Chương 4 Gluxit hợp chất cao năng

chương IV

Glucid
HP CHẤT CAO NĂNG

Acid nucleic có mặt trong nhân và nguyên sinh chất tế bào, nó có nhiều chức năng sinh học, nhưng
chức năng quan trọng nhất của nó là tham gia vào việc di truyền và sinh tổng hợp protein.
− Acid thường gặp là:
ARN : acid ribonucleic
AND : acid dexoxyribonucleic
− Thành phần của acid nucleic là:
Baz nitơ : H3PO4 : đường pentoza = 1:1:1
1. Baz nitơ:
Có hai loại:
a.
Base purin
NH2
6

N

O
6

C

N

N

C

N

2

N
N
Adenin (6NH 2 purin)

C
H2N
N
N
Guanin (2NH 2 6 Oxypurin)

b. Base pirimidin

NH2
H

N
O

O

N

H
Xitozin
(2-oxy-6-NH 2 pirimidin)

2. Đường pentoza

O

O
H

N
N

H
Uraxin
(2,6-dioxy pirimidin)
2

O

CH3

N
N

H
Timin
(2,6-dioxy-5-metyl
pirimidin)
2

3. Nucleozit = bơ nitơ + pentoza : (C3 hoặc C9 ) + C'1
Adenin, guanin, xitozin: kết hợp được với cả riboza và desoxyriboza.
Urazin + Riboza
Uridin
Thimin + DesoxyRiboza
Thimidin

4. Nucleotid:
Nucleotid = Nucleozit + H3PO4 (phosphoryl hóa)


5. Acid nucleic:
ADN: acid desoxyRibonucleic
Thành phần Pentoza: desoxyRiboza
Base: A – T – G – X
ARN: acid Ribonucleic
Thành phần Pentoza: Riboza
Base: A – U – G – X
Cầu phosphat sẽ nối liền vò trí C 5’ của Nucleotid này với C3’ của
Nucleotid khác.

OH
N

N
O O
HO

P

N

OCH 2

N

O

O

HO

OH

N

O

P

O

O

OH
H

P

N

O

OCH 2

OH

H

AMP

N

N

H

H

liên kết cao năng
O
HO

P
OH

O
O

O

P
OH

ADP
O

O

O

P

OCH 2

O

OH
H

H

ATP

6. Hợp chất cao năng:


− Các chất này giữ vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất và cung cấp năng lượng hoạt
hóa các cơ chất, chuẩn bò tham gia vào quá trình trao đổi chất.
− Việc sinh tổng hợp hay phân hủy một liên kết cao năng sẽ cần một năng lượng Q = 6000 10.000 cal/mol

ATP
ADP + ( P) + 7000 cal/mol
ADP
AMP + (P) + 8500 cal/mol
− Tại sao cần biết về hợp chất cao năng trước khi học đường và béo . vì năng lượng cung cấp do
phản ứng oxy hóa glucid, lipid sẽ được tích lũy bằng cách tạo liên kết cao năng. Khi cơ thể cần
năng lượng để chuyển hóa các chất hay để vận động thì các liên kết này sẽ bò phân hủy, giải
phóng lượng năng lượng được tích lũy.
I- KHÁI NIỆM CHUNG:
1. Đònh nghóa thành phần cấu tạo:
− Glucid là nhóm các hợp chất hữu cơ phổ biến trong cơ thể thực vật , động vật, vi sinh vật.
− Thành phần cấu tạo chính là C, H, O, các nguyên tố khác như S, N rất ít khi gặp.
− Do tỉ lệ H:O của glucid giống H2O (2:1) nên trước đây glucid được gọi là hydrat cacbon. Về sau
người ta phát hiện một số glucid có thành phần nguyên tố không giống nước ( đường
desoxyribose C5H10O4), ngược lại có một số hợp chất không phải là glucid mà vẫn có tỉ lệ H : O
giống H2O ( acid lactic 3(CH2O) ), vì vậy tên gọi hydrat cacbon không còn phản ánh đúng nhóm
hợp chất glucid nữa. Một số loại sách tham khảo cũng vẫn còn sử dụng tên gọi hydrat cacbon
đối với glucid.
− Bản chất hóa học của glucid là polyhydroxy aldehyd hoặc xeton và các dẫn xuất của chúng.
Đa số glucid có công thức: ( CH2O)n.
TD: gluco (CH2O)6 = C6H12O6.
1. Nguồn gốc của glucid:
− Glucid có mặt ở động vật, thực vật và vi sinh vật.
− Trong các mô động vật glucid chỉ có 2%
Đối với thực vật , lượng glucid có thể có đến 80-90% chất khô. Tỉ lệ này có khoảng thay đổi rất
rộng.


Thực
phẩm

Ngũ
cốc

Chất
khô
(%)

70-80

Khoai Khoai
tây
lang
20

28.5

Cà
chua

Cà
rốt

Đậu
nành

Đậu
phộn
g

Sắn

Đậu đen,
trắng, xanh

3.7

8

24.6

27.5

36.4

50-53

− cơ thể động vật và người glucid tập trung chủ yếu ở gan. Trong máu cơ thể bình thường, hàm
lượng glucid là cố đònh. Khi có bệnh, % này thay đổi làm ảnh hưởng đến các quá trình sinh hóa
trong cơ thể.
TD: hạ đường huyết, tiểu đường
− thực vật, glucid tập trung ở tế bào thực vật, mô nâng đỡ, mô dự trữ. Hàm lượng thay đổi theo
từng loài, theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển của thực vật ,…
− Glucid tồn tại trong tế bào thực vật ở dạng dự trữ. Nó là sản phẩm đầu tiên của quá trình quang
hợp ở thực vật, chuyển hóa quang năng ( ánh sáng mặt trời) thành hóa năng (glucid). thực vật
tự tổng hợp được glucid từ CO2 và H2O bằng quá trình quang hợp là nhờ sắc tố clorophyl có
trong tế bào thực vật (diệp lục tố).
− Người và động vật không có sắc tố chlorophyl nên không tự tổng hợp được glucid mà phải tự
cung cấp qua con đường thức ăn. Trong cơ thể động vật, glucid bò oxy hoá thành CO 2 và H2O ,
giải phóng năng lượng. Quá trình này ngược với quá trình xảy ra trong tế bào thực vật .

2. Vai trò của glucid:
a. Vai trò sinh học:
(1) Nguồn dinh dưỡng dự trữ rất dễ huy động cung cấp các chất trao đổi trung gian và năng
lượng tế bào.
(2) Tham gia cấu trúc của thành tế bào thực vật (peptidoglican , cellulose), hình thành bộ khung
bảo vệ (chitin)
(3) Là thành phần cấu tạo hợp phần quan trọng nhất của tế bào như AND, ARN, glicoprotein…
Tham gia tích cực trong quá trình tích lũy sao chép thông tin di truyền.
b.Vai trò dinh dưỡng:
− Glucid cung cấp năng lượng hoạt động cho cơ thể. 1g glucid bò oxy hóa tạo 132 kcal (544.4 J )
− Nguồn glucid chính trong thức ăn của người và động vật là các sản phẩm thực vật, chủ yếu là
tinh bột (gạo, bắp, đậu,…) đôí với người và cellulose đối với động vật .
− Glucid là khẩu phần ăn chính; cung cấp 50% số calo hằng ngày cần thiết cho hoạt động sống
của cơ thể. Nhu cầu glucid 5-7g/kg thể trọng/ngày.
TD: 250-350g/ngày/người nặng 50kg
1g glucid cho 4.1 calo .
− Sự chuyển hóa glucid dư thành lipid dự trữ ở mô mỡ là nguyên nhân gây bệnh béo phì ở người
hay ăn đồ ngọt. Ta đã biết lượng glucid cần thiết chỉ chiếm một lượng nhỏ. Nếu ăn nhiều cơ thể
sẽ chuyển hóa thành lipid ở các mô mỡ.


− Sự chuyển hóa này thuận nghòch, nếu cơ thể thiếu glucid thì chất béo dự trữ sẽ được chuyển
hóa ngược lại thành glucid. Ta muốn giảm cân phải tìm cách tiêu tốn năng lượng cho nhiều để
chuyển lipid thành glucid và không nạp thêm glucid từ ngoài.
c. 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
3. Phân loại đường:
∗ Có 2 loại đường theo cấu tạo hóa học:
1) Glucid đơn giản: monosaccarit (1 gốc đường) monoza
2) Glucid phức tạp : oligosaccarit (2 - 10 gốc đường )
Polysacarit ( nhiều gốc đường)
∗ Theo tính hoà tan : ta có 2 loại:
1) Glucid hòa tan:
•
Glucose, fructose, saccarose
•
Hòa tan tốt trong nước

•
Dễ đồng hóa, dễ tạo glucogen
2) Glucid không tan:
•
Tinh bột, cellulose, pectin,…
•
Là nguồn cung cấp đường hòa tan theo phương pháp thủy phân.
II-MONOSACCARIT:
1. Cấu tạo hóa học - cách gọi tên:
−

C
H2 C

OH

HC

OH

H2 C

OH

glycerin

-2H
CH2OH
-2H
CHOH

O
H

HC

OH

H2 C

OH

H2 C

OH

C
H2 C

O
OH

aldehyd glicerinic
(aldoze)

dihydroxy aceton
(cetoze)

M
on

os
ac
cr
it

(MS) là dẫn xuất aldehyd hoặc xeton của các polyalcol (polyol)
− Công thức chung là (CH2O)n
n≥3
− MS là nhóm glucid đơn giản nhất, khi tham gia quá trình trao đổi chất, chỉ tham gia các phản
ứng oxy hóa khử sinh học, không tham gia quá trình thủy phân.


− Khi oxy hóa các polyol, ta sẽ thu được các dẫn xuất ceton hay aldehyd. Dẫn xuất ceton (-C=O)
được gọi là cetose, dẫn xuất aldehyd gọi là aldose

Gọi tên:
loại nhóm chức + số carbon
aldopolyol
cetopolyol
3C
4C
5C
6C
7C
8C
TD:

:
:
:

:
:
:
:
:

aldose
cetose
triose
tetrose
pentose
hexose
heptose
octose

Aldohexose

Cetopentose

1

CHO

2

CHOH

2

C

3

CHOH

3

CHOH

1

CH2 OH
O

4

CHOH

4

CHOH

5

CHOH

5

CH2 OH

6

CH2 OH

− Đánh số mạch carbon:
Vò trí carbon trong MS được đánh số theo nguyên tắc đánh số 1 ở đầu nguyên tử C nào gần nhóm
carboxyl (-CHO) hay ceton (-C=O) nhất.
2. Dạng tồn tại của MS:
Monosaccarit có 2 dạng tồn tại: mạch thẳng và mạch vòng.
a. Cấu tạo mạch thẳng:
− Dạng aldose và cetose của các polyol.
− Vì trên mạch polyol có nhiều C* bất đối nên tồn tại một số đồng phân quang học.
Nếu gọi n = số C* bất đối
Thì số đồng phân quang học (lập thể) sẽ là 2n.
Dạng D: -OH ở phía phải C* xa nhóm –CHO, -CO
Dạng L: -OH ở phía trái C*
(+): độ quay cực về bên phải
(-): độ quay cực về bên trái


b. Cấu taọ mạch vòng:
− Trong thực tế số đồng phân lập thể lớn hơn 2 n , điều này chứng tỏ ngoài đồng phân mạch thẳng
ta còn có các đồng phân mạch vòng.
− Một số phản ứng với aldehyd thông thường không thể xảy ra với đường, điều đó chứng tỏ nhóm
aldehyd –CHO ở đường có thể tồn tại ở một dạng khác.
− Đường lại dễ dàng tạo hợp chất ete với metanol, tạo dẫn xuất có nhóm –OCH 3 , chứng tỏ rằng
có một nhóm –OH trong phân tử đường có một tính chất đặc biệt khác các nhóm –OH khác.
− Với hợp chất aldose C6 sự đóng vòng diễn ra ở vò trí C 1-C4 và C1-C5 tạo vòng 5 cạnh (furanose)
và vòng 6 cạnh (piranose). Việc đóng vòng cũng thường xảy ra đối với đồng phân dạng D.

− Với hợp chất cetose, sự đóng vòng C2-C5 tạo ra vòng furanose và C2-C6 tạo ra vòng piranose.


− Thường hexose tạo vòng piranose còn pentose tạo vòng furanose.
− Mạch vòng có đồng phân do vò trí nhóm –OH
-OH trên
β
OH bên trái
-OH dưới
α
OH bên phải

Dạng vòng viết theo hình đa giác 5,6 cạnh coi như là mặt phẳng, các gốc bên trái ở trên mặt phẳng
đó, các gốc bên phải ở dưới mặt phẳng đó.
− Mạch vòng piranose còn có hai dạng đồng phân cis- và trans- .dạng trans- bền hơn.

− Trong dung dòch MS tồn tại ở cả 3 dạng đồng phân thẳng, vòng α , vòng β .các đồng phân này
chuyển hóa lẫn nhau và tồn tại một điểm cân bằng.
3. Tính chất của MS:
a. Tính chất vật lý:
− MS là những tinh thể không màu hoặc màu trắng.
− Hòa tan tốt trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ do chứa rất nhiều nhóm OH .
− Có độ ngọt khác nhau. Đa số có vò ngọt.
∗ Độ ngọt:
Chất cho ta cảm giác ngọt là chất có cấu trúc:
AH: cho proton
B: nhận proton

Tâm tiếp nhận chất ngọt

AH………………B
3A0
B………………AH

TD: fructose có độ ngọt gấp 3 lần glucose nên dùng fructose thay thế đường khác trong công nghệ
bánh kẹo.
b.Tính chất hóa học:


(1) phản ứng oxy hóa:

oxh
CHO
COOH
− Tùy tác nhân mà quá trình oxy hóa diễn ra ở C1 và cả C cuối.
− Nếu muốn phản ứng tạo –COOH chỉ xảy ra ở C cuối thì ta khóa gốc OH glucozit bằng cách
metylen hóa nhóm đó.

− Phản ứng với Cu2+ là phản ứng đặc hiệu của đường là cơ sở nguyên tắc cho phương pháp đònh
đường Bertrand.
2+
Cu trong thuốc thử Felling sẽ bò khử thành Cu + là những tủa màu đỏ nâu. Thu lấy kết tủa, hòa tan
và đònh lượng, ta tính được lượng đường trong mẫu.
(2) Phản ứng khử:
− Khi bò khử, MS tạo thành polyol tương ứng.
C

O
H

CH2 OH

C
C
C

C
+H

C
C

C

C

CH2 OH

CH2 OH

glucose

(3) Phản ứng thế:

D-sorbitol

Manose
Galatose
Ribose

Manitol
Dulxitol
Ribitol


MS có thể tham gia phản ứng thế với các acid amin
TD: phenylhydrazin C6H5NH-NH2 dư
C

O
H

C
C
C

H
C6H5NHNH2

H
C N H
N
C
OH
C
C

C6H5

NH2NHC6H5

N
H

H
C N H
N
C O
C

NH2NHC6H5

C
C
C

C

C

CH2 OH

CH2 OH

CH2 OH

Hydrazon

C6H5

H
C N NHC H
6 5
C N NHC6H5

C

C
glucose

NH 2

CH2 OH
Osazon

Các osazon rất dễ kết tinh, và tùy loại đường mà tinh thể Osazon có tính chất khác nhau về hình
dạng, T0nc,…như vậy dựa vào osazon, ta có thể phân biệt được từng loại đường . Tuy nhiên có những
đồng phân có phần đuôi giống nhau thì sẽ tạo ra cùng một loại osazon.
TD: gluco-osazon, fructose-osazon, manose-osazon.
(4) Tạo ester:
− Đây là phản ứng thể hiện tính chất của polyol –OH
− Thường gặp và quan trọng nhất là các ester phosphoric
− phản ứng xảy ra dễ dàng ở C1 và C6 .

− các ester phosphat này ở dạng năng lượng cao, để tích lũy năng lượng và dễ tham gia vào các
phản ứng trong quá trình trao đổi chất.
(5) Tạo liên kết glucoside:
− Đây là một phản ứng quan trọng và đặc trưng của dạng vòng MS. Khi bò khép vòng nhóm OH ở
C1 của aldose và C2 của cetosecó tính chất đặc biệt khác với các nhóm OH khác. Chúng có khả
năng hoạt hóa rất cao, dễ dàng tham gia vào các phản ứng tạo thành glucoside với các hợp chất

khác nhau. Do đó nhóm OH này được gọi là nhóm OH glucoside.
− Các nhóm kết hợp với nó được gọi là aglucon.
Ta có các loại liên kết như:
R – C –O – R’
O-glucozide
R – C – N – R’
N-glucozide
R – C – S – R’
S-glucozide
R – C – C – R’
C-glucozide
TD:


− Các phản ứng từ hợp chất glucozit có thể tạo những tính chất mong muốn cho sản phẩm thực
phẩm.
− Khi aglucon là một phân tử đường khác thì ta sẽ tạo được các loại polyme của các MS.
CH 2OH

CH 2 OH

O
H

O
H

H

1

OH

OH

H

H

OH

CH 2 OH

O
H

H

H

H

4

O

OH

H

H

OH

O

OH

H

H

OH

glucozit

(6) phản ứng dehydrat hóa:
OH H

CHO

C

C

C

H
C

H

OH
H
O

CHO
H+ đđ
-3H2 O

OH H

H

fucfural (fucfurol mùi mật)

pentose
OH H
C

CHO
C

H
C
H

O

C
OH H

hexose

OH
H

CHO
H+ đđ
-3H2 O

O
CH2 OH

O

CH2 OH
Hydroxymethyl fucfural (mùi táo)

OH


− Đây là phản ứng thường gặp trong quá trình chế biến thực phẩm, trong quá trình tinh luyện
đường nó có trong mật rỉ, trong công nghệ rượu cồn.
− Các loại aldehyd này rất hoạt hóa vì có nối đôi và nhóm carbonyl CHO, dễ trùng hợp với các
chất khác, gây độc cho thực phẩm.
− Tuy vậy với nồng độ nhỏ, các hợp chất này tạo mùi thơm cho sản phẩm. Khi kết hợp với một số
chất tạo ra màu cho sản phẩm.
− Các chất này có phản ứng tạo màu với thymol, Naphtol, là phản ứng đònh tính nhận biết
pentose.
TD:

Fucfurol + anilin+ HCl
hợp chất màu đỏ
4. Các loại MS thường gặp:
∗ Pentose: 5C; dạng vòng furanose
− Arabinose
− Xilose
− Ribose
∗ Hexose: 6C
− Đây là nhóm glucid phổ biến hơn cả ở trong thiên nhiên.
− Dạng vòng piranose chiếm đa số.
(1) D-glucose: đường nho, dextrose.
•
Có nhiều trong nho chín: đường nho
•
Quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang phải (dextrose)
•
Rất dễ hấp thụ, là thành phần cố đònh trong máu
•
Là thành phần của nhiều loại polysaccarit khác

(2) D-fructose: đường quả, levulose.
•
Có nhiều trong trái cây: đường quả, mật ong.
•
Quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang trái: levulose
•
Độ ngọt cao, tinh thể hình kim ngậm 1H2O.

(3) D-Mannose:

•

Ít tồn tại ở trạng thái tự nhiên, thường là thành phần của một loại polysaccarit nào đó.

•

(4) Galactose:
Là thành phần của đường sữa , không tồn tại ở trạng thái tự do.
O
H

C

CH 2 OH

C

O

C
C
C

OH

H

H

H

OH

H

H

OH

OH

CH2 OH

III- OLIGOSACCARIT:
− Cấu tạo từ 2-10 gốc MS.
− Vẫn còn giữ được một số tính chất của MS.
− Dễ tan trong H2O, dễ kết tinh.
− Có vò ngọt.
− Quan trọng nhất là các disaccarit. Tùy kiểu liên kết mà các DS còn tính khử hay không.
OH-glucozit + OH thường
liên kết ozit-ose
(MS1)
(MS2)
(1-4 hay 1-6)
MS2 vẫn còn nhóm OH glucozit nên vẫn giữ được tính khử
OH-glucozit + OH-glucozit
liên kết ozit-ozit
(MS1)
(MS2)

Không còn gốc OH glucozit nên không còn tính khử
(1) Maltose:
α-D-glucose + α-D-glucose
liên kết 1,4-glucozit
O

O
H

CH 2OH

CH 2OH

CH 2OH

H

1
O

alpha-glucose

H

+

H

H

H

4

HO
alpha-glucose

CH 2 OH

O
H

O

H

H

OH

H

4

1
O

OH

alpha-D-glucopiranozid-1,4-alpha-D-glucopiranose

− Còn tính khử. Khả năng oxy hóa khử giảm một nửa.
− Có trong thóc nảy mầm và mầm mạch do phản ứng Enzym thủy phân tinh bột (β-amilaza) :
đường nha ( mạch nha).
− Độ ngọt khá cao, thường được dùng để sản xuất bánh kẹo.
− Hạn chế sự tái kết tinh đường hay gặp khi sử dụng saccarose làm kẹo. Ngoài ra đường maltose
còn tạo được cấu trúc mềm dẻo cho các loại kẹo mềm.
(2) Lactose:
β-D-galactose + α-D-glucose
liên kết 1,4-glucozide
O
OH

H

O

H

1
H

CH 2 OH

CH 2 OH

CH 2OH

OH

H

H

OH

H

+

H

H

CH 2OH

O

O

O

H

H

4

HO

H

beta-galactose

1
OH

H

H

OH

O

H

4

OH

OH

alpha-glucose

lactose

Vẫn còn tính khử vì còn một gốc OH-glucoside
Có mặt trong tất cả các loại sữa: đường sữa: 4-8%.

Độ ngọt kém saccarose 4.5lần.
Hấp thu lactose bằng Enzym lactase thủy phân. một số người không có loại Enzym này nên
họ không uống sữa được (gây ói mửa, đau bụng), chỉ có thể uống sữa đã tách latose.
(3) Saccarose: C12H22O11
−
−
−
−

H

H

1
OH

OH

H

H

OH

O

O

O
H

CH 2 OH

CH 2OH

CH 2OH

O

H

alpha-D-glucose

+

H

H

H

H

H

H

2

HO

CH 2 OH

1
OH

H

H

H

OH

OH

OH

H

H

OH

O

H

2
O

H

OH

OH

H

CH 2 OH

alpha-D-glucopiranoside-1,2-beta-D-fructopiranoside

− Phổ biến trong tự nhiên
− Có trong đường mía, củ cải đường và một số thực vật khác
− Trong mía saccarose chiếm gần như tòan bộ trọng lượng chất khô (14-25% nước mía) nên gọiø là
đường mía.
− Không còn gốc OH glucoside nên không còn tính khử.
− Thủy phân saccarose-tạo đường nghòch đảo:
E.invertase
HCl,t0


Saccarose

glucose +fructose
Đường nghòch đảo
sản phẩm khi thủy
phân saccarose

Tại sao gọi là đường nghòch đảo ?
dung dòch saccarose
glucose + fructose
0
+66.5
+52.50
-92.40
− Ích lợi của phản ứng nghòch đảo đường ?
•
Tăng lượng chất khô lên 5.26%
•
Tăng vò ngọt
•
Tăng độ hòa tan của đường trong dung dòch
− ng dụng :L trong công nghệ sản xuất kẹo, dung dòch đường nghòch đảo có độ nhớt thấp và độ
hòa tan cao hơn so với dung dòch saccarose.
− Tính hút ẩm của đường :
•
Đường tinh hút ẩm nhiều hơn đường có tạp chất.
•
Đường khử có tính hút ẩm kém hơn đường không khử
•
Tính hút ẩm của đường vừa có những ứng dụng nhưng cũng là nguyên nhân gây hư hỏng
sản phẩm.
TD: bánh cần mềm
ẩm
đường hút ẩm
Mứt kẹo
chất hút ẩm làm tăng nhanh quá trình kết tinh
dính

− Ngoài các loại DS đã được nhắc đến còn có nhiều loại khác, TS, tetra-S,…

Fructose có khả năng hút ẩm mạnh nhất ( mật ong: giữ ẩm)
•
Khả năng hút ẩm của đường ở HR (humidité relative) khác nhau
IV- POLYSACCARIDE:
− Là các loại đường tạo thành từ 10 monose trở lên.
− Liên kết giữa các MS là liên kết glucoside [1,4 ; 1,6 ; 1,1 ; 1,2] nên hầu hết OH glucoside
không còn, do đó PS không có tính khử.
− Phân làm 1 loại:
(1) PS thuần : homopolyose. Từ một loại monome
(2) PS tạp: heteropolyose: từ nhiều loại monome.
− Trong tự nhiên có nhiều loại PS thuần hơn. Quan trọng nhất là glucan: PS thuần từ MS là
glucose.
TD: tinh bột, cellulose, dextran, glycogen,…
1. Tinh bột:
∗ Là loại PS dự trữ trong thực vật, là thành phần chính của các hạt ngũ cốc và các củ lương thực.
Khoai mì
:
95%
Tinh bột sắn dạng lục giác
Khoai tây
:
84%
Oval, kích thước lớn.
Lúa
:
75-80%
Lúa mì: hạt tinh bột tròn.
Chuối

:
90%
•


Ñaäu

:

65%


Trong các nguồn thực vật này, tinh bột lại tồn tại thành dạng hạt, hạt tinh bột làm thành từng lớp.
Mỗi lớp gồm amylose và amylopectin xếp xen kẽ với nhau.

∗ Tỉ lệ AM/AP = ¼

Tuy vậy vẫn có ngoại lệ
TD: Đậu : amilose 75%
Nếp: << amilose (dẻo nhờ cấu trúc mạch nhánh)
Khoai tây: 19-22 AM + 78-91% AP
Lúa mì, bắp: 25% AM + 75 AP
∗ Cấu tạo hóa học:
Đây là một loại glucan: PS đồng thể với monose là glucose. Cấu tạo của AM và AP hòan tòan khác
nhau.
a. Amilose:
− Là cấu tạo mạch thẳng, không phân nhánh, là polymer của các α-D-glucose bằng liên kết 1,4glucozit.

− M = 20000-30000
− Không tan trong nước lạnh, trong nước ấm, hoà tan tạo thành dung dòch keo, độ nhớt thấp gọi

là trạng thái hồ hóa.
− Khi ở trạng thái dung dòch keo, amilose sẽ tồn tại ở dạng mạch xoắn, ổn đònh nhờ các liên kết
hydro giữa các gốc OH. Mỗi vòng xoắn có 6 đơn vò glucose.
Khi đưa dung dòch I2 vào, I2 sẽ hấp phụ trong lòng các chuỗi xoắn tạo
thành màu xanh đặc trưng.
Màu tạo với I2 thay đổi tùy theo độ dài mạch và mức độ phân nhánh
của chuỗi.
b. Amilopectin:
− Cấu tạo mạch thẳng có phân nhánh gồm các gốc glucose bằng liên kết 1,4-glucoside ( thẳng)
và 1,6-glycoside (nhánh).


− Thường từ 20-30 gốc glucose sẽ có phân nhánh, sự phân nhánh nhiều hay ít là do nguồn gốc
của tinh bột, tạo ra những vùng vô đònh hình trong hạt tinh bột.
− M = 200000-1000000
− Không tan trong nùc lạnh, tan trong nước nóng.
− T0 hồ hóa > amiloza.
− dung dòch amilopectin cho màu tím với I2.
c. Quá trình trương nở – hồ hóa –thoái hóa:
− Trong các hạt tinh bột, các sợi AM và AP xếp xen kẽ nhau tạo ra những liên kết hydro nội khi
không có H2O dẫn đến bột rít (khô)
− Khi có H2O liên kết hydro ngoại được hình thành giữa các sợi với nhau. Nước sẽ tấn công vào
những vùnh vô đònh hình trước làm cho hạt tinh bột trương lên.
− Ngoài hạt tinh bột có một lớp vỏ cũng bằng AM và AP, nếu nhiệt độ nước thấp tinh bột chỉ
trương nở đến một nức nào đó rồi dừng lại.
− Nếu gia nhiệt và khuấy trộn thì lớp vỏ sẽ bò phá vỡ AM và AP thóat ra, khả năng hút nước tăng
tối đa, các liên kết hydro nội bò đứt, nước xâm nhập vào vùng vô đònh hình và vùng kết tinh
nhiều đến khi các sợi AM và AP trượt lên nhau, trở nên hòa tan tạo thành dung dòch hồ tinh bột
gọi là sự hồ hóa.
− Nhiệt độ tại đó hiện tượng hồ hóa xảy ra gọi là nhiệt độ hồ hóa. T 0 hồ hóa tùy thuộc vào nguồn

gốc tinh bột, độ phân nhánh và số liên kết hydro, cấu trúc của từng loại hạt:
•
Nếu hạt tinh bột có cấu trúc nhỏ, chặt thì nhiệt độ hồ hóa cao (tinh bột gạo)
•
Nếu hạt tinh bột có cấu trúc lớn, xốp thì nhiệt độ hồ hóa thấp.
− Nếu cứ tiếp tục tăng nhiệt độ, có khuấy đảo sẽ xảy ra hiện tượng đứt mạch, làm cho độ nhớt
giảm xuống.
− Nếu để lâu ở nhiệt độ thường hay cất trong tủ lạnh một thời gian sẽ có hiện tượng tách nước.
Bởi vì nếu thời gian lâu thì AM và AP sẽ tiến lại tạo liên kết hydro với nhau, giảm liên kết
hydro với nước, tách H2O ra : hiện tượng hồ bò ứa nước.
TD: Hồ dán đểâ lâu sẽ bò vữa.
Nước sauce đồ hộp phải có độ nhớt. Nếu dùng tinh bột bình thường thì ở nhiệt độ thanh
trùng bò đứt mạch sẽ giảm độ nhớt. Ta phải dùng tinh bột modifié
(biến đổi) đưa vào các gốc để nối mạch: epclohydrin, tạo liên kết OH khỏang 3%.

Sản phẩm đông lạnh, nước sốt ca,ø tương ớt muốn tránh hiện tượng tách nước là phải tách
các sợi amilose ra xa nhau, đưa cá gốc cồng kềnh như ester

d. sự thủy phân tinh bột:
HOH
tinh bột H+ hay E. dextrin M khác nhau
Maltose, Glucose
( có màu khác nhau với tinh bột)
∗ dextrin: là các sản phẩm trung gian khi thủy phân tinh bột.


α-dextrin: 3,5 gốc glucose, phải chứa liên kết 1,6
(hình vẽ)
β-dextrin: có Mpt lớn
I2

amilodextrin M=500.000
xanh, kết tủa rượu 400
erithrodextrin M=10.000
tím, kết tủa rượu 650
achrodextrin M=4/6000
nâu đỏ, kết tủa rượu 700
maltodextrin M< 1000
cam, không kết tủa
maltose, glucose
vàng I2
Đây là phản ứng dùng để nhận biết quá trình thủy phân tinh bột và để nhận biết các dextrin.
•
Enzym: Amilase:
α-dextrin + Maltose + Glucose
α-amilase
liên kết 1,4 ,endo
tinh bột

β-amilase
liên kết 1,4 , exo, 2 gốc
γ-amilase
liên kết 1,4-1,6
,exo, 1 gốc

β-dextrin + Maltose

glucose
Mức độ thủy phân được biểu thò bởi chỉ số DE
DE: dextrose equivalent (mức độ thủy phân)
- tinh bột DE=1, liên quan đến việc tạo ra đầu khử

-

nếu cắt đôi mạch tế bào bằng phương pháp thủy phân.

- DE=3-20 : maltodextrin : mật tinh bột
- DE > 20 : siroglucose.
ng dụng phản ứng thủy phân tinh bột: làm rượu, bia, công nghệ sản xuất mật từ tinh bột làm kẹo,
làm bột ngọt, công nghệ dệt, giấy, sơn,…
Cellulose:
Là loại PS cấu tạo nên vách tế bào thực vật. Đó là loại polyme có nhiều nhất trong tự nhiên : 10 11
tấn/ năm.
Cellulose cũng là 1 loại glucan, monomer là β-D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4glucozit.
THIẾU TRANG 31
V-TRAO ĐỔI GLUCID:
− Trong khẩu phần ăn hàng ngày ta cần tối thiểu 400g glucid, 80g protid, 35g lipid.
− Vai trò của glucid là cung cấp năng lượng và cho ra khung C, là sản phẩm trung gian của quá
trình trao đổi chất.
− Các glucid phức tạp (tinh bột, glucogen, DS) không được cơ thể hấp thu trực tiếp mà chỉ được
hấp thu khi đã được các Enzym thủy phân thành đường đơn monosaccarit.


1-Sự thủy phân glucid:
− Sự thủy phân glucid (đường oligo và polysaccarit) diễn ra với tác dụng của các kim loại Enzym
thủy phân glucid.
(C6H10O5)n

amilase

dextrin, D.S

E

C6H12O6 (glucose, fructose)

− Trong nước bọt chứa amilase sẽ thủy phân sơ bộ tinh bột có trong thức ăn. Mức độ thủy phân ở
người khác nhau sẽ khác nhau. TD: nếu người nào nhai kỹ, tinh bột sẽ được cắt mạch nhiều hơn
tạo ra dextrin mạch ngắn hơn nên vào ruột dễ tiêu hóa hơn.
Ta sẽ thử một thí nghiệm nhỏ: nhai kỹ một miếng cơm, dần dần ta cảm thấy vò ngọt của bã nhai
tăng lên.
− Tại dạ dày, vì pH = 1.5-2.0 nên Enzym thủy phân tinh bột không hoạt động.
− ruột có nhiều loại Enzym phân cắt tinh bột và polysaccarit như: Enzym amilase, saccarase,
maltase, lactase,…
Maltase
Maltose Saccarase 2 glucose
Saccarose lactase glucose + fructose
Lactose
glucose + galactose
Ta có thể tóm tắt quá trình thủy phân tinh bột như sau:

α,β,γ-amilase
Tinh bột
H2O

α-dectrin, β-dextrin
amilo-1,6-glucosidase
maltose
α-glucosidase
glucose

α-amilase:

− Endoenzym thủy phân 1,4-glucoside ở các vò trí bất kỳ tạo ra các dextrin mạch ngắn và một ít
glucose và maltose dẫn đến độ nhớt dung dòch giảm nhanh.
− Có nhiều trong dòch tụy (pancrease) và nước bọt của động vật, trong một số mầm thực vật, ở vi
sinh vật, α-amilase có trong các loài vi khuẩn, nấm mốc như: Aspergillus orizae, Bacillus
subtilis, Bacillus licheniformic.
− T0opt = 50-60-700C.
β-amilase:
− Exoenzym thuỷ phân liên kết 1,4-glucoside từ đầu không khử.
− sản phẩm: β-dextrin và maltose.
− Có trong thực vật, hạt mầm, đặc biệt trong mầm khoai lang.
− PHopt =4-5 tùy nguồn gốc.
− Topt = 50-620C
γ-amilase-glucoamilase:
− exoenzym cắt đứt từng gốc glucose thành sản phẩm là glucose.
− Thủy phân được liên kết 1,4;1,6; 1,3-glucoside với hiệu suất rất cao 98-99%.
− pHopt =3.5-5 (tùy nguồn gốc)
− T0opt =600C
− Có trong vi sinh vật nấm mốc, vi khuẩn Aspergillus Niger, Rhizopus Sp.


Thủy phân tinh bột:
− Sử dụng γ-amilase, không tách được Enzym, độ đồng nhất sản phẩm cao.
− Kết hợp H+ và Enzym. Tùy loại Enzym sử dụng mà thành phần sản phẩm sẽ khác nhau.
− Đánh giá chất lượng thủy phân dựa vào chỉ số DE.
Đường khử (≡ glucose)
DE =
Tinh bột (ban đầu)
DE càng cao mức độ thủy phân càng sâu.
2. Quá trình phosphoryl hóa (sự lân phân):
− Thay thế nước trong quá trình thủy phân.

− H3PO3- sẽ gắn vào vò trí C1 tạo thành glucose-1-phosphat
CH2OH

CH2OH

CH2OH

O

O

O

OH

H

H

OH

O

OH

H

H

OH

O

H3PO4

H

H

glucotransferaza
(phosphorylase)

n

OH

H

H

OH

O P

n

Glycogen
glucose-1-phosphat
− Glucose-1-phosphat là monosaccarit đã được hoạt hóa chuẩn bò tham gia quá trình oxy hóa khử
sinh học.

− Quá trình này diễn ra chủ yếu đối với glycogen có trong gan động vật. Gan là nơi chứa
glycogen, dự trữ glucid cho cơ thể, có nhiệm vụ bảo đảm hàm lượng glucose trong máu ổn đònh.
Gan đảm nhiệm được nhiệm vụ này vì ở trong gan có Enzym phosphatase. Cơ não không có
Enzym này.
 Tóm lại từ các P.S và O.S bằng con đường thủy phân hay lân phân sẽ tạo ra các MS để tham
gia quá trình oxy hóa khử sinh học, giải phóng năng lượng.
Tùy thuộc môi trường đủ khí hay thiếu khí sẽ xảy ra quá trình hô hấp hay lên men. Tuy vậy trước
khi đi vào hai quá trình trên, đường glucose phải trải qua giai đoạn đầu đó là giai đọan đường phân.
Oligo saccaride – Poly saccaride
Hexose
ĐƯỜNG PHÂN
Acid piruvic
+ O2
CO2 + H2O

hô hấp

- O2
lên men

rượu, acid

CHU TRÌNH ĐƯỜNG PHÂN (Glycolyse):
(chu trình Embdel, Mayerhoff, Parnas)
glucos
e

a.
piruvic

ĐƯỜNG PHÂN
(quá trình oxy hóa khử sinh học)
− Mọi sinh vật đều xảy ra chu trình này
− Chu trình xảy ra qua 4 giai đọan, 10 phản ứng
Như vậy quá trình đường phân sẽ từ 1 phân tử glucose tạo được:
1 glucose
2 acid pyruvic + 8 ATP
-2 ATP (gđ 1)
( 1 NAD
NADH2
3 ATP)
+2*2 ATP (gđ 3+4) (cắt đôi C6
2 C3)
+2*3 ATP (gđ 3)
8 ATP
O
O
C H
C H
C CH2OH
H C OH

H C OH

HO C H

HO C H
H

C OH

transferase

C O
phosphoglucoso HO C H

H C OH

Isomerase

H C OH

H C OH

H C OH

H C OH

CH2OH

CH2OP

CH2OP

gluco-6-P
CH
C
2OP

α-D-glucose

CH2OP

C O
phospho fructoso
kinase

fructose-6-P
O
C H

C O

HO C H
H C OH

aldolase

CH2OH

+

H C OH
CH2OP

H C OH
CH2OP
Ong này có thể chuyển hóa lẫn nhau. Nhưng chỉ có
2 dạ

C
H
glyceraldehyd
3-P là tham gia phản ứng tiếp tục.

C CH2OH
C O
CH2OH
O
C H
H C OH

triozophosphat H C OH
Isomerase
CH2OP
O
C O ~P
glyceraldehyd-3-phosphat
dehydrogenase

CH2OP
Glyceraldehyd-3-P

H C OH
CH2OP

phosphoglyceraldehyd
kinase

O

C OH
H C OH
CH2O ~P

acid-1,3-diphospho glyceric
acid-3-phospho glyceric
O
O
C OH
C H
pyruvat
kinase
H
C
O
~P enolase C O ~P
CHO
phosphoglyceratmutase
CH2OH
CH2
CH2
O
C H


Acid-2-phosphoglyceric

acid phosphoenol piruvic

acid enol piruvic

(không bền)

acid piruvic là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất.
O
Tùy nhu cầu của cơ thể và điều kiện môi trường (+O2 , -O2)
C OH
Acid piruvic sẽ được chuyển hóa theo những hướng khác nhau:
C O
tổng hợp acid amin , acid béo hay tham gia các phản ứng oxy
hóa khử. Tùy phản ứng mà nó giải phóng hay tiếp thu năng lượng. CH
3
a.piruvic
4- Chuyển hoá acid pyruvic trong điều kiện yếm khí:
(anaerobic = lên men)
Trong điều kiện yếm khí có 3 quá trình lên men sau:
− lên men lactic
− lên men etylic
− lên men butyric
a- Lên men lactic: COOH
C O

lactat dehydrogenase

COOH
CHOH

CH3
CH3
a.piruvic
a.lactic

− Phản ứng này do nhóm vi khuẩn lactic.
− Trong muối chua thực phẩm và quá trình chế biến sản xuất yaourt, chao,…
b-Lên men etylic:
COOH
O
HC
CH3CH2OH
C O alcoholdecarboxylase
H dehydrogenase
CH3
acid piruvic
acetaldehyd
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)
Các quá trình lên men là các quá trình thu năng lượng.
5-Chuyển hóa pyruvic trong điều kiện hiếu khí:
(aerobic) CHU TRÌNH CREBS
a-Tổng hợp acetyl CoA:
− Đây là hướng chuyển hóa quan trọng cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào,
đồng thời tạo ra nhiều sản phẩm trung gian, là nguồn nguyên liệu tổng hợp các chất hữu cơ
khác.
− Phương trình tổng quát như sau:
COOH
O
CH
C

3 ~OCoA
C O pyruvatdecarboxylase Acetyl CoA Synthetase Dehydrogenase
CH3


Acid pyruvic
b. Chu trình Crebs:
gồm 6 đọan , 10 phản ứng

acetyl Co A

Xét về mặt năng lượng:
CH3COCOOH
3CO2 + 4NADH2- + 1FADH2 + 1GTP
(pyruvic)
(≡ 3ATP) (≡ 2ATP) (≡ 1ATP)
3CO2 + 15ATP
mà 1glucose
2 pyruvic + 8 ATP
2 * 15
+8
38 ATP
1 ATP có năng lượng 7-10 kcal/mol
Q=38*7 = 266 kcal/mol
− Đây là năng lượng tích lũy dưới dạng ATP.
1 phân tử glucose: đốt cháy hòan tòan thu được 680.000 cal. Vậy khi oxy hóa 1 phân tử glucose,
năng lượng được tích lũy sẽ là 266/680 = 42% , phần còn lại đã bò phân tán dưới dạng nhiệt năng.
− Đây là một chu trình có lợi nhất về mặt năng lượng. Các quá trình khác đều giải phóng về mặt
năng lượng ít hơn.
− Chu trình Crebs là giai đọan cuối của qúa trình oxy hóa khử sinh học đối với mọi cơ chất:

protein ,glucid, lipid.
TD:
COOH
COOH

CHNH2

C O

CH3
a.alanin

CH3
a.pyruvic

COOH

COOH

CHNH2

C O

CH2

CH2

COOH
aspartic

COOH
oxaloacetic