao : phản ứng ở nhiệt độ cao rất quan trọng trong quá trình chế biến thực phẩm. Trong các quá trình nướng, sấy, luộc... nhiều chất mùi đặc trưng được tạo ra từ các tiền chất là acid amin. Các nghiên cứu trên thực phẩm cho thấy, các chất mùi đặc trưng được tạo ra trong phản ứng maillard và chúng là các sản phẩm từ các tiền tố acid amin ban đầu như cysteine, methionine, ornithine và proline. Vào cuối những năm 1970, các nhà khoa học đã tìm thấy các chất gây đột biến mạnh ( trong các thí nghiệm trên vi khuẩn Salmonella typhimurium TA 98) tại các bề mặt thịt, cá bị nướng cháy. Qua các mô hình thí nghiệm, người ta đã tìm ra các sản phẩm nhiệt phân (pyrolyzate) của protein và acid amin như pyrido-indole, pyrido-imidazole và tetra-azalouroanthene chính là thủ phạm gây ra những đột biến này. Các nhà khoa học cũng đã chứng minh được rằng, các hợp chất gây ung thư cũn có thể được tạo ra từ acid amin và protein trong thực phẩm được chế biến ở nhiệt độ thấp hơn như nước chiết thịt, thịt chiên, cá nướng, gà quay... Chúng là sản phẩm của phản ứng maillard giữa các acid amin như creatinine, glycine, alanine, threonine với glucose. Trong phần lớn các trường hợp, đó là các hợp chất dị vòng chứa N thuộc nhóm imidazo-quinonline và imidazo-quinonxaline. Độ hòa tan trong nước của các acid amin cũng rất khác nhau. Proline, hydroxy-proline, glycine, alanine tan tốt trong dung dịch, cystein và tyrosine hầu như không tan còn các acid amin khác có độ hòa tan thấp. Thêm acid hoặc kiềm có thể tằng độ hòa tan của các acid amin. Tổng hợp acid amin để tăng giá trị sinh học của thực phẩm : Giá trị sinh học của protein (g protein tạo ra trong cơ thể từ 100g protein thực phẩm) được đánh giá bằng thành phần và tỷ lệ các acid amin không thay thế, khả năng tiêu hóa cũng như sự sẵn có của protein. Giá trị sinh học cao nhất được tìm thấy ở hỗn hợp thực phẩm chứa 35% trứng và 65% protein khoai tây. Protein từ ngũ cốc và các loại thực vật khác thường thiếu lysine, sữa bò và thịt thiếu methionine, lúa mì và lúa mạch thường thiếu threonine tron khi casein (protein sữa), protein từ bắp và gạo lại thiếu tryptophan. Do protein thực phẩm thiếu cả về mặt số lượng và chất lượng tại nhiều nơi trên thế giới nên việc tăng cường giá trị sinh học của thực phẩm bằng cách thêm vào các acid thiết yếu là hết sức cần thiết. Thông thường các sản phẩm gạo và bột mì được tăng cường L-lysine và L-threonine, đậu nành và đậu phụng được bổ sung methionine. Acid amin tổng hợp được sử dụng trong vũ trụ, trong thời kỳ trước và sau phẫu thuật, cho những người tiêu hóa và hấp thụ kém. Acid amin dạng D không được tiêu hóa trong cơ thể người. Hiện tượng quay quang học và góc quay của acid amin trong dung dịch phụ thuộc pH, nhiệt độ. Acid amin dạng D có thể được tạo ra trong quá trình tổng hợp hóa học, hoặc trong các quá trình chế biến thực phẩm. Để loại acid amin dạng D, người ta thường kết tinh chọn lọc các L acid amin bằng phương pháp enzyme hay phương pháp sắc ký. [4] Bảng 2.18 : Tăng cường giá trị sinh học (tăng giá trị PER) của một số thực phẩm chứa protein nhờ bổ sung các acid amin[1] Nguồn proteinChưa bổ sungĐã bổ sung0,2% lysine0,4% lysine0,4 Lys 0,2Thr0,4 Lys 0,07 Thr0,4 Lys 0,07 Thr 0,2% ThrCasein 2,50Bột mì0,651,561,632,67Bắp0,851,082,502,59 Hình 2.13 : Cấu trúc bậc nhất của protein là một chuỗi các aminoacid [25] Bảng 2.17 : Nhu cầu từng loại amino acid – đơn vị mg/kg cân nặng [30]  Amino acidTrẻ sơ sinh 3 - 6 tháng tuổiTrẻ em 10 - 12 tuổiNgười lớn HYPERLINK "" Histidine33Chưa biếtChưa biết HYPERLINK "" Isoleucine802812 HYPERLINK "" Leucine1284216 HYPERLINK "" Lysine974412Các amino acid chứa lưu huỳnh452210Aromatic amino acids1322216 HYPERLINK "" Threonine63288 HYPERLINK "" Tryptophan1943 HYPERLINK "" Valine8925142.3.3.1 Alanine: Tên gọi khác: 2-Aminopropanoic acid Tên IUPAC: Alanine Công thức phân tử: C3H7NO2 Khối lượng phân tử: 89.09 g mol−1 Hình 2.14 : Phân tử alanine [8] Alanine là một acid amin thay thế được, là một trong 20 amino acid tụ nhiên phổ biến nhất. Alanine là một acid amin thay thế, vì thế cơ thể có thể tổng hợp được từ các chất chuyển hóa khác của tế bào. Alanine được sản xuất từ các acid amin khác trong gan. Mạch bên của nó là mọt nhóm không phân cực, kị nước và là acid amin nhỏ thứ hai sau glycine. Alanine là một trong những amino acid đơn giản nhất và có tham gia vào quá trình phân hủy glucose tạo ra năng lượng. L-analine được tạo ra trong tế bào cơ từ glutamate trong một quá trình gọi là transamination. Alanine đếnphân hủy DNA hoặc các dipeptide, carnosine và quá trình chuyển đổi của pyruvate, một hợp chất trong quá trình chuyển hóa carbohydrate. Trong gan, analine chuyển thành pyruvate. Nó lần đầu tiên được phân lập năm 1879. Chức năng: Alanine được cơ thể sử dụng để tạo protein cho các chức năng phù hợp của hệ thống thần kinh trung ương và truyền xung thần kinh. Alanine còn cần thiết cho việc tăng lượng đường trong máu cho phù hợp với lượng protein ăn vào. Alanine rất dồi dào trong các mô cơ bắp của con người. Nó dễ dàng chuyển đổi thành glucose khi lượng đường trong máu bị hạ thấp và và các acid amin từ các mô cơ sẽ được giải phóng để cung cấp năng lượng. Alanine giúp cơ thể giữ lượng đường trong máu ở mức ổn định trong thời gian tập thể dục. Glucose có thể được hình thành từ alanine trong gan hoặc các cơ bắp khi cơ thể cần năng lượng, và do đó có thể giúp duy trì lượng đường trong máu. Sự giảm lượng đường trong máu có liên quan đến sự mệt mỏi khi ta cố gắng hoạt động quá nhiều, một số chuyên gia cho rằng việc bổ sung alanine có thể giúp các vận động viên luyện tập trong thời gian lâu hơn và cường độ mạnh hơn. Alanine còn kích thích tế bào lympho và tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể bằng cách sản xuất kháng thể. Đây cũng là acid amin được biết là tham gia vào chuyển hóa vitamin pyridoxine, và cả tryptophan. Alanine có mặt trong chất lỏng ở tuyến tiền liệt, và có thể nó đóng một vai trò quan trọng trong việc củng cố tuyến tiền liệt. Chỉ có l-alanine mới tham gia vào quá trình tổng hợp các protein. Nó góp phần xây dựng những tính năng mong muốn về độ bền cơ, khả năng chịu đựng sự kéo giãn và tính linh hoạt của cơ. Nguồn alanine trong thức ăn: Alanine là axit amin thay thế, vì thế nó có thể được sản xuất từ các axit amin khác trong gan và không cần phải lấy trực tiếp thông qua thực phẩm. Alanine đượct tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, nhưng đặc biệt tập trung ở các loại thịt. Trong cơ thể, alanine được sản xuất từ pyruvate. Nó cũng có thể được sản xuất từ các acid amin dạng chuỗi phân nhánh như valine, leucin và isoleucine. Những nguồn alanine tốt nhất là các loại thịt, đậu , hạt, hải sản, đậu nành, sữa, men bia, cám gạo nâu, caseinate, ngô, sản phẩm sữa, trứng, cá, gelatine, lacalbumin, rau, ngũ cốc. Thiếu hụt alanine: Vì cơ thể có thể tổng hợp alanine từ nhiều nguồn khác nhau nên rất hiếm trường hợp bị thiếu hụt alanine. Việc thiếu hụt acid amin này có thể dễ dàng bị loại bỏ nếu chúng ta có một chế độ ăn uống cân bằng bởi vì việc tiêu thụ các thực phẩm thích hợp sẽ cho phép cơ thể sản xuất một cách chính xác lượng acid amin cần thiết cho các chức năng. Việc thiếu vitamin B6 sẽ dẫn đến thiếu hụt alanine. Thiếu hụt alanine chủ yếu được tìm thấy trong những trường hợp mắc chứng hạ đường huyết. Vì thế những người thuộc nhóm này nên chú trọng dùng những thực phẩm bổ sung alanine. Độc tính, tác dụng phụ: alanine thường được coi là an toàn cho hầu hết mọi người. Tuy nhiên, những người có các bệnh về gan, thận không nên dùng nhiều thực phẩm chứa loại acid amin này. Đồng thời, việc bổ sung alanine đã được chiết tách không được khuyến khích. [35] 2.3.3.2 L-lysine: Tên IUPAC: Lysine Tên gọi khác: 2,6-diaminohexanoic acid Công thức phân tử: C6H14N2O2 Khối lượng phân tử: 146.19 g mol−1 Hình 2.15: Công thức cấu tạo của Lysine [13] L-lysine là một acid amin không thay thế, vì thế nó không được tổng hợp trên cơ thể con người. Nó thường ít có sẵn trong các protein thực vật, vì thế đây là yếu tố hạn chế cho những người ăn chay và cần được chú trọng để có một chế độ ăn chay hợp lý, tránh tình trạng thiếu lysine. L-lysine là một trong các acid amin cơ thể cần cho sự tăng trưởng và sữa chửa các mô. Nó được phân loại là một trong chín acid amin không thay thế vì chúng ta chỉ có thể đáp ứng nhu cầu loại acid amin này của cơ thể thông qua thực phẩm ăn vào hằng ngày chứ không tự tổng hợp được. Chức năng : L-lysine là thành phần quan trong của nhiều protein. Nó cũng trực tiếp tham gia sản xuất L-carnitine - chất cần thết cho sự vận chuyển và sử dụng các chất béo. Hai chức năng khác của lysine là lưu giữ canxi trong cơ thể và duy trì hệ miễn dịch. Lysine là một acid amin quan trọng tối cần thiết cho sự phát triển của xương ở trẻ em và giúp hấp thụ canxi ở mọi lứa tuổi. Lysine còn tăng cường sự đồng hóa và hấp thu canxia, đảm bảo cho sự hình thành sụn, xương, mô liên kết và collagen đồng thời ngăn cản sự bài tiết khoáng chất này ra khỏi cơ thể. Nó còn có lợi cho việc sản xuất các enzyme, hormone, kháng thể và collagen. Khi vitamin C kết hợp với lysine, sự hình thành collagen được tăng cường. Collagen rất quan trọng trong việc hình thành xương cũng như sửa chữa các mô. Bởi lysine giúp xây dựng protein cơ, vì thế nó rất tốt cho những người trong thời gian hồi phục sau phẫu thuật và các chấn thương trong thể thao. Nó cũng làm giảm bớt nồng độ triglyceride trong huyết thanh. Một đặc tính hữu ích nữa của lysine là khả năng chống virus gây bệnh herpes (mụn giộp) [37] Lysine giúp trẻ ăn ngon miệng, gia tăng chuyển hóa, hấp thu tối đa dinh dưỡng và phát triển chiều cao. Việc thiếu hụt chất này có thể khiến trẻ chậm lớn, biếng ăn, dễ thiếu men tiêu hóa và nội tiết tố.  Nguồn lysine: Người bình thường mỗi ngày cần 1 g lysine. Tuy nhiên, cơ thể không tự tổng hợp được chất này mà phải được cung cấp qua thực phẩm (như lòng đỏ trứng, cá, thịt, các loại đậu và sữa tươi) hoặc bổ sung dưới dạng thuốc. Trong khẩu phần ăn của người Việt Nam, lượng ngũ cốc chiếm đến 70-80% nên thường bị thiếu lysine, đặc biệt là những người ăn chay (chủ yếu dùng ngũ cốc và một lượng rất nhỏ rau họ đậu), vận động viên, bệnh nhân bỏng, mụn rộp. Để cung cấp đủ vi chất này, cần cân đối lại khẩu phần, ăn đủ các thực phẩm như trứng, cá, sữa tươi. Tuy nhiên, lysine trong thực phẩm rất dễ bị phá huỷ trong quá trình đun nấu. Cung cấp lysine qua thuốc là không cần thiết đối với người bình thường. Hơn nữa, việc dùng thuốc phải có sự chỉ định, hướng dẫn của bác sĩ và tuân thủ đúng các hướng dẫn đó, vì mọi loại dược phẩm khi dùng không đúng đều có thể gây hại. Riêng với lysine, liều lượng quá cao có thể gây chứng căng cơ bụng và bệnh tiêu chảy. . . [31] Người ta sản xuất Lysine trong công nghiệp dược phẩm nhờ vào quá trình lên men của vi khuẩn Corynebacterium glutamicum, một loại vi khuẩn gram dương hình que. [13] Lượng lysine khuyến nghị: Theo các chuyên gia dinh dưỡng, cách cung cấp lysine tiện lợi và hiệu quả nhất là sử dụng các loại thực phẩm chế biến sẵn có bổ sung chất này với một lượng nhỏ, vừa đủ cho nhu cầu của người bình thường, chẳng hạn như sữa tươi. [31] Đối với trẻ em lứa tuổi 2-12: Khuyến nghị 23 mg/kg cơ thể/ ngày. Không sử dụng các thực phẩm bổ sung lysine cho trẻ dưới 2 tuổi. Đối với người từ 13 tuổi trở lên: khuyến nghị 12mg/kg cơ thể/ ngày [ HYPERLINK "" 37] 2.3.3.3 Isoleucine : Tên IUPAC: Isoleucine Tên gọi khác: 2-Amino-3-methylpentanoic acid Công thức phân tử: C6H13NO2 Khối lượng phân tử: 131.17 g mol−1 (1) (2) Hình : Công thức cấu tạo của L-Isoleucine (1) và D-Isoleucine (2) [11] Isoleucine là một acid amin cần thiết cho rất nhiều quá trình liên quan đến máu, bao gồm điều chỉnh lượng đường máu và các mức năng lượng cũng như việc hình thành hemoglobin. Cùng với leucine và valine, isoleucine được xếp vào nhóm amino acid dạng chuỗi phân nhánh (BCAAs). Cả ba loại amino acid này đều là những amino acid không thay thế đối với dinh dưỡng người và cần thiết để duy trì sự khỏe mạnh của các mô cơ bắp trong toàn bộ cơ thể người. Ngoài ra, nó cũng tham gia vào quá trình làm đông máu ở người. BCAAs cũng tăng cường và bảo vệ hàm lượng glycogen trong các cơ xương. Điều này rất quan trọng bởi vì glycogen chính là công cụ trong việc thục hiện các quá trinh vật lý hàng ngày. Dễ dàng chuyển đổi thành năng lượng cho cơ thể, glycogen là nguồn năng lượng carbohydrate chính được dự trữ trong cơ bắp. Các thành viên trong họ các amino acid mạch chuỗi phân nhánh chiếm gần 70% tổng lượng protein trong cơ thể. Chúng đem lại sự nhất quán liên tục về cả mặt chức năng và mặt cấu trúc cho cho cơ thể người về mặt sinh học. Nguồn isoleucine : Hạnh nhân, hat điều, thịt gà, trứng, cá, đậu lăng, gan, thịt, lúa mạch đen, hầu hết các loại hạt giống và protein đậu nành đều là các loại thục phẩm chứa nhiều isoleucine. Chức năng : Isoleucine được chuyển hóa trong các mô cơ bắp và là cần thiết trong sự hình thành hemoglobin và trong quá trình ổn định lượng đường và mức năng lượng trong máu. Nó cũng là một phần không thể thiếu trong sự hình thành máu đông. Khi cơ thể không được cung cấp đầy đủ isoleucine, rất dễ xảy ra hiện tượng hạ đường huyết. Isoleucine cũng có thể bổ sung năng lượng, tăng độ bền và quan trọng nhất là phục vụ như một nhân tố sửa chữa và làm liền các mô cơ. Vì thế nó rất cần thiết trong chế độ dinh dưỡng của bệnh nhân sau phẫu thuật, những người bị chấn thương phần mềm. Khi hoạt động mạnh, nhịp tim và nhịp thở tăng, BCAAs có thể được sử dụng để sản xuất lượng năng lượng tăng thêm. Và các nghiên cứu cho thấy, gần 10% tổng số lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình hoat động thể lực kéo dài có thể được cung cấp trực tiếp bởi các nhóm acid amin không thay thế, trong đó có isoleucine. Mức huyết tương trong máu cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống có bổ sung isoleucine. Những hiên tượng bất thường về mức amino acid trong huyết tương có thể được khắc phục bằng cách bổ sung các protein chứa hàm lượng isoleucine leucine và valine (BCAAs). Điều này có thể hữu ích cho những bệnh nhân bị chứng bại thận mãn tính (CRF). Những bệnh nhân phải chạy thận nhân tạo (thủ tục để loại bỏ các chất thải của quá trình trao đổi chất hay các chất độc hại từ máu của thận) thường là do thiếu hụt một cách trầm trọng các loại amino acid kể trên. Thiếu hụt isoleucine: Thiếu hụt isoleucine dẫn tới rối loạn về tâm thần và thể chất. Các dấu hiệu của việc thiếu isoleucine cũng giống như các dấu hiệu của hạ đường huyết, như nhức đầu, chóng mặt, mệt mỏi, trầm cảm, rối loạn và khó chịu. Độc tính : Cho đến nay, chưa có bằng chứng nào cho thấy các hiện tượng xấu về sức khỏe liên quan đến việc ăn vào quá nhiều isoleucine, trừ việc tăng số lần tiểu tiện trong ngày. 2.3.3.4 Leucine : Tên IUPAC  : Leucine Tên gọi khác : 2-Amino-4-methylpentanoic acid Công thức phân tử : C6H13NO2 Khối lượng phân tử : 131.17 g mol−1 Hình : Công thức cấu tạo của L-Leucine [12] Cũng giống như isoleucine, leucine là một trong những acid amin phổ biến nhất đước biết đến trong cơ thể con người về cả mặt giải phẫu và mặt sinh lý. Trong thực tế, nó chỉ đứng thứ hai sau glycine về mật độ được tìm thấy trong protein. Thành phần hóa học của leucine cũng giống như isoleucine nhưng sự sắp xếp là khác nhau. Ở người, leucine cũng là một yếu tố dinh dưỡng hết sức quan trọng. Nó không thể được tổng hợp trong các mô của cơ thể động vật có vú. Chức năng : Leucine có thể được chuyển đổi thành glucose nhanh hơn valine và isoleucine. Điều này có nghĩa rằng nó hiệu quả nhất trong việc phòng ngừa thiệt hại hoặc phân hủy các khối cơ bắp để cung cấp năng lượng cho cơ thể. [  HYPERLINK "" 7] Leucine còn giúp điều chỉnh lượng đường trong máu, sư tăng trưởng và sửa chữa các mô cơ (như xương, da và cơ bắp), sản xuất hormone tăng trưởng, chữa lành vết thương cũng như điều chỉnh năng lượng. Nó còn có thể giúp ngăn ngừa sự phân hủy các protein trong cơ bắp, hiện tượng thường xảy ra sau những chấn thương hoặc stress nặng. Leucine còn có ích cho các bệnh nhân mắc bệnh phenylketone niệu - một bệnh mà cơ thể không thể chuyển hóa các amino acid phenylalanine. [ HYPERLINK "" 16] Nguồn thực phẩm: Leucine được tìm thấy chủ yếu trong các loại thực phẩm chất lượng cao chứa nhiều protein như đậu, men bua, cám gạo nâu, caseinate, ngô, sản phẩm từ sữa, trứng, cá, hạt cây gai dầu, rau, thịt, các loại hạt, hải sản, đậu nành... [  HYPERLINK "" 36] Lượng leucine khuyến nghị: Lượng leucine được khuyến cáo được kê trong bảng . Tuy nhiên đây mới chỉ là mức tối thiểu cơ thể cần trong một ngày để ngăn chặn sự thiếu hụt chất dinh dưỡng đặc biệt này. Để điều trị việc thiếu hụt leucine, người ta thường tăng hàm lượng loại acid amin này một cách đáng kể, tuy nhiên phải luôn chú ý đến mức độ gây ngộ độc. Liều dùng hàng ngày của leucine là khoảng 16mg/kg cân nặng cơ thể, và cứ như thê, ví dụ, một người đàn ông nặng 70 kg sẽ cần 1120 mg leucine một ngày [29] Tuy nhiên cần lưu ý khi sử dụng thực phẩm có bổ sung leucine phải giữ hàm lượng này cân bằng với hai amino acid mạch chuỗi phân nhánh còn lại – isoleucine và valine. Thiếu hụt leucine: Những trường hợp bị thiếu hụt loại acid amin này, khi muốn bổ sung vào thức ăn cần chú ý đến những mức độ độc hại của nó đối với cơ thể, gây ra tình trạng nứt da do thiếu hụt niacin trong máu. Các triệu chứng của rối loạn này bao gồm tiêu chảy, phát ban và mất cân bằng, rối loạn tâm thần. Độc tính: Sử dụng một chế độ ăn uống với hàm lượng leucin quá cao có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng đến gan và thận. Nó phá vỡ sự cân bằng và làm tăng cao hàm lượng amoniac trong máu, vì thế những thực phẩm bổ sung leucine là chống chỉ định cho những người mắc các bệnh về gan và thận.[32] 2.3.3.5 L-methionine: Hình 2.16: Methionine [ HYPERLINK "" 11] Tên IUPAC: Methionine Tên gọi khác: 2-amino-4-(methylthio)butanoic acid Công thức phân tử: C5H11NO2S Khối lượng phân tử: 149.21 g mol−1 Khối lượng riêng: 1.340 g/cm3 Đặc điểm: bột tinh thể màu trắng, tan trong nước.[32] Chức năng : Ngoài vai trò là một tiền chất trong tổng hợp protein, L-methionine tham gia vào một loạt các phản ứng sinh hóa, bao gồm cả việc sản xuất S-adenosilmethionine (SAM hay SAMe), L-cysteine, glutathione, taurine và sulfate. SAM như là một nguồn cho methyl, tham gia vào quá trình tổng hợp dreatine, epunephrine, melatonin và polyamines spermine. L-methionine cũng là một acid amin glycogenic và có thể tham gia vào sự hình thành D-glucose và glycogen. L-methionine còn có khả năng tham gia vào việc giảm bớt những ảnh hưởng của các chất độc trong gan (hepatoxins) như acetaminophen và methotrexate. Nó còn là nguồn cung cấp lưu huỳnh chính trong cơ thể, giúp làm bất hoạt các gốc tự do. Cung cấp đủ methionine giúp ngăn ngừa các bệnh về tóc, da và móng, giảm lượng cholesterol bằng ách gia tăng sản xuất lecithin ở gan, giảm chất béo và bẻo vệ gan, thận. Nó cũng là chất trữ các kim loại nặng trong cơ thể, giúp khử độc kim loại. Ngoài ra, L-methionine còn quy định sự hình thành amoniac và tạo ra nước tiểu. Độc tính : Một số nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc tăng quá nhiều L-methionine ăn vào sẽ dẫn đến ung thư đường ruột. Ngoài ra, một trong những chất chuyển hóa của L-methionine, L-homocystein đã được kiểm chứng là một yếu tố quan trọng trong các bệnh về động mạch vành và các mạch máu. Nguồn L-methionine : L-methionine là một amino acid cấu tạo nên protein. Nó được phân loại vào nhóm các acid amin không thay thế. Theo tổ chức FAO và WHO, lượng L-methionine nên cung cấp hằng ngày cho một người lớn là 13mg/kg trọng lượng cơ thể. Lượng cung cấp này hầu hết đến từ các loại protein trong thực phẩm. Các nguồn giàu L-methionine bao gồm pho mát, trứng, cá, thit và thịt gia cầm. L-methionine còn được tìm thấy trong các loại trái cây và rau quả, nhưng với hàm lượng không cao. [32] Bảng 2.18 : Các nguồn thực phẩm giàu Methionine [14] Thực phẩmg/100gBột mè ít béo1.656 HYPERLINK "" \l "Concentrates" \o "Soy protein" Protein đậu nành cô đặc0.814 HYPERLINK "" \o "Wheat germ" Phôi lúa mì0.456 HYPERLINK "" \o "Oat" Yến mạch0.312 HYPERLINK "" \o "Peanut" Đậu phộng0.309 HYPERLINK "" \o "Chickpea" Đậu xanh0.253Bắp vàng0.197 HYPERLINK "" \o "Almonds" Quả hạnh0.151Đậu lăng nấu chín0.077Gạo lức0.052   Phần C: KẾT LUẬN Với những nội dung nghiên cứu về phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm trên đây, một lần nữa ta thấy được vai trò quan trọng của chúng đối với sức khỏe của con người, mà cụ thể hơn, là sự sinh trưởng và phát triển cũng như những hoạt động chức năng của cơ thể. Việc bổ sung thừa hay thiếu các chất phụ gia dinh dưỡng vào thực đơn hàng ngày của con người đều dẫn đến những hậu quả nhất định, ảnh hưởng đến hoạt động và sự hấp thụ của chúng và của các chất dinh dưỡng khác trong những mối quan hệ tương tác rất chặt chẽ. Điều này một lần nữa khẳng định tầm quan trọng của việc nghiên cứu và đưa vào thực nghiệm phụ gia dinh dưỡng vào sản phẩm thực phẩm trong khoa học thực phẩm ngày nay. Nghiên cứu về phụ gia thực phẩm sẽ mở ra những bước tiến xa hơn trong công nghiệp thực phẩm, để không những giải quyết được những nhu cầu tối thiểu về các chất dinh dưỡng mà còn đem vào bữa ăn hàng ngày của con người đầy đủ các chất dinh dưỡng với một tỉ lệ hợp lý và ngày càng hoàn hảo. Phụ gia thực phẩm nói chung và phụ gia dinh dưỡng nói riêng là một đề tài rộng lớn và mang tính thực tiễn rất cao, yêu cầu hiểu biết và kiến thức sâu rộng ở rất nhiều lĩnh vực. Trong quá trình thực hiện đồ án, với trình độ hiểu biết còn hạn hẹp, chắc rằng có một số sai sót. Tuy nhiên với sự cố gắng hết mình của bản thân, em xin được lĩnh hội những góp ý của thầy cô để đề tài của mình được hoàn thiện hơn. Tài liệu tham khảo 1. Hoàng Kim Anh, (2008) Hóa học thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, trang 50, 337, 338, 340 2. Nguyễn Chí Linh, (2007), Bài giảng Phụ gia trong sản xuất thực phẩm, Cao đẳng Cộng đồng Kiên Giang, trang 3. Nguyễn Duy Thịnh, (2004), Các chất phụ gia dùng trong sản xuất thực phẩm, Đại học Bách khoa Hà Nội, trang 2, 3, 4 4. Lê Ngọc Tú (2000), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, trang 210 5. Harris RS(1988,) General discussion on the stability of nutrients. In: Karmes E 6. Michael Langman, (2003), Safe upper levels for vitamins and minerals, Expert group on vitamins and minerals, UK, page 110, 137 7. Volker Spitzer, (2007), Vitamin Basics, German. 8.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: ngày 17/05/2010) 9.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 18/05/2010) 10.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 18/05/2010) 11.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 12.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 13.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 14.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 15.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 15/05/2010) 16.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 13/05/2010) 17.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 05/05/2010) 18.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 01/05/2010) 19.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 01/05/2010) 20.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 24/04/2010) 21.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 24/04/2010) 22.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 24/04/2010) 23.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 24/04/2010) 24.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 25/04/2010) 25.  HYPERLINK "" ố_E 22 (ngày truy cập: 23/04/2010) 26.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 24/04/2010) 27. (ngày truy cập: 16/05/2010) 28.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 29. (ngày truy cập: 16/05/2010) 30.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 31.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 32.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 33.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 25/04/2010) 34.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 25/04/2010) 35.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 36.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010) 37.  HYPERLINK ""  (ngày truy cập: 16/05/2010)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docCác phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm (nutritional additive).doc