Chương 4 Gluxit hợp chất cao năng

chương IV Glucid HP CHẤT CAO NĂNG Acid nucleic có mặt nhân nguyên sinh chất tế bào, có nhiều chức sinh học, chức quan trọng tham gia vào việc di truyền sinh tổng hợp protein − Acid thường gặp là: ARN : acid ribonucleic AND : acid dexoxyribonucleic − Thành phần acid nucleic là: Baz nitơ : H3PO4 : đường pentoza = 1:1:1 Baz nitơ: Có hai loại: a Base purin NH2 N O C N N C N N N Adenin (6NH purin) C H2N N N Guanin (2NH Oxypurin) b Base pirimidin NH2 H N O O N H Xitozin (2-oxy-6-NH pirimidin) Đường pentoza O O H N N H Uraxin (2,6-dioxy pirimidin) O CH3 N N H Timin (2,6-dioxy-5-metyl pirimidin) Nucleozit = bơ nitơ + pentoza : (C3 C9 ) + C'1 Adenin, guanin, xitozin: kết hợp với riboza desoxyriboza Urazin + Riboza Uridin Thimin + DesoxyRiboza Thimidin Nucleotid: Nucleotid = Nucleozit + H3PO4 (phosphoryl hóa) 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 nối liền vò trí C 5’ Nucleotid với C3’ Nucleotid khác OH N N O O HO P N OCH N O O HO OH N O P O O OH H P N O OCH OH H AMP N N H H liên kết cao O HO P OH O O O P OH ADP O O O P OCH O OH H H ATP Hợp chất cao năng: − Các chất giữ vai trò quan trọng trình trao đổi chất cung cấp lượng hoạt hóa chất, chuẩn bò tham gia vào trình trao đổi chất − Việc sinh tổng hợp hay phân hủy liên kết cao cần lượng Q = 6000 10.000 cal/mol ATP ADP + ( P) + 7000 cal/mol ADP AMP + (P) + 8500 cal/mol − Tại cần biết hợp chất cao trước học đường béo lượng cung cấp phản ứng oxy hóa glucid, lipid tích lũy cách tạo liên kết cao Khi thể cần lượng để chuyển hóa chất hay để vận động liên kết bò phân hủy, giải phóng lượng lượng tích lũy I- KHÁI NIỆM CHUNG: Đònh nghóa thành phần cấu tạo: − Glucid nhóm hợp chất hữu phổ biến thể thực vật , động vật, vi sinh vật − Thành phần cấu tạo C, H, O, nguyên tố khác S, N gặp − Do tỉ lệ H:O glucid giống H2O (2:1) nên trước glucid gọi hydrat cacbon Về sau người ta phát số glucid có thành phần nguyên tố không giống nước ( đường desoxyribose C5H10O4), ngược lại có số hợp chất glucid mà có tỉ lệ H : O giống H2O ( acid lactic 3(CH2O) ), tên gọi hydrat cacbon không phản ánh nhóm hợp chất glucid Một số loại sách tham khảo sử dụng tên gọi hydrat cacbon glucid − Bản chất hóa học glucid polyhydroxy aldehyd xeton dẫn xuất chúng Đa số glucid có công thức: ( CH2O)n TD: gluco (CH2O)6 = C6H12O6 Nguồn gốc glucid: − Glucid có mặt động vật, thực vật vi sinh vật − Trong mô động vật glucid có 2% Đối với thực vật , lượng glucid có đến 80-90% chất khô Tỉ lệ có khoảng thay đổi 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 24.6 27.5 36.4 50-53 − thể động vật người glucid tập trung chủ yếu gan Trong máu thể bình thường, hàm lượng glucid cố đònh Khi có bệnh, % thay đổi làm ảnh hưởng đến trình sinh hóa thể TD: hạ đường huyết, tiểu đường − thực vật, glucid tập trung tế bào thực vật, mô nâng đỡ, mô dự trữ Hàm lượng thay đổi theo loài, theo giai đoạn sinh trưởng, phát triển thực vật ,… − Glucid tồn tế bào thực vật dạng dự trữ Nó sản phẩm trình quang hợp thực vật, chuyển hóa quang ( ánh sáng mặt trời) thành hóa (glucid) thực vật tự tổng hợp glucid từ CO2 H2O trình quang hợp nhờ sắc tố clorophyl có tế bào thực vật (diệp lục tố) − Người động vật sắc tố chlorophyl nên không tự tổng hợp glucid mà phải tự cung cấp qua đường thức ăn Trong thể động vật, glucid bò oxy hoá thành CO H2O , giải phóng lượng Quá trình ngược với trình xảy tế bào thực vật Vai trò glucid: a Vai trò sinh học: (1) Nguồn dinh dưỡng dự trữ dễ huy động cung cấp chất trao đổi trung gian lượng tế bào (2) Tham gia cấu trúc thành tế bào thực vật (peptidoglican , cellulose), hình thành khung bảo vệ (chitin) (3) Là thành phần cấu tạo hợp phần quan trọng tế bào AND, ARN, glicoprotein… Tham gia tích cực trình tích lũy chép thông tin di truyền b.Vai trò dinh dưỡng: − Glucid cung cấp lượng hoạt động cho thể 1g glucid bò oxy hóa tạo 132 kcal (544.4 J ) − Nguồn glucid thức ăn người động vật sản phẩm thực vật, chủ yếu tinh bột (gạo, bắp, đậu,…) đôí với người cellulose động vật − Glucid phần ăn chính; cung cấp 50% số calo ngày cần thiết cho hoạt động sống 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 mô mỡ nguyên nhân gây bệnh béo phì người hay ăn đồ Ta biết lượng glucid cần thiết chiếm lượng nhỏ Nếu ăn nhiều thể chuyển hóa thành lipid mô mỡ − Sự chuyển hóa thuận nghòch, thể thiếu glucid chất béo dự trữ chuyển hóa ngược lại thành glucid Ta muốn giảm cân phải tìm cách tiêu tốn lượng cho nhiều để chuyển lipid thành glucid không nạp thêm glucid từ c Vai trò công nghệ thực phẩm: − Glucid nguyên liệu 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 • Tạo màu sắc, mùi thơm (phản ứng Maillard) • Cố đònh mùi • Tạo ẩm Phân loại đường: ∗ Có 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 loại: 1) Glucid hòa tan: • Glucose, fructose, saccarose • Hòa tan tốt 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: 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) dẫn xuất aldehyd xeton polyalcol (polyol) − Công thức chung (CH2O)n n≥3 − MS nhóm glucid đơn giản nhất, tham gia trình trao đổi chất, tham gia phản ứng oxy hóa khử sinh học, không tham gia trình thủy phân − Khi oxy hóa polyol, ta thu dẫn xuất ceton hay aldehyd Dẫn xuất ceton (-C=O) gọi cetose, dẫn xuất aldehyd gọi 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 CHO CHOH C CHOH CHOH CH2 OH O CHOH CHOH CHOH CH2 OH CH2 OH − Đánh số mạch carbon: Vò trí carbon MS đánh số theo nguyên tắc đánh số đầu nguyên tử C gần nhóm carboxyl (-CHO) hay ceton (-C=O) Dạng tồn MS: Monosaccarit có dạng tồn tại: mạch thẳng mạch vòng a Cấu tạo mạch thẳng: − Dạng aldose cetose polyol − Vì mạch polyol có nhiều C* bất đối nên tồn số đồng phân quang học Nếu gọi n = số C* bất đối Thì số đồng phân quang học (lập thể) 2n Dạng D: -OH phía phải C* xa nhóm –CHO, -CO Dạng L: -OH phía trái C* (+): độ quay cực bên phải (-): độ quay cực bên trái b Cấu taọ mạch vòng: − Trong thực tế số đồng phân lập thể lớn n , điều chứng tỏ đồng phân mạch thẳng ta có đồng phân mạch vòng − Một số phản ứng với aldehyd thông thường xảy với đường, điều chứng tỏ nhóm aldehyd –CHO đường tồn dạng khác − Đường lại dễ dàng tạo hợp chất ete với metanol, tạo dẫn xuất có nhóm –OCH , chứng tỏ có nhóm –OH phân tử đường có tính chất đặc biệt khác nhóm –OH khác − Với hợp chất aldose C6 đóng vòng diễn vò trí C 1-C4 C1-C5 tạo vòng cạnh (furanose) vòng cạnh (piranose) Việc đóng vòng thường xảy đồng phân dạng D − Với hợp chất cetose, đóng vòng C2-C5 tạo vòng furanose C2-C6 tạo vòng piranose − Thường hexose tạo vòng piranose pentose tạo vòng furanose − Mạch vòng có đồng phân vò trí nhóm –OH -OH β OH bên trái -OH α OH bên phải Dạng vòng viết theo hình đa giác 5,6 cạnh coi mặt phẳng, gốc bên trái mặt phẳng đó, gốc bên phải mặt phẳng − Mạch vòng piranose có hai dạng đồng phân cis- trans- dạng trans- bền − Trong dung dòch MS tồn dạng đồng phân thẳng, vòng α , vòng β đồng phân chuyển hóa lẫn tồn điểm cân Tính chất MS: a Tính chất vật lý: − MS tinh thể không màu màu trắng − Hòa tan tốt nước, không tan dung môi hữu chứa nhiều nhóm OH − Có độ khác Đa số có vò ∗ Độ ngọt: Chất cho ta cảm giác chất có cấu trúc: AH: cho proton B: nhận proton Tâm tiếp nhận chất AH………………B 3A0 B………………AH TD: fructose có độ gấp lần glucose nên dùng fructose thay đường khác công nghệ bánh kẹo b.Tính chất hóa học: (1) phản ứng oxy hóa: oxh CHO COOH − Tùy tác nhân mà trình oxy hóa diễn C1 C cuối − Nếu muốn phản ứng tạo –COOH xảy C cuối ta khóa gốc OH glucozit cách metylen hóa nhóm − Phản ứng với Cu2+ phản ứng đặc hiệu đường sở nguyên tắc cho phương pháp đònh đường Bertrand 2+ Cu thuốc thử Felling bò khử thành Cu + tủa màu đỏ nâu Thu lấy kết tủa, hòa tan đònh lượng, ta tính lượng đường 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 • Ít tồn trạng thái tự nhiên, thường thành phần loại polysaccarit • (4) Galactose: Là thành phần đường sữa , không tồn trạng thái tự O H C CH 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 giữ số tính chất MS − Dễ tan H2O, dễ kết tinh − Có vò − Quan trọng disaccarit Tùy kiểu liên kết mà DS tính khử hay không OH-glucozit + OH thường liên kết ozit-ose (MS1) (MS2) (1-4 hay 1-6) MS2 nhóm OH glucozit nên giữ tính khử OH-glucozit + OH-glucozit liên kết ozit-ozit (MS1) (MS2) Không gốc OH glucozit nên không 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 O alpha-glucose H + H H H HO alpha-glucose CH OH O H O H H OH H O OH alpha-D-glucopiranozid-1,4-alpha-D-glucopiranose − Còn tính khử Khả oxy hóa khử giảm nửa − Có thóc nảy mầm mầm mạch phản ứng Enzym thủy phân tinh bột (β-amilaza) : đường nha ( mạch nha) − Độ cao, thường dùng để sản xuất bánh kẹo − Hạn chế tái kết tinh đường hay gặp sử dụng saccarose làm kẹo Ngoài đường maltose tạo cấu trúc mềm dẻo cho loại kẹo mềm (2) Lactose: β-D-galactose + α-D-glucose liên kết 1,4-glucozide O OH H O H H CH OH CH OH CH 2OH OH H H OH H + H H CH 2OH O O O H H HO H beta-galactose OH H H OH O H OH OH alpha-glucose lactose Vẫn tính khử gốc OH-glucoside Có mặt tất loại sữa: đường sữa: 4-8% Độ saccarose 4.5lần Hấp thu lactose Enzym lactase thủy phân số người loại Enzym nên họ không uống sữa (gây ói mửa, đau bụng), uống sữa tách latose (3) Saccarose: C12H22O11 − − − − H H OH OH H H OH O O O H CH OH CH 2OH CH 2OH O H alpha-D-glucose + H H H H H H HO CH OH OH H H H OH OH OH H H OH O H O H OH OH H CH OH alpha-D-glucopiranoside-1,2-beta-D-fructopiranoside − Phổ biến tự nhiên − Có đường mía, củ cải đường số thực vật khác − Trong mía saccarose chiếm gần tòan trọng lượng chất khô (14-25% nước mía) nên gọiø đường mía − Không gốc OH glucoside nên không tính khử − Thủy phân saccarose-tạo đường nghòch đảo: E.invertase HCl,t0 Saccarose glucose +fructose Đường nghòch đảo sản phẩm thủy phân saccarose Tại gọi đường nghòch đảo ? dung dòch saccarose glucose + fructose +66.5 +52.50 -92.40 − Ích lợi phản ứng nghòch đảo đường ? • Tăng lượng chất khô lên 5.26% • Tăng vò • Tăng độ hòa tan đường dung dòch − ng dụng :L công nghệ sản xuất kẹo, dung dòch đường nghòch đảo có độ nhớt thấp độ hòa tan cao so với dung dòch saccarose − Tính hút ẩm đường : • Đường tinh hút ẩm nhiều đường có tạp chất • Đường khử có tính hút ẩm đường không khử • Tính hút ẩm đường vừa có ứng dụng nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm TD: bánh cần mềm ẩm đường hút ẩm Mứt kẹo chất hút ẩm làm tăng nhanh trình kết tinh dính − Ngoài loại DS nhắc đến có nhiều loại khác, TS, tetra-S,… Fructose có khả hút ẩm mạnh ( mật ong: giữ ẩm) • Khả hút ẩm đường HR (humidité relative) khác IV- POLYSACCARIDE: − Là loại đường tạo thành từ 10 monose trở lên − Liên kết MS liên kết glucoside [1,4 ; 1,6 ; 1,1 ; 1,2] nên hầu hết OH glucoside không còn, PS tính khử − Phân làm loại: (1) PS : homopolyose Từ loại monome (2) PS tạp: heteropolyose: từ nhiều loại monome − Trong tự nhiên có nhiều loại PS Quan trọng glucan: PS từ MS glucose TD: tinh bột, cellulose, dextran, glycogen,… Tinh bột: ∗ Là loại PS dự trữ thực vật, thành phần hạt ngũ cốc 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% • Đậu : 65% Trong nguồn thực vật này, tinh bột lại tồn thành dạng hạt, hạt tinh bột làm thành lớp Mỗi lớp gồm amylose amylopectin xếp xen kẽ với ∗ Tỉ lệ AM/AP = ¼ Tuy có ngoại lệ TD: Đậu : amilose 75% Nếp: amiloza − dung dòch amilopectin cho màu tím với I2 c Quá trình trương nở – hồ hóa –thoái hóa: − Trong hạt tinh bột, sợi AM AP xếp xen kẽ tạo liên kết hydro nội H2O dẫn đến bột rít (khô) − Khi có H2O liên kết hydro ngoại hình thành sợi với Nước công vào vùnh vô đònh hình trước làm cho hạt tinh bột trương lên − Ngoài hạt tinh bột có lớp vỏ AM AP, nhiệt độ nước thấp tinh bột trương nở đến nức dừng lại − Nếu gia nhiệt khuấy trộn lớp vỏ bò phá vỡ AM AP thóat ra, khả hút nước tăng tối đa, liên kết hydro nội bò đứt, nước xâm nhập vào vùng vô đònh hình vùng kết tinh nhiều đến sợi AM AP trượt lên nhau, trở nên hòa tan tạo thành dung dòch hồ tinh bột gọi hồ hóa − Nhiệt độ tượng hồ hóa xảy gọi nhiệt độ hồ hóa T hồ hóa tùy thuộc vào nguồn gốc tinh bột, độ phân nhánh số liên kết hydro, cấu trúc loại hạt: • Nếu hạt tinh bột có cấu trúc nhỏ, chặt nhiệt độ hồ hóa cao (tinh bột gạo) • Nếu hạt tinh bột có cấu trúc lớn, xốp nhiệt độ hồ hóa thấp − Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ, có khuấy đảo xảy tượng đứt mạch, làm cho độ nhớt giảm xuống − Nếu để lâu nhiệt độ thường hay cất tủ lạnh thời gian có tượng tách nước Bởi thời gian lâu AM AP tiến lại tạo liên kết hydro với nhau, giảm liên kết hydro với nước, tách H2O : tượng hồ bò ứa nước TD: Hồ dán đểâ lâu bò vữa Nước sauce đồ hộp phải có độ nhớt Nếu dùng tinh bột bình thường nhiệt độ trùng bò đứt mạch giảm độ nhớt Ta phải dùng tinh bột modifié (biến đổi) đưa vào gốc để nối mạch: epclohydrin, tạo liên kết OH khỏang 3% Sản phẩm đông lạnh, nước sốt ca,ø tương ớt muốn tránh tượng tách nước phải tách sợi amilose xa nhau, đưa cá gốc cồng kềnh ester d thủy phân tinh bột: HOH tinh bột H+ hay E dextrin M khác Maltose, Glucose ( có màu khác với tinh bột) ∗ dextrin: sản phẩm trung gian 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 phản ứng dùng để nhận biết trình thủy phân tinh bột để nhận biết dextrin • Enzym: Amilase: α-dextrin + Maltose + Glucose α-amilase liên kết 1,4 ,endo tinh bột β-amilase liên kết 1,4 , exo, gốc γ-amilase liên kết 1,4-1,6 ,exo, gốc β-dextrin + Maltose glucose Mức độ thủy phân biểu thò số DE DE: dextrose equivalent (mức độ thủy phân) - tinh bột DE=1, liên quan đến việc tạo đầu khử - cắt đôi mạch tế bào 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 loại polyme có nhiều tự nhiên : 10 11 tấn/ năm Cellulose loại glucan, monomer β-D-glucose liên kết với liên kết β-1,4glucozit THIẾU TRANG 31 V-TRAO ĐỔI GLUCID: − Trong phần ăn hàng ngày ta cần tối thiểu 400g glucid, 80g protid, 35g lipid − Vai trò glucid cung cấp lượng cho khung C, sản phẩm trung gian trình trao đổi chất − Các glucid phức tạp (tinh bột, glucogen, DS) hấp thu trực tiếp mà hấp thu Enzym thủy phân thành đường đơn monosaccarit 1-Sự thủy phân glucid: − Sự thủy phân glucid (đường oligo polysaccarit) diễn với tác dụng kim loại Enzym thủy phân glucid (C6H10O5)n amilase dextrin, D.S E C6H12O6 (glucose, fructose) − Trong nước bọt chứa amilase thủy phân sơ tinh bột có thức ăn Mức độ thủy phân người khác khác TD: người nhai kỹ, tinh bột cắt mạch nhiều tạo dextrin mạch ngắn nên vào ruột dễ tiêu hóa Ta thử thí nghiệm nhỏ: nhai kỹ miếng cơm, ta cảm thấy vò bã nhai tăng lên − Tại dày, pH = 1.5-2.0 nên Enzym thủy phân tinh bột không hoạt động − ruột có nhiều loại Enzym phân cắt tinh bột polysaccarit như: Enzym amilase, saccarase, maltase, lactase,… Maltase Maltose Saccarase glucose Saccarose lactase glucose + fructose Lactose glucose + galactose Ta tóm tắt trình thủy phân tinh bột 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 vò trí tạo dextrin mạch ngắn glucose maltose dẫn đến độ nhớt dung dòch giảm nhanh − Có nhiều dòch tụy (pancrease) nước bọt động vật, số mầm thực vật, vi sinh vật, α-amilase có 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 maltose − Có thực vật, hạt mầm, đặc biệt mầm khoai lang − PHopt =4-5 tùy nguồn gốc − Topt = 50-620C γ-amilase-glucoamilase: − exoenzym cắt đứt gốc glucose thành sản phẩm glucose − Thủy phân liên kết 1,4;1,6; 1,3-glucoside với hiệu suất cao 98-99% − pHopt =3.5-5 (tùy nguồn gốc) − T0opt =600C − Có vi sinh vật nấm mốc, vi khuẩn Aspergillus Niger, Rhizopus Sp Thủy phân tinh bột: − Sử dụng γ-amilase, không tách Enzym, độ đồng sản phẩm cao − Kết hợp H+ Enzym Tùy loại Enzym sử dụng mà thành phần sản phẩm khác − Đánh giá chất lượng thủy phân dựa vào số DE Đường khử (≡ glucose) DE = Tinh bột (ban đầu) DE cao mức độ thủy phân sâu Quá trình phosphoryl hóa (sự lân phân): − Thay nước trình thủy phân − H3PO3- 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 monosaccarit hoạt hóa chuẩn bò tham gia trình oxy hóa khử sinh học − Quá trình diễn chủ yếu glycogen có gan động vật Gan nơi chứa glycogen, dự trữ glucid cho thể, có nhiệm vụ bảo đảm hàm lượng glucose máu ổn đònh Gan đảm nhiệm nhiệm vụ gan có Enzym phosphatase Cơ não Enzym  Tóm lại từ P.S O.S đường thủy phân hay lân phân tạo MS để tham gia trình oxy hóa khử sinh học, giải phóng lượng Tùy thuộc môi trường đủ khí hay thiếu khí xảy trình hô hấp hay lên men Tuy trước vào hai trình trên, đường glucose phải trải qua giai đoạn đầu 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 xảy chu trình − Chu trình xảy qua giai đọan, 10 phản ứng Như trình đường phân từ phân tử glucose tạo được: glucose acid pyruvic + ATP -2 ATP (gđ 1) ( NAD NADH2 ATP) +2*2 ATP (gđ 3+4) (cắt đôi C6 C3) +2*3 ATP (gđ 3) 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 chuyển hóa lẫn Nhưng có C H glyceraldehyd 3-P 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 sản phẩm trung gian trình trao đổi chất O Tùy nhu cầu thể điều kiện môi trường (+O2 , -O2) C OH Acid piruvic chuyển hóa theo hướng khác nhau: C O tổng hợp acid amin , acid béo hay tham gia phản ứng oxy hóa khử Tùy phản ứng mà giải phóng hay tiếp thu lượng CH a.piruvic 4- Chuyển hoá acid pyruvic điều kiện yếm khí: (anaerobic = lên men) Trong điều kiện yếm khí có 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 nhóm vi khuẩn lactic − Trong muối chua thực phẩm 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 nấm men saccharomyces − Trong trình chế biến rượu, cồn, nước giải khát lên men, sản xuất bánh bao, bánh mì,… c-Lên men butyric: − Đây kiểu lên men điều kiện kỵ khí − Gồm nhiều phản ứng tạo thành CH3CH2CH2COOH (acid butyric) Các trình lên men trình thu lượng 5-Chuyển hóa pyruvic điều kiện hiếu khí: (aerobic) CHU TRÌNH CREBS a-Tổng hợp acetyl CoA: − Đây hướng chuyển hóa quan trọng cung cấp lượng cho hoạt động sống tế bào, đồng thời tạo nhiều sản phẩm trung gian, nguồn nguyên liệu tổng hợp chất hữu khác − Phương trình tổng quát sau: COOH O CH C ~OCoA C O pyruvatdecarboxylase Acetyl CoA Synthetase Dehydrogenase CH3 Acid pyruvic b Chu trình Crebs: gồm đọan , 10 phản ứng acetyl Co A Xét mặt lượng: CH3COCOOH 3CO2 + 4NADH2- + 1FADH2 + 1GTP (pyruvic) (≡ 3ATP) (≡ 2ATP) (≡ 1ATP) 3CO2 + 15ATP mà 1glucose pyruvic + ATP * 15 +8 38 ATP ATP có lượng 7-10 kcal/mol Q=38*7 = 266 kcal/mol − Đây lượng tích lũy dạng ATP phân tử glucose: đốt cháy hòan tòan thu 680.000 cal Vậy oxy hóa phân tử glucose, lượng tích lũy 266/680 = 42% , phần lại bò phân tán dạng nhiệt − Đây chu trình có lợi mặt lượng Các trình khác giải phóng mặt lượng − Chu trình Crebs giai đọan cuối qúa trình oxy hóa khử sinh học 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 COOH COOH CHNH2 C O CH2 CH2 CH2 CH2 COOH COOH Glutamic α-cetoglutaric − Chu trình Crebs cung cấp khung C khác sở tổng hợp chất sống khác Do chu trình Crebs trung tâm trình trao đổi chất c-Chu trình pentozophosphat: − Oxy hóa trực tiếp glucose − Thực vật: ; động vật: gan, mô mỡ − Tích lũy 35 ATP d-Chu trình acid glyoxylic: − Diễn thực vật vi sinh vật − Là biến thể chu trình Crebs loại Enzym isocitrate dehydrogenase (4,5) VI-CHUYỂN HÓA GLUCID TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN: (xem sách) 1-Các hạt ngũ cốc: ∗ Thành phần đường: tinh bột, glucid hòa tan, cellulose, hemicellulose ∗ Biến đổi trình bảo quản: Hô hấp CO2 , H2O Q lên men etylic ngộ độc nảy mầm tăng ẩm cục gây đắng chất béo oxy hóa Nói chung có trình thủy phân tinh bột thành glucose, oxy hóa glucose tạo CO 2, H2O , lên men glucose tạo rượu etylic Làm giảm chất khô giảm ẩm Thoát nhiệt làm nhiệt độ khối hạt tăng Chất lượng hạt giảm điều hòa KQ (CO2) ∗ Các trình bản: − Nấu gạo − Sản xuất rượu cồn − Làm bánh mì, bánh − Sản xuất mạch nha, kẹo − Sản xuất mì sợi, mì ăn liền, bún, miến,… (học môn lương thực, đường, bánh kẹo) 2-Rau quả: ∗ thành phần đường: tinh bột, cellulose, đường tan, pectin ∗ Biến đổi bảo quản: Hô hấp: tinh bột Chín sau thu hoạch đường CO2 + H2O protopectin pectin mềm Tinh bột đường dễ lên men, dễ dập ∗ Các trình bản: − Rau tươi, khô − Rau dầm, mứt − Nước − Confiture − Rượu vang (học môn rau quả) VII-TỔNG HP GLUCID: 1-Tổng hợp glucid quang hợp: − Quang hợp trình xanh số vi sinh vật có chlorophyl hấp thụ quang chuyển thành hóa khử khí CO2 thành loại glucid (CH2O)n Phương trình tổng quát: CO2 + H2O (CH2O)n + O2 + H2O Quá trình quang hợp xảy nhiều trình phức tạp, gồm có hai pha: pha sáng pha tối a-Pha sáng: − Là trình chuyển hóa quang thành hóa dạng hợp chất tích lũy lượng: NADPH2 , ATP − Ở giai đoạn sắc tố chlorophyl a, b, c, d, e, caroten, sẻ hấp thu ánh sáng bước sóng khác nhau, chuyển lên trạng thái kích thích sẵn sàng nhường e b-Pha tối: − Là tìrnh sử dụng lượng tích lũy để tổng hợp: CO + H2O glucid đơn giản glucid phức tạp O − Phương trìnhCHtổOHng quát: H N O 6CO2 + 23H2O + 18ATP 1fructo-6phosphat + 18ADP + 17H3PO4 + 6O2 H H H HOCH fructo-6P gluco 6P polime hóa O H OH OH O N H 2-Tổng hợp polysaccarid: OH OH O P O P OCH + H OH O CH O P O O a-Tổng hợp saccarose: H OH H H H t hóa dạng UDP-glucose Do tác dụng Enzym Saccarose Synthetase, glucose đượOH c hoạ 2 2 UDP-glucose (Urasin Diphosphat-Glucose) OH fructo-6-P OH O H CH2OH N O H O P O N POCH2 O H H + OH OH OH H H H OH O O phosphatase H2O H3PO4 H H OH OH H saccarose-6-P OH Saccarose-6-P HOCH2 H H Saccarose CH2O P Các loại đường khác (D.S) tổng hợp tương tự b-Tổng hợp tinh bột: ∗ Amilose: Tương tự tạo thành ADP-glucose, UDP-glucose trình tạo D.S Năng lượng hợp chất cao cung cấp cho việc kéo dài chuỗi amilose theo liên kết 1,4-glucoside Chuỗi (amilose)n + ADP-glucose chuỗi (amilose)n+1 + ADP Amilose-synthetase phản ứng tiếp tục kéo dài chuỗi amilose ∗ Amilopectin: − Có chuỗi amilose − Tạo mảnh amilose ngắn (6,7)-oligosaccaride − Đưa đến gắn vào vò trí C6 nhóm glucose chuỗi amilose, nhờ tác dụng Enzym Amilo (1,4-1,6) transglicosidase O O O O 1,6-glucoside O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 1,4-glucoside c-Tổng hợp glicogen: − Đây trình diễn gan động vật − Quá trình tương tự trình tổng hợp amilose thay ADP-glucose thực vật, chất có liên kết cao UDP-glucose, Enzym xúc tác glicogen synthetase [...]... 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... 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. .. GLUCID: 1-Tổng hợp glucid bằng quang hợp: − Quang hợp là quá trình cây xanh và một số vi sinh vật có chlorophyl hấp thụ quang năng chuyển thành hóa năng và khử khí CO2 thành các loại glucid (CH2O)n Phương trình tổng quát: CO2 + H2O (CH2O)n + O2 + H2O Quá trình quang hợp xảy ra nhiều quá trình phức tạp, gồm có hai pha: pha sáng và pha tối a-Pha sáng: − Là quá trình chuyển hóa quang năng thành hóa năng dưới... saccarose-6-P OH Saccarose-6-P HOCH2 H H Saccarose CH2O P Các loại đường khác (D.S) cũng được tổng hợp tương tự như trên b-Tổng hợp tinh bột: ∗ Amilose: Tương tự sự tạo thành ADP-glucose, UDP-glucose của quá trình tạo D.S ở trên Năng lượng của các hợp chất cao năng này cung cấp cho việc kéo dài chuỗi amilose theo liên kết 1 ,4- glucoside Chuỗi (amilose)n + ADP-glucose chuỗi (amilose)n+1 + ADP Amilose-synthetase... nhóm glucose trên chuỗi amilose, nhờ tác dụng của Enzym Amilo (1 ,4- 1,6) transglicosidase O O O O 1,6-glucoside O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 1 ,4- glucoside c-Tổng hợp glicogen: − Đây là quá trình diễn ra ở gan động vật − Quá trình này tương tự quá trình tổng hợp amilose nhưng thay vì ADP-glucose ở thực vật, chất có liên kết cao năng là UDP-glucose, và Enzym xúc tác là glicogen synthetase ... 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... rượu 40 0 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... − Là quá trình chuyển hóa quang năng thành hóa năng dưới dạng các hợp chất tích lũy năng lượng: NADPH2 , ATP − Ở giai đoạn này các sắc tố chlorophyl a, b, c, d, e, caroten, sẻ hấp thu ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, chuyển lên trạng thái kích thích sẵn sàng nhường e b-Pha tối: − Là quá tìrnh sử dụng năng lượng đã tích lũy để tổng hợp: CO 2 + H2O glucid đơn giản glucid phức tạp O − Phương trìnhCHtổOHng... 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... 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