nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc ăn liền bổ sung màng đỏ hạt gấc

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngày nay người ta ñã thấy rằng trong quả gấc có chứa rất nhiều các chất chống oxy hóa như lycopen, β-caroten, vitamin E.... Hiện nay, hỗn hợp các

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


   -

HOÀNG CÔNG QUÝ

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT DINH DƯỠNG NGŨ CỐC ĂN LIỀN BỔ SUNG MÀNG ðỎ HẠT GẤC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

Mã số: 60.54.10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VŨ THỊ THƯ

HÀ NỘI - 2009

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng

Tôi xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã

ñược cảm ơn và các thông tin ñược trích dẫn trong luận văn này ñã ñược

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn:

PGS TS Vũ Thị Thư ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Khoa công nghệ thực phẩm, Viện ñào tạo sau ñại học - Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã giúp tôi hoàn thành chương trình học và bản luận văn này

Chương trình mục tiêu quốc gia phòng chống suy dinh dưỡng trẻ em - Viện Dinh dưỡng ñã hỗ trợ về kinh phí ñể tôi thực hiện luận văn này

Trung tâm thực phẩm dinh dưỡng, Khoa Thực phẩm và Vệ sinh an toàn thực phẩm, Trung tâm kiểm nghiệm - Viện Dinh dưỡng ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu ñề tài

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn chân thành nhất tới gia ñình, bạn bè, và ñồng nghiệp ñã tận tình giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt thời gian qua

Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp ñỡ quý báu ñó

Hà Nội ngày tháng năm 2009 Người thực hiện

Hoàng Công Quý

2.1 Tỷ lệ suy dinh dinh dưỡng trẻ em Việt Nam 5

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bột dinh dưỡng 7

2.4 Nhu cầu dinh dưỡng của trẻ dưới 1 tuổi 10

2.5 Quy ñịnh bổ sung vi chất dinh dưỡng vào bột dinh dưỡng trẻ em 11

2.6 Quy ñịnh giới hạn cho phép vi sinh vật trong thức ăn ñặc biệt 12

2.9 Một số chất chống oxy hóa trong thực phẩm và tác dụng sinh học 21

3 ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

4.1 Quy trình sấy khô màng ñỏ hạt gấc và thành phần dinh dưỡng

4.1.1 Quy trình sấy khô màng ñỏ hạt gấc 46

4.1.2 Thành phần dinh dưỡng chính của màng ñỏ hạt gấc 47

4.2 Công thức và quy trình sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc bổ sung

4.2.1 Thành phần dinh dưỡng và chỉ tiêu vi sinh của bột dinh dưỡng

4.2.2 Công thức sản phẩm bột dinh dưỡng bổ sung màng ñỏ hạt gấc 50

4.2.3 Quy trình chế biến bột dinh dưỡng bổ sung màng ñỏ hạt gấc 55

4.2.4 Thành phần dinh dưỡng của bột dinh dưỡng ngũ cốc bổ sung

4.3 So sánh bột dinh dưỡng bố sung màng ñỏ hạt gấc với bột ngũ cốc

4.4.2 Chất lượng cảm quan bột dinh dưỡng bổ sung màng ñỏ hạt gấc

4.4.3 Thành phần dinh dưỡng và các chỉ tiêu vi sinh của bột sau 6 và

4.4.4 Các chỉ tiêu vi sinh của bột sau 6, 12 tháng bảo quản 68

4.6 Tổng chi phí ñể sản xuất ra 1 kg sản ph ẩm 70

4.6.1 Tổng chi phí ñể sản xuất ra 1kg màng ñỏ hạt gấc khô 70

4.6.2 Tổng chi phí ñể sản xuất ra 1kg bột bổ sung màng ñỏ hạt gấc 71

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Tổ chức Nông lương thế giới

Phân tích mối nguy và kiểm soát những ñiểm tới hạn

Tổ chức Y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị cho trẻ dưới 1 tuổi 11

2.2 Quy ñịnh bổ sung vi chất dinh dưỡng vào bột dinh dưỡng trẻ em 12

2.3 Quy ñịnh giới hạn cho phép vi sinh vật trong thức ăn ñặc biệt 12

2.4 Thành phần dinh dưỡng của màng ñỏ hạt gấc tươi (trong 100g) 14

2.5 Thành phần dinh dưỡng của màng ñỏ gấc khô (trong 100g) 14

2.6 Hàm lượng tocopherol chứa trong màng gấc khô và trong dầu

2.7 Hàm lượng các axit béo trong màng ñỏ gấc khô 15

2.8 Hàm lượng lycopen trong một số thực phẩm 21

2.9 Hệ số chống oxy hóa của một số carotenoid 23

2.10 Hàm lượng lycopen trong một số bộ phận của cơ thể người 24

2.11 Hàm lượng β-caroten trong một số thực phẩm tươi sống 27

2.12 Hàm lượng vitamin E trong một số loại dầu ăn 30

3.1 Thành phần dinh dưỡng chính của nguyên liệu 33

3.2 Thành phần của 100g hỗn hợp vitamin-khoáng chất 34

3.3 Dự kiến thành phần dinh dưỡng chính 38

3.4 Tỷ lệ phối trộn của 6 công thức thí nghiệm và công thức ñối

chứng tính theo % chất khô nguyên liệu 40

3.5 Hệ số trọng lượng của các chỉ tiêu cảm quan 41

4.1 Thành phần dinh dưỡng của màng ñỏ hạt gấc 48

4.2 Thành phần dinh dưỡng của bột không bổ sung màng ñỏ hạt gấc 49

4.3 Các chỉ tiêu vi sinh của bột không bổ sung màng ñỏ hạt gấc 50

4.4 Thành phần dinh dưỡng của bột bổ sung màng ñỏ hạt gấc theo

4.5 ðiểm trung bình của 6 công thức thí nghiệm 52

4.6 ðiểm chất lượng của 6 công thức thí nghiệm 53

4.7 Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu của hai công thức lựa chọn tính theo

4.8 Thành phần dinh dưỡng của bột dinh dưỡng có bổ sung màng ñỏ

4.9 Các chỉ tiêu vi sinh của bột dinh dưỡng có bổ sung màng ñỏ hạt gấc 58

4.12 Thành phần dinh dưỡng chính của bột dinh dưỡng bổ sung màng

ñỏ hạt gấc với bột không bổ sung màng ñỏ hạt gấc 62

4.13 Chỉ số peroxyt trong 1 kg bột bổ sung màng ñỏ hạt gấc 64

4.14 ðiểm trung bình của 2 công thức bột dinh dưỡng bổ sung màng

4.15 ðiểm chất lượng của 2 công thức bổ sung màng ñỏ hạt gấc sau 6

4.16 Thành phần dinh dưỡng chính của bột có bổ sung màng ñỏ hạt

4.17 Các chỉ tiêu vi sinh của bột bổ sung màng ñỏ hạt gấc sau 6, 12

4.18 Mức tiêu thụ bột dinh dưỡng không và có bổ sung màng ñỏ hạt

4.19 Tính chi phí ñể sản xuất ra 1kg màng ñỏ hạt gấc khô 70

4.20 Tổng chi phí ñể sản xuất 1kg bột bổ sung màng ñỏ hạt gấc tươi 71

4.21 Tổng chi phí ñể sản xuất 1 kg bột dinh dưỡng bổ sung màng ñỏ

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Số liệu thống kê tình trạng dinh dưỡng trẻ em 1985-2008 6

2.2 Quy trình sản xuất bột giàu vi chất dinh dưỡng 9

2.4 Hiệu quả của việc ăn cà chua dạng ketchup và Lyc-O-Mato trong

2 tuần so với mức lycopen trong huyết thanh [28] 25

4.1 Quy trình sấy khô màng ñỏ hạt gấc sấy khô 46

1 MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề

suy dinh dưỡng của trẻ em Việt Nam vẫn ở mức cao so với các nước trong khu vực và trên thế giới Theo số liệu thống kê của Viện Dinh dưỡng, tỷ lệ trẻ

em dưới 5 tuổi bị suy dinh dưỡng (cân nặng theo tuổi) vào năm 2007 là 21,2%, năm 2008 là 19,9% [41] Một trong những nguyên nhân của tình trạng suy dinh dưỡng trên là sự thiếu năng lượng và vi chất trong các thức ăn bổ sung cho trẻ em Các thức ăn do các bà mẹ tự chế biến không những có ñậm

ñộ năng lượng và vi chất thấp mà số lượng cho trẻ ăn cũng không ñáp ứng ñược nhu cầu cho sự phát triển của trẻ [1], [2] [12], [27], [28] Trong khi ñó, bột dinh dưỡng chế biến sẵn chủ yếu là sản phẩm nhập từ nước ngoài có giá bán cao, không phù hợp với ñại bộ phận người dân ở các vùng nông thôn của Việt Nam Chính vì vậy, việc nghiên cứu và chế biến các sản phẩm bột dinh dưỡng có ñậm ñộ năng lượng cao, chất lượng ñáp ứng các tiêu chuẩn trong và ngoài nước, ñồng thời giá bán phù hợp với người dân Việt Nam là chủ ñề ñược nhiều cơ quan khoa học trong và ngoài nước quan tâm [1], [2], [12] , [27], [28]

ðể cải thiện tình trạng dinh dưỡng cho trẻ em không những cần cung cấp ñủ các chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid mà còn phải ñặc biệt chú ý ñến các thành phần vi chất dinh dưỡng như các vitamin và chất khoáng bởi các vi chất này tuy chỉ cần một lượng nhỏ nhưng chúng vô cùng quan trọng Nếu cơ thể thiếu iốt sẽ gây rối loạn hoạt ñộng tuyến giáp trạng, phát sinh bệnh bướu cổ, ñần ñộn Thiếu canxi dẫn tới bệnh còi xương, thiếu sắt dẫn tới bệnh thiếu máu ñặc biệt thiếu vitamin A sẽ dẫn ñến các bệnh về mắt ảnh hưởng lớn ñến tình trạng dinh dưỡng của trẻ Thiếu vitamin A nhẹ dễ

bị các bệnh nhiễm trùng, tiêu chảy, viêm ñường hô hấp, thiếu nặng thì khô

giác mạc, giác mạc tổn thương, mờ ñục, loét giác mạc, dẫn tới nhũn giác mạc, hậu quả là mù lòa Nhưng theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trường ñại học y khoa Haward (Mỹ) cho thấy nếu uống quá liều sẽ có hại, ñặc biệt gây nguy cơ gẫy xương háng ở phụ nữ, phồng thóp ở trẻ em, tăng áp lực nội sọ và giòn kết xương Nếu không có chỉ ñịnh của thầy thuốc thì không nên uống vitamin A tổng hợp (ñặc biệt ñối với phụ nữ ñang mang thai) mà cần thay thế bằng các β-caroten thiên nhiên giúp cơ thể dễ hấp thu và không ñộc hại cho gan [1], [2]

β - caroten thiên nhiên an toàn thể hiện ở chổ: β-caroten chỉ biến ñổi thành vitaminA khi cơ thể có nhu cầu, do ñó không có hiện tượng thừa vitaminA khi sử dụng quá liều carotenoid Nếu sử dụng quá nhiều carotenoid

sẽ tích luỹ và có nồng ñộ cao trong huyết tương, da xuất hiện màu vàng nhưng khác hoàn toàn so với bệnh vàng da do tắc mật Khi giảm bớt hàm lượng carotenoid trong khẩu phần ăn hàng ngày màu vàng da sẽ biến mất [1], [2], [26], [27]

Khẩu phần ăn của người Việt Nam thường có nhiều rau quả trong ñó có chứa hàm lượng β-caroten khá ñầy ñủ nhưng lại có nhiều người bị hội chứng thiếu vitamin A Một số tác giả cho rằng có thể nguyên nhân là do trong khẩu phần ăn của người Việt Nam thường quá ít dầu mỡ mà β-caroten muốn ñược

cơ thể hấp thụ phải có một lượng dầu mỡ nhất ñịnh ðối với gấc, β–caroten tan sẵn trong dầu nên cơ thể rất dễ hấp thụ [13] Vì thế có thể khẳng ñịnh β-caroten từ gấc là nguồn vitaminA an toàn và dễ hấp thụ ñối với cơ thể người

Ở Việt Nam, quả gấc là một loại quả phổ biến, dễ trồng ñồng thời có giá trị dinh dưỡng cao vì màng ñỏ của quả gấc rất giàu chất chống oxy hoá, ñặc biệt là lycopen Ngoài ra còn có β-caroten, vitamin E và các axit béo không no Trong 100g màng ñỏ hạt gấc tươi chứa 80,2mg lycopen và 17,5mg β-caroten, hàm lượng lycopen và beta-caroten trong gấc cao hơn rất nhiều so

với cà chua, dưa hấu và các loại thực phẩm khác [11], [22]

Quả gấc là loại thực phẩm ñộc ñáo và ñã ñược sử dụng lâu ñời ở nước

ta Trước kia, nhân dân ta thường dùng ñể nấu xôi gấc và làm phẩm mầu cho một số loại thực phẩm Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngày nay người ta ñã thấy rằng trong quả gấc có chứa rất nhiều các chất chống oxy hóa như lycopen, β-caroten, vitamin E các chất này có tác dụng phòng và chữa một số bệnh về tim mạch, ung thư, tăng sức ñề kháng cho cơ thể, phòng và chữa bệnh thiếu vitamin A Vì vậy, gấc là một thực phẩm thuốc quý giá Các nhà khoa học ñã có nhiều nghiên cứu sử dụng màng ñỏ gấc ñể sản xuất ra dầu gấc, mứt gấc ñể tạo ra những thực phẩm bổ sung có giá trị cao

Tuy nhiên, vấn ñề cần quan tâm trong sản xuất bột dinh dưỡng là nguồn vi chất tự nhiên bổ sung trong bột và sự cần thiết của việc ña dạng hoá hương vị của sản phẩm Hiện nay, hỗn hợp các vitamin và khoáng chất bổ sung vào bột ñều phải nhập ngoại trong khi ở Việt Nam rất nhiều sản phẩm nông nghiệp có chứa nhiều vi chất quan trọng như β-caroten trong rau ngót, rau dền, rau muống, gấc, ñu ñủ, cà rốt, gạo ñỏ… Riêng ñối với màng ñỏ hạt gấc thì trên thế giới cũng như ở Việt Nam, chưa có một nghiên cứu nào thực hiện việc bổ sung màng ñỏ hạt gấc vào trong bột dinh dưỡng cho trẻ em

Trong nghiên cứu này, chúng tôi bước ñầu tập trung vào việc xây dựng công thức và quy trình sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc ăn liền bổ sung màng

ñỏ hạt gấc nhằm tạo loại thức ăn bổ sung ñáp ứng một phần nhu cầu năng lượng, vi chất dinh dưỡng, ñồng thời tạo sự hấp dẫn hơn về mầu sắc, ñược người tiêu dùng chấp nhận, từ ñó góp phần giảm tỷ lệ suy dinh dưỡng và thiếu

vi chất cho trẻ ở lứa tuổi ăn dặm, ñặc biệt là trẻ ở các vùng sâu, vùng xa và những vùng thường xuyên bị thiên tai bão lụt ở Việt Nam Vì vậy, chúng tôi

tiến hành ñề tài: "Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc ăn liền bổ

sung màng ñỏ hạt gấc" với mong muốn ñáp ứng ñược yêu cầu trên

1.2 Mục ñích và yêu cầu

1.2.1 Mục ñích

Xây dựng công thức và quy trình sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc

ăn liền bổ sung màng ñỏ hạt gấc nhằm tạo ra một loại thức ăn bổ sung ñáp ứng một phần nhu cầu năng lượng, vi chất dinh dưỡng, ñồng thời tạo sự hấp dẫn hơn về mầu sắc, ñược người tiêu dùng chấp nhận, từ ñó góp phần giảm tỷ lệ suy dinh dưỡng và thiếu vi chất cho trẻ ở lứa tuổi ăn dặm, ñặc biệt là trẻ ở các vùng sâu, vùng xa và những vùng thường xuyên bị thiên tai bão lụt ở Việt Nam

- Xác ñịnh ñược thời gian bảo quản của sản phẩm

- Xác ñịnh ñược mức tiêu thụ bột của trẻ từ 6 – 24 tháng tuổi

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tỷ lệ suy dinh dinh dưỡng trẻ em Việt Nam

Tỷ lệ suy dinh dưỡng trẻ em ở nước ta hiện nay ñã giảm nhiều, nếu tính

từ năm 1985 (51,5%) ñến năm 1995 (44,9%) Mỗi năm trung bình giảm 0,6%

Từ năm bắt ñầu kế hoạch hành ñộng quốc gia về dinh dưỡng (1995) chỉ 4 năm sau tỷ lệ suy dinh dưỡng trẻ em ñã giảm xuống còn 36,7% (1999), trung bình mỗi năm giảm 2% là tốc ñộ ñược quốc tế công nhận là giảm nhanh Như vậy hàng năm ñã ñưa khoảng 200 ngàn trẻ dưới 5 tuổi thoát khỏi suy dinh dưỡng Năm 2000, theo số liệu ñiều tra của Viện Dinh dưỡng tỷ lệ suy dinh dưỡng trẻ

em còn 33,8% Tuy vậy, tỷ lệ suy dinh dưỡng của nước ta vẫn còn cao so với quy ñịnh của Tổ chức Y tế thế giới

Tỷ lệ suy dinh dưỡng trẻ em Việt Nam giảm nhanh và bền vững từ 33,8% năm 2000 xuống 25,2% năm 2005 Suy dinh dưỡng ñã giảm ñi 8,6 % trong giai ñoạn 5 năm từ 2000 - 2005, ước tính giảm giảm ñi khoảng 637.260 trẻ suy dinh dưỡng thể nhẹ cân trên cả nước Tỷ lệ trẻ suy dinh dưỡng nặng giảm ñi một nữa Theo ñánh giá của UNICEF, Việt Nam là nước có mức giảm suy dinh dưỡng nhanh nhất trong khu vực (1,5%/năm) Tỷ lệ suy dinh dưỡng trẻ (cân nặng theo tuổi) năm 2007 là 21,2%, năm 2008 là 19,9% [41]

Số liệu thống kê về tình trạng dinh dưỡng trẻ em qua các năm của Viện Dinh dưỡng

Hình 2.1 Số liệu thống kê tình trạng dinh dưỡng trẻ em 1985-2008 2.2 Chế ñộ ăn cho trẻ suy dinh dưỡng

Suy dinh dưỡng là tình trạng cơ thể thiếu protein – năng lượng và các

vi chất dinh dưỡng Bệnh thường gặp ở trẻ dưới 5 tuổi, nhiều nhất từ 6 – 24 tháng tuổi, bệnh biểu hiện ở nhiều mức ñộ khác nhau, nhưng ít nhiều ñều có ảnh hưởng ñến sự phát triển thể chất, tinh thần, vận ñộng, trẻ suy dinh dưỡng

dễ mắc các bệnh nhiễm khuẩn, diễn biến bệnh thường nặng và có thể dẫn tới

tử vong

Theo ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới (1999) ở các nước ñang phát triển hàng năm có khoảng 10,5 triệu trẻ em chết vì bệnh tật như viêm phổi, tiêu chảy, sởi, sốt rét… Trong ñó, suy dinh dưỡng có thể là nguyên nhân trực tiếp hoặc gián tiếp chiếm tới 54%

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bột dinh dưỡng

Hiện nay, hầu hết các bà mẹ ñều trang bị cho mình các phương pháp chăm sóc trẻ theo khoa học, thức ăn bổ sung cho trẻ ở thời kỳ ăn dặm ngày càng ña dạng, phong phú và ñủ chất dinh dưỡng hơn Từ nguyên liệu như gạo, ñậu tương, ñậu xanh, hạt sen ñược phối trộn theo các tỷ lệ khác nhau và ñược nghiền thành bột, bột ñược nấu và có thể bổ sung thêm các loại thực phẩm từ ñộng vật hoặc thực vật

Ở các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, do mức sống và trình ñộ dân trí còn chưa cao cũng như các bà mẹ trẻ sinh con ñầu lòng chưa có kinh nghiệm nên cách chế biến thức ăn bổ sung cho trẻ còn chưa hợp lý Vì vậy, trẻ chán ăn dẫn ñến tình trạng suy dinh dưỡng, chậm lớn, chậm phát triển cả

về trí tuệ lẫn thể chất, dễ bị ốm, ñặc biệt là các bệnh nhiễm trùng

Trên thị trường hiện nay ñã có các loại bột dinh dưỡng ăn liền của các hãng nổi tiếng: Neslte, Vinamilk Các sản phẩm này có chất lượng cao, thơm ngon, ñáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của trẻ Mặt khác chúng mang tính chất công nghiệp, thuận tiện trong cách sử dụng, tiết kiệm thời gian khi chế biến Tuy nhiên giá thành cũng rất cao nên chỉ những gia ñình có thu nhập khá mới

có thể mua cho trẻ những loại bột dinh dưỡng này

ðể có một loại bột giá rẻ hơn phù hợp với sức mua của các bà mẹ, nhiều tổ chức sản xuất tư nhân ñã sản xuất các loại bột mang tính chất thủ công Nhưng các loại bột này còn hạn chế về chất lượng dinh dưỡng, vệ sinh

an toàn thực phẩm, tỷ lệ phối trộn của bột chưa hợp lý dẫn ñến cháo bột sau nấu không ñáp ứng ñược yêu cầu về mặt chất lượng

Công nghệ ép ñùn dựa trên nguyên lý làm thay ñổi cấu trúc và cảm quan của một nguyên liệu hoặc các hỗn hợp nguyên liệu nhờ quá trình xử lý sản phẩm ở áp suất cao trong thời gian rất ngắn (20 giây ñến 2 phút) ở nhiệt ñộ lên tới 250°C [5] Nó ñược sử dụng phổ biến trong sản xuất thực phẩm như các

thức ăn nhanh, bột ngũ cốc, các sản phẩm thịt và pho mát, ép dầu… [1, 5, 9, 10,

13, 18] Việc sử dụng công nghệ ép ñùn giá rẻ (Low-cost extrusion LCEC) trong chế biến bột dinh dưỡng ñã ñược khuyến cáo từ những năm 80 của thế kỷ trước [9, 10] Ở nước ta, việc áp dụng công nghệ này còn manh mún

cooking-do trình ñộ kỹ thuật còn hạn chế và máy ép ñùn nhập ngoại có giá bán cao Trong bối cảnh ñó, Chương trình Dinh dưỡng Fasevie do Viện Dinh dưỡng cùng với Tổ chức nghiên cứu và chuyển giao công nghệ - GRET và Viện Nghiên cứu vì sự phát triển – IRD của Pháp thực hiện từ năm 1997, ñã nghiên cứu thử nghiệm thành công mô hình sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc bằng công nghệ ép ñùn với các máy móc ñược gia công tại Việt Nam [3] Nhiều sản phẩm bột dinh dưỡng ñã ñược sản xuất và ñưa ra thị trường như các sản phẩm bột mang thương hiệu Favilo, Favina, Nufavie… Các sản phẩm này có thành phần cơ bản là gạo có bổ sung các loại hạt giàu protein và lipid (ñậu tương và vừng), hỗn hợp vitamin và khoáng chất nhập ngoại Sau 5 năm ñưa ra thị trường, các sản phẩm bột trên ñã thoả mãn hai yêu cầu chủ ñạo là chất lượng ñảm bảo các tiêu chuẩn hiện hành và giá bán phù hợp với người tiêu dùng

Quy trình sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em hiện nay tại Viện Dinh dưỡng

Hình 2.2 Quy trình sản xuất bột giàu vi chất dinh dưỡng

Thuyết minh quy trình

hỗn hợp sau ñó chuyển sang công ñoạn ép ñùn

Ép ñùn: Hỗn hợp trộn ñược cho vào ép ñùn, năng suất ép 100 –

Trộn bột

120kg/h, nguyên liệu ñược làm chín dựa vào lực ép bên trong xi lanh và sự

sinh nhiệt do ma sát giữa trục ép và xi lanh ép ñể tạo ra phôi ép và làm chín sản phẩm

nghiền với mắt sàng có ñường kính 0,15mm (ñảm bảo 100% bột có kích

thước < 500 µm)

trộn 3kg (dùng ñể trộn các nguyên liệu chiếm tỷ lệ <10% trong sản phẩm) và máy trộn lớn có thể trộn 50kg (dùng trộn thành phẩm và các hỗn hợp có trọng lượng >3kg) ðể ñảm bảo ñộ ñồng ñều của các nguyên liệu premix, muối, sữa bột, hương sữa trong sản phẩm thì phải tuân theo nguyên tắc trộn theo khối lượng tăng dần (các nguyên liệu có tỷ lệ thấp ñược phối trộn vào nguyên liệu

có tỷ lệ cao hơn)

250g/gói Công suất máy 80 – 100kg/h

Từ quy trình trên chúng tôi có hai phương án bổ sung màng ñỏ hạt gấc vào công ñoạn ép ñùn là:

- Bổ sung màng ñỏ hạt gấc tươi: Trộn hỗn hợp màng ñỏ hạt gấc tươi + gạo + vừng + ñậu xanh

- Bổ sung màng ñỏ hạt gấc khô: Trộn hỗn hợp màng ñỏ hạt gấc khô + gạo + vừng + ñậu xanh

2.4 Nhu cầu dinh dưỡng của trẻ dưới 1 tuổi

dinh dưỡng cần thiết vì nhu cầu dinh dưỡng cho một ñơn vị cân nặng ở năm ñầu tiên cao hơn so với giai ñoạn sau, tiếp ñó giảm dần khi tuổi của trẻ tăng lên Trong năm ñầu, trẻ phát triển rất nhanh, trẻ ñược 6 tháng cân nặng gấp 2

lần so với trẻ mới sinh ra và 3 lần khi ñược 12 tháng, sau ñó tốc ñộ tăng trọng lượng chậm dần cho tới khi trẻ trưởng thành Nhu cầu protein trong 6 tháng ñầu sau khi sinh là 1,86g/kg trọng lượng cơ thể/ngày, 6 tháng tiếp theo là 1,65g Ngoài protein, ở giai ñoạn này cơ thể trẻ cần những chất dinh dưỡng khác như glucid, lipid, vitamin, khoáng chất Nếu thiếu những chất này trẻ dễ mắc các bệnh suy dinh dưỡng như thiếu máu, còi xương, quáng gà…[12]

Bảng 2.1 Nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị cho trẻ dưới 1 tuổi [11]

Muối

Lứa tuổi

Năng lượng (Kcal)

Protein

(mg)

2.5 Quy ñịnh bổ sung vi chất dinh dưỡng vào bột dinh dưỡng trẻ em

(Quyết ñịnh số 6289/2003/Qð-BYT ngày 09 tháng 12 năm 2003 của

Bộ trưởng Bộ Y tế)

Bảng 2.2 Quy ñịnh bổ sung vi chất dinh dưỡng vào bột dinh dưỡng trẻ em

2.6 Quy ñịnh giới hạn cho phép vi sinh vật trong thức ăn ñặc biệt

Thức ăn khô và thức ăn dinh dưỡng cho trẻ em, thức ăn thay thế ñặc biệt (dùng trực tiếp, không qua xử lý nhiệt trước khi sử dụng) theo quy ñịnh giới hạn tối ña nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm Ban hành kèm theo Quyết ñịnh số 46/2007/Qð-BYT ngày 19 tháng 12 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Y tế

Bảng 2.3 Quy ñịnh giới hạn cho phép vi sinh vật trong thức ăn ñặc biệt [2]

TT Loại vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1g hay 1ml thực phẩm

* Tính trên 25g ñối với Samonella

2.7 Giới thiệu về gấc

Gấc có tên khoa học là Momordica Cochinchinesis, thuộc họ bầu bí

2.7.1 ðặc ñiểm thực vật và phân bố

Cây gấc là loại cây leo, mỗi năm lụi một lần, nhưng lại ñâm chồi từ gốc

cũ lên vào mùa xuân năm sau Lá mọc so le chia thùy khía sâu tới 1/2 phiến

lá Hoa ñực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt Thời gian ra hoa từ tháng 4 ñến tháng 5 Quả hình bầu dục, dài từ 15cm ñến 20cm, ñáy nhọn, vỏ ngoài có nhiều gai, khi chín có màu vàng ñỏ ñẹp tươi Mùa quả chín từ tháng

8 ñến tháng 2 năm sau Gấc nếp thì thưa gai hơn gấc tẻ Trong quả có nhiều hạt xếp thành những hàng dọc, quanh hạt có màng màu ñỏ tươi Bóc lớp màng ñỏ sẽ thấy hạt hình gần giống con ba ba nhỏ, ngoài có lớp vỏ cứng, mép

có răng cưa Trong hạt có nhân trắng chứa nhiều dầu

Gấc mọc hoang và ñược trồng khắp nơi ở nước ta Trồng bằng hạt hay giâm cành vào tháng 2 -3, trồng một năm có thể cho thu hoạch hàng chục năm Ngay từ năm ñầu ñã có quả nhưng ít, càng về sau càng nhiều quả Mùa thu hái gấc từ tháng 8 - 9 ñến tháng 1 - 2 năm sau ở miền Bắc và thu hái quanh năm ở miền Nam [3]

2.7.2 Thành phần hóa học chính của màng ñỏ gấc

Mặc dù ở nước ta gấc ñã có từ lâu ñời nhưng trong những năm gần ñây các nhà khoa học mới phân tích thành phần hóa học của quả gấc, người ta thấy rằng trong màng ñỏ gấc hàm lượng các chất carotenoid rất cao và nó ñã thực sự trở nên quí giá bởi công dụng của các thành phần hóa học có trong nó Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong màng ñỏ gấc khác nhau tùy vào thời ñiểm thu hoạch Bảng 2.1 và 2.2 cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng trong 100g màng gấc tươi và khô ñối với gấc chín ñầu vụ và giữa vụ

Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng của màng ñỏ hạt gấc tươi

Bảng 2.5 Thành phần dinh dưỡng của màng ñỏ gấc khô (trong 100g) [22]

Thành phần Quả chín ñầu vụ Quả chín giữa vụ

Bảng 2.6 Hàm lượng tocopherol chứa trong màng gấc khô

và trong dầu gấc (mg/100g) [22]

Tocopherols Sản phẩm gấc

Lycopen, vitamin E và các axit béo không no trong quả gấc là những chất có tác dụng chống oxy hoá Việc sử dụng màng ñỏ gấc ñể bổ sung vào thực phẩm nhằm tạo ra sản phẩm mới giàu lycopen và các chất chống oxy hóa góp phần làm giảm lipid máu và phòng ngừa các bệnh mạn tính không lây như tim mạch, ung thư là cần thiết trong thời ñiểm hiện nay

Bảng 2.7 Hàm lượng các axit béo trong màng ñỏ gấc khô [22] Axit béo lượng (%) Hàm Axit béo Hàm lượng (%)

C16:1 (7)- axit

2.7.3 Các nghiên cứu và ứng dụng từ quả gấc

2.7.3.1 Trong nước

Từ xưa ñến nay, những sản phẩm chế biến từ gấc ñược gắn bó với người Việt Nam là xôi gấc, mứt gấc Ngày nay, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật càng vượt bậc, các nhà nghiên cứu tài ba ñã chứng minh ñược vai trò cực kỳ quan trọng bởi những thành phần hoá học trong gấc Vì vậy mà các ứng dụng từ quả gấc dần dần ra ñời và có nhiều ý nghĩa

Công ty chế biến Dầu thực vật và Thực phẩm Việt Nam (gọi tắt là VNPOFOOD CO, LTD) là doanh nghiệp ñầu tiên hoạt ñộng trong lĩch vực thực phẩm - thuốc tại Việt Nam Bác sĩ Nguyễn Công Suất, giám ñốc công ty cùng với 30 kỹ sư có trình ñộ cao, kỹ thuật lành nghề ñã nghiên cứu và tìm tòi

ra những chế phẩm từ quả gấc Hầu hết các sản phẩm của công ty ñược xuất khẩu, thị trường chính là Mỹ Hiện nay dầu gấc viên nang mang thương hiệu Vinaga, sản phẩm ñược các nước trên thế giới tín nhiệm Vinaga ñược chiết xuất từ màng ñỏ quả gấc Việt Nam chứa β-caroten cao gấp 10 lần cà rốt và gấp 47 lần cà chua, lycopen, alphatocopherol (tiền vitamin E) và các vi chất

từ thiên nhiên Là thực phẩm thuốc phòng chống tổn thương cấu trúc ADN với những trường hợp bị nhiễm tia xạ, nhiễm chất ñộc Dioxin ở chiến trường hoặc trong các thức ăn tăng trọng và thuốc trừ sâu, chất bảo quản chưa phá huỷ hết Những bệnh nhân sau ñiều trị bằng phẫu thuật, chạy tia xạ, truyền hoá chất, sử dụng loại thực phẩm này giúp phục hồi sức khoẻ Ngoài ra dầu gấc còn ngăn chặn các nguy cơ ung thư, chữa khô mắt, mờ mắt, dưỡng da, phòng chữa sạm da, khô da, rụng tóc, giúp da luôn hồng hào và mịn màng

Mới ñây công ty bánh kẹo Bibica ñã sử dụng nguồn nguyên liệu màng

ñỏ hạt gấc bổ sung vào bánh bông lan với mục ñích ngăn ngừa bệnh béo phì, bệnh tiểu ñường, rối loạn tim mạch

Ở Trung tâm Công nghệ sinh học, ñại học quốc gia Hà Nội mới ñây ñã

nghiên cứu thành công loại thuốc trừ sâu “sạch” chiết xuất từ hạt gấc Chế phẩm này có tên là Mo Loại thuốc này kìm hãm sự sinh trưởng biến thái ảnh hưởng ñến thế hệ sau của chúng, ñặc biệt là không gây ñộc tới sức khoẻ con người và môi trường Các kết quả nghiên cứu cho thấy, những thuốc trừ sâu

có bản chất protein sẽ ñáp ứng ñược nhu cầu “sạch” Loại thuốc này hoạt ñộng dựa trên nguyên lý: protein trong thuốc (PPI) sẽ kìm hãm men proteinase trong ruột côn trùng và tiêu diệt chúng ðiều quan trọng là phải biết ñược tính chất ñặc trưng của proteinase ở ruột mỗi côn trùng, từ ñó phát hiện ra các PPI tương thích có tác dụng kìm hãm mạnh Nhóm nghiên cứu của

GS Phạm Thị Trân Châu ñã tìm hiểu proteinase của sâu khoang, sâu tơ và sâu xanh ñồng thời tinh sạch PPI từ nhiều sản phẩm khác nhau và ñưa ra kết luận: PPI của hạt gấc có tác dụng kìm hãm mạnh nhất proteinase của các loại sâu rau Mo là chế phẩm của một chất dịch chứa PPI ñược chiết xuất từ gấc, bổ sung chất phụ gia (trong ñó có Bt - một trong những loại thuốc trừ sâu sinh học cho phép sử dụng) Thử nghiệm cho thấy, Mo có hiệu lực rõ rệt với sâu tơ

và sâu khoang, mật ñộ sâu chết tăng dần từ ngày thứ 3 trở ñi và sau 7 ngày tỷ

lệ sâu chết là 73,6% ñến 89,2% Kết quả thử nghiệm trên chuột nhắt trắng ở liều cao nhất (50ml/kg chuột/1lần) không có triệu chứng ngộ ñộc cấp tính Nhóm tác giả ñã phun thuốc Mo lên rau và thấy rằng sau 4 ñến 6 ngày xử lý, nồng ñộ chế phẩm giảm xuống còn dưới 10% so với nồng ñộ ban ñầu, không còn khả năng gây ngộ ñộc

Nghiên cứu thành công phụ gia bảo quản thực phẩm polime dược phẩm (PDP) gồm vỏ tôm và chất màu thực phẩm chiết xuất từ quả gấc, do hai nữ tiến sĩ Nguyễn Hồng Khánh, Nguyễn Thị Ngọc Tú ở Trung tâm Nghiên cứu, ñào tạo và tư vấn môi trường thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Các nhà khoa học ñã nghiên cứu hoàn thiện hai quy trình công nghệ sản xuất ở quy mô pilot gồm có bột PPD từ vỏ tôm làm phụ gia trong chế biến bảo quản

thực phẩm nhóm thịt (giò chả) và làm phẩm ñỏ từ quả gấc làm màu thực phẩm PDP làm phụ gia trong chế biến giò tại một số ñơn vị ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh bảo ñảm chất lượng giò thơm ngon, không ñộc Bột PDP ñược dùng cho 60 bệnh nhân ung thư ñang xa trị và hoá trị tại Bệnh viện ung thư bướu (Hà Nội) ðây là sản phẩm mới, nay ñã ñược công nhận cho phép sản xuất và lưu hành trong nước thay thế hàn the ñộc hại

2.7.3.2 Ngoài nước

Theo những tài liệu mà chúng tôi có ñược thì trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về gấc như sản phẩm bột sấy gấc, dầu gấc, ñây là những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao Ở Tiệp Khắc (cũ), cơm gấc khô ñã ñược

áp dụng thí nghiệm vào việc làm mứt, làm bánh và làm ñồ hộp ñể nấu xúp, có màu ñẹp, ăn rất ngon và bổ Một tác giả Hà Lan khi nghiên cứu gấc của Philipin ñã kết luận rằng trong quả gấc chỉ có một lượng β-caroten không ñáng kể Còn các nhà khoa học của trường ñại học California (Hoa Kỳ) sau khi nghiên cứu gấc ñã phải thừa nhận là cho ñến nay chưa có một loại quả nào

trên thế giới có ñược ñặc tính sinh học tuyệt vời như quả gấc Việt Nam

2.8 Một số nguyên liệu khác

2.8.1 Gạo

Cây lúa (Oryze sativa L.) thuộc họ hòa thảo Graminae, là một trong

năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô, lúa mì, sắn và khoai tây Trong ñó, gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và châu Mỹ La tinh), ñiều này làm cho gạo trở thành loại lương thực ñược con người tiêu thụ nhiều nhất [34]

Ở Việt Nam, gạo ñược sử dụng làm lương thực chính cho người và gia súc Ngoài ra, lúa gạo còn mang lại hiệu quả kinh tế cao Số liệu của Tổng Cục Thống kê cho thấy, năm 2008 Việt Nam ñã xuất khẩu ñược 4,72 triệu tấn

gạo, ñạt giá trị 2,9 tỷ USD Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), xuất khẩu gạo của Việt Nam có thể tăng lên mức kỷ lục 6 triệu tấn trong năm 2009 [32]

Gạo là loại hạt có hàm lượng tinh bột cao và có thành phần hoá học thay ñổi tuỳ theo ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, ñịa ñiểm gieo trồng và tuỳ theo các ñặc tính về giống cũng như chế ñộ nước Thành phần dinh dưỡng chính của gạo là glucid chiếm từ 70 - 80%, tập trung chủ yếu ở phần lõi của gạo Protein của gạo thấp hơn lúa mì và ngô nhưng giá trị sinh học của gạo tốt hơn Ngoài ra, gạo còn là nguồn cung cấp chất khoáng và vitamin quan trọng, ñặc biệt là các vitamin nhóm B Trong công nghiệp chế biến, việc xay sát gạo quá

kỹ làm giảm hàm lượng protein và vitamin ñáng kể [20]

2.8.2 ðậu xanh

ðậu xanh có tên khoa học là Phaseolus radiatus, thuộc họ ñậu

Fabaceae [21] ðậu xanh là loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao Protein của ñậu xanh có chứa ñầy ñủ các loại acid amin không thay thế Do ñó, các thực phẩm ñược chế biến từ ñậu xanh có giá trị dinh dưỡng cao ñối với con người ðậu xanh là loại thức ăn nhiều calci, ít natri Người thường xuyên ăn ñậu xanh và chế phẩm của nó có tác dụng giảm huyết áp Chất xơ trong ñậu xanh

có tác dụng phòng ngừa xơ cứng ñộng mạch, bệnh cao huyết áp và phòng ngừa ñường huyết lên cao, do ñó có thể bảo vệ tốt tuyến tụy [32]

2.8.3 ðậu tương

ðậu tương có tên khoa học là Glycine max L thuộc họ ñậu Fabaceae giàu protein Cây ñậu tương là cây thực phẩm có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng Sản phẩm từ cây ñậu tương ñược sử dụng rất ña dạng như dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành ñậu phụ, ép thành dầu ñậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa ñậu nành, okara ñáp ứng nhu cầu ñạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc ðậu tương là loại hạt có thành phần dinh

dưỡng cao So với các loại hạt khác, ñậu tương ñược coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng ñáng kể các amino acid không thay thế cần thiết cho cơ thể [31]

Bên cạnh ñó, ñậu tương còn ñược coi là loại thuốc quý, là thực phẩm chức năng quan trọng, vì trong ñậu tương có chứa một số chất chống oxi hoá như flavonoid, chlorogenic acid, vitamin E,… Chất daidzein trong ñậu tương chiếm 14,9 – 207,1 mg% [39] có tác dụng kích thích hệ thống miễn dịch, phá huỷ những chất có hại cho cơ thể Do ñó nó có thể làm giảm nguy cơ ung thư Còn trong lipid của ñậu tương chứa nhiều acid béo không no có hệ số ñồng hoá cao, mùi vị thơm và chứa khoảng 2 - 3% phospholipid có tác dụng ñiều hoà hệ tiêu hoá, chống táo bón tương tự như khi ta ăn rau quả ðặc biệt vitamin E trong ñậu tương có tác dụng cải thiện khả năng dung nạp glucose, chống oxi hoá và ngăn ngừa các biến chứng ở bệnh nhân ñái tháo ñường Ngoài ra, trong ñậu tương còn

có khá nhiều loại vitamin nhóm B, ñặc biệt là vitamin B1, chất khoáng,…có tác dụng tốt trong việc chữa các bệnh về tim mạch và tiểu ñường [4] Gần ñây, tiến

sỹ Nimbe Torres nghiên cứu hiệu ứng của khẩu phần ăn giàu protein ñậu tương lên sự phát triển của hiện tượng gan nhiễm mỡ liên quan tới bệnh tiểu ñường Tiến sỹ Torres nuôi những con chuột bị bệnh tiểu ñường ñã bị phát triển hiện tượng tăng insulin huyết và gan nhiễm mỡ bằng một khẩu phần ăn giàu protein ñậu tương trong 160 ngày Bà nhận thấy việc tiêu thụ protein ñậu tương ngăn ngừa sự tích tụ triglycerid và cholesterol trong gan bất chấp sự phát triển của sự béo phì và tăng insulin huyết ở các con chuột Qua nghiên cứu, tiến sỹ Torres cho rằng ăn protein ñậu tương sẽ rất tốt ñể giảm kháng insulin, làm giảm ñộ thương tổn của thận, làm giảm acid béo và cải thiện chất lượng cuộc sống [39]

2.8.4 Vừng

Vừng có tên khoa học là Sesamum indicum L là loại cây ra hoa thuộc

họ vừng Pedaliaceae [37, 38 ] Vừng có hàm lượng lipid khá cao (38 – 50%)

nên thường ñượcùng ñể chế biến dầu thực vật Trong lipid của vừng chứa 80% các acid béo không no [3, 38] có tác dụng ñiều hòa cholesterol máu duy trì tính ñàn hồi của thành ñộng mạch và huyết quản Vitamin E trong vừng có tác dụng chống oxy hóa, ngăn chặn sự phá hủy tế bào của các gốc tự do, cải thiện tuần hoàn máu, phòng trị bệnh xơ vữa ñộng mạch và tai biến mạch máu não, làm chậm quá trình lão hóa, ñiều hòa trung khu thần kinh và dự phòng bệnh ñục thủy tinh thể [39]

2.9 Một số chất chống oxy hóa trong thực phẩm và tác dụng sinh học

Thức ăn là nguồn quan trọng cung cấp các chất chống oxy hóa như các carotenoid (lycopen, β-caroten ), vitamin E, các axít béo không no, vitamin

C, isoflavon , trong ñó xếp hàng ñầu là lycopen, β-caroten, vitamin E

2.9.1 Cấu trúc và tác dụng sinh học của lycopen

Trong Carotenoid có chứa hợp chất Lycopen màu ñỏ sáng, hợp chất này thường có trong một số loại rau quả như cà chua, dưa hấu Thực vật và vi sinh vật tự tổng hợp ñược lycopen nhưng ñộng vật thì không tự tổng hợp ñược

Bảng 2.8 Hàm lượng lycopen trong một số thực phẩm [24]

Lycopen không ñơn thuần chỉ là một chất màu, nó còn là một chất chống oxy hóa nhờ khả năng làm vô hiệu các gốc tự do, ñặc biệt là các oxy nguyên tử, do ñó lycopen có tác dụng bảo vệ chống lại các bệnh ung thư, xơ vữa ñộng mạch và các bệnh liên quan ñến ñộng mạch vành Lycopen làm giảm sự oxy hóa LDL (low density lipoprotein) và giúp làm giảm mức cholesterol trong máu

Lycopen là một tecpen ñược tập hợp từ 8 isoprene Công thức phân tử

chuỗi hydrocacbon mạch thẳng không bão hòa chứa 11 nối ñôi liên hợp và 2 nối ñôi không liên hợp Khác với các carotenoid khác, hai vòng C ở hai ñầu mạch của lycopen không kín Công thức cấu trúc phân tử của lycopen ñược thể hiện ở hình 2.3

Hình 2.3 Công thức cấu tạo của lycopen

Lycopen ở dạng ñồng phân all-trans là dạng ñồng phân hình học chiếm

ưu thế hơn trong thực vật ðồng phân dạng cis của lycopen cũng ñược tìm thấy trong tự nhiên, bao gồm dạng ñồng phân 5-cis, 9-cis, 13-cis và 15-cis Lycopen có trong huyết thanh người là hỗn hợp của gần 50% lycopen dạng cis và 50% dạng all-trans Lycopen trong các thực phẩm chế biến chủ yếu ở dạng ñồng phân cis [16]

Lycopen là một chất hòa tan trong chất béo và không hòa tan trong nước Lycopen ñược biết nhiều như một chất chống oxy hóa, cả hai cơ chế oxy hóa và không oxy hóa ñều liên quan ñến hoạt tính bảo vệ sinh học của nó

Do cấu trúc của lycopen thiếu vòng β-ionone nên nó không thể tạo nên vitamin A và tác dụng sinh học của nó trong cơ thể người có cơ chế khác với vitamin A Do vậy, khác với β-caroten, lycopen không có hoạt tính của vitamin A, nó không phải là tiền tố của vitamin A

Với công thức cấu tạo của lycopen cho phép nó vô hoạt các gốc tự do

Do các gốc tự do là các phân tử không cân bằng ñiện hóa học, chúng có khả năng phản ứng cao với các thành phần tế bào và gây ra sự phá hủy thường xuyên Các oxy nguyên tử là dạng hoạt ñộng nhất Các chất hóa học không tốt này ñược tạo nên trong tự nhiên như là sản phẩm phụ của quá trình oxy hóa trao ñổi chất của các tế bào Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy lycopen có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất trong số các carotenoid

Lycopen có khả năng ngăn chặn oxy nguyên tử, “bẫy” gốc tự do peroxyl, ức chế oxy hóa DNA, ức chế peroxyt hóa lipid và trong một vài nghiên cứu cho thấy lycopen có khả năng ức chế oxy hóa các lipoprotein có

tỷ trọng thấp Khả năng dập tắt các oxy nguyên tử của lycopen cao gấp 2 lần

so với β-caroten và cao hơn gấp 10 lần so với α-tocopherol [17] Bảng 2.9 cho thấy hệ số chống oxy hóa của một số carotenoid

Bảng 2.9 Hệ số chống oxy hóa của một số carotenoid [17]

Do lycopen có chuỗi nối ñôi liên hợp, chúng có khả năng ñặc biệt ngăn chặn các gốc tự do, trong ñó có oxy nguyên tử Oxy nguyên tử là gốc tự do có hoạt tính cao ñược tạo thành trong quá trình chuyển hóa, chúng phản ứng với các axit béo không no, là thành phần chính của màng tế bào Do ñó, lycopen có trong màng tế bào ñóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa tác hại của việc oxy hóa màng lipid, vì vậy ảnh hưởng ñến ñộ dày, ñộ bền của màng Màng tế bào là "người gác cổng" cho tế bào, nó cho phép các chất dinh dưỡng ñi vào và ngăn ngừa không cho các chất ñộc ñi vào tế bào Vì vậy, việc duy trì sự nguyên vẹn của màng tế bào là yếu tố then chốt trong việc phòng ngừa bệnh tật

Lycopen là loại carotenoid phổ biến nhất trong cơ thể người Bảng 2.10 thể hiện hàm lượng lycopen trong một số bộ phận của cơ thể người

Bảng 2.10 Hàm lượng lycopen trong một số bộ phận

của cơ thể người [27]

gốc tự do phá hủy LDL cholesterol Cholesterol bị oxy hóa bởi các gốc tự do

và lắng lại thành các mảng cứng và làm hẹp ñộng mạch Với hoạt tính chống oxy hóa mạnh, lycopen có thể ngăn ngừa LDL cholesterol khỏi bị oxy hóa

Các nghiên cứu dịch tễ học gần ñây cho thấy mối liên quan giữa việc giảm nguy cơ bệnh tim mạch với chế ñộ ăn giàu lycopen Việc giảm nguy cơ này chủ yếu là do tính chất chống oxy hóa của lycopen LDL chứa các axit béo không no và có thể bị oxy hóa bởi các gốc tự do và tác nhân peroxyt hóa Lycopen chủ yếu gắn vào LDL trong huyết thanh, nó có thể bảo vệ chống lại chứng xơ vữa ñộng mạch thông qua việc ức chế peroxyt hóa lipid

Trong các nghiên cứu dịch tễ và thực nghiệm cho thấy lycopen bảo vệ chống lại tác hại của oxy hóa lipid và góp phần giảm nguy cơ các bệnh mạn tính Người ta cũng quan sát thấy có sự giảm ñáng kể oxy hóa lipid máu và DNA

Trong nghiên cứu của các tác giả Nhật bản khi bổ sung lycopen với hàm lượng 15 và 45mg/ngày từ nước quả cà chua ñã nhận thấy giảm sự peroxyt hóa lipid [23] Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần ñây của Rao và cộng sự với mức lycopen ăn vào thấp (từ 5,10 ñến 20 mg/ngày) cũng cho thấy mức lycopen huyết thanh tăng ñáng kể từ 92% lên ñến 216% và giảm peroxyt hóa lipid trung bình 10% [28]

Hình 2.4 Hiệu quả của việc ăn cà chua dạng ketchup và Lyc-O-Mato

trong 2 tuần so với mức lycopen trong huyết thanh [28]

Dựa vào kết quả nghiên cứu trên người ta ñưa ra khuyến nghị mức lycopen ăn vào mỗi ngày từ 5 - 10mg là ñủ ñể duy trì mức lycopen huyết thanh và giảm peroxyt hóa lipid [29]

Lycopen ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư như các ung thư tuyến tiền liệt, vú, buồng trứng, cổ tử cung, thực quản, dạ dày, ñại tràng Nhiều nghiên cứu cho thấy mối liên quan giữa việc ăn nhiều lycopen với việc giảm nguy cơ ung thư ở một số cơ quan, ñặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt [19] Lycopen là một cấu tử không thể thiếu trong hệ thống miễn dịch Các tế bào miễn dịch rất nhạy với các gốc tự do Khi có mặt của các gốc

tự do, các tế bào miễn dịch sẽ tập trung lại và nhờ lycopen ngăn chặn sự hoạt ñộng của các gốc tự do Lycopen cũng làm tăng hoạt ñộng của các tế bào miễn dịch Sự thiếu hụt lycopen sẽ làm giảm hiệu quả của hệ thống miễn dịch

và kết quả là các bệnh nhiễm trùng sẽ phát triển

Như vậy, lycopen là một chất chống oxy hóa tự nhiên rất cần thiết cho

tế bào sống, ñảm bảo tính bền chắc của màng tế bào, ngăn cản các tác nhân oxy hóa ñộc do ñược tạo ra trong quá trình trao ñổi chất, ñặc biệt nó ñã giúp cho cơ thể ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mạn tính không lây như tim mạch, ung thư, các bệnh liên quan ñến tuổi già

2.9.2 Cấu trúc và tác dụng sinh học của β-caroten

β-caroten là thành viên của họ carotenoid Tương tự các carotenoid khác, β-caroten là chất mầu tự nhiên (ñặc trưng là mầu vàng của củ cà rốt) tan trong chất béo, không tan trong nước, ñược tìm thấy chủ yếu trong thực vật

hệ thống các nối ñôi liên hợp, hai ñầu của chuỗi liên hợp là một cấu trúc vòng Khối lượng phân tử của β-caroten là 536,9 β-caroten rất bền trong quá trình nấu nướng, nhưng nó có thể bị mất một chút hoạt tính trong quá trình cất giữ do sự phá hủy bởi ánh sáng và không khí Công thức cấu trúc của β-caroten ñược thể hiện ở hình 2.5

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của β-caroten

β-caroten ñược biết như là tiền chất của vitamin A bởi vì nó là một trong những tiền tố quan trọng nhất của vitamin A trong chế ñộ ăn của con người β-caroten chính là nguồn vitamin A an toàn Hiệu quả chuyển ñổi β-caroten thành vitamin A tùy thuộc vào mức ăn vào Nếu ăn nhiều β-caroten hơn là mức ñược chuyển ñổi thành vitamin A thì nó sẽ ñược tích trữ ngược lại trong chất béo của cơ thể Vì vậy, nếu có quá nhiều β-caroten trong cơ thể sẽ làm cho da có màu vàng

β-caroten ñược tìm thấy trong tự nhiên ở dạng all-trans β-caroten và cis β-caroten Một lượng rất nhỏ 13-cis β-caroten cũng ñược tìm thấy trong

9-tự nhiên Cà rốt là nguồn β-caroten 9-tự nhiên chính trong chế ñộ ăn β-caroten cũng ñược tìm thấy trong dưa ñỏ, bông cải xanh, spinach Hàm lượng β-caroten trong một số thực phẩm tươi sống ñược trình bày ở bảng 2.11

Bảng 2.11 Hàm lượng β-caroten trong một số thực phẩm tươi sống [20]

β-caroten là chất dinh dưỡng cần thiết khi chế ñộ ăn thiếu vitamin A vì β-caroten là tiền chất của vitamin A nên nó ñóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các bệnh do thiếu vitamin A như bệnh khô giác mạc ảnh hưởng ñến thị lực và gây mềm giác mạc, tăng mắc các bệnh nhiễm trùng, ñặc biệt là tiêu chảy và viêm ñường hô hấp, nó còn là nguyên nhân của sự chậm phát triển thể lực và tinh thần của trẻ em

Ngoài lợi ích là tiền chất của vitamin A, β-caroten cũng giống như các carotenoid khác, là chất chống oxy hóa tự nhiên, nó có thể ngăn chặn các oxy nguyên tử, dọn sạch các gốc peroxyl và ngăn ngừa sự peroxyt hóa lipid, làm giảm khả năng oxy hóa LDL, ngăn ngừa bệnh tim mạch, làm tăng khả năng miễn dịch và chống ung thư

Chế ñộ ăn ít chất béo sẽ làm cho việc hấp thụ β-caroten kém Chỉ bổ sung lượng nhỏ chất béo trong chế ñộ ăn sẽ làm tăng khả năng hấp thụ β-caroten lên 50% Nghiên cứu cho thấy hàm lượng β-caroten nên ăn vào hàng ngày từ 5mg ñến 15mg, lượng β-caroten này nên ñược lấy từ thức ăn thực vật

và nó tác dụng tốt với bệnh tim mạch khi ñược ăn vào cùng với các chất chống oxy hóa khác như lycopen, vitamin E [15]

2.9.3 Cấu trúc và tác dụng sinh học của vitamin E

Vitamin E là một vitamin hòa tan trong chất béo và tồn tại ở 8 dạng khác nhau, 4 dạng thuộc nhóm tocopherol và 4 dạng thuộc nhóm tocotrienol, mỗi nhóm có một cấu trúc hóa học ñồng nhất của vitamin E trong thực phẩm

4 tocopherol ñược biết rõ là alpha, beta, gamma và delta-tocopherol có dạng dầu màu vàng Mỗi một dạng có hoạt tính sinh học riêng, trong ñó D-α-tocopherol có hoạt tính sinh học cao nhất Trong cơ thể, dạng vitamin E chủ

lượng phân tử 430,72, có cấu trúc vòng chromanol và chuỗi isoprenoid Cả

chuỗi isoprenoid và vòng chromanol ñều có liên quan ñến chức năng chống oxy hóa của vitamin E

Công thức cấu tạo của vitamin E ñược trình bày ở hình 2.4

Vitamin E chỉ ñược tổng hợp ở thực vật, vì vậy dầu thực vật là nguồn vitamin E chính trong chế ñộ ăn Vì hòa tan trong chất béo nên vitamin E không bị mất vào trong nước chế biến trong quá trình lọc và nói chung là ổn ñịnh Vitamin E khá bền với nhiệt Tuy nhiên, vì là chất chống oxy hóa có nhiều trong dầu thực vật nên nó bị phá hủy trong ñiều kiện oxy hóa như dưới tác dụng của không khí và ánh sáng, tăng khả năng oxy hóa bởi nhiệt và sự có mặt của ñồng Vitamin E rất cần cho sự sống và phát triển Tuy nhiên, cơ thể người không tự tổng hợp ñược vitamin E, vitamin E ñược cung cấp chủ yếu bởi chế ñộ ăn hoặc bổ sung cho nhu cầu vitamin E

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của vitamin E

Giống như các chất chống oxy hóa khác, vitamin E có thể ngăn ngừa và làm chậm sự phát triển của bệnh tim mạch Oxy hóa LDL-cholesterol sẽ làm dầy thành ñộng mạch dẫn ñến vữa xơ ñộng mạch và gây ra cơn ñau tim Vitamin E giúp ngăn ngừa hoặc làm chậm sự phát triển bệnh tim mạch bằng cách hạn chế oxy hóa LDL-cholesterol Vitamin E cũng giúp ngăn ngừa hiện tượng ñông vón của máu làm tắc nghẽn mạch máu hình thành các cục máu sẽ

có thể dẫn ñến cơn ñau tim Nhiều nghiên cứu cho thấy với mức vitamin E ăn vào cao sẽ giảm bớt ñược bệnh tim mạch

Bảng 2.12 Hàm lượng vitamin E trong một số loại dầu ăn [15]

do việc tiêu thụ các chất nitrit trong chế ñộ ăn Nó có thể bảo vệ chống lại sự phát triển của các bệnh ung thư bằng cách tăng cường chức năng miễn dịch

Ngoài ra có nhiều nghiên cứu cho thấy vitamin E còn có tác dụng ngăn ngừa sự già hóa và sự phát triển các bệnh của tuổi già như ñục nhân mắt, Alzheimer, Parkinson Nhu cầu vitamin E của con người từ 5 - 15 mg/ngày

2.9.4 Tác dụng sinh học của các axit béo chưa no

Chất béo là một nhóm chất dinh dưỡng lớn, có nguồn gốc từ ñộng vật

và thực vật Cholesterol là một loại lipid có vai trò dinh dưỡng quan trọng chỉ

có trong các tổ chức ñộng vật Lipid vừa là nguồn năng lượng, vừa là nguồn của nhiều hợp chất sinh học quan trọng như cholesterol và photpholipid, là thành phần của màng tế bào và myelin, các axit béo chưa no có nhiều nối ñôi

là tiền chất của eicosanoid

Tuy vậy, người ta nhận thấy chế ñộ ăn có quá nhiều chất béo sẽ liên quan tới các bệnh tim mạch và ung thư Vấn ñề không chỉ là do số lượng chất béo mà là tương quan giữa các thành phần chất béo trong khẩu phần Một thành phần quan trọng tạo nên chất béo là các axit béo bao gồm:

- Các axit béo no, tồn tại ở dạng rắn tại nhiệt ñộ phòng, các nguồn chứa các axit béo no là từ mỡ ñộng vật hoặc một số sản phẩm khác như format, bơ

- Các axit béo chưa no: làm cho chất béo tồn tại ở dạng lỏng tại nhiệt

ñộ thường, chúng chỉ chuyển sang thể rắn tại nhiệt ñộ thấp Trong ñó có axit béo chưa no một nối ñôi có nhiều ở dầu olive, dầu lạc Các chất béo chưa no 2 nối ñôi như axit linoleic (axit béo omega 6), dạng này có nhiều trong dầu ngô, dầu hướng dương và dầu ñậu tương Các chất béo chưa no nhiều nối ñôi như axit linolenic (axit béo omega 3) có nhiều trong dầu ñậu tương Vai trò của các axít béo chưa no rất quan trọng ñối với cơ thể, chúng là tiền chất của một nhóm chất sinh học quan trọng gọi chung là eicosanoid Eicosanoid bao gồm các prostaglandin, thromboxan và leukotrien tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa trong cơ thể

Nhìn chung người ta vẫn coi một lượng thừa chất béo và năng lượng là không tốt với sức khỏe tim mạch Cơ chế chính là do chất béo và cholesterol trong khẩu phần ăn làm tăng lipoprotein huyết thanh, ñặc biệt là thành phần lipoprotein có tỷ trọng thấp (LDL) LDL-C oxy hóa làm tăng ngưng tụ tiểu cầu và kích thích sự tăng sinh cơ trơn thành mạch, thúc ñẩy quá trình xơ vữa ñộng mạch ðồng thời, LDL-C oxy hóa bị những ñại thực bào bắt giữ tạo nên các tế bào bọt (foam cells), các tế bào này tích tụ lại thành mảng chất béo bám