ĐỀ tài POLYSACCHARIDE ĐỘNG vật

Polysaccharide Động vật BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH …*-*… KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM TÊN ĐỀ TÀI POLYSACCHARIDE ĐỘNG VẬT Nhóm: GVGD: Nguyễn Thủy Hà TP HỒ CHÍ MINH, NGÀY 31 THÁNG 10 NĂM 2014Trang 2014 GVGD: Nguyễn Thủy Hà Polysaccharide Động vật THÀNH VIÊN NHĨM (Nhóm sáng T6 tiết 3,4) Nguyễn Thị Lang 2008120154 Văng Tấn Trương 2008120272 Đỗ Thành Đạt 2008120164 Nguyễn Ngọc Sơn 2008120148 Nguyễn Minh Trung 2008120121 GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VỀ SACCHARIDE 1.1 Thành phần cấu tạo 1.2 Vai trò Saccharide 1.3 Phân loại Theo tính khử Theo tính hòa tan Theo cấu tạo POLYSACCHARIDE 2.1 Khái niệm 2.2 Phân loại – Danh pháp Phân loại: Theo thành phần gốc monosaccharide: Theo đặc tính mạch polysaccharide: Theo nguồn gốc polysaccharide: Theo chức năng, chia làm loại: Danh pháp: 2.3 Ứng dụng 10 POLYSACCHARIDE ĐỘNG VẬT 11 3.1 Glycogen 11 3.2 Hyaluronic acid 13 3.3 Chondroitin 14 3.4 Heparin 14 3.5 Chitin 15 3.6 Dextran 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật LỜI MỞ ĐẦU Là chất dinh dưỡng chủ yếu phần ăn người Việt Nam Trong thể saccharide dẫn xuất chúng hoàn thành nhiệm vụ sau: saccharide nguồn lượng cho hoạt động sống, saccharide cần thiết cho oxy hố bình thường chất béo protein… Khi thiếu saccharide oxy hố chất khơng thể tiến hành đến Saccharide nguồn dinh dưỡng dự trữ, đồng thời tham gia vào cấu tạo protein phức tạp, số enzyme hoocmon Saccharide đóng vai trò bảo vệ thể khỏi bị nhiễm trùng, khỏi bị độc tố thâm nhập, tham gia vào trình thụ thai trình phục hồi điều hoà phản ứng enzyme Nhằm cung cấp làm rõ nhiều vấn đề chức saccharide, hơm nhóm chọn đề tài “Polysaccharide động vật” phần saccharide Để giới thiệu cấu trúc, chức loại Polysaccharide khác động vật Trong trình tìm hiểu xây dựng đề tài nhóm làm cố gắng khơng thể tránh khỏi sai sót Vì nhóm chúng em mong nhận góp ý từ để báo cáo nhóm thêm hồn chỉnh Chân thành cám ơn cô GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật TỔNG QUAN VỀ SACCHARIDE Saccharide ( hay gọi Glucide Carbohydrat) nhóm chất hữu phổ biến rộng rãi thể sinh vật Nhìn chung, hàm lượng saccharide thực vật cao động vật chúng chiếm khoảng 80 - 90% so với trọng lượng chất khô, động vật khơng vượt q 2% Ở thực vật, saccharide tập trung nhiều thành tế bào thực vật, mô nâng đỡ, mô dự trữ Tuy nhiên hàm lượng saccharide thực vật thay đổi nhiều tùy loài, tùy giai đoạn sinh trưởng, phát triển thực vật v.v Trong thể người động vật, saccharide tập trung chủ yếu gan Trong máu thể bình thường, hàm lượng saccharide thường số Ở vi sinh vật, saccharide tham gia vào thành phần cấu tạo tế bào peptidoglycan thành tế bào; dạng trữ nguyên sinh chất hạt glycogen; saccharide tìm thấy bao nhày số vi sinh vật tạo sản phẩm như: xanthan, dextran, thạch dừa… Thực vật xanh có khả sử dụng lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp saccharide từ CO2 H2O Động vật người khơng có khả này, thực vật nguồn dinh dưỡng quan trọng người động vật 1.1 Thành phần cấu tạo Saccharide cấu tạo từ ngun tố C, H, O Trong đó, tỷ lệ H:O 2:1 nên saccharide gọi carbohydrate Cơng thức chung saccharide (CH2O)n Ví dụ, ngoại lệ đường deoxyribose có cơng thức C5H10O4, cơng thức acid lactic (CH2O)3 saccharide 1.2 Vai trò Saccharide  Vai trò dinh dưỡng saccharide  Vai trò lượng: GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật Một gam saccharide oxy hố hồn tồn cho 4,1 kcalo Đối với người gia súc nói chung saccharide cung cấp 60-70% nhu cầu lượng cho thể, lồi nhai lại như: trâu, bò, dê, cừu hầu hết nhu cầu lượng từ saccharide Saccharide chất dự trữ lượng (trước protein lipid), sản phẩm trình quang hợp, nguồn lượng trực tiếp dễ dàng khai thác gây biến cố nguy hại cho thể  Vai trò tạo hình: Từ glucose chuyển hố thành acid glucoronic chất khử độc số thểTừ glucose amin hoá thành glucozamin tiếp tục acetyl hoá thành acetyl glucozamin, chất quan trong cấu trúc màng, tạo yếu tố định tính kháng nguyên màng (ví dụ: màng hồng cầu)  Thành phần cấu tạo nên tổ chức thần kinh Ngồi vai trò sinh lượng mức độ định, carbohydrate có vai trò tạo hình Mặc dù thể phân hủy carbohydrate để cung cấp lượng, mức carbohydrate thểvẫn ổn định ăn vào đầy đủ Tất tổ chức tế bào thần kinh có chứa carbohydrate Desoxyribonucleic acid (DNA) sở vật chất di truyền sinh học có chứa đường ribose loại pentose GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật  Bảo vệ gan, giải độc Khi glycogen gan dự trữ tương đối đầy đủ, gan có khả giải độc tương đối mạnh chứng độc huyết vài loại hoá chất độc (như carbon tetra-chloride, cồn, thạch tín) bị nhiễm loại vi sinh vật gây bệnh gây nên Vì đảm bảo việc cung cấp đường, trì gan đủ lượng glycogen với mức độnào bảo vệ gan tránh tổn hại tác động có hại; đồng thời sẽduy trì chức giải độc bình thường gan  Chống tạo thể cetone Lipid oxy hoá thể dựa vào lượng carbohydrate cung cấp Khi carbohydrate cung cấp không đủ, thể bị bệnh (như bệnh tiểu đường) tận dụng nguồn carbohydrate, nguồn lượng phần lớn cần thiết lipid cung cấp, lipid oxy hố khơng hồn tồn sinh thể cetone, chất mang tính acid, tích đọng thể nhiều dẫn đến ngộ độc acid Vì xem carbohydrate có tác dụng chống tạo thể cetone phòng ngừa ngộ độc acid  Vai trò cơng nghệ thực phẩm Vai trò saccharide cộng nghệ thực đa dạng vô quan trọng, điển sau: Làm nguyên liệu cho trình chế biến thực phẩm như: rượu, bia, cồn, nước giải khát, bột ngọt…(các nguyên liệu giàu đường nho, mật rỉ…hay giàu tinh bột 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, mức đơng), tạo độ phồng nở (bánh phồng tôm), tạo bọt (bia)… Tạo thành yếu tố chất lượng cho sản phẩm: tạo vị (đường) cho bánh kẹo, tạo vị chua cho yaourt (lên men lactic), tạo màu sắc, mùi thơm, cố định mùi, giữ ẩm… GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật 1.3 Phân loại Có nhiều cách phân loại saccharide, thong thường phân loại theo cách sau:  Theo tính khử Saccharide khử Saccharide khơng khử  Theo tính hòa tan Saccharide tan Saccharide khơng tan  Theo cấu tạo MonoSaccharide (MS): có chứa gốc đường OligoSaccharide (OS): có chứa từ đến 10 gốc đường PolySaccharide (PS); có chứa 10 gốc đường POLYSACCHARIDE 2.1 Khái niệm Polysaccharide tạo thành từ monosaccharide (> 10) liên kết với liên kết glucoside, nhóm –OH glucoside, khơng tính khử Polysaccharide hợp chất hữu cao phân tử thường gặp thiên nhiên Khi thủy phân polysaccharide tạo nên lượng lớn gốc monosaccharide (đến vài chục ngàn gốc) Polysaccharide có nhiều sản phẩm thực phẩm Trong tự nhiên, có vai trò chất tạo hình (rau, quả), chất dinh dưỡng như: ngũ cốc, khoai tây, họ đậu GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật Polysaccharide tác nhân tạo gel, tạo độ dày tinh bột, pectin, agar, alginate, guaran gum; tác nhân ổn định cho hệ thống nhũ tương, tạo màng mạ lớp để bảo vệ thực phẩm chống lại phản ứng không mong muốn 2.2 Phân loại – Danh pháp  Phân loại:  Theo thành phần gốc monosaccharide: Polysaccharide (homopolyose – đồng thể): cấu tạo từ loại monosaccharide Polysaccharide tạp (heteropolylose – dị thể): cấu tạo từ nhiều loại monosaccharide  Theo đặc tính mạch polysaccharide: Polysaccharide mạch thẳng Polysaccharide mạch nhánh  Theo nguồn gốc polysaccharide: Polysaccharide thực vật Polysaccharide động vật  Theo chức năng, chia làm loại: Polysaccharide có chức tạo hình, tạo khung như: cellulose, hemicellulose pectin ởthực vật; chitin muco động vật Polysaccharide có chức dự trữ: tinh bột dextrin, inulin thực vật; glycogen động vật Polysaccharide có chức giữ nước: agar, pectin, alginate thực vật; mucopolysaccharide động vật  Danh pháp: GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang Polysaccharide Động vật Hệ thống danh pháp polysaccharide khơng có Nhưng thường người ta sử dụng theo nguyên tắc hợp lý: lấy gọi tên monosaccharide làm gốc kết thúc đuôi “-ose” thay đuôi “-an” Ví dụ: Xenlulose, dextran Polysaccharide thuần: gọi tên Polysaccharide tên monosaccharide bỏ đuôi “ose”, them “an” (Glucan, Fructan,…) Polysaccharide tạp: gọi tên Polysaccharide tên tất monosaccharide tham gia cấu tạo, riêng monosaccharide cuối bỏ “ose”, thêm “an” (Galactoglucan,…) 2.3 Ứng dụng Lĩnh vực ứng dụng Polysaccharide thích hợp Làm bền nhũ tương/huyền phù sữa đặc Carragenan, align, pectin, CMC sữa chocolate (Carboxy Methyl Cellulose) Làm bền nhũ tương café sữa, margarine có Carragenan hàm lượng béo thấp Làm chất ổn định kem, chống lại việc kết Carragenan, algin, agar, gum tinh đá, nóng chảy hay tách pha, cải thiện cấu tragacanth, xanthan gum, tinh bột biến trúc tính, CMC, MC (Methyl Cellulose) Làm chất giữ nước, cải thiện cấu trúc, tăng độ Carragenan, agar, karaya gum, gum mềm cho phô mai tragacanth, CMC, algin Tạo đặc, tao gel cho sữa, làm bánh pudding, Pectin, align, carrageenan, tinh bột bánh kem biến tính, CMC, guaran gum Làm chất giữ nước làm bền nhũ cho sản phẩm Agar, karaya gum, guaran gum thịt Làm chất tạo đông cho sản phẩm thịt, cá, rau Carragenan, algin, agar GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 10 Polysaccharide Động vật Chất làm bền tạo đặc, chống vữa cho soup, Algin, agar, gum tragacanth, xanthan sauce, nước trộn salad, mayonnaise sản gum, tinh bột biến tính, CMC, MC phẩm có hàm lượng tinh bột lipid thấp (Methyl Cellulose) Làm bền bọt bia, bọt kem, bánh nướng từ trứng Carragenan, algin, agar, gum tragacanth, xanthan gum Làm chất giữ ẩm cho bánh mì, bánh bơng lan, Agar, carragenan, algin, guaran gum, tạo độ mềm cho bánh xanthan gum Tạo đặc, tao gel cho bột chà trái cây, confiture, Pectin, algin jam, jelly… Tạo gel cho loại kẹo trái nghiền, mức Pectin, align, carragenan, align, gum đông Arabic, tinh bột biến tính Ổn định độ phân tán thịt sản phẩm nước Pectin, align, propylin glycol, alginate, đục MC, guaran gum, xanthan gum Làm bền nhũ cho sản phẩm chứa chất thơm dạng Gum arabic, gum ghatti, xanthan gum bột, dạng nhộng POLYSACCHARIDE ĐỘNG VẬT 3.1 Glycogen Là polysaccharide dự trữ động vật tìm thấy gan cơ, tìm thấy số thực vật ngơ, nấm Có cấu tạo giống amylopectin phân nhánh nhiều hơn, bị thuỷ phân phosphorylase ( có coenzyme pyrydoxal phosphate), để cắt liên kết 1-6 cần enzyme debranching Sản phẩm cuối phân tử glucose-1-P GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 11 Polysaccharide Động vật Liên kết 1-6 Glucosidic Glucose Hình 1: Các hạt Glycogen tế bào gan Hệ thống thần kinh trung ương điều hoà việc tạo thành phân giải glycogen thể Hệ thống nội tiết tố tham gia vào điều hoà chuyển hoá glycogen gan Khi glucose máu cao, insulin tuyến tụy kích thích tổng hợp glycogen gan gây hạ đường huyết Khi glucose máu thấp, adrenalin tuyến thượng thận giúp phân giải glycogen gan GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 12 Polysaccharide Động vật 3.2 Hyaluronic acid Có cơng thức cấu tạo lập lại từ đơn vị sau: Hình 2: Cơng thức cấu tạo Hyaluronic acid Hyaluronic acid có trọng lượng phân tử lớn, lên đến nhiều triệu, hyaluronic acid phổ biến thành phần quan trọng mơ liên kết, tìm thấy dịch khớp xương, thủy tinh thể mắt, tác dụng lớp cement bảo vệ bên tế bào để chống lại xâm nhập vi khuẩn nhưcác chất lạ khác Ở khớp xương làm cho dịch có tính trơn giúp cử động khỏi bị đau Hyaluronic acid bị thủy phân hyaluronidase, enzyme tìm thấy vi khuẩn gây bệnh, tinh trùng Hyaluronidase tạo dễ dàng cho tinh trùng vào noãn buồn trứng, mặt khác yếu tố giúp cho chất khác vi khuẩn gây bệnh vào mô thể GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 13 Polysaccharide Động vật 3.3 Chondroitin Là heteropolysaccharide, thành phần khơng thể thiếu mơ xương sụn Hình 3: Cơng thức cấu tạo 3.4 Heparin Heteropolysaccharide có tác dụng chống lại đông máu ngăn chặn biến đổi prothrombin thành thrombin Hình 4: Cơng thức cấu tạo GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 14 Polysaccharide Động vật  Chỉ định điều trị Heparin - Nghẽn mạch huyết khối tĩnh mạch (điều trị dự phòng điều trị chữa bệnh) - Huyết khối động mạch vành - Đông máu rải rác lòng mạch (DIC) - Phẩu thuật bypass tim phổi - Huyết khối gây nghẽn mạch não 3.5 Chitin Là homopolysaccharide, có võ sò, ốc, tơm, cua, loại trùng nấm mốc Nó có cấu tạo sau: Hình 5: Vỏ trùng – Vỏ tơm GVGD: Nguyễn Thủy Hà Hình 6: Nấm mốc Trang 15 Polysaccharide Động vật  Ứng dụng  Trong y tế Chỉ khâu phẫu thuật Đầu tiên phát với khả chữa lành vết thương, đến nam 1950 khâu chitin sử dụng giảm thời gian chữa bệnh xuống 35 – 50% Đến nam 1970 nhà khoa học thuộc đại học Delawea phát phương pháp để quay sợi chitin tinh khiết Một công ty Nhật Bản mua bảng quyền sang chế, từ Hình 7: Chỉ phẫu thuật sản xuất rộng rãi Nhật Ngồi dùng để bang vết bỏng, vết thương bề mặt, đặc biệt phẫu thuật cấy ghép da Chế tạo gốm y sinh Trong năm gần đây, vật liệu gốm y sinh phát dụng rộng rãi vấn đề cham sóc sức khỏe người Trong đó, gốm y sinh Hap có tiềm ứng dụng rộng rãi tính tương thích hoạt tính sinh học cao Đặc biệt dùng Hap để làm sản phẩm xương dùng phẫu thuật chấn thương chỉnh hình  Trong thực phẩm Hiện Chitosan sử dụng phổ biến sản xuất thực phẩm, sử dụng để hút nước béo (q trình nhũ hóa), q trình đồng hóa, kết hợp với thuốc nhuộm, q trình đơng đặc Ngồi thể dùng để làm lớp màng mỏng công việc bảo quản loại thực phẩm làm giảm q trình nước GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 16 Polysaccharide Động vật Hình 8: Màng bao thực phẩm  Trong công nghiệp Xử lý nước thải công nghiệp hiệu Xử lý nước thải công nghiệp nghành dệt may Xử lý nước thải nghành chế biến thủy hải sản 3.6 Dextran Được tìm thấy vi khuẩn nấm men, cấu tạo mạch αDglucose1-6, nhánh α1-3 có nhánh α-1-2 hay α-1-4 Do có cấu tạo 1-6 nên động vật, dextran không bị phân giãi hay bị phân giãi chậm Hình 9: Cơng thức cấu tạo GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 17 Polysaccharide Động vật Dextran có độ dài hình dạng giống albumin, người ta thường dùng nhiệt để thủy phân khơng hồn tồn dextran nhằm thay protein huyết tương , dung dịch 10% hồn tồn suốt Trong cơng nghệp người ta tổng hợp dextran gọi sephadex để sử dụng tách phần protein Hình 10: Dextran tách phần Protein  Ứng dụng Dextran đươc biết đến từ kỷ mười chín, tìm thấy khối cầu đặc suốt trình sản xuất đường mía đường củ cải Dextran có nhiều ứng dụng công nghệ thực phẩm, y dược, hóa cơng nghiệp chẳng hạn tá dược, chất nhũ hóa, chất mang, chất ổn định Liên kết ngang dextran chẳng hạn sephadex sử dụng rông rãi phân riêng, sắc ký lọc gel tinh nhiều sản phẩm khác protein nghiên cứu công nghiệp Trong công nghệ thực phẩm: Dextran sử dụng nhiều nhiên phạm vi ứng dụng hẹp Dextran sử dụng sản xuất sữa bột, yoghurt, nước xốt cà, mayonnaise, chất làm đặc mức đơng kem Nó sử dụng để ngăn chặn trình kết tinh đường, cải thiện khả hút ẩm, trì hương hình dạng thực phẩm Ngồi dextran dùng để chế thành thức ăn kiêng số bệnh GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 18 Polysaccharide Động vật đái tháo đường, làm chất đồng hóa, chất ổn định, chất tạo màng bảo quản chế biến thực phẩm Trong y học thú y: dextran có phân tử lượng khoảng 80000 dùng làm chất thay huyết tương Dextran gắn với Fe thành phức dextran Fe làm thuốc trị bệnh thiếu máu số triệu chứng có liên quan dến suy dinh dưỡng, rối loạn tiêu hố Dextran dùng chế tạo sinh học, băng dính sinh học dùng phẫu thuật GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 19 Polysaccharide Động vật TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Hóa học thực phẩm,2014 Khoa công nghệ thực phẩm Trường đại học công nghiệp thực phẩm TP.HCM Phạm Thị Trân Châu, Trần Thi Áng 1999 Hoá sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội Đỗ Q Hai 2004 Giáo trình Hóa sinh đại cương, Tài liệu lưu hành nội bộTrường ĐHKH Huế Nguyễn Minh Thủy, 2005 Giáo trình Hóa dinh dưỡng, Trường Đại học Cần Thơ Lê Ngọc Tú (chủbiên), Lê Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thăng Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẫn, Lê Doãn Diên, 2000 Hóa sinh Cơng nghiệp, Nxb KH&KT, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Gilbert H F 1992 Basic concepts in biochemistry, Copyright by the Mcgraw- Hill companies, Inc Lehninger A L 2004 Principles of Biochemistry, 4thEdition W.H Freeman GVGD: Nguyễn Thủy Hà Trang 20 ... nhiều vấn đề chức saccharide, hơm nhóm chọn đề tài Polysaccharide động vật phần saccharide Để giới thiệu cấu trúc, chức loại Polysaccharide khác động vật Trong trình tìm hiểu xây dựng đề tài nhóm... ởthực vật; chitin muco động vật Polysaccharide có chức dự trữ: tinh bột dextrin, inulin thực vật; glycogen động vật Polysaccharide có chức giữ nước: agar, pectin, alginate thực vật; mucopolysaccharide... polysaccharide: Polysaccharide mạch thẳng Polysaccharide mạch nhánh  Theo nguồn gốc polysaccharide: Polysaccharide thực vật Polysaccharide động vật  Theo chức năng, chia làm loại: Polysaccharide