cellulose và tác dụng hỗ trợ tiêu hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM- KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC THỰC PHẨM
‡‡‡
ĐỀ TÀI :

Giảng Viên : ThS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Sinh Viên : Nguyễn Văn Dũng (60400465)
Huỳnh Tuyết Phượng (60401996)
Đỗ Thu Trang (60402700)


Tháng 10/2005
MỤC LỤC

ĐỊNH NGHĨA
-----------------------------------------------------------------------------trang 1
- Sinh học
- Hoá học
PHÂN LOẠI
-----------------------------------------------------------------------------trang 1
- Dựa theo khả năng phân tán trong nước
- Dựa theo cấu trúc hoá học
A- CHẤT XƠ KHÔNG HOÀ TAN
-----------------------------------------------------trang 2
I. Cellulose -----------------------------------------------------------------------------trang 2
1- Cấu tạo
2- Tính chất Hoá Lý – Ứng dụng
a- Tính tan
b- Ảnh hưởng của nhóm hydroxyl
c- Phân huỷ mạch cellulose
- Thuỷ phân

- Nhiệt phân
- Phân huỷ mạch do oxy hoá
d- Tạo nhánh trên phân tử cellulose
e- Tạo liên kết giữa các phân tử cellulose
f- Tính năng vật lý
II. Các chất xơ không tan khác -------------------------------------------------------------trang 7
1- Hemicellulose
2- Lignin
B- CHẤT XƠ HOÀ TAN
-------------------------------------------------------------trang 8
I- Pectin -----------------------------------------------------------------trang 8
II- Carboxymethyl Cellulose ---------------------------------------------------------trang 9
- Cấu tạo
- Tính chất vật lý
- Tính chất hoá lý
• Độ thay thế (DS)
• Độ tụ hợp (DP)
• Tính acid
- Ứng dụng
C- GIÁ TRỊ DINH DƯỢNG VÀ GIÁ TRỊ TIÊU HOÁ CỦA CHẤT XƠ
--------------trang 11
I- Cải thiện chức năng ruột già -------------------------------------------trang 12
II- Giảm thiểu cholesterol trong máu -------------------------------------------trang 13
III- Hỗ trợ điều trò bệnh đái tháo đường -------------------------------------------trang 13
IV- Điều chỉnh cân nặng ---------------------------------------------------------------trang 14
V- Ứng dụng khác ---------------------------------------------------------------trang 14
VI- Một số tác hại ---------------------------------------------------------------trang 14
D- NGUỒN CELLULOSE VÀ CÁC CHẤT XƠ KHÁC
--------------------------------trang 15
I- Thành phần chất xơ trong tự nhiên

II- Nguồn thức ăn cung cấp cellulose và các chất xơ khác
III- Lượng chất xơ cần thiết cho cơ thể
Tài Liệu Tham Khảo
CHẤT XƠ – GIÁ TRỊ TIÊU HOÁ
Đònh nghóa:
- Sinh học: chất xơ là chất bã còn lại sau khi bò tiêu hoá, gồm:
• các chất cấu tạo vách tế bào: cellulose, hemicellulose, pectin, lignin
• các polysaccharide dự trữ, bài tiết nội bào (gums, nhầy)
- Hoá học: chất xơ là các polysaccharide thực vật khác với tinh bột và lignin.
- Trong thức ăn ngoài các thành phần dinh dưỡng như carbohydrate, lipid, protein,
vitamin và muối vô cơ, còn có thành phần chất xơ với một lượng nhất đònh (chủ
yếu gồm cellulose, hemicellulose; lignin; pectin …)
Phân loại:
1. Dựa vào khả năng phân tán trong nước (ngậm nước, giữ nước) gồm 02 loại:
- “Xơ tan” phân tán mạnh trong nước: pectin, gums, nhầy và vài loại
hemicellulose
“Tính tan” của chất xơ chủ yếu là do phân tán trong nước, nhưng không thực sự
hoà tan về mặt hoá học.
VD: 1g psyllium (biệt dược IGOL_một loại thực dược phẩm chức xơ tan), nếu
trộn với 20ml nước để yên trong một giờ sẽ tạo một khối nhão (lớn hơn 20ml)
- “Xơ không tan” ít phân tán trong nước: cellulose, lignin, một số hemicellulose.
Chất xơ trong rau có khả năng ngậm nước kém hơn xơ tan nhưng mạnh hơn xơ
không tan.
2. Dựa vào cấu trúc hoá học:
a. Chủ yếu là các polysaccharide không phải tinh bột: cellulose, các
hemicellulose, các pectin và các loại gums. Các polysaccharide khác
nhau ở đường đơn (glucose, galactose, arabinose và các monomer của
acid uronic); các mối nối hoá học giữa chúng với nhau.
• Cellulose: có trong vách tế bào của tất cả các loài thực vật
• Hemicellulose: gồm các nhóm polysaccharide khác nhau tuỳ mức độ

phân nhánh, được phân loại theo đường đơn có trong dây chính (xylan,
galactan, mannan) và trong các nhánh bên (arabinose, galactose)
• Pectin: dây chính chứa acid galactuonic, rhamnose, nhánh bên chứa
galactose, arabinose.
• Gums: có cấu trúc khác nhau tuỳ theo nguồn gốc, thường là
polysaccharide thứ yếu trong hầu hết các loại thức ăn
• Psyllium (lớp màng biểu bì và dưới biểu bì của hạt chín khô cây Plantago
ovata, có cấu trúc chuỗi polymer lớn phân tử gồm nhiều nhóm bao gồm
d-galactose, d-glucose, lignin, l-rhamnose, d-xylose, l-arabinose, d-
mannose với những chuỗi bên uronic acid)
b. Thành phần không phải polysaccharide là lignin chứa các hỗn hợp
phenolic có cấu trúc phân tử không gian ba chiều rất phức tạp. Lignin có
trong thành phần gỗ cứng, khó phân rã của hầu hết các loại thức ăn từ
cây cỏ. Dù số lượng ít nhưng lignin lại ảnh hưởng lớn đến khả năng tiêu
hoá.
c. Thức ăn thực vật còn chứa lượng nhỏ (5 –10%) các chất không phải là
carbohydrate khác, có khả năng tạo khối phân như các chất ức chế men
tiêu hoá, các glycoprotein vách tế bào, các ester phenolic và các sản
phẩm cho phản ứng Maillard.
A. CHẤT XƠ KHÔNG HOÀ TAN:
I. Cellulose:
- Cellulose có nhiều hơn tất cả các hợp chất hữu cơ khác của cơ thể sống vì nó là
nguyên liệu chính của thành tế bào thực vật, giúp mô thực vật có độ bền cơ học
và tính đàn hồi.
- Cellulose là chất được trùng hợp từ các đơn phân tử glucose, mạch thẳng được
tạo bởi β-D- glucose bằng liên kết β-1,4 glucoside.
Hình 1 – Liên kết
β
-1,4- glucoside
- Cellulose là chất rắn, trắng , không mùi vò, không tan trong nước ngay cả khi

đem đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường (rượu, ether,
benzen).
- Trong tế bào thành cây xanh, các vi sợi cellulose sắp xếp dưới dạng các lớp xen
phủ, như thể tạo nên một cấu trúc rất dai, và chắc. Đôi khi thành tế bào còn
được củng cố bằng một nguyên liệu gọi là lignin, chất này chèn vào khoảng
không giữa các vi sợi cellulose.
- Cellulose không có ý nghóa về mặt dinh dưỡng của người vì trong cơ thể người
không có enzim phân huỷ được cellulose. Động vật nhai lại có thể tiêu hoá dễ
dàng cellulose vì trong dạ dày chúng có chứa các vi khuẩn có khả năng tiết ra
enzym cellulase có tác dụng thuỷ phân cellulose.
1. Cấu tạo:
VỊ TRÍ TÁCH NƯỚC CỦA
LIÊN KẾT β
LIÊN KẾT β-1,4- GLUCOSIDE
Hình 2 –Thành tế bào thực vật
- Cellulose là polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật. Các đơn vò cấu
tạo cellulose gắn với nhau nhờ liên kết glucoside.
- Mỗi đơn vò cấu trúc nên
cellulose là một
anhydride d-glucose. Mỗi
gốc glucose chứa ba
nhóm – OH ở nguyên tử
Carbon thứ hai, thứ ba và
thứ sáu (trong đó nhóm –
OH đính trên C
6
là nhóm
rượu bậc I, còn lại là
nhóm rượu bậc II)
Hình 3 –Trật tự của Fibril,

Microfibril và Cellulose
- Gốc anhydride d-glucose có vòng 6 cạnh piranose (nhờ 5 nguyên tử C và nguyên
tử O) liên kết 1-4 glucoside.
- Phân tử cellulose chứa từ 1.400 – 10.000 gốc glucose không xoắn mà duỗi
thẳng. Phân tử lượng của các cellulose thu được từ các nguồn khác nhau xê dòch
trong giới hạn khá rộng (từ 5.10
4
– 10
6
hoặc cao hơn) .
PHIẾN PECTIN MỎNG
LỚP CƠ BẢN CỦA THÀNH TẾ BÀO
MÀNG PLASMA
THÀNH TẾ BÀO
TẾ BÀO THỰC VẬT
Hình 4 –Chuỗi phân tử Cellulose
- Dùng phương pháp phân tích tia Rontgen, người ta xác đònh được phân tử
cellulose có dạng sợi.
Hình 5 –Chuỗi phân tử Cellulose
- Các dạng sợi của cellulose lại gắn vào nhau nhờ các liên kết hydro tạo nên cấu
trúc mixen của cellulose
MẠNG LƯỚI CHUỖI
PHÂN TỬ CELLULOSE
CÁC PHÂN TỬ CELLULOSE RIÊNG BIỆT
PHÂN TỬ CELLULOSE
POLYSACCHARIDE
(KHÁC VỚI CELLULOSE)
CHUỖI
CELLULOSE
CHUỖI POLYMER CỦA GLUCOSE

ĐƠN VỊ GLUCOSE
TẾ BÀO THỰC VẬT
THÀNH TẾ BÀO
THỰC VẬT
CELLULOSE FIBRIL TRONG
THÀNH TẾ BÀO THỰC VẬT
(TEM)