Sự chuyển hóa của các chất trong cơ thể người và trong thực phẩm

Sự chuyển hóa của các chất trong cơ thể người và trong thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM  ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN: Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2010 Mục lụcMục lục 2 Bảng Phân Công . 3 Mở đầu 4 Kết luận . 60 Tài Liệu Tham Khảo . 61 Bảng Phân CôngSTT TÊN SINH VIÊN NHIỆM VỤ ĐIỂM1 Lê Thị Trang Đài Vitamin2 Nguyễn Thị Hương( 09272291 ) Nước, chất màu, chất mùi3 Vũ Thị Thu Hương Lipid4 Văn Huỳnh Bảo Phương Glucid5 Nguyễn Huỳnh Hồng Ngọc Protein Mở đầuNgành sản xuất thực phẩm sử dụng nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau để tạo nên các loại sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình. Các loại nguyên liệu này tùy khác nhau nhưng đều được cấu thành từ những chất giống nhau là nước, protein, glucid, lipid, vitamin, các chất màu, chất mùi… Các chất này, qua quá trình chế biến sẽ biến đổi, chuyển hóa lẫn nhau để tạo nên cấu trúc của sản phẩm cũng như chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Các quá trình chuyển hóa này xảy ra rất phức tạp và có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và chất lượng của sản phẩm. Ngoài ra, sau khi sử dụng các sản phẩm thực phẩm thì các chất trong thực phẩm sẽ chuyển hóa như thế nào, tạo nên các chất gì, gây nên những ảnh hưởng gì đến cơ thể cũng là một vấn đề cần quan tâm vì mục đích chính của các sản phẩm thực phẩm chính là tạo nên những chất cần thiết để duy trì các hoạt động sống của con người. Chính vì vậy, việc nghiên cứu sự chuyển hóa của các chất trong cơ thể người và trong thực phẩm là một việc làm hết sức cần thiết để cải tiến chất lượng của ngành công nghiệp thực phẩm, tạo ra những sản phẩm tốt, phục vụ tốt hơn các nhu cầu của người tiêu dùng.Vì những lý do trên nên nhóm chúng em xin chọn chuyên đề: “ Sự chuyển hóa của các chất trong cơ thể người và trong thực phẩm” làm đề tài cho bài tiểu luận của mình. Hy vọng rằng qua chuyên đề này, chúng em đã nêu được sự chuyển hóa cơ bản của các chất, giúp các bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này để có thể ứng dụng vào trong thực tiễn cuộc sống. 1. Nước 1.1. Vai trò của nước trong cơ thể người : Nước có vai trò rất quan trọng đối với sự sống. Nước chiếm tới 60 – 70% trọng lượng cơ thể, nước phân bố ở khắp nơi như máu, cơ bắp, não bộ, phổi, xương khớp…Nước là môi trường và cũng là một thành phần của các phản ứng hóa sinh. Con người có thể chịu đựng được đói ăn trong vài ba tháng nhưng thiếu nước mấy ngày cũng có thể dẫn tới nguy cơ tử vong. Trong cơ thể người và động vật nhờ có nước mà các phản ứng thủy phân thức ăn mới tiến hành được. Nước là thành phần cấu thành tế bào và các mô của cơ thể, có vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất, điều tiết lượng thể dịch, điều hòa thân nhiệt, vận chuyển các chất cặn bã đến cơ quan bài tiết rồi đào thải khỏi cơ thể.Phần lớn nước trong thức ăn và nước uống được hấp thụ qua đường tiêu hóa vào máu. Gan có thể dự trữ một lượng nước nhỏ, số còn lại được phân bố trong khoảng gian bào và máu do áp suất thẩm thấu của các protein trong huyết tương quyết định.Nước thường xuyên trao đổi giữa hai khu vực trong và ngoài tế bào. Trong điều kiện bình thường lượng nước vào bằng lượng nước ra khỏi cơ thể, nước được cung cấp hằng ngày từ chế độ ăn, uống và sự chuyển hóa oxy hóa các chất ( khoảng 2,5 lít ). Một lượng nước tương tự cũng được mất qua thận, ruột, phổi, da. Lượng nước tối thiểu để bài tiết các chất thải là 500ml, lượng nước bắt buộc phải mất ở các nơi khác là 600ml. Do đó lượng nước tối thiểu cần đưa vào để giữ thăng bằng trong cơ thể là 1,1 lít/ 24h. Lượng nước này sẽ tăng lên khi lượng nước mất nhiều ( tiêu chảy, nôn, mồ hôi ), lượng nước đưa vào cơ thể dư thừa sẽ được bài tiết bởi thận. Nhu cầu nước của mỗi người thay đổi tùy theo tuổi tác, nhiệt độ cơ thể, cân nặng, mức độ vận động, làm việc, thời tiết . Máu đóng vai trò trung tâm trong quá trình vận chuyển nước. Nước trong cơ thể di chuyển qua lại giữa các ngăn dịch ngoài tế bào và dịch trong tế bào tùy thuộc áp lực thẩm thấu. Áp lực thẩm thấu ở dịch ngoài tế bào chịu ảnh hưởng của nồng độ Na+, K+, Cl-, HCO3-, ure, glucose,…Natri là cation chính của dịch ngoài tế bào nên nó xác định áp lực thẩm thấu của dịch ngoài tế bào. Do đó khi nồng độ natri thay đổi sẽ làm thay đổi nồng độ áp suất thẩm thấu và sự chuyển động của nước giữa dịch trong tế bào và dịch ngoài tế bào.Khi lượng natri ở dịch ngoài tế bào tăng sẽ làm tăng nồng độ áp suất thẩm thấu của dịch ngoài tế bào, nước từ trong tế bào sẽ di chuyển ra ngoài tế bào, tế bào mất nước. Khi lượng natri ở dịch ngoài tế bào giảm sẽ làm giảm nồng độ áp suất thẩm thấu của dịch ngoài tế bào, nước từ trong khoang ngoài tế bào sẽ di chuyển vào trong tế bào, tế bào ứ nước.Cơ quan chính để kiểm tra sự mất nước của cơ thể là thận. Tùy theo tình trạng thừa hay thiếu nước của cơ thể mà nó sẽ tiết hay không tiết ADH để tác động lên ống thận. ADH giúp mở kênh nước giữa các tế bào của ống thận để nước được tái hấp thu dễ dàng từ dịch lọc trở vào máu. Các kênh này sẽ đóng lại nếu không có sự hiện diện của ADH. Khi nồng độ thẩm thấu dịch ngoài tế bào tăng làm cho ADH tăng, dẫn tới tăng sự tái hấp thu nước của ống thận để pha loãng dịch ngoài tế bào, tình trạng này làm cho nước tiểu trở nên đậm đặc.Khi nồng độ thẩm thấu dịch ngoài tế bào giảm làm cho ADH giảm, dẫn tới giảm sự tái hấp thu nước của ống thận để làm đậm đặc dịch ngoài tế bào, tình trạng này làm cho nước tiểu loãng.1.2. Nước trong chế biến thực phẩm: Nước là hợp phần phong phú nhất trong các thực phẩm ở trạng thái tự nhiên trừ ngũ cốc.Nước là nguyên liệu cần thiết, không thể thiếu được đối với công nghiệp hóa học và công nghiệp thực phẩm. Nước được dùng để nhào rửa,vận chuyển và xử lý nguyên liệu. Nước có thể tham gia trực tiếp vào trong các phản ứng trở thành dạng liên kết, cũng có thể tồn tại ở trạng thái tự do. Nước là thành phần cơ bản của một số sản phẩm như bia, nước giải khát….Nước làm tăng chất lượng và tăng giá trị cảm quan của thực phẩm. Nhờ có nước mà các sản phẩm thực phẩm có được độ bóng, dẻo, dai… Nước làm tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, lên men, nẩy mầm….Nước tham gia vào các quá trình làm lạnh và gia nhiệt trong các quy trình sản xuất.Nước còn là nguyên liệu rẻ tiền và có khả năng phục hồi.2. Protein2.1. Vai trò của protein trong cơ thể Protein có vai trò kiến tạo vì là thành phần kiến tạo tế bào, cấu trúc của enzim, hoocmon, kháng thể, vitamin. Là nguồn nguyên liệu cấu tạo chính của hệ cơ. Protein có chức năng xúc tác, điều hòa trao đổi chất.Protein cung cấp năng lượng cho cơ thể, 1g protein khi bị oxy hóa cung cấp 4,1 KCal Protein có thể chuyển hóa thành gluxit và lipit.2.2. Chuyển hóa protein trong cơ thể2.2.1.Tiêu hóa và hấp thu protein ở động vật dạ dày đơn Dưới tác động của nhóm enzyme protease, protein thức ăn được thủy phân thành các polypeptide, oligopeptide và cuối cùng thành các amino acid. Sự thủy phân protein xảy ra ở dạ dày và ruột non. 2.2.2.Tiêu hóa protein trong dạ dàyThức ăn đến dạ dày sẽ kích thích tuyến dạ dày tiết ra hormone gastrin, sau đó kích thích tế bào rìa tiết ra HCl và tế bào chính tiết ra pepsinogen. Độ acid của dạ dày cao, pH dịch dạ dày 1,5-2,5 cho nên có tác dụng diệt khuẩn và làm biến tính các protein hình cầu tạo điều kiện cho các enzyme thủy phân liên kết peptide hoạt động. Pepsine được giữ dưới dạng pesinogen (trọng lượng phân tử 42.000) trong các tế bào chủ của niêm mạc dạ dày và chỉ hoạt hóa thành pepsine (trọng lượng phân tử 35.000) khi đã được tiết ra xoang dạ dày. Kiểu phản ứng này là phản ứng tự xúc tác trong đó protein là chất hoạt hóa còn HCl tăng cường hoạt lực của pepsine. Ở trong môi trường acid của dạ dày, pepsine thường có hoạt lực cao, 1 gam pepsine của dịch dạ dày có thể thủy phân 50 kg albumine trứng trong vòng 2 giờ ở những điều kiện thích hợp. Pepsine có thể thủy phân collagen và elastine nhưng không thủy phân keratin của tóc, lông và cả các protein đơn giản có nguồn gốc thực vật. Pepsin chủ yếu thủy phân liên kết peptide trong đó có sự tham gia của amino acid mạch vòng và liên kết Ala-Ala, Ala-Ser và một số liên kết khác. Cơ chế tổng quát về tác động của enzyme pepsin đối với protein như sau: Trong dạ múi khế của động vật nhai lại ở giai đoạn bú sữa có chứa enzyme renine (chymosin) có vai trò làm đông vón sữa. Renine là chuỗi polypeptide có trọng lượng phân tử khoảng 40.000, chúng hoạt động trong môi trường acid yếu (pH 5,0 - 5,3) và cần sự có mặt của Ca++. Renine làm đông vón sữa bằng cách biến caseinogen thành caseinate calcium, tạo điều kiện cho tiêu hóa protein sữa. 2.2.3.Sự tiêu hóa protein ở ruột nonCác polypeptide cao phân tử, các peptone khi xuống ruột non sẽ được hệ thống enzyme của dịch tụy và dịch ruột phân giải triệt để thành amino acid. Trypsin trong dịch tụy và dịch ruột khi mới tiết ra ở dạng chưa hoạt động là trypsinogen. Dưới tác động của enzyme enterokinase, trypsinogen biến thành trypsin hoạt động, sau đó quá trình này có thể xảy ra theo phương thức tự hoạt hóa, nghĩa là chịu tác động ngay của enzyme trypsine. Trypsine hoạt động tốt nhất trong môi trường pH 7 - 8. Dưới tác dụng của trypsin, các protein còn sót, các peptide lớn sẽ bị thủy phân đến dạng peptide có phân tử trọng thấp hơn và một phần thành amino acid. Trypsin thể hiện hoạt lực cao nhất đối với các liên kết peptide có chứa nhóm carboxyl của amino acid diamin (lysine, arginine).Chymotripsin chứa trong dịch tụy ở dạng chưa hoạt động là chymotripsinogen. Dưới tác động của enzyme trypsin và chymotrypsin, chymotrypsinogen biến thành dạng hoạt động. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH = 8,0, chúng thủy phân liên kết peptid có nhóm -CO- thuộc amino acid nhân thơm (Phe, Tyr và Trp). Các peptide ngắn hơn được thủy phân hoàn toàn ở ruột non nhờ carboxypeptidase phân cắt các liên kết peptide nằm sát đầu nhóm carboxyl tự do. Aminopetidase (trong dịch ruột) phân cắt liên kết peptide nằm sát đầu nhóm amin tự do. Dipeptidase phân giải dipeptide thành 2 amino acid. Ngoài những enzyme trên, trong dịch ruột còn gặp protaminase thủy phân protamine, prolinase thủy phân các liên kết peptide có chứa proline.Như vậy, dưới tác động của các enzyme tiêu hóa, các protein của thức ăn đã bị thủy phân hoàn toàn thành các amino acid. Amino acid được hấp thu qua phần đáy và phần bên của màng bào tương tế bào niêm mạc ruột vào máu để đến gan. Ở gan các amino acid có thể biến đổi khác nhau: tổng hợp protein hoặc có thể theo máu đi đến mô bào để tổng hợp các chất cần cho sự hoạt động như protein, các enzyme, hormon, kháng thể, . khi cần amino acid có thể dùng làm nguồn cung cấp năng lượng. Ở động vật sơ sinh, phần lớn protein trong đó có immunoglobulin sữa đầu được hấp thu bằng con đường ẩm bào đi vào máu và không chịu sự tác động của enzyme tiêu hóa. Sự ẩm bào nhanh chóng đặc biệt trong vòng 4 giờ đầu tiên sau khi động vật sơ sinh bú sữa đầu. 2.2.4.Chuyển hóa protein trong ruột giàTuyến ruột già tiết ít dịch, enzyme ít và hoạt động yếu. Tiêu hóa chủ yếu nhờ enzyme từ dưỡng chấp ruột non xuống. Ruột già chủ yếu hấp thu nước và khoáng.Lên men: Vi sinh vật hữu ích tác động lên cellulose, bột đường còn lại để hình thành acid béo bay hơi và thể khí. Acid béo bay hơi được hấp thu phần lớn qua ruột già vào máu đến gan. Thể khí được thoát ra ngoài hậu môn. Lên men chủ yếu xảy ra ở manh tràng.Thối rữa: Do vi khuẩn gây thối, chủ yếu là E. coli tác động lên các protein còn lại, phân giải thành indol, scatol, phenol, cresol, H2S, CO2, H2, … thối và độc. Những hợp chất này một phần được đào thải theo phân, phần lớn hấp thu ở ruột già vào máu đến gan. Tại gan chúng được khử độc bằng cách kết hợp với SO4 hoặc với glucuronic acid tạo thành hợp chất không độc (indical): Indolsulfonic, phenolsulfonic, indolglucuronic, phenolglucuronic acid,… thải ra ngoài theo nước tiểu. Trong lâm sàng, dựa vào lượng indical thải ra để chẩn đoán thăm dò chức phận khử độc của gan.Trong cơ thể, protein thường xuyên được chuyển hoá. Khi thừa, protein sẽ chuyển thành glucide hoặc lipid. Khi thiếu protein, sự trao đổi chất sẽ bị rối loạn, cơ thể chậm phát triển và suy yếu. Trong hoạt động cơ, vai trò cung cấp năng lượng của protein không đáng kể so với glucide và lipid, chỉ chiếm khoảng 5-7% tổng năng lượng tiêu hao và điều này chỉ xảy ra trong các điều kiện đặc biệt.Chỉ số biểu hiện mức độ phân hủy protein là hàm lượng nitơ trong nước tiểu và urê trong máu. Đây là những chỉ số để đánh giá mức độ hoạt động mạnh hay yếu của cơ thể . 2.2.5.Tổng hợp protein trong cơ thểSản phẩm tiêu hóa của protein là các axit amin, được hấp thụ vào máu đến gan. Ở gan, một phần axit amin được giữ lại và được tổng hợp thành protein của huyết tương như albumin, globulin và fribrinogen. Phần lớn các axit amin được chuyển tới tế bào để tổng hợp các protein đặc trưng như hemoglobin, các hoocmon của tuyến nội tiết, protein của các mô cơ, của các kháng thể và các enzim…Trong 20 axit amin có 10 axit amin thiết yếu là lơxin, izolơxin, valin, metionin, treonin, phenylalanin, histidin, acginin, lizin và tryptophan cơ thể không tự tổng hợp được phải lấy từ thức ăn. Khi cơ thể thiếu một hoặc một số axit amin thiết yếu thì quá trình tổng hợp protein bị rối loạn.Cơ thể có thể tổng hợp các axit amin còn lại từ các sản phẩm chuyển hóa gluxit, lipit, protein.2.2.6.Sự phân giải protein trong cơ thểProtein được phân giải ở gan, tế bào và mô thành các axit amin. Tất cả các axit amin ở tế bào và mô sẽ được chuyển tới gan để tiếp tục phân giải thành NH3 đi vào chu trình ornithin để tạo thành ure, axit uric và creatin. Phần còn lại là axit xetonic có thể biến đổi thành glucoza và glycogen, hoặc oxy hóa để tạo thành CO2, H2O và giải phóng năng lượng. Axit xetonic cũng có thể kết hợp với NH2 để tạo thành các axit amin mới.2.2.7.Điều hòa chuyển hóa protein2.2.7.1.Điều hòa theo cơ chế thần kinh: [...]... dụng Do vai trò của viatamin có tác dụng như những chất xúc tác trong cơ thể nên nghiên cứu về sự biến đổi chuyển hóa của vitamin chủ yếu thường đề cập đến trong cơ thể Vitamin có là thành phần coenzyme của các enzyme xúc tác cho các quá trình khác nhau của cơ thể và tham gia chủ yếu vào các quá trình lien quan đến giải phóng năng lượng cũng như tham gia vào quá trình tạo hình của cơ thể Chúng ta sẽ... đường và các hợp chất amin Sản phẩm của giai đoạn cuối có màu đậm Giai đoạn này gồm có phản ứng ngưng tụ andol, trùng hợp hóa aldehitamin và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nitơ Thực tế trong hỗn hợp phản ứng có chứa đồng thời tất cả các sản phẩm, nhưng tỉ lượng của sản phẩm này hay sản phẩm khác chiếm ưu thế là tùy thuộc vào mức độ tiến hành của phản ứng 3.2.3.Quá trình lên men của thực phẩm: Trong. .. gluxit và muối khoáng, vitamin A tham gia vào quá trình tích lũy protein ở gan và tổng hơp albumin ở huyết thanh cũng như tham gia vào quá trình hydro hóa các axitamin Khi ta sử dụng thực phẩm giàu caroten thì khi vào cơ thể động vật caroten sẽ chuyển hóa thành vitamin A xảy ra ở tuyến giáp trạng nhờ sự tham gia của tireoglobulin Vitamin A và carotene tham gia vào quá trình oxy hóa khử , chúng có thể. .. bệnh của da như trứng cá Sự sinh trưởng: do vai trò quan trọng trong sự phát triển tế bào của con người, nên vitamin A là yếu tố không thể thiếu đối với sự phát triển của phôi thai và trẻ em Vitamin A còn có vai trò đối với sự phát triển của xương, thiếu vitamin A làm xương mềm và mảnh hơn bình thường, quá trình vôi hoá bị rối loạn Hệ thống miễn dịch: do các hoạt động đặc hiệu lên các tế bào của cơ thể, ... quản đến protein • Thay đổi nồng độ (các chất bảo quản) NaCl, saccharose, HCl • Tạo môi trường hóa học: pH, dung môi (rượu, iso propanol) • Thay đổi cấu trúc (biến tính): sấy khô 3 Glucid 3.1 Sự chuyển hóa của glucid trong cơ thể người 3.1.1 .Sự tiêu hóa của glucid trong cơ thể Miệng: có enzyme amylase thủy phân 1 phần tinh bột hoặc glycogen Dạ dày: không có enzyme tiêu hóa glucid Ruột non: glucid được... Hexokinase IV ( glucokinase) ở trong nhân của tế bào gan và chỉ ra tế bào chất khi glucose trong tế bào chất tăng • PFK – 1 bị ức chế ( dị lập thể) bởi ATP và citrat và được hoạt hóa bởi AMP và F – 2,6 – BP ( trong hầu hết các loại mô và tế bào gan) • Pyruvat kinase bị ức chế ( dị lập thể) bởi ATP và isozym của gan bị ức chế bởi sự phosphoryl hóa lệ thuộc cAMP 3.1.3.2.Con đường Pentose – Phosphate Phản... vitamin) tồn tại trong thực phẩm nguồn gốc thực vật gồm 3 loại là α,β,γ caroten Tất cả các dạng vitamin A đều có vòng Beta-ionon và gắn vào nó là chuỗi isoprenoit Cấu trúc này là thiết yếu cho độ hoạt động sinh hóa của vitamin Vitamin A có nhiều trong gan cá, trứng, mỡ bò và thực vật có màu đỏ cam và xanh sẫm như cà rốt, ớt, xà lách, rau diếp… 4.1.1.Vitamin A trong cơ thể 4.1.1.1.Lợi ích của vitamin A... có trong thực phẩm hoặc các chất kìm hãm các enzym đường tiêu hóa đi vào thực phẩm theo nguyên liệu sẽ mất độc tính Làm cho một số thực phẩm giàu colagen, glycine đậu tương sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn vì khi đó mạch peptit bị duỗi ra, giải tỏa các gốc acid amin trước đây bị vùi trong phân tử do đó tạo dieuf kiện cho protease tác dụng được thuận lợi hơn 2.3.1.2.Nhiệt độ thanh trùng(>110-1150C) Các sản phẩm. .. triển thuận lợi cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu) 4 Vitamin Vitamin là một nhóm chất hữu cơ có phân tử tương đối nhỏ và có bản chất hóa học rất khác nhau, cần thiết cho sự chuyển hóa hằng ngày của cơ thể sinh vật Cụm từ “vitamine” xuất phát từ hai từ ghép vita và amine, nghĩa là amine cho sự sống, tuy ngày... chính lipit của trứng lại phá hủy vitamin A do sự oxy hóa các axit béo chưa no của lipit 4.2 Vitamin D Còn có các tên là antirachitic factor, calcitriol Đây là một nhóm hóa chất trong đó về phương diện dinh dưỡng có 2 chất quan trọng là ecgocanxiferon (vitamin D2) và colecanxiferon (vitamin D3) Trong thực vật ecgosterol, dưới tác dụng của ánh nắng sẽ cho ecgocanxiferon Trong động vật và người có 7-dehydro-cholesterol, . chuyển hóa của các chất trong cơ thể người và trong thực phẩm là một việc làm hết sức cần thiết để cải tiến chất lượng của ngành công nghiệp thực phẩm, tạo. dụng các sản phẩm thực phẩm thì các chất trong thực phẩm sẽ chuyển hóa như thế nào, tạo nên các chất gì, gây nên những ảnh hưởng gì đến cơ thể cũng là một