MÔN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG TP HỒ CHÍ MINHKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN: HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT

3 Đào Thị Thùy Duyên - 20052207834 Phan Thị Vân Như - 20052234925 Nguyễn Ngọc Lan Chi - 2005220534

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 8 năm 2023

Họ và tênMSSVNhiệm vụHoànthànhĐào Thị Thùy Duyên2005220783- Mối liên quan giữa quá trình trao

đổi glucide và trao đổi lipid- Powerpoint

Đoàn Ngọc Lan Phương2005223850- Mối liên quan giữa trao đổi protein và trao đổi lipid- Tổng hợp word

Hồ Ngọc Yến Nhi2005223492- Phương pháp thúc đẩy, yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất- Powerpoint

Phan Thị Vân Như2005223492- Mối liên quan giữa trao đổi glucide và trao đổi protein- Powerpoint

Nguyễn Ngọc Lan Chi2005220534- Mở đầu, khái niệm, vai trò của quá trình trao đổi chất

- Powerpoint

BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC

Mục lục

I.1 Mở đầu: 5

I.1.1 Khái niệm về quá trình trao đổi chất: 5

I.1.2 Vai trò của quá trình trao đổi các chất đối với cơ thể sống : 6

I.2 Mối liên quan giữa quá trình trao đổi glucide và trao đổi lipid 8

I.2.1 Glucide 8

I.2.1.1 Khái niệm 8

I.2.1.2 Vai trò 8

I.2.2 Lipid 9

I.2.2.1 Khái niệm 9

I.2.2.2 Vai trò của lipid đối với cơ thể 9

I.2.3 mối liên quan giữa quá trình trao đổi glucide và trao đổi lipid 10

I.3 mối quan hệ giữa trao đổi glucide và trao đổi protein 11

I.4 Mối liên quan giữa sự trao đổi protein và trao đổi lipid 13

15

I.5 những yếu tố ảnh hưởng đến tỉ lệ trao đổi chất 15

I.5.1 Gene di truyền 15

I.5.2 Tuổi tác 15

I.5.3 Giới tính 16

I.5.4 Khối lượng cơ bắp 16

I.5.6 Hoạt động của tuyến giáp 16

I.5.7 Hoạt động thể chất 16

I.5.8 Chế độ ăn uống 16

I.5.9 Sử dụng thuốc 16

I.5.10 Nhiệt độ môi trường 17

I.5.11 ảnh hưởng của trao đổi chất đến cân nặng 17

I.5.12 Những cách giúp tăng cường trao đổi chất hiệu quả 17

I.6 Kết luận 23

I.7 Tài liệu tham khảo 24

I.1 Mở đầu:

Quá trình sống của sinh vật nói chung và của con người nói riêng luôn xảy ra hàng loạt các quá trình biến đổi các chất bên trong cơ thể Và chúng không xảy ra riêng lẻ mà có liên kết chặt chẽ với nhau Từ đó tạo nên các mối quan hệ trong quá trình biến đổi các nhóm chất khác nhau.

Trong cùng một nhóm chất, mối quan hệ được thể hiện rõ nét qua hai quá trình là đồng hóa và dị hóa Giữa đồng hóa và dị hóa có một mối quan hệ tương hỗ khi cả hai quá trình xảy ra đều có các chất trung gian.

Nhưng mối quan hệ giữa các nhóm chất diễn ra với nhiều hình thức phức tạp khác nhau Ví dụ điển hình nhất chính là các chất trung gian Một chất là sản phẩm phân giải của nhóm chất này lại có thể là nguyên liệu để tổng hợp cho nhóm chất khác.

Hình 1: Hình ảnh minh họa quá trình trao đổi chất(https://s.net.vn/vHiw)

Do đó có thể nói rằng, quá trình chuyển hóa và trao đổi các chất có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sinh vật dị dưỡng và sinh vật tự dưỡng trong việc chuyển hóa những nhóm chất khác nhau do nguồn thức ăn cung cấp để tạo thành các chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể sống.

I.1.1 Khái niệm về quá trình trao đổi chất:

Trao đổi chất (còn gọi là chuyển hóa, biến dưỡng) là tập hợp các biến đổi hóa học giúp duy trì sự sống trong các tế bào của sinh vật Ba mục đích chính của quá trình

trao đổi chất là chuyển đổi thức ăn/nhiên liệu thành năng lượng để sử dụng cho các quá trình của tế bào, biến đổi thức ăn/nhiên liệu thành các đơn vị để tạo nên protein, lipid, axit nucleic cùng một số carbohydrate và loại bỏ chất thải chuyển hóa Những phản ứng này được xúc tác bởi các enzym cho phép các sinh vật sinh trưởng và sinh sản, duy trì cấu trúc bản thân và đáp ứng với môi trường xung quanh.

Ví dụ như là việc chuyển hóa tinh bột thành đường sau đó tạo các chất béo

trong những tháng ở thực vật cũng như động vật, có ý nghĩa quan trọng trong việc tăng khả năng chịu rét của chúng Ngoài ra, việc chuyển hóa chất béo thành đường khi hạt này mầm sẽ đảm bảo thức ăn cho phôi.

Cây lấy CO2 từ môi trường vào thực hiện quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ cho cây, sản phẩm của quá trình quang hợp là khí O2 được thải trở lại vào môi trường, đảm bảo sự cân bằng giữa tỉ lệ của oxi và cacbon dioxide trong khí quyển, duy trì hoạt động sống cho mọi sinh vật trên Trái Đất.

I.1.2 Vai trò của quá trình trao đổi các chất đối với cơ thể sống :

Quá trình trao đổi các chất có vai trò hết sức quan trọng do:

Cung cấp năng lượng: Quá trình trao đổi chất giúp cơ thể chuyển đổi các chất dinh dưỡng thành năng lượng để duy trì các hoạt động hàng ngày Như ở các sinh vật tự dưỡng, chất hữu cơ ban đầu trong quá trình quang hợp là glucide Thông qua sự chuyển hóa tương hỗ mới tạo ra được các chất hữu cơ khác mà cơ thể cần như lipid, protein, nucleic acid,…

Hình 2: Hình ảnh mô tả quá trình trao đổi chất của con người(https://s.net.vn/vHiw)

Tạo ra các chất cần thiết cho cơ thể: Quá trình trao đổi chất giúp cơ thể tạo ra các chất cần thiết như protein, hormone, enzyme và các chất khác để duy trì sự sống và hoạt động của các tế bào và cơ quan Ví dụ, quá trình trao đổi chất giúp cơ thể tạo ra hormone insulin để điều chỉnh mức đường trong máu và giúp tế bào hấp thụ đường.

Loại bỏ chất thải: Quá trình trao đổi chất giúp cơ thể loại bỏ các chất thải và độc hại như CO2, urea và acid uric để giữ cho cơ thể hoạt động tốt và không bị tổn thương Ví dụ, quá trình trao đổi chất giúp cơ thể loại bỏ CO2 khi bạn thở ra, và loại bỏ urea và acid uric thông qua đường tiết niệu.

Điều chỉnh cân nặng: Quá trình trao đổi chất ảnh hưởng đến tốc độ chuyển đổi năng lượng và sự tích trữ chất béo trong cơ thể, do đó có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cân nặng Ngoài ra, khi cần thiết, các nguồn chất béo dự trữ trong cơ thể có thể chuyển hóa thành actyl-CoA để tổng hợp nên các amino acid, saccharide,…

Điều chỉnh nhiệt độ cơ thể: Quá trình trao đổi chất giúp cơ thể điều chỉnh nhiệt độ bên trong để duy trì sự sống và hoạt động của các tế bào và cơ quan.

I.2 Mối liên quan giữa quá trình trao đổi glucide và trao đổi lipidI.2.1 Glucide

I.2.1.1 Khái niệm

Glucid được cấu tạo từ các nguyên tố chính là C, H, O Trong đó, tỉ lệ H:O là 2:1 nên glucide còn được gọi là cacbohydrate Công thức chung của glucide là (CH2O)n Ví dụ, công thức của acid lactic là (CH2O)3, ngoại lệ đường deoxyribose có công thức C5H10O4.

Glucide khá phổ biến ở cơ thể động vật, thực vật và vi sinh vật Oử động vật, glucide tập trung ở gan, các mô dưới dạng glycogen dự trữ, đường glucose trong máu, mucopolysaccharide trong niêm mạc, thành phần của một số hormone, enzyme… ở cơ thể nguồi và động vật, hàm lượng glucide thường thấp khoảng dưới 2% ở vỏ giáp xác như tôm, cua có dạng glucide là chitin.

Glucide ở thực vật là thành phần cấu tạo quan trong, là sản phẩm đầu tiên của quá trình quang hợp ở thực vật nhờ sắc tố chlorophyl, thay đổi trong khoảng rộng, thường tập trung ở tế bào, mô nang đỡ, mô dự trữ, chiếm tỉ lệ khá cao 80%-90% chất khô.

Ở vi sinh vật, glucide tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào như peptidoglycan ở thành tế bào, ở dạng dự trữ trong nguyên sinh chất như hạt glycogen, glucide còn được tìm thấy ở bao nhầy một số vi sinh vật tạo ra các sản phẩm như xanthan, dextran, thạch dừa,…

I.2.1.2 Vai trò

a) Vai trò dinh dưỡng của glucide

Glucide tham gia trong thành phần cấu tạo của DNA, RNA, glycoprotein Glucide là thành phần cấu tạo thành tế bào (cellulose, hemicellulose, protopectin… ở thực vật), bộ khung bảo vệ (chitin ở giáp xác).

Glucide cung cấp các chất teao đổi trung gian (thể hiện rõ trong quá trình trao đổi chất) và năng lượng hoạt động của tế bào Glucide là chất cung cấp năng lượng hoạt động chủ yếu cho cơ thể, glucide cung cấp 50%-60% số calo cần thiết cho hoạt động sống hằng ngày Một gram glucide cung cấp khoảng 4,1 kcal.

b) Vai trò của glucide trong công nghệ thực phẩm

Làm nguyên liệu cho các quy trình chế bieesn thực phẩm như rượu, bia, cồn, nước giải khát, bột ngọt,… (các nguyên liệu giàu đường như nho, mật rỉ…hay giàu tính bột như ngũ cốc, khoai mì…)

Tạo kết cấu, cấu trúc cho sản phẩm: tạo sợi, tạo màng (miến, mì, bánh tráng), tạo độ đặc, độ đàn hồi (giò lụa, mứt đông), tạo độ phồng nở (bánh phồng tôm), tạo bọt (bia)

Tạo thành các yếu tố chất lượng cho sản phẩm: tạo vị ngọt (đường) cho bánh kẹo, tạo vị chua ch yaourt (lên men lactic), tạo màu sắc, mùi thơm, cố định mùi, giữ ẩm,…

I.2.2 Lipid

I.2.2.1 Khái niệm

Lipid là một trong các thành phần phổ biến nhất có trong động vật và thực vật Ở thực vật lipid có chủ yếu trong các loại cây có dầu như đậu nành, đậu phộng, oliu, cọ, hướng dương, Ở động vật lipid có chủ yếu trong mô mỡ, óc, sữa Các loại lipid có thành phần hóa học rất khác nhau, nhưng có chung một tính chất là không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ (ether, cloroform, benzen, aceton )

Đặc điểm quan trọng của lipid là không tan haowjc ít tan trong nước (là dung môi phân cực) nhưng lại dễ tan trong các dung môi hữu cơ Trong phần lớn các chất lipid có chứa hai thành phần chính là alcol và acid béo được nối với nhau bằng liên kết ester (alcol-acid béo) hoặc bằng liên kết amid (aminoalcol-acid béo).

I.2.2.2 Vai trò của lipid đối với cơ thể

Kiến tạo cơ thể

Lipid là thành phần quan trọng cấu tạo nên màng sinh học và tạo thành hàng rào bao xung quang tế bào và các bộ phận của tế bào Tùy theo từng loại mô bào khác nhau mà có thành phần và tỉ lệ lipid khác nhau Các loại lipid tham gia cấu tạo màng sinh học bao gồm glycerolphospholipid, sphingomylein và sterol

Dự trữ năng lượng

Mỡ và dầu thực vật là dạng dự trữ năng lượng chủ yếu ở nhiều loài sinh vật Trong cơ thể động vật, triacylglycerol đóng vai trò là chất dự trữ năng lượng và được dự trữ trong các tế bào mỡ ở các mô mỡ Tế bào mỡ chưa enzyme lipase, enzyme này xúc tác quá trình thủy phân triacylglycerol dự trữ, do đó acid béo được giải phóng và được vận chuyển đến các khu vực cần được cung cấp nhiên liệu

Dung môi hòa tan vitamin

Lipid là dung môi hòa tan các vitamin A, D, E, K fiusp các vitamin này dễ dàng vận chuyển và được hấp thu trong cơ thể.

Giữ nhiệt cho cơ thể

Đối với những động vật sống ở vùng nhiệt độ thấp, lớp mỡ dưới da có

tascdujng giữ nhiệt cho cơ thể Vai trò này đặc biệt quan trọng đối với động vật sống ở vùng cực như hải cẩu, hải mã, chim cánh cụt và các động vật ngủ đông.

Bảo vệ chống đỡ cơ học

Lớp mỡ dưới da của dộng vật có tác dụng bảo vệ cơ thể động vật trước các tác động cơ học

Cung cấp nước nội sinh

Đối với các động vật ngủ đông, động vật di cư, động vật sống ở những vùng khô hạn như trên sa mạc… lipid còn là nguồn cung cấp nước vì một lượng nước lớn được tạo ra khi oxy hóa mỡ.

I.2.3 mối liên quan giữa quá trình trao đổi glucide và trao đổi lipid

Hai quá trình trao đổi lipid và saccharide có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Saccharide dễ dàng biến đổi thành lipid và ngược lại thông qua các chất trung gian là ALPG (aldehyde phosphoglycerol), PDA (dihydroxyacetone phosphate) và acetyl-CoA Từ glucose qua quá trình đường phân sẽ tạo nên pyruvic acid Từ pyrivic acid bị oxy hóa sẽ tạo nên acetyl-CoA Acetyl-CoA là nguyên liệu tổng hợp acid béo Đồng thời trong quá trình đường phân còn tạo ra ALPG, từ ALPG biến đổi thành glycero-P, từ đó tạo nên glycerin Như vậy từ sản phẩm phân giải của saccharide đã tạo nên nguyên liệu cơ bản để tổng hợp lipid là glycerin và acid béo.

Ngược lại qua sự phân giải lipid sẽ tạo nên các chất trung gian là acetyl-CoA, glycerin Từ acetyl-CoA, sẽ tổng hợp trở lại saccharide Từ glycerin tạo nên glycero-P và từ đó tổng hợp nên saccharide.

Ở thực vật, vi khuẩn, nấm mốc, chu trình glyoxylic là con đường nối trực tiếp quá trình trao đổi lipid với quá trình trao đổi saccharide Qua chu trình này acid béo sau khi phân giải thành oxalo acetic acid, từ đó tổng hợp nên glucose Ngược lại, từ glucose sẽ tạo acetyl-CoA và từ đó tổng hợp trở lại lipid.

Hình 3: Sự chuyển hóa acetyl - CoA thành glucose qua chu trình glioxylate

Cứ một vòng chu trình glyoxylic, từ 2 phân tử acetyl-CoA tạo được một phân tử succinate, succinate bị oxy hóa tiếp qua những phản ứng trong chu trình Krebs tạo oxaloacetate (OAA) Oxaloacetate sẽ bị khử cacboxyl và phosphoryl hóa để biến thành phosphoenolpyruvate Chất này sẽ chuyển thành glucose 6 – phosphate Như vậy từ 4 phân tử acetyl-CoA sẽ cho 2 phân tử succinate, sau đó là 2 phân tử oxaloacetate tiếp theo cho 2 phân tử CO2 và 2 phân tử phosphoenolpyruvate Cuối cùng thu được 1 phân tử glucose.

I.3 mối quan hệ giữa trao đổi glucide và trao đổi protein

Sự phân giải glucide tạo ra một số α-cetoacid, khi amin hóa chúng sẽ tạo các acid amin tương ứng Các α-cetoacid đó là :

Acid pyruvic → Alanine

Acid α-cetoglutaric → Acid glutamic

Acid oxaloacetic → Acid aspartic

Các acid amin này nhờ khả năng chuyển hóa riêng sẽ tạo nên các acid amin khác, chẳng hạn từ glutamic có thể tổng hợp proline, từ acid aspartic tạo lysine, threonin, isoleusine, methionine…Một sản phẩm của sự phân giải glucide cũng tạo thành serine là acid 3- phospho glycerate Chất này tạo thành serin theo cách sau :

Ngược lại, một số acid amin như alanine, phenylalanine, tyrosine…được coi là acid amin tạo glucose Trong quá trình trao đổi chất, các acid amin này sẽ tạo thành acid pyruvic hoặc hợp chất trung gian của chu trình Krebs như acid cetoglutaric, acid oxaloacetic, từ đó tổng hợp nên glucose.

Ngoài ra, giữa quá trình dị hóa glucide ( chu trình Krebs ) và quá trình dị hóa acid amin ( chu trình urea ) có những giai đoạn tạo ra các sản phẩm trung gian giống nhau, như acid aspartic, acid fumaric.Bởi vậy chu trình urea liên hệ với chu trình Krebs qua nhiều điểm xác định Trong quá trình tổng hợp protein cần lượng ATP, mà ATP là sản phẩm quan trọng của quá trình trao đổi saccharide

Hình 4: Mối liên quan giữa protein và xacarit

(Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng.2000 Hóa sinh học Nxb Giáo dục Hà Nội)

Hình 5: Mối liên quan giữa chu trình Urea và chu trình Crep

(Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng.2000 Hóa sinh học Nxb Giáo dục Hà Nội)

I.4 Mối liên quan giữa sự trao đổi protein và trao đổi lipid

Mối quan hệ giữa sự trao đổi protein và trao đổi lipid là rất quan trọng Cả hai quá trình này có liên kết chặt chẽ thông qua các chất trung gian Khi lipid được phân giải, nó tạo ra glycerin, acid béo và một số chất khác như serine, choline, sphingosine, H3PO4 và nhiều chất khác.

Trước hết, acid béo được phân giải tạo ra acetyl-CoA, một nguyên liệu quan trọng để tổng hợp nhiều loại amino acid Glycerin được phân giải tạo thành phosphoglyceric acid, và từ đó cũng có thể tổng hợp nhiều amino acid Các mối quan hệ này tương tự như quan hệ giữa saccharide và protein đã được trình bày trước đó Ngược lại, khi protein được phân giải, nó cũng tạo ra các chất trung gian, từ đó có thể tổng hợp lipid Các amino acid được tạo ra từ quá trình thoái hóa protein, sau khi mất nhóm amine, sẽ tạo thành các acid như pyruvic acid, oxalo acetic acid và a-cetoglutaric acid.

Trong số các acid đã nêu, pyruvic acid đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp lipid Từ pyruvic acid, acetyl-CoA được tạo ra, và acetyl-CoA là nguyên liệu để tổng hợp các acid béo Đồng thời, từ pyruvic acid cũng có thể tạo ra glycerophosphate, từ đó tạo thành glycerin Glycerin và acid béo là nguyên liệu để tổng hợp lipid.