Đề tài : POLYSACCHARIDE

Đề tài : POLYSACCHARIDE

Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Khoa Công Nghệ Hoá Học & Dầu Khí Ngành Công Nghệ Thực Phẩm ******* Báo cáo HOÁ SINH THỰC PHẨM Đề tài:POLYSACCHARIDE Giảng viên: TRẦN BÍCH LAM Người thực hiện: HC06TP MỤC LỤC A.POLYSACCHARIDE LOẠI 1: OLIGOSACCHARIDE I. SACCHAROSE…………………………………………… 02 II. MALTOSE…………………………………………………04 III. LACTOSE…………………………………………………05 IV. CELLOBIOSE…………………………………………….06 B.POLYSACCHARIDE LOẠI 2: POLYSACCHARIDE I. POLYSACCHARIDE NGUỒN THỰC VẬT 1. TINH BỘT……………………………………………… 07 2. CELLULOSE…………………………………………….26 3. HEMICELLULOSE…………………………………… 30 4. PECTIN………………………………………………… .31 5. INULIN………………………………………………… 34 6. AGAR…………………………………………………… 34 II. POLYSACCHARIDE NGUỒN VI SINH VẬT DEXTRAN……………………………………………….38 III. POLYSACCHARIDE NGUỒN ĐỘNG VẬT 1. GLYCOGEN…………………………………………… 38 2. KITIN…………………………………………………….40 A.POLYSACCHARIDE LOẠI 1: OLIGOSACCHARIDE ☻Cấu tạo: Oligosaccharide là nhóm glucide cấu tạo bởi sự liên kết của một số ít monosaccharide (từ 2- 10 monosaccharide). ☻Tính chất vật lí:  Khối lượng phân tử không lớn lắm và còn giữ được 1 số tính chất như các đường đơn giản.  Oligosaccharide dễ tan trong nước và dễ kết tinh. ☻Tính chất hóa học: Khi thủy phân bằng acid hoặc enzyme tương ứng sẽ giải phóng ra các monosaccharide. I. DISACCHARIDE Disaccharide là polysaccharide có 2 gốc monosaccharide kết hợp với nhau, loại 1 phân tử H 2 O. 2 monosaccharide có thể giống nhau hoặc khác nhau. Liên kết giữa 2 monosaccharide là liên kết glucoside. Vì vậy, có thể coi disaccharide là một glucoside trong đó aglucon là một monosaccharide thứ 2. 1.SACCHAROSE : ☻ Trạng thái tự nhiên: Saccharose rất phổ biến trong tự nhiên, có nhiều trong đường mía, củ cải đường (dùng để sản xuất đường) và một số thực vật khác nên saccharose còn được gọi là đường mía. Trong củ cải đường và mía có chứa 20 – 25% saccharose. Trong đời sống saccharose có những tên gọi khác nhau:  Đường phèn: saccharose kết tinh ở 30 0 C ở dạng những cục lớn.  Đường kính: saccharose có độ tinh khiết khá cao.  Đường cát: saccharose có lẫn tạp chất màu vàng nâu. ☻ Cấu tạo hóa học: Saccharose do một phân tử α - Glucose ở dạng piranose liên kết với một phân tử β - Fructose, loại đi một phân tử H 2 O. Do vậy saccharose còn được gọi là α- D- Glucopiranoside (1→2) β- D- Frucofuranoside (có độ quay cực bằng +66.5 0 ) CH 2 OH O H HOH 2 C C O H H OH H OH OH H O H H OH OH C H CH 2 OH 4 6 5 3 2 1 2 1 3 4 5 6 ☻ Tính chất - Ứng dụng : ● Saccharose (còn được gọi là sucrose) là tinh thể không màu, không mùi, có vị ngọt, tan nhiều trong nước, nhất là nước nóng, nóng chảy ở 185 0 C, tỷ trọng: 1,5879 g/cm 3 ● Ở nhiệt độ cao, với xúc tác là enzyme invertase hoặc HCl, saccharose bị thủy phân tạo thành đường nghịch đảo. ● Phản ứng nghịch đảo đường như sau: C 12 H 22 O 11 + H 2 O  → o THClinvertaseE ;;. C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Saccharose Glucose Fructose(+66.5 0 ) (+52.5 0 ) (-92.4 0 ) Như vậy, phản ứng đã làm thay đổi góc quay cực từ phải sang trái nên gọi là đường nghịch đảo. Lợi ích của phản ứng này là : ◦ Tăng lượng chất khô 5,26%. ◦ Tăng vị ngọt. ◦ Tăng độ hòa tan của đường. ◦ Tránh hiện tượng kết tinh lại nhờ tính hòa tan cao của fructose và tính khó kết tủa của glucose. ◦ Tính hòa tan của đường chung không những có thể tăng lên nhờ thêm đường nghịch đảo mà cả khi thêm glucose hoặc siro glucose. Điều đó còn cho phép điều chỉnh độ nhớt của các dung dịch đường. Khi làm lạnh các dung dịch đường bão hòa saccharso (thu được ở nhiệt độ cao) sẽ tạo nên các dung dịch quá bão hòa của saccharose. Vận tốc kết tinh từ saccharose của các dung dịch này cũng như kích thước các tinh thể tạo thành có thể giảm đáng kể nhờ thêm vào dung dịch glucose, đường nghịch đảo, siro glucose. ● Tính chất này được ứng dụng trong kĩ nghệ mứt kẹo tạo nên các sản phẩm trong đó có saccharose dù ở nồng độ rất cao nhưng vẫn không kết tinh. 2. MALTOSE CTPT: C 12 H 22 O 11 CTCT: CH 2 OH O H H OH H OH OH H O CH 2 OH O H H OH H OH OH H 1 H H 4 1 ☻ Cấu tạo: Maltose là disaccharide chứa 2 gốc α – glucopyranose liên kết với nhau nhờ nhóm OH ở vị trí C 1 và C 4 . Do còn một nhóm OH glucoside nên maltose có tính khử bằng một nửa của glucose. Maltose còn gọi là α - D – Glucopyranoside (1 → 4 ) D – Glucopyranose. ☻ Tên gọi: Maltose có nhiều trong thóc nảy mầm và trong malt đại mạch, mạch nha nên còn được gọi là đường nha. ☻ Tính chất hóa học: Thủy phân maltose bằng acid hoặc enzyme maltase thu được 2 phân tử α – D – glucose. ☻ Điều chế: Maltose được sản xuất bằng cách thủy phân tinh bột bằng enzyme β – amylase, có thể thu được ở giai đoạn đầu của quá trình lên men rượu tinh bột. ☻ Ứng dụng: Maltose được ứng dụng trong công nghệ bánh kẹo tạo vị ngọt thanh, tránh hiện tượng tái kết tinh đường, tạo cấu trúc mềm dẻo cho kẹo. 3. LACTOSE CTPT: C 12 H 22 O 11 CTCT: CH 2 OH O H H OH H OH OH H CH 2 OH O H H OH H OH OH H O H H 1 4 1 ☻ Cấu tạo: Lactose được cấu tạo từ 1 phân tử β – D – galactose và một phân tử α – D – glucose. Lactose còn được gọi là β – D – galactopyranoside (1 -> 4) D – glucopyranose. ☻ Tên gọi: Lactose có mặt trong tất cả các loại sữa nên còn được gọi là đường sữa (4 – 8%). Cơ thể hấp thu lactose nhờ enzyme lactase. Một số cá thể không có enzyme này. ☻ Tính chất vật lí:  Độ ngọt của lactose chỉ bằng 1/6 độ ngọt của saccharose.  Độ tan: Ở nhiệt độ thường, lactose hòa tan trong nước ít hơn saccharose 10 lần. Nhưng ở 100 0 C thì độ tan của nó xấp xỉ saccharose.  Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể.  Vitamine B 2 có thể ức chế sự kết tinh lactose. . ☻ Tính chất hóa học: Trong phân tử lactose còn lại 1 nhóm OH glucoside nên tính khử của nó bằng một nửa glucose. 4. CELLOBIOSE ☻ Cấu tạo: Cellobiose chứa 1 phân tử α – D – glucose và 1 phân tử β – D – glucose liên kết với nhau nhờ các nhóm OH ở vị trí C 1 và C 4 . Cellobiose là đơn vị cấu tạo của polysaccharide cellulose. ☻ Tính chất vật lí: Nó vẫn duy trì được tính khử vì còn chứa một nhóm OH glycoside tự do. ☻ Tính chất hóa học: Khi thủy phân cellulose nhờ enzyme cellulase sẽ thu được cellobiose. II. TRISACCHARIDE ☻ Trisaccharide là nhóm oligosaccharide chứa 3 gốc monosaccharide.Loại trisaccharide phổ biến hơn cả trong thiên nhiên là chất rafinose, có nhiều trong hạt bông và củ cải đường. ☻ Cấu tạo: Rafinose chứa 1 gốc galactose, 1 gốc glucose và 1 gốc fructose. CH 2 OH OH H OH OH O CH 2 O H H OH H OH OH H O CHOH 2 CH 2 OH OH H OH O H O 1 23 4 5 6 4 5 3 2 1 H 6 5 4 3 2 6 ☻ Tính chất vật lí:  Rafinose chứa nhiều ở gỉ đường, thu được khi sản xuất đường từ củ cải đường.  Rafinose tinh thể không có vị ngọt, hòa tan trong nước.  Rafinose kém bền đối với nhiệt hơn saccharose. ☻ Tính chất hóa học:  Các monosaccharide này gắn với nhau nhờ các nhóm OH glucoside của chúng, vì vậy trong phân tử rafinose không còn nhóm OH glucosie tự do nên không còn tính khử.  Khi thủy phân bằng acid trong thời gian ngắn và ở nhiệt độ không cao sẽ giải phóng fructofuranose. Tác dụng của enzyme invertase cũng cho kết quả tương tự.  Phân tử disaccharide hình thành nếu tiếp tục bị thủy phân sẽ phân giải hoàn toàn thành D – galactose và D – glucose.  .  Sự phân giải rafinose nhờ enzyme ở các vị trí khác nhau được trình bày như sau: Galactose O glucose O frutose α – galactosidase sacarase (invertase) III.TETRASACCHARIDE:  Là đường do 4 monosaccharide tạo nên, tiêu biểu là Stachyose.  Stachyose là một tetrasaccharide phổ biến trong cây họ đậu và một số hạt khác khi hạt chín, nhưng khi nảy mầm thì đường này nhanh chóng mất đi.  Cấu tạo: do 2 phân tử α-galactose, 1 phân tử α-glucose và 1 phân tử β-glucose kết hơp lại với nhau bằng liên kết 1,6-glucoside và liên kết 1,2-glucoside. CH 2 OH OH H OH OH O CH 2 O H H OH H OH OH H O CH 2 OH OH H O H O 1 6 H 2 6 H H H H OH O H H OH OH H H OH O CH 2 1 H 6 1 1 CH 2 OH H IV.PENTASACCHARIDE:  Là đường do 5 monosaccharide tạo nên.Tiêu biểu làVerbascosse.  CTCT: α-D-galactose pyranose (1-6) α-D-galactose pyranose (1-6) α–D- galactose pyranose (1-6) α-D-galactose pyranose (1-6) β-D-fructose pyranose. B. POLYSACCHARIDE LOẠI 2 I. POLYSACCHARIDE NGUỒN THỰC VẬT 1. TINH BỘT: 1.1. Cấu tạo, hình dạng, kích thước: phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt và quá trình sinh trưởng của cây. Hàm lượng tinh bột có trong một số loại thực phẩm: Khoai mì 95% Lúa_gạo 75_80% Khoai tây 84% Đậu 60_66% Chuối 90% HÌNH DẠNG TINH BỘT KHOAI MÌ HÌNH DẠNG TINH BỘT HÌNH DẠNG TINH BỘT KHOAI TÂY HÌNH DẠNG HẠT GẠO HÌNH DẠNG TINH BỘT GẠO [...]... polysacaride khác nhau: amilose và amilopectin Cấu tạo bên trong của hạt tinh bột khá phức tạp Hạt tinh bột có cấu trúc lớp, trong mỗi lớp đều có lẩn lộn amilose và amilopectin sắp xếp theo phương hướng tâm Trong đa số tinh bột, tỉ lệ giữa AM/AP xấp xỉ ¼ Ngoại l : đậu xanh: 75%, nếp 90%; lúa mì, bắp: AM/AP=1/3; Dong, riềng:AM/AP=1/2 Cả amilose và amilopectin đều được cấu tạo từ monosacaride: glucose (α_D_glucose)... phức với amilose 2 Cấu tạo, tính chất amilopectin: a Cấu tạo : Phân tử lượng: khoảng 5.108 Mạch thẳng, phân nhánh, liên kết 1_4 glucoside (thẳng), 1_6 (nhánh) Còn duy nhất 1 nhóm _OH glucoside →còn tính khử b Tính chất : Nhiệt độ hồ hoá cao hơn so với amilose và dung dịch có độ nhớt cao hơn Khi phản ứng của amilopectin với lectin (phản ứng đặc trưng ): Lectin liên kết với gốc α_D_glucopiranozil nằm... pentozan (araban hoặc xilan) ☻ Tồn tại: ● Hemicellulose cũng là thành phần của thành tế bào thực vật và tồn tại chủ yếu ở các phần như vỏ hạt, bẹ ngô, cám, rơm rạ, trấu ● Các polysaccharide như mannan, galactan, araban và xilan đều là các chất phổ biến trong thực vật, chủ yếu ở các thành phần của màng tế bào của các cơ quan khác nhau như gỗ, rơm rạ, v.v… 4 PECTIN:  Pectin là polysaccharide có nhiều ở quả,... KHOAI MÌ ☻ Hình dạng: hình tròn, hình bầu dục, hình đa giác ☻ Kích thước: 2-10μm với các loại hạt nhỏ, 20-35μm với các hạt lớn Kích thước các hạt khác nhau sẽ dẫn đến tính chất cơ lí khác nhau như nhiệt độ hồ hoá,… Hạt nhỏ có cấu trúc chặt, hạt lớn có cấu trúc xốp (Có thể dùng phương pháp lắng để phân chia một hệ thống tinh bột ra các đoạn co kích thước đồng đều để nghiên cứu) ☻ Cấu tạo: Tinh bột không... HO O H HO H H n H OH 3.HEMICELLULOSE ☻ Tính chất vật l : Hemicellulose là nhóm polysaccharide có tính chất đặc biệt là không hòa tan được trong nước mà chỉ tan trong dung dịch kiềm ☻ Tính chất hóa học: Khi thủy phân hemicellulose sẽ thu được các monosaccharide thuộc nhóm hexose như mannose, galactose; nhóm pentose như arabinose, xilose ☻ Tên gọi: Tùy theo trong thành phần của hemicellulose có chứa monosaccharide... amilose: a Cấu tạo: Phân tử lượng: 104-4.104 Mạch thẳng, cấu tạo từ monosaccharide liên kết 1_4 glucoside→còn 1 đầu khử (còn 1 đầu có nhóm _OH glucoside) Ở trạng thái keo, phân tử amilose ở dạng xoắn nhờ liên kết hiđro Một vòng xoắn gồm 6 glucose, đường kính vòng của xoắn là 12,97.10-10m,chiều cao là 7,19.10-10m.Các nhóm hydroxyl nằm bên ngoài hình xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H b Tính chất : _Độ... do kết quả của sự hình thành nên các chất hấp phụ AMILOPECTIN ☻Khả năng hấp thụ của hạt tinh bột: _Khả năng hút ẩm : Độ ẩm tương đối của không khí là 73%thì khả năng hút ẩm của tinh bột là 10,33% Độ ẩm tương đối của không khí là 100%thì khả năng hút ẩm là 20,93% _Khả năng hấp thụ các chất điện li hữu c : Tinh bột hấp thụ xanh metylen rất tốt.Tuy nhiên sự hấp thụ của tinh bột còn phụ thuộc vào cấu tạo... chức năng của tinh bột : Căn cứ vào kiểu tương tác, có thể phân loại các tính chất chức năng của tinh bột thành các nhóm sau: _các tính chất phụ thuộc tương tác giữa tinh bột và nước _các tính chất phụ thuộc tương tác giữa các phân tử tinh bột với nhau _các tính chất phụ thuộc tương tác giữa phân tử tinh bột với phân tử các chất khác 1 Tính chất thuỷ nhiệt và sự hồ hoá của tinh bột : Khi hoà tan tinh bột... gia nh : đường (saccarose ở nồng độ tối ưu 5%), acid béo làm tăng giá trị cực đại của độ nhớt Các chất hoạt động bề mặt làm tăng nhiệt độ để hồ có độ nhớt cực đại: trong thực phẩm, người ta thường sử dụng chất hoạt động bề mặt để làm chất nhũ hoá,chất tạo bọt Ngoài ra chúng cũng được sử dụng để ngăn ngừa sự tạo keo trong các sản phẩm có chứa tinh bột 3 Khả năng tạo gel và thoái hoá của tinh bột: Khi... khi khô) Cơ chế của việc tạo màng Giai doạn 1: nước bốc hơi từ bề mặt tự do của chất lỏng (trong trường hợp này, áp suất hơi bão hoà là trở ngại duy nhất) Giai đoạn 2: nồng độ tinh bột tăng lên và các hạt tinh bột dịch lại gần lại nhau, phân tán sắp xếp thành lớp dơn hạt, một lớp gel tạo trên bề mặt màng (nước phải thắng trở lực của lớp gel này) Giai đoạn 3: Nước nằm giữa các hạt (nước solvate hoá liên . PHẨM Đề tài: POLYSACCHARIDE Giảng viên: TRẦN BÍCH LAM Người thực hiện: HC06TP MỤC LỤC A .POLYSACCHARIDE LOẠI 1:. l : đậu xanh: 75%, nếp 90%; lúa mì, bắp: AM/AP=1/3; Dong, riềng:AM/AP=1/2 Cả amilose và amilopectin đều được cấu tạo từ monosacaride: