›
›

Bài giảng Hóa sinh thực phẩm - Bài 5: Hydratcacbon - Phạm Hồng Hiếu

pdf 12 trang hapham 130
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hóa sinh thực phẩm - Bài 5: Hydratcacbon - Phạm Hồng Hiếu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_sinh_thuc_pham_bai_5_hydratcacbon_pham_hong_hi.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hóa sinh thực phẩm - Bài 5: Hydratcacbon - Phạm Hồng Hiếu

  1. Bài 5: Hydratcacbon 5.1. Khái niệm về gluxit (hydratcacbon) 5.1. Khái niệm về gluxit (hydratcacbon) 5.2. Monosacarit 5.1.1. Định nghĩa 5.3. Oligosacarit (Polisacarit loại 1) 5.1.2. Vai trị của gluxit 5.4. Polysacarit loại 2 5.1.3. Phân loại gluxit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 1 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 2 5.1.1. Định nghĩa 5.1.2. Vai trị của gluxit  Bản chất hĩa học: polyhydroxy aldehyt hoặc polyhydroxy xeton  TP nguyên tố: C, H, O (N, S, P )  Trong cơ thể sinh vật: – Cung cấp năng lượng chủ yếu (60%  CTCT đặc trưng: Cm(H2O)n hydratcacbon Ngoại lệ: NL) – đường dezoxiriboza – C5H10O4 – Tạo cấu trúc, tạo hình (xenluloza). – acid lactic C3H6O3 – Bảo vệ (mucopolysacarit) hydratcacbon chỉ mang ý nghĩa lịch sử – Tương tác đặc hiệu (polisacarit trên  Hàm lượng gluxit: màng tế bào hồng cầu hay trên thành – Rất cao/mơ thực vật (80% kl khơ) tế bào một số vi sinh vật) – Khơng đáng kể/mơ động vật (2% kl khơ) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 3 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 4 5.1.2. Vai trị của gluxit 5.1.2. Vai trị của gluxit  Trong cơng nghệ thực phẩm – Chất liệu cơ bản của ngành sản xuất lên  Trong cơng nghệ thực phẩm men (rượu, bia, nước giải khát, mì chính, – Tạo chất lượng: acid amin, vitamin, kháng sinh) • Chất tạo ngọt – Tạo kết cấu: • Tạo màu sắc và hình thơm (đường trong • Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ phản ứng Maillard) cứng, độ đàn hồi (miến, giấy bọc kẹo, mứt • Tạo tính chất lưu biến: độ dai, độ trong, quả, kem đá, giị lụa ) độ giịn, độ dẻo • Tạo kết cấu đặc thù: độ phồng nở của • Giữ mùi bánh phồng tơm, tạo bọt cho bia, độ xốp • Tạo ẩm, giảm hoạt độ nước làm thuận cho bánh mì, tạo vị chua cho sữa chua lợi cho quá trình gia cơng cũng như bảo • Tạo bao vi thể để cố định enzyme và cố quản (mứt) định tế bào (sâm banh) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 5 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 6 1
  2. 5.1.3. Phân loại gluxit 5.2. MONOSACARIT Dựa cấu tạo, cĩ 2 nhĩm lớn: 5.2.1. Đặc tính cấu tạo của monosacarit  Gluxit đơn giản: monosacarit 5.2.2. Các dạng cấu tạo của monosacarit  Gluxit phức tạp: polysacarit gồm 2 phân nhĩm nhỏ: 5.2.3. Tính chất của monosacarit – Polysacarit loại 1 (oligosacarit) 5.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng – Polysacarit loại 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 7 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 8 5.2.1.Đặc tính cấu tạo của monosacarit Monosacarit = dẫn xuất aldehit / xeton của các Tên gọi của monosacarit polyol (rượu đa chức)  Loại dẫn xuất: CHO – aldehit aldo- CHOH – xeton xeto- CH2OH  Số lượng C: trioza (3C), tetroza (4C), CH OH 2 Aldehit glixerinic(aldoza) pentoza (5C), hexoza (6C), heptoza (7C) CHOH  Vị trí nhĩm chức: đánh số được bắt đầu từ CH OH 2 CH2OH nguyên tử C ở đầu mạch cĩ nhĩm cacbonyl C O (CO) để cho nguyên tử C này cĩ chỉ số nhỏ Glixerin nhất. CH2OH Dihydroxyaxeton(xetoza) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 9 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 10 Ví dụ CHO CHO Các dạng cấu tạo của CHO CHOH CHOH CHOH monosacarit CHOH CHOH CH2OH CHOH CH2OH Aldehit glixerinic CH2OH  Cấu tạo mạch thẳng: Đồng phân Aldotrioza Aldotetroza Aldopentoza lập thể L/D CH OH CH2OH CH OH 2  Cấu tạo mạch vịng: Đồng phân 2 C=O C=O C = O CHOH CHOH lâp thể / CH2OH CHOH CH2OH Dihydroxyaxeton CH2OH Xetotrioza Xetotetroza Xetopentoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 11 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 12 2
  3. CẤU TẠO DẠNG MẠCH THẲNG Đồng phân lập thể L/D Vì trong cấu tạo monosacarit cĩ nhiều C O H O H bất đối nên cĩ nhiều đồng phân lập thể khác nhau. Người ta chia ra đồng phân C C dạng D, L chỉ về đồng phân cấu hình và thêm dấu (+), (-) chỉ sự quay cực trái, HO C H H C OH phải. CH OH CH OH Sự phân biệt D, L (trên cơng thức hình 2 2 chiếu) dựa vào cấu tạo monosacarit đơn L – Glixeraldehit D – Glixeraldehit giản nhất là Glixeraldehit ( so sánh vị trí OH (L – Xetotrioza) (D – Xetotrioza) ở C* gần với nhĩm CH2OH) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 13 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 14 Đồng phân lập thể L/D O H O H C C H C OH H C OH HO C H H C OH CH2OH CH2OH L – Xetotetroza D – Xetotetroza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 15 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 16 Cấu tạo vịng Cơng thức mạch vịng bán axetal Một số phản ứng xảy ra với aldehyt thơng thường nhưng khơng xảy ra với một số Vịng bán axetal = cacbonyl (C=O) + monosacarit nhĩm –CHO cịn tồn tại dạng OH (thường gần CH2OH) nào khác dạng mạch thẳng nhĩm OH – glucozit ở vị trí C1 Monosacarit dễ dàng tạo hợp chất ester với (aldoza) hoặc C2 (xetoza): metanol, thu được hỗn hợp 2 đồng phân cĩ –Vịng 5 cạnh (furanoza) = C1 với chứa nhĩm OCH monosacarit cĩ chứa 1 3 C4, C2 với C5 nhĩm OH đặc biệt khác với nhĩm OH thơng –Vịng 6 cạnh (piranoza) = C với thường 1 C5, C2 với C6 Số đồng phân lập thể > 2n tính theo C* dự đốn ngồi dạng mạch thẳng, monosacarit cịn cĩ cấu tạo vịng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 17 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 18 3
  4. Cơng thức mạch vịng bán axetal Cơng thức vịng theo Haworth H OH O HO H Vịng monosacarit đặt trên 1 mặt phẳng gồm C C H C các nguyên tử cacbon và cầu nối oxy H C OH H C OH H C OH Các cạnh đậm nét gần mắt người quan sát HO C H O HO C H HO C H O Các nhĩm OH và H: – trái trên H C OH H C OH H C O – phải dưới H C H C OH H C H OH glucozit: CH OH CH OH CH OH – phải dưới 2 2 2 –  trái trên – D – glucoza D – glucoza  – D – glucoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 19 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 20 Cơng thức vịng theo Haworth Cơng thức vịng theo Haworth 1 6 O 6 1 O 1 O HOCH2 CH2OH HOCH2 OH C H CH2OH 5 2 5 2 6 6 H 2C O H HO CH OH H C OH CH OH H HOOH H CH OH 2 2 3 2 5 O 5 O 4 HO C H 4 1 H H HO C H H OH 3 HO 3 H 1 1 HO H 4 OH H H C OH OH H H C OH HO OH HO H -D-fructofuranoza -D-fructofuranoza 5 5 H OH H C OH H OH H C OH 6 6 CH2OH -D-glucopiranoza CH2OH -D- glucopiranoza D – glucoza D – fruccoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 21 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 22 Đồng phân dạng ghế thuyền O O Dạng ghế (2) Dạng thuyền (6) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 23 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 24 4
  5. Tính khử (bị oxy hố) 5.2.3. Tính chất của monosacarit - Oxy hĩa nhẹ(Cl2, Br2, I2/OH ): CHO COOH  Do cĩ nhiều nhĩm –OH trong phân tử, nên Xetoza: khơng xảy ra phản ứng nhìn chung monosacarit dễ tan trong nước CHO COOH khơng tan trong các dung mơi hữu cơ H C OH H C OH  Khi cơ đặc dung dịch monosacarit ta sẽ thu HO C H HO C H Br được dạng tinh thể monosacarit 2 + HBr H C OH H C OH  Do sự cĩ mặt các nhĩm – CHO, C=O, -OH H2O nên monosacarit cũng cĩ các tính chất đặc H C OH H C OH trưng của các nhĩm này, điển hình là tính khử CH2OH CH2OH D - Glucoza Acid gluconic ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 25 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 26 Tính khử (bị oxy hố) Tính khử (bị oxy hố) Oxy hĩa mạnh (HNO3): Trong trường hợp nhĩm CHO (C1) được CHO (C1), CH2OH (C6) 2COOH (diacid) bảo vệ thì nhĩm OH của C6 trong phân tử đường sẽ bị oxy hĩa thành nhĩm carboxyl: CHO COOH H C OH H C OH CH2OH CH2OH COOH H O bảo vệ nhóm OH H O H O HO C H HO C H Br H H H H H H 2 HNO3 OH H OH H OH H OH của glucozit OR OR HO HO HO H C OH H C OH H OH H OH H OH Acid glucuronic  D- Glucose H C OH H C OH CH2OH COOH D - Glucoza Acid sacaric ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 27 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 28 Tham gia phản ứng tạo ester Tính oxy hố (bị khử)  Nhĩm – OH tại C1 và C6 thường tham gia phản ứng tạo ester, nhất là phức ester với các phosphat như : D – glyceraldehyd – 3 phosphat, D – glucose – 1 – phosphat; D  Dưới tác dụng của các chất khử, các nhĩm chức aldehyt – glucose 1,6 - bisphosphat hoặc xeton cĩ thể bị khử, monosacarit chuyển thành các  Một số loại phức ester của phosphat với các monosacarit: poliol (rượu đa chức). Chẳng hạn như D – glucoza và D – fructoza khi bị khử đều chuyển thành rượu đa chức OH socbitol: OH OH CH2O P O CH2O P O CH2O P O CH2OH – (CHOH)4 – CHO + 2H CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH CHOH OH 2 OH H O H O OH OH CH2OH – CO – (CHOH)3 – CH2OH + 2H CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH CHOH H H H H OH O 2 O CH2OP O OH H OH H H OH OH O P O OH H OH HO HO H OH H OH H OH H OH OH OHH OHH D- Glucose- 6 - phosphat D- Glucose - 1 - phosphat D- Fructose -6 - phosphat D- Fructose -1,6 -biphosphat ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 29 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 30 5
  6. Phản ứng với acid Phản ứng với kiềm  Tác động của các bazơ lên monosacarit phụ thuộc nồng  Khi đun sơi các pentoza, hexoza với acid đặc (HCl 12%, độ của các bazơ và nhiệt độ mơi trường H2SO4đđ) thì H2O tách ra và tạo thành các furfurol (từ pentoza) hoặc oxymethylfurfurol (hexoza):  Dưới tác dụng của các dung dịch kiềm yếu như Ba(OH)2, Ca(OH)2, thì sự đồng phân hĩa cĩ thể xảy ra giữa CHO glucoza, mannoza, fructoza: H C OH t 0 H C OH CHO HO CH HO CH + 3 H O 2 HO CH O CH H + 2 H C OH OHC O CH 2 OH H C OH H C OH H C O HO C HO C H D - R ib o s e F u rfu r o l HO C H HO C H HO C H HO C H CHO CHO HO C H H C OH C 0 H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH HO C H t CH + 3 H O h a y + 3 H 2O + O 2 CH OH H C OH H CH OHC O 2 H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH C CH OH CHOH CHOH CHOH 2 CH 2 OH 2 2 2 CH2OH CH2OH D - G lu c o s e 5 - O x y lm e ty lfu r fu r o l 5 - O x ylm e t ylfu r fu r o l D- Glucose Trans-endiol D- Fructose Cis - endiol D- Mannose ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 31 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 32 Phản ứng tạo dẫn xuất ozamin Phản ứng tạo glucozit Các monosacarit cĩ thể phản ứng với các amin tạo thành các ozamin. Phản ứng diễn ra cĩ sự thay thế OH glucozit (MS) + OH (MS/ rượu) hợp chất glucozit ( /) nhĩm OH của monosacarit bằng nhĩm amin: Ví dụ như từ D – glucoza nếu cho tác dụng với metanol với sự cĩ mặt của HCl sẽ thu được hai chất sau: CH OH CH2OH CH2OH CH2OH 2 H O H HO O H O O H H H OCH3 OH H OH H OH HO OH H OH OH H H HO OCH3 HO H H NH H NH2 2 H OH H OH Glucozamin Galactozamin -metyl-D-glucozit -metyl-D-glucozit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 33 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 34 5.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng 5.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng  Pentoza:  Hexoza: O O O O O O O C H C H C H CH2OH C H C H C H C H H C OH HO C H H C OH C O H C OH H C OH H C OH H C H HO C H HO C H HO C H HO C H HO C H HO C H H C OH H C OH H C OH H C OH HO C H H C OH H HO C H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH CH OH CH OH CH OH CH OH 2 2 2 2 CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH L-arabinoza D-xiloza D-riboza D-dezoxyriboza D-glucoza D-manoza D-galactoza D-fructoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 35 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 36 6
  7. 5.3.Oligosacarit (Polisacarit loại 1) 5.3.Oligosacarit  Oligosacarit = nhĩm gluxit cấu tạo từ 2 đến 10  Sacaroza: (đường mía. đường củ cải) MS liên kết bằng liên kết glucozit – Trong mía và củ cải đường (10 – 20%)  Tùy thuộc vào số lượng các MS disacarit, trisacarit, tetrasacarit – Cĩ gtdd đối với người và động vật – Cấu tạo: – D glucoza +  – D  Disacarit = MS1 + MS2  2 kiểu kết hợp giữa 2 MS: fructoza qua lk 1,2 – glucozit – OH glucozit/MS1 + OH rượu/MS2 Tên gọi: – D glucopiranoza (1 2)  – Disacarit cịn tính khử D fructofuranozit – OH glucozit/MS1 + OH glucozit/MS2 khơng cĩ tính khử. Disacarit khơng cịn tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 37 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 38 5.3.Oligosacarit – D glucoza  – D fructoza – D glucopiranoza  – D fructopiranoza  Mantoza: (đường mạch nha) 6 O – Nhiều trong mầm lúa, hệ tiêu hĩa của CH2OH 1 6 O O O H5 H HOCH2 H HOCH2 OH động vật, một số mơ và rễ cây 4 OH H 1 2 5 5 2 – Cấu tạo:2 phân tử – D glucopiranoza HO O H HO H HO OH CH2OH H CH2OH 3 2 HO H OH 3 4 6 4 3 1 liên kết qua liên kết 1,4 – glucozit HO H HO H Tên gọi: – D glucopiranoza (1 4) – D glucoza (1 2)  – D fructozit – D glucopiranozit – D glucopiranoza (1 2)  – D fructopiranozit sacaroza Cĩ tính khử do cịn OH glucozit tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 39 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 40 5.3.Oligosacarit – D glucoza – D glucoza – D glucopiranoza – D glucopiranoza  Lactoza: (đường sữa) 6 6 – Trong sữa người và động vật, phấn CH2OH CH2OH O O H5 H H5 H hoa 4 OH H 1 4 OH H 1 – Cấu tạo:  – D galactopiranoza + – D HO OH O OH 3 2 HO 3 2 H OH H OH glucopiranoza, liên kết 1,4 – glucozit Cĩ tính khử. – D glucoza (1 4) – D glucozit – D glucopiranoza (1 4) – D glucopiranozit mantoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 41 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 42 7
  8. 5.4. Polisacarit loại 2  – D galactoza – D glucoza  – D galactopiranoza – D glucopiranoza  Polysacarit loại 2: > 10 monosacarit liên 6 6 kết với nhau bằng liên kết glucozit CH2OH CH2OH O O HO5 OH H5 H  Polysacarit gồm 2 loại: 4 OH H 1 O 4 OH H 1 – Polysacarit đồng thể: các MS cùng H H OH 3 2 HO 3 2 H OH H OH loại  – D galactoza (1 4) – D glucozit – Polysacarit dị thể: MS khác loại +  – D galactopiranoza (1 4) – D glucopiranozit những hợp phần phi gluxit lactoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 43 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 44 5.4.1. Polysacarit đồng thể Tinh bột  Là polysacarit dự trữ của thực vật (củ, hạt)  Là nguồn dinh dưỡng chủ yếu của người và động vật  Polysacarit đồng thể (homopolysacarit): do  Cấu trúc dạng hạt, khơng tan trong nước lạnh, tạo nhiều MS cùng loại kết hợp keo hồ tinh bột trong nước nĩng  Tên gọi: lấy tên MS đổi “oza” “an”  Phản ứng với iot màu xanh tím đặc trưng  Thành phần tinh bột: VD: tinh bột, glicogen, xenluloza: đều cấu tạo – Amiloza: 10 – 30% từ glucoza liên kết với nhau glucan – Amilopectin: 70 – 90% ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 45 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 46 Amilopectin Amiloza  Cấu tạo từ – D glucoza  Liên kết: – 1,4 – glucozit + – 1,6 – glucozit cấu  Cấu tạo từ các gốc – D glucoza trúc phân nhánh  Liên kết: – 1,4 – glucozit mạch thẳng  Mức độ phân nhánh: 20–25 –D glucoza/nhánh  Cĩ màu tím với iốt  Tan trong nước  Khi đun nĩng sẽ tạo thành hồ tinh bột.  Cĩ màu xanh với iốt (đun nĩng màu xanh mất, để nguội màu xanh phục hồi) Đầu khơng khử Đầu khử Đầu khơng khử Đầu khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 47 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 48 8
  9. CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA TINH BỘT  Hạt tinh bột cĩ dạng hình trịn, bầu dục hoặc đa giác Các tính chất chức năng  Hạt tinh bột khoai tây cĩ kích thước lớn nhất cịn hạt của tinh bột tinh bột gạo cĩ kích thước bé nhất  Trong cùng một loại tinh bột, hình dáng và kích thước của các hạt tinh bột cũng khơng giống nhau Tính chất chức năng là các tính chất hố lý  Kích thước hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ gĩp phần tạo nên những tính chất đặc trưng lý như nhiệt độ hồ hố cũng khác nhau. của thực phẩm chứa tinh bột Yến mạch Đậu Khoai tây Ngơ Lúa mạch đen Lúa mạch Bao gồm: Độ dai, độ đàn hồi, độ dẻo, độ trong, độ nở, độ đặc, độ xốp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 49 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 50 Sự trương nở hạt tinh bột trong Hiện tượng hồ hố tinh bột nước ở điều kiện thường bằng nhiệt  Ngâm hạt tinh bột trong nước (tạo huyền phù tinh bột ở nhiệt độ thường) V hạt tinh bột  do sự hấp thụ nước  Khi  t0 đến t0 tới hạn (t0 hồ hĩa):hạt tinh bột trương nở (hiện tượng trương nở hạt tinh bột) mạnh, hình dáng thay đổi đột ngột dd keo dính (đàu  Nguyên nhân: tiên xảy ra ở các khe lõm, sau lan rộng lên cả bề mặt, V – Ở điều kiện thường, phần lớn tinh bột tồn tại ở dạng nhiều hạt tinh bột bị rách và trở thành cái túi khơng monohydrat định hình hoặc ngừng V tinh bột hồ hố – Bão hồ ẩm: phân tử nước cĩ kích thước bé dễ dàng  Sau hồ hố, tinh bột mất đi các tính chất cũ: liên kết với các nhĩm OH kém hoạt động hơn như C2 – độ nhớt C3 dạng tinh bột trihydrat  kích thước  Độ trương nở tuỳ thuộc vào cấu trúc các loại tinh bột: TB – độ kết dính bắp 9,1%, TB khoai tây 12,7%, TB khoai mì 28,4% – khả năng hồ tan (thường: hạt < củ) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 51 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 52 Hiện tượng hồ hố tinh bột Hiện tượng thối hố tinh bột bằng nhiệt  Nguyên nhân: Khi t0 huyền phù tinh bột , liên kết H bị  Hiện tượng thối hố tinh bột: Dung dịch hồ tinh bột mới phá vỡ nước linh động hơn dễ dàng tấn cơng vào tạo thành cĩ màu trắng đục, để yên một thời gian (ở đk cấu trúc micell của tinh bột (vùng vơ định hình vùng vơ trùng) màu trắng đục dần một phần tinh bột  cĩ cấu trúc tinh thể) tủa trong suốt tinh bột đã trở lại trạng thái ban đầu,  Nhiệt độ hồ hố và khả năng hồ hố phụ thuộc: khơng tan trong nước lạnh – Loại tinh bột  Giải thích: lk giữa nước + OH của tinh bột kém bền hơn lk hydro giữa các phân tử nước theo thời gian, lk giữa – Cấu trúc mạng lưới micell ( hình dáng, kích thước nước với các phân tử tinh bột bị phá hủy tách nước, phân tử, tỷ lệ amilose/amilopectin, mức độ phân các phân tử tinh bột lk với nhau nhánh, chiều dài nhánh ) – Kích thước hạt khơng ổn định khoảng nhiệt độ hồ hĩa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 53 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 54 9
  10. Hiện tượng thối hố tinh bột Tính nhớt dẻo của hồ tinh bột  Cĩ nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thối hố:  Do khả năng tập hợp lại với nhau và giữ nhiều phân tử – Tỷ lệ amiloza/ amilopectin: amiloza cho phép hình thành nhiều liên kết hydro dễ bị thối hố nước dung dịch tinh bột cĩ độ đặc, độ dính, độ dẻo, độ nhớt cao – Hình dáng phân tử tinh bột – Nhiệt độ: t0 tốc độ thối hĩa  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt: – pH, muối vơ cơ – Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc của phân  Trong cơng nghệ thực phẩm, để thúc đẩy hay kiềm hãm tử tinh bột tốc độ thoại hố người ta thường dùng tác nhân nhiệt – Tương tác giữa dung mơi với phân tử tinh bột độ, các yếu tố khác khơng phù hợp với vệ sinh và khẩu vị nên hạn chế sử dụng – Tương tác giữa các phân tử tinh bột ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 55 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 56 Khả năng tạo màng Quy trình tạo màng Tinh bột →Hịa tan → Hồ hĩa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rĩt  Tinh bột cĩ khả năng tạo màng mỏng lên mặt phẳng kim loại tốt. Để tạo màng, các amylose và amylopectin phải duỗi thẳng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp thơng qua nước  Màng cĩ thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước. Dạng màng này dễ trương ra trong nước. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 57 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 58 Khả năng tạo sợi của tinh bột Khả năng tạo sợi của tinh bột  Cho dịch tinh bột qua một bản đục lỗ với đường kích  Các sợi bún được làm từ các loại tinh bột giàu amilose thích hợp: định hướng theo dịng chảy các phân tử như tinh bột đậu xanh, tinh bột dong riềng (40 -50% tinh bột kéo căng ra, sắp xếp song song theo phương amiloza) thường bền và dai hơn so với sợi bún được trọng lực làm từ tinh bột gạo, bắp.  Nhúng vào bể nước nĩng: hồ hố, định hình, các phân  Các tinh bột bắp giàu amilopectin với các mạch nhánh tử tinh bột tương tác với nhau và với nước bằng liên kết thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử hydro yếu, do đĩ độ bền kém. Ngồi ra khi chập nhiều phân tử  Nhúng vào nước lạnh: các phân tử liên kết với nhau chặt lại thành sợi sẽ cĩ nhiều khuyết tật, do đĩ sợi tinh bột dễ chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hydro giữa các phân tử bị đứt.  Gia nhiệt, sấy khơ: tăng lực cố kết và độ cứng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 59 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 60 10
  11. Xenluloza Glicogen  Polysacarit cấu trúc của Polisacarit dự trữ ở người và động vật (gan 10- thực vật (thành tế bào) 15%, cơ 2%, não, cơ tim), trong nấm men và hạt  Cấu tạo: từ hàng nghìn ngơ gốc  – D glucoza Tan/nước nĩng, cĩ màu đỏ tím hoặc đỏ nâu với  Liên kết:  – 1,4 – glucozit iot. cấu trúc rất bền, khĩ bị phân hủy Tạo thành từ các gốc – D glucoza Người và động vật khơng tổng hợp được enzyme xenlulaza để tiêu hĩa xenluloza Liên kết – 1,4 – glucozit + liên kết – 1,6 – glucozit, (phân nhánh như amilopectin)  Cĩ tác dụng điều hịa hệ thống tiêu hĩa, làm giảm hàm lượng mỡ, cholesterol trong máu, tăng cường đào thải Mức độ phân nhánh: 10 – D glucoza/nhánh chất cặn bã ra ngồi. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 61 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 62 5.4.2. Polisacarit dị thể Hemixenluloza Polisacarit dị thể (Heteropolysacarit) là polysacarit phức tạp, trong thành phần cấu tạo Hemixenluloza là thành phần cấu tạo nên tế cĩ một số loại monosacarit, dẫn xuất của bào thực vật, được tạo thành từ các monosacarit và một số chất cĩ bản chất khơng monosacarit khơng cùng loại như galactoza, phải là gluxit (như protein, lipit). fructoza, arabinoza, xiloza. Tiêu biểu là: Hemixeluloza cĩ nhiều trong rơm, rạ, bẹ ngơ, – Hemixenluloza trấu được sử dụng trong sản xuất rượu, giấy – Agar – agar (thạch) – Glucoprotein ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 63 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 64 Pectin Agar – agar (thạch)  Pectin là polysacarit cĩ nhiều trong quả, củ hoặc thân  Agar – agar cĩ nhiều trong rong biển khi thủy phân tạo cây. Trong thực vật pectin tồn tại dưới hai dạng: thành phân tử arabinoza và glucoza. Agar – agar dễ bị protopectin (khơng tan, chủ yếu ở vách tế bào) và trương phồng trong nước, khi làm lạnh, biến đổi thành polysacarit araban (tan, chủ yếu ở dịch tế bào). Dưới tác gel cứng dụng của acid các protopectin chuyển sang dạng hịa  Được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm tan. và làm mơi trường nuơi cấy vi sinh vật.  Khi cĩ sự hiện diện của acid và đường, pectin cĩ khả năng tạo gel, do đĩ nĩ được ứng dụng trong cơng nghệ sản xuất mứt, kẹo. Để tạo gel cần đảm bảo mơi trường cĩ đường ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 65 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 66 11
  12. Glucoprotein  Glucoprotein cĩ thành phần chủ yếu là protein kết hợp với oligosacarit, đại diện là lectin  Lectin cĩ ý nghĩa sinh học đặc biệt quan trọng, giữ vai trị “chìa khĩa” trong quá trình tiếp nhận các “tín hiệu sinh học”, đảm bảo sự tương tác giữa các tế bào, được ứng dụng rộng rãi trong nơng nghiệp, y học ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 67 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hĩa Sinh TP – Bài 5: Hudratcacbon 68 12