Tài liệu Nghiên cứu chế biến cơm sấy có bổ sung khoáng sắt

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ & THỰC PHẨM ----- ----- BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CƠM SẤY CÓ BỔ SUNG KHOÁNG SẮT PHẠM THỊ HỒNG VÕ THỊ HỒNG NHUNG BIÊN HÒA, THÁNG 11/2010 TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ & THỰC PHẨM ----- ----- BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CƠM SẤY CÓ BỔ SUNG KHOÁNG SẮT Sinh viên thực hiện: PHẠM THỊ HỒNG VÕ THỊ HỒNG NHUNG Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN BIÊN HÒA, THÁNG 11/2010 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập tại lớp 06H2, thuộc trường Đại Học Lạc Hồng, được sự tận tình giúp đỡ và giảng dạy của quý thầy cô, chúng em đã tiếp thu được nhiều kiến thức quý báu làm hành trang trong cuộc sống cũng như trong công việc hiện tại và tương lai. Nghiên cứu khoa học là môn học lớn của sinh viên và cũng là đề tài đầu tiên mà chúng em thực hiện. Suốt quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã có điều kiện nghiên cứu, thực hành và vận dụng các kiến thức mà thầy cô đã truyền đạt trong suốt bốn năm ngồi trên giảng đường Đại Học Lạc Hồng. Đồng thời chúng em cũng học hỏi được nhiều kiến thức mới bổ ích, làm quen với công việc thực nghiệm của người kỹ sư tương lai. Qua đây chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến: + Các Thầy, Cô khoa Công nghệ Hóa - Thực phẩm đã truyền đạt những kiến thức, nhiệt tình dạy bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian theo học tại trường. + Cô Th.S Nguyễn Hồng Khôi Nguyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này. + Các Thầy Cô phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài. Mặc dù, với những kiến thức được học, cùng với sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô, nhưng đề tài của chúng em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong được sự thông cảm và góp ý từ quý thầy, cô và bạn bè cho đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN....................................................................................... 2 1.1 Sắt và vai trò của sắt đối với cơ thể ........................................................................ 2 1.1.1 Giới thiệu ......................................................................................................... 2 1.1.2 Hấp thu sắt và yếu tố ảnh hưởng hấp thu ........................................................ 3 1.1.2.1 Hấp thu sắt ................................................................................................ 3 1.1.2.2 Yếu tố ảnh hưởng hấp thu sắt ................................................................... 4 1.1.3 Nhu cầu sắt....................................................................................................... 5 1.1.4 Tác hại của việc thiếu sắt ................................................................................. 5 1.2 Nguồn sắt trong thức ăn .......................................................................................... 6 1.3 Những nghiên cứu về thực phẩm bổ sung sắt ......................................................... 7 1.3.1 Giới thiệu các phương pháp bổ sung sắt đã được thực hiện ............................ 7 1.3.2 Hợp chất bảo vệ sắt được dùng ........................................................................ 8 1.4 Giới thiệu về cấu trúc và một số tính chất của hạt gạo ........................................... 8 1.4.1 Cấu trúc của hạt tinh bột .................................................................................. 8 1.4.2 Liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột ......................................................... 10 1.4.3 Sự trương nở của hạt tinh bột trong nước ........................................................ 12 1.4.4 Hiện tượng hồ hóa tinh bột bằng nhiệt năng ................................................... 12 1.5 Giới thiệu về cơm sấy ............................................................................................. 14 1.5.1 Định nghĩa........................................................................................................ 14 1.5.2 Phân loại cơm sấy ăn liền ................................................................................ 14 1.5.2.1 Cơm chế biến ............................................................................................ 14 1.5.2.2 Cơm đóng hộp .......................................................................................... 14 1.5.2.3 Cơm hồ hóa .............................................................................................. 15 1.5.3 Ưu và khuyết điểm của sản phẩm .................................................................... 15 1.5.3.1 Ưu điểm .................................................................................................... 15 1.5.3.2 Khuyết điểm ............................................................................................. 16 1.5.4 Lịch sử hình thành và phát triển ...................................................................... 16 1.5.5 Giá trị dinh dưỡng ............................................................................................ 18 1.5.6 Quy trình công nghệ chung sản xuất cơm sấy ăn liền ..................................... 20 1.5.6.1 Quá trình chuẩn bị .................................................................................... 20 1.5.6.2 Ngâm ........................................................................................................ 22 1.5.6.3 Hồ hóa ...................................................................................................... 23 1.5.6.4 Làm nguội ................................................................................................. 24 1.5.6.5 Đóng gói ................................................................................................... 25 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 26 2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị ............................................................................. 26 2.1.1 Nguyên liệu ...................................................................................................... 26 2.1.2 Hóa chất ........................................................................................................... 27 2.1.3 Thiết bị, dụng cụ .............................................................................................. 29 2.1.3.1 Thiết bị...................................................................................................... 29 2.1.3.2 Dụng cụ .................................................................................................... 29 2.2 Phương pháp tính hàm lượng sắt bổ sung vào gạo theo nhu cầu dinh dưỡng trong một ngày ............................................................................................................. 30 2.3 Sơ đồ nghiên cứu ..................................................................................................... 32 2.3.1 Sơ đồ quy trình................................................................................................. 32 2.3.2 ố trí thí nghiệm .............................................................................................. 33 2.3.2.1 Thí nghiệm 1 ............................................................................................ 34 2.3.2.2 Thí nghiệm 2 ............................................................................................ 34 2.3.2.3 Thí nghiệm 3 ............................................................................................ 35 2.3.2.4 Thí nghiệm 4 ............................................................................................ 36 2.3.2.5 Thí nghiệm 5 ............................................................................................ 37 2.3.2.6 Thí nghiệm 6 ............................................................................................ 37 2.3.2.7 Thí nghiệm 7 ............................................................................................ 39 2.3.2.8 Thí nghiệm 8 ............................................................................................ 40 2.3.2.9 Thí nghiệm 9 ............................................................................................ 40 2.4 Phương pháp phân tích ............................................................................................ 40 2.4.1 ác định hàm lượng sắt ................................................................................... 40 2.4.1.1 Thiết bị, dụng cụ ....................................................................................... 40 2.4.1.2 Thuốc thử và dung dịch ............................................................................ 41 2.4.1.3 Chuẩn bị mẫu ............................................................................................ 42 2.4.1.4 Tiến hành thử ............................................................................................ 43 2.4.2 ác định hàm ẩm ............................................................................................. 44 2.4.2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất ....................................................................... 44 2.4.2.2 Phương pháp ............................................................................................. 44 2.4.3 Đánh giá cảm quan .......................................................................................... 45 2.4.3.1 Nguyên tắc ................................................................................................ 45 2.4.3.2 Mẫu thử .................................................................................................... 45 2.4.3.3 Trình bày mẫu .......................................................................................... 45 2.4.3.4 Số lượng mẫu............................................................................................ 46 2.4.3.5 Mã hóa và sắp xếp mẫu ............................................................................ 46 2.4.3.6 Địa điểm đánh giá..................................................................................... 46 2.4.3.7 Thời gian đánh giá .................................................................................... 46 2.4.3.8 Người thử ................................................................................................. 46 2.4.3.9 Các chỉ tiêu đánh giá ................................................................................ 46 2.4.4 ử lý số liệu ..................................................................................................... 49 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................ 50 3.1 Kết quả thí nghiệm 1 khảo sát thời gian và nhiệt độ của quá trình ngâm gạo ..... 50 3.2 Kết quả thí nghiệm 2 khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat và sắt fumarat vào gạo ......................................................................................................................... 53 3.3 Kết quả thí nghiệm 3 khảo sát hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung Na2EDTA) ............ 54 3.4 Kết quả thí nghiệm 4 khảo sát hàm lượng sắt trong gạo theo nồng độ dung dịch ngâm ............................................................................................................ 57 3.5 Kết quả thí nghiệm 5 khảo sát hàm lượng sắt hấp thu vào trong gạo theo thời gian ngâm) ............................................................................................................. 59 3.6 Kết quả thí nghiệm 6 khảo sát chế độ hồ hóa ....................................................... 62 3.7 Kết quả thí nghiệm 7 khảo sát quá trình sấy gạo .................................................. 67 3.8 Kết quả thí nghiệm 8 khảo sát quá trình tái hấp thu nước cơm sấy ..................... 70 3.9 Kết quả thí nghiệm 9 đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt ............................ 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 74 Kết luận ......................................................................................................................... 74 Kiến nghị ....................................................................................................................... 76 Hạch toán kinh tế .......................................................................................................... 77 Đánh giá chất lượng sản phẩm ...................................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO TRANG PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2 PHỤ LỤC 3 PHỤ LỤC 4 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kbs: khối lượng sắt bổ sung vào gạo KL: khối lượng HL: hàm lượng h: giờ Sbs: hợp chất sắt bổ sung PL: phụ lục Tngâm: thời gian ngâm gạo Tsấy: thời gian sấy gạo t0sấy: nhiệt độ sấy gạo t0ngâm: nhiệt độ ngâm gạo TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC BẢNG ảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng của một số sản phẩm cơm sấy......................................... 19 ảng 2.1 Trình tự thí nghiệm vô cơ hóa mẫu ............................................................... 43 ảng 2.2 Trình tự tiến hành thí nghiệm xác định hàm ẩm............................................ 45 ảng 2.3 Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan ..................................................................... 47 ảng 3.1 Kết quả khảo sát độ tăng khối lượng và độ ẩm của gạo theo thời gian Ngâm ............................................................................................................................. 50 ảng 3.2 Kết quả hàm lượng sắt đo được trong gạo khi ngâm gạo trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat ............................................................................... 53 ảng 3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung thêm Na2EDTA ........................ 55 ảng 3.4 Kết quả phân tích hàm lượng sắt trong gạo theo nồng độ dung dịch Ngâm ............................................................................................................................. 57 ảng 3.5 Kết quả khảo sát hàm lượng sắt hấp thu vào trong gạo theo thời gian Ngâm ............................................................................................................................. 60 ảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo tỷ lệ gạo:nước ...................... 62 ảng 3.7 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo thời gian nấu ........................ 63 ảng 3.8 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau hấp theo tỷ lệ gạo:nước ...................... 63 ảng 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian hấp ...................................... 64 ảng 3.10 Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian luộc .................................. 65 ảng 3.11 Kết quả so sánh đánh giá cảm quan cơm bằng 3 phương pháp hồ hoá ....... 66 ảng 3.12 Kết quả khảo sát quá trình sấy cơm ở 500C ................................................. 68 ảng 3.13 Kết quả khảo sát quá trình sấy cơm ở 600C................................................. 69 ảng 3.14 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình tái hấp thu nước cơm sấy ............... 71 ảng 3.15 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt ........................................ 72 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc hạt tinh bột của gạo ......................................................................... 9 Hình 1.2 Cấu trúc amyloza và amylopectin .................................................................. 9 Hình 1.3 Sản phẩm cơm sấy.......................................................................................... 14 Hình 1.4 Các loại cơm ăn liền ....................................................................................... 15 Hình 1.5 Một số sản phẩm cơm sấy trên thị trường thế giới hiện nay .......................... 18 Hình 2.1 Gạo d o IR64 ................................................................................................. 26 Hình 2.2 Sắt II sunfat.................................................................................................. 27 Hình 2.3 Sắt II fumarat ............................................................................................... 27 Hình 2.4 Thuốc có bổ sung sắt II fumarat .................................................................. 27 Hình 2.5 Na2EDTA ....................................................................................................... 28 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn độ tăng khối lượng của gạo theo thời gian ngâm ................ 51 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn độ ẩm của gạo theo thời gian ngâm .................................... 51 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong hai dung dịch sắt II sunfat và sắt II fumarat ................................................... 53 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung thêm Na2EDTA ........................ 55 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo theo nồng độ dung dịch ngâm ............................................................................................................. 58 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo theo thời gian ngâm....... 60 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn quá trình sấy cơm ở 500C .................................................... 68 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn quá trình sấy cơm ở 600C .................................................... 69 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn quá trình tái hấp thu nước cơm sấy .................................... 71 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn kết quả đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt............... 73 -1- LỜI NÓI ĐẦU Trong số khoáng chất cơ thể cần, người ta chú ý trước hết tới sắt Fe . Cơ thể người trưởng thành có từ 3 - 4g sắt, trong đó 2/3 có ở hemoglobin là sắc tố của hồng cầu, phần còn lại dự trữ trong gan, một phần nhỏ hơn ở thận, lách và các cơ quan khác. Mặc dù số lượng không nhiều nhưng sắt là một trong các thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, có tầm quan trọng cơ bản đối với sự sống. Sắt là thành phần của huyết sắc tố, myoglobin, các xitrocrom và nhiều enzym như catalaza và các peroxidaza. Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, bệnh thiếu máu thiếu sắt là một bệnh dinh dưỡng có tầm quan trọng lớn, tuy ít khi gây tử vong, nhưng nó làm hàng triệu người ở trong tình trạng yếu đuối, sức khỏe kém. Tr em học kém do thiếu máu gây buồn ngủ và kém tập trung. Người lớn giảm khả năng lao động vì chóng mệt phải nghỉ luôn và nghỉ kéo dài. Thiếu máu đặc biệt gây nguy hiểm cho phụ nữ thời gian sinh nở. Ngày nay, trong quá trình phát triển của đất nước đồng thời nhu cầu của con người tăng lên không ngừng, một trong những nhu cầu được con người quan tâm vào bậc nhất đó chính là nhu cầu về thực phẩm. Vấn đề ăn uống được con người đặc biệt chú ý, ngoài việc ăn ngon, đầy đủ vi chất dinh dưỡng còn phải mang tính tiện dụng cao, dễ sử dụng, phù hợp với tính chất nhu cầu công việc cần tiết kiệm thời gian,… Chính vì vậy việc nghiên cứu tìm ra các sản phẩm đáp ứng các nhu cầu trên là một việc làm cấp thiết. Sản phẩm cơm sấy bổ sung sắt là một sản phẩm mang tính tiện dụng cao, bổ sung vi chất sắt làm hạn chế bệnh thiếu sắt cho cơ thể. Tuy nhiên, ở Việt Nam sản phẩm này hầu như là còn khá mới m và chưa được biết đến. -2- CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sắt và vai trò của sắt đối với cơ thể: [1], [5] 1.1.1 Giới thiệu [5] Sắt là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên. Trong cơ thể sắt có trong mọi tế bào, nhiều nhất trong máu, thường gắn với enzym có chứa sắt. Sắt trong cơ thể chia thành 2 loại là sắt chức năng và sắt không chức năng. Sắt chức năng tham gia vào quá trình sinh hoá của cơ thể, chiếm trên 2/3 tổng số, đa số nằm trong thành phần hemoglobin, một phần nhỏ gắn với myoglobin, với các metanlloenzym tham gia vào các phản ứng xúc tác của tế bào. Sắt không chức năng nằm trong phần dự trữ ở gan, lách và xương. Một số gắn với ferritin mà mỗi phân tử chứa 4500 ion sắt III . Ferittin là dạng dự trữ sắt lưu thông, dạng dự trữ sắt không lưu thông là hemosiderin. Các tiến trình có hiệu quả cho phép các cơ thể sống vận chuyển và dự trữ nguyên tố kém hòa tan nhưng có tính hoạt động cao này. Sắt tham gia vào quá trình tạo hồng cầu, sau khi hồng cầu chết sắt được thu hồi và dự trữ dưới dạng ferritin và hemosiderin. Sắt thông qua nhân hem trong hemoglobin có vai trò vận chuyển oxy cho các tế bào trong cơ thể và trong myoglobin có vai trò dự trữ oxy cho cơ thể. Sắt hem còn tham gia vào thành phần một số enzym oxy hóa khử như catalaza, peroxydaza và các cytocrom (những chất xúc tác sinh học quan trọng trong cơ thể . Nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra năng lượng oxy hóa, vận chuyển oxy, hô hấp của ty lạp thể và bất hoạt các gốc oxy có hại. Do đó thiếu sắt sẽ gây ra tình trạng thiếu máu thiếu sắt và ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hóa của tế bào do thiếu hụt các men chứa sắt. Ngược lại quá tải sắt trong cơ thể cũng gây ra ứ đọng sắt tại các mô như tim, gan, tuyến nội tiết,...dẫn đến rối loạn trầm trọng chức năng các cơ quan này. -3- 1.1.2 Hấp thu sắt và yếu tố ảnh hƣởng hấp thu 1.1.2.1 Hấp thu sắt [5] Trong thực phẩm sắt được kết nối với những hợp chất hữu cơ khác dưới dạng ion Fe (III) hay ion Fe II . Trước khi được hấp thu vào cơ thể những ion đó phải được phóng thích ra khỏi những hợp chất hữu cơ thực phẩm mà nó kết nối. Cơ thể có thể hấp thụ cả hai dạng sắt III và sắt II , nhưng dạng sắt II được hấp thu nhiều và dễ dàng hơn ion Fe III . Thí nghiệm cũng cho thấy rằng gần như hầu hết dạng ion Fe (III) trong thực phẩm khi vào dạ dày bị môi trường axit ở đó khử cho ra dạng Fe II trước khi được hấp thụ qua màng ruột non vào máu. Quá trình hấp thu sắt bắt đầu tại dạ dày nhưng chủ yếu diễn ra tại tá tràng đoạn đầu ruột non và một phần nhỏ được hấp thụ ở những phần sau tá tràng. Để có thể hấp thu được tốt sắt thường được chuyển từ dạng Fe III sang dạng Fe II . Pepsin tách sắt khỏi các hợp chất hữu cơ và chuyển thành dạng gắn với các hợp chất hữu cơ khác đường glucoza, fructoza, sorbitol,… như là chất chuyên chở và nhất là với những hợp chất protein, axit amin tạo ra hợp chất gọi là những tác nhân chelating, nhờ đó sắt đi qua tế bào của màng niêm ruột non. Axit clohydric khử Fe3+ thành Fe2+ để dễ hấp thu. Vitamin C cũng có vai trò tương tự trong quá trình này. Sự kiểm soát quá trình hấp thu sắt và lượng sắt được hấp thu vào máu tĩnh mạch cửa phụ thuộc vào nhu cầu sắt của cơ thể và kho dự trữ sắt của cơ thể. Trong trường hợp thiếu sắt một lượng sắt lớn hơn được hấp thu qua riềm bàn chải vào tế bào niêm mạc ruột và vào máu đi về tĩnh mạch cửa. Ngược lại trong trường hợp cơ thể quá tải sắt, lượng sắt được hấp thu vào tế bào niêm mạc ruột sẽ giảm đi. Một yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình hấp thu sắt là sự điều hòa hấp thu sắt ngay tại riềm bàn chải của ruột non. Lượng sắt được hấp thu thừa sẽ kết hợp với apoferritin để hình thành ferritin nằm trong bào tương tế bào niêm mạc ruột. Ferritin này sẽ được thải vào lòng ruột khi tế bào biểu mô ruột bị bong ra. Có hai dạng sắt có thể được hấp thu theo những cơ chế khác nhau: -4- + Sắt không hem có mặt chủ yếu 85% trong các loại thực phẩm thực vật, dạng Fe II hoặc Fe III . Để được hấp thu nguồn sắt không hem phải được tách khỏi thức ăn ở phần trên ruột non thành dạng hòa tan, sau đó chúng được gắn với một protein vận chuyển như transferring, đi qua màng tế bào thành ruột. Tỷ lệ hấp thu của sắt không hem có thể từ 1 - 50%, tỷ lệ này dao động từ khoảng dưới 5% với thức ăn thực vật đến 16 - 22% đối với thịt và thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong thức ăn. Hấp thu có hiệu quả hơn với những người bị thiếu sắt 20 - 30%). + Sắt hem được chuyển qua thành tế bào thành ruột ở nguyên dạng hem, được hấp thụ bởi những thụ thể đặc biệt và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong bữa ăn, tỷ lệ hấp thu khoảng 20 - 25%. 1.1.2.2 Yếu tố ảnh hƣởng hấp thu sắt [5] a) Yếu tố tăng cƣờng hấp thu Tăng độ axit trong dạ dày làm tăng độ hoà tan của sắt dưới dạng sắt II , tạo nên phức hợp hoà tan của sắt và axit hữu cơ, được coi là chất gắn sắt. Các axit ascobic, xitric, lactic, malic, HCl đều làm tăng khả năng hấp thu sắt. Thức ăn động vật đều làm tăng hấp thu sắt từ 2 - 4 lần. Quá trình tiêu hóa giải phóng các axit amin xystein trong peptit kết hợp với sắt thành dạng dễ hòa tan. b) Yếu tố ức chế hấp thu Giảm axit dạ dày do bất kể lý do nào cũng làm giảm khả năng hấp thu sắt. Chế độ ăn nhiều xơ làm giảm hấp thu sắt, tuy nhiên chỉ xảy ra ở một số loại chất xơ, ví dụ không có ảnh hưởng đối với celluloza nhưng có ảnh hưởng khi có hemicelluloza. Nhiều canxi và phosphat trong khẩu phần ăn có thể làm giảm hấp thu 50%. Phitat và oxalat là những muối của phitic và axit oxalic, kết hợp với ion sắt thành những phức hợp khó hòa tan. Các chất này có nhiều trong nguồn thực vật như hạt ngũ cốc, đậu hạt, trong một số rau dền. Phitat có nhiều trong gạo, đặc điểm của nó là gây tác động ức chế hấp thu sắt dù chỉ với một lượng nhỏ. Lên men, ngâm, ủ hoặc để nảy mầm có thể làm giảm lượng phitat có trong các thực phẩm có nguồn gốc thực vật. -5- Polyphenol là những thành phần hữu cơ có trong cà phê, trà, coca và một số thực phẩm khác có thể làm giảm hấp thu 79% do tạo phức không hòa tan tại ruột. Mangan khẩu phần cao ức chế hấp thu sắt do cạnh tranh hấp thu tại ruột vì có cùng cơ chế hấp thu vào cơ thể với sắt. 1.1.3 Nhu cầu sắt [1] Lƣợng sắt cần bù lại cho lƣợng mất sinh lý Do không có cơ chế bài tiết sắt nên lượng sắt trong cơ thể được bảo toàn tốt. Tuy nhiên vẫn có mất mát qua đường tiểu, hô hấp, da, phân. Lượng lớn nhất là mất qua phân do những tế bào thành ruột bị chết 0,7mg/ngày , các đường khác 0,2 0,5mg/ngày), tổng số mất (0,9 - 1,2mg/ngày). Phụ nữ còn mất qua kinh nguyệt (0,9 1mg/ngày). Sắt cần cho sự phát triển của cơ thể Cơ thể phát triển tăng cả về khối lượng cơ thể lẫn thể tích máu, cả hai yếu tố này đều cần sắt cho các hoạt động chuyển hóa, tạo hồng cầu, cho myoglobin và hemoglobin. Trung bình trong 20 năm phát triển cơ thể cần 0,6mg/ngày. Sắt cần cho kỳ thai nghén Phụ nữ có thai cần sắt cho nhu cầu tăng thể tích 450mg , cho thai nhi phát triển (50 - 90mg , cho bù lại lượng máu khi sinh nở. Tổng lượng sắt trung bình cho 9 tháng thai nghén khoảng 3mg/ngày. 1.1.4 Tác hại của việc thiếu sắt Trong cơ thể, phần lớn chất sắt tham gia vào việc tổng hợp huyết sắc tố trong hồng huyết cầu. Huyết sắc tố có vai trò vận chuyển oxy đến các cơ quan trong toàn cơ thể. Vì vậy, khi thiếu chất sắt thì việc trao đổi khí ở tất cả các cơ quan sẽ bị ảnh hưởng, gây nên tình trạng thiếu dinh dưỡng ở tất cả các cơ quan. Nguy hiểm nhất là tình trạng thiếu dinh dưỡng ở não. Việc thiếu dinh dưỡng ở não sẽ khiến tr mệt mỏi, kém chú ý, kém tập trung trong học tập ở tr lớn và chậm phát triển hệ thần kinh ở tr nhỏ. Đặc biệt người ta đã nhận thấy rằng kết quả học tập của tr bị thiếu sắt thấp hơn hẳn so với -6- các em bình thường và khi được khắc phục tình trạng thiếu sắt thì sức học của các em lại tăng lên rõ rệt. Tuy nhiên, ở một số trường hợp tr nhũ nhi tr còn bú mẹ thì bị thiếu sắt lâu ngày sẽ không thể phục hồi hoàn toàn được, dù sau đó có được bổ sung thêm. Do đó, cần phải bổ sung thêm vi chất này trước khi tình trạng trở nên quá nặng. Mặt khác, trong cơ thể sắt còn tham gia vào thành phần của cơ và các hoạt động men chuyển hóa. Nếu thiếu sắt trong cơ, bắp thịt sẽ bị nhão, tr chậm biết ngồi, biết đi. Ngoài ra, thiếu sắt trong quá trình chuyển hóa thì tr sẽ trở nên biếng ăn, khó ngủ, nhút nhát, lừ đừ, chậm chạp, hay quên, thường xuyên bị nhức đầu hoặc dễ bị kích thích. Thiếu máu, thiếu sắt là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch, ung thư cổ tử cung, ung thư vú ở phụ nữ. Phụ nữ mang thai bị thiếu máu dễ bị sinh non, bào thai bị suy dinh dưỡng trong tử cung hoặc thường bị băng huyết sau khi sinh và nhiễm trùng hậu sản. Đặc biệt, những phụ nữ trong thời kỳ mang thai, nếu bị thiếu máu, thiếu sắt sẽ gây khiếm khuyết ống thần kinh ở thai nhi thường gặp nhất là gai cột sống ch đôi và đó là nguyên nhân dẫn đến tr bị bại liệt. Một khiếm khuyết khác cũng thường gặp đối với tr sơ sinh là bị teo một phần não. Những khiếm khuyết này có thể gây tử vong đối với tr sơ sinh ngay khi tr mới đ do thai vô sọ, nứt đốt sống. 1.2 Nguồn sắt trong thức ăn [6] Trong thức ǎn sắt tồn tại ở dạng hem và không ở dạng hem. Hem là thành phần của hemoglobin và myoglobin, có trong thịt, cá và máu. Tỷ lệ hấp thu loại sắt này cao từ 20 - 30%. Sắt không ở dạng hem có chủ yếu ở ngũ cốc rau củ và các loại hạt. Tỷ lệ hấp thu thấp hơn và tùy theo sự có mặt của các chất hỗ trợ hay ức chế trong khẩu phần ǎn. Tỷ lệ hấp thu của sắt không hem có thể từ 1 - 50%, tỷ lệ này dao động từ khoảng dưới 5% với thức ăn thực vật đến 16 - 22% đối với thịt và thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong thức ăn. Các chất hỗ trợ hấp thu sắt là vitamin C, các chất giàu protein. Các chất ức chế hấp thu sắt là các phitat, tanin. Ngoài ra tình trạng sắt trong cơ thể cũng ảnh hưởng tới hấp thu sắt. Có thể chia các loại khẩu phần thường gặp ra làm 3 loại: -7- + Khẩu phần có giá trị sinh học thấp sắt hấp thu khoảng 5% : chế độ ǎn đơn điệu chủ yếu là ngũ cốc, củ, còn lượng thịt hoặc cá dưới 30g hoặc lượng vitamin C dưới 25mg. + Khẩu phần có giá trị sinh học trung bình hấp thu sắt khoảng 10% : khẩu phần có từ 30 - 90g thịt, cá hoặc 25 - 75mg vitamin C. + Nếu một khẩu phần có đủ cả 2 tiêu chuẩn trên hấp thụ sắt sẽ tǎng lên rõ rệt, ngược lại nếu có nhiều yếu tố ức chế chè, cà phê sẽ cản trở hấp thụ. 1.3 Những nghiên cứu về thực phẩm bổ sung sắt 1.3.1 Giới thiệu các phƣơng pháp bổ sung sắt đã đƣợc thực hiện [16] Việc bổ sung sắt vào thực phẩm đã được thực hiện ở một số nơi với các loại nguyên liệu khác nhau: + Ở Venezuela vào năm 1993, chính phủ đã thực hiện chương trình bổ sung sắt để làm tăng lượng sắt vào bột mì và sau đó là bột bắp. Các cuộc điều tra sau đó được tiến hành đã thấy rõ việc giảm đi hiện tượng thiếu máu do thiếu sắt. + Ở Trung Quốc, việc bổ sung sắt vào nước tương cũng cho kết quả khả quan tương tự. Cho thấy việc bổ sung sắt vào những thực phẩm cơ bản cũng như vào gia vị đã hứa hẹn một kết quả tốt cho việc giảm bệnh thiếu sắt. + Những nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy việc bổ sung sắt vào muối cũng có thể thực hiện được và các thử nghiệm cho thấy các kết quả khả quan. Tương tự, có thể bổ sung vào đường tinh luyện với NaFeEDTA. + Ở Việt Nam, việc bổ sung sắt vào nước mắm đã cho thấy kết quả hứa hẹn ban đầu về việc giảm bệnh thiếu máu do thiếu sắt. + Gạo cũng là một nguyên liệu được sử dụng ở những quốc gia mà thực phẩm chính là gạo nhưng kỹ thuật sản xuất cần cải thiện. Ở các nước Đông Nam Á, bổ sung vào nước mắm đã thành công với NaFeEDTA. -8- 1.3.2 Hợp chất bảo vệ sắt đƣợc dùng [10], [11], [15] Một biện pháp khác nhằm cải thiện tính sinh khả dụng của sắt tăng cường vào ngũ cốc là sử dụng hợp chất bảo vệ sắt khỏi các chất ức chế hấp thu sắt. Hợp chất có đặc tính đó là NaFeEDTA. NaFeEDTA hiện nay được công nhận là hợp chất sắt an toàn dùng cho những cộng đồng bị thiếu sắt, song chất này còn đắt và chưa được phổ biến rộng rãi. NaFeEDTA rất bền vững và đặc biệt là chất tăng cường cho những thực phẩm cần bảo quản lâu dài, chế biến ở nhiệt độ cao và có các chất ức chế sắt không hem mạnh như ngũ cốc. Nó chống lại các ức chế hấp thu sắt không hem thông thường, đặc biệt làm tăng khả năng hấp thu sắt có trong thực phẩm cũng như từ thức ăn có chứa axit phitic. Nếu như thực phẩm có chứa chất ức chế hấp thu, sắt trong NaFeEDTA sẵn sàng được hấp thu nhiều hơn từ 2 - 3 lần so với sắt ở trong muối sắt, khả năng hấp thu của NaFeEDTA là 7 - 10%. NaFeEDTA đã được sử dụng thành công để bổ sung vào đường và nước mắm. Tuy nhiên EDTA có độc tính tương đối, lượng EDTA chấp nhận được trong khẩu phần ăn hàng ngày là 2,5mg/kg thể trọng/ngày. 1.4 Giới thiệu về cấu trúc và một số tính chất của hạt gạo 3, 8], [9], [12] 1.4.1 Cấu trúc của hạt tinh bột Tinh bột tự nhiên nằm trong các tế bào thực vật dưới dạng hạt và giải phóng khi tế bào bị phá vỡ. Tinh bột gạo thuộc loại tinh bột phức tạp, kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất trong các tinh bột ngũ cốc. Hạt tinh bột gạo thường có kích thước khoảng 4 - 7µm, các hạt tinh bột sắp xếp không thứ tự, giữa các hạt tinh bột với nhau có các khe hở lớn và bên cạnh các hạt tinh bột đa góc cạnh có lác đác những hạt tròn hoặc bầu dục. Sự sắp xếp cũng như sự phân bố kích thước của hạt tinh bột trong những giống gạo khác nhau không có sự khác biệt đáng kể. -9- Hình 1.1 Cấu trúc hạt tinh bột của gạo Tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amyloza và amylopectin có tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào giống lúa. Tỷ lệ amyloza:amylopectin quyết định độ mềm d o của cơm. Gạo t có hàm lượng amylopectin thấp hơn gạo nếp nên ít d o, dính hơn. Hình 1.2 Cấu trúc amyloza và amylopectin Amyloza Phân tử amyloza có cấu tạo mạch thẳng gồm những đơn vị - glucoza liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 - glucozit, mạch cuộn xoắn ốc, mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucoza và có khoảng 1 – 2% liên kết 1,6 - glucozit. - 10 - Khi tương tác với iot, amyloza sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Khi đó phân tử iot được sắp xếp bên trong phân tử amyloza có dạng hình xoắn ốc. Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucoza không cho phản ứng với iot vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. Amyloza dễ hòa tan trong nước ấm tạo thành dung dịch có độ nhớt không cao. Khi nhiệt độ dung dịch hạ thấp, amyloza dễ bị thoái hóa, tạo ra các gel tinh thể và các kết tủa không thuận nghịch. Dung dịch được nấu chín sẽ tạo thành các phức hợp amyloza, bảo vệ một phần khỏi sự thoái hóa. Amylopectin Phân tử amylopectin có cấu trúc phân nhánh do các gốc - glucoza kết hợp với nhau bằng liên kết 1,4 - glucozit và liên kết 1,6 - glucozit ở điểm phân nhánh. Phản ứng giữa amylopectin và iot cho màu tím đỏ, đó là kết quả của sự tạo thành các hợp chất hấp phụ. Amylopectin chỉ hòa tan trong nước nóng và tạo dung dịch có độ nhớt cao. Do cấu trúc cồng kềnh lập thể nên các phân tử amylopectin không có khuynh hướng kết tinh lại, vì vậy dung dịch amylopectin thường không bị hiện tượng thoái hóa. 1.4.2 Liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột Tinh bột tồn tại ở dạng hạt có thể quan sát được bằng kính hiển vi. Dạng hạt này là tập hợp của nhiều phân tử tinh bột liên kết với nhau thành mạng lưới mixen. Với quang phổ hồng ngoại, người ta nhận thấy rằng có sự tồn tại liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột, các liên kết hydro này đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định một số tính chất của tinh bột. Khi không có mặt các phân tử nước, tinh bột sẽ liên kết với nhau theo dạng I.