Chương 4 Gluxit

CHƯƠNG IV

GLUCID (CARBOHYDRATE)
KHÁI NIỆM CHUNG
Thành phần cấu tạo
•
Các nguyên tố chính: C, H, O
•
Tỷ lệ H : O = 2 : 1
carbohydrate, glucid.
•
Công thức chung: (CH2O)n
•
Ngoại lệ:
đường desoxyribose, C5H10O4 ; Acid lactic (CH2O)3
Nguồn gốc
Động vật: Tập trung ở gan; các mô ĐV chứa 2% glucid. Máu phải chứa lượng đường cố đònh
Người và ĐV không có chlorophyll nên không tự tổng hợp được glucid
Thực vật: Chiếm tỷ lệ lớn, thay đổi trong khoảng rộng; Tập trung ở tế bào, mô nâng đỡ, mô dự trữ.
Glucose là sản phẩm đầu tiên của quá trình quang hợp ở TV nhờ sắc tố chlorophyll.
Thành phần carbohydrate của nguyên liệu thực vật
Nguyên liệu
Carbohydrate %CK Nguyên liệu
Carbohydrate %CK
Cà chua
3,7
Khoai mì
36,4
Cà rốt
8,0
Đậu phộng

27,5
Khoai tây
20
Đậu nành
24,6
Ngũ cốc
70 –80
Đậu đen, trắng, xanh
50 - 53
Khoai lang
28,5
Chức năng
Vai trò sinh học, dinh dưỡng:
• Nguồn dinh dưỡng dự trữ, cung cấp các chất trao đổi trung gian và năng lượng tế bào.
• Tham gia cấu trúc của thành tế bào thực vật (cellulose), hình thành bộ khung bảo vệ (chitin)
• Là thành phần cấu tạo hợp phần quan trọng nhất của tế bào như AND, ARN, glicoprotein…
• Glucid cung cấp cung cấp 50% số calo hằng ngày cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể. 1g glucid
cung cấp 4,1 cal. Glucid dư sẽ chuyển hóa thành lipid dự trữ ở mô mỡ.
Vai trò trong công nghệ thực phẩm:
− Glucid là nguyên liệu của các quá trình lên men: rượu, bia, nước giải khát, bột ngọt,…
− Tạo kết cấu, cấu trúc cho sản phẩm thực phẩm: tạo sợi, tạo màng (miến, mì, bánh tráng), tạo độ
đặc, độ cứng, độ đàn hồi (giò lụa, mứt đông), tạo độ phồng nở (bánh phồng tôm), tạo bọt cho bia,
tạo độ xốp cho bánh mì, tạo vò chua cho sữa (lên men đường thành acid lactic)
− Tạo chất lượng sản phẩm thực phẩm: tạo vò ngọt, tạo màu sắc, mùi thơm (phản ứng Maillard), cố
đònh mùi, tạo ẩm.
Phân loại glucid
Theo cấu tạo hóa học: - Glucid đơn giản: monosaccharide (1 gốc đường)
- Glucid phức tạp: oligosaccharide (2 -10 gốc đường )
- Polysaccharide (nhiều gốc đường)
Theo tính hoà tan :

• Glucid hòa tan (glucose, fructose, saccarose): Hòa tan tốt trong nước, dễ đồng hóa, dễ tạo glucogen
• Glucid không tan (tinh bột, cellulose, pectin)
1


MONO SACCHARIDE (MS)
Cấu tạo hóa học – cách gọi tên
• MS là dẫn xuất của aldehyd (aldose) hoặc ceton (cetose) của các polyalcohol
• Công thức chung (CH2O)n với n ≥ 3
• Chỉ tham gia phản ứng oxy hóa khử, không tham gia phản ứng thủy phân.
Cách gọi tên: loại nhóm chức + số carbon
1

CHO

2

CHOH

3

CHOH
Aldosehexose

4

5

6

1

CH2OH

2

C=O

3

CHOH

4

CHOH

5

CH2OH

CHOH
CHOH

Cetosepentose

CH2OH

Các dạng tồn tại của MonoSaccharide (MS)
Cấu tạo mạch thẳng
Có C* bất đối nên có đồng phân quang học

D : -OH của nhóm C* xa gốc aldehyd hay ceton nhất ở phía bên phải.
L : -OH của nhóm C* xa gốc aldehyd hay ceton nhất ở phía bên trái.
(+) : độ quay cực bên phải; (-) : độ quay cực bên trái.
CHO

CHO
H

*C

OH

H

*C

OH

H

*C

HO

*C

H

HO

*C

H

H

*C

H

*C

OH

H

*C

OH

H

*C

H

*C

OH

HO

*C

H

H

*C

CH2OH
D (+) glucose

CHO

CHO

CH2OH
L (-) glucose

H

*C

OH

HO

*C

H

OH

H

*C

OH

OH

HO

*C

H

OH
OH

CH2OH
D - allose

CH2OH
L - allose

Cấu tạo mạch vòng
•
Vòng 6 cạnh : piranose. Vòng 5 cạnh : furanose.

•
Hợp chất aldose thường tạo vòng 6 cạnh (C1 – C5), thỉnh thoảng tạo vòng 5 cạnh

•

Hợp chất cetose :

(C1 – C5)

thường tạo vòng 5 cạnh (C2 – C5), thỉnh thoảng tạo vòng 6 cạnh (C2 – C6)
2


•

Nhóm –OH có tính chất đặc biệt : nhóm –OH glucoside. Đồng phân do vò trí nhóm –OH
glucoside: β -OH ở trên mặt phẳng phân tử (trái); α -OH ở dưới mặt phẳng phân tử (phải)

Trong dung dòch đường tồn tại cả hai dạng mạch thẳng và mạch vòng, các dạng này chuyển hóa lẫn
nhau và có một điểm cân bằng.
Tính chất của MS
Tính chất vật lý
Tinh thể không màu hoặc trắng
Hòa tan tốt trong nước, không hòa tan trong dung môi hữu cơ.
Có vò ngọt, độ ngọt khác nhau : fructose ngọt nhất
Tính chất hóa học:
MS tham gia các phản ứng của nhóm chức –CHO/-CO
[1] Phản ứng oxy hóa
COOH
HCOH

HOCH

H+ loãng, Cu2+

(Acid gluconic)

HCOH
COOH

CHO

HCOH

HCOH
HOCH

HNO3đđ

HOCH

HCOH

HCOH

HCOH

HCOH

CH2OH
(Glucose)

HCOH
CH2OH
(Acid glucaric)

CH2OH

COOH
Methyl hóa

COOH

O

Br2

OH
HO

OH

OCH3

O

OH
OCH3
OH
(Acid glucuronic)

HO

3


[2] Phản ứng khử

[3] Phản ứng thế
Tạo osazone khi cho MS phản ứng với 3 phân tử phenylhydrazine
Ứng dụng để đònh tính MS và xác đònh cấu trúc của chúng vì osazone của các loại đường khác nhau
có hình dạng tinh thể, nhiệt độ nóng chảy khác nhau.
Hạn chế : đường dễ hút ẩm, và hòa tan trong nước, gây khó khăn cho phản ứng tạo osazone vì phản
ứng phải xảy ra ở dạng rắn tinh thể; Các loại đường có phần đuôi giống nhau tạo ra cùng một loại
osazone (glucose; fructose; mannose – osazone)
H
C

CHO
H
HO

C
C

OH

+C6H5NHNH2

C

H

- H2O

C

HO

H

N

H
NH

C6H5

C
+C6H5NHNH2

OH

-(NH3 + C6H5NH2)

H

N

H

C

O

HO

C

H

H
NH

C6H5
+C6H5NHNH2
- H2O

C

N

NH

C6H5

H

C

N

NH

C6H5

HO

C

(Hydrazone)

(Glucose)

H

(Osazone)

Các phản ứng sau đây thể hiện cấu tạo vòng của MS
[4] Phản ứng tạo ester :
Ester của acid phosphoric tại các vò trí C4 và C6, là hợp chất tích lũy năng lượng cao.
6

CH2OH
O
OH

6

1

OH

HO
OH
(Glucose)

+H3PO4
-H2O

CH2OH
O
OH

6

OH
1

O

HO

P

O

OH
(Glucose-1-phosphate)

+H3PO4

-H2O

CH2O P
O
OH

1

OP

HO
OH

OH

(Glucose-1,6-diphosphate)

P

[5] Phản ứng tạo liên kết glucoside
Diễn ra tại nhóm –OH glucoside
Nhóm aglucon :
R – C – O – R’
: O-glucoside (aglucon có thể là một gốc đường)
R – C – N – R’
: N-glucoside
R – C – S – R’
: S-glucoside
R – C – C – R’
: C-glucoside

• Nếu tác nhân phản ứng là methanol và xúc tác là HCL, ta có phản ứng methyl hóa.
4


CH2OH
O OH
OH

+CH3OH
NaOH

HO
(beta-D-Glucose)

Tiếp tục phản ứng với methyl sulfate, xúc tác là NaOH, ta có phản ứng ether hóa.
CH2OH
O OCH3
OH

+(CH3)2SO4
NaOH

HO
OH
(Methyl-beta-D-Glucoside)

•

H3CO

CH2OCH3
O OCH3
OCH3

OCH3
(Methyl-beta-2,3,4,6 tetra-o-methyl-D-Glucoside)

Nếu nhóm ngoại là một gốc đường khác, ta có hợp chất disaccharide.
CH2OH
O
OH

O

HO

CH2OH
O
OH

(Maltose)
OH

OH

•

HO
OH
(Methyl-beta-D-Glucoside)

OH

•

CH2OH
O OCH3
OH

OH

Tiếp tục gắn các gốc đường liên tiếp bằng các liên kết glucoside, ta tạo được mạch
polysaccharide.
CH2OH
O
OH

O

CH2OH
O
OH

O

CH2OH
O
OH

O

OH

OH

CH2OH
O
OH
OH
OH

[6] Phản ứng dehydrat hóa
OH H
H

C

C

H

C

CH

OH H

CHO

CHO

H+đđ
-3H2O

OH
OH

O

(Fufural)

(Pentose)

OH H
H
H

C
C

C
C

OH H

[7] Phản ứng
kiềm

CHO
OH
OH

CH2OH

(Hexose)
H+đđ
-3H2O

CHO
O

(Hydroxy methyl fufural - táo)

CH2OH

trong môi trường

5


Môi trường kiềm gây ra phản
ứng đồng phân hóa
•
Trong môi trường kiềm MS là
chất khử mạnh.
[8] Phản ứng caramel hóa
•
Phản ứng caramel là phản ứng
dehydrat hóa (tách nước) đường xảy ra khi làm nóng chảy tinh thể đường hay đun nóng dung dòch
đường có xúc tác của acid hay kiềm.
•
Sản phẩm phản ứng có màu nâu đến đen, mùi caramel đặc trưng, dễ tan trong nước.

[9] Phản ứng với hợp chất nitơ
• Phản ứng Maillard, tạo sản phẩm N-glucoside : Melanoidine
o
• Phản ứng xảy ra khi có đường, a.amin, peptid, protein, lượng nhỏ, nhiệt độ lớn hơn 0 C
Đường : Glucose, fructose, maltose, lactose,…
Hợp chất Nitơ : amin bậc 1 chiếm ưu thế, proline, lysine, …
o
o
• Sản phẩm có màu nâu, mùi nướng, vò đắng, chất lượng tốt khi T pu <100 C
• Làm giảm giá trò dinh dưỡng của SP vì làm mất đi một số a.a không thay thế (cys,met,lys,…)
•

Các loại MS thường gặp
Các loại đường MS thường gặp có mạch C5 hoặc C6
CHO
Glucose
H

*C

OH

HO

*C

H

H

*C

OH

H

*C

OH

CH2OH
D (+) glucose

Có nhiều trong nho chín : đường nho.
Quay mặt phẳng phân cực sang phải : dextrose.
Rất dễ hấp thụ, có thành phần cố đònh trong máu.
Vì phân tử chứa 4 C bất đối nên glucose có 16 đồng phân quang học, trong đó phổ biến nhất là
(+)glucose; (+)mannose; (+)galactose.
- Trong dung dòch glucose tồn tại ở cả các dạng đồng phân (thẳng, vòng 5 hoặc 6 cạnh)
Fructose
-

6


-

Có nhiều trong trái cây : đường quả.
Trong mật ong cũng có hàm lượng cao : đường mật.
Quay mặt phẳng phân cực sang trái : levulose.

Độ ngọt cao.

Galactose
Là thành phần của đường sữa.
Không tồn tại ở trạng thái tự do.

CHO
HCOH
HOCH
HOCH
HCOH
CH2OH

7


OLIGO SACCHARIDE
Cấu tạo :
Từ 2 – 10 gốc MS, liên kết với nhau bằng liên kết glucoside
CH2OH
O
OH
OH
OH

O

CH2OH
O
OH

O

CH2OH
O
OH

(Glucosetriose)
OH

OH

Vẫn còn giữ được một số tính chất của MS: Dễ tan trong nước, dễ kết tinh. Có vò ngọt.
Tương quan về độ ngọt giữa các loại đường
Điểm
Điểm
Điểm
Đường
Đường
Đường
Saccharose
100
Đường nghòch đảo
95
Rafinose
22
Galactiol
41
Lactose
39

D-rhamnose
33
D-fructose
173
Maltose
46
D-sorbitol
51
D-galactose
63
D-mannitol
69
Xylitol
102
D-glucose
69
D-mannose
59
D-xylose
67
Quan trọng nhất là các DiSaccharide (DS). Tùy kiểu liên kết mà DS còn tính khử hay không.
-OH glucoside + -OH thường
liên kết oside – ose (1,4 hay 1,6)
còn một nhóm –OH glucoside, tính khử giảm một nửa.
-OH glucoside + -OH glucoside
liên kết oside – oside (1,1 hay 1,2)
không còn nhóm –OH glucoside, không còn tính khử.
Các loại OS thường gặp
Maltose
α-D-glucose + α-D-glucose : liên kết 1,4-glucoside

Công thức phân tử : C12H22011
Còn ½ tính khử; có thể tạo osazone;
Có trong thóc nảy mầm, malt đại mạch, mạch nha: đường nha
Sản xuất bằng cách thủy phân tinh bột bằng β-amilase
Ứng dụng trong trong công nghệ bánh kẹo: tạo vò ngọt thanh, tránh hiện tượng tái kết tinh đường,
tạo cấu trúc mềm dẻo cho kẹo.
Lactose
β-D-galactose + α-D-glucose : liên kết 1,4-glucoside
-

8


- Công thức phân tử : C12H22011
- Còn ½ tính khử; ít ngọt.
- Có mặt trong tất cả các loại sữa: đường sữa (4 – 8%)
- Cơ thể hấp thu lactose nhờ E. lactase. Có một số cá thể không có E. này.
- Thu nhận từ phần nước Whey, thải ra sau khi protein sữa đông tụ lại.
Saccharose
α-D-glucose + β-D-fructose : liên kết 1,2-glucoside

• Công

thức phân tử : C12H22011
• Không còn tính khử; không tạo osazone.
• Phổ biến trong tự nhiên: mía, củ cải đường, thốt nốt.
• Trong mía, saccharose chiếm gần như toàn bộ thành phần chất khô (14 – 25% nước mía): đường
mía.
Phản ứng nghòch đảo đường:

Xảy ra do tác dụng của E. invertase hay HCl, nhiệt độ cao.
Sucrose

E. invertase; HCl; T0

Glucose + Fructose

Tỷ lệ cân bằng là Sucrose : Glucose : Fructose = 1 : 1 : 1 (số mol)
Tại sao gọi là đường nghòch đảo?
Saccharose
Glucose + Fructose
o
(+66,5 )
(+52,5o)
(-92,4o)
Ích lợi của phản ứng nghòch đảo đường? Tăng lượng chất khô 5,26%
Tăng vò ngọt.
Tăng độ hòa tan của đường, tránh hiện tượng kết tinh lại.

POLY SACCHARIDE

Cấu tạo
Chứa nhiều hơn 10 MS; liên kết glucoside, còn rất ít nhóm –OH glucoside, không còn tính khử.
PS thuần (homopolyose - đồng thể): từ một loại MS
Gọi tên: Monose – ose + an (TD: glucan, galactan, fructan,…)
PS tạp (heteropolyose – dò thể): từ nhiều loại MS
Gọi tên ghép (TD: galactoglucan)
Trong tự nhiên có nhiều PS thuần hơn - glucan: tinh bột, cellulose, glycogen,…

Các loại PS thường gặp

Tinh bột: Thành phần chính của các hạt ngũ cốc và củ lương thực
Thành phần tinh bột của các nguyên liệu khác nhau
Nguyên liệu
Tinh bột (%)
Nguyên liệu
Tinh bột (%)
Khoai mì
95
Lúa gạo
75 – 80
Khoai tây
84
Chuối
90
Đậu
65
•
•
•

Có 2 dạng cấu tạo của tinh bột: amilose (AM) - amilopectin (AP)
Tỷ lệ AM/AP trong đa số nguyên liệu giàu tinh bột là 1/4
Ngoại lệ : đậu xanh (75%AM); nếp (>90% AP); lúa mì, bắp (AM/AP = 1/3)
9


Cấu tạo hóa học : glucan (α-D-glucose)
Amilose
•

Mạch thẳng, không phân nhánh, liên kết 1,4-glucoside
•
Mpt = 20.000 – 30.000
•
Không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng tạo thành dung dòch keo (hồ hóa).
•
Ở trạng thái keo, AM tồn tại ở trạng thái xoắn, ổn đònh nhờ các liên kết Hydro. Mỗi vòng xoắn chứa
6 gốc glucose. I2 sẽ hấp phụ vào giữa vòng xoắn tạo màu xanh đặc trưng. Màu tạo với I 2 thay đổi
theo độ dài mạch và mức độ phân nhánh.
Amilopectin
•

Mạch thẳng, phân nhánh, liên kết 1,4 (thẳng) và 1,6-glucoside (nhánh)
•
Chứa > 20 – 30 gốc glucose; Mpt = 200.000 – 1.000.000
•
Mức độ phân nhánh quy đònh độ dẻo của tinh bột, tùy thuộc nguồn nguyên liệu.
•
Nhiệt độ hồ hóa cao hơn AM, tạo dung dòch keo có độ nhớt cao hơn AM.
•
Cho màu tím với I2
Hạt tinh bột: cấu tạo từ AM và AP, xung quanh hạt là một lớp vỏ cấu tạo cũng bằng AM, AP. Các hạt
xếp thành từng lớp. Hạt tinh bột từ những nguyên liệu khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau.
Quá trình trương nở – hồ hóa – thoái hóa
•
Trạng thái khô: các sợi AM và AP xếp xen kẻ, tạo liên kết H2 nội, bột rít tay.
•
Khi có nước: liên kết hydro giữa các sợi tinh bột với nước làm cho hạt tinh bột trương lên.
•

Nếu nhiệt độ nước thấp, tinh bột sẽ trương nở đến một mức nào đó rồi dừng lại.
•
Nếu gia nhiệt và khuấy trộn, lớp vỏ bò phá vỡ, AM và AP thoát ra, khả năng hút nước tăng tối đa.
•
Nước xâm nhập ngày càng nhiều đến khi các sợi AM và AP trượt lên nhau, phân tán đều trong
nước tạo nên dung dòch tinh bột. Dung dòch hồ tinh bột có độ nhớt cao.
•
Nếu cứ tiếp tục gia nhiệt và khuấy trộn sẽ xảy ra đứt mạch, giảm độ nhớt.
•
Nhiệt độ tại đó hiện tượng hồ hóa xảy ra gọi là nhiệt độ hồ hóa (T hh), phụ thuộc loại tinh bột, độ
phân nhánh, cấu trúc của từng loại hạt
•

O
H

O

H

H

H
+H2O

O
H

O

H
H

TO
O

O
H

H

O

O
H

H

H

O

10


Hiện tượng thoái hóa: khi cất giữ dung dòch hồ tinh bột trong thời gian lâu, các sợi tinh bột sẽ tiến đến
gần nhau, tạo lại liên kết Hydro nội, giảm liên kết với nước, tách với nước, hiện tượng hồ bò ứa nước.
AP tạo dung dòch hồ tinh bột bền hơn so với AM.
Sự thủy phân tinh bột
Khi bò thủy phân, tinh bột bò cắt mạch từ từ thành dextrin rồi cuối cùng là maltose và glucose.

+H2O; H+/E

−
−
−
−

Tinh bột
Dextrin (Mpt khác nhau)
Maltose, Glucose
[1] Dextrin
α dextrin : 3 – 5 gốc glucose còn liên kết 1,6-glucoside
β dextrin : có Mpt lớn
Amilosedextrin
Mpt = 500.000
xanh I2
tủa trong rượu 40o
Erithrodextrin
Mpt = 10.000
tím I2
tủa trong rượu 65o
Achrodextrin
Mpt = 4-6.000
nâu đỏ I2
tủa trong rượu 70o
Maltodextrin
Mpt < 4.000 cam I2
không tủa
[2] Enzym: Amylase
α -amilase:

− Endoenzym thủy phân 1,4-glucoside ở các vò trí bất kỳ
− Sản phẩm: các dextrin mạch ngắn và một ít glucose và maltose, độ nhớt dòch giảm nhanh.
− Có nhiều trong dòch tụy, nước bọt của động vật, mầm thực vật. Ở vsv, α-amilase có trong
các loài vi khuẩn, nấm mốc như Aspergillus orizae, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformic.
− T0opt = 60-700C
β -amilase:
− Exoenzym, thuỷ phân liên kết 1,4-glucoside từ đầu không khử
− sản phẩm: β-dextrin (dextrin mạch dài), maltose
− Có trong thực vật, hạt mầm, đặc biệt trong mầm khoai lang.
− pHopt = 4 – 5; Topt = 50-620C tùy nguồn gốc
γ -amilase (glucoamilase):
Exoenzym, thủy phân liên kết 1,4;1,6 glucoside, hiệu suất rất cao 98-99%, cắt đứt từng gốc glucose
Sản phẩm: chủ yếu là glucose (nên còn gọi là glucoamylase – GAM)
pHopt = 3,5 – 5 ; T0opt =600C tùy nguồn gốc
Có trong vi sinh vật nấm mốc, vi khuẩn Aspergillus niger, Rhizopus sp.
E. alpha-amylase (Termamyl)
alpha-dextrin + Maltose + Glucose
Tinh bột
(endo, lk 1,4; bất kỳ)

Tinh bột
Tinh bột

E. beta-amylase (Fungamyl)
(exo, lk 1,4; cắt từng 2 gốc từ đầu không khử)

beta-dextrin + Maltose

E. gama-amylase (GAM-Glucoamylase)
(exo, lk 1,4 và 1,6; cắt từng gốc một từ đầu không khử)

Glucose

Đánh giá chất lượng thủy phân dựa vào chỉ số DE. DE càng cao mức độ thủy phân càng sâu.
Đường khử (≡ glucose)
DE =
Tinh bột (ban đầu)

11


Cellulose
•
Glucan, từ β-D-glucose, 1,4-glucoside. Chuỗi polyme
chứa hàng chục nghìn gốc MS, dạng thẳng không xoắn.
•
Các chuỗi cellulose xếp song song thành sợi có φ 3,5
nm. Các sợi cellulose lại tạo thành bó sợi φ 20 nm. Giữa các
chuỗi cellulose có rất nhiều gốc –OH và tạo ra rất nhiều
liên kết hydro giúp ổn đònh sợi cellulose, làm cho nó rất bền, rất khó thủy phân (bã mía, cỏ, tre nứa,
…). Điều kiện thủy phân khá nghiêm ngặt.
•
Người, ĐV thường không tiêu hóa được cellulose. ĐV nhai lại có thể tiêu hóa được cellulose nhờ
hệ enzyme cellulase trong dòch vò.

Hemicellulose
•
PS dò thể gồm pentose và hexose trong mạch
•
Không tan trong nước, tan trong dung dòch kiềm.

•
Giữ nhiệm vụ làm chất kết dính các tế bào (cùng với pectin)
•
Có nhiều trong vỏ hạt, bẹ ngô, rơm, cám, trấu,…
Pectin
•
Là PS dò thể: dẫn xuất methyl của acid pectic (α-D-1,4-polygalacturonic acid)
•
MS: galactose, liên kết 1,4-glucoside.
•
Mpt = 10.000 – 100.000
Phân loại pectin
[1] Theo % nhóm methylen trong phân tử pectin
+ HMP : High Methoxyl Pectin; DE > 50%
+ LMP : Low Methoxyl Pectin ; DE ≤ 50%
[2] Theo khả năng hòa tan trong nước
+ Pectin hoà tan: Methoxyl polygalacturonic.
+ Pectin không hòa tan: Protopectin = Pectin + Araban (PS ở thành tế bào)
Glycogen Cấu tạo giống tinh bột, là PS của động vật, được sinh tổng hợp tại gan ĐV
Mức độ phân nhánh cực kỳ dày đặc (10 lk 1,4 có 1 lk 1,6- glucoside)

Amilopectin

glycogen
Dextran: PS của vsv, cấu tạo giống tinh bột; ngoài liên kết 1,4; 1,6 còn có liên kết 1,3 –glucoside.
Agar / Carragenan / Alginate: Từ rong biển; không tan trong nước lạnh,đun nóng sẽ hòa tan, để nguội
sẽ tạo thành khối gel đông
12

TRAO ĐỔI GLUCID
1. Sự thủy phân glucid:
Sự thủy phân glucid (đường oligo và polysaccharide) diễn ra với tác dụng của các loại E thủy phân.
Amilase, maltase
amilase
Tinh bột
dextrin, maltose
C6H12O6 (glucose)
Invertase
Saccharose
glucose + fructose
−
Hệ tiêu hóa:
Nước bọt: chứa α-amilase, thủy phân sơ bộ tinh bột có trong thức ăn.
Dạ dày: vì pH = 1,5-2,0 nên E. amylase không hoạt động.
− Ruột non: E. amilase, saccarase, maltase, lactase,…
Maltose
Saccarose
Lactose

Maltase
Saccharase
lactase

2 glucose
glucose + fructose
glucose + galactose

2. Quá trình phosphoryl hóa (sự lân phân):
− H3PO4 thay thế vò trí của H2O trong quá trình thủy phân.

− Quá trình lân phân diễn ra chủ yếu đối với glycogen tại gan động vật.
− Enzym: phosphatase.
− H3PO3- sẽ gắn vào vò trí C1 tạo thành glucose-1-phosphat, chuẩn bò tham gia quá trình oxhk sinh học
CH2OH

CH2OH

CH2OH

O

O
H

O

OH

H

H

OH

O

OH

H

H

OH

O

H3PO4

H

glucotransferaza
(phosphorylase)

n

OH

H

H

OH

O P

n

Glycogen

glucose-1-phosphat

3. Chu trình đường phân (Glycolyse)
Oligosaccharide – Polysaccharide
Glucose
ĐƯỜNG PHÂN
Acid piruvic

CO2 + H2O

Hô hấp

+ O2

- O2

Lên men

Rượu, acid
13


CHU TRÌNH ĐƯỜNG PHÂN – GLYCOLYSE

− Chu trình đường phân xảy ra ở tất cả cơ thể sinh vật sống
− Chu trình gồm có 4 giai đoạn, 10 phản ứng
− Qua chu trình đường phân: 1 phân tử glucose
2 acid pyruvic + 8 ATP
14

Acid piruvic là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất
•
Tùy nhu cầu của cơ thể và điều kiện môi trường (+O 2 , -O2), acid piruvic sẽ chuyển hóa theo
những hướng khác nhau: tổng hợp acid amin , acid béo hay tham gia các phản ứng oxy hóa khử.
4. Chuyển hoá acid pyruvic trong điều kiện yếm khí (anaerobic = lên men)
Trong điều kiện yếm khí có 3 quá trình lên men: lên men lactic, ethylic, butyric
Lên men lactic:
COOH
COOH
•

C O

lactat dehydrogenase

CH3
a.piruvic

CHOH
CH3
a.lactic

− Vi khuẩn lactic
− Trong muối chua thực phẩm và quá trình chế biến sản xuất yaourt, chao,…
Lên men ethylic:
COOH
C O
CH3

alcoholdecarboxylase

acid piruvic

HC

O
H

dehydrogenase

acetaldehyd

CH3CH2OH

rượu etylic

− Kiểu lên men của nấm men Saccharomyces
− Trong quá trình chế biến rượu, cồn, nước giải khát lên men, sản xuất bánh bao, bánh mì,…
c. Lên men butyric:
− Đây là kiểu lên men trong điều kiện rất kỵ khí
− Gồm nhiều phản ứng tạo thành CH3CH2CH2COOH (acid butyric)
5. Chuyển hóa pyruvic trong điều kiện hiếu khí: (aerobic) CHU TRÌNH CREBS
Tổng hợp acetyl CoA:
COOH

O
CH3C ~OCoA

C O pyruvatdecarboxylase Acetyl CoA Synthetase Dehydrogenase
CH3

Acid pyruvic
acetyl Co A

Chu trình Crebs:
• Chu trình Crebs là giai đoạn cuối của quá trình oxy hóa khử sinh học đối với mọi cơ chất,
protein, glucid, lipid. Chu trình Crebs là trung tâm của quá trình trao đổi chất.
• Gồm 6 đoạn , 10 phản ứng
• Xét về mặt năng lượng:
1 glucose
38 ATP (năng lượng tích lũy dưới dạng ATP)
1 ATP có năng lượng 7-10 kcal/mol vậy Q = 38 x 7 = 266 kcal/mol
(hình trang sau)
Chu trình pentozophosphat:
− Oxy hóa trực tiếp glucose
− Thực vật: lá ; động vật: gan, mô mỡ.
− Tích lũy được 35 ATP.

15


16


CHUYỂN HÓA GLUCID TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN:
Các nguyên liệu chứa carbohydrate
Rau quả: đường, pectin, protopectin, tinh bột, cellulose, hemicellulose,…
Lương thực: tinh bột, đường, cellulose, hemicellulose,…
Phản ứng thủy phân
Tinh bột
đường, dextrin

Protopectin
pectin
Hemicellulose
đường
Phản ứng oxy hóa
Quá trình hô hấp hiếu khí :

C6H12O6 +

6 O2

6 CO2 + 6 H2O

Quá trình hô hấp yếm khí : quá trình lên men.

C6H12O6
2 C2H5OH + 2 CO2
Phản ứng tạo màu
Đường
Sản phẩm phản ứng caramel
Đường + acid amin
hợp chất melanoidine
TỔNG HP GLUCID:
Quá trình quang hợp:
− Quang hợp là quá trình cây xanh và một số vi sinh vật có chlorophyl hấp thụ quang năng chuyển
thành hóa năng và khử khí CO2 thành các loại glucid (CH2O)n.
Phương trình tổng quát:
CO2 + H2O
(CH2O)n + O2 + H2O
− Quá trình quang hợp xảy ra nhiều quá trình phức tạp, gồm có hai pha: pha sáng và pha tối.

− Phương trình năng lượng tổng quát:
6CO2 + 23H2O + 18ATP
1fructo-6phosphate + 18ADP + 17H3PO4 + 6O2
Fructose-6P
Glucose 6P
polime hóa.
Tổng hợp polysaccarid:
Tổng hợp saccarose
Tổng hợp tinh bột
Tổng hợp glicogen
ĐỊNH TÍNH ĐỊNH LƯNG GLUCID
Đường khử
• Phản ứng với thuốc thử Benedict: tạo tủa Cu 2O trong môi trường kiềm mạnh
• Phản ứng với thuốc thử Fehling: tạo tủa Cu2O trong môi trường kiềm mạnh
• Phản ứng với thuốc thử acetate đồng: tạo tủa Cu 2O trong môi trường acid
• Phản ứng với thuốc thử pheninhydrazine: tạo tinh thể osazone – kính hiển vi
• Phản ứng với ferrycyanua màu vàng đậm: tạo ferrocyanua màu vàng nhạt – chuẩn độ hóa học
• Phản ứng với thuốc thử DNS (DiNitro Salicilic acid): tạo phức màu – máy so màu quang phổ
Tinh bột
• Thuốc thử Liugon: tạo màu xanh tím với hồ tinh bột
• Tách tinh bột, sấy, cân
• Thủy phân thành đường khử rồi đònh lượng
17