HÓA SINH ĐẠI CƯƠNG, ĐH NÔNG LÂM TPHCM

Giới thiệu chung về môn học Hóa sinh hay sinh hóa là môn khoa học nghiên cứu đến những cấu trúc và quá trình chuyển hóa của sinh chất diễn ra trong cơ thể sinh vật..  Hóa sinh tĩnh ngh

ThS Đinh Ngọc Loan Đại Học Nông Lâm TP HCM Tháng 12/2008

 Chương 8: Trao đổi chất và trao đổi năng lượng

Tiêu chuẩn đánh giá: kiểm tra giữa hk: 20%, thi cuối khóa 80%

Tài liệu học tập

 Bài giãng Hóa sinh Đại cương Đinh ngọc Loan (2009)

 Giáo trình sinh hóa học Nguyễn Phước

Nhuận & ctv (2003) Nhà xuất bản Đại

Giới thiệu chung về môn học

 Hóa sinh hay sinh hóa là môn khoa học

nghiên cứu đến những cấu trúc và quá trình chuyển hóa của sinh chất diễn ra trong cơ thể sinh vật

 Đây là một bộ môn giao thoa giữa hoá học

Giới thiệu chung về môn học

 Hóa sinh học được chia 2 thể loại: hóa sinh tĩnh và hóa sinh động.

 Hóa sinh tĩnh nghiên cứu về cấu tạo, tính chất thành phần của các hợp chất sinh học như glucid, protid, lipid, vitamin, enzym, nucleic acid,…

 Hóa sinh động bàn về sự chuyển hóa cũng như chức năng của các hợp chất sinh học.

Giới thiệu chung về môn học

 Sinh hóa là một môn học cơ bản trong nhiều ngành khoa học như y dược, nông lâm ngư, công nghệ sinh học, công nghệ hóa học, công nghệ thực phẩm…

CHƯƠNG 1

GLUCID

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ GLUCID

 Glucid là chất hửu cơ phổ biến ở động vật,

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GLUCID

 Ở thực vật glucid được tổng hợp từ CO2, nước

và năng lượng của ánh sáng mặt trời (hiện

tượng quang hợp)

 Ở người và đông vật không có khả năng

quang hợp nên phải sử dụng nguồn glucid từ thực vật

 Các nguyên tố cấu tạo nên glucid là C, H, O

 Công thức cấu tạo chung của glucid là CmH2nOn

 glucid còn được gọi là hydrat carbon

2.VAI TRÒ CỦA GLUCID

 - Vai trò chính của Glucid là cung cấp năng lượng cho cơ thể

 Khi nhu cầu năng lượng tăng cao, mà dự trữ Glucid của cơ thể và từ khẩu phần ăn không

đủ, cơ thể sẽ tạo glucid từ chất béo

 Khả năng tích trữ glucid có hạn nên lượng

thừa glucid sẽ chuyển thành lipid và tích trữ ở

mô mỡ

2.VAI TRÒ CỦA GLUCID

chuyển hoá chất đạm và chất béo:

- Cung cấp đủ glucid theo nhu cầu sẽ làm giảm phân hủy protein đến mức tối thiểu

- Khi lao động nặng, nếu không đủ năng lượng từ glucid sẽ làm tăng phân hủy chất đạm

4.NHU CẦU GLUCID

 Nhu cầu Glucid phụ thuộc vào tiêu hao năng lượng:

- Người lao động thể lực nhiều, nhu cầu cao và ngược

lại.

- Người đứng tuổi và người già nhu cầu thấp hơn.

- Nhu cầu về Glucid tối thiểu không dưới 60% tổng số

năng lượng khẩu phần và phải cân đối với Protein và Lipid

 Ở Việt nam hiện khuyến nghị khẩu phần ăn có Lipit-Glucid là 14-20-66%.

Protein-4.PHÂN LOẠI GLUCID

-Glucid tinh chế:

Đây là các glucid đã được tinh chế và loại

bỏ tối đa các chất thô kèm theo

 Tỉ lệ các glucid tinh chế trong thực phẩm càng cao, thực phẩm càng dễ tiêu hóa và nhanh chóng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cơ thể

 Glucid tinh chế cao có trong sản phẩm

đường, bánh kẹo

5.PHÂN LOẠI GLUCID

- Glucid bảo vệ:

 Thuộc nhóm này là các glucid thực vật

dưới dạng tinh bột có kèm theo lượng

cellulo không ít hơn 0.4%,

ví dụ như khoai tây, ngũ cốc nguyên hạt

 Nhóm Glucid này chậm tiêu và rất ít được

5.PHÂN LOẠI GLUCID

b) Theo cấu trúc hóa học:

-Đường đơn (Monosaccharid): đường

có 6 carbon phổ biến như đường

Glucose, đường Fructose, Galactose -Đường kép (Disaccharid): phổ biến như sucro, lacto, manto

-Đường đa(Polysaccharid): tinh bột, glycogen và cellulose

Định nghĩa:

- Dẫn xuất aldehyd hay ceton của rượu đa

Phân loại

 Phân loại theo nhĩm định chức: aldose, cetose

 Phân loại theo số nguyên tử Carbon

5.1 MONOSACCHARID

Các dạng cấu tạo monosaccharid

Cấu tạo dạng thẳng

Dạng D ; dạng L

Chất hữu triền (+)

Chất tả triền (-)

Cấu tạo dạng vòng

Liên kết Hemiacetal tạo dạng vòng

Dạng vòng pyran

Dạng vòng furan

Dạng α – Dạng β

Các dạng cấu tạo monosaccharid

Tính chất monosaccharid

Tác dụng chất oxyd hóa

Tính chất monosaccharid

Tác dụng chất khử

T o ch c ạ ứ

ester

Tính chất monosaccharid

Tạo thành Glycosid

Các monosaccharid phổ biến

Các triose (đường 3)

Các tetrose ( đườ ng 4)

ng pentose Đườ (đường 5)

hexose

 Fructose nguyên ngữ từ fructus là trái

cây và -ose là đường

 Vì thế fructose được gọi là đường quả

 Nhưng trong trái cây không những chỉ chứa đường fructose, mà còn có một số sinh tố, khoáng chất, chất xơ và đường khác nữa, nhất là glucose với tỷ lệ khác nhau, cả hai đều là đường hấp thu

nhanh

 Đường fructose có thể tự vào các tế bào

để tạo ra năng lượng mà không cần

insulin như glucose

 Fructose thường dùng làm chất điều vị (tạo

vị ngọt) gọi là HFCS (high fructose corn

syrup)

 HFCS hay xi-rô đường bắp có lượng

fructose cao (thường chứa 55% fructose và 45% glucose).

Chuyễn hóa của fructose trong quá trình biến dưỡng

 fructose, glucose và sucrose (đường

mía) có thể biến thành triglycerid, một

dạng chất béo dự trữ của cơ thể

 Tuy nhiên, một khi bắt đầu tiến trình tạo chất béo do fructose, thì khó làm chậm lại tiến trình này

( Elizabeth Parks và thành viên Đại học Texas)

Sự tăng chất béo khi dùng

5.2 OLIGOSACCHARID

Disaccharic khử

Maltose: Glucose + Glucose

(1,4α glucosido α glycosid)

Disaccharic khử

Cellobiose (1,4 β glucosido β glucosid)

Disaccharic khử

 Lactose (1, 4 β galactosido α glucosid)

Disaccharid không khử :

Saccharose

 α glucose + β fructose saccharose

 Liên kết β glycosid 1-2

 Tính chất : khơng cĩ tính khử

Tên gọi của Saccharose

Sucroza còn được gọi với nhiều tên như:

 Đường kính (đường có độ tinh khiết cao),

 Đường ăn, đường cát, đường trắng

 Đường nâu (đường có lẫn tạp chất màu)

 Đường mía (đường trong thân cây mía)

 Đường phèn (đường ở dạng kết tinh)

 Đường củ cải (đường trong củ cải đường)

 Đường thốt nốt (đường trong cây thốt nốt)

Tri &

Tetra

saccharide

Tinh bột: Amidon

 Tinh bột là một cacbohiđrat cao phân tử

bao gồm các đơn vị D-glucozơ nối với

nhau bởi liên kết α-glucozit

 Cơng thức phân tử gần đúng là

(C 6H 10O 5)n trong đĩ n cĩ giá trị từ vài

trăm đến khoảng mười nghìn

 Tinh bột cĩ dạng hạt màu trắng tạo bởi

hai loại polime là amilose và amilopectin

Bảng 1.1 Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột

Nguồn Kích thước hạt, nm Hình dáng Hàm lượng amiloza, % Nhiệt độ hồ hoá, ( 0 C)

Hạt ngô 10-30 Đa giác hoặc

Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80 Đậu đỗ 30-50 Tròn 46-54 60-71 Kiều mạch 5-15 Tròn dẹp

Khoai tây 1-120 Bầu dục 23 56-69 Khoai lang 5-50 Bầu dục 20 52-64

 Dây thẳng – tan trong nước

 Liên kết: 1, 4 α glycosid

 Amilose + Iod  Xanh tím

Amilose: ( α D- glucose)n

Amilopectin ( α -glucose)n

Dây thẳng – phân nhánh, tạo hồ khi đun nóng

Liên kết α glycosid 1–4 & 1–6

Cấu tạo Amilopectin + Iod  Tím đỏ

Úng dụng mới của tinh bột

 acid polylactic (PLA), một loại polymer có nguồn gốc sinh học và có vai trò then chốt trong việc sản xuất nhựa bằng các nguồn

 PLA được sản xuất thông qua 2 công đoạn lên men và polymer hóa vốn phức tạp và đắc tiền.

 Giờ đây thông qua nguồn vi khuẩn E- Coli biến đổi gen ,nhóm nghiên cứu Hàn quốc đã tạo ra

PLA và các chất đồng dạng với nó bằng công nghệ lên men trực tiếp

 PLA là sự lựa chọn thích hợp thay cho nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ vì nó có thể phân hủy ,vứa

it độc tính với con người

liên kết α glycosid 1,4 và liên kết α glycosid 1,6

 Có nhiều mạch nhánh hơn amilopectin

 (Cellobiose)n

 Có trong bông vải – dạng sợi tinh khiết (95%)

 Thường liên kết với: lignin, hemicellulose,

pectin

 Liên kết chính β glycosid 1 – 4

 Tan trong dung dịch amoniac của hydroxy

Cấu tạo của cellulose

Cấu tạo của lignin

Cấu trúc của gỗ ( structure of lignocellulosic biomass)

Crystalline cellulose ~ 44%

Hemicellulosic polysaccharides ~30% Lignin ~ 26%

Dextran

Hợp chất pectin: Acid pectic, Acid

pectinic

Acid pectic: Polygalacturonic acid

Acid pectinic: Polygalacturonic acid có nhóm carboxyl

bị methyl hoá

Mô hình cấu trúc pectin trong

thành tế bào thực vật

Chitin