Lipid trong dinh dưỡng và sức khỏe

1. Lipid trong dinh dưỡngvà sức khỏe PGS.TS.Dương Thanh Liêm Bộ môn Dinh dưỡng động vật Khoa Chăn nuôi Thú Y Trường Đại học Nông Lâm

2. Phân loại chất béo thô dựa theo cấu trúc hóa học.Nguồn tài liệu: Kakuk T., Shmidt J, 1998

3. Phân loạiLipid thôdựa trênđặc tínhhóa lý

4. Vai trò chất béo trong dinh dưỡng động vật 1.Cung cấp nguồn năng lượng cao gấp đôi tinh bột. 2.Là dung môi hòa tan vitamin và sắc tố tan trong dầu. 3.Tăng khẩu vị thức ăn, giảm độ bay bụi, ép viên bóng. 4.Cung cấp một số acid béo thiết yếu như: -3, -6, CLA 5.Chất béo thức ăn chuyển hóa thành chất béo động vật. 6.Chuyển hóa thành các chất khác trong trao đổi chất. 7.Một số chất béo chưa no tham gia cấu trúc màng tế bào. 8.Nguồn dự trử năng lượng cao cho cơ thể. 9.Tạo lớp mỡ dưới da, sáp ở da, sừng, mống, lông, tóc. 10.Một số chất béo đặc biệt như là thực phẩm chức năng.

5. Các loại chất béo Khả năng tiêu hóa (%) M.E. (MJ/kg) M.E. (Kcal/kg) Dầu đậu nành Dầu mầm bắp Mở heo Mở bò Tinh bột 95 92 89 73 90 38.36 30.87 36.76 30.16 17.57 9.168 7.378 8.785 7.208 4.20 Dầu mỡ là nguồn cung năng lượng cao cho cơ thể Nguồn tài liệu: Kakuk T. và Schmidt J. 1988.

6. Lipid tham gia cấu tạo các hợp chất sinh học trong não bộ • Não bộ chứa 50% lipid so với trọng lượng chất khô Các hợp chấtMyelinChất trắngChất xám Protein 30.0 39.0 55.0 Lipid 70.0 54.0 33.0 Cholesterol 27.7 27.5 22.0 Cerebroside 22.7 19.8 5.4 Sulfatide 3.8 5.4 1.7 Sphingomyelin 7.9 7.7 6.9 Phospholipids 43.1 45.9 69.5 Cholesterol : Phospholipid : Galactolipid 2 : 2 : 1 http://biology.csusb.edu/classes/480/480NeurochemI.ppt

7. Phân loại acid béo dựa theo cấu trúc hóa học Cơ sở khoa học phân loại acid béo: Phân loại dựa theo chiều dài mạch carbon: • Từ 6 carbon trở xuống gọi acid béo mạch ngắn • Từ 7-10 carbons – acid béo có mạch carbon trung bình. • Từ 11 carbons trở lên – acid béo có mạch carbon dài. Phân loại dựa theo số mạch nối đôi trong chuổi carbon: • Acid béo no – không có nối đôi (saturated Fatty Acid, SFA). • Acid béo chưa no có 1 nối đôi (Monounsaturated Fatty Acid, MUFA) • Acid béo chưa no có từ 2 nối đôi trở lên (Polyunsaturated Fatty Acid, PUFA). • Acid béo dạng sis và dạng trans Phân loại dựa theo giá trị sinh học: • Acid béo thiết yếu: Linoleic (Omega-6) và Linolenic (Omega-3) • Acid béo không thiết yếu, là những acid béo còn lại.

8. Acid béo có mạch carbon ngắnSCFA (Short-chain fatty acids) • Acetic acid: C2H4O2 • Propionic acid: C3H6O2 • Lactic acid: C3H6O3 • Isobutyric acid: C4H8O2 • Butyric acid: C4H8O2 • Succinic acid: C4H6O4 • Isovaleric acid: C5H10O2 • Valeric acid: C5H10O2 • Caproic acid: C6H12O2 Acid béo mạch ngắn hấp thu trực tiếp qua niêm mạc ruột, được tế bào đốt cháy trực tiếp sinh năng lượng mà không cần những biến đổi phức tạp nên nó là nguồn cung năng lượng tốt nhất cho tế bào nhung mao ruột để duy trì tuổi thọ và chiều dài nhung mao. Acid béo mạch ngắn còn có tác dụng hạ pH trong đường tiêu hóa, có tác dụng ức chế vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn lên men thối.

9. Acid béo có mạch carbon trung bình Medium-chain triglycerides (MCTs) • Medium-chain triglycerides (MCT) là chất béo có chuỗi carbon của acid béo dài trung bình (khoảng từ 6 đến 10, hoặc có tài liệu là12 carbons) là một ester giữa acid béo với glycerol. • MCT hấp thu theo kiểu khuếch tán xuyên qua niêm mạc ống tiêu hóa rồi vào gan qua tỉnh mạch cửa (portal system), vì vậy chúng như là nguồn cung năng lượng nhanh như carbohydrate. • Chất béo có mạch carbon dài LCT (longer chain Trglycerides) hấp thu vào hệ thống mạch lympho. MCT hấp thu không cần có muối mật́. Những bệnh suy dinh dưỡng do rối loạn tiêu hóa thì MCT không tốn năng lượng để hấp thu, cơ thể sử dụng trực tiếp MCT để sinh năng lượng, không cần qua gan để phân cắt ra từng đoạn ngắn. • Trong dầu dừa có khoảng 66% chất béo có mạch carbon trung bình MCT. MCT cũng có trong dầu cọ và trong quả hạch. Tỷ lệ của những acid béo này trong dầu dừa là: 2(C6); 55(C8); 42(C10); 1(C12).[1] • MCT có chứa acid béo có chuỗi carbon trung bình MCFA (medium-chain fatty acids), có nhiều trong sữa của người, sữa ngựa. Chó và chuột biển phần lớn là chất béo có mạch carbon dài (long-chain fatty acids). Chất bép của sữa bò, cừu, dê rất giàu acid béo mạch ngắn (short-chain acids). • Trãi qua nhiều năm nghiên cứu người ta biết được rằng MCTs có thể giúp cho quá trình đốt cháy sinh năng lượng vượt trội. Sự tiêu thụ MCTs thường xuyên không gây ra hiện tượng tích mỡ, vì phần lớn năng lượng từ nguồn này dễ bị đốt cháy hơn chất béo có mạch carbon dài.[3] Link Powerpoint

10. Acid béo dạng Cis và dạng Trans • Nối đôi dạng Cis • Nguyên tử Hydrogen ở cùng một phía tại vị trí nối đôi • Nối đôi dạng Trans • Nguyên tử Hydrogen ở hai phía đối diện nhau tại vị trí nối đôi

11. Phân loại acid béo dựa trên giá trị sinh học của acid béo Acid béo không thiết yếu: Cơ thể tổng hợp được, không cần cung cấp từ thức ăn Acid béo thiết yếu: Cơ thể không tổng hợp được, cần cung cấp từ thức ăn • Acid Linoleic: • 18 carbons, 2 cis nối đôi, ω-6 fatty acid, thiết yếu với động vật trên cạn • Cơ thể chuyển hóa ra acid arachidonic • Linolenic Acid • 18 carbon, 3 cis nối đôi, Acid béo ω-3 thiết yếu với các loài thủy sản, với động vật trên cạn. • Cơ thể chuyển hóa ra docosahexaenoic acid (DHA) & eicosapentaenoic acid (EPA)

12. Acid arachidonic và DHA rất cần thiết cho dinh dưỡng tối ưu với trẻ ẩm ngữa • Là acid béo thiết yếu có điều kiện cho trẻ ẩm ngữa • Acid Arachidonic • Acid béo ω-6 • DHA • Acid béo ω-3 • DHA & Acid arachidonic • Hỗ trợ cho sinh trưởng, phát triển mắt, hệ thống thần kinh, & chức năng tâm thần, trí tuệ • Tìm thấy trong sữa mẹ tương đối nhiều. • Ngày nay người ta đưa thêm vào thức ăn trẻ em

13. Chức năng của các Acid béo thiết yếu • Eicosanoids • Là chất môi giới (Lipid mediator) của quá trình viêm từ acid arachidonic và EPA • Bao gồm: • Prostaglandins PGE2 • Prostacyclins • Thromboxanes • Leukotrienes http://www.avs.uidaho.edu/avs305/Lipid intro.ppt

14. Chức năng của Acid báo thiết yếu • Eicosanoids • Chức năng: • Trợ giúp & điều chỉnh kháng thể & hệ thống tim mạch • Hoạt động như là sứ giả hóa học • Acid Linoleic ω-6 eicosanoids • Gây ra chứng viêm (Inflammation) • Acid Linolenic ω-3 eicosanoids • Dãn nở mạch máu làm tiêu viêm http://www.avs.uidaho.edu/avs305/Lipid intro.ppt

15. Tạo nên sự cân bằng giữacác acid chưa no Omega-6 và Omega-3 1 4 Giảm sự viêm nhiễm 10 Có nhiều trong động vật biển Xúc tiến sự viêm Có nhiều trong chất béo thực vật Omega-3 Omega-6 Tỷ lệ bệnh viêm nhiểm tăng cao Mất cân bằng trong khẩu phần “western”

16. Từ chất béo thiết yếu, tạo ra cáchoạt chất sinh học cực kỳ quan trọng. • Từ Arachidonic chuyển hóa thành prostaglandin • Từ Linoleic chuyển hóa thành CLA, và thành Arachidonic • Những acid béo chưa no trong thức ăn giúp cơ thể đào thải cholesterol ra ngoài dễ dàng.

17. n - 3 n - 6 n- 9 18:3 18:2 18:1 α - linolenic Linoleic Oleic (1) (1) (1) 18:4 18:3 18: 2  - linolenic ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) 20:3 20 : 2 20 :4 Di homo - -  - linolenic ( 3 ) ( 3 ) ( 3 ) 20:4 20 : 3 20 : 5 Arachidonic EPA ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 2 ) 2 2 : 3 22:4 2 4 :4 22:5 24:5 (1) = D 6 desaturase s ( 1 ) ( 1 ) ( 2 ) = Elongase ( 4 ) ( 4 ) 2 4 : 5 2 2 : 5 24: 6 2 2 : 6 ( 3 ) = D 5 Desaturases DHA ( 4 ) = b - Ox i dation (peroxi some s ) Sự chuyển hóa linoleic trong cơ thể

18. COO - C H 3 Arachidonate Cyclooxygenase 2 O + 2 O COO - O C H 3 O O H Prostaglandin G 2 + 2 H 2 e- + O Peroxydase H O CH CH CH (CH ) COOH 2 2 2 3 O COO - O C H CH CH CH (CH ) CH 3 H O 2 4 3 O H O H Prostaglandin H PGE (a prostaglandin) 2 2 Sự chuyển hóa từ arachidonate thành prostaglandin

19. Tác dụng sinh học của prostaglandin Trong cơ thể động vật có đến 14 loại prostaglandin khác nhau, với tác dụng sinh học cũng khác nhau. Hiện nay con người đã tổng hợp nhân tạo chất prostaglandin gọi là PGα2. 1. Người ta thường sử dụng prostaglandin PG α2 nhiều nhất để gây động dục cho gia súc. 2. Prostaglandin cũng được sử dụng làm thuốc chống viêm không phải steroid NSAID (Nonsteroidal anti-inflammatory drug), 3. PGHS còn được sử dụng để điều trị các bệnh về tim mạch và còn tiếp tục nghiên cứu để chữa bệnh ung thư.

20. Acid béo chưa no MUFA và PUFAđối với bệnh tim mạch • MUFA: Mono-Unsatured-Fatty-Acids • PUFA: Poly-Unsatured-Fatty-Acids • Omega-3 Là những acid béo cấu tạo nên hạt mỡ nhỏ trong máu, mang cholesterol từ mô ra gan theo mật đổ vào ruột. Đây loại Lipoprotein-cholesterol tốt: HDL-cholesterol. Trái lại LDL là hạt mỡ máu lớn do acid béo bão hòa (mỡ no của động vật) tạo ra. Nó mang cholesterol từ gan về tích tụ trong mô.

21. Triệu chứng thiếu acid béo thiết yếu • Da bị kích thích và có vẩy nến • Có vấn đề đường tiêu hóa • Hệ thống kháng thể bị tổn thương • Sinh trưởng chậm đối với trẻ em • Có ảnh hưởng đến phát triển thần kinh, trí tuệ của trẻ em

22. Bệnh rối loạn tích lũy lipids “Tay-Sachs Disease” • Rối loạn do di truyền tích lũy chất béo. • Do thiếu hụt nhiểm sắc thể • Nghèo enzyme hexosaminidase để biến đổi GM2 đến GM3 • Gây ra sự tích lũy lipids dưới da như mụn rộp nước • Sai lệch sự phát triển hệ thống thần kinh và thường chết sau 3 - 5 năm tuổi. • Loại bệnh này hiện nay chưa có biện pháp chữa trị. http://biology.csusb.edu/classes/480/480NeurochemI.ppt

23. Mỡ và dầu Triglycerides MUFA PUFA

26. Tên thông thường Tên theo hệ thống hóa học Số carbon : nối đôi Capric Decanoic 10:0 Lauric Dodecanoic 12:0 Myristic Tetradecanoic 14:0 Palmitic Hexadecanoic 16:0 Stearic Octadecanoic 18:0 Arachidic Eicosanoic 20:0 Behenic Docosanoic 22:0 Lignoceric Tetracosanoic 24:0 Những acid béo no có trong chất béo tự nhiên http://www.byrnehealthcare.com/animations/SutterHeartAttack.htm Tác hại của acid béo no khi sử dụng nhiều Gây ra các chứng bệnh tim, mạch: 1., 2., http://www.byrnehealthcare.com/animations/SutterStroke.htm (Nguồn:FAO and WHO, 1993)

27. Tên thông thường Tên theo hệ thống hóa học Số Carbon: số nối đôi Vi trí nối đôi Palmitoleic 9-hexadecenoic 16:1 n-7 Oleic 9-octadecenoic 18:1 n-9 Gadoleic 11-eicosaenoic 20: I n-9 Cetoleic 11-docasaenoic 22:1 n-11 Erucic 13-docasaenoic 22: 1 n-9 Nervonic 15-tetracosaenoic 24:1 n-9 Linoleic 9,12-octadecadienoic 18:2 n-6 α-linolenic 9,12,15-octadecatrienoic 18:3 n-3 -linolenic 6,9,12-octadecatrienoic 18:3 n-6 Dihomo--linolenic 8,11,14-eicosatrienoic 20:3 n-6 5,8, 11-eicosatrienoic 20:3 n-9 Arachidonic 5,8,11,14-eicosatetraenoic 20:4 n-6 EPA 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 20:5 n-3 Adrenic 7,10,13,16-docosatetraenoic 22:4 n-6 7,10,13,16,19-docosapentaenoic 22:5 n-3 DPA 4,7,10,13,16-docosapentaenoic 22:5 n-6 DHA 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic 22:6 n-3 Những acid béo chưa no có trong chất béo tự nhiên

28. Nguồn acid béo no và chưa no trong thực phẩm

29. X Phospholipid phân tử lưỡng cựcvừa tan được trong nước, vừa tan được trong chất béo. Lipophil R—N+ Hydrophil. Ứng dụng rất rộng trong lĩnh vực thực phẩm và TĂ chăn nuôi để làm cho chất béo phân tán trong thực phẩm và thức ăn, tạo nên các hạt mỡ nhỏ, dễ tiêu.

30. O C O C H 2 O C H O C H 3 C C H O P O C H C H N C H 2 2 2 3 O O C H 3 phosphatidylcholine (lecithin) phospholipid (PL), cấu trúc và vai trò sinh học Tan trong nước Tan trong chất béo Phân tử lưỡng cực

31. Cấu trúc 3D của Lecithin Lecithin được coi như là chất bổ sung trong thức ăn, nó có cấu tạo phospholipid. Do có tính lưỡng cực nên được cấu tạo màng tế bào 2 lớp.

32. Vai trò cấu tạo màng tế bào của chất béo phân cực Cấu tạo hóa học và cấu tạo 3 D Của chất béo phân cực Cấu trúc màng tế bào

33. Phospholipid với cấu trúc vỏ tế bào

34. Cấu trúc đầy đủ của màng tế bào Protein và Marker carbohydrate Bên ngoài tế bào Màng lipid tế bào Protein gắn vào một bên tế bào Bên trong tế bào Protein duỗi thẳng xuyên qua màng tế bào

35. Cấu trúc các phân tử chức năngtrên màng tế bào sinh học • The cell membrane

36. Cấu trúc màng tế bào là các phospholipid với các phân tử protein chức năng gắn trên nó

37. Sử dụng Lecithin nâng cao tiêu hóa chất béo Lecithin được coi như là chất bổ sung trong thức ăn, nó có cấu tạo phospholipid. Do có tính lưỡng cực nên gắn được vào trong hạt mỡ, một đầu hút vào nước, phân tán hạt mỡ trở nên nhỏ và tan trong nước, giúp quá trình tiêu hóa hấp thu trở nên tốt hơn. Hạt mỡ nhũ hóa Hạt mỡ chưa nhũ hóa có thể dính lại thành hạt lớn khó tiêu hóa hấp thu

38. LIPIDIN – là một dạng phospholipidcó khả năng nhũ hóa chất béo rất cao Khả năng nhũ hóa chất béo thấp Khả năng nhũ hóa chất béo cao

39. Vi nhung mao trên tế bào niêm mạc ruột và hạt mỡ nhỏ micell Hạt mỡ lớn trong ruột bị phân cắt trên bề mặt bởi men lipase và được nhũ hóa Vi nhung mao trên tế bào niêm mạc ruột và hạt mỡ nhỏ micell Hạt mỡ lớn trong ruột bị phân cắt trên bề mặt bởi men lipase và được nhũ hóa

40. Các chỉ tiêu Đối chứng 1 KP đối chứng 1 + 750g Lipidin/tấn TĂ Đối chứng 2 + 4% mỡ KP đối chứng 2 + 4% mỡ + 750g Lipidin Tăng trọng g/ngày 719 746 746 788 FCR 3,24 3,18 3,06 3,05 P cuối TN (kg/con) 98,1 100,6 99,4 104,7 % tiêu hóa chất béo 58,8 65,8 77,4 80,5 Kết quả TN bổ sung chất nhũ hóa chất béo Lipidin vào thức ăn của heo* * Heo thí nghiệm có trọng lượng ban đầu 30 kg/con Nguồn tài liệu: Avitech: Zootechnical Institute - Centralna Stacja Oceny Pasz “INWESTROL -IZ” w Siechnicach

41. Chuổi kỵ nước Màng TB Enzyme chuyển đổi arachidonic thành PG nằm trên bề mặt tế bào Phân tử enzyme gắn trên bề mặt tế bào xúc tác biến đổi arachidonic thành prostaglandin

42. Phospholipid cấu tạo nên Lipoprotein (PL) và vai trò của nó trong cơ thể Từ lipid không phân cực, không hòa tan trong nước, trở thành dạng phân tán được trong nước nhờ liên kết với protein và phosphor nên phân tán được trong nước với hạt nhỏ Lipoprotein có phần không phân cựa nằm trong lõi, bên ngoài được bao bọc một lớp phopholipids và cholesterol http://www.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/teaching/lipids-web.ppt

43. Vai trò các thể Lipoproteintrong máu • Chylomicrons Vận chuyển triglycerides từ ruột đến tổ chức mô bào 2. Very low density lipoproteins (VLDL) Gắn triglycerides trong gan chở đến mô mỡ 3. Low-density lipoproteins (LDL) Mang cholesterol từ gan đến tổ chức ngoại vi 4. High-density lipoproteins (HDL) Vận chuyển cholesterol về gan đổ vào mật http://www.lf2.cuni.cz/Ustavy/biochemie/teaching/lipids-web.ppt

44. Phân lớp các thể lipoprotein trong máu Phân lớp các thể lipoprotein trong máu

45. Lipoprotein-Cholesterol

46. LDL gây phản ứng viêm LDL làm cho Macrophages giải phóng Cytokines, kích thích phân tử kết dính xuất hiện trên tế bào Endothelial Vessel Lumen Monocyte LDL AdhesionMolecules Endothelium MCP-1 LDL Cytokines Modified LDL Intima Macrophage Nathan CF. J Clin Invest 1987;79:319-326. http://www.musc.edu/bmt737/spring2001/Andrea/HDL Pictures2.ppt

47. HDL ức chế phản ứng viêm HDL ức chế phân tử kết dính HDL ức chế sự xuất hiện phân tử kết dính Monocyte LDL Vessel Lumen AdhesionMolecules Endothelium MCP-1 LDL HDL ức chế sự oxyhóaLDL Modified LDL Cytokines Foam Cell Macrophage Intima HDL kích thích sự tuôn ra Cholesterol Cockerill GW et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1995;15:1987-1994.

48. Cholesterol trong cơ thể

49. Các loại thức ăn % lipid thô % Acid linoleic %Acid linoleic trong chất béo Cao lương 2.10 0.82 39.05 Bắp 3.80 2.20 57.89 Đậu nành 18.00 8.46 47.00 Đậu nành rút béo 0.80 0.40 50.00 Khô dầu phọng 1.20 0.24 20.00 Cám lúa mì 3.00 1.70 56.67 Cám gạo 13.00 3.57 27.46 Men TĂGS (Torula) 2.50 0.05 2.00 Hàm lượng lipid và acid linoleic trong một số loại thức ăn.( USA - NRC, 1985 . Tài liệu Kakuk T. & Schmidt 1988)