Đề tài Vitamin tan trong chất béo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCMVIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨMBỘ MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM NHÓM: 17 LỚP: CDTP 13A Đề tài: GVHD: NGUYỄN THỊ TRANG DANH SÁCH NHÓM 4: Khái niệm vitamin - Vitamin hay sinh tố là phân tử hữu cơ cần thiết ở lượng rất nhỏ cho hoạt động chuyển hoá bình thường của cơ thể sinh vật. Có nhiều loại vitamin và chúng khác nhau về bản chất hoá học lẫn tác dụng sinh lý. - Các loại vitamin: Vitamin A, B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12, C, D1,D2, D3, D4, D5, E, K.  - Vitamin được chia thành 2 nhóm:• Vitamin A, D, E, K hòa tan trong chất béo  • Vitamin B, C hòa tan trong nước  I. Vitamin A 1. Lịch sử phát triển: - Năm 1909 Step đã tiến hành cho chuột ăn thực phẩm đã bị rút hết chất béo bằng hỗn hợp ete-rượu. Với thí nghiệm này, Step đã đưa ra nhận xét rằng: trong thực phẩm có các yếu tố hòa tan trong chất béo cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể gọi là yếu tố A, sau này gọi là vitamin nhóm A. - Năm 1920: Osborn, Mendel và một số tác giả khác phát hiện thấy có các hợp chất tương tự ở thực vật. - Sau đó tới Eiler (1929), Mur (1930) đã đưa ra ý kiến cho rằng các hợp chất tương tự đó, các Caroten chính là tiền thân của Vitamin A hay gọi là provitamin A. - Năm 1828-1931 nhà bác học Đức Karrer đã dùng phương pháp sắc ký để phân chia và phát hiện ra cấu trúc của Vitamin A và Caroten - Năm 1950 nhiều nhà hóa học trong đó có Karrer đã tổng hợp thành công chất β-Caroten là một trong số 3 dạng phân quan trọng của Caroten. 2. Cấu tạo hóa học: - Vitamin A gồm có 3 đồng phân Al, A2, A3 và chất provitamin (tiền vitamin) có màu vàng gọi là caroten. - Năm 1933 Care (Kaner) tìm ra cấu trúc hoá học của nhóm vitamin A. Sau đó người ta tổng hợp được bằng phương pháp hoá học. Vitamin A có thể coi như một rượu không no cấu tạo gồm vòng ionon và các gốc isopren. - Hai dạng retinol và retinal có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng acid retinoic không chuyển đổi ngược lại dạng retinol và retinal. retinyl ester ↔ retinol ↔ retinal ↔ retinoic acid - Vitamin A1 có trong gan cá nước mặn, vitamin A2 có nhiều hơn trong gan cá nước ngọt - Gần đây người ta đã phân lập được vitamin A3 ở gan cá voi (công thức còn nghiên cứu) 3. Tính chất hóa học: - Vitamin A dễ bị oxi hóa trong điều kiện phòng thí nghiệm. - Trong cơ thể dưới tác dụng của các chất xúc tác sinh học vitamin A dạng Ancol (Retinol) chuyển thành dạng Vitamin A dạng Andehit. - Vitamin A bị phân hủy khi có oxi không khí, tuy nhiên nó bền vững đối với axit, kiềm và khi đun nhẹ. - Vitamin A ở gan động vật tồn tại dưới dạng este với axitacetic và axitpanmitic. - Vitamin A và Caroten tham gia vào quá trình oxi hóa –khử, có thể đồng thời là chất nhận và chất nhường oxi. 4. Chức năng và nhu cầu: 4.1/ Chức năng: Bảo vệ cấu trúc của da niêm trong toàn cơ thể. Yểm trợ thị giác trong quá trình phân biệt vùng sáng và bóng tối. Xúc tác sự phóng thích tố sinh dục và hưng phấn quá trình thụ thai. Phát triển sự tăng trưởng của nhau và bào thai. Hưng phấn quá trình kiến tạo xương tủy. Ức chế độc chất sinh ung thư và gây xơ cứng tế bào. Tăng cường khả năng đề kháng của cơ thể. Vitamin A là một vi chất có vai trò quan trọng đặc biệt đối với trẻ em, gồm 4 vai trò chính: 1. Tăng trưởng: giúp trẻ lớn lên và phát triển bình thường. 2. Thị giác: Vitamin A có vai trò trong quá trình nhìn thấy của mắt. 3. Bảo vệ biểu mô: bảo vệ sự toàn vẹn của các biểu mô, giác mạc mắt, biểu mô da, niêm mạc khí quản, ruột non và các tuyến bài tiết. 4. Miễn dịch: tăng cường khả năng miễn dịch. 4.2/ Nhu cầu: Nhu cầu hàng ngày được khuyến cáo (RDI) về vitamin A theo nhu cầu tham chiếu ăn uống của Hoa Kỳ là: + 900 microgam (3.000 IU) đối với nam giới. + 700 microgam (2.300 IU) đối với nữ giới + Giới hạn trên 3.000 microgam (10.000 IU). Nhu cầu: Vitamin A vào khoảng: 6gamma trên 1Kg thể trọng (1gamma = 0,001mg). - Lượng vitamin A cần thiết hàng ngày cho cơ thể được cung cấp khoảng 75% là retinol, còn lại 25% là β-Caroten và các loại vitamin A khác. - Đối với trẻ đã uống Vitamin A trong chương trình bổ sung vi chất dinh dưỡng không cần dùng thêm bất cứ loại thuốc chứa Vitamin A nào nữa. - Đối với người già bị loãng xương, không nên bổ sung thường xuyên Vitamin A. 5. Hấp thụ, nguồn cung cấp: 5.1/ Hấp thụ: - Retinol có thể hấp thụ trực tiếp từ thức ăn và vào tế bào thành ruột. - Khoảng 75% vitamin A khẩu phần ăn được hấp thụ trong khi chỉ 5 – 50% β-carotene và carotenoid khác được hấp thụ. - Vitamin A tan trong chất béo nên quá trình hấp thụ được tăng khi có những yếu tố làm tăng hấp thụ chất béo và ngược lại. 5.2/ Nguồn cung cấp: - Chủ yếu là thực phẩm xuất xứ từ nguồn gốc động vật như: gan, dầu cá biển, bơ, sữa, trứng... - Tiền sinh tố A là thành phần làm trái cây có màu… II. Vitamin D 1. Lịch sử phát triển: - Các công trình nghiên cứu về vitamin D được bắt đầu từ năm 1916. Tới năm 1931 người ta đã tổng hợp thành công vitamin D. - Năm 1928, Windaus- nhà hóa học người Đức nhận giải Nooben hóa học vì đã phân lập được vitamin từ nguồn thực vật và động vật là dầu cá ngừ. 2. Cấu tạo hóa học: - Vitamin D là dẫn xuất của strerol. - Hiện nay người ta đã biết có 6 chất vitamin D và gọi tên là D2, D3, D4, D5, D6 và D7. 3. Tính chất vật lý: - Tinh thể không màu, nóng chảy ở 115 - 116°C, không màu. - Không hòa tan trong nước mà chỉ hòa tan trong mỡ và dung môi của mỡ như Cloroform, Benzen, Aceton, Rượu. 4. Tính chất hóa học: Quá trình tạo thành vitamin D2 và vitamin D3 5. Chức năng sinh học: - Bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ xương. - Duy trì sự cân bằng canxi nội môi, duy trì hằng số nồng độ canxi ngoài tế bào. - Tham gia kiểm soát nồng độ canxi trong máu cùng với các hoocmôn. - Tham gia vào quá trình biệt hóa tế bào, điều hòa miễn dịch, điều hòa huyết áp… - Phòng chống ung thư. 6. Nhu cầu: - Trẻ em, đàn ông,phụ nữ: Từ 19 - 50 tuổi: 5 µg/ ngày (200 UI/ ngày) Từ 51 – 70 tuổi: 10 µg/ ngày (400 UI/ ngày) Trên 70 tuổi: 15 µg/ ngày (600 UI/ ngày) - Phụ nũa có thai, đang nuôi con: 12.5 µg/ngày (500 UI/ ngày ) - Những người bị bệnh gan nhu cầu về vitamin D tăng 1mg/ ngày (40000 UI/ ngày) 7. Nguồn cung cấp: Ngoại sinh: ăn các thức ăn giàu vitamin D như gan động vật, sữa, dầu cá… Nội sinh (cơ thể tự tổng hợp vitamin D): tổng hợp từ chất 7-Dehydrocholesteron ở dưới da dưới tác dụng bức xạ của tia cực tím trong ánh sáng mặt trời thành cholecalciferol (vitamin D3) Nguồn cung cấp: 8. Ứng dụng: - Bổ sung vitamin D vào thức ăn của gà mái để tăng tốc độ nở trứng nhất là vào mùa đông. - Ngày nay trong thực phẩm, người ta đã bổ sung vào thực phẩm một hàm lượng vitamin D nhất định. - Trong y học được dùng dưới nhiều dạng khác nhau để bổ sung lượng vitamin D cần thiết cho cơ thể. III. Vitamin E 1. Lịch sử phát triển: - Năm 1922- 1923, Evans và Bishop phát hiện khi loại bỏ một hợp chất ra khỏi khẩu phần sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của chuột. - Năm 1936 Evans và Emerson đã tìm ra hợp chất đó nhờ chuất xuất từ dầu mầm lúa mì và dầu bông 3 loại dẫn xuất của Benzopiran và đặt tên là nhóm vitamin E. - Năm 1938 P.Karrer lần đầu tiên tổng hợp trong phòng thí nghiệm. 2. Cấu tạo hóa học: - Vitamin E tự nhiên tồn tại dưới 8 dạng khác nhau, trong đó có 4 tocopherol và 4 tocotrienol. Tất cả đều có vòng chromanol, với nhóm hydorxyl có thể cung cấp nguyên tử hidrô để khử các gốc tự do và nhóm R. - Các tocopherol và tocotrienol đều có dạng alpha, beta, gamma và delta, được xác định theo số lượng và vị trí của các nhóm metyl trên vòng chromanol. Công thức cấu tạo vitamin E: 3. Tính chất vật lý: - Tocopherol là chất lỏng không màu, hòa tan rất tốt trong dầu thực vật, rượu Etylic, EteEtylic và Ete dầu hỏa. - α-tocopherol thiên nhiên có thể kết tinh chậm trong rượu Metylic ở nhiệt độ thấp -35° thu được tinh thể hình kim có nhiệt độ nóng chảy 2,5- 3,5°. - Tocopherol khá bền với nhiệt, nó có thể chịu nhiệt tới 170° ở trong không khí. - Tia tử ngoại có thể phá hủy nhanh tocopherol. Nhạy cảm với ánh sáng do đó cần bảo quản trong nắp kín. 4. Tính chất hóa học: - Tính chất quan trọng nhất của Tocopherol là khả năng bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa như FeCl3 hoặc HNO3 tạo nên các sản phẩm oxi hóa khác nhau. - Một sản phẩm oxi hóa quan trọng được tạo thành là α-tocopherylquinon. Tocophenrol α- tocopherylquinon 5. Chức năng sinh học: - Chất chống oxy hóa- nó được xem là hàng phòng phòng thủ trước tiên chống lại quá trình peroxyl hóa lipid. - Kiểm soát tính hoạt động của tiểu cầu gây nguy hiểm cho hệ tim mạch, giảm sự tăng sinh cơ trơn, chống xơ vữa động mạch. - Kiểm soát hiện tượng viêm và dị ứng, cần thiết cho hệ miễn dịch. - Bảo vệ các axit béo chưa bão hòa, các cholesterol trong màng tế bào. - Tham gia quá trình chuyển hóa nucleid, protein, tạo hoocmôn cần thiết cho sự sinh sản bình thường. 6. Quá trình tổng hợp: - Quá trình tổng hợp nhân tạo cho hiệu suất không cao, sản phẩm là hỗn hợp của nhiều đồng phân quang học. Do đó phương pháp tối ưu là chiết rút sau đó cô đặc vitamin E từ các nguyên liệu tự nhiên ( mầm lúa mì ). 7. Nguồn cung cấp: Nguồn tự nhiên Nguồn cung cấp: Nguồn cung cấp: 8. Nhu cầu: 9. Tác dụng phụ: - Vitamin E có nguồn gốc tự nhiên(bổ sung từ thực phẩm) không gây bất kì tác hại nào. - Tác dụng phụ chủ yếu xuất phát từ việc bổ sung thêm Vitamin E tổng hợp quá liều. 10. Hậu quả khi thiếu vitamin E: - Trẻ có hệ thần kinh đang phát triển và người già dễ bị tổn thương. - Tổn thương thần kinh ngoại biên,giảm phản xạ. - Yếu cơ,khả năng phối hợp động tác kém. - Gây tổn thương võng mạc,viêm giác mạc. - Tăng nguy cơ suy tim đối với người bị tiểu đường. - Rối loạn chức năng của các chất chống oxi hóa. 1. Lịch sử phát triển: - Năm 1929, Henrik Dam đưa ra nhận xét rằng ở gà con nuôi bằng thức ăn tổng hợp có chịu chứng chảy máu ở ống tiêu hóa và ở cơ. - Năm 1934, Dam chứng minh rằng có một yếu tố hoạt động chống chảy máu bảo vệ gà con khỏi các chịu chứng nói trên là Vitamin K (Koagulation Vitamin), có tính chất hòa tan trong chất béo và dung môi của chất béo. IV. VITAMIN K 2. Cấu tạo hóa học: Vitamin K1. Vitamin K2. Vitamin K3. Chúng là dẫn xuất của Naphtoquinon. Cấu tạo hóa học: 3. Tính chất vật lý: 4. Tính chất hóa học: - Tính chất oxi hóa-khử: vitamin K bị khử thành các dẫn xuất Hydroquinone và khi oxi hóa trở lại sẽ chuyển thành dạng Quinone. Vitamin K phân hủy nhanh dưới tác dụng của tia tử ngoại vì khi đó cấu trúc quinone của nó bị biến đổi. - Khi đun nóng trong môi trường kiềm vitamin K bị phá hủy nhanh chóng. 5. Chức năng sinh học: Vitamin K xúc tiến tác dụng trong sự đông máu, tham gia vào thành phần coenzim của các enzim xúc tác quá trình tạo nên Protrombin - loại hợp chất protein có vai trò quan trọng trong quá trình đông máu. - Sự đông máu xảy ra như sau: - Giúp cải thiện mật độ xương, ngăn ngừa loãng xương. - Ngăn ngừa thành mạch bị cứng, giảm nguy cơ xơ vữa động mạch, từ đó giảm suy tim và các bệnh tim mạch. - Ngăn ngừa sỏi thận. - Điều trị vết thương ngoài da. - Giúp chống lại bệnh Alzheimer - Giúp giảm các vết bầm tím - Can thiệp vào điều hòa đường huyết và tiết insulin - Có đặc tính chống oxy hóa - Tác dụng protein co cơ miozin và ảnh hưởng lên tính chất co giãn và tính enzim của miozin, nó còn làm tăng tính chất co bóp của dạ dày và ruột. Chức năng sinh học: - Vitamin K còn đảm bảo việc vận chuyển electron trong quá trình quang hợp ở thực vật và quá trình phosphoryl hóa oxi hóa ở ti thể của động vật. Chức năng sinh học: 6. Tổng hợp: Vitamin K1: để tổng hợp Vitamin K1 có thể tiến hành phản ứng ngưng tụ của rượu Phytol với dẫn xuất 2-metyl-1,4-naphtohydroquinone nhờ các chất xúc tác như Acid Oxalic hoặc tốt hơn dùng Kali acid sulfat. Vitamin K2: khi cấy Bact.coli trên môi trường thạch có chứa Amon Lactat sẽ tạo được một lượng lớn Vitamin K2 – phương pháp sản xuất Vitamin K2 trong kĩ nghệ. Vitamin K3: là chất 2-metyl-1,4-naphtoquinone đã được Sah (1950) tổng hợp bằng cách metyl hóa α-naphtylamin và sau đó oxi hóa chất 2-metyl- α-naphtylamin thu được bằng Acid Cromic. Nguồn tự nhiên 7. Nguồn cung cấp : Nguồn cung cấp: Sản phẩm chế biến : vitamin K2 có rất nhiều trong phô mát lên men, các sản phẩm làm từ đỗ tương ... Nguồn cung cấp : - Nam thanh niên ở độ tuổi từ 14 đến 18 cần 75 microgram/ngày và đối với những người trên 19 cần 120 microgram/ngày. - Ăn nhiều rau xanh để bổ sung nguồn vitamin K 8. Nhu cầu : - Do cơ thể không được cung cấp đầy đủ. - Giảm hấp thu vitamin K : ở các bệnh nhân bị đi ngoài lỏng kéo dài, cắt đoạn dạ dày, ruột … - Thiếu vitamin K do vận chuyển: có nguyên nhân nào đó cản trở hệ thống tĩnh mạch cửa thì có thể gây giảm vitamin K. - Thiếu vitamin K do sử dụng các thuốc đối kháng với vitamin K - Bổ sung vitamin K bằng đường uống hoặc tiêm : để điều trị và dự phòng tình trạng xuất huyết NHU CẦU :