ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM: SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLUCID TRONG CƠ THỂ NGƯỜI VÀ NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM: SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLUCID TRONG CƠ THỂ NGƯỜI VÀ NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM



ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM:

SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLUCID TRONG CƠ THỂ NGƯỜI

VÀ NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM

LỚP: ĐHTP06ALT NHÓM: 22

3.Nguyễn Văn Tình 10309601 4.Huỳnh Lương Anh Khoa 10309581 5.Lê Đức Minh 10312451

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2011

GVHD: Nguyễn Thị Mai Hương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần 2: Giới thiệu Glucid

Phần 3: Tổng hợp và phân giải glucid Phần 4: Kết luận

Nội Dung Trình Bày

PHẦN 1 ĐẶTVẤN ĐỀ

12%-13%

14%-15%

72%-74%

Glucid Protein Lipid

Tỉ lệ các chất trong khẩu phần ăn hằng ngày của

chúng ta trong những năm gần đây

2.2 Vai trò:

sống, loại glucid quan trọng nhất là glucoza nó luôn có mặt trong tế bào và mô của bất kỳ cơ thể nào

Đối với công nghệ thực phẩm

• Tạo chất lượng.

• Tạo kết cấu.

• Là nguồn dinh dưỡng chu yếu lên men.

Glucid được chia làm ba nhóm chính:

Miệng: có enzyme amylase thủy phân 1 phần

tinh bột hoặc glycogen

Dạ dày: hoạt động của amilaza ngưng lại ở độ

PH quá acid (PH 1,5 đền 2,5).

Ruột non và hành tá tràng: Glucid được thủy phân chủ yếu ở đây nhờ hệ enzyme amylase

của dịch tuyến tụy.

Sự tiêu hóa của glucid trong cơ thể người:

Phần 3

3.1Sự tiếp nhận và phân giải Glucid trong

cơ thể người.

3.2 Tiêu hóa

+ Tốc độ khác nhau: Galacto > Gluco >

Fructo >malto.

+ Hấp thu từ ruột non -> máu: 2 cơ chế:

- Khuếch tán đơn giản (Fructo, Malto):

Theo gradien nồng độ (C cao -> C thấp),

ko cần năng lượng

- Vận chuyển tích cực: Galacto, Gluco Do

chênh lệch Na+, trong và ngoài TB và hoạt động của Na+,K+- ATPase.

động của Na+,K+- ATPase

PHÂN GIẢI

Phân giải ”Yếm khí”-Hexosediphosphat:

là Gluco/ Gluco-1 Phosphat và SP cuối cùng là acid

+ p.ư 3: phosphoryl hoá lần 2, Fructo-6

Phosphat -> Fructo-1,6 DiPhotphat, cần ATP thứ

2, Phospho-fructokinase - E dlt: ADP, AMP hoạt hoá ATP và Citrat nồng cao ức chế.

+ p.ư 4: phân cắt F-1,6DP = DOAP + GAP, nhờ aldolase.

+ p.ư 5: Đồng phân hoá DOAP = GAP 5: Đồng phân hoá DOAP = GAP

Oxy hoá GAP - Pyruvat-> Lactat (6 phản ứng)

+ f.ư 6: GAP bị oxy hoá bởi GAPDH tạo 1,3-DPG

(1,3-Diphosphoglycerat) và NADH 2

+ f.ư 7: cần P-glyceratkinase :

1,3-DPG <-> 3P-G + ATP

+ f.ư 8: Chuyển 3P-G = 2-PG, glyceromutase

+ f.ư 9: loại H 2 O, 2-PG => P.E.P (có l.k ~/C 2 )

P.E.P = Phospho Enol Pyruvat

+ f.ư 10: P.E.P cắt đứt l.k ~ tạo ATP và Pyruvat, pyruvatkinase

+ f.ư 11: khử Pyruvat => Lactat, cần LDH, và NADH 2

(Sơ đồ ->)

SƠ ĐỒ: ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ (EMBDEN- MEYERHOF)

Hexokinase (Glucokinase)

VÒNG ACID URONIC VÀ ACID ASCORBIC

Xảy ra: - Động vật: tế bào gan, bào tương TB

- Thực vật

Gồm 3 giai đoạn: (Sơ đồ)

-Tạo acid glucuronic từ G-6 P (QT nhất)

- Biến đổi L-Gulonat => acid ascorbic/ thực vật

- Tạo xy-5P từ L-Gulonat, sau đó Xy-5P => G-6P ban đầu.

ý nghĩa:

- Cung cấp acid glucuronic: liên hợp với bilirubin TD

tạo Bili LH (vai trò LH khử độc/gan).

- Tổng hợp vitamin C (ở thực vật).

Vòng Uronic Acid

Glucose-6P G

ATP ADP

NAD +

CO 2

NADPH NADP

TỔNG HỢP GLUCOSE

• Tân tạo glucose từ pyruvat và các chất khác:

* Từ pyruvat:

Là quá trình ngược lại của " ĐP ", ngược 3 f.ư (10, 3,1):

f/ư10: Phản ứng đi ngược lại từ pyruvat đến P.E.P (*):

CHUYỂN HOÁ GLYCOGEN

- Xảy ra chủ yếu ở gan và ở cơ.

- SP tạo: glucose hoặc G-1P

- Gồm 3 giai đoạn:

1- Phân cắt glycogen: - Tạo G-1P:

3 E (phosphorylase “a”, E chuyển, và E cắt nhánh

Quá trình phân cắt glycogen có thể minh hoạ như sau:

4 Chuyển hóa glucid trong cơ thể

4.1 Tổng hợp glucoza và dự trữ glycogen

hóa, được hấp thu và đi đến gan Ở gan dưới tác dụng của insulin ,một phần

glucoza được chuyển thành glycogen

dự trữ Lượng glucoza còn lại phần lớn

xẽ chuyển về các mô để tổng hợp thành glycogen dự trữ ,nhất là ở cơ vân.

của các enzim hexokinaza và

glucokinaza ,bị biến đổi thành glucoza

-6 phophat

4.2 Phân giải glucoza:

Quá trình phân giải glixit trong cơ thể

được thực hiện trong 2 giai đoạn :

đường phân ): phân giải glucoza thành

acid pyruvic , đôi khi thành acid lactic ,giải phóng 1/10 năng lượng giữ trữ

Một phân tử glucoza sau một vòng chu

trình crebs giải phóng được 36 ATP , mỗi ATP khoảng 10 kcal/mol.

4.3 Điều hòa chuyển hóa gluxit

• Quá trình chuyển hóa gluxit cũng chính là quá trình điều hòa lượng gluxit trong máu, hay còn gọi là đường huyết,

• Hoocmon glucocorticoit làm giảm mức sử dụng glucoza trong mô, làm tăng quá trình tổng hợp glucoza mới nên làm tăng đường trong máu

• Hoocmon insulun làm tăng tính thấm của màng tế bào đối với glucoza, làm hoạt hóa enzym hexokinaza, làm

tăng quá trình oxy hóa gluxit trong tế bào

• Khi có mặt của Insuline thì các quá trình vận chuyển

đường qua màng tế bào được tăng cường và tăng

cường quá trình phosphoryl hoá đường, từ đó glucose đi vào các con đường tổng hợp

5 Một số bệnh do rối loạn trao đổi đường

5.1 Bệnh cao đường huyết(Hyperglycemia):

 Khi mức glucose của máu vượt quá mức tối đa thì cơ thể gặp trạng thái cao đường huyết Hàm lượng đường huyết cao có 2 nguyên nhân:

-Do thức ăn: Thức ăn có nhiều đường, hiện

tượng này không nguy hiểm Ở đa số động vật

và người khi hàm lượng đường trong máu tới

160mg% thì khả năng hấp thu đường của gan bị hết

-Do bệnh đường niệu (Dia betes mellitus): Đây là hội chứng phức tạp của trao đổi đường Nguyên nhân trực tiếp là do thiếu Insuline

5.2 Bệnh thấp đường huyết

(Hypoglycemia)

• Bệnh thấp đường huyết là trường hợp

lượng đường trong máu nằm dưới mức tối thiểu.

• Hiện tượng này thường gặp trong trường hợp thiểu năng tuyến thượng thận, gây

thiếu Adrenalin.

5.3 Rối loạn trao đổi đường do thiếu

vitamin.

• Trao đổi glucid là một quá trình phức tạp, có rất nhiều

enzyme tham gia, đặc biệt là các enzyme khử carboxyl đối với các cetoacid như pyruvic, α-cetoglutamic các phản ứng này đều cần enzyme có nhóm ghép là TPP là dẫn xuất của VTM B1, do vậy khi thiếu VTM B1 các

phản ứng trên sẽ không thực hiện được, acid pyruvic

không được khử bị ứ đọng lại

• phân ly ảnh hưởng tới pH của tế bào dẫn đến hiện

tượng tích nước gây nên phù (bệnh Beriberi) Acetyl

CoA không được hình thành gây thiếu Acetylcolin là chất dẫn truyền xung động ở xinap thần kinh gây nên viêm thần kinh, đau đầu

• Acid lactic bị ứ đọng ở mô bào là nguyên nhân gây ra sự mỏi mệt của cơ thể vì khi

ứ đọng nó gây ảnh hưởng tới trạng thái

keo của cơ, cho nên trong cơ thể có một

cơ chế để giải thoát sự ứ đọng acid lactic.

• Ở bắp thịt khi điều kiện cung cấp oxy

được cải thiện thì khoảng 4/5 lượng acid lactic hình thành được đưa ra máu về gan còn 1/5 có thể oxy hoá ngay theo con

đường phân giải hiếu khí

7.Sự chuyển hóa của Glucid trong quá

7.1 Quá trình lên men (Sự đường phân) :

Trong điều kiện yếm khí (không có oxy) và dưới tác dụng xúc tác của một phức hệ enzym của vi sinh vật, đặc biệt

là nấm men, các monosacarit bị chuyển hóa thành rượu, acid lactic, glixerin, v.v…

Thật ra, cơ chế phản ứng của sự lên men rất phức tạp, bao gồm một chuỗi các phản ứng, bắt đầu bằng phản ứng phosphoryl hóa monosacarit Phản ứng phosphoryl hóa thực hiện được nhờ sự tham gia của enzym Kinaza

và chất cho gốc phosphat là ATP

7.2 Phản ứng caramen hóa :

Khi đun sôi đến 1800c thì đường chuyển sang màu nâu và

có mùi đặc trưng gọi là quá trình caramen hóa.Quá trình này làm đường bị phân giải tạo nên hỗn hợp gồm nhiều chất khác nhau

Sơ đồ phản ứng caramen hóa của đường saccharose :

• Tạo các anhydrite không màu :

C 12 H 22 O 11 H 2 O C 6 H 10 O 5 + C 6 H 10 O 5

Saccharose glucozan levulozan

• Nếu tiếp tục bị mất đi 25% nước thì sẽ tạo thành caramelin có

màu nâu đen.Các sản phẩm caramen hóa hầu như đều có vị đắng

Khi đun nóng Pentose, hexose vói các acid có nồng độ cao thì sản phẩm tạo thành là fucfurol từ Pentose và oxymethylfurfurol từ

Hexose

Pentose + Acid Furfurol

Khi cho furfurol tác dụng với Anilin và HCL thì sẽ hình thành hợp chất màu đỏ

Khi nướng bánh các furfurol bay hơi tạo thành mùi đặc trưng cho bánh

+ Phản ứng ngưng tụ aldol : với sự tạo thành polyme màu nâu

không chứa Nitơ

+ Phản ứng andehitamin với sự tạo thành các hợp chất Nitơ dị

vòng

7.4 Sự hình thành đường nghịch chuyển :

• Đường nghịch chuyển ( còn gọi là đường invert ) là sản phẩm của quá trình thủy phân saccharose dưới tác dụng của acid vô

cơ và nhiệt độ.Saccharose là đường ăn phổ biến hàng ngày

• Saccharose được kết hợp bởi α-D-Glucose và β-D-Fructose qua liên kết –OH glycosid

• Trong công nghệ sản xuất kẹo, glucose và fructose được tạo ra

từ sự thủy phân saccharose là chất chống hồi đường giúp cho kẹo có được tính cảm quan tốt nhất

• Ngoài tác dụng của acid vô cơ và nhiệt độ, saccharose còn bị thủy phân bởi enzym saccharase (còn gọi là invertase ).Enzym này có trong nấm men

• Phản ứng phụ thuộc vào nồng độ chất tham gia phản ứng,

nhiệt độ, ph, lượng nước,loại đường

• Phản ứng Maillard tạo màu vàng cho vỏ bánh mì Màu vàng của bia được thu bằng cách cho malt mọc mầm trong thời gian ngắn để thu được lượng acid amin và ít đường làm khó khăn cho phản ứng Cacbonyl amin Trong sản xuất đường khi cô đặc đường bị sẫm màu là do phản ứng Melanoidin

8 Glucid và sự biến đổi trong

quá trình bảo quản8.1 Cellulose ít bị biến đổi trong quá trình bảo quản.

Hemicellulose → pentozan → các đường galactose, manose, arabinose Khi đó sẽ làm mềm cấu trúc tế bào, giảm khả năng

tự vệ của nông sản

8.2 Pectin

• Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi chuyển hoá các chất và trong quá trình chín của rau quả.

• Pectin có nhiều trong củ quả và thân cây Trong vỏ quả chứa 1,0  1,5% Trong hạt lượng pectin thường ít hơn

Tồn tại 2 dạng: pectin hoà tan và protopectin

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

Sơ đồ tóm tắt sự thay đổi của protopectin và pectin trong

quá trình bảo quản

Protopectin

Thuỷ phân Protopectinase

Đường đơn Đường đa

Thuỷ phân Glucocidase

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

8.3 Đường :

Đường dễ hoà tan trong nước Nồng độ bão hoà của saccharose là 70%, còn fructose & glucose thì cao hơn

Đối với rau quả, hàm lượng đường đơn tăng lên, đường tổng số giảm nếu bảo quản trong thời gian quá dài

Đối với khoai tây giống, hàm lượng tinh bột giảm xuống, đường tăng lên

Đối với ngô bảo quản cả bắp, lượng đường hoà tan giảm, lượng tinh bột tăng

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

8.4 Thực phẩm thực vật trong bảo quản chín

Trong quá trình bảo quản, lượng đường ở vỏ cam, chanh, quýt, bưởi được chuyển dần vào múi (cùi bưởi xanh ngọt hơn cùi bưởi chín) Vì vậy, các loại quả này thu hoạch lúc chín sẽ ít vỏ hơn quả xanh, phẩm chất tốt hơn

Thí dụ: ở chuối, chuối là loại quả điển hình về hàm lượng đường tăng lên và hàm lượng tinh bột giảm xuống trong quá trình chín Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì sự chuyển hoá tinh bột thành đường càng giảm đi

Chuối xanh có hàm lượng tinh bột là 20%, hàm lượng đường là 1%

Glucid và sự biến đổi trong quá

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

• Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu như có 3 loại đường: saccharose, glucose, fructose

• Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản

có thể xảy ra theo hai cách do các enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu)

• Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về thành phần các đường được tích tụ khi chín Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài ) khi chín đường saccharose được tổng hợp từ monosaccharid

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

• Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu như có 3 loại đường: saccharose, glucose, fructose

• Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản

có thể xảy ra theo hai cách do các enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu)

• Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về thành phần các đường được tích tụ khi chín Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài ) khi chín đường saccharose được tổng hợp từ monosaccharid

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản 8.5 Sự hô hấp của hạt ngũ cốc

Hạt ngũ cốc khi chín, hàm lượng nước trong hạt giảm mạnh, hạt rơi vào trạng thái ngủ sinh lý Trong quá trình bảo quản, ngũ cốc ở dạng chưa chế biến vẫn thực hiện sự hô hấp (chủ yếu do enzym oxydase tạo nên)

Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi độ ẩm, nhiệt

độ môi trường cao Sự hô hấp của hạt phụ thuộc nhiều vào sự hiện diện và hàm lượng của oxygen:

Glucid và sự biến đổi trong quá

Khi to tăng tới một mức nhiệt độ thích hợp thì enzym oxydase hoạt động làm cho quá trình hô hấp mạnh thêm tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển thuận lợi cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu)

Glucid và sự biến đổi trong quá

Glucid và sự biến đổi trong quá

- Hạn chế hiện tượng nảy mầm

Nhằm đảm bảo quá trình phân hủy tinh bột thành đường và sự tổn thất các chất dinh dưỡng trong củ quả ở mức độ tối thiểu nhất, điều kiện bảo quản cần thực hiện: nhiệt độ 13-160C, độ ẩm 70-80%, hạn chế sự hiện diện của ánh sáng (hạn chế hiện tượng nảy mầm)

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

8.6 Sự nảy mầm của hạt khi bảo quản

a Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện

Hạt phải còn khả năng nảy mầm tức là phôi của hạt còn sống và có khả năng nảy mầm

Hạt trong môi trường có điều kiện thuận lợi: đủ nước, nhiệt độ thích hợp, có nguồn cung cấp oxygen và đôi khi phải có ánh sáng thích hợp

Phải vượt qua được bất cứ điều kiện tạo sự ngủ hiện diện bên trong hạt Tránh các điều kiện ngoại cảnh bất lợi dẫn đến sự ngủ

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

b Các giai đoạn của sự nảy mầm

Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt Hạt trương phồng lên và vỏ hạt bị nứt ra

Sự tổng hợp các enzym: hoạt động enzym bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt Hoạt động của các enzym một phần từ sự tái hoạt hóa các enzym dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzym mới khi hạt bắt đầu nảy mầm

Sự kéo dài tế bào và xuất hiện rễ: những dấu hiệu đầu tiên của sự nảy mầm là sự xuất hiện rễ xảy ra vài giờ hoặc vài ngày sau khi sự nảy mầm bắt đầu

Glucid và sự biến đổi trong quá

trình bảo quản

Giai đoạn 2 – Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển

Các chất dự trữ (chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các chất hữu cơ đơn giản và sau đó được chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi:

+ Tinh bột → Dextrin → maltose

+ Protein → acid amin

+ Lipid → glycerin + acid béo

Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt Sự hấp thu nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở ở một tốc độ đều đặn Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thành phần hóa học:

+ Lượng tinh bột giảm đáng kể

+ Hàm lượng đường tăng cao

+ Enzyme amylase phát triển mạnh