Giáo trình Hóa sinh thực phẩm (Phần 1)
Chức năng sinh học:
Mọi cơ thể sống đều có chứa protein, cơ thể càng phức tạp thì chức năng do protein đảm
nhận càng phức tạp.
Protein có tính đặc thù cao, sự khác biệt giữa các loài sinh vật là do sự khác nhau giữa các
loại protein đặc trƣng của mình. Sự khác nhau của protein không chỉ ở những cơ thể khác loài
mà ngay cả ở những cá thể cùng loài, và trong cùng một cá thể ở những cơ quan khác nhau có
các loại protein khác nhau.
Protein rất đa dạng về mặt cấu trúc và chức năng. Có thể kể đến những chức năng sinh
học quan trọng sau đây:
Chức năng cấu trúc: protein là thành phần cấu tạo của tế bào, kể từ siêu khuẩn đến
các tế bào có nhân. Tại các mô, protein tạo nền tảng của chất nguyên sinh của bất kỳ tế bào
sống nào, protein kết hợp với lipid tạo thành hợp chất lipoprotein – là vật liệu cấu trúc cơ bản
của các màng sinh học.
Chức năng xúc tác sinh học: tất cả các enzyme đều là protein, vai trò của enzyme
trong cơ thể sống là giúp cho các phản ứng hóa sinh học xảy ra, từ những phản ứng đơn giản
nhất cho đến những phản ứng phức tạp.
Chức năng điều hòa chuyển hóa: đó là các protein hormone, giúp cho các phản ứng
trong tế bào xảy ra đúng chiều hƣớng, đúng cƣờng độ mà cơ thể đòi hỏi.
Chức năng vận chuyển các chất: ví dụ hemoglobin vận chuyển O2 và CO2, transferin
vận chuyển sắt, cytochrome vận chuyển điện tử.
Chức năng co duỗi, vận động: sự vận động của cơ thể là nhờ chức năng co dãn của
protein myosin và actin trong tơ cơ.
Chức năng bảo vệ cơ thể: các yếu tố có tính miễn dịch quan trọng và kháng thể là
các protein đặc hiệu cao, chúng nhận biết và kết hợp với các chất lạ nhƣ virus, vi khuẩn và
các tế bào từ các cơ thể khác. Vì thế protein giữ một vai trò quan trọ ng trong việc phân biệt
giữa “mình” (self) và “không phải mình” (nonself).
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Hóa sinh thực phẩm (Phần 1)
i TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình “Hóa sinh thực phẩm” do chúng tôi biên soạn là tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. ii LỜI MỞ ĐẦU Biên soạn giáo trình là một hoạt động thuộc Ti ểu hợp phần 3.1: Tăng cường năng lực quản lý, giảng dạy và cải tiến giáo trình - trong khuôn khổ Dự án Khoa học công nghệ Nông nghiệp - vay vốn ADB. Cuốn giáo trình “Hóa sinh thực phẩm” là một sản phẩm của Dự án được chúng tôi biên soạn dùng cho việc giảng dạy và học tập ngành Công ngh ệ Chế biến thủy sản - hệ cao đẳng. Cuốn giáo trình này được biên soạn dựa trên cơ sở tham khảo các tài liệu trong và ngoài nước được xuất bản trong những năm gần đây, nhằm phục vụ cho sinh viên ngành Chế biến thủy sản. Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức sinh hóa cơ bản nhất, làm nền tảng để sinh viên có cơ sở đi sâu học tập nghiên cứu về môn Sinh hóa Giáo trình Hóa sinh thực phẩm được biên soạn dựa trên cơ sở tập hợp các tài liệu trong và ngoài nước được xuất bản trong những năm gần đây, nhằm phục vụ cho sinh viên ngành Chế biến thủy sản. Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức sinh hóa cơ bản nhất, làm nền tảng để sinh viên có cơ sở đi sâu học tập nghiên cứu về môn Sinh hóa và Hóa học thực phẩm. Giáo trình còn cung cấp cho sinh viên những kiến cơ bản về cấu tạo, giá trị dinh dưỡng, tính chất và quy luật biến đổi chất của các chất thực phẩm. Giáo trình gồm 6 chương đề cập đến cấu tạo, tính chất, chức năng của các chất tham gia vào cấu tạo tế bào và các quá trình phân giải các chất đó trong cơ thể. Trong quá trình biên soạn giáo trình tác giả đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và các chuyên gia trong ngoài trường. Xin chân thành cám ơn sự đóng góp chân thành và vô cùng quý báu của quý vị. Mặc dù đã rất cố gắng, song việc biên soạn giáo trình này khó tránh khỏi sót. Chúng tôi rất mong tiếp tục nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc để cuốn giáo trình được, bổ sung, chỉnh sửa ngày một hoàn thiện hơn. Chúng tôi chân thành cảm ơn Bộ Nông nghiệp và P hát triển Nông thôn, Ngân hàng phát triển châu Á (ADB), Ban Quản lý Trung ương Dự án Khoa học công nghệ Nông nghiệp đã tạo điều kiện cho giáo viên Trư ờng Cao đẳng Cơ điện và Nông nghiệp Nam Bộ trong việc nâng cao năng lực , kinh nghiệm về biên soạn cải tiến giáo trình giảng dạy , góp phần nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường . Tham gia biên soạn 1. Nguyễn Thành Trung - Chủ biên 2. Võ Thị Anh Minh iii MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................................... iii DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................................. vii DANH SÁCH HÌNH ............................................................................................................. viii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................... xii Chƣơng 1. PROTEIN ............................................................................................................... 1 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PROTEIN ..................................................................... 1 1.1.1. Cấu tạo và phân loại ...................................................................................... 1 1.1.2. Chức năng ...................................................................................................... 2 1.2. ACID AMIN ............................................................................................................. 3 1.2.1. Cấu tạo chung và phân loại ........................................................................... 3 1.2.2. Tính chất của acid amin ................................................................................. 7 1.3. PROTEIN ............................................................................................................... 16 1.3.1. Peptide ......................................................................................................... 16 1.3.2. Cấu trúc của protein ..................................................................................... 18 1.3.3. Tính chất của protein ................................................................................... 27 1.4. CÁC PROTEIN THỰC PHẨM ............................................................................. 33 1.4.1. Protein của thịt ............................................................................................. 33 1.4.2. Protein của cá .............................................................................................. 35 1.4.3. Hệ thống protein của sữa ............................................................................. 36 1.4.4. Protein của trứng ......................................................................................... 36 1.5. CÁC BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN CÓ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM ...... 37 1.5.1. Khả năng tạo gel .......................................................................................... 37 1.5.2. Khả năng tạo bột nhão ................................................................................. 39 1.5.3. Khả năng tạo màng ...................................................................................... 40 1.5.4. Khả năng nhũ hóa ........................................................................................ 40 1.5.5. Khả năng tạo bọt .......................................................................................... 42 1.5.6. Khả năng cố định mùi .................................................................................. 43 CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................................................................... 43 Phần tự luận ....................................................................................................................... 43 Phần trắc nghiệm ............................................................................................................... 44 iv Chƣơng 2. ENZYME .............................................................................................................. 46 2.1. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA ENZYME ...................................................... 46 2.1.1. Khái niệm .................................................................................................... 46 2.1.2. Bản chất hóa học của enzyme ..................................................................... 46 2.1.3. Danh pháp của enzyme ................................................................................ 47 2.1.4. Cấu tạo hóa học của enzyme ....................................................................... 50 2.1.5. Hiệu lực xúc tác và tính đặc hiệu của enzyme ............................................ 51 2.2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME ................................................................. 52 2.2.1. Năng lƣợng hoạt hóa ................................................................................... 52 2.2.2. Cơ chế tác dụng của enzyme ....................................................................... 53 2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME .................. 55 2.3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ .............................................................................. 55 2.3.2. Ảnh hƣởng của độ pH.................................................................................. 55 2.3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ cơ chất .................................................................. 57 2.3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme ................................................................. 59 2.3.5. Ảnh hƣởng của chất hoạt hóa ...................................................................... 59 2.3.6. Ảnh hƣởng của chất kìm hãm ...................................................................... 59 2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ENZYME ........................................................ 60 2.4.1. Phƣơng pháp xác định độ hoạt động của enzyme ....................................... 60 2.4.2. Phƣơng pháp tách và làm sạch enzyme ....................................................... 61 2.5. CÁC PHẢN ỨNG CỦA ENZYME TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM .......... 62 2.5.1. Phản ứng thủy phân ..................................................................................... 62 2.5.2. Phản ứng oxy hóa khử ................................................................................. 63 CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................................................................... 64 Phần tự luận ............................................................................................................... 64 Phần trắc nghiệm ........................................................................................................ 64 Chƣơng 3. VITAMIN ............................................................................................................. 66 3.1. ĐẠI CƢƠNG VỀ VITAMIN ................................................................................. 66 3.1.1. Khái niệm .................................................................................................... 66 3.1.2. Phân loại ...................................................................................................... 67 3.2. CÁC VITAMIN HÒA TAN TRONG CHẤT BÉO ............................................... 67 3.2.1. Vitamin A (Retinol) ..................................................................................... 67 3.2.2. Vitamin D (Canxipherol) ............................................................................. 69 v 3.2.3. Vitamin E (Tocopherol) .............................................................................. 71 3.2.4. Vitamin K .................................................................................................... 73 3.2.5. Vitamin Q .................................................................................................... 74 3.3. CÁC VITAMIN HÒA TAN TRONG NƢỚC ....................................................... 75 3.3.1. Các vitamin nhóm B .................................................................................... 75 3.3.2. Vitamin C (Acid ascorbic) ........................................................................... 83 3.3.3. Vitamin H (Biotin) ...................................................................................... 85 3.4. CÁC ANTIVITAMIN ............................................................................................ 87 CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................................................................... 87 Phần tự luận ............................................................................................................... 87 Phần trắc nghiệm ........................................................................................................ 88 4.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ GLUCID .................................................................... 91 4.1.1. Cấu tạo và phân loại .................................................................................... 91 4.1.2. Chức năng .................................................................................................... 91 4.2. MONOSACCHARIDE .......................................................................................... 93 4.2.1. Phân loại, danh pháp và cấu tạo phân tử ..................................................... 93 4.2.2. Tính chất vật lý .......................................................................................... 100 4.2.3. Tính chất hóa học ...................................................................................... 100 4.2.4. Các monosaccharide tiêu biểu ................................................................... 105 4.3. OLIGOSACCHARIDE ........................................................................................ 108 4.3.1. Khái niệm chung ........................................................................................ 108 4.3.2. Các oligosaccharide tiêu biểu .................................................................... 108 4.4. POLYSACCHARIDE .......................................................................................... 110 5.2.1. Đặc tính chung ........................................................................................... 110 5.2.2. Các polysaccharide tiêu biểu ..................................................................... 111 CÂU HỎI ÔN TẬP ......................................................................................................... 117 Phần tự luận ............................................................................................................. 117 Phần trắc nghiệm ...................................................................................................... 117 Chƣơng 5. LIPID .................................................................................................................. 120 5.1. ĐẠI CƢƠNG ........................................................................................................ 120 5.2.3. Khái niệm .................................................................................................. 120 5.2.4. Vai trò ........................................................................................................ 120 5.2.5. Phân loại .................................................................................................... 121 vi 5.2. LIPID ĐƠN GIẢN ............................................................................................... 121 5.2.1. Triacylglycerols ......................................................................................... 121 5.2.2. Sáp ............................................................................................................. 127 5.2.3. Sterid .......................................................................................................... 129 5.3. LIPID PHỨC TẠP ............................................................................................... 131 5.3.1. Phospholipid .............................................................................................. 131 5.3.2. Glycolipid .................................................................................................. 134 CÂU HỎI ÔN TẬP ......................................................................................................... 136 Phần tự luận ............................................................................................................. ... id folic khác nhau thì chúng khác nhau về số gốc acid glutamic. Ví dụ: ngƣời ta đã biết đƣợc các loại acid pteroyltriglutamic, acid pteroylheptaglutamic Acid folic là tinh thể hình kim, màu vàng, hòa tan ít trong nƣớc, không hòa tan trong đa số dung môi hữu cơ. Nó bị phân giải nhanh ngoài ánh sáng, phân giải mạnh trong môi trƣờng 81 N N N N CH2 H2N OH NH CO COOH CH2 CH2 NH CH COOH Hình 3.12. Công thức cấu tạo của acid folic (Phạm Thu Cúc, 2002 ) acid. Acid folic bền ở môi trƣờng có pH từ 5 ÷ 10. Acid folic tồn tại trong các sản phẩm thiên nhiên bền hơn khi ở dung dịch tinh khiết. Dạng acid folic phổ biến trong nấm men, cám gạo và gan là acid tetrahydrofolic, dƣới dạng này acid folic tham gia vận chuyển các gốc chứa một carbon trong các quá trình sinh tổng hợp nhiều loại chất quan trọng trong cơ thể. Ví dụ: vận chuyển nhóm methyl khi tổng hợp methionine, nhóm hydroxymethyl (–CH2OH) khi tổng hợp serine; nhóm formyl (–CHO) khi tổng hợp các bazơ purin, pirimidin hoặc một số acid amin. Ngoài ra, ngƣời ta đã chứng minh đƣợc acid folic (dạng acid tetrahydrofolic) có trong thành phần coenzyme của nhiều loại enzyme khác nhau. Do chức năng tạo vòng porphyrin và hemin nên acid folic có tác dụng chống bệnh thiếu máu. Acid folic cần thiết cho sự sinh trƣởng của con ngƣời, động vật và chim. Do acid folic tham gia vào sự trao đổi các hợp chất chứa một carbon, từ đó tạo nên nhiều chất quan trọng của cơ thể nên khi thiếu acid folic sẽ kèm theo những rối loạn trầm trọng về trao đổi chất. Acid folic có nhiều trong rau xanh, gan, thận, nấm men. Trong các sản phẩm đậu thịt, sữa hàm lƣợng acid folic thấp hơn, trong quả rất ít acid folic. Khoảng 50% acid folic tồn tại ở dạng khử (dẫn xuất 5 – formyl – tetrahydrofolic). Hiện nay ngƣời ta điều chế acid folic hoàn toàn bằng phƣơng pháp tổng hợp từ ba loại sản phẩm là 2,4,5 triamino – 6 – oxypirimidin diclorua; aldehyde 2,3 – dibrompropinoic và acid paraminobenzoilglutamic. Sau quá trình ngƣng tụ, sản phẩm đƣợc tinh chế lại bằng cách kết tinh trong nƣớc nóng. Nhu cầu acid folic của ngƣời trƣởng thành bình thƣờng là 100 ÷ 200 mg/ngày. g. Vitamin B12 (Cobalamin) Từ năm 1926, George Richards Minot và William Murphy đã phát hiện ra tác dụng chữa bệnh của gan đối với bệnh thiếu máu ác tính. Sau 22 năm mới thu đƣợc dạng kết tinh của yếu tố hoạt động từ dịch gan và đặt tên là vitamin B12. Vitamin B12 đƣợc gọi chung là cobalamin vì trong phân tử nó có kim loại coban. Cấu trúc hóa học của vitamin B12 bao gồm một mặt phẳng chứa các vòng pirol và nguyên tử coban 82 ở vị trí trung tâm, phần thứ hai của phân tử là một nhóm nucleotide thẳng góc với mặt phẳng. Hiện nay, ngƣời ta đã biết khoảng 100 loại chất tƣơng tự vitamin B12, trong đó chất quan trọng thƣờng gặp là cyanocobalamin (hình 3.13). Vitamin B12 có dạng tinh thể màu đỏ, không mùi, không vị. Phân tử lƣợng bằng 1490 ± 150. Vitamin B12 tan tốt trong nƣớc và rƣợu. Dung dịch trung tính hoặc acid yếu của vitamin B12 bền trong tối và nhiệt độ thƣờng. Ở ngoài ánh sáng nó dễ dàng bị phân hủy. Dung dịch vitamin B12 bền trong nƣớc có vitamin B1, vitamin B2 và acid nicotic; bị phá hủy khi có mặt các chất oxy hóa. Vitamin B12 đi vào cơ thể gắn với một hợp chất glucoprotein của dạ dày và tạo nên một phức hợp dễ hấp thu cho cơ thể. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh vitamin B12 tham gia vào các quá trình tổng hợp protein và acid nucleic ở cơ thể. Vitamin B12 tham gia vào sự trao đổi các chất chứa một cacbon và thƣờng kết hợp với acid folic trong các phản ứng methyl hóa. Ví dụ nhƣ quá trình tổng hợp methionine từ homocysteine. Ngoài ra, phản ứng khá quan trọng của coenzyme B12 là khử tất cả ribonucleoside – 5 – triphosphate (tại C–2’) thành 2’–deoxyribonucleoside – triphosphate tƣơng ứng. Vitamin B12 tham gia vào quá trình tạo máu, do đó thiếu B12 sẽ gây bệnh thiếu máu ác tính. Vitamin B12 Hình 3.13. Cấu tạo của cyanocobalamin (H. D. Belitz et al, 2009) 83 C C C C C CH2OH HHO H HO HO O O C C C C C CH2OH HHO H O O O O acid L-ascorbic acid L-dehydroascorbic -2H +2H Hình 3.14. Cấu tạo của vitamin C (Phạm Thu Cúc, 2002) còn liên quá đến sự chuyển hóa của các hợp chất sulfidryl, nó tham gia vào khử các hợp chất disulfide tạo thành các hợp chất sulfidryl. Do đó, nó duy trì hoạt động của các enzyme chứa nhóm –SH và ảnh hƣởng đến sự trao đổi protein, glucid và lipid. Vitamin B12 là nguồn vitamin hầu nhƣ chỉ đƣợc tổng hợp độc nhất bởi các vi sinh vật. Các vi khuẩn ở ruột động vật có khả năng tổng hợp vitamin B12 vừa đủ cung cấp cho động vật chủ. Cho nên, các sản phẩm động vật thƣờng giàu vitamin B12, nhiều nhất trong sữa, trứng, gan và thận bò. Con ngƣời nhận vitamin B12 từ thức ăn, sau đó chúng đƣợc chuyển thành dạng liên kết với glucoprotein đặc biệt. Dƣới tác dụng của enzyme tiêu hóa, vitamin B12 đƣợc giải phóng ra từ phức hợp enzyme protein và hấp thu vào ruột. Nhu cầu vitamin B12 của ngƣời bình thƣờng trong một ngày là 2 ÷ 2,5 µg. 3.3.2. Vitamin C (Acid ascorbic) Là loại có lƣợng cung cấp lớn nhất trong các loại vitamin. Bệnh thiếu vitamin C đƣợc biết từ năm 1550 trƣớc Công nguyên, nhƣng mãi đến năm 1928 mới tách ra đƣợc chất mang tính acid của bệnh scorbut, năm 1933 đã tổng hợp đƣợc acid ascorbic. Acid ascorbic tồn tại trong thiên nhiên dƣới hai dạng là dạng L và dạng D. Dạng D không có hoạt tính sinh học. Dạng L khi oxy hóa sẽ tạo thành acid dehydroascorbic (acid ascorbic khử hydro), loại chƣa đƣợc oxy hóa gọi là acid ascorbic hoàn nguyên (hình3.14). Cả hai loại hoàn nguyên và loại khử hydro đều có cùng hoạt tính sinh học. Acid ascorbic có dạng tinh thể trắng, có vị chua, dễ tan trong nƣớc, khó tan trong rƣợu, không tan trong benzene, este. 84 C C C C C CH2OH HHO H HO HO O O C C C C C CH2OH HHO H O O O O acid L-ascorbic acid L-dehydroascorbic -2H +2H COOH C C C C CH2OH HHO H O O acid L-dicetohulonic COOH COOH acid oxalic COOH C C COOH OHH HHO acid treonic + Do trong phân tử có nhóm dienol nên vitamin C có tính khử mạnh, vì thế mà dung dịch fehling, nitrate bạc, và đặc biệt là 2,6 diclophenolindophenol bị khử bởi acid ascorbic ngay ở nhiệt độ thƣờng. Acid ascorbic tƣơng đối bền trong môi trƣờng acid hoặc ở trạng thái khô. Nhƣng trong môi trƣờng kiềm, các kim loại nặng, tia tử ngoại và enzyme làm tăng nhanh quá trình oxy hóa acid ascorbic thành acid dehydroascorbic, nếu tiếp tục oxy hóa thì nó bị mất hoạt tính của vitamin C và cho ra các sản phẩm khác. Vai trò của vitamin C trong cơ thể là duy trì mô liên kết. Nếu cơ thể thiếu vitamin C thì cấu trúc của mô liên kết bị yếu đi, thành mạch máu cũng nhƣ màng bao bọc của các mô liên kết trở nên yếu đi, và sự chảy máu xảy ra. Acid ascorbic đƣợc dùng trong vài hệ thống trao đổi chất, gồm sự hydro hóa proline thành hydroxyproline, là giai đoạn quan trọng trong sự tổng hợp collagen, hợp phần của mô liên kết. Vì thế nếu acid ascorbic không đủ sẽ ảnh hƣởng đến sự tổng hợp collagen làm cho vết thƣơng lâu lành, thành mao mạch yếu mà dẫn đến xuất huyết ở các mức độ khác nhau. Acid ascorbic có ảnh hƣởng đến sự tạo thành hemoglobin, sự hấp thu sắt từ ruột và sự sử dụng sắt trong mô gan. Acid ascorbic hiện diện trong nhiều bộ phận của cơ thể. Do tính chất tan trong nƣớc nên acid ascorbic nhanh chóng đƣợc hấp thu từ dạ dày - ruột và vào máu trong vài giờ sau khi tiêu C C C C C CH2OH HHO H HO HO O O O(Na+) N O ClCl + C C C C C CH2OH HHO H O O O O OH N OH ClCl + 85 hóa và đƣợc mang đến các mô. Acid ascorbic chủ yếu thải ra ngoài qua hệ tiết niệu, trong mồ hôi và phân cũng thải ra một ít. Chất dị hóa của acid ascorbic là oxalate và một ít lƣợng chất chuyển hóa cũng đƣợc thải ra từ nƣớc tiểu. Vì vậy thƣờng xuyên đƣa một lƣợng lớn acid ascorbic thì sẽ làm cho oxalate trong hệ tiết niệu thải ra tăng lên, đó cũng là một trong những nguyên nhân gây sỏi trong đƣờng tiết niệu. Acid ascorbic kìm hãm chuyển hóa cholesterol và ngăn ngừa phát triển xơ vữa động mạch. Chuyển hóa vitamin C liên quan đến chuyển hóa nhiều vitamin khác. Acid ascorbic còn tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa quan trọng trong cơ thể. Vitamin C giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sức đề kháng của cơ thể đối với các bệnh nhiễm trùng. Khi thiếu vitamin C nhiều phản ứng miễn dịch sinh học của cơ thể giảm xuống. Một số bệnh nhiễm lạnh thông thƣờng và các bệnh nhiễm trùng nhƣ cúm thƣờng phát sinh vào mùa ít các thực phẩm giàu vitamin C, vitamin A và riboflavin. Các tổ chức Y tế và Dinh dƣỡng thế giới cho rằng hàm lƣợng acid ascorbic cần dùng mỗi ngày cho ngƣời bình thƣờng là 80 ÷ 100 mg. Thực tế hầu hết vitamin C có từ các loại rau quả. Thực phẩm giàu vitamin C là loại quả citrus, gan, cà chua và hầu hết các loại rau khác. Các loại quả khác có hàm lƣợng vitamin C thấp hơn rau. Vitamin C không bị phá hủy bởi nhiệt nhƣng sự oxy hóa thƣờng xảy ra khi nhiệt độ tăng. Việc nấu chín các loại rau (hấp, luộc hoặc dùng áp suất) có khả năng làm mất khoảng 50% acid ascorbic. Các loại quả citrus và nƣớc quả, nƣớc cà chua là nguồn acid ascorbic quan trọng. 3.3.3. Vitamin H (Biotin) Những tính chất vitamin của biotin đã đƣợc biết đến trong những năm thứ 20 của thế kỷ XX. Nhƣng đến năm 1936, Kögl và Tönnis đã chiết xuất đƣợc chế phẩm tinh khiết từ lòng đỏ trứng và gọi là biotin. Biotin còn đƣợc biết với tên vitamin H hay coenzyme R. Biotin là một loại acid monocarboxylic có cấu trúc vòng. Vòng A của biotin đƣợc tạo thành từ vòng imidazole và vòng B là vòng tiophene (hình 3.15). Hình 3.15. Cấu tạo phân tử biotin (H. D. Belitz et al, 2009) 86 Biotin là tinh thể hình kim, không màu, tan trong nƣớc, tan ít trong rƣợu, không tan trong các dung môi hữu cơ, bền với oxy và H2SO4. Vitamin H bị phân hủy bởi H2O2, HCl và các chất kiềm. Biotin trong phần enzyme luôn luôn kết hợp chặt chẽ với phần protein bằng con đƣờng tạo liên kết amid với gốc NH2 của lysine. Ví dụ: biocytin (hình 3.16) là một hợp chất hóa học (một amide) hình thành từ biotin và acid amin L-lysine. Biocytin là một trung gian trong quá trình trao đổi chất của biotin, biocytin xảy ra tự nhiên trong huyết thanh máu và nƣớc tiểu. Những enzyme có biotin xúc tác hai dạng phản ứng sau: Dạng thứ nhất: những phản ứng β – carboxyl hóa hay cố định CO2 gắn liền với sự phân giải ATP. Ví dụ: carboxyl hóa acid pyruvic, acetyl Co A; trong kết quả phản ứng có sự tham gia của năng lƣợng ATP, carboxyl – biotin đƣợc hình thành. Dạng thứ hai: những phản ứng chuyển hóa carboxyl hóa xảy ra không có sự phân giải ATP mà trong đó sự carboxyl hóa cơ chất này đƣợc xảy ra đồng thời decarboxyl hóa hợp chất khác. Biotin còn tham gia vào các phản ứng khử amin, trao đổi tryptophan. Biotin là thành phần đặc biệt quan trọng đối với quá trình tổng hợp các acid béo và tham gia vào các giai đoạn nhất định của tổng hợp protein bazơ purin. Biotin có thể kết hợp với một số loại protein độc của trứng gà gọi là avidin, quá trình này xảy ra ở ruột. Vì vậy, nếu sử dụng nhiều trứng gà sống sẽ gây ra thiếu biotin ở cơ thể (các triệu chứng: sung ngoài da, rụng tóc, tăng thải acid béo). Biotin có nhiều trong gan động vật có sừng, sữa, nấm men, đậu nành. Bên cạnh đó, biotin còn có trong rau cải, hành khô, thận, tim, lòng đỏ trứng, cám gạo, bột mì... Nhu cầu hằng ngày của ngƣời bình thƣờng khoảng 150 ÷ 200 mg biotin. Hình 3.16. Cấu tạo của biocytin (H. D. Belitz et al, 2009) 87 3.4. CÁC ANTIVITAMIN Khi nghiên cứu về bản chất hóa học và tác dụng của vitamin, ngƣời ta nhận thấy có nhiều chất có khả năng làm mất hoạt tính sinh học của vitamin và có tác dụng chống lại vitamin. Ngƣời ta gọi các chất đó là antivitamin, những chất này gây ra bệnh thiếu vitamin ở ngƣời và động vật. Cấu tạo hóa học của các antivitamin thƣờng rất giống với vitamin tƣơng ứng. Khi đi vào cơ thể sinh vật các antivitamin không có hoạt tính vitamin nên tạo nên các hệ enzyme hoàn toàn bị ức chế không hoạt động. Có nghĩa là chúng sẽ đẩy các vitamin ra khỏi enzyme và chiếm lấy vị trí của vitamin và tạo thành một phức hợp giả không hoạt động. Ví dụ: antivitamin quan trọng của vitamin B1 là oxythiamin, pirithiamin (hình 3.17). Avidin trong lòng trắng trƣ́ng là antivi tamin của vitamin H . Nó có thể kết hợp với biotin tạo phức hợp làm mất hoạt tính của biotin và dẫn tới hiện tƣợng thiếu vitamin H. CÂU HỎI ÔN TẬP Phần tự luận 1 Trình bày định nghĩa và cách phân loại vitamin? 2 Trình bày cấu tạo và chức năng của vitamin A, E, D và K. N+ S N N CH2 OH H3C CH3 CH2 CH2OH (1) N+ S N N CH2 CH3 NH2 H3C CH2 CH2OH (2) Hình 3.17. Các antivitamin của vitamin B1 (1) oxythiamin, (2) pirithiamin 88 3 Trình bày cấu tạo và chức năng của các vitamin B. 4 Trình bày tính chất và chức năng của vitamin C. 5 Trình bày tính chất và chức năng của vitamin H. Phần trắc nghiệm 1 Cyancobalamin là tên hóa học của: A. Vitamin B1 B. Vitamin H. C. Vitamin B12. D. Vitamin PP. 2 Vitamin B12 có vai trò A. Ngăn ngừa bệnh xơ vữa động mạch. B. Tham gia trong quá trình tổng hợp máu. C. Tham gia vào quá trình điều hòa trao đổi canxi và phospho. D. Giúp cơ thể tăng sức đề kháng. 3 Vitamin nào sau đây có thể tan trong nƣớc A. Vitamin K. B. Vitamin E. C. Vitamin D. D. Vitamin B6. 4 Vitamin A là chất: A. Dễ bị oxi hóa ở điều kiện thƣờng B. Bền trong môi trƣờng pH trung tính và kiềm. C. Bị phá hủy trong môi trƣờng acid. D. Cả ba ý trên. 5 Tên hóa học của Vitamin A là: A. Retinol. B. Philoquinon C. Canxipherol. D. Thiamin. 6 Vitamin D2 là dẫn xuất của: A. Cholesterol. B. Naphatoquinon C. Ergosterol. D. Benzopiran. 7 Vai trò của Vitamin D: A. Chống oxy hóa, chống tim mạch. 89 B. Tham gia vào quá trình cầm máu. C. Đóng vai trò vận chuyển tế bào thần kinh và tham gia tổng hợp chất béo. D. Tham gia vào quá trình calci hóa mô xƣơng. 8 Chọn câu đúng khi nói về vitamin C. A. Là tinh thể hình kim, màu vàng nhạt, không mùi. B. Vị chua, không màu, ít tan trong nƣớc bền nhiệt. C. Là tinh thể trắng, tan trong nƣớc không mùi. D. Chất dầu lỏng, màu vàng nhạt, không mùi, vị hơi đắng. 9 Vitamin E có tên gọi hóa học là: A. Philoquinon. B. Canxipherol. C. Uniquinon. D. Tocopherol. 10 Thiếu vitamin E sẽ dẫn đến hiện tƣợng: A. Đau đầu, rụng tóc. B. Đau xƣơng, nhức mỏi. C. Thiếu máu, tổn thƣơng hệ thần kinh. D. Chảy máu dƣói da. 11 Tên hóa học của vitamine B3 là: A. Thiamin. B. Acid pentothenic. C. Acid nicotonic. D. Acid folic. 12 Vitamine B3 bền với nhiệt và oxy không khí trong môi trƣờng A. Acid. B. Kiềm. C. Acid và kiềm nóng. D. Trung tính. 13 Biotin là tên hóa học của: A. Vitamin A. B. Vitamin K. C. Vitamin C. D. Vitamin H. 14 Vitamin là một nhóm chất hữu cơ: A. Có phân tử tƣơng đối nhỏ. B. Có bản chất lí hóa học rất khác nhau. C. Tác dung sinh lý lên cơ thể sinh vật thể hiện khác nhau. D. Tất cả đúng. 90 15 Tính nhạy cảm với nhiệt của vitamine B1 trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm phụ thuộc những yếu tố nào: A. Độ pH của môi trƣờng. B. Thời gian chế biến. C. Nồng độ oxy không khí. D. Tất cả các yếu tố trên.
File đính kèm:
- giao_trinh_hoa_sinh_thuc_pham_phan_1.pdf