Đồ án Phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng thực phẩm

hóa các VDR cho thấy 1,25-dihydroxylvitamin D làm giảm biểu hiện gene của các gene mã hóa renin thông qua sự tương tác của nó với VDR. Vì thế, sư kích hoạt không hợp lý hệ thống renin-angiotensin được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc gây tăng huyết áp ở người, nói một cách khác, cung cấp đầy đủ vitamin D có thể góp phần làm giảm nguy cơ cao huyết áp. [22] Nguồn vitamin D: - Ánh sáng mặt trời: Bức xạ cực tím B (UVB: Ultraviolet-B, bước sóng 290-315 nanomet) kích thích sản xuất vitamin D3 trong lớp biểu bì của da. Tiếp xúc với ánh sáng mặt trời có thể cung cấp đủ nhu cầu vitamin D của hầu hết chúng ta. Trẻ em và người lớn, nói chung chỉ cần đứng dưới ánh nắng mặt trời trong một khoảng thời gian ngắn 2 đến 3 lần trong tuần là đã có thể tổng hợp được lượng vitamin D cần thiết cho cơ thể để ngăn chặn nguy cơ thiếu hụt loại vitamin này. Một nghiên cứu báo cáo rằng nồng độ vitamin D trong huyết thanh sau khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trong khoảng thời gian nhỏ nhất để có thể làm da ửng đỏ là tương đương với 20000 IU vitamin D2 ăn vào. Những người có da sẫm màu tổng hợp được ít vitamin D một cách rõ rệt so với những người da màu sáng. NgoàI ra, ở người cao tuổi, khả năng tổng hợp vitamin D từ ánh sáng mặt trời giảm đi đáng kể. - Thực phẩm: vitamin D được tìm thấy trong các thực phẩm tự nhiên với hàm lượng rất ít. Thực phẩm có chứa vitamin D bao gồm một số loại cá như cá thu, cá hồi, cá mòi…, dầu gan cá và từ trứng của gà mái đã được cho ăn bổ sung vitamin D. Tại Mỹ, sữa và thực phẩm dành cho trẻ sơ sinh được bổ sung vitamin D đến hàm lượng 400 IU/lít. Tuy nhiên, các sản phẩm khác của sữa như sữa chua, phomat, khohong phải lúc nào cũng được bổ sung vitamin D. [22] Một số loại thực phẩm bổ sung vitamin D được cho ở bảng sau: Bảng 2.7: Hàm lượng vitamin D trong một số loại thực phẩm Thực phẩm Khối lượng Vitamin D (IU) Vitamin D (mcg) Cá hồi đóng hộp 3 ounces 530 13.3 Cá thu đóng hộp 3 ounces 213 5.3 Sữa bò bổ sung vitamin D 8 ounces 98 2.5 Nước cam bổ sung vitamin D 8 ounces 100 2.5 Lòng đỏ trứng 1 large 21 0.53 1 ounces = 28,35g Nguồn sản xuất phụ gia vitamin D: Dạng vitamin D được dùng để bổ sung vào thực phẩm là dạng vitamin D3. Người ta đã tìm ra cách tổng hợp nhân tạo vào năm 1907, dựa vào hai thành phần là 7-dehydrocholesterol hoặc cholesterol. 7-dehydrocholesterol được lấy từ dịch chiết hữu cơ từ da động vật ( bò, lợn, cừu...) còn cholesterol lại được chiết xuất từ mỡ lông cừu, sau quá trình tinh chế, nhờ vào chuỗi các phản ứng tổng hợp hóa học, nó được chuyển thành dạng 7-dehydrocholesterol. Bảng 2.8: Adequate Intake (AI) của vitamin D [22] Nhóm tuổi Nam giớimcg/ngày (IU/ngày) Phụ nữmcg/day (IU/ngày) Trẻ sơ sinh 0-6 tháng tuổi 5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Trẻ sơ sinh 7-12 tháng tuổi 5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Trẻ em 1-3 tuổi 5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Trẻ em 4-8 tuổi  5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Trẻ em  9-13 tuổi  5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Vị thành niên 14-18 tuổi  5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Người trưởng thành 19-50 tuổi  5 mcg (200 IU)  5 mcg (200 IU)  Người trưởng thành  51-70 tuổi 10 mcg (400 IU)  10 mcg (400 IU)  Người trưởng thành Trên 71 tuổi 15 mcg (600 IU)  15 mcg (600 IU)  Phụ nữ mang thai  Mọi lứa tuổi -  5 mcg (200 IU)  Phụ nữ đang cho con bú  Mọi lứa tuổi -  5 mcg (200 IU)  Nhìn chung, tùy thuộc từng lứa tuổi, tình trạng sức khỏe và đặc điểm khí hậu nơi sinh sống mà nhu cầu vitamin D của từng người là hoàn toàn khác nhau. Năm 1997, Ban thực phẩm và dinh dưỡng (Food and nutritional Board) thuộc viên Y học Hoa Kỳ đã nhận thấy rằng, khả năng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời của từng cá nhân ảnh hưởng rất lớn đến nhu cầu vitamin D trong thực phẩm, vì thế không thể tính toán một cách chính xác các chỉ số RDA. Thay vào đó, người ta thiết lập chỉ tiêu AI, là hàm lượng vitamin D nhận được từ thực phẩm để cung cấp đầy đủ cho nhu cầu của cơ thể nếu giả sử không có lượng vitamin D nào được tổng hợp trong da nhờ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. các giá trị ở bảng dưới phản ánh lượng vitamin D ăn vào để duy trì nồng độ 25-hydroxylvitamin D trong huyết thanh đạt mức thấp nhất không nguy hại cho sức khỏe: 37,5 nmol/l. Bảng 2.9:Tolerable Upper Intake Level(UL) của vitamin D (Viện Y học Hoa Kỳ) Lứa tuổi mcg/ngày (IU/ngày) Trẻ sơ sinh 0-12 tháng tuổi 25 mcg (1,000 IU) Trẻ em 1-18 tuổi 50 mcg (2,000 IU) Người trưởng thành trên 19 tuổi  50 mcg (2,000 IU) Độ bền của vitamin D: Vitamin D tương đối ổn định trong thực phẩm. Bảo quản, chế biến thực phẩm ít ảnh hưởng đến hàm lượng của nó. Tuy nhiên, Vitamin D dễ bị phân hủy khi có mặt các chất oxy hóa và axit vô cơ. Sự phân hủy xảy ra ở nối đôi có trong vòng B của phân tử vitamin. Vì vậy, phải lưu ý đến thành phần của thực phẩm khi quyết định bổ sung vitamin D vào thực phẩm đó. [7] Hiện tượng thiếu vitamin D: Một trong những triệu chứng đầu tiên của việc tiếu hụt vitamin D là giảm mức calcium trong huyết thanh và gia tăng hormone tuyến cận giáp (PTH), suy nhược cơ bắp và uốn ván, cũng như gia tăng nguy cơ nhiễm trùng. Trẻ em có một số biểu hiện như bồng chồn, khó chịu, tiết mồ hôi nhiều và ăn không ngon. Thiếu vitamin D góp phần gây loãng và dòn xương ở người cao tuổi và còi xương ở trẻ em, mà nguyên nhân là do xương bị mất đi khoáng chất. Các khớp xương khuỷu tay, khuỷu chân bị ảnh hưởng và do đó quá trình phát triển bị chậm lại. Đồng thời, còi xương còn gây tác dụng xấu đến việc hình thành răng và men răng.[7] Những nhóm đối tượng có nguy cơ thiếu vitamin D cao: Trẻ sơ sinh chỉ bú sữa mẹ: vì sữa mẹ là nguồn rất nghèo vitamin D, ngoài ra chức năng chuyển hóa vitamin D ở gan và thận của trẻ sơ sinh là rất kém Người cao tuổi: do giảm tổng hợp vitamin D khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời Những người có các bệnh ảnh hưởng đến gan, thận, tuyến giáp hoặc khả năng hấp thụ chất béo, cũng như những người nghiện rượu, ăn chay Những người có màu da sẫm Những người sống ở các khu vực xa xích đạo, đặc biệt là vào mùa đông.[7] 2.2.1.5 Vitamin E: Vitamin E là nhóm vi chất đóng vai trò thiết yếu trong các quá trình trao đổi chất trong cơ thể mà động vật không thể tự tổng hợp được. Vitamin E được biết đến là chất cần thiết cho quá trình sinh sản bình thường, chất có khả năng chống oxy hóa, giúp bảo vệ tế bào, bao gồm cả các chất béo không bão hòa khỏi sự oxy hóa của oxy và các gốc tự do. Vitamin E bao gồm 8 chất chống oxy hóa: 4 loại tocopherol là (alpha-, beta-, gamma-, và delta- tocopherol), 4 tocotrienol (alpha-, beta-, gamma-, và delta- tocotrienol). Alpha tocopherol là dạng hoạt động duy nhất của vitamin E trong cơ thể người. Tên gọi tocopherol bắt nguồi từ tiếng Hy Lạp “tocos” có nghĩa là “sinh con”. Tên gọi này được đặt để nêu bật vai trò quan trọng của đối với quá trình sinh sản của động vật. Đuôi “ol” để xác định đây là các rượu. Hình 2.6: alpha tocopherol [23] Tất cả các tocopherol đều có nhánh bên giống nhau tương ứng với gốc rượu phyton (C16H33). Sự khác nhau giữa chúng là do sự sắp xếp khác nhau của các gốc metyl ở phần vòng benzopiran. Các loại tocopherol khác mới được tách ra vào thời gian gần đây cũng khá nhau bởi sự sắp xếp và số lượng của các nhóm CH3 ở các vị trí 5, 7 và 9 của vòng benzen. Tính chất: Tocopherol là chất dầu lỏng không màu, hòa tan rất tốt trong dầu thực vật, rượu etylic, ete etylic và ete dầu hỏa. Alpha tocopherol thiên nhiên có thể kết tinh chậm trong rượu metylic nếu giữ ở nhiệt độ thấp tới -35oC. Khi đó sẽ thu được tinh thể hình kim với nhiệt độ nóng chảy ở 2,5-3,5oC (hình 2.6). Hình 2.7: Tinh thể vitamin E dưới ánh sáng phân cực Trong số các tính chất hóa học của tocopherol, tính chất quan trọng hơn cả là khả năng bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa khác nhau như sắt III hoặc acid nitric. Khi đó sẽ tạo nên các sản phẩm oxy hóa khác nhau, trong đó có tocopherylquinon. Chất này có cấu trúc hóa học gần giống với cấu trúc của các vitamin K và Q, do đó các loại vitamin E, K và Q có thể có vai trò giống nhau trong quá trình oxy hóa kèm theo dự trữ năng lượng trong cơ thể. Nguồn vitamin E: Nguồn vitamin E chủ yếu là dầu thực vật, rau xà lách, rau cải. Vitamin có mặt nhiều trong dầu mầm hạt hòa thảo ( mầm lúa mì, lúa, ngô), trong dầu ép của một số hạt có dầu (lạc, hướng dương…) hoặc một số quả. ở động vật, vitamin E có trong mỡ động vật như mỡ bò, mỡ cá, nhưng hàm lượng thấp hơn nhiều so với dầu thực vật. Dầu hạt cây hướng dương chứa chủ yếu alpha tocopherol, còn dầu đậu tương và dầu ngô lại chứa các dạng khác nhiều hơn và bảo vệ được các vitamin hòa tan trong mỡ như vitamin A, D cũng như các chất béo chưa no khỏi bị oxy hóa. Hàm lượng vitamin E trong thực phẩm được biểu diễn bằng đơn vị “đương lượng α tocopherol” (α-TE). Thuật ngữ này được lập ra trên cơ sở sự khác biệt giữa các hình thức hoạt động khác nhau của vitamin E. [7] 1mg α-tocopherol =1TE 1 mg -βtocopherol = 0.5 TE; 1 mg γ-tocopherol = 0.1 TE; 1 mg δ-tocopherol = 0.03 TE; 1 mg α-tocotrienol = 0.3 TE; 1 mg β-tocotrienol = 0.05 TE. [7] Bảng 2.10 : Hàm lượng vitamin E trong một số loại thực phẩm [7] Thực phẩm Vitamin E(mg α -TE/100g) Dầu mầm lúa mì 174 Dầu hạt hướng dương 63 Hạt cây phỉ 26 Dầu đậu nành 17 Dầu ô liu 12 Dầu đậu phụng 11 Dầu hạt óc chó 6 Bơ 2 Cải bó xôi 1.4 Khoai tây 0.8 Táo 0.5 Sữa nguyên chất 0.14 Độ bền của vitamin E: Tocopherol khá bền với nhiệt, nó có thể chịu được tới nhiệt độ 170oC khi đung nóng trong không khí, nhưng tia tử ngoại sẽ phá hủy nhanh tocopherol. Tuy nhiên, ánh sáng, oxy và nhiệt là những yếu tố gây hại đến quá trình bảo quản lâu dài và chế biến thực phẩm và làm giảm lượng vitamin E chứa trong đó. Một số loại thực phẩm, hàm lượng vitamin E có thể giảm đến 50% chỉ sau hai tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng. Hấp thụ và chuyển hóa vitamin E: Vitamin E được hấp thụ cùng với lipid trong ruột non. Ðể vitamin E hấp thụ qua đường tiêu hóa, mật và tuyến tụy phải hoạt động bình thường. Vitamin E vào máu qua vi thể dưỡng chấp trong bạch huyết, rồi được phân bố rộng rãi vào tất cả các mô và tích lại ở mô mỡ. α tocopherol là dạng vitamin E chiếm ưu thế trong máu và mô. Đó là do tác động của một protein trong gan (protein chuyên hóa α-tocopherol) ưu tiên gắn α-tocopherol vào một lipoprotein để chuyển đến các mô trong cơ thể. Mô mỡ, gan, cơ bắp là nơi chứa nhiều vitamin E nhất. Một ít vitamin E chuyển hóa ở gan thành các glucuronid của acid tocopheronic và gamma - lacton của acid này, rồi thải qua nước tiểu, còn hầu hết thải trừ chậm vào mật. Vitamin E có tiết qua sữa mẹ, nhưng truyền rất ít qua nhau thai. Tương tác dinh dưỡng: Tăng hấp thu vitamin A qua ruột khi có vitamin E; vitamin E bảo vệ vitamin A khỏi bị thoái hóa do oxy hóa làm cho nồng độ vitamin A trong tế bào tăng lên; vitamin E cũng bảo vệ chống lại tác dụng của chứng thừa vitamin Vitamin E đối kháng với tác dụng của vitamin K, nên làm tăng thời gian đông máu. Sắt làm giảm lượng vitamin E trong cơ thể. [7] Chức năng: - Alpha-tocopherol: chức năng chính của alpha-tocopherol trong cơ thể người là một chất chống oxy hóa. Các gốc tự do được hình thành chủ yếu trong cơ thể trong quá trình trao đổi chất bình thường, hoặc cũng có thể trong khi tiếp xúc với các yếu tố môi trường như khói thuốc lá hoặc các chất ô nhiễm. Chất béo là thành phần của tất cả các màng tế bào, chúng rất dễ bị phá hủy thông qua quá trình oxy hóa bởi các gốc tự do. Các vitamin tan trong chất béo, alpha-tocopherol, là duy nhất thích hợp để chống lại các gốc tự do, và do đó ngăn chặn một phản ứng dây chuyền của sự phá hủy lipid. Bên cạnh việc duy trì tính toàn vẹn màng tế bào xuyên suốt cơ thể, alpha-tocopherol còn bảo vệ các chất béo trong các lipoprotein tỷ trọng thấp (LDLs) khỏi sự oxy hóa. Lipoprotein bao gồm các hạt lipid và protein vận chuyển chất béo trong máu. Cụ thể, LDLs vận chuyển cholesterol từ gan đến các mô trong cơ thể. LDLs đã bị oxy hóa được cho là có liên quan đến sự phát triển của các bệnh tim mạch. Khi một phân tử alpha-tocopherol vô hiệu hóa được một gốc tự do, khả năng chống oxy hóa của nó cũng bị mất. Tuy nhiên, những chất chống oxy hóa khác lại có khả năng làm tái sinh năng lực chống oxy hóa của alpha-tocopherol. Ngoài khả năng chống oxy hóa, alpha-tocopherol còn có những chức năng khác như là ức chế hoạt động của proteinkinase C, một phân tử truyền tín hiệu liên tế bào quan trọng. Alpha-tocopherol cũng ảnh hưởng đến hoạt động của các phân tử và enzyme trong có tế bào bị viêm và các tế bào miễn dịch. Thêm vào đó, nó cũng được chỉ ra là có tác dụng ức chế kết tụ tiểu cầu và tăng hiện tượng giãn mạch. Các dạng đồng phân của alpha-tocopherol được tìm thấy trong thực phẩm là RRR- alpha-tocopherol (hay còn gọi là tocopherol tự nhiên hay d- alpha-tocopherol). Thông thường các loại thực phẩm bổ sung vitamin E chứa alpha-tocopherol tổng hợp và hàm lượng được đưa ra là tỷ lệ phần trăm của giá trị hàng ngày 30 IU. - Gamma-tocopherol: chức năng của gamma-tocopherol hiện nay chưa được xác định rõ ràng. Mặc dù hình thức phổ biến nhất của vitamin E trong chế độ ăn uống là gamma-tocopherol, tuy nhiên nồng độ trong máu của nó thấp hơn của alpha-tocopherol 10 lần. Hiện tượng này được xác định là do hai cơ chế. 1) alpha-tocopherol là chất được ưu tiên giữ lại trong cơ thể do tác động của các protein chuyển hóa alpha-tocopherol (α-TTP) trong gan, theo đó ưu tiên kết hợp alpha-tocopherol với lipoprotein trong máu và 2) Các dạng khác của vitamin E được tích cực chuyển hóa. Bởi vì gamma-tocopherol ban đầu cũng được hấp thụ theo cách thức giống như alpha-tocopherol, nhưng chỉ có một lượng nhỏ gamma-tocopherol được phát hiện trogn máu và mô. Và những sản phẩm do chuyển hóa gamma-tocopherol thì lại được tìm thấy trong nước tiểu, và lượng này nhiều hơn của alpha-tocopherol rất nhiều, chứng tỏ rằng gamma-tocopherol là ít cần thiết hơn cho việc sử dụng vitamin E của các cơ quan. [23] Thực phẩm bổ sung vitamin E: Ở Mỹ, lượng alpha-tocopherol trung bình ăn vào hàng ngày là khoảng 8mg/ ngày đối với nam và 6mg/ngày đối với nữ. Mức độ này thấp hơn mức RDA là 15mg RRR-alpha-tocopherol/ngày rất nhiều. Nhiều nhà khoa học cho rằng rất khó cho một người có thể tiêu thụ hơn 15mg alpha-tocopherol từ thức ăn trong một ngày mà không cần tăng lượng chất béo lên trên mức khuyến cáo. Tất cả lượng alpha-tocopherol trong thực phẩm đều tồn tại dưới dạng RRR-alpha-tocopherol. Tuy nhiên nó không luôn luôn đúng cho các phụ gia dinh dưỡng. Thực phẩm bổ sung vitamin E thường chứa từ 100 đến 1000 IU alpha-tocopherol. Các phụ gia có nguồn gốc hoàn toàn từ tự nhiên chỉ chứa RRR-alpha-tocopherol. Đó là dạng đồng phân được cơ thể ưa thích sử dụng, làm nó trở thành dạng tối ưu sinh học nhất của alpha-tocopherol. Alpha-tocopherol tổng hợp chỉ được tìm thấy ở các loại thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và các phụ gia thực phẩm thường được ghi nhãn là all-rac-alpha-tocopherol hoặc dl-alpha-tocopherol, có nghĩa là toàn bộ 8 đồng phân đều hiện diện trong hỗn hợp. Vì một nửa trong số các đồng phân của alpha-tocopherol có mặt trong all-rac-alpha-tocopherol không có khả năng sử dụng được trong cơ thể, nên alpha-tocopherol tổng hợp ít tối thích sinh học hơn. Để tính số mg alpha-tocopherol có thể sử dụng được có mặt trong phụ gia, người ta sử dụng công thức sau: + RRR-alpha-tocopherol (dạng tự nhiên hoặc alpha-tocopherol):IU x 0.67 = mg RRR-alpha-tocopherol.Ví dụ: 100 IU = 67 mg + all-rac-alpha-tocopherol (dạng tổng hợp hoặc dl-alpha-tocopherol): IU x 0.45 = mg RRR-alpha-tocopherol. Ví dụ: 100 IU = 45 mg Thiếu vitamin E: Sự thiếu hụt vitamin E đã được quan sát trên các cá thể bị suy dinh dưỡng nặng, bị dị tật di truyền ảnh hưởng đến protein chuyển hóa alpha-tocopherol và hội chứng kém hấp thụ chất béo. Thiếu hụt vitamin E trầm trọng thường gây ra những triệu chứng liên quan đến thần kinh, bao gồm cân bằng kém và mất điều hòa, tổn thương đến các dây thần kinh cảm giác (thần kinh ngoại biên), suy nhược cơ và tổn hại võng mạc mắt (sắc tố võng mạc). Vì lý do này, những người mắc các bệnh về thần kinh ngoại vi, mất điều hòa hoặc giảm sắc tố võng mạc được chẩn đoán là do thiếu vitamin E. Ví dụ, ở trẻ em nếu thiếu hụt trầm trọng vitamin E từ khi sinh ra và không được điều trị bằng vitamin E thì sẽ nhanh chóng phát triển các triệu chứng thần kinh Mặc dù thiếu hụt vitamin E là rất hiếm nhưng Viện y học Hoa Kỳ vẫn đưa ra khuyến nghị RDA cho người trưởng thành là 15mg/ngày. Và trên thực tế có đến 90% người Mỹ không đáp ứng đủ khuyến nghị này. Bảng 2.11 : Recommended Dietary Allowance (RDA) của RRR-alpha-tocopherol (d-alpha-tocopherol) [23] Nhóm người Độ tuổi Nam giới; mg/ngày (IU/ngày) Phụ nữ; mg/ngày (IU/ngày) Trẻ sơ sinh (AI) 0-6 tháng tuổi 4 mg (6 IU) 4 mg (6 IU) Trẻ sơ sinh (AI) 7-12 tuổi 5 mg (7.5 IU) 5 mg (7.5 IU) Trẻ em 1-3 tuổi 6 mg (9 IU) 6 mg (9 IU) Trẻ em 4-8 tuổi 7 mg (10.5 IU) 7 mg (10.5 IU) Trẻ em     9-13 tuổi 11 mg (16.5 IU) 11 mg (16.5 IU) Vị thành niên 14-18 tuổi 15 mg (22.5 IU) 15 mg (22.5 IU) Người trưởng thành Trên 19 tuổi 15 mg (22.5 IU) 15 mg (22.5 IU) Phụ nữ có thai Mọi lứa tuổi - 15 mg (22.5 IU) Phụ nữ cho con bú Mọi lứa tuổi - 19 mg (28.5 IU) Bảng 2.12: Upper Intake Level (UL) của Alpha-Tocopherol [20] Nhóm tuổi  mg/ngày (IU/ngày d-alpha-tocopherol) Trẻ sơ sinh 0-12 tháng tuổi  Không thể thiết lập* Trẻ em 1-3 tuổi 200 mg (300 IU) Trẻ em 4-8 tuổi 300 mg (450 IU) Trẻ em 9-13 tuổi 600 mg (900 IU) Vị thành niên 14-18 tuổi 800 mg (1,200 IU) Người trưởng thành trên 19 tuổi 1,000 mg (1,500 IU) 2.2.1.6 Vitamin B1: 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: C12H17N4OS+Cl-.HCl Khối lượng phân tử: 337.27 Nhiệt độ nóng chảy: 248-260 °C (muối hydrochloride ) Hình 2.8: Vitamin B1 [19] Vitamin B1 là loại vitamin phổ biến trong tự nhiên, đặc biệt nhiều trong nấm men, mầm lúa mì, cám gạo v.v…Ở động vật có nhiều trong gan, thận, tim… đó là loại vitamin được tách ra ở dạng tinh thể đầu tiên bởi Casimir Funk năm 1912. Đa số tồn tại ở dạng tự do còn một phần ở dạng Thiaminpirophosphat. Trong thực tế, thiamin thường tồn tại ở dạng muối thiaminclorit. Hình 2.9: Tinh thể vitamin B1 dưới ánh sáng phân cực. [7] Tính chất hóa học: Vitamin B1 chỉ bền trong môi trường acid còn ở môi trường kiềm nó bị phá hủy nhanh chóng khi đun nóng. Vitamin B1 là những tinh thể hòa tan tốt trong nước và chịu được các quá trình gia nhiệt thông thường. Khi oxy hóa vitamin B1 sẽ chuyển thành một hợp chất gọi là thiocrom phát huỳnh quang. Tính chất này được ứng dụng phổ biến để định lượng vitamin B1 trong các thực phẩm khác nhau. Vitamin B1 được tổng hợp dễ dàng bởi thực vật, một số vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật ở ruột các động vật nhai lại. Nguồn vitamin B1: 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 B1 rất lớn nên thường được dùng vào các mục đích chữa bệnh khi thiếu vitamin nhóm B. Trong thịt của một số cá nước ngọt hoặc một số nhuyễn thể có chứa các chất chống tác dụng của thiamin do chúng có khả năng làm phân giải thiamin. Bảng 2.13: Hàm lượng vitamin B1 trong một số loại thực phẩm. [7] Thực phẩm Vitamin B1 (mg/100g) Nấm men bia 12 Mầm lúa mạch 2 Hạt hướng dương 1.5 Quả hạch Brasil 1 Thịt heo 0.9 Đậu 0.8 Bột yến mạch 0.59 Thịt bò 0.23 Độ bền của vitamin B1: Vitamin B1 không bền khi tiếp xúc với nhiệt, kiềm, oxy và ánh sáng. Sự hòa tan trong nước cũng là một yếu tố quan trọng trong việc mất mát vitamin B1 trong thực phẩm. Khoảng 25% lượng vitamin B1 trong thực phẩm bị mất đi trong quá trình nấu nướng thông thường. Một lượng đáng kể còn có thể bị mất mát trong quá trình rã đông các loại thịt đông lạnh và rau quả để nấu. Để bảo toàn thiamin, thực phẩm cần được nấu chín trong thời gian ngắn nhất có thể và không nên ngâm trong nước nóng quá lâu. Chức năng: 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, thiamin 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 thiamin 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 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. [19] 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. 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 nghĩa là ”tôi không thể, tôi không thể”. Biểu hiện chủ yếu là rối loạn hệ thần kinh và tim mạch. Thật không may, 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 thiamin: 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 bị 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 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 cá