báo cáo hóa học thực phẩm khoáng sắt

Trong đĩ ngồi một số chất như carbon, hydro, oxy, nitơ chủ yếu tồn tại dưới dạng là chất hữu cơ, các loại nguyên tố khác gọi chung là chất khống.. Khoảng một nửa lượng chất khống đĩ là y

Báo cáo Hóa học Thực Phẩm:

Nguyệt

Nhóm báo cáo: HC05TP

I KHÁI NIỆM:

Khống là một nhĩm các chất cần thiết khơng sinh nǎng lượng nhưng giữ vai trị quan trọng đối với cơ thể Các nhà khoa học đã tìm

ra gần 60 nguyên tố hĩa học trong cơ thể con người Chất khống cĩ bản chất là các chất vơ cơ, là các loại nguyên tố cần thiết để cấu tạo nên các tổ chức cơ thể và duy trì các chức năng sinh lý bình thường Con người, trái đất và muơn vật trên trái đất đều được cấu thành

từ các nguyên tố hĩa học Con người là kết quả của sự tiến hĩa hĩa học và sinh vật học của các chất trên bề mặt trái đất, trong quá trình sống lại khơng ngừng tiến hành quá trình trao đổi chất với cơ sở là các nguyên tố hĩa học Vì vậy, chất và lượng của các nguyên tố cấu tạo nên cơ thể người gần như cĩ chứa tất cả các nguyên tố tồn tại trong thiên nhiên Trong đĩ ngồi một số chất như carbon, hydro, oxy, nitơ chủ yếu tồn tại dưới dạng là chất hữu cơ, các loại nguyên tố khác gọi chung là chất khống

Khống của động vật và thực vật là phần cịn lại sau quá trình oxy hĩa do nung ở nhiệt độ cao hay do phản ứng hĩa học với acid HNO3

hay HCl, phần khống cịn lại được gọi là tro (Ash) Lượng tro của một người trưởng thành khoảng 2 kg tương đương 4% trọng lượng

cơ thể Khoảng một nửa lượng chất khống đĩ là yếu tố tạo hình của các tổ chức xương và tổ chức mềm, phần cịn lại nằm trong các dịch thể

Hàm lượng các chất khống trong các mơ khơng giống nhau Xương chứa nhiều chất khống nhất cịn da và mơ mỡ chỉ chiếm dưới 0,7% Một số chất khống nằm trong các liên kết hữu cơ như iot trong tyroxin, sắt trong hemoglobin, cịn phần lớn các khống chất đều ở dạng muối Nhiều loại muối này hịa tan trong nước như natri clorua, canxi clorua, nhiều loại khác rất ít tan Quan trọng nhất là các

canxi photphat, magiê photphat của xương

II PHÂN LOẠI:

Người ta chia các nguyên tố cĩ trong muối khống thành 2 loại:

II.1 Nguyên tố đa lượng – Macrominerals (Nguyên tố chính):

Là những loại cơ thể cần nhiều: Ca (1,5%), P (l%), Mg (0,05%), K (0,35%), Na (0,15%) Những nguyên tố này tồn tại trong

cơ thể với hàm lượng lớn hơn 5g, mức độ cần thiết cho các bữa ăn

KHOÁNG

vượt quá 100mg/ ngày Khoáng đa lượng chiếm khoảng 80 – 90 % tổng lượng khoáng

II.2 Nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng – Microminerals (Nguyên tố vết):

Là những loại cơ thể cần ít: Fe, Zn, Si, Cu, Mn, Ni, Co, I,

Se, F, Cr, Mo, Sn, V còn gọi là yếu tố vết Những nguyên tố này tồn tại trong cơ thể với hàm lượng nhỏ hơn 5g, mức độ cần thiết cho các bữa ăn nhỏ hơn 100mg/ ngày Những chất này có chứa vào khoảng gần 20 nguyên tố kim loại và phi kim loại rất cần thiết cho hoạt động của các tế bào từ các cơ, mô cho tới các enzim, hoocmon

Bốn nguyên tố vi lượng được coi là cơ bản gồm: Fe,Zn,Si,Cu chiếm 99% khối lượng các nguyên tố vi lượng trong cơ thể

Liều lượng hằng ngày áp dụng cho mỗi người tùy thuộc vào những hoàn cảnh riêng biệt, đặc biệt chú ý ở phụ nữ mang thai, trẻ

em đang độ tuổi cơ thể phát triển, người chơi thể thao, các vận động viên, người già Ngoài ra cũng cần quan tâm tới những người sống ở nơi đất thiếu những nguyên tố hoá học do địa hình hoặc những điều kiện đặc biệt về thổ nhưỡng cũng bị ảnh hưởng vì các thực phẩm (rau, quả, thịt gia súc) và nước ở trong vùng đều bị thiếu những nguyên tố này

III Ý NGHĨA SINH HỌC CỦA CHẤT KHOÁNG:

- Là bộ phận cấu thành nên các tổ chức quan trọng của cơ thể như canxi, magie trong xương, răng; lưu huỳnh, photpho trong anbumin

- Là thành phần quan trọng của nội ngoại dịch tế bào như kali, natri, clo, anbumin bảo vệ áp lực thẩm thấu của nội ngoại dịch tế bào

- Sơ kết hợp với các ion vô cơ axit tính, kiềm tính cùng tác dụng làm tấm đệm cho cacbonat nặng anbumin sẽ duy trì được sự cân đối axit, kiềm trong cơ thể

- Các ion vô cơ trong các dịch mô, đặc biệt là các ion natri, kali, canxi, magie là điều kiện cần để duy trì tính hưng phấn của thần kinh và cơ bắp, tính thẩm thấu của màng tế bào và chức năng bình thường của màng tế bào

- Là thành phần quan trọng cấu tạo nên một vài chất chức năng đặc thù của cơ thể như sắt trong hemoglobin và trong hệ sắc tố tế bào

- Là chất hoạt hóa đồng yếu tố hay là thành phần cấu thành trong hệ

thống enzim như axit HCl đối với pepsin, ion Cl đối với ptyalin

IV VAI TRÒ CHÍNH CỦA CHẤT KHOÁNG:

- Tăng cường sức khỏe hoặc phát triển, khi bị thiếu hụt sẽ gây ra những rối loạn về chức năng phát triển hoặc sinh sản

- Chức năng của chất khoáng này không thể được thay thế bằng một chất khoáng khác

- Có mối liên quan giữa hạ thấp nồng độ chất khoáng trong máu, tổ chức với rối loạn chức năng của cơ thể

HÀM LƯỢNG CHẤT KHỐNG TRONG CƠ THỂ

NGƯỜI

Nguyên tố

đa lượng Hàm lượng(g/kg) Nguyên tố vi lượng Hàm lượng(mg/kg)

NHU CẦU VỀ KHOÁNG CHẤT

(mg/ngày)

Chất khoáng Nam (19-50 tuổi) Nữ (19-50 tuổi)

TỔNG QUAN VỀ SẮT:

Tổng quát

Tên, Ký hiệu, Số Sắt, Fe, 26

Phân loại Kim loại chuyển tiếp

Nhóm, Chu kỳ, Khối 8, 4, d

Khối lượng riêng, Độ cứng 7.874 kg/m³, 4,0

Bề ngoài Kim loại màu xám nhẹ ánh kim

Tính chất nguyên tử

Khối lượng nguyên tử 55,845 đ.v

Bán kính nguyên tử (calc.) 140 (156) pm

Bán kính cộng hoá trị 125 pm

Bán kính van der Waals Không có thông tin pm

Cấu hình electron [Ar]3d64s2

e - trên mức năng lượng 2, 8, 14, 2

Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 2, 3, 4, 6 (lưỡng tính)

Cấu trúc tinh thể Hình lập phương

Tính chất vật lý

Trạng thái vật chất Rắn

Điểm nóng chảy 1.808 K (2.795 °F)

Điểm sôi 3.023 K (4.982 °F)

Thứ tự hiện tượng từ Thuận từ

Thể tích phân tử 7,09 ×10-6 m³/mol

Nhiệt bay hơi 349,6 kJ/mol

Nhiệt nóng chảy 13,8 kJ/mol

Áp suất hơi 7,05 Pa tại 1.808 K

Vận tốc âm thanh 4.910 m/s tại 293,15 K

Linh tinh

Độ âm điện 1,83 (thang Pauling)

Nhiệt dung riêng 440 J/(kg·K)

Độ dẫn điện 1,041x107 /Ω·m

Độ dẫn nhiệt 80,2 W/(m·K)

Năng lượng ion hóa 1 762,5 kJ/mol 14 37.840 kJ/mol

SAÉT

2 1.561,9 kJ/mol 15 44.100 kJ/mol

3 2.957 kJ/mol 16 47.206 kJ/mol

4 5.290 kJ/mol 17 122.200 kJ/mol

5 7.240 kJ/mol 18 131.000 kJ/mol

6 9.560 kJ/mol 19 140.500 kJ/mol

7 12.060 kJ/mol 20 152.600 kJ/mol

8 14.580 kJ/mol 21 163.000 kJ/mol

9 22.540 kJ/mol 22 173.600 kJ/mol 10.25.290 kJ/mol 23 188.100 kJ/mol 11.28.000 kJ/mol 24 195.200 kJ/mol 12.31.920 kJ/mol 25 851.800 kJ/mol 13.34.830 kJ/mol 26 895.161 kJ/mol

Chất đồng vị ổn định nhất

Fe55 tổng hợp 2,73 năm ε 0,231 Mn55

Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú.

I SỰ PHÂN BỐ SẮT:

Trong số chất khoáng cơ thể cần, người ta chú ý trước hết tới

sắt (Fe) Cơ thể người trưởng thành có từ 4 - 5 gam sắt, trong đó 2/3

có ở hemoglobin là sắc tố của hồng cầu, phần còn lại dự trữ trong

gan Một phần nhỏ hơn có ở thận, lách và các cơ quan khác Mặc dù

số lượng không nhiều nhưng sắt là một trong các thành phần dinh

dưỡng quan trọng nhất, có tầm quan trọng cơ bản đối với sự sống

Sắt là thành phần của huyết sắc tố, myoglobin, các xitrocrom và

nhiều enzim như catalaza và các peroxidaza Như thành phần của các

phức chất ấy và của các men kim loại - hữu cơ, sắt vận chuyển oxy

và giữ vai trò quan trọng trong hô hấp tế bào

II Ý NGHĨA SINH LÍ VÀ SỰ CHUYỂN HÓA:

- Hàm lượng sắt trong cơ thể người chủ yếu tồn tại dưới dạng 2

loại chất: một loại là hemoglobin, myoglobin, vận chuyển oxy và một

số hệ thống enzim tham gia vào sự hô hấp ở các mô và thúc đẩy phản ứng oxy hoá khử…

- Hàm lượng của sắt trong các tổ chức chênh lệch nhau rất đáng

kể Trong số tổng lượng sắt trong cơ thể thì có ở hemoglobin là khoảng 60 – 70%, ở myoglobin là khoảng 3%, có trong các hệ thống enzim là chưa đến 1%; 26 - 36% còn lại thì tồn tại dưới dạng vận chuyển sắt hoặc tồn trữ sắt

- Feritin có chủ yếu có trong gan, tụy và hệ thống lưới nội mô của tuỷ xương Có thể dùng phương pháp đo hàm lượng Feritin trong huyết thanh để xác định lượng sắt tồn trữ vì feritin trong hệ tuần hoàn

và feritin được tồn trữ dưới dạng cân bằng động

- Khi sắt có thể tận dụng trong thức ăn mà đưa vào không đủ trong thời gian dài thì cơ thể, đặc biệt là trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai và sản phụ rất dễ bị chứng thiếu máu do sắt Quá trình hao tổn sắt của

cơ thể do thiếu sắt trong thức ăn chia làm 3 giai đoạn

Giai đoạn giảm sắt:

Biểu hiện là sắt tồn trữ trong cơ thể bị hao kiệt, hàm lượng feritin trong huyết thanh hạ

Giai đoạn sinh ra các hồng cầu thiếu sắt:

Lúc này hàm lượng feritin trong huyết thanh ở cơ thể hạ, lực kết hợp của sắt tăng lên, tức là độ bảo hòa của feritin vận chuyển sắt bị giảm

Giai đoạn thiếu máu do thiếu sắt:

Biểu hiện là nồng độ pocphirin trong hồng cầu tự do tăng lên, hàm lượng hemoglobin và áp tích hồng cầu giảm Vì thế khi tiến hành điều tra về tình trạng dinh dưỡng sắt trong cơ thể nếu chỉ đo lượng hemoglobin và áp tích hồng cầu thì sẽ không thể phát hiện chứng thiếu sắt ngay từ sớm, mà còn phải kịp thời tiến hành nhiều loại kiểm tra theo qui định, thì mới có thể có được sự đánh giá chính xác

III NHU CẦU SỬ DỤNG:

Đời sống của hồng cầu khoảng 120 ngày nhưng lượng Fe được giải phóng không bị đào thải mà phần lớn được dùng lại để tái tạo huyết sắc tố Nhu cầu sắt thay đổi tuỳ theo điều kiện sinh lý

Lượng sắt trong cơ thể rất ít chỉ có khoảng 2,5g ở nữ và 4,5g ở nam Tuy vậy sắt giữ vai trò sinh học rất quan trọng, chuyển hóa gần như khép kín, cơ thể rất tiết kiệm sắt nhưng hằng ngày vẫn bị hao hụt một ít theo các con đường khác nhau

Trẻ sơ sinh ra đời với một lượng sắt dự trữ khá lớn ở gan và lách Trong những tháng đầu, đứa trẻ sống dựa vào lượng sắt dự trữ

đó vì trong sữa của người mẹ có rất ít chất sắt Đó là lý do ngày nay người ta khuyến khích các bà mẹ cho con ǎn sam sớm hơn từ tháng thứ 5 so với trước đây thường là tháng thứ sáu

Nhu cầu sắt ở lứa tuổi trưởng thành tăng lên nhiều do cơ thể phát triển nhiểu tổ chức mới – mỗi ngày lượng sắt mất đi ở người trưởng thành vào khoảng 0,9mg ở nam (65kg) và 0,8mg ở nữ (65kg)

Ở phụ nữ độ tuổi sinh nở, lượng sắt mất theo kinh nguyệt dao động

khá nhiều, hằng ngày là 1,25mg và có khoảng thiếu máu xuất hiện

Nhu cầu sắt hấp thu hằng ngày (mg)

Trẻ em:

Nhu cầu khi có thai tùy tình trạng sắt của cơ thể trước khi có thai

Các chế độ ǎn hỗn hợp thường chứa khoảng 12 - 15 mg sắt trong

đó 1mg được hấp thu: chừng ấy đủ cho người nam giới trưởng thành nhưng thiếu đối với thiếu niên và phụ nữ Nhu cầu các đối tượng này theo các chuyên viên của các Tổ chức Y tế Thế giới (OMS) là 24 - 28

mg Trong trường hợp này cũng như ở những nơi dùng nhiều thức ǎn tinh chế công nghiệp, người ta khuyên nên tǎng cường chất sắt vào khẩu phần

IV NGUỒN SẮT TRONG THỨC ĂN:

Trong thức ǎn sắt ở dạng Hem và không ở dạng Hem Hem là thành phần của hemoglobin và myoglobin, do đó có trong thịt, cá và máu Tỉ lệ hấp thu loại sắt này cao 20- 30% Sắt không ở dạng Hem

có chủ yếu ở ngũ cốc rau củ và các loại hạt Tỉ lệ hấp thu thấp hơn và

tùy theo sự có mặt của các chất hỗ trợ hay ức chế trong khẩu phần ǎn Các chất hỗ trợ hấp thu sắt là vitamin C, các chất giàu protein Các chất ức chế hấp thu sắt là các phytat, tanin Ngoài ra tình trạng sắt trong cơ thể cũng ảnh hưởng tới hấp thu sắt

Có thể chia các loại khẩu phần thường gặp ra làm 3 loại:

- Khẩu phần có giá trị sinh học thấp (sắt hấp thu khoáng 5% ): chế độ ǎn đơn điệu chủ yếu là ngũ cốc, củ, còn lượng thịt hoặc cá dưới 30g hoặc lượng Vitamin C dưới 25mg

- Khẩu phần có giá trị sinh học trung bình (hấp thu sắt khoảng 10%): khẩu phần có từ 30- 90g thịt cá hoặc 25- 75mg Vitamin C

- Nếu một khẩu phần có đủ cá 2 tiêu chuẩn trên hấp thu sắt sẽ tǎng lên rõ rệt, ngược lại nếu có nhiều yếu tố ức chế (chè, cà phê) sẽ cản trở hấp thu

Cǎn cứ vào nhu cầu sắt và tỉ lệ hấp thu sắt theo loại khẩu phần

ta có thể tính nhu cầu sắt thực tế như sau: cùng một loại khẩu phần có giá trị sinh học trung bình (hấp thu sắt khoảng l0 %) thì nhu cầu thực

tế sắt ở nam trưởng thành là: 1,14 x 10 = 11mg/ngày

và ở nữ ở độ tuổi hành kinh là: 2,38 x 10 = 24 mg/ngày

V NGUỒN CUNG CẤP SẮT:

Nguồn sắt trong thức ǎn: sắt có nhiều trong các thức ǎn nguồn gốc động vật, các hạt họ đậu nhất là đậu tương Các loại rau quả cũng là nguồn sắt quan trọng trong bữa ǎn

Trong thức ăn, sắt tồn tại chủ yếu ở hai dạng:

- Phi Hemoglobin – sắt hoặc sắt tự do: chủ yếu tồn tại trong thức ăn dưới dạng phức chất hidroxit sắt, trong thành phần hữu cơ của nó có protein, axitamin và các axit hữu cơ khác Ngoài ra sắt còn có thể kết hợp với một số loại muối như photphat, phytat, oxalat, cacbonat tạo thành muối sắt không hòa tan

- Hemoglobin – sắt: tất cả các sắt kết hợp với pocphirin trong hemoglobin và myoglobin Loại sắt này có nhiều trong các loại thực vật như gạo, đậu đen, ngô, tiểu mạch, hàm lượng sắt trong một số loại rau màu sẫm tương đối ít, tỉ lệ hấp thu cũng thấp, tuy vậy rau vẫn là nguồn cung cấp quan trọng, ở những vùng trong bữa thường lượng rau ăn tương đối nhiều

Hàm lượng sắt trong các loại rau có màu sẫm tương đối ít tỉ lệ hấp thu cũng thấp Hàm lượng sắt trong các thức ăn như nội tạng động vật, tiết động vật, thịt các loại… tương đối cao

Từ nguồn động vật như thịt nạc, gan, tim, lưỡi, nghêu, sò, cá, trứng, bồ câu

Từ nguồn thực vật như: mộc nhĩ, đậu tương, đậu phụ, khoai lang, bông cải, bắp cải,đậu xanh, cà rốt , rau dền, rau muống,cà chua,…

Một số thực phẩm chế biến sẵn như bột dinh dưỡng, bột mì, nước mắm, mì tơm

THỰC PHẨM THƠNG DỤNG GIÀU SẮT

(Hàm lượng sắt trong 100 g thực phẩm ăn được)

Nguồn thực vật

7 Vừng (đen, trắng) 10,0 17 Rau giền đỏ 5,4

Nguồn động vật

4 Nhộng làm khơ 8,34 16 Lịng đỏ trứng vịt 5,6

10 Lịng đỏ trứng gà 7,0 22 Cua đồng 4,7

Thành phần sắt trong một số loại rau và các loại củ quả dùng

làm rau

( mg/100g)

Rau cải sen 1,9 Ngó sen 0,5

Rau ngót - Hành 0,6

Rau diếp 1,1 Hành tây 1,8

Bắp cải 0,3 Củ cải 0,5 Sup lơ 0,3 Dưa chuột 0,3 Cải thìa to 0,5 Khổ qua 0,6

Thành phần sắy trong các loại quả

(mg/100g)

Hồng đỏ 0,2 Táo ta 0,5

Thành phần sắt trong các loại củ và nấm

(mg/100g)

Khoai sọ 1,5 Khoai lang 1,0 Khoai tây 1,2 Nấm hương

Thành phần sắt trong các loại đậu

(mg/100g)

Sắ t

Sắt

Đậu đen 6,1 Đậu nành 13,0

Đậu hòa lan khô 2,1 Đậu răng ngựa 7,0

Đậu côve hạt Đậu tương 11,0

Thành phần sắt trong các loại lương thực

(mg/100g)

Gạo nếp Ngô tươi 0,5 Gạo tẻ 1,3 Ngô khô 2,3

VI SỰ HẤP THỤ SẮT:

 Được xảy ra chủ yếu ở hỗng hồi tràng của ruột non

 Cĩ 2 dạng sắt cĩ thể được hấp thu theo những cơ chế khác nhau:

a Nguồn lớn nhất là sắt khơng hem, chúng khơng được gắn với phần hem, cĩ mặt chủ yếu (chiếm 85%) trong các loại thực phẩm nguồn thực vật, dạng Fe2+ (ferrous) hoặc Fe3+ (ferric)

b Dạng thứ hai là hem, chúng cĩ gắn với nhĩm hem, cĩ trong thực phẩm nguồn động vật hemoglobin và myoglobin

Để được hấp thu, nguồn sắt khơng hem phải được rời khỏi thức

ăn ở phần trên ruột non thành dạng hồ tan, sau đĩ chúng được gắn với một protein vận chuyển giống như transferrin, đi qua màng tế bào thành ruột Quá trình giải phĩng sắt thành dạng tự do trong ruột trước khi hấp thu, phụ thuộc rất nhiều vào một số yếu tố ức chế hoặc tăng cường cĩ mặt trong thức ăn

 Thực phẩm thơng thường mang lại nhiều hơn mức cần thiết (từ 10 đến 30mg/ngày) nhưng chỉ một phần được hấp thu, thay đổi tùy theo thức ăn Trong những điều kiện bình thường, cĩ từ 0,5mg đến 1mg được hấp thụ mỗi ngày, số cịn lại sẽ đào thải bởi phân Sắt được hấp thu sẽ ít khi bị đào thải

 Mức độ hấp thu của Fe được nghiên cứu thay đổi dưới nhiều ảnh hưởng: tuổi, giới tính Mức độ này được điều hịa bởi nhu cầu cơ thể và lệ thuộc nhiều vào khả năng dự trữ của từng cá nhân

 Sắt trong thực phẩm động vật hấp thu tốt hơn loại thực vật