ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ THỊ NHƯ NGỌC

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG VITAMIN A TRONG
MỘT SỐ LOẠI NGŨ CỐC CHẾ BIẾN Ở THÀNH
PHỐ HUẾ VÀ MỘT SỐ VÙNG PHỤ CẬN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ

THỪA THIÊN HUẾ, NĂM 2016

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận
văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử
dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công
trình nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Thị Như Ngọc

ii


Lời Cảm Ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Ngô Văn Tứ đã
giao đề tài, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện và hoàn thành luận văn này, đồng thời đã bổ sung cho tôi
nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu
khoa học.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong bộ môn Hóa
trường Đại học Sự phạm Huế đã giảng dạy, giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện cho tôi trong suốt thời gian học Cao học và thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Trung tâm kiểm
nghiệm thuốc, mỹ phẩm và thực phẩm Thừa Thiên Huế đã giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn.
Bằng tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia
đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn!
Thừa Thiên Huế, năm 2016
Lê Thị Như Ngọc

iii


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA .....................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii

MỤC LỤC ..................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH ......................................................................6
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................9
NỘI DUNG ............................................................................................................. 12
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ........................................................ 12
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC ............................................................................ 12
1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC CHẾ BIẾN ......................................................... 14
1.3. TỔNG QUAN VỀ VITAMIN .......................................................................... 15
1.3.1. Khái niệm, phân loại vitamin ......................................................................... 15
1.3.1.1. Khái niệm vitamin ....................................................................................... 15
1.3.1.2. Phân loại vitamin......................................................................................... 16
1.3.2. Vai trò của vitamin ......................................................................................... 17
1.3.3. Vitamin A ....................................................................................................... 18
1.3.3.1. Lịch sử tìm ra vitamin A ............................................................................. 18
1.3.3.2. Khái niệm vitamin A ................................................................................... 18
1.3.3.3. β-caroten ...................................................................................................... 19
1.3.3.4. Cấu tạo hóa học ........................................................................................... 19
1.3.3.5. Tính chất vật lí ............................................................................................ 21
1.3.3.6. Tính chất hóa học ........................................................................................ 21
1.3.3.7. Tính chất quang phổ .................................................................................... 22
1.3.3.8. Chức năng ................................................................................................... 23
1.3.3.9. Ảnh hưởng của vitamin A đến sức khỏe con người.................................... 24
1.3.3.10. Nguồn cung cấp vitamin A ....................................................................... 26
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VITAMIN A ........................................... 28
1.4.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ........................................ 28

1



1.4.1.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS trực tiếp ................................. 28
1.4.1.2. Phương pháp đo phổ UV-VIS sau khi chiết tách vitamin A ....................... 29
1.4.2. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ........................................................ 30
1.4.2.1. Phương pháp sắc ký lỏng trực tiếp .............................................................. 30
1.4.2.2. Phương pháp sắc ký lỏng sau khi thủy phân ............................................... 31
1.4.2.3. Phương pháp sắc ký lỏng sau khi chiết tách vitamin A .............................. 31
1.5. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP HPLC....................................................... 32
1.5.1. Nguyên tắc của phương pháp HPLC.............................................................. 32
1.5.2. Các giai đoạn chạy sắc ký HPLC ................................................................... 32
1.5.3. Detector trong HPLC ..................................................................................... 34
1.5.4. Cách đánh giá peak, phương pháp định lượng theo HPLC ........................... 35
1.5.4.1. Cách đánh giá peak ..................................................................................... 35
1.5.4.2. Phương pháp định lượng ............................................................................. 35
1.6. KẾT LUẬN CHUNG VỀ PHẦN TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ..................... 38
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 39
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 39
2.2. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT ............................................................................ 39
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................... 40
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu ......................................................... 40
2.3.2. Chọn kỹ thuật xử lý mẫu ................................................................................ 40
2.3.3. Chuẩn bị mẫu trắng ........................................................................................ 40
2.3.4. Khảo sát các điều kiện phân tích .................................................................... 41
2.3.4.1. Bước sóng phát hiện .................................................................................... 41
2.3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của pha động .............................................................. 41
2.3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng

41

2.3.5. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích ............................................ 41
2.3.5.1. Khảo sát tính tương thích hệ thống HPLC .................................................. 41

2.3.5.2. Tính đặc hiệu của phương pháp .................................................................. 41
2.3.5.3. Khảo sát khoảng tuyến tính ......................................................................... 41
2.3.5.4. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ................................... 42

2


2.3.5.5. Độ lặp lại ..................................................................................................... 43
2.3.5.6. Độ đúng ....................................................................................................... 43
2.3.5.7. Định lượng và tính toán kết quả .................................................................. 44
2.3.5.8. Xử lý số liệu thực nghiệm và đánh giá kết quả phân tích ........................... 44
2.3.6. Áp dụng phương pháp để định lượng vitamin A trong một số loại ngũ cốc
chế biến trên địa bàn thành phố Huế và một số vùng phụ cận................................. 47
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................... 48
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH THEO PHƯƠNG PHÁP
HPLC ........................................................................................................................ 48
3.1.1. Chuẩn bị dung dịch chạy sắc ký ..................................................................... 48
3.1.2. Bước sóng phát hiện ....................................................................................... 49
3.1.3. Ảnh hưởng của thành phần pha động ............................................................ 49
3.1.4. Ảnh hưởng của tốc độ dòng pha động ........................................................... 50
3.2 KỸ THUẬT XỬ LÝ MẪU ................................................................................ 52
3.3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƯƠNG PHÁP HPLC XÁC ĐỊNH
VITAMIN A ............................................................................................................. 53
3.3.1. Độ ổn định của hệ thống HPLC sử dụng detectơ RF ..................................... 53
3.3.2. Tính đặc hiệu của phương pháp ..................................................................... 54
3.3.3. Khoảng tuyến tính của phương pháp định lượng ........................................... 55
3.3.4. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng .................................................... 56
3.3.5. Độ lặp lại của phương pháp ........................................................................... 56
3.3.6. Độ đúng của phương pháp ............................................................................. 58
3.4. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................. 60

3.5. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG VITAMIN A TRONG MỘT
SỐ MẪU NGŨ CỐC CHẾ BIẾN Ở THÀNH PHỐ HUẾ VÀ MỘT SỐ VÙNG
PHỤ CẬN ................................................................................................................ 61
3.5.1. Mẫu phân tích ................................................................................................. 61
3.5.2. Phân tích và đánh giá hàm lượng vitamin A trong một số mẫu ngũ cốc chế
biến lưu thông trên địa bàn thành phố Huế và một số vùng phụ cận theo thời gian
lấy mẫu ..................................................................................................................... 62

3


3.5.3. Đánh giá kết quả phân tích hàm lượng vitamin A so với hàm lượng ghi
trên bao bì sản phẩm ................................................................................................ 66
3.5.4. Đánh giá hàm lượng vitamin A trong cùng một mẫu ngũ cốc chế biến ở
những điều kiện bảo quản khác nhau ....................................................................... 67
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 74
PHỤ LỤC ............................................................................................................... P1
Phụ lục 1. Sắc ký đồ khảo sát khoảng thuyến tính, LOD và LOQ .......................... P1
Phụ lục 2. Sắc ký đồ khảo sát độ đúng ..................................................................... P3
Phụ lục 3. Sắc ký đồ các mẫu ngũ cốc chế biến....................................................... P5

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Stt

Ký hiệu


Tên tiếng Anh
High

Tên tiếng Việt
liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao

performance

1

HPLC

2

TCVN

Viet Nam Standard

Tiêu chuẩn Việt Nam

3

ppm

Part per million

Phần triệu

4


ppb

Part per billion

Phần tỷ

5

LOD

Limit of detection

Giới hạn phát hiện

6

LOQ

Limit of quantitation

Giới hạn định lượng

7

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tương đối


8

MeOH

Methanol

Metanol

9

RE

Retinol equivalent

Đương lượng retinol

10

RF

Fluorescence detector

Detector huỳnh quang

11

NAD

12


NADH2

13

AOAC

chromatography

Nicotinamide adenine

Coenzym NAD

dinucleotide
Nicotinamide

adenine

dinucleotide plus hydrogen
Association

Coenzym NADH2

Official Hiệp hội các nhà hóa phân

of

Analytical Chemists

tích chính thức


14

CAS

Chemical Abstracts Service

Hiệp hội hóa chất Hoa Kỳ

15

BHT

Butylated hydroxytoluene

Hydroxytoluen butylat

16

IUPAC

17

VSATTP

Hygiene and food safety

Vệ sinh an toàn thực phẩm

18


THF

Tetrahydrofuran

Tetrahydrofuran

International Union Of Pure And
Applied Chemistry

5

Hiệp hội Hóa Học Quốc Tế


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH
1. BẢNG
Stt

Bảng

Tiêu đề

Trang

1

Bảng 1.1 Tính chất của các nhóm vitamin

16


2

Bảng 1.2 Tính chất quang phổ của vitamin A

22

3

Bảng 1.3

25

4

Bảng 1.4 Vitamin A trong thực phẩm

26

5

Bảng 1.5 Diện tích peak và nồng độ

37

6

Bảng 2.1 Ma trận thực nghiệm để phân tích ANOVA một yếu tố

45


7

Bảng 2.2 Bảng phân tích phương sai theo ANOVA một yếu tố

46

8

Bảng 3.1 Kết quả hệ số đuôi của các tỷ lệ hệ dung môi pha động

50

9

Bảng 3.2 Các thông số cơ bản ở tốc độ dòng khác nhau

51

10

Bảng 3.3 Các thông số sắc ký của peak vitamin A

54

11

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính

55


12

Bảng 3.5 Kết quả xác định giới hạn phát hiện

56

13

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát độ lặp lại

57

14

Bảng 3.7 Độ lặp lại của phương pháp phân tích

57

15

Bảng 3.8 Kết quả thời gian lưu và diện tích peak

58

16

Bảng 3.9 Kết quả khảo sát độ đúng

58


Lượng vitamin A cần cung cấp trong 1 ngày

17 Bảng 3.10 Thông tin về các mẫu ngũ cốc chế biến lấy đợt 1

61

18 Bảng 3.11 Thông tin về các mẫu ngũ cốc chế biến lấy đợt 2

61

19

Bảng 3.12

20

Bảng 3.13

Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chế
biến lấy đợt 1
Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chế
biến lấy đợt 2

62

62

Ma trận hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích
21


Bảng 3.14 ANOVA một yếu tố của các mẫu ngũ cốc chế biến ở
những thời gian lấy mẫu khác nhau

6

64


Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA một yếu tố
22

Bảng 3.15 đối với các mẫu ngũ cốc chế biến ở những thời gian lấy

65

mẫu khác nhau
Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong 06 mẫu ngũ

23

Bảng 3.16

24

Bảng 3.17 Kết quả kiểm tra hàm lượng vitamin A

25

Bảng 3.18


cốc chế biến
Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc
dinh dưỡng Diabet ở những cách bảo quản mẫu khác nhau

66
66
68

Ma trận hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích
26

Bảng 3.19 ANOVA một yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng

68

Diabet ở những cách bảo quản mẫu khác nhau
Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA một yếu tố
27

Bảng 3.20 đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ở những cách 69
bảo quản mẫu khác nhau
Kết quả phân tích hàm lượng vitamin A trong mẫu ngũ

28

Bảng 3.21 cốc dinh dưỡng Diabet ở những thời gian sử dụng khác

69


nhau
Ma trận hàm lượng vitamin A (IU/100g) phân tích
29

Bảng 3.22 ANOVA một yếu tố đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng

70

Diabet ở những thời gian sử dụng khác nhau
Kết quả đánh giá theo phương pháp ANOVA 1 yếu tố
30

Bảng 3.23 đối với mẫu ngũ cốc dinh dưỡng Diabet ở những thời
gian sử dụng khác nhau

7

70


2. HÌNH
Tiêu đề

Stt

Hình

1

Hình 1.1


Một số loại ngũ cốc nguyên hạt

12

2

Hình 1.2

Sơ đồ giải phẫu hạt ngũ cốc

14

3

Hình 1.3

Một số sản phẩn ngũ cốc chế biến

15

4

Hình 1.4

Mô tả quá trình tạo vitamin A từ β-caroten

19

5


Hình 1.5

Các dạng tồn tại của vitamin A và dẫn xuất

20

6

Hình 1.6

Hình dạng tồn tại của β-caroten

22

7

Hình 1.7

Sơ đồ tổng hợp và chuyển hóa vitamin A

23

8

Hình 1.8

Giới thiệu hệ thống HPLC

33


9

Hình 1.9

Detector huỳnh quang

34

10

Hình 1.10

Chuẩn hoá một điểm

36

11

Hình 1.11

Đồ thị của phương pháp đường chuẩn

36

12

Hình 1.12

Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn đường chuẩn


37

13

Hình 1.13

Phương pháp chuẩn nội xác định chất phân tích

38

14

Hình 3.1

Sắc ký đồ khảo sát thành phần pha động

49

15

Hình 3.2

Sắc ký đồ khảo sát tốc độ dòng

16

Hình 3.3

Khảo sát tính đặc hiệu của phương pháp


54

17

Hình 3.4

Đường hồi quy tuyến tính của vitamin A

55

18

Hình 3.5

19

Hình 3.6

20

Hình 3.7

Sắc ký đồ khảo sát độ đúng của phương pháp thêm
chuẩn
Sơ đồ xử lý mẫu

Trang

50-51


59
60

Biểu đồ hàm lượng vitamin A (IU/100g) trong một số
loại ngũ cốc chế biến

8

67


MỞ ĐẦU
Những năm đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học phát hiện ra: trong thực phẩm,
ngoài các thành phần như đạm, béo, đường, còn có những thành phần thiết yếu khác
đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng. Một trong những thành phần đó chính là
“vitamin”, vitamin gồm nhiều loại: vitamin A, B, C, D, E… mỗi loại có những tính
chất và vai trò khác nhau trong cơ thể sống. Có khoảng 40 vitamin và khoáng chất
cần thiết cho con người, so với nhu cầu của các chất dinh dưỡng cơ bản như protein,
gluxit, lipit thì nhu cầu về vitamin rất thấp, nó đảm nhận vai trò như là những chất
xúc tác ở cơ thể sinh vật. Dù lượng vitamin sử dụng rất ít nhưng khi thiếu 1 loại
vitamin nào đó thì sẽ dẫn đến những rối loạn hoạt động sinh lý bình thường của cơ
thể. [13]
Vitamin A là phân tử hữu cơ cần thiết với lượng rất nhỏ cho hoạt động
chuyển hóa bình thường của cơ thể sinh vật và có bản chất lý hoá học rất khác nhau,
là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người và rất cần thiết cho hoạt động sống
của các cơ thể sinh vật. Nó không tồn tại dưới dạng một hợp chất duy nhất, mà dưới
một vài dạng. Trong thực phẩm có nguồn gốc động vật, dạng tồn tại chính của
vitamin A là dạng retinol. Ngoài ra, cũng có thể tồn tại dưới dạng andehit là retinal,
hoặc dạng axit là axit retinoic [50]. Đặc biệt, vitamin A rất cần thiết cho sự sinh

trưởng và phát triển xương ở trẻ em, cho sự nhìn thấy (cụ thể trong ánh sáng hoàng
hôn), cho sự nguyên vẹn bề mặt biểu mô và niêm mạc. Biểu hiện của bệnh thiếu
vitamin A là quáng gà, sau đó có thể gây ra khô mắt, nhuyễn giác mạc và có thể gây
mù, đặc biệt ở trẻ em [49]. Sừng hóa da và thay đổi tổ chức màng niêm mạc nên dễ
bị nhiễm trùng (viêm đường tiết niệu, viêm phế quản...). Bệnh thiếu vitamin A rất
dễ xảy ra ở trẻ em trước tuổi đi học, chủ yếu là ở các nước chậm phát triển, nó luôn
kèm theo việc thiếu dinh dưỡng nói chung vì chất béo rất cần thiết cho sự hấp thụ
caroten, protein kích thích việc hấp thụ vitamin A. [49] [57]
Do đó, hàng năm ở các nước trên thế giới có tới 250.000 trẻ bị mù do thiếu
vitamin A [51]. Ngoài ra, vitamin A còn có tác dụng chống ung thư, chống lão hóa
do kìm hãm và ngăn chặn sự phát triển của các gốc tự do. Tuy nhiên, vitamin A hòa

9


tan trong chất béo nên việc thải lượng dư thừa từ ăn uống là khó khăn hơn so với
các vitamin tan trong nước. Do vậy, quá liều có thể dẫn đến ngộ độc vitamin A. Nó
có thể gây buồn nôn, vàng da, dị ứng, chứng biếng ăn, nôn mửa, nhìn mờ, đau đầu,
tổn thương cơ và bụng, uể oải và thay đổi tính tình. [49] [58]
Hiện nay, nhu cầu ăn uống của con người ngày càng tăng, vì vậy cung cấp
các vi chất dinh dưỡng trong nhiều loại thực phẩm là điều không thể thiếu. Con
người và động vật không thể hoàn toàn tự tổng hợp ra vitamin, nó thường có trong
thực vật (các loại thảo mộc, rau cải, trái cây). Với tầm quan trọng của vitamin A nên
hiện nay người ta đã bổ sung vitamin A vào trong ngũ cốc đã được chế biến, tuy
nhiên hàm lượng vitamin A bao nhiêu thì lại chưa được kiểm soát nghiêm ngặt.
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu vitamin A trong các loại
thực phẩm, sữa tươi, sữa lỏng, các loại củ và hạt,…Ở Việt Nam, một số nghiên cứu
của các tác giả trong nước về phân tích, đánh giá hàm lượng vitamin A trong một số
đối tượng rau, củ, quả bổ sung cho cơ thể qua khẩu phần ăn hàng ngày. Tuy nhiên,
việc nghiên cứu xác định hàm lượng vitamin A trong ngũ cốc chưa được nghiên cứu

một cách đầy đủ. Trong những năm gần đây, đã có nhiều chương trình dự án nghiên
cứu vai trò vitamin A trong việc giữ gìn và bảo vệ sức khỏe, đặc biệt là trẻ em và
các bà mẹ trong giai đoạn sinh con. Viện dinh dưỡng trung tâm kiểm nghiệm
VSATTP đã tiến hành nghiên cứu đề tài xác định vitamin A trong thực phẩm (mã số
H/QT/19.12.01 (20/11/2006). Tuy nhiên, các nghiên cứu xác định hàm lượng
vitamin A trong các loại ngũ cốc – nguồn thực phẩm trong đời sống hàng ngày chưa
được nghiên cứu đầy đủ.
Vì vậy, việc xác định vitamin A trong ngũ cốc chế biến góp phần khuyến cáo
giúp cho người tiêu dùng có cơ sở lựa chọn khẩu phần ăn hợp lý nhằm đảm bảo
lượng vitamin A cần thiết cho cơ thể, cũng như giúp cho các nhà quản lý trong việc
kiểm soát VSATTP.
Từ những yêu cầu thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Phân tích hàm lượng vitamin A trong một số loại ngũ cốc chế biến ở thành
phố Huế và một số vùng phụ cận bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao” đề
tài tập trung nghiên cứu các nội dung sau:

10


- Xây dựng quy trình phân tích vitamin A trong các mẫu ngũ cốc chế biến
bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao.
- Áp dụng quy trình phân tích hàm lượng vitamin A trong các loại ngũ cốc chế
biến ở thành phố Huế và một số vùng phụ cận.
- Đánh giá và so sánh hàm lượng vitamin A trong từng loại ngũ cốc và
khuyến cáo người tiêu dùng đặc biệt là đối tượng trẻ em.

11


NỘI DUNG

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC
Ngũ cốc theo quan niệm Trung Quốc thời kỳ cổ đại là tên gọi chung để chỉ năm
loại thực vật có hạt ăn được, về sau được dùng để gọi chung cho các loại cây lương
thực hay sản phẩm chính thu được từ chúng. Tuy nhiên, trong cách hiểu của các dân
tộc chịu ảnh hưởng từ nền văn hóa Trung Hoa thì khái niệm về ngũ cốc không hoàn
toàn giống nhau. Ngoài thuyết về ngũ cốc còn có các thuyết lục cốc, cửu cốc. Tuy
nhiên, thuyết về ngũ cốc chiếm ưu thế, có thể là do nó có liên quan tới học thuyết về
Ngũ Hành. [51]
Tại Trung Quốc, tồn tại hai thuyết cơ bản hơi khác nhau một chút về ngũ cốc.
Một thuyết cho rằng ngũ cốc gồm năm loại: Đạo (lúa), thử (kê), tắc trong tiếng
Quảng Đông thì là ngô, còn ở phương Bắc thì nó lại là kê, mạch (bao gồm đại mạch,
tiểu mạch, hắc mạch và yến mạch), thục (đậu tương). Một thuyết khác lại cho rằng,
ngũ cốc lại gồm: Ma (hạt gai dầu), thử, tắc, mạch, thục. Hai thuyết này khác nhau ở
chỗ một bên có lúa gạo nhưng không có gai dầu và ngược lại. Khi kết hợp cả hai
thuyết này lại sẽ có đạo, thử, tắc, mạch, thục, ma là sáu loại lương thực. [51] [54]

Hình 1.1. Một số loại ngũ cốc nguyên hạt

12


Ngũ cốc là một loại thực phẩm cung cấp rất nhiều những dưỡng chất cho cơ thể.
Trên thị trường, có rất nhiều loại ngũ cốc nhưng nói chung chúng được phân loại
thành 2 loại chính: Ngũ cốc nguyên hạt (nguyên chất) và ngũ cốc tinh chế (chế biến).
Ngũ cốc nguyên hạt là những loại ngũ cốc như lúa, lúa mì sau khi được chà
xát, lấy đi lớp vỏ trấu bên ngoài, hạt vẫn còn giữ màng cám, mầm và phần chính
của hạt gọi là phôi nhũ [56]. Thực phẩm nguyên hạt rất bổ và tốt cho sức khỏe. Nó
chứa nhiều dưỡng chất phytonutriments như các chất chống oxi hóa, chất lignines,
phytosterols (plant sterols), chứa nhiều loại vitamin (B, E), khoáng chất và nhiều

chất xơ nhưng ngược lại rất ít chất béo. Có thể nói, ngũ cốc nguyên hạt là thực
phẩm của sự sống, sự trường tồn. Vì vậy, đối với con người, chọn và sử dụng ngũ
cốc làm thực phẩm chính không chỉ dự trữ, bảo quản được lâu mà còn là nguồn dinh
dưỡng thích hợp để phòng bệnh cũng như để có được một sức khỏe tốt.
Ngũ cốc tinh chế là các loại ngũ cốc thành phẩm đã được chiết tách, sản xuất
qua quá trình tinh luyện và xử lý. Quá trình tinh chế nói chung liên quan đến việc
loại bỏ cám và mầm. Nó trái ngược với ngũ cốc nguyên cám, tức là các sản phẩm
ngũ cốc bao gồm ngũ cốc hoặc cám đã được thay đổi lớn từ thành phần tự nhiên của
chúng. Hơn nữa việc tinh chế bao gồm trộn, tẩy trắng và bổ sung thêm các vi chất,
dưỡng chất dinh dưỡng làm phong phú thêm sản phẩm. [16]
Hạt ngũ cốc được cấu tạo bởi ba bộ phận (vỏ cám, phôi, nội nhũ) và mỗi bộ
phận có vai trò cung cấp chất dinh dưỡng khác nhau. [56]
Vỏ cám: Lớp vỏ bên ngoài của hạt, có nhiều lớp, giúp bảo vệ hai phần bên
trong của hạt khỏi ánh sáng, côn trùng, nước và bệnh. Nó chứa những hợp chất chống
oxi hóa, sắt, kẽm, đồng, magie, các vitamin, chất xơ và các hoạt chất thực vật.
Phôi: Nếu được thụ tinh bằng phấn hoa, phôi sẽ mọc mầm và hình thành cây
mới. Nó chứa các vitamin B, vitamin E, các chất chống oxi hóa, các hoạt chất thực
vật và các chất béo không bão hòa.
Nội nhũ: Nguồn cung cấp dinh dưỡng cho phôi, nếu hạt ngũ cốc được trồng
thì nội nhũ sẽ cung cấp nguồn năng lượng thiết yếu cho cây con. Là thành phần lớn
nhất của hạt, nội nhũ chứa cacbohidrat dạng tinh bột, protein và một lượng nhỏ các
vitamin và khoáng chất.

13


Hình 1.2. Sơ đồ giải phẫu hạt ngũ cốc [56]
Ngũ cốc nguyên hạt chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe, bao gồm chất xơ,
tinh bột và các axit béo thiết yếu, các chất chống oxi hóa, các vitamin, các khoáng
chất, lignin và các hợp chất phenolic; các hợp chất này có khả năng làm giảm nguy

cơ mắc bệnh tim mạch, ung thư, đái tháo đường, béo phì và các bệnh mãn tính khác;
đồng thời trong một số nghiên cứu gần đây việc sử dụng ngũ cốc theo một chế độ
ăn thích hợp cũng góp phần quan trọng trong việc kiểm soát cân nặng.
1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGŨ CỐC CHẾ BIẾN
Ngũ cốc chế biến là loại ngũ cốc đã qua tinh chế, được nhà sản xuất tách, chiết
và bổ sung một số loại khoáng chất và thành phần dinh dưỡng để nâng cao hiệu quả
dinh dưỡng đối với người tiêu dùng, đặc biệt là trẻ em.
Ngũ cốc dinh dưỡng trên thị trường là sự kết hợp của hạt bắp, lúa mì, lúa mạch,
gạo, đậu, yến mạch… đã được sấy khô và nghiền nhỏ. Cách làm này sẽ làm cho hạt
mất nước và trở nên giòn tan, giúp hàm lượng tinh bột có trong các loại đậu, hạt trở
nên dễ tiêu hóa và dễ hấp thu hơn khi dung nạp vào cơ thể. [56]
Ngũ cốc cung cấp nguồn dinh dưỡng qúy giá trong khẩu phần ăn của trẻ em.
Ngũ cốc chứa nhiều thành phần canxi, sắt, kẽm, các viatmin như A, B và C có lợi
cho sự phát triển thể chất của trẻ. Việc tiêu thụ từ 50 – 60 g ngũ cốc/ngày với trẻ
đang trưởng thành sẽ rất có lợi cho trẻ, nhờ vào thành phần các chất dinh dưỡng dồi

14


dào có trong ngũ cốc. Với trẻ nhỏ nên cho tiêu thụ loại ngũ cốc có hương vị tự
nhiên hoặc ngũ cốc có bổ sung vitamin, không chất béo, lượng đường dưới 25% là
tốt hơn cả. Loại ngũ cốc nguyên hạt cung cấp nhiều chất dinh dưỡng hơn đối với trẻ
từ 8 đến 12 tuổi. Trẻ tiêu thụ ngũ cốc thường xuyên sẽ giảm thiểu tình trạng béo
phì, tăng cân đồng thời tốt cho sức khoẻ hơn so với trẻ ăn ít ngũ cốc. [8] [49]

Hình 1.3. Một số sản phẩn ngũ cốc chế biến
1.3. TỔNG QUAN VỀ VITAMIN
1.3.1. Khái niệm, phân loại vitamin
1.3.1.1. Khái niệm vitamin
Vitamin là phân tử hữu cơ cần thiết với lượng rất nhỏ cho hoạt động chuyển

hóa bình thường của cơ thể sinh vật và có bản chất lý hoá học rất khác nhau. So với
nhu cầu của các chất dinh dưỡng cơ bản như protein, gluxit, lipit thì nhu cầu về
vitamin rất thấp, nó đảm nhận vai trò như là những chất xúc tác trong cơ thể sinh
vật. [13]
Con người và động vật không thể hoàn toàn tự tổng hợp ra vitamin, nó
thường có trong thực vật (các loại thảo mộc, rau cải, trái cây). Dù lượng vitamin sử
dụng rất ít nhưng khi thiếu 1 loại vitamin nào đó sẽ dẫn đến những rối loạn hoạt
động sinh lý bình thường của cơ thể. [13] [50]

15


1.3.1.2. Phân loại vitamin
Theo tính chất hòa tan, vitamin được chia làm hai loại: hòa tan trong nước,
và hòa tan trong chất béo. Đây không phải là sự phân chia tuyệt đối nhưng trong
mức độ đặc biệt nào đó, một số vitamin được hòa tan trong nước cũng có thể hòa
tan trong chất béo và ngược lại. [53]
Vitamin hòa tan trong nước: Gồm có vitamin C và hỗn hợp vitamin B.
Những vitamin này có tính chất tồn trữ ngắn hạn trong cơ thể, bằng cách thẩm thấu
qua hệ thống tiêu hóa và hòa tan trong nước của cơ thể để tiến hành các nhiệm vụ
riêng biệt của chúng. Sau đó, chúng được thải ra ngoài cơ thể cùng các cặn bã khác
qua sự bài tiết. Do đó, khi chúng ta dùng lượng lớn hay quá độ các vitamin C và
hỗn hợp vitamin B, chúng cũng không gây độc hại cho cơ thể. [13]
Vitamin hòa tan trong chất béo: gồm có các vitamin A, D, E, và K. Những
vitamin này có tính chất tồn trữ dài hạn trong cơ thể ở các mô tầng chất béo và một
số bộ phận khác, nhất là ở gan. Do đó, khi chúng ta dùng số lượng lớn hay quá độ
các vitamin này, chúng có thể gây độc hại cho cơ thể. [20] [53]
Bảng 1.1 Tính chất của các nhóm vitamin [13]
Phân loại


Nhóm hòa tan trong nước

Nhóm hòa tan trong chất béo

Gồm

Nhóm vitamin B và C

A, D, E, K

- Tồn tại ngắn trong cơ thể

- Có khả năng tồn tại vài ngày
trong cơ thể

- Được thải ra thường xuyên chủ - Giữ lại lâu trong cơ thể ở các mô
yếu theo con đường bài tiết hoặc mỡ và tập trung nhiều ở gan
Tính chất

tiêu hóa
- Dễ thiếu hụt

- Khi thiếu triệu chứng phát sinh
chậm chạp

- Phải cung cấp hàng ngày

- Không cần cung cấp hàng ngày

- Không có tiền vitamin


- Có chất tiền vitamin

16


1.3.2. Vai trò của vitamin
Khi được đưa vào cơ thể con người, vitamin là một chất xúc tác trong các hệ
thống sinh hóa của cơ thể và có nhiệm vụ biến thể hay biến năng để giúp các tế bào
và các mô hoàn thành tốt đẹp những chức năng sinh lý riêng biệt, nhằm bảo tồn sự
lành mạnh cho cơ thể. [13]
Mỗi vitamin đều có nhiệm vụ và chức năng khác nhau. Mặc dù trong một vài
trường hợp đặc biệt, giữa các vitamin cũng có vài nhiệm vụ và chức năng trùng hợp
nhưng mỗi vitamin không thể thay thế nhiệm vụ cho nhau. Vitamin D hoạt động tốt
hơn nếu có sự hiện diện của vitamin A. Hơn nữa, hai vitamin D và A sẽ hoạt động
tốt hơn nếu có sự hiện diện của vitamin B. Vitamin E có thể có hiệu quả hơn khi
được đi chung với hai vitamin D và A... Vitamin C sẽ gây ảnh hưởng cho sự hữu
dụng của vitamin A. Sự khiếm khuyết trầm trọng của vitamin B1 có thể gây ảnh
hưởng đến sự thẩm thấu của những vitamin khác. Do đó, với nhiều diễn biến liên hệ
bên trong cơ thể, sức khỏe cơ thể luôn luôn tùy thuộc vào những vai trò hoạt động
phối hợp bên trong của những vitamin với nhau. [13] [50]
Ngoài ra, vitamin còn đóng góp nhiệm vụ kiểm soát việc sử dụng các chất
dinh dưỡng khác như: khoáng chất, chất đạm, chất đường, và nước. Mặc dù cơ thể
không thể kéo dài cuộc sống mà không có những vitamin cần thiết, nhưng vitamin
không phải là chất thay thế cho thực phẩm để nuôi sống và phát triển cơ thể. Ở điểm
này, có nhiều người thường hiểu lầm và nghĩ rằng vitamin có thể thay thế cho thực
phẩm. Vitamin không có giá trị năng lượng và cũng không phải là chất để cấu tạo
và tăng trưởng cơ thể như các chất đạm, đường, béo, nước, và khoáng chất. Do đó,
vitamin không có nhiệm vụ thay thế cho thức ăn. Vì vậy, chúng ta không nên nghĩ
rằng dùng vitamin trong lúc nhịn ăn uống để có sức khỏe tốt cho cơ thể.

Mặc dù mỗi loại thực phẩm đều có chứa đựng một hoặc nhiều vitamin khác
nhau với số lượng nhiều hay ít, nhưng phần đông người bình thường vì hoàn cảnh
và điều kiện sinh sống không thể thực hiện được một thói quen ăn uống, quân bình
cho nhiều loại thức ăn khác nhau trong một khẩu phần ăn hàng ngày. Cho nên, để
bổ sung và tránh tình trạng khiếm khuyết vitamin, chúng ta nên dùng thêm một số
lượng nhỏ hỗn hợp các loại vitamin và khoáng chất. [58]

17


1.3.3. Vitamin A
1.3.3.1. Lịch sử tìm ra vitamin A [50] [57]
Năm 1816, Các nhà sinh lý học Francois Magendie tiến hành thí nghiệm thiếu
dinh dưỡng với chó dẫn đến loét giác mạc và tử vong cao - một tìm kiếm tương tự như
tình hình lâm sàng thường gặp ở trẻ em do biếng ăn, trẻ sơ sinh bị bỏ rơi tại Paris.
Trong những năm 1880, Nicolai Lunin cho thấy rằng có một chất không rõ
trong sữa, đó là điều cần thiết cho dinh dưỡng và Carl Socin gợi ý rằng một chất
không rõ cho sự tăng trưởng trong lòng đỏ trứng là chất béo hòa tan.
Năm 1909 Step đã tiến hành cho chuột ăn thực phẩm đã bị rút hết chất béo
bằng hỗn hợp ete- rượu. Với thí nghiệm này, Step đã đưa ra nhận xét rằng: trong
thực phẩm có các yếu tố hòa tan trong chất béo cần thiết cho hoạt động sống của cơ
thể con người gọi là yếu tố A, sau này được gọi là vitamin nhóm A.
Năm 1920: Osborn, Mendel và 1 số tác giả khác phát hiện thấy có các hợp
chất tương tự như vậy ở thực vật. Sau đó hai nhà bác học Eiler (năm 1929) và Mur
(năm 1930) đã đưa ra ý kiến cho rằng các hợp chất tương tự đó là các carotene,
chính là tiền thân của vitamin A hay là các provitamin A.
Năm 1828-1831 nhà bác học Đức Karrer đã dùng phương pháp sắc ký để
phân chia và phát hiện ra cấu trúc của vitamin A và caroten.
Năm 1947, vitamin A được tổng hợp đầu tiên bởi hai nhà hóa học Hà Lan
David Adriaan van Dorp và Jozef Ferdinand Arens.

Năm 1950 nhiều nhà hóa học trong đó có Karrer đã tổng hợp thành công chất
β- caroten là một trong 3 dạng đồng phân quan trọng của caroten.
1.3.3.2. Khái niệm vitamin A [50]
Vitamin A là tên của một nhóm các retinoids tan trong chất béo, bao gồm
retinol, retinal, axit retinoic, và este retinyl. [30] [58].
 Trong thực phẩm có nguồn gốc động vật: dạng chính của vitamin A là
ancol retinol nhưng cũng có thể tồn tại dưới dạng andehit retinal hay dạng axit
retinoic. [30] [58]
 Các tiền chất của vitamin A tồn tại trong thực phẩm có nguồn gốc thực
vật gồm 3 loại là α, β, γ-caroten.

18


Tất cả các dạng vitamin A đều có vòng β-ionon và gắn vào nó là chuỗi
isoprenoit. Cấu trúc này là thiết yếu cho độ hoạt động sinh hóa của vitamin.
1.3.3.3. β-caroten [33]
Có nhiều dạng caroten khác nhau nhưng β-caroten là tiền vitamin A có hoạt
tính sinh học cao nhất. Khi chuyển hóa β-caroten bằng enzym carotenase sẽ thu
được 2 phân tử vitamin A. β-caroten không tự chuyển qua vitamin A mà phụ thuộc
vào nhu cầu của cơ thể.
Khi cơ thể cần vitamin A thì β-caroten sẽ chuyển thành vitamin A. βcaroten có trong ớt, cà rốt, hành lá, bí đỏ, gấc... β-caroten dư được tích lũy trong
các mô mỡ.
Khi đưa vào cơ thể động vật, caroten chuyển thành vitamin A nhờ hệ vi sinh
đặc trưng. Sự chuyển hóa này có thể xảy ra ở tuyến giáp trạng nhờ sự tham gia của
chất tireogbulin (có tính chất của enzim carotenase) hay có nghiên cứu cho rằng vị
trí chuyển hóa của caroten thành vitamin A là thành ruột non. Ở thực vật, β –
caroten có thể chuyển hóa thành vitamin nhờ sự phân cắt một nối đôi ở trung tâm.

Hình 1.4. Mô tả quá trình tạo vitamin A từ β-caroten [33]

1.3.3.4. Cấu tạo hóa học [33] [47] [58]
Vitamin A tồn tại ở dạng retinol và tiền vitamin (provitamin) có màu vàng gọi
là caroten. Ngoài ra, vitamin còn tồn tại dưới dạng retinal, axit retinoic và este
retinyl [33].

19


 Retinol:

 Axit retinoic:

 Retinyl axetat:

 Retinyl panmitat:

 Retinal:

 𝛽 – caroten:

Hình 1.5. Các dạng tồn tại của vitamin A và dẫn xuất [33]

20


Năm 1933 Kaner tìm ra cấu trúc hóa học của nhóm vitamin A. Sau đó người
ta tổng hợp nó bằng phương pháp hóa học. Vitamin A có thể coi như 1 ancol không
no cấu tạo gồm vòng Beta - ionon và gắn vào nó các chuỗi isoprenoit
Hai dạng retinol và retinal có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng axit retionic
không thể chuyển đổi ngược lại thành 2 dạng trên:

Este retinyl  retinol  retinal axit retionic
1.3.3.5. Tính chất vật lí [13]
Vitamin A là chất kết tinh, màu vàng, nóng chảy ở nhiệt độ 620 – 640C.
Vitamin A không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong chất béo, dầu và đặc biệt
là các dung môi hữu cơ ít phân cực.
Vitamin A có thể bị ảnh hưởng xấu bởi oxi hay không khí, ánh sáng và nhiệt
độ. Sự ẩm ướt và độ ẩm không khí cao sẽ làm tăng các hiệu ứng. Vì vậy sự biến đổi
có thể được giảm đáng kể khi tách nó khỏi nguồn oxi hay hơi ẩm và sự hiện diện
của chất chống oxi hoá cùng với việc bảo quản ở nhiệt độ thấp.
β-Carotene là tiền chất của vitamin A (carotenoid) quan trọng nhất, tan tốt
trong CS2, cloroform, benzen, tan trung bình trong ete, dầu thực vật, tan ít trong
metanol, etanol, nhưng không tan trong nước, axit, hợp chất alkan, có nhiệt độ nóng
chảy cao 1760C – 1830C. Tinh thể β-Caroten có dạng hình lăng trụ 6 mặt, màu tím
đậm nếu kết tinh từ dung môi benzen, metanol và có hình thoi, màu đỏ nếu kết tinh
từ petroleum ete.
1.3.3.6. Tính chất hóa học [13] [50]
 Tính chất của vitamin A
Trọng lượng phân tử: 286.45
Công thức hóa học: C20H30O
Tên

theo

hệ

thống

IUPAC: (all-E)-3,7-dimethyl-9-(2,6,6-trimethyl-1-

cyclohexen-1 yl)-2,4,6,8-nonatetraen-1-ol

Tên theo hệ thống CAS: Retinol
Vitamin A dễ bị oxi hóa trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Trong cơ thể dưới tác dụng của chất xúc tác sinh học vitamin A dạng retinol
chuyển thành vitamin A dạng retinal.

21


Vitamin A ở gan động vật tồn tại dưới dạng este với axit axetic và axit panmitic.
Phản ứng với SbCl3 cho phức màu xanh.
Phản ứng với H2SO4 tạo sản phẩm có màu nâu.
Vitamin A bị phân hủy khi có oxi không khí hoặc bị đun nhẹ, tuy nhiên nó
khá bền đối với axit và kiềm. Vitamin A và caroten tham gia vào quá trình oxi hóa –
khử, có thể đồng thời là chất nhận và chất nhường oxi.
 Tính chất của β-caroten [33]

Hình 1.6. Hình dạng tồn tại của β-caroten
Khi đưa vào cơ thể động vật thì caroten chuyển thành vitamin A nhờ hệ vi
sinh đặc trưng. Trong cơ thể động vật sự chuyển hóa caroten thành vitamin A có thể
xảy ra ở tuyến giáp trạng nhờ sự tham gia của chất tireogbulin (có tính chất của
enzim carotenase).
1.3.3.7. Tính chất quang phổ [13] [47]
Vitamin A có tính hấp thụ tia cực tím UV nhờ vào hệ nối đôi liên hợp. Phổ
hấp thụ trong tia tử ngoại là λmax= 324 – 325 nm. Ta có bảng sau:
Bảng 1.2. Tính chất quang phổ của vitamin A
Chất

Công thức

Quang phổ

λmax (nm)

E-1 (cm-1)

All-trans-retinol

C20H30O

325

1845

13-cis-retinol

C20H30O

328

1689

11-cis-retinol

C20H30O

319

1220

All-trans-retinyl-axetat


C22H32O2

325

1560

All-trans-retinyl-panmitat

C36H60O2

325

940

All-trans-retinal

C20H28O

383

1510

Axit All-trans-retinoic

C20H28O2

350

1510


Axit 13-cis-retinoic

C20H28O2

354

1325

22