CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Sữa và thành phần của sữa [38] Về mặt trạng thái, sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi động vật có vú và là nguồn cung cấp dinh dưỡng đầu tiên cho trẻ sơ sinh cũng như các động vật có vú trước khi có thể tiêu hóa được các loại thực phẩm khác. Sữa được tiết ra ở thời kỳ đầu tiên được gọi là sữa non trong đó có chứa kháng thể của người mẹ để bảo vệ trẻ, nhờ có chất này có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh ở trẻ nhỏ. Thành phần dinh dưỡng chính trong sữa gồm có: nước, cacbohydrat, chất béo, protein, các vitamin và khoáng chất, enzym… 1.
Nước Trong sữa chứa khoảng 87% là nước, nên sữa là nguồn thực phẩm tốt cho người ăn kiêng. Nước không mang lại ích lợi về mặt dinh dưỡng như protein hay các vitamin. Tuy nhiên nước lại rất quan trọng trong trao đổi chất ở người, nước là thành phần chủ yếu của cơ thể, duy trì lượng máu trong cơ thể, vận chuyển dinh dưỡng như glucose và oxi đến các tế bào và bộ phận của cơ thể, cũng như vận chuyển các chất thải khỏi các tể bào và các bộ phận do cơ thể thải ra, giúp duy trì nhiệt độ của cơ thể thông qua việc đổ mồ hôi qua da. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thiếu hụt nước trong cơ thể sẽ dẫn đến mệt mỏi, suy giảm tinh thần, làm giảm khả năng vận động, chuột rút, nghiêm trọng hơn có thể đe doạ đến mạng sống.
Ví dụ, trong thành phần chủ yếu của sữa bò Mỹ, lượng nước chiếm 87,7%, 4,9% là đường lactoza (cacbohydrat), 3,3% chất béo, 0,7% chất khoáng. Thành phần của sữa thay đổi tùy thuộc vào các loại động vật được nuôi để lấy sữa (bò, dê, cừu), thức ăn cho gia súc hay giai đoạn vật nuôi cho sữa. Cacbohydrat Cacbohydrat được tạo thành từ các phân tử sacarit bao gồm monosacarit hay disacarit và thường được gọi chung là đường. Các chuỗi oligo sacarit và poly sacarit là các chuỗi có chứa từ một hay nhiều phân tử đường và được gọi là tinh bột.
Tinh 15 bột có từ các nguồn khác nhau trong ngũ cốc như bột mỳ hay ngô, đều có chung các tính chất hoạt động duy nhất. Trong sữa chứa xấp xỉ 4,9% lượng cacbohydrat mà chiếm ưu thế là đường lactose với một lượng nhỏ của monosacarit và oligosacarit và là nguồn năng lượng quan trọng đầu tiên cung cấp cho các hoạt động của cơ thể. Cacbohydrat rất quan trọng trong việc điều tiết hormone trong cơ thể. Việc thiếu đường glucoza quá mức trong máu và lượng glucoza dự trữ sẽ dẫn đến mệt mỏi cơ và gây mất tập trung.
Dưới đây là cấu trúc của glucoza và lactoza: 1. Chất béo Chất béo chiếm khoảng 4% trong sữa là một tổ hợp cấu trúc của màng tế bào và hormon, các chất béo là nguồn năng lượng chủ yếu cung cấp cho cơ thể khi cơ thể có cường độ hoạt động kém hay khi vận động trên 90 phút và là dạng năng lượng dự trữ cho cơ thể. Có 2 loại axit béo chủ yếu cơ thể không thể tự sản sinh ra mà phải thông qua thực phẩm ăn vào, đó là axit béo linoleic (18: 2) và linolenic (18: 3). Hai axit béo này được sử dụng để tổng hợp chuỗi axit béo là axit arachidonic (AA), docopentaenoic acid (DPA), eicosapentaenoic (EPA) và docohexanoic aicd (DHA), các axit béo này rất quan trọng trong việc tổng hợp hormone như prostaglandin, thromboxan và thromboxan, leukotrien.
Các hormone này có vai trò trong một số trường hợp như: co thắt cơ, đông máu, và đáp ứng miễn dịch. Các axit béo trong sữa thì có khoảng 65% là axit béo no, 29% béo không no và 6% đa béo không no. Các axit đa béo không no trong sữa béo gồm có một lượng nhỏ chủ yêu axit béo linoleic và linolenic, còn lại khoảng 5% trans fatty axit. Một trans fatty axit quan 16 trọng trong sữa béo là conjugated linoleic acid (CLA, 18:2).
Có nhiều cấu hình khác nhau của CLA trong sữa đã chứng minh là có khả năng ngăn ngừa được ung thư và giúp duy trì trọng lượng của cơ thể đồng thời vẫn giảm được lượng béo. Trong sữa colextêrôn cũng là một thành phần quan trọng của màng tế bào, thường được xem như là một chất đầu tiên tham gia vào quá trình tạo thành muối và hormon steroit. Sự có mặt của colextêrôn trong cơ thể nhằm đảm bảo rằng một tỷ lệ colextêrôn phù hợp là rất cần thiết và có lợi cho hoạt động của cơ thể. Tuy nhiên, với hàm lượng colextêrôn quá cao sẽ làm tăng nguy cơ về bệnh tim mạch.
Lượng colextêrôn cao hay thấp phụ thuộc vào hàm lượng chất béo, tỷ lệ này sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào thành phần chất béo có trong các sản phẩm sữa. Protein Sữa có khoảng 3,3% protein và chứa tất cả các amino axit chủ yếu, trong đó protein là thành phần quan trong cho các bộ phận cơ thể như cơ, da, tóc và các thành phần tế bào. Protein cần thiết để giúp cho hoạt động của các cơ, giúp phục hồi lại các cơ bị tổn thương, protein đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động của cơ thể như enzym, hormon, và kháng thể. Chín amino axit cần phải hấp thụ từ thực phẩm và được xem như là 9 amino axit quan trọng bao gồm: leucin, isoleucin, valin, phenylalamin, tryptophan, histidin, threonin, methionin và lysin.
Protein có mặt đầy đủ chín amino axit này thì thường được gọi là protein “đầy đủ”. Protein có nguồn gốc từ động vật và đậu tương là các protein đầy đủ, trong khi đó các protein từ hạt và rau quả thì thiếu một hay một số amino axit quan trọng, điều này có nghĩa là người tiêu dùng cần phải ăn đầy đủ các thực phẩm để có thể hấp thụ được đầy đủ tất cả các amino acid quan trọng. Protein của sữa được hình thành từ khoảng 82% casein và 18% whey protein (chất lỏng), cả casein và whey protein đều có mặt trong sữa, sữa chua và kem. Hầu hết các casein của bơ là dạng huyền phù tạo thành cục và phần whey thì được làm khô chỉ còn lại một lượng nhỏ của whey protein trong bơ.
Whey protein trở thành thành phần phổ biến trong thực phẩm như là nguồn protein bổ sung hay có lợi cho các hoạt động của cơ thể. Ví dụ, whey protein được sử dụng như là nguồn protein có hàm lượng cao trong đồ uống giải khát và là 17 nguồn năng lượng quan trọng cho môn thể thao điền kinh, hay một vài ví dụ khác về việc sử dụng whey protein để kết hợp với nước trong thịt và các sản phẩm nước sốt, tạo mầu vỏ cho bánh trong các sản phẩm bánh. Trong whey protein có chứa immunoglobulin, một chất quan trọng trong đáp ứng miễn dịch của cơ thể, ngoài ra trong whey protein có chứa các amino axit mạch nhánh (leucin, isoleucin, valin) và được xem là có lợi cho việc phục hồi các cơ trong môn điền kinh, ngăn sự mệt mỏi tinh thần. Vitamin, khoáng chất và enzym Các vitamin có rất nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể bao gồm: các cơ chế đồng nhân tố, vận chuyển oxy và chống oxihoa, giúp cho cơ thể sử dụng cacbonhydrat, protein và béo.
Các vitamin được chia thành 02 nhóm: + Nhóm vitamin tan trong nước: thiamin – Vitamin B1, riboflavin – B2, niacin – B3, axit pantothenic – B5; pyridoxine – B6, cyanocobalamin – B12, Vitamin C, axit folic – B9. Các vitamin quan trọng là B1, B2 và B12, các vitamin khác có trong thành phần sữa với hàm lượng nhỏ như B3, B5, B6, C, B9 + Nhóm vitamin tan trong dầu: A, D, K, E. Hàm lượng của các vitamin tan trong dầu trong các sản phẩm sữa phụ thuộc vào hàm lượng chất béo của sản phẩm. Các vitamin có nhiều vai trò trong cơ thể bao gồm các cơ chế sau: trao đổi chất, vận chuyển oxi, chống oxi hoá.
Vai trò của một số các vitamine như sau: 1. Vitamin A Vitamin A là một vitamin tan trong dầu liên quan đến mắt, biểu hiện gene, sinh sản, và đáp ứng miễn dịch. Các hợp chất có mặt vitamin A được gọi là retinoit và được tìm thấy trong thực phẩm dưới các dạng khác nhau - thực phẩm nguồn gốc động vật cung cấp retinol và retinyl esters, thực phẩm nguồn gốc từ thực vật cung cấp β-caroten, một chất tiền vitamin để tổng hợp vitamin A. 18 Trong sữa có chứa retinol, retinyl esters và β-caroten, các sản phẩm sữa là nguồn cung cấp vitamin A quan trọng, mặc dù hàm lượng vitamin A sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào hàm lượng chất béo của sản phẩm.
Vitamin C Vitamin C là một vitamin tan trong nước, trong sữa có một lượng rất nhỏ vitamin C và là một chất chống oxi hoá quan trọng có vai trò trong việc tạo thành collagen trong việc kết nối giữa các mô tế bào và giúp hấp thụ sắt và làm lành các vết thương. Vitamin D Vtamin D là một vitamin tan trong dầu, là thành phần quan trọng trong sữa và là một vitamin quan trọng trong việc duy trì lượng canxi trong máu và cân bằng photpho, cũng như giúp cho cơ chế trao đổi canxi. Vitamin E Vitamin E là một vitamin tan trong dầu, có chức năng hoạt động như một chất chống oxi hoá. Sữa có chứa một lượng nhỏ vitamin E, tuy nhiên hàm lượng vitamin E có nhiều trong các sản phẩm sữa có hàm lượng béo cao.Các hợp chất của vitamin E là tocopherol và tocotrienols.
Vitamin K Vitamin K là một vitamin tan trong dầu, liên quan đến việc nghẽn mạch máu, cơ chế trao đổi chất ở xương và tổng hợp protein. Sữa chứa một lượng nhỏ vitamin K, hàm lượng vitamin K trong sữa tăng hay giảm phụ thuộc vào hàm lượng chất béo có trong các sản phẩm sữa. Các khoáng chất Các khoáng chất đóng một vai trò quan trọng trong cơ thể bao gồm các hoạt động như: enzym, phát triển xương, duy trì cân bằng nước trong cơ thể và vận chuyển ôxi. Sữa là nguồn cung cấp quan trọng các khoáng chất như canxi, magê, 19 photpho, kali, selen, và kẽm trong đó rất nhiều chất khoáng trong sữa có mối liên hệ mật thiết với nhau tồn tại dưới dạng muối, như muối canxi photphat.
Trong sữa có khoảng 67% canxi, 35% magê, 44 % photphat tồn tại dưới dạng muối với casein micelle và tan trong pha lỏng. Các chất khoáng giúp cơ thể sử dụng tốt các thành phần: cacbohydrat, protein và béo. Enzym Các enzym là các protein có chức năng sinh học, enzym trong sữa có từ các nguồn khác nhau như: có trong sữa, nhiễm vi khuẩn trong không khí, vi sinh vật được cho vào để lên men, hay các tế bào thể soma có trong sữa. Mỗi enzym có vai trò đặc trưng riêng phụ thuộc vào đối tượng mục tiêu phân tử của enzym, và các điều kiện tối ưu (như: pH và nhiệt độ).