Tổng quan về Vitamin

CHƯƠNG 2 :
VITAMIN
2.1.Tổng quan về Vitamin
Khái niệm: Vitamin là nhóm chất (bắt buộc) cần thiết cho hoạt động sinh
sống
của bất kỳ cơ thể nào và chúng có khả năng ở nồng độ thấp hoàn thành chức
năng
xúc
tác ở cơ thể sinh vật.

Bảng 2.1. Thất thoát vitamin trong quá trình chế biến và bao gói rau củ
Sản
phẩm
chế
biến,
đóng
hộp
Thất thoát vitamin (%) (So với rau củ mới nấu xong và xả
nước)
Vitamin
A
Vitamin
B
1
Vitamin
B
2
Niacin
Vitamin
C
Sản

phẩ
m
12
(
c)
2
0
2
4
24
0-56
26
0-78
Sản
phẩ
m
1
0
6
7
4
2
49
31-65
51
28-67
a
Gồm măng tây, đậu lima, đậu xanh, súp lơ, bắp cải, đậu Hà lan, khoai tây,
rau
spinach, giá đỗ, lõi ngô

non.

b
Giống thí nghiệm a, ngoại trừ súp lơ, bắp cải, giá
đỗ
c
Giá trị trung
bình.
d
Khoảng biến động (của giá trị đo
được)

Bảng 2.2. Thất thoát vitamin trong quá trình chế biến và bao gói trái cây
1
Sản phẩm chế biến, đóng
hộp
Thất thoát vitamin
(%)
(so
với quả
tươi)
A B
1
B
2
Niacin C
Sản phẩm đông
lạnh
(chưa tan
giá)

37
(c)
0-78
(d)
29
0-66
17
0-67
16
0-33
18
0-50
Sản phẩm tiệt
trùng
(b)
39
0-68
47
22-67
57
33-83
42
25-60
56
11-86
a
Gồm táo, mơ, quả việt quất, sơ ri chua, nước ép cô đặc, đào, quả mâm xôi
và
dâu
tây.

b
Giống thí nghiệm (a) nhưng sử dụng nước ép thường thay cho dạng nước ép
cô
đặc.

c
Giá trị trung
bình

d
Khoảng biến động (của giá trị đo
được).
Trong lịch sử, tác dụng đầu tiên được ghi nhận của việc sử dụng các nhóm
thực
phẩm đặc biệt - mà chúng ta ngày nay gọi là thực phẩm vitamin - là khả năng
phòng
chống bệnh quáng gà của vitamin A trong gan động vật. Tuy nhiên, phải đến hơn
3000
năm sau, những triệu chứng của việc thiếu hụt các chất dinh dưỡng đặc biệt mới
được
ghi nhận và thiết lập. Những ví dụ điển hình là bệnh sco-bút (do thiếu vitamin
C),
bệnh
tê phù (do thiếu vitamin B1) và bệnh còi xương (do thiếu vitamin D). Và
phải mất
thêm
400 năm sau đó để con người có thể tìm được mối quan hệ giữa các
bệnh tật nói
trên

với các hoạt chất có mặt trong thực phẩm, mà sau đó được đặt tên là
vitamin. Mặc
dù
ngày nay chúng ta biết rằng vitamin không phải là một nhóm các
hợp chất hóa
học
thống nhất bao gồm các protein, carbohydrate và lipid, tuy nhiên
cụm từ này vẫn
được
sử dụng chung cho tất cả các loại sinh tố nói
trên.
Từ đầu thế kỷ 20, kiến thức của con người về các chức năng sinh học
của
vitamin ở cấp độ phân tử và tế bào tăng lên đáng kể, với việc 20 nhà khoa
2
học
đoạt
được giải thưởng Nobel trong lĩnh vực này từ năm 1928 đến năm 1967. Tuy
nhiên,
bất
chấp những nỗ lực nghiên cứu chuyên sâu sau đó, không có thêm một loại
vitamin
nào
được tìm thấy và thêm vào danh sách 13 vitamin (được thiết lập từ năm
1897 đến
năm

1941).
Bảng 2.3. Lịch sử của vitamin
Vitamin

Phát
hiện
Phân
lập
Tìm
ra
cấu
trúc
Tổng
hợp
nhân
tạo
Vitamin
A 1909 1931 1931 1947
Provitamin
A 1831 1930 1950 1950
Vitamin
D 1922 1932 1936 1959
Vitamin
E 1922 1936 1938 1938
Vitamin
K 1929 1939 1939 1939
Vitamin
B1 1897 1926 1936 1936
Vitamin
B2 1920 1933 1935 1935
Niacin 1936 1935 1937 1894
Vitamin
B6 1934 1938 1938 1939
Vitamin

B12 1926 1948 1956 1972
Folic
Acid 1941 1941 1946 1946
Pantothenic 1931 1938 1940 1940
Biotin 1931 1935 1942 1943
Vitamin
C 1912 1928 1933 1933
Trong khi trước đây các nhà khoa học chỉ chủ yếu quan tâm đến vai trò
của
vitamin trong việc phòng chống bệnh tật và những chức năng sinh học của chúng,
ngày
nay, vitamin được ghi nhận là có vai trò quan trọng đến sức khỏe và hạnh phúc của
con
người. Khía cạnh này của vitamin dựa trên nhiều dẫn liệu chứng minh rằng
chúng
không những là các coenzyme tham gia vào các quá trình chuyển hóa trong
cơ thể
mà
còn đóng vai trò như các hormone, mà dẫn chứng rõ ràng nhất là vai trò
thiết yếu
trong
việc chuyển hóa xương của vitamin D. Vì thế, vitamin giờ đây không
chỉ đơn giản
được
chia thành hai nhóm dựa vào những tính chất hóa lý của chúng -
như là tan trong
nước,
tan trong dầu mà còn được chia nhóm dựa vào chức năng sinh
học của chúng trong
cơ

thể: chức năng coenzyme, hormone và chống oxy
hóa
3
Những cuộc tranh luận về lượng vitamin tối ưu và lượng vitamin cao nhất cơ
thể
người có thể chịu được vẫn tiếp tục, và vấn đề đưa ra một nền tảng pháp lý cơ bản
về
sử
dụng và bổ sung vitamin vào thực phẩm là một thực sự cần thiết, không chỉ
dựa
vào
hàm lượng cung cấp cho cơ thế, mà còn dựa vào đặc điểm nơi sinh sống, các
yếu tố
môi
trường ảnh hưởng đến trạng thái và nhu cầu vitamin của con
người.
2.2. Các loại Vitamin tan trong nước
2.2.1. Vitamin B
1
( Thiamine)

•
Tên gọi khác: Thiamin, aneurine
hydrochloride
•
Tên IUPAC: 2-[3-[(4-amino- 2-methyl- pyrimidin- 5-yl) methyl]-
4-methyl-
thiazol- 5-yl]
ethanol
•

Công thức cấu
tạo:
•
Công thức phân tử:
C
12
H
17
N
4
OS
+
Cl
-
.HCl
•
Khối lượng phân tử:
337.27
•
Nhiệt độ nóng chảy: 248-260 °C
(muối
hydrochloride
)
2.2.1.1. Đặc tính
- Vitamin B
1
chỉ bền trong môi trường axit, còn ở môi trường kiềm nó bị phá hủy nhanh khi
đun nóng.
- Vitamin B
1

là những tinh thể hòa tan tốt trong nước và chịu các quá trình gia nhiệt thông
thường. Khi oxi hóa vitamin B
1
sẽ chuyển thành hợp chất gọi là tiocrom phát huỳnh quang.
Tính chất này được ứng dụng phổ biến ở định lượng vitamin B
1
trong các nguồn thực phẩm
khác nhau. Trong thực tế, tiamin thường tồn tại ở dạng muối tiaminclorit.
4
2.2.1.2. Vai trò chức năng
Chức
năng:
- Dưới dạng tiaminpirophosphat, vitamin B
1
tham gia vào hệ enzyme decacboxyl - oxy hóa
các xetoaxit như axit piruvic hoặc α-xetoglutaric. Vì vậy khi cơ thể thiếu vitamin B
1
sẽ dẫn
tới tích lũy các xetoaxit làm hỗn loạn trao đổi chất kèm theo hiện tượng bệnh lý trầm
trọng, ví dụ : giảm sút tiết dịch vị, tê phù,…
- Dựa vào cơ chế tác dụng của thiamin, người ta đã biết rõ rằng
thiamin-
pirophosphat là
coenzyme của các enzyme piruvat T decarboxylase hoặc
alpha-
xetoglutarat
decarboxylase. Các axit piruvic và các axit alpha-xetoglutaric chính là
các
sản phẩm của
quá trình trao đổi gluxit. Chính vì vậy khi thiếu vitamin B1 thì sự trao

đổi
gluxit sẽ
ngừng trệ. Trong cơ thể người và động vật, thiamine chuyển
thành
pirophosphat. Dưới dạng này nói tham gia phân giải acid piruvic tạo ra sản phẩm
cuối
cùng là
oxyetylpirophosphat.
Thiamin pyrophosphate (TPP) là một coenzyme cần thiết
cho một lượng
nhỏ
các enzyme rất quan
trọng.
- Sự tổng hợp TPP từ thiamine đòi hỏi sự có mặt của magnesium,
adenosine
triphosphate
(ATP) và enzyme thiamin pyrophosphokinase. Pyruvate
dehydrogenase,
ketoglutarate
dehydrogenase và enzyme dehydrogenase của chuỗi phân nhánh
ketoacid.
Mỗi enzyme
trên đều được tìm thấy trong ti thể của tế bào. Chúng xúc tác các quá
trình
decarboxylate
của pyruvate, ketogluatarate và các amino acid có mạch phân nhánh
để
tạo thành acetyl
5
coenzyme A,succinyl coenzyme A và các dẫn xuất của amino acid

có
mạch phân nhánh
tương ứng. Tất cả các sản phẩm của quá trình này đều đóng vai
trò
hết sức quan trọng
trong việc giải phóng năng lượng từ thức ăn. Ngoài ra trong
các
TPP, mỗi phức hệ
enzyme dehydrogenase đều cần niacin-chất chứa coenzyme NAD
và
lipoic acid thiamin
pyrophosphokinase.
Transketolase xúc tác những phản ứng quan trọng trong quá trình
trao đổi
chất
khác như là con đường pentose phosphate. Mà một trong những bước trung
gian
quan
trọng nhất của con đường nàu là ribose-5-phosphate, một đường 5 carbon liên
quan
đến
quá trình phosphoryl hóa cần thiết cho sự tổng hợp ATP và GTP. Nó cũng cần
thiết
cho
qúa trình tổng hợp các axit nucleic, DNA và RNA, và coenzyme chưa
niacin
–
NADPH, chất cần thiết cho rất nhiều các phản ứng tổng hợp sinh học. Vì
transketolase
sẽ bị giảm rất nhanh trong các trưởng hợp thiếu thianin, việc đánh giá độ

hoạt động
của
nó trong tế bào hồng cầu cũng được sử dụng để đánh giá tình trạng dinh
dưỡng
của thiamin.
- Dưới dạng thiaminpirophosphat, vitamin B1 tham gia vào hệ ezyme
decarboxyl
oxy hóa
các xeto acid như acid piruvic hoặc acid alpha-xetoglutaric. Vì vậy khi cơ
thể
bị thiếu
vitamin B1 sẽ dẫn tới tích lũy các xeto acid làm hỗn loạn trao đổi chất kèm
theo
hiện
tượng bệnh lý trầm trọng, ví dụ giảm xuất tiết dịch vị, tê phù… Ngoài ra
vitamin
B1
cùng với acid pantotenic còn tham gia tạo nên chất axetylcholin, là chất giữ vai
trò
quan
trọng trong việc truyền xung động thần kinh. Chính vì vậy mà khi thiếu
vitamin
B1, ở
hệ thần kinh, nơi xảy ra trao đổi mạnh gluxit, sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn cả.
Tương tác dinh
dưỡng:
- Sự tồn tại của các loại vitamin B khác, ví dụ như vitamin B6, B12, niacin và
acid
pantothenic hỗ trợ thêm các hoạt động của thianin. Các vitamin chống oxy hóa, ví
dụ

như vitamin E và C sẽ bảo vệ thiamin bằng cách ngăn cản quá trình oxy hóa thành
dạng
không hoạt động của
nó.
- Một số loại thực phẩm, chẳng hạn như cà phê, chè, trầu (Đông Nam Á) và một
số
loại
ngũ cốc khác có phản ứng đối kháng với vitamin. Acid chlorogenic và
polyphenol
thực
vât khác có thể là nguyên nhân của việc
này.
6
Ngoài ra, vitamin B
1
cùng với axit pantotenic còn tham gia tạo nên chất axetylcolin là chất
giữ vai trò quan trọng trong việc truyền xung động thần kinh. Chính vì vậy khi thiếu
vitamin B
1
, ở hệ thần kinh, nơi xảy ra trao đổi mạch gluxit, sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn cả.
Sự thiếu hụt vitamin
B1:
- Thiếu hụt thiamin có thể biểu hiện thông qua các triệu chứng như mệt mỏi,
mất
ngủ, khó
chịu và thiếu tập trung, chán ăn và táo bón. Khi không đủ thiamin, các
quá
trình tổng
hợp các carbohydrate và amino acid giảm, gây ra các hậu quả rất
nghiêm

trọng. Hai
bệnh được coi là hậu quả tiêu biểu của việc thiếu hụt thiamin là “beriberi”
và
hội chứng
“Wernicke-Korsakoff”.
+ Beriberi có biểu hiện chủ yếu là rối
loạn
hệ thần kinh và tim mạch đây vẫn là bệnh khá
phổ biến ở Đông
Nam
Á, nơi việc xay xát và đánh bóng gạo vẫn làm mất đi một phần rất
lớn
thiamin.
+ Hội chứng Wernicke-Korsakoff thường gọi là bại não, là bệnh do thiếu
hụt
thiamin gây
ra thường thấy nhất ở các nước phương tây. Triệu chứng của nó bao
gồm
nhầm lẫn, tê liệt
dây thần kinh cử động mắt, tâm thần và trí
nhớ.
Nguyên nhân của tình trạng thiếu thiamine:
Thiếu hụt vitamin B1 có thể là
do
không đủ thiamin, tăng nhu cầu thiamin, cơ thể mất
quá nhiều thiamin, hấp thụ
quá
nhiều chất chống thiamin từ thực phẩm hoặc kết hợp của
các yếu tố
trên.

- Hấp thụ thiamin không đủ: không được cung cấp đủ thiamin từ thực phẩm
là
nguyên
nhân chính của tình trạng thiếu hụt vitamin này ở những nước kém phát
triển.
Thiếu
thiamin phổ biến trong các cộng đồng dân cư có thu nhập thấp, có chế độ
ăn
nhiều
carbohydrate và ít thiamin (ví dụ: gạo đã qua xay xát và đánh bóng quá kỹ)
hoặc
ở những
người nghiện rượu. Trẻ sơ sinh bú sữa mẹ từ người mẹ thiếu thaimine sẽ dễ
b
ị mắc chứng
beriberi.
- Tăng nhu cầu vitamin B1: những điều kiện dẫn đến tăng nhu cầu thiamine là
sự
lao lực
về thể chất, sốt, mang thai, cho con bú và tăng trưởng ở tuổi vị thành
niên.
- Cơ thể mất mát quá nhiều thiamine: bằng cách tăng lưu lượng nước tiểu,
thuốc
lợi tiểu
có thể ngăn cản quá trình tái hấp thụ thiamine của thận và tăng bài tiết
thiamine
trong nước
7
tiểu. Cá nhân bị suy thận phả lọc máu mất thiamine với tốc độ rất cao và
có

nguy cơ thiếu
hụt
thiamine.
- Các anti-thiamine (ATF): sự hiện diện của các chất chống thiamine trong
thực
phẩm
cúng góp phần vào nguy cơ thiếu hụt thiamin. Một số loai thực phẩm có
chưa
ATF,
chất sẽ phản ứng với thiamin để tạo thành oxy hóa bất hoạt. Tiêu thụ quá
nhiều
trà và
cà phê (bao gồm cả những loại đã giảm lượng caffe), lá chè và trầu, một số
loại
cá nước
ngọt đều gây ra sự suy giảm thiamin ở người. Thiaminases là enzyme phân
hủy
thiamin
trong thực phẩm.
2.2.1.3.Ngưỡng sử dụng
Nhu cầu về vitamin B
1
phụ thuộc vào các điều kiện khác nhau như trạng thái sinh lý của cơ
thể, chế độ thức ăn, làm việc…Trung bình người cần từ 1 – 3 mg vitamin B
1
trong 24h.
Lượng RDA đề
ngh
ị
:

Bảng 2.4.RDA của
thiamine
Nhóm
người
Độ
tuổi
Nam giới
(mg/day)
Phụ nữ
(mg/day)
Trẻ sơ
sinh
0-6 tháng
tuổi
0.2
(AI)
0.2
(AI)
Trẻ sơ
sinh
7-12 tháng
tuổi
0.3
(AI)
0.3
(AI)
Trẻ
em
1-3
tuổi 0.5 0.5

Trẻ
em
4-8
tuổi 0.6 0.6
Trẻ
em
9-13
tuổi 0.9 0.9
Vị thành
niên
14-18
tuổi 1.2 1.0
Người trưởng
thành
Trên 19
tuổi 1.2 1.1
Phụ nữ mang
thai
Mọi lứa
tuổi - 1.4
Phụ nữ cho con
bú
Mọi lứa
tuổi - 1.4
2.2.1.4. Nguồn cung cấp Vitamin B
1
Vitamin B
1
được tổng hợp dễ dàng bởi thực vật, một số vi sinh vật, đặc biệt vi sinh vật ở
ruột các động vật nhai lại. Cơ thể người và đa số động vật không có khả năng đó nên phải

lấy từ các thực phẩm. Nấm men cung cấp một lượng vitamin B
1
rất lớn nên thường được
8