Cùng với carbohydrate và protein, lipid là một trong ba đại dưỡng chất không thể thiếu đối với sức khỏe của con người. Hiểu rõ về lipid là “chìa khóa” để bạn mở ra cơ hội thấu hiểu các đặc điểm sinh hóa của bản thân, từ đó biết cách tự xây dựng một chế độ ăn uống lành mạnh và nâng cao sức khỏe tổng thể. Vậy, lipid là gì? Vai trò của lipid đối với cơ thể ra sao? Lipid có trong thực phẩm nào? Hãy cùng Trung tâm Dinh dưỡng Nutrihome khám phá ngay trong bài viết sau.
Lipid là gì? Vai trò của lipid đối với sức khỏe ra sao?
Lipid là gì?
Lipid, hay còn gọi là chất béo, là một nhóm các hợp chất hữu cơ đa dạng, không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ.
Lipid có thể tồn tại dưới dạng dầu (oil), mỡ (fat), sáp (waxes) hoặc một vài dạng đặc thù khác như triglycerides (chất béo trung tính), sterols (cholesterol, sitosterol, campesterol,…), phospholipids, glycolipids, sphingolipids, terpenes và nhiều hợp chất khác.
Trong dinh dưỡng, lipid xuất hiện ở cả thực phẩm có nguồn gốc động vật và thực vật, đóng vai trò cung cấp năng lượng và các axit béo thiết yếu mà không thể tự sản xuất được.
Chế độ ăn giàu lipid giúp tạo cảm giác no lâu, nhưng cần kiểm soát lượng và loại lipid tiêu thụ để tránh tăng cân và các vấn đề sức khỏe liên quan.
Vai trò của lipid đối với cơ thể, sức khỏe
Trong cơ thể con người, lipid đóng nhiều vai trò sinh học đa dạng. Sự đa dạng trong chức năng lipid được phản ánh bởi sự phân hóa to lớn trong cấu trúc của các phân tử lipid.
Không giống như gen và protein, chủ yếu bao gồm sự kết hợp của 4 axit nucleic và 20 axit amin, cấu trúc của lipid nói chung phức tạp hơn nhiều do số lượng tổ hợp sinh hóa khác nhau xảy ra trong quá trình hình thành của chúng. Trong cơ thể người, lipid có vai trò là:
- Một nguồn năng lượng chính cho các tế bào hoạt động;
- Nguồn năng lượng dự trữ của cơ thể;
- Thành phần cấu trúc của màng tế bào và hormone (nội tiết tố);
- Tín hiệu của các hoạt động sinh học hóa học;
- Dung môi để hòa tan và hấp thụ vitamin;
- Lớp “đệm” bảo vệ cơ thể.
Cụ thể như sau:
- Cung cấp năng lượng: Khi được oxy hóa trong ty thể, 1 gam chất béo có thể cung cấp đến 9 kcal, cao hơn 2 lần so với mức 4 kcal / g của carbohydrate và protein;
- Dự trữ năng lượng: Cơ thể dự trữ năng lượng dưới dạng triglyceride bên trong các tế bào mỡ, giúp cung cấp năng lượng cho cơ thể khi phải hoạt động quá sức (trong thời gian dài) hoặc khi chế độ ăn thiếu hụt carbohydrate;
- Cấu trúc của màng tế bào: Phospholipid và cholesterol là thành phần lipid quan trọng của màng tế bào, giúp duy trì tính linh hoạt (lưu động) và tính toàn vẹn của tế bào;
- Tín hiệu của các hoạt động sinh hóa: Một số lipid hoạt động như các phân tử tín hiệu, tức là chúng được sản xuất tại một vị trí và gửi tín hiệu đến các tế bào khác ở một vị trí khác trong cơ thể. Ví dụ:
- Các prostaglandin, được tổng hợp từ acid arachidonic (một loại acid béo omega-6), là lipid tín hiệu có vai trò trong việc điều chỉnh quá trình viêm, cũng như các quá trình sinh lý khác như đông máu và giãn mạch.
- Phospholipid, thành phần chính của màng tế bào, tham gia vào quá trình truyền tín hiệu tế bào bằng cách tạo ra một môi trường cho các protein màng tế bào (như các receptor) hoạt động. Các sự kiện kích hoạt receptor có thể thay đổi cấu trúc của màng tế bào, dẫn đến sự kích hoạt của các con đường tín hiệu bên trong tế bào.
- Tham gia tổng hợp nội tiết tố: Cholesterol là tiền chất cho sự tổng hợp của nhiều hormone quan trọng, bao gồm hormone giới tính (như testosterone và estrogen) và hóc-môn gây căng thẳng (cortisol);
- Hòa tan và vận chuyển vitamin: Lipid từ thực phẩm, phổ biến nhất là triglyceride, giúp hòa tan và vận chuyển các vitamin tan trong chất béo (A, D, E, K) trong cơ thể, hỗ trợ quá trình hấp thụ các vitamin này từ thực phẩm;
- Lớp “đệm” bảo vệ cơ thể: Lipid, khi tồn tại dưới dạng mỡ dưới da, không chỉ cung cấp lợi ích giữ nhiệt cho cơ thể mà còn giúp bảo vệ cơ quan nội tạng khỏi chấn thương từ những xung chấn của ngoại lực. Trong một số trường hợp, lipid tồn tại dưới dạng wax cũng mang đặc tính bảo vệ, điển hình như cerumen, hay còn gọi là “ráy tai”, có nhiệm vụ bảo vệ vùng niêm mạc da ở trong ống tai.
Tóm lại, lipid là nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng, đóng vai trò chính trong việc cung cấp và dự trữ năng lượng, cấu trúc tế bào, sản xuất hormone, truyền tín hiệu sinh hóa, hấp thụ vitamin và bảo vệ cơ thể.
Minh họa sự hiện diện của 2 loại lipid (phospholipid và cholesterol) trong cấu trúc màng tế bào
Đặc điểm của lipid
Lipid là một nhóm các hợp chất hữu cơ phức tạp. Vì thế, giữa chúng tồn tại một số đặc điểm chung và đặc điểm riêng biệt như sau:
1. Đặc điểm chung
- Không tan trong nước: Lipid thường không tan hoặc rất ít tan trong nước nhưng tan được trong các dung môi hữu cơ như ether và chloroform;
- Nguồn năng lượng dồi dào: Lipid có thể cung cấp một lượng năng lượng cao khi bị oxy hóa, cao hơn nhiều so với carbohydrate và protein;
- Tính chất lỏng hoặc rắn: Tùy thuộc vào nhiệt độ và loại liên kết hóa học giữa các nguyên tử carbon trên chuỗi hydrocarbon mà lipid có thể tồn tại dưới dạng lỏng (như dầu) hoặc rắn (như mỡ).
2. Đặc điểm riêng
- Điểm nóng chảy: Mỗi loại lipid có điểm nóng chảy và bay hơi khác nhau, dựa trên cấu trúc và chiều dài chuỗi carbon của từng loại.
- Có thể tạo thành xà phòng: Một số loại lipid như triglyceride. glycolipids, sphingolipids, phospholipids,… có thể tạo thành xà phòng qua phản ứng xà phòng hóa, nơi chất béo phản ứng với kiềm tạo ra glycerol và xà phòng. Trong khi đó, một số dạng lipid như Steroids, prostaglandin, leukotrienes, terpenes,… không thể tham gia vào phản ứng tạo xà phòng;
- Có thể nhạy cảm với quá trình oxy hóa: Các axit béo không bão hòa, đặc biệt là các axit béo không bão hòa đa như omega-3 và omega-6, dễ bị oxy hóa hơn so với các axit béo bão hòa bởi chúng có nhiều liên kết đôi, nơi các phản ứng oxy hóa có thể xảy ra dễ dàng. Trong khi đó, các lipid bão hòa một phần hoặc toàn phần thường có ít liên kết đôi hoặc không có liên kết đôi, vì thế chúng bền vững hơn và khó bị oxy hóa.
Cấu trúc của lipid
Cấu trúc của lipid rất đa dạng. Thành phần chính trong cấu trúc phân tử của lipid chính là chuỗi hoặc vòng hydrocacbon, với hai loại hydrocacbon chính là axit béo và steroids. Cụ thể:
- Axit béo: Là những axit monocarboxylic (chứa 1 gốc COOH), có công thức chung là [R-(CH2)nCOOH], với số lượng carbon hầu như luôn là số chẵn.
- Steroids: Là một đại phân tử bao gồm 17 nguyên tử cacbon liên kết với 28 nguyên tử hydro, được sắp xếp thành 4 vòng hydrocarbon kín trên cùng một mặt phẳng.
Xét về độ phân cực, cấu trúc của lipid luôn bao gồm một phần không phân cực (non-polar), hay còn gọi là phần “kỵ nước” (hydrophobic), và phần còn lại luôn phân cực (polar), hay còn gọi là phần “ưa nước” (hydrophilic).
Ví dụ, đối với triglyceride (chất béo trung tính), phần “kỵ nước” thường là các chuỗi hydrocarbon dài của axit béo, còn phần “ưa nước” chính là nhóm glycerol.
Thành phần cấu trúc chính của lipid là các chuỗi hydrocarbon mạch thẳng hoặc chuỗi 4 vòng khép kín
Phân loại lipid
Lipid có thể được chia thành 4 nhóm chính, trong đó bao gồm:
1. Nhóm axit béo
Là tập hợp những loại lipid có chứa gốc carboxylic (-COOH) trong công thức phân tử. Nhóm này được phân loại thành:
- Axit béo bão hòa: Là nhóm axit béo không có liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon. Chúng thường tồn tại ở thể rắn ở nhiệt độ phòng và được tìm thấy trong các loại thịt, bơ và các sản phẩm từ sữa.
- Axit béo không bão hòa: Là nhóm axit béo có một hoặc nhiều liên kết đôi giữa 2 nguyên tử carbon (C=C). Chúng thường tồn tại ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng và được tìm thấy trong các loại dầu thực vật và mỡ cá béo (cá thu, cá hồi, cá trích, cá ngừ,…).
2. Glyceride
Glyceride là nhóm lipid có chứa gốc glycerol trong công thức phân tử. Chính xác hơn, glyceride là các este được hình thành từ việc kết hợp 1 – 3 phân tử axit béo với 1 phân tử glycerol.
Từ đó, chúng có thể tạo thành monoglyceride, diglyceride và triglyceride, lần lượt tương ứng với 1, 2 hoặc 3 gốc axit béo xuất hiện trong công thức phân tử.
Các glyceride có thể khác nhau không chỉ ở số lượng và chủng loại các axit béo xuất hiện trong công thức phân tử mà còn nằm ở trật tự sắp xếp các gốc axit béo trên nhánh glycerol.
Trên thực tế, glyceride là loại lipid phổ biến nhất, chiếm khoảng 90 – 99% các loại dầu (oils) và mỡ (fats) được sản xuất trong thương mại, và chiếm khoảng 95% tổng lượng chất béo tự nhiên đến từ thực phẩm.
3. Lipid Non-Glyceride
Là nhóm các lipid không chứa gốc glycerol trong công thức phân tử, chẳng hạn như:
- Sphingolipids: Cấu trúc phân tử tương tự như glyceride nhưng thay vì gắn các axit béo vào gốc rượu là glycerol, sphingolipids gắn các axit béo vào gốc rượu là sphingosine. Đây là loại lipid trực tiếp tham gia xây dựng cấu trúc màng tế bào trong cơ thể người.
- Sáp: Là este của các axit béo chuỗi dài với các phân tử rượu chuỗi dài, thường đóng vai trò xây dựng các cấu trúc bảo vệ như lớp phủ trên lá cây, lông động vật hoặc niêm mạc ống tai (ráy tai ở người).
- Steroids: Bao gồm cholesterol và các nội tiết tố steroids (testosterone, estrogen, progesterone, cortisol và aldosterone). Tất cả đều có cấu trúc vòng hydrocacbon đặc trưng, đóng nhiều vai trò sinh học quan trọng trong cơ thể.
4. Lipid phức hợp
Lipid phức hợp là nhóm lipid có công thức phân tử chứa nhiều hơn 2 thành phần là rượu và axit béo. Một số đại diện điển hình cho nhóm lipid phức hợp bao gồm:
- Lipoprotein: Là phức hợp của lipid và protein, giúp vận chuyển các loại lipid khác nhau (như cholesterol, triglyceride) trong máu và dịch thể của cơ thể. Cấu trúc này cho phép lipid – một chất không tan trong nước, có thể di chuyển dễ dàng trong máu (dung môi là nước).
- Glycolipids: Là phức hợp giữa carbohydrate, axit béo và sphingosine, thường được tìm thấy trên màng tế bào, đóng vai trò trong việc hỗ trợ tương tác giữa các tế bào.
- Phospholipids: Đây là những lipid có chứa thêm nhóm photphat bên cạnh nhóm axit béo và rượu. Ví dụ:
- Glycerophospholipids: Công thức phân tử có chứa nhóm photphat, axit béo và gốc rượu là glycerol;
- Sphingophospholipids: Công thức phân tử có chứa nhóm photphat, axit béo và gốc rượu là sphingosine.
Minh họa về cấu tạo và đặc điểm của một số loại lipid thường gặp
Lipid có trong thực phẩm nào?
Lipid có thể được tìm thấy trong hầu hết các loại thực phẩm, bao gồm cả nguồn gốc động vật lẫn thực vật. Cụ thể như sau:
1. Nguồn gốc động vật
- Thịt đỏ: Như thịt, cừu, lợn, dê,… chứa nhiều chất béo bão hòa;
- Sữa và chế phẩm từ sữa nguyên kem: Bơ, phô mai, sữa chua cũng giàu chất béo bão hòa;
- Hải sản: Cá hồi, cá ngừ, cá thu, cá trích, tôm, mực, cua,…. chứa lượng lớn omega-3, một loại chất béo không bão hòa đa có lợi cho sức khỏe tim mạch.
2. Nguồn gốc thực vật
- Dầu thực vật: Dầu ô-liu, dầu hướng dương, dầu đậu nành,… giàu axit béo không bão hòa đơn và đa. Trong khi đó, dầu dừa và dầu cọ lại giàu triglyceride;
- Các loại hạt: Hạt óc chó, hạt lanh, hạnh nhân, hạt vừng, hạt chia,… chứa nhiều chất béo không bão hòa đơn và đa, bao gồm cả omega-3, omega-6 và omega-9;
- Quả bơ chín: Giàu omega-9, một nguồn chất béo không bão hòa đơn có đặc tính kháng viêm;
- Rau lá xanh và ngũ cốc nguyên hạt: Giàu stanols và sterol thực vật, giúp điều hòa mỡ máu, tốt cho sức khỏe tim mạch.
Lipid được chuyển hóa như thế nào?
Khi bạn ăn thực phẩm chứa lipid, quá trình chuyển hóa lipid trong cơ thể diễn ra qua nhiều bước khác nhau, trong đó bao gồm bước:
- Tiêu hóa: Lipid bắt đầu được tiêu hóa trong dạ dày nhưng chủ yếu là trong ruột non. Tại đây, mật từ gan và lipase từ tụy giúp phân giải chất béo thành các axit béo tự do và glycerol.
- Hấp thụ: Các axit béo và glycerol sau đó được hấp thụ qua thành ruột vào hệ bạch huyết và cuối cùng vào máu.
- Vận chuyển: Trong máu, lipid được “đóng gói” vào trong các cấu trúc lipoprotein để vận chuyển đến các tế bào cần năng lượng hoặc được lưu trữ.
- Sử dụng và lưu trữ: Tại tế bào, các axit béo có thể được sử dụng ngay lập tức để sản xuất năng lượng hoặc được lưu trữ dưới dạng mỡ trong tế bào mỡ.
- Sản xuất năng lượng: Khi cần năng lượng, các axit béo được giải phóng từ tế bào mỡ và đi vào chu trình axit citric (chu trình Krebs) trong ty thể để sản xuất ATP – nguồn năng lượng chính của tế bào.
Quá trình chuyển hóa lipid nêu trên cho phép cơ thể sử dụng lipid từ thực phẩm một cách hiệu quả, giúp cung cấp năng lượng, hỗ trợ xây dựng cấu trúc tế bào và sản xuất các yếu tố cần thiết để duy trì sức khỏe.
Minh họa thành phần và cấu tạo của 5 loại lipoprotein giúp vận chuyển lipid trong hệ tuần hoàn
Lipid và sức khỏe: Đảm bảo sự cân bằng
Sự cân bằng lipid đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe tổng thể. Mất cân bằng lipid, đặc biệt là tăng lượng lipid trong máu, có thể gây xơ vữa động mạch, làm tăng nguy cơ đau tim, đột quỵ hoặc mắc các bệnh lý khác như gan nhiễm mỡ, viêm tụy, suy thận và tổn thương võng mạc.
Do đó, để đảm bảo sự cân bằng lipid cho cơ thể, bạn cần:
1. Xây dựng một chế độ ăn uống khoa học
Bao gồm việc:
- Giới hạn tổng lượng chất béo trong khẩu phần ăn: Chất béo nên chiếm ít nhất là 20% và không nên vượt quá 35% tổng năng lượng trong khẩu phần ăn, tương đương với 44 – 78g chất béo / ngày.
- Chon lọc chất béo: Hạn chế chất béo bão hòa, cholesterol và trans fat lần lượt ở dưới mức 13g, 300mg và 2g mỗi ngày; đồng thời ưu tiên chất béo không bão hòa, đảm bảo chất béo không bão hòa đơn chiếm ít nhất 15% và chất béo không bão hòa đa chiếm từ 7 – 10% tổng lượng calo trong khẩu phần ăn hàng ngày.
- Tăng cường chất xơ hòa tan: Chất xơ hòa tan từ hoa quả, rau củ và ngũ cốc nguyên hạt giúp giảm lượng cholesterol hấp thụ ở ruột, góp phần bảo vệ sức khỏe tim mạch;
- Hạn chế đường bổ sung và carbohydrate tinh chế: Giảm tiêu thụ thực phẩm chứa nhiều đường và carbohydrate tinh chế giúp ổn định đường huyết, hỗ trợ duy trì mức triglyceride máu trong ngưỡng an toàn.
2. Điều chỉnh lối sống lành mạnh
Bao gồm việc:
- Bỏ thuốc lá (nếu có tiêu thụ): Giúp bạn loại bỏ sự hấp thụ nicotine, một chất độc đến từ khói thuốc, có khả năng làm ảnh hưởng đến việc gan xử lý mỡ; từ đó đảm bảo cân bằng chuyển hóa lipid trong cơ thể;
- Tập thể dục thường xuyên: Giúp giảm mỡ thừa dưới da, đặc biệt là mỡ nội tạng; giảm cholesterol xấu (cholesterol LDL), tăng cholesterol tốt (cholesterol HDL), duy trì cân bằng lipid tích cực cho cơ thể;
- Giảm stress và ngủ đủ giấc: Giúp cân bằng hệ thống nội tiết tố có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp đến hoạt động chuyển hóa chất béo, điển hình như hormone cortisol, insulin, hóc-môn tuyến giáp,…; từ đó hỗ trợ duy trì cân bằng lipid.
Chế độ ăn cân bằng lipid cần hạn chế chất béo bão hòa (saturated fat) và chuyển hóa (trans fat), đồng thời tăng cường chất béo không bão hòa (unsaturated fat)
Kết thúc bài viết về lipid, hy vọng bạn đã hiểu được định nghĩa, vai trò quan trọng của lipid trong cơ thể sống, cũng như cấu tạo và phân loại đa dạng của chúng.
Tóm lại, lipid không chỉ là thành phần cơ bản của màng tế bào, mà còn tham gia vào nhiều quá trình sinh học khác nhau như lưu trữ năng lượng, điều hòa nhiệt độ cơ thể và là tiền chất của nhiều hormone quan trọng.
Những kiến thức về lipid được chia sẻ trên đây không chỉ giúp bạn hiểu biết sâu hơn về hóa học hay khoa học dinh dưỡng, mà còn là nền tảng để bạn có thể áp dụng vào việc chăm sóc sức khỏe cho cả bản thân và gia đình.
