Chương 6 Các hợp chất vi lượng

Vitamin hòa tan trong nước Vit B, C, H, P, PP, … Tham gia chức năng về năng lượng, các phản ứng oxy hóa khử, phân giải chất hữu cơ,… Vitamin hòa tan trong dầu Vit A, D, E, F, K,…Tham gia

CHƯƠNG 6 CÁC HỢP CHẤT VI LƯỢNG

-PHẦN 1 : VITAMIN KHÁI NIỆM CHUNG

Vitamin = Vit + amin: chất duy trì sự sống có chứa amin

Ngày nay có những chất có hoạt tính vit nhưng không có nhóm amin

Hợp chất vi lượng, nhu cầu của cơ thể rất bé (0,1 – 0,2g/ngày) nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình trao đổi chất và chuyển hóa trong cơ thể

Phân loại Dựa vào tính hòa tan của vit trong nước.

Vitamin hòa tan trong nước Vit B, C, H, P, PP, … Tham gia chức năng về năng

lượng, các phản ứng oxy hóa khử, phân giải chất hữu cơ,…

Vitamin hòa tan trong dầu Vit A, D, E, F, K,…Tham gia các phản ứng xây dựng

cấu trúc, cơ quan, các loại mô

Tính chất chung

- Khối lượng phân tử nhỏ, M = 122–1300 (nhỏ nhất là vit PP =122; vit B2 = 1300)

- Đa số vit đều không bền dưới tác dụng của O2, ánh sáng, hóa chất, To cao, KL,…

- Vit tan trong nước dễ bị tổn thất khi rửa rau quả đã gọt vỏ, chần trong nước nóng, dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí

- Nguồn cung cấp vit chủ yếu là thực vật, hàm lượng thấp (hàng tấn cám thu được 1g vit B1, 50.000 quả cam thu được 10g vit C, mầm lúa, giá giàu vit E, F, gan cá thu giàu A, D)

Chức năng sinh học

- Lượng vit thường tính bằng đơn vị  = g = 10 -6 g hoặc mg%

- Đơn vị quốc tế UI (Unit International) riêng cho từng loại vit

- Nhiều vit tham gia nhóm ngoại của E xúc tác các phản ứng trong cơ thể Thiếu vit tương ứng sẽ dẫn đến việc chuyển hóa và gây ra bệnh tật (Vit B1 : E carboxylase, Vit B2 : E dehydrogenase)

- Vit có tác dụng bảo vệ nâng cao tính đề kháng cho cơ thể, chống nhiễm trùng (A, B1, PP, B12 bảo vệ tế bào thần kinh; A, E tăng cường miễn dịch; C chống cảm)

Cách gọi tên

[1] Gọi tên theo bệnh xuất hiện khi thiếu vit

[2] Gọi tên theo chữ cái in

[3] Gọi tên theo bản chất hóa học

Tên gọi một số vitamin thông dụng

Tên chữ

cái

Tên hóa học Tên bệnh lý Bệnh/triệu chứng

A

B1

B3 (PP)

B6

B12

C

D

E

K

Retinol Thiamin Acid nicotinic Pyridoxin Cyancobalami

n Acid ascorbic Canciferol Tocoferol Filoquinon

Antixerophtalmie Antinevrit Antipellagric Antidermatic Antianemic Antiscorbut Antirachitic Antisteril Antihemoragic

Khô mắt / mù Béribéri / tê phù, liệt Pellagre / Rối loạn da, thần kinh Bệnh da / viêm da, rối loạn thần

kinh Thiếu máu / người xanh xao, da

vàng Hoại huyết / chảy máu răng, dưới

da Còi xương / chậm lớn, nhuyễn

xương Vô sinh Chảy máu Hàm lượng vitamin cho phép sử dụng (Recommended Dietary Allowances – RDA)

Lượng sử dụng hàng ngày (Reference Daily Intake - RDI)

RE: retinol equivalent (1RE = 1g retinol hay 6g-carotene

-TE:  tocopherol equivalent (1 mg-TE = 1mg  tocopherol)

NE: niacin equivalent (1 mg NE = 1mg niacin hay 60 mg tryptophan)

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền các loại vitamin

S: stable, bền U: unstable, không bền

ANTIVITAMIN

Antivitamin = kháng vitamin, là chất có khả năng làm mất tác dụng của vitamin và có tác dụng chống lại chúng

Antivit thường có cấu tạo gần giống vit, khung cơ bản không biến đổi hoặc biến đổi ít

Tác dụng vô hoạt E vì chúng có thể chiếm lấy vị trí CoE, they thế vit trong hệ E làm cho E không hoạt động được nữa

TD: oxythiamin, pyrithiamin: antivit B1

Acid glucoascorbic: antivit C

Pyrithiamin

Có một số loại hợp chất không có cấu tạo giống vit nhưng vẫn vô hoạt được E có vit đó tham gia thì vẫn được gọi là antivit Tác dụng của các E này là kết hỗp với vit làm cho chúng không thể gắn với E hay không thề tiến hành các phản ứng chức năng

TD: avidin (protein của trứng) có thể liên kết với vit H: antivit H

VITAMIN TAN TRONG NƯỚC

Vitamin B 1

Bản chất hóa học

Trong tự nhiên ở trạng thái tự do, dạng pyrophosphat, chlohydrat,…

Tinh thể màu vàng, chịu nhiệt vừa phải, bền trong acid, không bền trong kiềm nóng Khi bị oxy hóa sẽ chuyển thành Thiocrom phát huỳnh quang (định lượng)

Chức năng sinh học

 Thiamin pyrophosphate (TPP) là CoE của E decarboxylase của cetoacid như cetoglutaric hay acid pyruvic,…Thiếu vit B1 các acid trên bị tích lũy dẫn đến bệnh tê phù

 Tham gia tạo acetylcholin giữ vai trò truyền xung động thần kinh Thiếu vit B1

sẽ ảnh hưởng đến hệ thần kinh

Nguồn cung cấp

- Gan, thận, tim, sữa,…

- Mầm lúa mì, cám gạo, trái cây, …(lúa mì: 600 – 1250 UI / 100g; cám gạo: 2,32mg%; gạo chưa xát: 0,45mg%; gạo xát 1 lần: 0,09mg%; gạo xát 2 lần: 0,03mg%)

- Nấm men bia 2000 – 3000 UI / 100g

Nhu cầu

1 UI = 0,003 mg chlohydrat thiamin

Tùy thuộc thể trọng, lượng thức ăn, lứa tuổi, phương thức lao động, trạng thái sinh lý (người thường: 2mg / ngày; trẻ em: 0,4 -1,8 mg /ngày)

Vitamin B 12

Bản chất hóa học

Cấu tạo rất phức tạp Công thức phân tử C63H90O14N14PCo

 Vit B12 có dạng tinh thể màu đỏ, không mùi vị, bền trong tối, nhiệt độ thường, ở

pH acid, dễ phân hủy ngoài ánh sáng

 M = 1490 ; T0 = 3000C

Chức năng sinh học

- Giúp sinh hồng cầu và tái tạo mô, chữa bệnh thiếu máu Thiếu vit B12 sẽ bị thiếu máu, rối loạn thần kinh

- Giúp phân chia và tái tạo tế bào, giúp tổng hợp protein, chuyển hóa glucid, lipid, bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm độc, nhiễm khuẩn

- Giúp quá trình chuyển hóa caroten thành vit A

Nguồn cung cấp

Chỉ có vi sinh vật: Streptomyces aureofacies 1000 – 1300 g / 100g

Thịt, cá, trứng, sữa, thận, gan,…

Nhu cầu

Thiếu máu, phẫu thuật : 1000 g / 100g

Vitamin C

Bản chất hóa học

Tồn tại ở 3 dạng : acid ascorbic,

a dehydroascorbic, ascorbigen (liên kết protein)

Là những tinh thể trắng, vị chua, không mùi, bền trong môi trường acid, trung tính, không bền trong môi trường kiềm, dễ bị oxy hóa do không khí, E ascorbatoxydase, Cu2+, Fe2+, …

Chức năng sinh học

- Tham gia vận chuyển H2 do có nhóm endiol

- Chống bệnh hoại huyết, chảy máu nướu răng, xuất huyết dưới da,…

- Tham gia tổng hợp collagen, mau liền sẹo

- Tham gia điều hòa chu trình Krebs

- Tạo sức đề kháng, chống nhiễm trùng, nhiễm độc, cảm cúm, chống stress,…

- Liên quan đến hoạt động của các tuyến giáp và tuyến thượng thận,…

Nhu cầu

1 UI = 50 mg acid L-ascorbic

Nhu cầu cao hơn các loại Vit khác: 50 – 100 mg/ngày, người

Nguồn cung cấp

Đa số động vật không tổng hợp được Vit C (trừ chuột bạch, khỉ, dơi)

Có nhiều trong các loại rau quả tươi

Thành phần Vit C trong một số nguyên liệu TP

Nguyên liệu Vit C

[mg/100g]

Nguyên liệu Vit C

[mg/100g]

VITAMIN TAN TRONG DẦU

Không tan trong nước, tan tốt trong dung môi không phân cực và dầu béo

Mỡ ĐV thường chứa vit A, D; dầu TV thường chứa vit E,F

Vitamin A

Bản chất hóa học

Có 2 dạng đồng phân : vit A1 và vit A2 Mạch Carbon có 20 C

Vit A1 có nhiều trong gan cá nước mặn Vit A2 có nhiều trong gan cá nước ngọt Caroten: tiền vit A có các dạng , , , ,  - caroten Mạch carbon có 40C

- caroten có hoạt tính vit A cao nhất Khi thủy phân - caroten bằng E carotenase ta được 2 phân tử vit A

Vit A dễ bị oxy hóa khi có O2 , bền với acid, kiềm và nhiệt độ

Chức năng sinh học

- Chống bệnh viêm loét, khô giác mạc, tăng độ nhạy của mắt, chống bệnh quáng gà

- Vit A tham gia vào quá trình tổng hợp Rhodopsin, là một sắc tố thị giác, quyết định sự nhạy cảm của ánh sáng của mắt Người thiếu vit A dễ mắc bệnh quáng gà

- Vit A giúp dinh dưỡng biểu bì, giúp nuôi dưỡng da Thiếu vit da sẽ dày lên, khô, có sừng, vảy, …

- Vit A còn tham gia các quá trình TĐC Thiếu vit A sẽ giảm tích lũy protein, glucid ở gan, tăng tích lũy a pyruvic, giảm lượng vit B1, ngừng tổng hợp albumin huyết thanh,…

- Thừa vit A cũng gây ngộ độc, hư thai, … không được uống vit A quá liều lượng quy định

Nguồn cung cấp

Dầu gan cá, bơ, trứng, sữa,…

Các loại rau: carốt, cà chua, gấc, bí ngô, ớt, rau ngót, … Thường ở dạng tiền vit A

Lòng đỏ trứng: 57  vit A / 1 trứng; Ngô vàng : 60 – 600  / 100 hạt

Nhu cầu

1 mg vit A = 3300 UI ; 1UI = 0,3  vit A

< 1 tuổi : 1500 UI / ngày; 1 – 10 tuổi : 2000 – 4000 UI / ngày

> 10 tuổi : 4000 – 5000 UI / ngày; Người lớn : 3000 – 5000 UI / ngày

Vitamin D

Bản chất hóa học

Là dẫn xuất của sterol, có nhiều đồng phân nhưng vit D2 và vit D3 là hai dạng có hoạt tính vit cao nhất Vit D1 là tiền vit D2

Trên da người có 7-dehydrocholesterol là tiền vit D3 Aùnh sáng mặt trời, tia cực tím sẽ chuyển sang vit D3 (150 mg =6 UI /giờ cm2 da)

Vit D2 và vit D3 là những tinh thể nóng chảy ở 115 – 116 0C Không màu, dễ bị phân hủy khi có tác nhân oxy hóa và acid vô cơ

Chức năng sinh học

- Chống còi xương, suy nhược, chậm mọc răng, xương mềm

- Tham gia quá trình điều hòa trao đổi Ca, P, tăng lượng P trong huyết thanh, tăng tái hấp thụ P tại ống thận

- Tỷ lệ P / Ca = 1/1 – 2/1 : bình thường; P / Ca = 1/3 : còi xương, thiếu P nghiêm trọng

- Thừa vit D : xương dòn, dễ gãy

Nguồn cung cấp

- Cá biển, dầu gan cá thu, cá biển, bơ, sữa, lòng đỏ trứng,…Nấm, dầu dừa,…

- Đặc biệt có nhiều trong nấm men : 12500 – 25000  / 100g SKK: nguyên liệu

Sx vit D

Thành phần Vit D trong một số nguyên liệu TP

Nguyên liệu Vit D

[/100g]

Nguyên liệu Vit D

[/100g]

Lòng đỏ

Nhu cầu

1 UI = 0,025  vit D ; 1 mg vit = 40.000 UI

Người già, phụ nữ có thai, cho con bú: 500 UI / ngày

Vitamin E

Bản chất hóa học

Là dẫn xuất benzopiran, có 7 đồng phân nhưng chỉ dạng , , ,  có hoạt tính sinh học (100:30:20:1)

Là chất lỏng không màu khá bền nhiệt (1700C), bị phá hủy nhanh bởi tia tử ngoại

Chức năng sinh học

- Aûnh hưởng đến quá trình sinh sản Thiếu vit E sự tạo phôi bị ngăn trở, thoái hóa

cơ quan sinh sản, teo cơ, thoái hóatủy sống, suy nhược cơ thể

- Tham gia quá trình vận chuyển điện tử cho phản ứng oxy hóa khử, chuyển hóa lipd, glucid, phosphoryl hóa,…

- Chống lão hóa, tăng tuổi thọ, kích thích phản ứng miễn dịch, khữ độc,…

Nguồn cung cấp

- Mỡ bò, mỡ heo, mỡ cá, lòng đỏ trứng, bơ,…

- Dầu TV, xà lách, rau cải, mầm lúa mì, bắp ngô,…

Thành phần Vit E trong một số nguyên liệu TP

Nguyên liệu Vit E [mg

%]

Nguyên liệu Vit E [mg%]

Nhu cầu

1 UI = 1 mg acetat -tocoferol

1 – 10 tuổi : 10 – 15 UI / ngày

20 – 30 tuổi : 20 – 30 UI / ngày

Bình thường : 14 – 19 UI / ngày

PHẦN 2: KHOÁNG

CÁC LOẠI KHOÁNG

Thành phần khoáng của động vật và thực vật là phần còn lại sau các quá trình oxy hóa do nhiệt (nung ở nhiệt độ cao) hay do phản ứng hóa học (acid HNO3 hay HCl), phần khóang còn lại này được gọi là tro (Ash)

Theo hàm lượng, có thể chia khoáng thành 2 nhóm :

Nguyên tố chính (nguyên tố đa lượng): Ca, P, K, Cl, Na, Mg, là những nguyên tố

tồn tại trong cơ thể với hàm lượng lớn hơn 5g, mức độ cần thiết trong các bữa ăn vượt quá 100 mg/ngày Khoáng đa lượng chiếm khỏang 80 – 90% tổng lượng khoáng

Nguyên tố vết (nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng): Fe, Zn, Cu, Mn, I, Mo,… , là

những nguyên tố tồn tại trong cơ thể với hàm lượng < 5g, mức độ cần thiết trong các bữa ăn nhỏ hơn 100 mg/ngày Có 15 nguyên tố dạng vết tồn tại trong các hormone, vit., E, các loại protein và giữ các chức năng sinh hóa rõ ràng Một số nguyên tố khác cũng tồn tại trong cơ thể, chức năng chưa được xác định rõ ràng Chúng luôn kết hợp với các nguyên tố khác (Li và Na; Rb và K;…)

Theo chức năng sinh hóa cũng có thể chia như sau:

Nguyên tố cơ bản: bao gồm các nguyên tố chính và một số nguyên tố vết, giữ

nhiều vai trò trong cơ thể như chất dẫn điện, thành phần E, tham gia xây dựng các tế bào, có trong thành thành phần của răng, xương,…

Nguyên tố không cơ bản: chức năng chưa được nghiên cứu.

Nguyên tố độc: yêu cầu trong cơ thể rất nhỏ, quá giới hạn sẽ gây độc cho cơ thể.

Thành phần khoáng trong nguyên liệu có thể dao động rất rộng tùy loài giống, yếu tố môi trường, thời tiết, trồng trọt, thu hái,…

Các loại khoáng thường gặp trong cơ thể ĐV và người

Khoáng mất đi trong quá trình chế biến

Một số thành phần khoáng trong cơ thể người

Nguyên

tố

Hàm lượng (g/kg)

Nguyên tố Hàm lượng

(mg/kg)

Ca P K Na Cl Mg

10 – 20

6 – 12

2 – 2,5

1 – 1,5

1 – 1,2 0,4 – 0,5

Fe Zn Cu Mn I Mo

70 – 100

20 – 30 1,5 – 2,5 0,15 – 0,3 0,1 – 0,2 0,1

CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA CÁC LOẠI KHOÁNG

Khoáng đa lượng

 Làm mạnh và vững chắc cho khung xương (Ca, P, Mg)

 Là những chất điện ly, chất dẫn điện chủ yếu (Na, K, Cl)

 Tham gia cấu trúc protein (S)

 Giữ một số chức năng đặc biệt khác trong tế bào

Khoáng vi lượng

 Tham gia vào thành phần của các loại E (metalo enzyme), xúc tác phản ứng sinh hóa trong cơ thể (Fe, Cu)

 Là tác nhân trao đổi chất trong các phản ứng oxy hóa khử sinh học và chuỗi hô hấp với vai trò vận chuyển điện tử

 Tham gia vào thành phần của các loại protein và giữ một chức năng không oxy hóa khác

Các loại khoáng đối kháng

Nhiều loại khoáng đa lượng hoặc vi lượng là đối kháng với các loại khoáng khác về khả năng hấp thu tại ruột Một lượng lớn Cu trong khẩu phần ăn sẽ làm giảm hấp thụ Fe, dẫn đến bệnh do thiếu hụt Fe

Một số hợp chất hữu cơ có thể làm giảm (chất xơ, acid oxalic, acid phytic,…) hay tăng khả năng hấp thu khoáng (acid amin, acid citric, acid lactic, một số loại carbohydrate)

NGUỒN GỐC VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA CÁC LOẠI KHOÁNG

Nguồn gốc

 Hầu hết các loại khoáng (đa lượng, vi lượng, không cơ bản, độc) được đưa vào

cơ thể qua thức ăn có nguồn gốc từ đất (thực vật: rau, trái, hạt,…)

 Một lượng ít hơn được cung cấp từ nước (nước khoáng)

 Một lượng ít hơn nữa được hấp thu qua phổi từ không khí (bụi, khói)

Sự cần thiết của khoáng đối với cơ thể tương tự vitamin

 Nếu quá trình cung cấp các loại khoáng không đủ so với nhu cầu sẽ dẫn đến các triệu chứng bệnh lý (thiếu máu do thiếu Fe, Cu; còi xương, loãng xương do thiếu

Ca, P; bướu cổ do thiếu Iod)

 Mỗi loại khoáng cũng có một giới hạn riêng của mình và sẽ trở thành độc tố nếu mức cung cấp vượt quá xa giới hạn trên cho phép, vượt quá khả năng bài tiết, khử độc của hệ tiêu hóa và hệ bài tiết Hầu hết các loại khoáng đều có thể gây

ra một vài độc tính nếu lượng cung cấp thừa

Sự hấp thụ khoáng

- Các loại khoáng cũng như những dẫn xuất, phức hợp của chúng không được cơ thể hấp thụ giống nhau về cơ chế cũng như mức độ

- Các yếu tố tuổi tác, giới tính, giống loài, sức khỏe, trạng thái dinh dưỡng, chế độ ăn uống đều có ảnh hưởng đến sự hấp thụ khoáng và khả năng chuyển hóa của chúng

- Khoáng trở nên có giá trị sinh học khi được hấp thụ từ thức ăn qua thành ruột

NGUYÊN TỐ CHÍNH

Calcium (Ca)

Phân bố – chức năng: Ca là loại khoáng chiếm tỷ lệ lớn nhất trong cơ thể ĐV và

người (52% tổng lượng khoáng) Hầu hết Ca phân bố trong thành phần cấu trúc của xương và răng (99%) ở dạng không tan, hydroxyapatite [3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2] Phần còn lại 1% của Ca kết hợp với protein và ion hóa trong các dịch nội bào, ngoại bào

và giữ những chức năng khác nhau (gần giống hoạt động của hormone) như điều khiển E., tạo điện thế cho tế bào, tham gia điều khiển sự co cơ, phân chia tế bào, sự đông máu,…

Sự hấp thụ

Nguồn cung cấp: các loại sản phẩm sữa là nguồn giàu Ca nhất Cải bắp, cải xoăn,

bông cải, các loại rau xanh, cá, đậu hũ cũng là những nguyên liệu giàu Ca Trong những năm gần đây, trong CNTP có một số sản phẩm nước cam có bổ sung Ca

Nhu cầu sử dụng: Lượng sử dụng cho nam giới và phụ nữ tuổi từ 19 – 50 là 1000

mg/ngày Tuổi từ 51 trở lên cần 1200 mg/ngày Các dạng dược phẩm chứa Ca chỉ sử dụng riêng cho từng trường hợp cá biệt, đặc biệt ở phụ nữ

Độc tính: độc tính của Ca thường chỉ được phát hiện ở những trường hợp sử dụng

thuốc Việc tăng Ca trong máu thường dẫn đến bệnh sỏi thận, cận thị, chứng thừa Ca (vôi hóa cột sống), mềm mô

Phosphorous (P)

Phân bố – chức năng: P là loại khoáng chiếm tỷ lệ lớn thứ nhì trong cơ thể ĐV và

người (30% tổng lượng khoáng) Hầu hết P, cũng như Ca, phân bố trong thành phần cấu trúc của xương và răng (80%) ở dạng khoáng vô cơ, hydroxyapatite [3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2] Phần còn lại 20% của P phân bố khắp nơi trong tế bào của cơ thể ở các dạng vô cơ hoặc hữu cơ và giữ những chức năng quan trọng khác nhau tại tế bào

Nguồn cung cấp: tất cả các loại thực phẩm đều chứa P ở cả 2 dạng vô cơ và hữu cơ Nhu cầu sử dụng: Lượng sử dụng cho nam giới và phụ nữ tuổi từ 20 – 59 là 1466

mg/ngày và 1026 mg/ngày 19 tuồi cần 700 mg/ngày

Độc tính: trường hợp thiếu P đối với người là trường hợp hiếm, và những dạng bình

thường của P trong cơ thể không có độc tính

Sự hấp thụ