Vitamin

Thuật ngữ 'Vitamin' trong ngữ cảnh này đề cập đến các hợp chất hữu cơ quan trọng có trong thực phẩm. Đối với các loại đồ uống chế biến từ trái cây, hãy tham khảo bài viết về sinh tố trái cây.

Vitamin (hay còn gọi là sinh tố, từ tiếng Hán Việt duy sinh tố 维生素) là các phân tử hữu cơ hoặc nhóm các phân tử liên quan cần thiết với số lượng nhỏ cho sự trao đổi chất của sinh vật. Những chất dinh dưỡng thiết yếu này không thể tự tổng hợp trong cơ thể hoặc tổng hợp không đủ, nên phải được bổ sung qua chế độ ăn uống. Vitamin C có thể được tổng hợp bởi một số loài nhưng không phải tất cả; do đó, nó không phải là vitamin trong trường hợp đầu tiên. Thuật ngữ vitamin không bao gồm ba nhóm chất dinh dưỡng thiết yếu khác: khoáng chất, axit béo thiết yếu và amino acid thiết yếu. Đa số vitamin không phải là các phân tử đơn lẻ mà là các nhóm phân tử liên quan gọi là vitamers. Ví dụ, vitamin E bao gồm 4 tocopherol và 4 tocotrienol. Có 13 loại vitamin thiết yếu cho con người gồm: vitamin A (như all- trans - retinol, all- trans -retinyl-este, và các carotenoid A khác), vitamin B₁ (thiamin), vitamin B₂ (riboflavin), vitamin B₃ (niacin), vitamin B₅ (axit pantothenic), vitamin B₆ (pyridoxin), vitamin B₇ (biotin), vitamin B₉ (axit folic hoặc folate), vitamin B₁₂ (cobal), vitamin C (axit ascorbic), vitamin D (calciferols), vitamin E (tocopherol và tocotrienol) và vitamin K (quinon).

Vitamin đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa. Vitamin A giúp điều chỉnh sự phát triển và phân hóa tế bào, trong khi vitamin D hoạt động giống như hormone, điều chỉnh chuyển hóa khoáng chất cho xương và các cơ quan khác. Các vitamin nhóm B đóng vai trò là đồng yếu tố enzym (coenzyme) hoặc tiền chất của chúng. Vitamin C và E hoạt động như các chất chống oxy hóa. Thiếu hụt hoặc thừa vitamin đều có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, mặc dù việc tiêu thụ quá mức vitamin tan trong nước ít có khả năng gây hại.

Trước năm 1935, vitamin chỉ có thể được cung cấp qua thực phẩm. Khi thiếu vitamin, có thể dẫn đến các bệnh lý liên quan. Sau đó, viên thuốc vitamin được sản xuất, bao gồm phức hợp vitamin B chiết xuất từ men và vitamin C bán tổng hợp. Vào những năm 1950, sản xuất và tiếp thị vitamin tổng hợp đã trở nên phổ biến để ngăn ngừa tình trạng thiếu hụt vitamin trong cộng đồng. Các chính phủ yêu cầu bổ sung vitamin vào thực phẩm cơ bản như bột và sữa, một phương pháp gọi là tăng cường thực phẩm, nhằm ngăn ngừa thiếu hụt. Khuyến cáo bổ sung axit folic cho phụ nữ mang thai đã giúp giảm nguy cơ dị tật ống thần kinh ở trẻ sơ sinh. Dù việc giảm thiểu tình trạng thiếu hụt vitamin là có lợi, nhưng việc bổ sung vitamin thường được coi là không cần thiết cho những người có chế độ ăn uống đầy đủ.

Từ vitamin bắt nguồn từ chữ vitamine, được nhà hóa sinh người Ba Lan Casimir Funk giới thiệu vào năm 1912. Ông đã xác định một nhóm các vi chất dinh dưỡng thiết yếu cho sự sống, tất cả đều được xem là các amin thiết yếu (vital amine). Tuy nhiên, sau này phát hiện ra rằng không phải tất cả các vitamin đều là axit amin, nên 'vital amine' được đổi thành 'vitamin'. Tất cả các vitamin đã được khám phá và xác định từ năm 1913 đến 1948.

Danh sách vitamin

Phân loại vitamin

Vitamin được chia thành hai nhóm chính: tan trong nước và tan trong chất béo. Con người cần 13 loại vitamin, bao gồm 4 loại tan trong chất béo (A, D, E và K) và 9 loại tan trong nước (8 vitamin B và vitamin C). Các vitamin tan trong nước dễ hòa tan trong nước và thường được thải ra ngoài cơ thể, vì vậy lượng nước tiểu có thể cho biết mức tiêu thụ vitamin. Do chúng không được lưu trữ lâu dài, việc bổ sung đều đặn là rất quan trọng. Ngược lại, các vitamin tan trong chất béo được hấp thụ qua đường tiêu hóa với sự hỗ trợ của lipid (chất béo). Vitamin A và D có khả năng tích lũy trong cơ thể, điều này có thể gây ra tình trạng thừa vitamin. Thiếu vitamin tan trong chất béo, đặc biệt là trong bệnh xơ nang, là một vấn đề quan trọng.

Chất ức chế vitamin

Anti-vitamin là những hợp chất hóa học cản trở sự hấp thụ hoặc hoạt động của vitamin. Chẳng hạn, avidin, một protein có trong lòng trắng trứng sống, ngăn cản sự hấp thụ biotin, nhưng sẽ bị vô hiệu hóa khi nấu chín. Pyrithiamine, một hợp chất tổng hợp, có cấu trúc tương tự thiamin (vitamin B₁) và làm ức chế các enzym cần thiamin để hoạt động.

Chức năng sinh hóa của vitamin

Mỗi loại vitamin thường tham gia vào nhiều phản ứng sinh hóa khác nhau, do đó hầu hết các vitamin đều có nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể.

Vai trò trong sự phát triển thai nhi và trẻ em

Vitamin đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sự phát triển và tăng trưởng bình thường của sinh vật đa bào. Thai nhi phát triển dựa vào các chất dinh dưỡng mà nó nhận được từ mẹ, và những chất dinh dưỡng này cần thiết vào các thời điểm nhất định. Chúng hỗ trợ các phản ứng hóa học cần thiết để hình thành da, xương, cơ bắp và các cơ quan khác. Thiếu hụt nghiêm trọng của một hoặc nhiều chất dinh dưỡng có thể gây ra bệnh tật, trong khi sự thiếu hụt nhỏ cũng có thể dẫn đến tổn thương vĩnh viễn.

Chăm sóc sức khỏe cho người trưởng thành

Khi quá trình tăng trưởng và phát triển kết thúc, vitamin vẫn là các chất dinh dưỡng thiết yếu để duy trì sự khỏe mạnh của các tế bào, mô và cơ quan trong cơ thể. Chúng giúp cơ thể sử dụng hiệu quả năng lượng từ thực phẩm, đồng thời hỗ trợ quá trình xử lý protein, carbohydrate và chất béo cần thiết cho hô hấp tế bào.

Lượng tiêu thụ vitamin

Nguồn cung cấp vitamin

Phần lớn vitamin được cung cấp qua chế độ ăn uống, nhưng một số loại được cung cấp từ các nguồn khác: chẳng hạn, vi sinh vật trong đường ruột sản xuất vitamin K và biotin; và vitamin D có thể được tổng hợp trong da khi tiếp xúc với tia UV từ ánh sáng Mặt Trời. Con người cũng có thể tự sản xuất một số vitamin từ tiền chất tiêu thụ: ví dụ, vitamin A được tổng hợp từ beta-carotene, và vitamin B₃ từ amino acid tryptophan. Chương trình Tăng cường Thực phẩm liệt kê các quốc gia có chương trình bổ sung vitamin A và các vitamin B₁, B₂, B₃, B₉ và B₁₂ bắt buộc.

Thiếu vitamin

Khả năng dự trữ vitamin trong cơ thể rất khác nhau tùy theo loại vitamin; ví dụ, vitamin A, D và B₁₂ được lưu trữ với số lượng lớn, chủ yếu ở gan, cho phép cơ thể người trưởng thành có thể thiếu vitamin A và D trong nhiều tháng, và thiếu vitamin B₁₂ trong nhiều năm trước khi xuất hiện triệu chứng bệnh lý. Ngược lại, vitamin B₃ (niacin và niacinamide) không được lưu trữ nhiều, nên lượng dự trữ chỉ kéo dài vài tuần. Đối với vitamin C, thời gian trước khi xuất hiện triệu chứng scorbut do thiếu hụt có thể thay đổi rất nhiều, từ một tháng đến hơn sáu tháng, tùy thuộc vào lượng vitamin đã tích lũy trong cơ thể từ trước.

Thiếu vitamin có thể được phân loại thành thiếu hụt nguyên phát và thiếu hụt thứ phát. Thiếu hụt nguyên phát xảy ra khi cơ thể không nhận đủ vitamin từ chế độ ăn uống. Thiếu hụt thứ phát có thể do các rối loạn cơ bản ngăn cản hoặc làm giảm khả năng hấp thụ hoặc sử dụng vitamin, hoặc do lối sống không lành mạnh như hút thuốc, uống rượu hoặc sử dụng thuốc gây cản trở hấp thụ vitamin. Những người có chế độ ăn đa dạng ít có khả năng bị thiếu vitamin nguyên phát nghiêm trọng, nhưng vẫn có thể tiêu thụ ít hơn mức khuyến nghị. Một khảo sát thực phẩm và thực phẩm bổ sung tại Hoa Kỳ từ năm 2003 đến 2006 cho thấy hơn 90% người không sử dụng vitamin bổ sung vẫn có mức vitamin thiết yếu không đủ, đặc biệt là vitamin D và E.

Thiếu vitamin ở người đã được nghiên cứu kỹ lưỡng với các trường hợp như thiamin (beriberi), niacin (pellagra), vitamin C (scorbut), folate (dị tật ống thần kinh) và vitamin D (còi xương). Tại nhiều nước phát triển, các tình trạng thiếu hụt này rất hiếm nhờ vào việc cung cấp thực phẩm đầy đủ và việc bổ sung vitamin vào thực phẩm phổ biến. Bên cạnh những bệnh thiếu vitamin cổ điển này, còn có một số bằng chứng cho thấy mối liên hệ giữa thiếu vitamin và các rối loạn khác.

Thừa vitamin

Một số vitamin có thể gây độc khi tiêu thụ với số lượng lớn, điều này được gọi là độc tính do quá liều. Liên minh Châu Âu và nhiều quốc gia đã thiết lập mức tiêu thụ tối đa an toàn (ULs) cho các vitamin có nguy cơ độc tính (xem bảng). Mặc dù việc hấp thụ vitamin quá mức từ thực phẩm là rất hiếm, nhưng việc ngộ độc vitamin từ thực phẩm bổ sung đã xảy ra. Vào năm 2016, Hiệp hội các Trung tâm kiểm soát độc dược Hoa Kỳ đã ghi nhận 63.931 trường hợp tiếp xúc quá liều với các sản phẩm vitamin và đa vitamin/khoáng chất, trong đó 72% là ở trẻ em dưới 5 tuổi. Tại Hoa Kỳ, một khảo sát cho thấy khoảng 7% người lớn dùng bổ sung vượt mức giới hạn đối với folate và 5% người trên 50 tuổi vượt mức giới hạn đối với vitamin A.

Ảnh hưởng của việc nấu nướng

Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã thực hiện nhiều nghiên cứu để xác định mức độ hao hụt của các chất dinh dưỡng khi chế biến thực phẩm bằng các phương pháp khác nhau. Một số vitamin có thể trở nên dễ hấp thu hơn sau khi nấu chín. Bảng dưới đây thể hiện các vitamin khác nhau có dễ bị mất đi khi tiếp xúc với nhiệt độ như đun sôi, hấp, chiên, v.v. Các vitamin tan trong nước như B và C có thể hòa tan vào nước trong quá trình nấu, và do đó bị mất khi nước bị loại bỏ. Hiệu quả của việc cắt và tiếp xúc với không khí và ánh sáng cũng có thể làm giảm hàm lượng vitamin trong thực phẩm.

Khuyến nghị lượng tiêu thụ

Trong việc thiết lập hướng dẫn dinh dưỡng cho con người, các tổ chức chính phủ không luôn đồng nhất về lượng vitamin cần thiết để tránh thiếu hụt hoặc ngưỡng tối đa để tránh nguy cơ độc tính. Ví dụ, nhu cầu khuyến nghị vitamin C dao động từ 40 mg/ngày ở Ấn Độ đến 155 mg/ngày ở Liên minh Châu Âu. Bảng dưới đây so sánh yêu cầu trung bình ước tính của Hoa Kỳ (EAR) và mức tiêu thụ được khuyến nghị (RDAs) cho vitamin, cùng với yêu cầu dinh dưỡng tối thiểu (PRI) của Liên minh Châu Âu (tương đương RDAs). EAR được đặt thấp hơn RDA để bù đắp cho nhu cầu cao hơn của một số cá nhân. Lượng nhập đầy đủ (AI) được sử dụng khi không có đủ dữ liệu để thiết lập EAR và RDA. Các thông tin này thường cập nhật chậm, với dữ liệu của Hoa Kỳ chủ yếu từ năm 1997-2004, ngoại trừ calci và vitamin D.