VITAMIN VÀ CHẤT KHOÁNG - TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI

Vitamin hay còn gọi là sinh tố, là phân tử hữu cơ cần thiết cho hoạt động chuyển hóa bình thường của cơ thể người

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM-SINH HỌC    Đề tài : Tp HCM, tháng 6/2010 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .3 PHẦN I:VITAMIN .5 I. Đại cương 6 II. Vitamin 7 1. Vitamin tan trong chất béo .7 1.1. VITAMIN A 7 a. Vai trò và nhu cầu .8 b. Tổng hợp Vitamin A .8 c. Phân giải Vitamin A 10 1.2. VITAMIN E 11 a. Vai trò và nhu cầu 11 b. Tổng hợp Vitamin E 12 c. Phân giải Vitamin E 12 1.3. VITAMIN D .13 a. Vai trò và nhu cầu 14 b. Tổng hợp và phân giải Vitamin D .16 1.4. VITAMIN K .18 a. Vai trò và nhu cầu 20 b. Tổng hợp Vitamin K .21 c. Phân giải Vitamin K 22 2. Vitamin tan trong nước 22 2.1. VITAMIN B 1 .22 a. Vai trò và nhu cầu .22 b. Tổng hợp Vitamin B 1 23 c. Phân giải Vitamin B 1 .24 2.2. VITAMIN B 2 .24 a. Vai trò và nhu cầu .24 b. Tổng hợp Vitamin B 2 25 c. Phân giải Vitamin B 2 .26 2.3. VITAMIN B 6 .26 a. Vai trò và nhu cầu .27 b. Tổng hợp và phân giải Vitamin B 6 28 2.4. VITAMIN C 31 a. Vai trò và nhu cầu 31 b. Tổng hợp Vitamin C 32 c. Phân giải Vitamin C 33 2.5. VITAMIN H .36 a. Vai trò và nhu cầu 36 b. Tổng hợp Vitamin K .37 c. Phân giải Vitamin K 37 2.6. VITAMIN B 12 .38 Trang 2 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải b. Tổng hợp Vitamin B 12 .39 c. Phân giải Vitamin B 12 40 PHẦN II: CHẤT KHOÁNG 40 I. Đại cương 43 II. Chất khoáng .45 1. Các nguyên tố đa lượng 45 1.1. NATRI .45 1.2. CHLORIDE 45 1.3. PHOSPHORUS .46 1.4. KALI .47 1.5 CANXI .47 1.6 MAGIÊ 47 2. Các nguyên tố vi lượng 48 2.1. SẮT .48 2.2 ĐỒNG 50 2.3 KẼM .51 2.4 MANGAN .52 2.5 CHROMIUM .52 2.6 NIKEN .52 2.7 SELENIUM .53 2.8 SILICUM .54 2.9 VANADIUM .55 2.10 BORON .56 2.11 THIẾC 58 2.12 MOLYBDENUM 58 2.13 NHÔM .60 2.14 FLORINE .60 2.15 COBALT .63 2.16 IODE 63 2.17 ARSENIC 64 KẾT LUẬN .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO . Trang 3 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải LỜI MỞ ĐẦU Cơ thể chúng ta tồn tại và phát triển là nhờ hàng triệu phản ứng sinh hóa xảy ra liên tục để tạo nên năng lượng, nội tiết tố và hàng nghìn hoạt chất sinh học với chức năng khác nhau phục vụ cho một cỗ máy phức tạp và kỳ bí. Tất cả các phản ứng sinh hóa trên muốn xảy ra cần phải có sự hiện diện của men xúc tác, mà cấu tạo của những men này là các vitamin và khoáng chất. * Vai trò của vitamin và khoáng chất trong cơ thể Vitamin hay còn gọi là sinh tố, là phân tử hữu cơ cần thiết cho hoạt động chuyển hóa bình thường của cơ thể người. Mặc dù các vitamin hoạt động với số lượng rất nhỏ và không tạo ra năng lượng nhưng chúng vô cùng cần thiết cho quá trình hoạt động và phát triển của tổ chức. Vitamin đóng vai trò như chất xúc tác cho các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể. Nếu thiếu vitamin, các phản ứng này sẽ chậm lại và quá trình chuyển hóa sẽ bị rối loạn. Trang 4 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Hơn nữa, các vitamin không thể thay thế được cho nhau; rất dễ bị phá hủy bởi sự oxy hóa, nhiệt độ môi trường vàtia cực tím; qua cách nấu nướng và xử lý công nghiệp, nên cơ thể chúng ta cần phải bổ sung đa dạng nhiều vitamin cùng một lúc. Cơ thể con người, không như trong trường hợp của nhiều loại sinh vật khác, không có khả năng tự tổng hợp được các loại vitamin. Con người vì thế phải thu nhập các thành phần sinh tố từ nguồn thực phẩm. Ai cũng biết tầm quan trọng của vitamin và thường nghe nhiều về nó, thế nhưng có lẽ ít người biết rằng khoáng chất cũng có tầm quan trọng không kém cho sự vận hành của cơ thể con người, mà nếu thiếu nó cũng gây nên những tác hại hết sức nghiêm trọng. Khoáng chất là toàn thể các chất còn lại tập trung trong tro, khi thiêu đốt một sinh vật. Cơ thể con người cũng cần có các khoáng chất cần thiết cho việc cấu tạo, phát triển cơ thể, cũng như trong việc chuyển hóa các chất nhằm duy trì sự sống. Khoáng chất đóng vai trò cấu trúc của mô, là một phần của bộ xương, nhờ có chúng mà xương được chắc khỏe; là một phần của máu đồng thời là thành phần thiết yếu của nhiều tế bào. Cũng như vitamin, cơ thể cũng không có khả năng sinh ra khoáng chất mà chỉ có thể dự trữ sẵn một vài loại nhưng chúng cũng chỉ duy trì trong một thời gian ngắn. Do đó, ngoài nguồn cung cấp từ nước uống, thực phẩm, cần phải bổ sung khoáng chất từ những chế phẩm khác. Để hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của hai thành phần trên nhóm chúng em xin chọn đề tài “vitamin và khoáng chất - tổng hợp và phân giãi“, qua đó chúng em sẽ có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về nguồn gốc, vai trò cũng như sự đóng góp xây dựng của từng yếu tố đối với cơ thể. Đồng thời, từ đó củng cố lại kiến thức của bản thân để có một sức khỏe tốt, đóng góp một phần nào đó vào sự phát triển của đất nước Việt Nam tươi đẹp. Trang 5 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Phần I: VITAMIN Trang 6 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải I. Đại cương về Vitamin: Vitamin là những chất hữu cơ có bản chất hóa học khác nhau, có hoạt tính sinh học, cơ thể có nhu cầu thấp, nhưng đặc biệt cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển. Các vitamin và tiền vitamin được tổng hợp chủ yếu trong cơ thể thực vật. Rất ít loại được tổng hợp trong cơ thể động vật và nếu có tổng hợp thì cũng không đủ cho nhu cầu dinh dưỡng. Trong cơ thể sống vitamin mang vai trò của chất xúc tác, đa số vitamin có tác dụng như coenzim, nếu thiếu vitamin sẽ gây nên những rối loạn nghiêm trọng trong quá trình trao đổi chất. Do đó, con người cần được cung cấp vitamin qua quá trình dinh dưỡng. Nhưng nếu vitamin được cung cấp dư thừa thì cũng sẽ gây nên những rối loạn nghiêm trọng, vì thế sử dụng vitamin như thế nào cho thích hợp là một vấn đề cần chú trọng trong quá trình dinh dưỡng của con người. Ngày nay người ta đã biết trên 30 loại vitamin khác nhau và hàng trăm chất ở dạng tiền vitamin. Vitamin được chia làm 2 loại: hòa tan trong nước và hòa tan trong chất béo. - Vitamin hòa tan trong nước: B, B 2 , B 5 , B 6 , B 12 , C, H… - Vitamin hòa tan trong chất béo: A,D,E,K,…. Các vitamin có 6 tính chất chung như sau:  Không sinh ra năng lượng.  Cơ thể rất cần nhưng chỉ với một lượng rất nhỏ .  Cơ thể không tự điều chế được nên phải lấy từ các thực phẩm hoặc dược phẩm.  Các vitamin không thể thay thế được cho nhau.  Các vitamin đều cần thiết cho sự hoạt động và phát triển của cơ thể do chúng có vai trò xúc tác thúc đẩy sự tiêu hóa thức ăn, sự trao đổi chất. Ngoài ra, chúng còn giúp các điểm tổn thương của cơ thể chóng bình phục.  Cơ thể thiếu vitamin sẽ dễ mắc một số tật bệnh hiểm nghèo, có thể dẫn tới tử vong. Các vi sinh vật cũng như con người sử dụng vitamin có trong rau quả và thức ăn hàng ngày. Nhiều vi sinh vật có khả năng tổng hợp vitamin cho bản thân nó sử dụng và Trang 7 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải có thể trong điều kiện nào đó tổng hợp dư thừa vitamin thoát ra môi trường hay tích tụ trong tế bào, đó là cơ sở để người ta đưa ra phương pháp sinh tổng hợp vitamin hiện nay. Để đảm bảo nhu cầu về vitamin hiện nay, người ta sử dụng nguồn thu vitamin từ 3 phương pháp khác nhau:  Tách chiết từ nguyên liệu tự nhiên.  Tổng hợp hóa học.  Tổng hợp sinh học nhờ vi sinh vật. Trong những năm gần đây, ngành sinh học phát triển mạnh mẽ, phương pháp sinh tổng hợp cũng được áp dụng nhiều hơn và có hiệu quả hơn do sinh tổng hợp vitamin có ưu điểm là hạ giá thành nguyên liệu đơn giản hơn kết hợp sản xuất nhiều vitamin đồng thời hoặc sản xuất vitamin và một số chất khác. II. Vitamin: 1. Vitamin tan trong chất béo: 1.1. VITAMIN A – CAROTEN: Trang 8 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải a. Vai trò và nhu cầu Vitamin A tham gia vào quá trình trao đổi protein, lipid, glucid và muối khoáng. Tác dụng của Vitamin A là chống bệnh viêm loét, khô giác mạc của mắt, chống bệnh quáng gà, đóng vai trò đặc biệt trong quá trình cảm quan của mắt. Nhu cầu phụ thuộc vào giới tính, độ tuổi. Người lớn cần khoảng 1.2-5 mg Viatmin A hoặc 2-5mg Caroten trong 1 ngày (1mg=3300UI). Trẻ em từ 0-4 tuổi cần 1500UI /ngày, 5-10 tuổi cần 2000-4000UI/ngày, trên 10 tuổi cần 4000-5000UI/ngày. Vitamin A từ thức ăn vào cơ thể được dự trữ trong gan là 90%, còn lại được phân bố ở mô và máu. Thiếu Vitamin A mắt sẽ bị quáng gà từ đó dẫn đến khô mắt, đục thủy tinh thể , để lâu dẫn đến mù. Thiếu Vitamin A da bị cứng, hóa sừng tai mũi, họng , phế quản, bang quang và tử cung. Thừa Vitamin cơ thể sẽ chuyển sang trạng thausi thường bị nôn, đau đầu nhì một thành hai, đau xương khô da , rụng tóc, tổn thương gan (u xơ gan). Trong những tháng đầu của phụ nữ có thai , sủ dụng thừa Vitamin A có thể dẫn đến sinh quái thai. b. Tổng hợp Vitamin A và Caroten Vitamin( Retinol) có 2 dạng rất quan trọng Vitamin A 1 : có nhiều trong gan cá nước mặn. Vitamin A 2 : có nhiều trong gan cá nước ngọt. Trang 9 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Hình 1.1: Công thức cấu tạo Vitamin A 1 và Vitamin A 2 Có nhiều dạng Caroten khác nhau nhưng βCaroten là tiền Vitamin A có hoạt tính sinh học cao nhất. Hình 1.2: Công thức cấu tạo β-Caroten Nguồn Vitamin A và Caroten chủ yếu đối với người là cá, mỡ bò. Còn trong thực vật là ớt, carot, hành lá , bí đỏ, gấc , cà chua,… Nguồn điều chế Vitamin A trong kĩ nghệ sản xuất Viatmin A là gan cá và động vật ở biển. Vì hàm lượng Vitamin A biến đổi theo các loài cá , môi trường sống cũng như tuổi cá , nên khi điều chế Vitamin A người ta phải chú ý đầy đủ tới các yếu tố trên.Thông thường ở cá sống lâu năm , hàm lượng Vitamin ở gan tăng lên. Nguồn cá thường dùng là cá mập , cá voi, cá thu,…. Ngoài ra người ta còn tổng hợp Vitamin A từ các nguyên dầu có chứa vòng β- ionon ( từ dầu cây Coriandrum Stativum) chất β-ionon thường tồn tại ở dạng hỗn hợp với α- ionon phổ biến trong kĩ nghệ mỹ phẩm. Trang 10 [...]... Trang 31 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp và chuyển hóa vitamin B6 trong cơ thể 2.4 VITAMIN C (Axit Ascorbic): Trang 32 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải a Vai trò và nhu cầu: Vitamin C còn được gọi là axit ascorbic do được dùng để chữa trị bệnh Scorbut, là một vitamin được biết nhiều nhất, lần đầu tiên được Silva ( 191 8-1 925 ) lấy riêng từ chanh và được... huyết Vitamin K có nhiều dạng đồng phân chia làm 3 dạng gồm có:  Vitamin K1 - Phylloquinone  Vitamin K2 - Menaquinone Trang 19 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Có 3 dạng đồng phân (hoặc đồng vị): - Menaquinone 4 - Menaquinone 6 - Menaquinone 7  Vitamin K3 – Menadione Các dạng vitamin K đều có một nhóm naphthoquinone chức năng và một mạch bên aliphatic Trang 20 Vitamin và chất khoáng – Tổng. .. threonin và serin + Tham gia tổng hợp a arachidonic là một chất cần thiếc cho cơ thể + Tham gia tổng hợp heme Trang 30 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải b Tổng hợp và phân giải: - Thực vật: Vitamin B6 có chủ yếu trong mầm ngũ cốc, nấm, rau cải xanh, trái cây - Động vật: Thịt, sữa, gan, thận, lòng đỏ trứng Các nhà khoa học đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau trong công nghệ sản xuất vitamin. Các... cơ thể Một lượng nhỏ vitamin B2 được tồn trữ ở tim, gan, thận, lách dưới dạng coenzym Vitamin B2 thải trừ chủ yếu theo nước tiểu ( làm cho nước tiểu có màu vàng ) một phần nhỏ thải trừ theo phân Trang 26 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải 2.3 VITAMIN B6 (Pyridoxin, Pyridoxal, Pyridoxamin) Trang 27 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Công thức: C8H11O3N HCl Phân tử lượng:205,6... dạng oxalat b Tổng hợp vitamin C: Trang 33 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Vitamin C có thể thu nhận từ các loại trái cây họ cam chanh như cam, chanh, quýt, bưởi… và một số trái cây khác Tuy nhiên, vitamin C cũng có thể tổng hợp bằng các phương pháp hóa học và nhờ vi sinh vật  Tổng hợp theo con đường hóa học: • Lần đầu tiên Reichstein (1933) và Hawort (1933) đã tổng hợp được nó Lúc.. .Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Mặt khác, các chủng VSV sau đây cũng tổng hợp được Vitamin A như: Blakeslea, Trispora, Mycobacterium, Smegmatis, Streptomyces, Chrestomycetius c Phân giải Vitamin A và Caroten Vitamin A được tích lũy trong gan Trong gan, vitamin A tồn tại dưới dạng ester với acid acetic và acid palmitic Khi cơ thể cần sẽ giải phóng ra dưới dạng tự do Khi thủy phân β-Caroten... 2-metyl-1,4-naphtohydroquinon được tổng hợp bằng cách metyl hóa α-napthyamin và sau đó oxi hóa chất 2-metyl-naphtyamin thu được bằng acid cromic Từ 2-metyl-1,4-naphtohydroquinon lại có thể điều chế được phức hợp bisufit hòa tan trong nước (có hoạt tính vitamin K rất mạnh), nhờ phản ứng với natribisufit • Vitamin K2 Menaquinone-4 và Menaquinone-7 được tìm thấy trong thịt, trứng, sữa MK-4 được tổng hợp. .. đủ chất và lượng, tắm nắng tốt sẽ nhận đủ vitamin D tổng hợp ở da hoặc từ thức ăn không cần bổ Trang 15 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải sung vitamin D Đối với trẻ em bình thường cần 300 – 400 đơn vị quốc tế vitamin D trong một ngày Đối với đàn bà có mang và cho con bú, nhu cầu vitamin D tăng lên tới 500 đơn vị Đối với xúc vật vitamin D cũng cần thiết cho hoạt sống bình thường - Thiếu vitamin. .. estrogen và khi nồng độ calci và phosphate thấp nhưng bị ức chế khi vitamin D huyết tăng .Vitamin D được tích trữ chủ yếu ở mô mỡ và cơ, đào thải chủ yếu qua ruột, chỉ có một ít qua nước tiểu Trang 18 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải Hình 1.6: Sơ đồ tổng hợp và chuyển hóa vitamin D trong cơ thể Nhìn chung ở động vật, gan là nguồn dự trữ của tất cả các vitamin song lại chứa ít vitamin D... protrombin là một loại hợp chất protein có vai trò quan trọng trong quá trình đông máu Vitamin K3, K4, và K5 được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như ngành công nghiệp thức ăn gia súc (vitamin K3) hay ức chế sự tăng trưởng của nấm (vitamin K5) 2 Vitamin tan trong nước: Trang 22 Vitamin và chất khoáng – Tổng hợp và phân giải 2.1 VITAMIN B1 (Thiamin) a Vai trò và nhu cầu: Vitamin B1 là vitamin tan trong nước,