›
›

Bài giảng Hóa sinh thực phẩm II - Bài 5: Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm - Phạm Hồng Hiếu

pdf 28 trang hapham 140
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa sinh thực phẩm II - Bài 5: Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm - 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_ii_bai_5_su_chuyen_hoa_cua_gluc.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hóa sinh thực phẩm II - Bài 5: Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm - Phạm Hồng Hiếu

  1.  Lượng glucid trong các nguyên liệu thực vật và động vật rất khác nhau.  Trong thực vật, glucid là thành phần chủ yếu, BÀI 5: SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA chiếm tới 85-90% trọng lượng chất khô GLUCID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ  Đường và tinh bột được chứa bên trong các tế BIẾN & BẢO QUẢN THỰC PHẨM bào còn non, còn ở thành tế bào thì có các polysaccharid như cellulose, hemicellulose, protopectin  Trong các thực phẩm động vật, thường lượng glucid lại rất ít (thường không vượt quá 2% so với lượng chất khô)  Thịt và trứng có rấi ít glucid, chỉ cá, sữa là tương đối nhiều hơn ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 1 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 2 Cấu trúc cellulose Cấu trúc Glycogen ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 3 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 4  Glucid được chia làm ba nhóm chính: – Monosaccharid  Glucid có bản chất hóa học là polyhydroxy – Oligosaccharid aldehyde hoặc polyhydroxy ketone. Đa số các – Polysaccharid  Tên gọi của tất cả các đường đơn và đường đôi đều glucid có công thức tổng quát là (Cm(H2O)n) có đuôi -ose  Ngoài ra còn có một số loại glucid đặc biệt,  Các dạng glucid có từ ba đơn vị đường đơn trở lên trong cấu trúc của chúng ngoài C, H, O còn hầu như rất ít gặp trong tự nhiên ở trạng thái tự do, có thêm S, N, P chúng thường ở dạng liên hợp với các chất khác như protein, hoặc lipid  Các polysaccharide thường chứa hàng trăm, hàng nghìn đơn vị đường đơn có thể tạo thành sợi dài hoặc phân nhánh ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 5 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 6 1
  2. I. Vai trò của glucid  Glucid có vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Glucid có vai trò như sau:  Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của – Tham gia mọi hoạt động sống của tế bào. glucid cũng đa dạng và vô cùng quan trọng: – Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ dễ huy động, – Là chất liệu cơ bản, cần thiết và không thể cung cấp chủ yếu các chất trao đổi trung gian và thiếu của ngành sản xuất lên men: rượu, năng lượng cho tế bào. bia, bột ngọt, acid amin, vitamin, kháng sinh – Tham gia vào cấu trúc của thành tế bào thực vật, vi khuẩn; hình thành bộ khung (vỏ) của nhóm động – Tham gia tạo cấu trúc, hình thù, trạng thái vật có chân khớp. và chất lượng cho các loại sản phẩm thực – Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất phẩm quan trọng như: ADN, ARN ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 7 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 8 Tạo kết cấu Tạo chất lượng  Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ  Chất tạo ngọt cho thực phẩm (các đường) cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm: tinh bột,  Tham gia tạo màu sắc và hương thơm cho sản phẩm thạch, pectin trong miến, mứt quả, kem, giò (đường trong phản ứng caramen hoá, melanoidin ) lụa  Tạo ra các tính chất lưu biến cho sản phẩm thực  Tạo kết cấu đặc thù của một số loại thực phẩm: độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo phẩm: độ phồng nở của bánh phồng tôm, tạo  Có khả năng giữ được các chất thơm trong sản phẩm thực phẩm bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho  Tạo ẩm cũng như làm giảm hoạt độ nước làm thuận sữa lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 9 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 10 II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH a. Dạng mạch thẳng CHẤT CỦA CÁC LOẠI GLUCID 1. MONOSACCHARIDE  Trong dạng mạch thẳng các nguyên tử C được nối với  Cấu trúc phân tử Monosaccharid tồn tại ở hai dạng: nhau bằng liên kết đơn -C-C- . Một trong số các – Aldehyd nguyên tử carbon được nối với nguyên tử oxy thông – Keton qua liên kết đôi tạo nên nhóm carbonyl, còn các  Có bộ khung chứa từ 3 đến 7 carbon. Trong cấu trúc luôn có các nguyên tử carbon khác được nối với nhóm -OH. nhóm -OH nối với nguyên tử C tạo ra tâm bất đối xứng, do đó chúng luôn tồn tại ở dạng đồng phân quang học.  Nếu C có gắn nhóm carbonyl nằm ở cuối mạch, ta  Các monosaccharid thường ở dạng tinh thể không màu, tan tốt nhận được monosaccharid thuộc dạng aldose. trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ và phần lớn có vị  Nếu C có gắn nhóm carbonyl nằm ở giữa các nguyên ngọt tử C khác, ta nhận được monosaccharide thuộc dạng  Monosaccharid có thể ở dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng. ở ketose mỗi dạng nó sẽ có tính chất khác nhau ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 11 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 12 2
  3.  Trật tự sắp xếp của các nhóm trong công thức cấu tạo của các monosaccharid tạo nên C bất đối xứng. Do đó chúng tồn tại ở các dạng đồng phân quang học khác nhau  Để phân biệt, ta quy định dạng đồng phân quang học dựa vào vị trí của nhóm -OH thuộc đồng phân có C * gắn với nhóm -OH nằm xa nguyên tử C có gắn nhóm carbonyl nhất. – Nếu nhóm -OH này nằm ở bên phải ta có dạng đồng phân D – Nếu ở bên trái ta có dạng đồng phân L ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 13 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 14 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 15 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 16 b. Dạng mạch vòng  Trong tự nhiên, đặc biệt khi ở dạng dịch lỏng, các đường đơn lại thường ở dạng mạch vòng được tạo bởi nối O của nhóm -OH với nhóm carbonyl trong cùng phân tử đường đơn.  Khi các phân tử đường tạo thành vòng 6 cạnh thì vòng đó được gọi là pyranose, còn khi tạo thành vòng 5 cạnh thì vòng lúc này được gọi là vòng furanose. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 17 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 18 3
  4. Tính chất vật lý của đường monosaccharid  Tính hút ẩm của đường:  Monosaccharid là những chất không màu, phần lớn có – Mỗi loại đường có độ hút ẩm khác nhau. Ví dụ vị ngọt, hòa tan tốt trong nước, không tan trong dung glucose có độ hút ẩm kém hơn fructose. môi hữu cơ. – Tùy sản phẩm chế biến mà ta sẽ kết hợp với các  Tính hòa tan của đường: loại đường có độ hút ẩm tương thích – Mỗi loại đường có một độ hòa tan khác nhau. Ví dụ – Có những sản phẩm cần độ bóng mướt thì ta thêm ở 200C khả năng hòa tan trong nước của glucose là các chất có tính hút ẩm vào như đường mật ong 107g/100g nước, của fructose là 375g/100g nước, – Còn đối với những sản phẩm cần ở trạng thái vô của saccharose là 204g/100g nước. Từ đó ta nhận định hình thì những chất có tính hút ẩm cao sẽ gây thấy rằng glucose khó kết tinh hơn so với đường kết tinh cho sản phẩm, lúc này ta cần sử dụng loại saccharose và đường fructose đường như glucose để làm giảm khả năng kết tinh tại sản phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 19 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 20 Tính chất hóa học  Tham gia phản ứng khử:  Tham gia phản ứng oxy hóa Dưới tác dụng của các chất khử nhóm aldehyd của Khi oxy hóa nhẹ các monosaccharid bằng các dung các aldose hoặc nhóm -C=O của các ketose sẽ bị khử dịch như Cl2, Br2 hay I2 trong môi trường kiềm hoặc để tạo thành các rượu polyol tương ứng. Các D- dùng dung dịch kiềm của các ion kim loại, thì nhóm glucose bị khử thành D-sorbitol; D-mannose bị khử aldahyd ở C số 1 của monosaccharid sẽ bị oxy hóa thành D-manitol; còn D-fructose bị khử thành cả hai. thành nhóm carboxyl ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 21 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 22  Tham gia phản ứng tạo ester:  Tham gia phản ứng tạo liên kết glycosid: Nhóm -OH tại C số 1 và nhóm -OH của C số 6 thường tham gia phản ứng tạo ester. Trong đó quan trọng nhất là phức ester Các nhóm -OH của monosaccharid dễ dàng tham với các phosphat như: D-glyceraldehyd -3 phosphat, D-glucose – gia phản ứng với rượu tạo thành ester tương ứng và 1phosphat; D-glucose 1,6 - bisphosphat. Một số loại phức ester được gọi là nhóm -OH glycosid và liên kết tạo thành của phosphat với các monosaccharid: được gọi là glycosid. Ví dụ: phản ứng tạo metyl glucosid: ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 23 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 24 4
  5.  Tham gia phản ứng với acid: Một số các monosaccharid quan trọng Khi đun sôi các pentose, hexose với các acid có  Pentose nồng độ cao như HCl 12% hoặc H2SO4 đậm đặc thì – Là các monosaccharid chứa 5 carbon. các phân tử H2O sẽ bị mất đi và tạo thành các furfurol – Pentose hiện diện chủ yếu trong cấu trúc của động từ pentose hoặc oxymethylfurfurol từ hexose vật, thực vật; ngoài ra ở trạng thái tự do ta cũng có thể gặp một số loại – Các pentose quan trọng là: L-Arabinose, D-Xylose, D- Ribose và D-Deroxyribose. Ngoài ra các D-Ribulose và L-Xylulose cũng thường có mặt trong cấu trúc của thực vật, vi sinh vật và mô động vật ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 25 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 26  D-Xylose:  L-Arabinose: L-Arabinose có trong thành phần của các – Ít tồn tại ở trạng thái tự do, chủ yếu nằm ở dạng polysaccharid như hemicellulose, các chất nhầy polysaccharid trong thực vật như: xylan, và trong Pentose này không bị lên men bởi nấm men, thường gỗ, rơm, rạ. tồn tại trong thực vật dạng L: – Khi thủy phân các nguyên liệu trên bằng acid ta thu được D-Xylose. Xylose không bị lên men bởi nấm men, không bị người và động vật đồng hóa, thường tồn tại ở dạng mạch thằng (D) và dạng mạch vòng pyranose (6 cạnh). ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 27 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 28  D-Ribose:  D-Glucose: – Là loại monosaccharid thường gặp trong thành phần của – Là loại monosaccharid phổ biến ở động vật nhiều chất quan trọng trong cơ thể sống như: acid ribonucleic, vitamin, coenzym nicotinamide adenin dinucleotid và ở thực vật. Nó có nhiều ở trong nho chín (NAD.H2 ). nên còn được gọi là đường nho – Dẫn xuất của Ribose là D-Dezoxyribose là thành phần quan trọng của acid dezoxyribonucleic, tham gia trong cấu tạo của ADN. Đây là chất có vai trò quan trọng trong một số đặc tính sinh học của cơ thể sống, đặc biệt là tính di truyền ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 29 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 30 5
  6. – Trong dung dịch, D-glucose dễ bị lên men bởi nấm  D-Fructose: men. – Là loại monosaccharid phổ biến ở thực vật. – D-Glucose là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiều Nó có nhiều ở trong quả và mật hoa. loại polysaccharid: tinh bột, glycogen, cellulose, – Trong cơ thể người và động vật, D-Glucose là thành phần cố định trong máu, dễ dàng được cơ thể con người hấp thụ. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 31 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 32  D-Galactose – Khi khử fructose tạo thành sorbitol và manitol. D - – D-Galactose có trong thành phần của lactose và các Fructose dễ bị lên men bởi nấm men polysaccharid galactan thực vật. Ngoài ra nó còn – D-Fructose là thành phần của các disaccharid và các nằm trong thành phần cấu tạo của agar-agar. polyfructosid thường gặp trong thực vật. – Dẫn xuất của D-Galactose là acid galacturonic nằm trong thành phần của pectin. – D-Galactose chỉ bị lên men bởi các loại nấm men đặc biệt. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 33 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 34  D-Mannose: 2. OLIGOSACCHARID – Có trong thành phần của hemicellulose, các chất nhầy. Các mannose dễ bị lên men bởi a. Disaccharid: nấm men  Cấu trúc phân tử Disaccharid có hai gốc monosaccharid kết hợp với nhau bằng liên kết O-glycosid.  Các monosaccharid trong disaccharid có thể kết hợp với nhau theo hai kiểu khác nhau. Tùy thuộc vào sự liên kết mà tính chất cũng khác nhau: ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 35 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 36 6
  7. Một số loại disaccharid – Kiểu liên kết thứ nhất: hai monosaccharid kết hợp với nhau qua một nhóm -OH glycosid và một nhóm -OH rượu. Trong cấu  Saccharose: trúc phân tử của nó vẫn còn một nhóm -OH – Là đường ăn phổ biến trong cuộc sống hàng glycosid, do đó nó vẫn mang tính khử. Ví dụ ngày. Nó có nhiều trong củ cải đường và đường Lactose mía. Được sử dụng nhiều trong công nghiệp – Kiểu liên kết thứ hai: hai monosaccharid kết sản xuất đường. hợp với nhau qua hai nhóm -OH glycosid. – Saccharose được kết hợp bởi -D-Glucose Trong cấu trúc phân tử không còn nhóm - và -D-Fructose qua liên kết -OH glycosid, OH glycosid, do đó nó không mang tính do đó nó không còn nhóm -OH glycosid tự khử. Ví dụ đường Saccharose do nên không có tính khử. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 37 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 38 – Saccharose còn được gọi là sucrose. Là loại đường dễ bị thủy phân dưới tác dụng của enzym saccharase (invertase) – Ngoài tác dụng của enzym, saccharose cũng bị thủy phân dưới tác dụng của acid vô cơ và nhiệt độ. Sản phẩm tạo thành là glucose và fructose, trong trường hợp này người ta gọi các đường tạo thành là đường nghịch chuyển (đường invert) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 39 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 40  Maltose: – Maltose còn được gọi là đường mạch nha, được cấu tạo từ hai phân tử đường -D- Glucose qua liên kết O-glycosid giữa nhóm - OH ở vị trí C1 của phân tử đường thứ nhất và nhóm -OH của C4 của phân tử đường thứ hai. Do đó maltose vẫn còn một nhóm - OH glycosid nên maltose có tính khử. – Maltose chủ yếu được tạo thành khi thủy phân tinh bột. Ngoài ra nó cũng có mặt trong một số tế bào thực vật bậc cao. Khi thủy phân maltose sẽ tạo thành hai phân tử -D- Glucose ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 41 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 42 7
  8.  Lactose: – Ở nhiệt độ thường lactose hòa tan trong – Lactose còn được gọi là đường sữa, do nước ít hơn mười lần so với saccharose, lactose có chủ yếu trong sữa người và động vật. – Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Độ ngọt của lactose chỉ – Lactose được cấu tạo từ -D-glucose và - bằng 1/6 saccharose. D-galactose qua liên kết glycosid giữa nhóm -OH glycosid của -D-galactose và nhóm - – Lactose khó bị thủy phân bởi acid hơn so OH rượu của -D-Glucose. Do đó lactose với saccharose. Để thủy phân phải đun sôi vẫn còn có một nhóm -OH glycosid vậy nên với acid và không xảy ra hiện tượng nghịch vẫn mang tính khử đảo. Lactose còn bị thủy phân bởi enzym - galatosidase nằm trong ruột ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 43 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 44 b. OLIGOSACCHARID:  Oligosaccharid là tên gọi chung cho các carbohydrat có cấu trúc từ hai đến mười phân tử monosaccharid.  Ngoài disaccharid, ta còn gặp dạng trisaccharide như rafinose. Đây là một chất rất phổ biến trong tự nhiên. Có nhiều trong hạt bông và trong củ cải đường. Rafinose có chứa galactose, glucose và fructose.  Các monosaccharid này gắn với nhau qua các -OH glycosid của chúng do đó rafinose không còn tính khử.  Rafinose tinh thể không có vị ngọt, bị thủy phân bởi acid và enzym invertase giải phóng ra fructose. Rafinose kém bền với nhiệt hơn so với saccharose. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 45 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 46 3. POLYSACCHARID  Là một trong các chất phổ biến nhất trong cuộc sống. Đối với cơ thể sống polysaccharid có chức năng tạo năng lượng và làm cấu trúc nền tảng cho thành phần của nhiều tế bào.  Trong thành phần của polysaccharid có rất nhiều các monosaccharid. Các monosaccharid này được nối với nhau bởi các nối glycosid.  Tùy thuộc vào cách nối khác nhau mà ta có các polysaccharid khác nhau hình thành. Ví như nối theo dạng mạch thẳng ta có amylose, cellulose; nối theo dạng nhánh ta có amylopectin, glycogen ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 47 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 48 8
  9. Một số loại polysaccharid  Các polysaccharid được chia làm hai nhóm chính: a. Tinh bột: – Homopolysaccharid : cấu trúc phân tử chỉ có  Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chủ một loại monosaccharid yếu cho cuộc sống của con người. Tinh bột do – Heteropolysacharide: cấu trúc phân tử có từ cây xanh quang hợp nên. Tinh bột không tan hai loại monosaccharid trở lên. trong nước  Nếu phân loại theo nguồn gốc của  Có thể chia tinh bột ra làm ba hệ thống polysaccharid ta có: – Hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốc – Polysaccharid thực vật – Hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu – Polysaccharid động vật – Hệ thống tinh bột của các củ – Polysaccharid vi sinh vật ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 49 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 50  Tinh bột gồm hai thành phần – Amylose – Amylopectin  Tỉ lệ giữa 2 thành phần này là 1:4 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 51 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 52 Amylose  Amylose được cấu tạo nên từ các phân tử D- glucose tại nối (1,4) glycosid  Các amylose có thể được tạo nên từ hàng ngàn phân tử glucose, khối lượng phân tử của nó giao động từ 150.000 đến 600.000. Phần cuối của cấu trúc có chứa một nhóm -OH glycosid do đó nó có tính khử  Amylose tác dụng với Iode tạo thành màu xanh ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 53 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 54 9
  10. Amylopectin  Amylopectin có cấu trúc phân nhánh. Trong cấu trúc phân tử nó chứa cả liên kết (1,4) glycosid và (1,6) glycosid. Cấu trúc phân tử bao gồm một mạch trung tâm thẳng chứa liên kết (1,4) glycosid, từ mạch này phát ra các Tính chất của tinh bột nhánh phụ dài chừng vài chục gốc glucose. Khối lượng phân tử của amylopectin nằm trong khoảng 500.000 đến 1 triệu dalton  Các amylopectin thường phân bố ở bên ngoài hạt tinh bột. Amylopectin tác dụng với Iode tạo thành màu tím đỏ ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 55 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 56 Quá trình hydrat hóa - Sự trương nở của tinh bột QT hydrat hóa tinh bột  Ở trạng thái tự nhiên tinh bột liên kết với nhau qua liên H kết hydro, tạo thành trạng thái rất bền, do đó khi ở trong nước lạnh rất khó hấp thụ nước. Khi tăng nhiệt R – O O – R độ, ta có trạng thái mới.  Sự trương nở của tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ H H H R – O O O – R H H ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 57 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 58 QT hydrat hóa tinh bột QT hydrat hóa tinh bột  4 giai đoạn của qt hydrat hóa: Hạt tinh bột hấp thụ nước – Hệ thống dị thể gồm pha nước và pha bột riêng biệt qua vỏ ngưng tụ nước lỏng – Hệ thống dị thể: pha nước và pha tinh bột + hydrat hóa và trương nở nước – Hệ thống dị thể: pha nước xen tinh bột và pha phá vỡ vỏ hạt đứt lk các phân tinh bột xen nước tử phân tán dung dịch – Hệ thống đồng thể: các phân tử tinh bột phân bố đồng đều trong khối nước ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 59 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 60 10
  11. Sự trương nở hạt tinh bột trong Sự trương nở hạt tinh bột trong nước ở điều kiện thường nước ở điều kiện thường Ngâm hạt tinh bột trong nước Nguyên nhân: (tạo huyền phù tinh bột ở nhiệt độ –Ở điều kiện thường, phần lớn tinh bột thường) V hạt tinh bột  do sự tồn tại ở dạng monohydrat –Bão hoà ẩm: phân tử nước có kích hấp thụ nước (hiện tượng trương thước bé dễ dàng liên kết với các nhóm nở hạt tinh bột) OH kém hoạt động hơn như C2 C3 dạng tinh bột trihydrat  kích thước ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 61 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 62 Sự trương nở hạt tinh bột trong Hiện tượng hồ hoá tinh bột nước ở điều kiện thường bằng nhiệt Độ trương nở tuỳ thuộc vào cấu Khi  t0 đến t0 tới hạn (t0 hồ hóa):hạt tinh trúc các loại tinh bột: bột trương nở mạnh, hình dáng thay đổi –TB bắp 9,1% đột ngột dd keo dính (đàu tiên xảy ra ở –TB khoai tây 12,7% các khe lõm, sau lan rộng lên cả bề mặt, V nhiều hạt tinh bột bị rách và trở –TB khoai mì 28,4% thành cái túi không định hình hoặc ngừng (thường: hạt < củ) V tinh bột hồ hoá ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 63 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 64 Hiện tượng hồ hoá tinh bột Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt bằng nhiệt  Nhiệt độ để phá vỡ tinh bột chuyển từ Sau hồ hoá, tinh bột mất đi các tính trạng thái có mức độ hydrat hóa khác chất cũ: nhau thành dạng keo gọi là nhiệt độ hồ –độ nhớt hóa. –độ kết dính –khả năng hoà tan ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 65 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 66 11
  12. Hiện tượng hồ hoá tinh bột Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt  Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào các yếu tố: bằng nhiệt  Sau khi hồ hóa tinh bột sẽ có độ trong suốt – Kích thước (lớn trước, bé sau) nhất định. Độ trong của hồ phụ thuộc vào các – Thành phần (ưu tiên amylose) yếu tố: – Các ion liên kết với tinh bột (cùng dấu, gần – Các dạng bột nếp, tinh bột của các loại củ, nhau đẩy nhau) rễ trong hơn. – Các muối vô cơ (nồng độ thấp tăng độ hòa – Khi cho thêm đường sẽ trong hơn tan, nồng độ cao kết tủa) – Có chất nhũ hóa sẽ làm giảm độ trong – Môi trường: trong môi trường kiềm thì sự hồ hóa diễn ra dễ dàng hơn – Hàm lượng các không chất điện ly như đường, rượu cũng làm tăng nhiệt độ hồ hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 67 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 68 Hiện tượng hồ hoá tinh bột Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt bằng nhiệt  Nhiệt độ hồ hoá và khả năng hồ hoá phụ thuộc: Nguyên nhân: Khi t0 huyền phù tinh bột , – Loại tinh bột liên kết H bị phá vỡ nước linh động – Cấu trúc mạng lưới micell ( hình dáng, kích thước phân hơn dễ dàng tấn công vào cấu trúc micell tử, tỷ lệ amilose/amilopectin, mức độ phân nhánh, chiều của tinh bột (vùng vô định hình vùng dài nhánh ) có cấu trúc tinh thể) – Kích thước hạt không ổn định khoảng nhiệt độ hồ hóa – Các muối vô cơ nồng độ thấp phá hủy lk H làm  độ hòa tan tinh bột nhưng ở nồng độ cao làm  hydrat hóa và kết tủa tinh bột – Các chất không điện ly như đường, rượu làm tăng t0 hồ hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 69 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 70 Hiện tượng thoái hoá tinh bột Hiện tượng thoái hoá tinh bột Hiện tượng thoái hoá tinh bột: Dung dịch Giải thích: lk giữa nước + OH của hồ tinh bột mới tạo thành có màu trắng tinh bột kém bền hơn lk hydro giữa đục, để yên một thời gian (ở đk vô trùng) các phân tử nước theo thời gian, lk màu trắng đục dần một phần tinh bột  tủa trong suốt tinh bột đã trở lại giữa nước với các phân tử tinh bột bị trạng thái ban đầu, không tan trong nước phá hủy tách nước, các phân tử lạnh tinh bột lk với nhau ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 71 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 72 12
  13. Hiện tượng thoái hoá tinh bột Hiện tượng thoái hoá tinh bột Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ Trong công nghệ thực phẩm, để thúc thoái hoá: đẩy hay kiềm hãm tốc độ thoại hoá –Tỷ lệ amiloza/ amilopectin: amiloza cho người ta thường dùng tác nhân nhiệt phép hình thành nhiều liên kết hydro độ, các yếu tố khác không phù hợp dễ bị thoái hoá với vệ sinh và khẩu vị nên hạn chế sử –Hình dáng phân tử tinh bột dụng –Nhiệt độ: t0 tốc độ thoái hóa –pH, muối vô cơ ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 73 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 74 Tính nhớt dẻo của hồ tinh bột Tính nhớt dẻo  Tính chất này tác động đến chất lượng thực Do khả năng tập hợp lại với nhau và giữ nhiều phẩm. Nó được tạo nên bởi khả năng tạo liên phân tử nước dung dịch tinh bột có độ đặc, kết hydro của nhóm -OH, khiến cho phân tử có độ dính, độ dẻo, độ nhớt cao khả năng giữ nước tốt hơn do đó tăng độ Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt: nhớt, độ dẻo. – Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc của  Tính chất này tăng trong môi trường kiềm, thể phân tử tinh bột hiện mạnh ở các tinh bột giàu amylopectin – Tương tác giữa dung môi với phân tử tinh bột – Tương tác giữa các phân tử tinh bột ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 75 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 76 Khả năng tạo gel Khả năng tạo màng  Tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo  Tinh bột hồ hóa (chuyển sang trạng thái hòa màng, các amylose và amylopectin phải duỗi tan) để nguội, yên sẽ tạo gel thẳng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp thông  Trong cấu trúc dạng gel có liên kết hydro qua nước.  Tinh bột giàu amylose tạo gel cứng, độ bền  Màng có thể thu được từ dung dịch phân tán kém trong nước. Dạng màng này dễ trương ra trong nước  Quy trình tạo màng: Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót mỏng lên mặt phẳng kim loại ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 77 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 78 13
  14. Khả năng tạo màng Quy trình tạo màng Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót  Tinh bột có 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 thông qua nước  Màng có thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước. Dạng màng này dễ trương ra trong nước. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 79 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 80 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 dòng 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 nóng: hồ hoá, 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 đó độ bền kém. Ngoài ra khi chập nhiều phân tử  Nhúng vào nước lạnh: các phân tử liên kết với nhau chặt lại thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật, do đó sợi tinh bột dễ bị đứt. chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hydro giữa các phân tử  Gia nhiệt, sấy khô: tăng lực cố kết và độ cứng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 81 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 82 Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột Mục đích: Các phương pháp: –Cải biến các tính chất của sp –PP vật lý – giá trị cảm quan –PP hóa học –Tạo mặt hàng mới –PP enzyme ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 83 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 84 14
  15. Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột PP biến tính vật lý: –Hồ hóa sơ bộ: tinh bột hồ hóa sau đó –Trộn với chất rắn trơ: Hòa trực tiếp sấy khô,các cấu trúc bị phá hủy có các tính chất sau: tinh bột với nước sẽ vón cục trộn với các chất rắn trơ không phải ion • Trương nhanh trong nước như saccharose ở dạng bột tinh • Biến đổi chậm các tính chất khi bq bột hydrat hóa độc lập và không kết • Bền khi ở t0 thấp lại thành cục • Có độ đặc, KN giữ nước, giữ khí tốt ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 85 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 86 Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột PP biến tính hóa học: –Gia nhiệt khô tinh bột ở t0 cao: thu được – Biến tính bằng axit: khuếch tán tinh bột trong dd các dextrin khác nhau như pirodextrin axit vô cơ 1 – 3% ở t0 = 50 – 550C trong 12 – 0 14h, tinh bột biến tính thu được có tc: (175 – 195 C), dextrin vàng (150 – • Giảm ái lực với iod 0 0 180 C), dextrin trắng (95 – 120 C) có • Độ nhớt đặc trưng thấp tính tan tốt trong nước, KN tạo màng, • P thẩm thấu cao kết dính, dùng làm keo dán, hồ sợi, chất • Trương nở kém khi hồ hóa làm đặc cho thuốc nhuộm • Độ hòa tan cao trong nước ấm có t0<t0 hồ hóa • t0 hồ hóa cao • Chỉ số kiềm cao ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 87 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 88 Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột –Biến tính bằng kiềm: kiềm làm ion – Biến tính bằng oxy hóa: oxy hóa bằng hypoclorit rửa lọc sấy: hóa từng phần tinh bột  hydrat • Độ trắng cao hóa. VD: bánh gio (đồng thể, • Sự hồ hóa diễn ra nhanh ở t0 thấp hơn nhuyễn, mịn, dai, dẻo, màu sắc nâu • Độ nhớt tăng chậm đẹp, tăng giá trị dd) • Dùng trong sản xuất giấy, hồ sợi bông, tơ nhân tạo trong CN dệt, chất làm đặc trong CNTP ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 89 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 90 15
  16. Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột – Xử lý tổ hợp thu nhận tinh bột keo đông: cho 1 –Gắn thêm nhóm phosphat: ester hóa – 1,5% HCl 10% vào dịch huyền phù tinh bột nhóm OH của tinh bột bằng H PO thu 24 – 250Be ở 42 – 450C thêm 0,15 – 0,25% 3 4 được: KMnO4 5% gạn, rửa: • Trong lượng phân tử, độ nhớt của hồ, t0 hồ • Tinh bột dihydro phosphat: 1 nhóm hóa giảm chức của H3PO4 bị este hóa • KN keo đông cao, độ trắng cao • Tinh bột monohydro phosphat: 2 nhóm • Dùng làm chất ổn định trong kem, thay thế agar agar chức của H3PO4 bị este hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 91 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 92 Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột • Tinh bột dihydro phosphat: hồ có • Tinh bột monohydro phosphat: độ trong suốt cao, độ nhớt (tinh bột lk ngang) bền với nhiệt lớn,bền với sự thoái hóa, dùng độ, axit, tác động khuấy trộn nên làm chất độn trong các sp thực thích hợp làm bánh có nhân quả, phẩm, trong CN giấy, CN dệt, tinh thưuc ăn trẻ em chế quặng và các chất tẩy rửa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 93 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 94 Biến tính tinh bột Biến tính tinh bột –Biến tính bằng cách tạo lk ngang: Biến tính bằng enzyme: thủy phân các chất như borat, tinh bột bằng các enzyme amilase oxyclorophospho, trimetaphosphat, các aldedyt (formol), di aldehydyt – - amilase dóng vai trò tạo lk ngang, tạo ra các – - amilase tinh bột dai hơn, giòn hơn và cứng hơn ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 95 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 96 16
  17. b. Cellulose:  Cellulose là polysaccharid cấu tạo nên tế bào thực vật. Đây là hợp chất hữu cơ có nhiều nhất trong tự nhiên. Cellulose có cấu trúc mạch thẳng, dạng sợi, được cấu tạo từ các glucose liên kết với nhau bởi liên kết (1,4) glycosid, trong không gian nó ở mạch thẳng. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 97 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 98 c. Hemicellulose:  Hemicellulose có trong thành phần của tế bào thực vật như bẹ ngô, rơm rạ, trấu, Khi thủy phân hemicellulose ta thu được các hexose như mannose, galactose ; các pentose như: arabinose, xylose  Các hemicellulose không có khả năng hòa tan trong nước mà chỉ hòa tan trong dung dịch kiềm. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 99 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 100 e. Pectin:  Pectin là polysaccharid có nhiều trong quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật pectin tồn tại dưới hai dạng: protopectin (không tan, chủ yếu ở vách tế bào) và polysaccharid araban (tan, chủ yếu ở dịch tế bào). Dưới tác dụng của acid các protopectin chuyển sang dạng hòa tan.  Khi có sự hiện diện của acid và đường, pectin Hemicellulose có khả năng tạo gel, do đó nó được ứng dụng trong công nghệ sản xuất mứt, kẹo. Để tạo gel cần đảm bảo môi trường có đường ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 101 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 102 17
  18. f. Agar – agar:  Agar-agar là polysaccharid có chủ yếu ở một số loại rong biển, không tan trong nước lạnh. Khi đun nóng sẽ bị hòa tan, để nguội bị đông lại thành một khối.  Agar-agar là hỗn hợp của agarose và agaropectin. Agarose chứa các gốc D và L - galactopyranose gắn với nhau bởi liên kết 1, 3 - glycosid. Còn cấu trúc của agaropectin hiện chưa được biết đầy đủ. Agar agar được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm và làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 103 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 104 Polysaccharid động vật a. Glycogen:  Glycogen là polysaccharid dự trữ ở người và động vật có nhiều ở gan. Đây là dạng phân tử có cấu tạo mạch nhánh tương tự như amylopectin tuy nhiên ở mức độ phân nhánh cao hơn.  Glycogen hòa tan trong nước nóng cho màu đỏ tím hoặc đỏ nâu với iode.  Glycogen đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa glucide ở cơ thể động vật và nấm men. Khi thủy phân glycogen bằng acid hoặc enzym ta thu được -D-glucose.  Khối lượng phân tử của glycogen có thể đạt tới 4.106 tương ứng với 24.000 gốc glucose ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 105 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 106 b. Chitin (kitin):  Chitin là polysaccharid mạch thẳng được cấu tạo từ N-acetyl-D-glucosamine nối với nhau bởi liên kết (1,4) glycosid.  Chitin là thành phần chính của cấu trúc bộ khung các loài động vật chân khớp như côn trùng, tôm cua, Về cấu tạo nó có cấu tạo tương tự cellulose và cũng có chức năng tương tự.  Chitin rất khó bị hòa tan. Chỉ khi đun nóng bằng dung dịch kiềm đậm đặc hoặc một số dung dịch muối đậm đặc chitin mới bị phân giải ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 107 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 108 18
  19. II. Sự chuyển hoá của glucid trong cơ thể sống  Sự phân giải các hợp chất polysaccharid  Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợp  Sự phân giải glucid – Quá trình hô hấp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 109 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 110 1. Sự phân giải các hợp chất 2. Sự tổng hợp glucid – Quá polysaccharid trình quang hợp  Pha sáng quang hợp  Sự phân giải cellulose  Pha tối quang hợp – Chu trình Calvin -  Sự phân giải tinh bột Benson  Sự phân giải hemicellulose (xylan)  Sự phân giải pectin  Sự phân giải chitin  Sự phân giải agar-agar ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 111 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 112 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 113 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 114 19
  20. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 115 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 116 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 117 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 118 Chu trình Quang hợp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 119 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 120 20
  21. Quá trình oxy hoá hô hấp 3. Sự phân giải glucid - Quá trình hô hấp  Quá trình đường phân  Chu trình Krebs  Chuỗi chuyển điện tử hô hấp – Tạo ATP ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 121 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 122 Quá trình oxy hoá hô hấp Quá trình oxy hoá hô hấp  Quá trình đường phân: – Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas – Con đường Pentose - Phosphate – Con đường Entner - Doudoroff ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 123 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 124 Quá trình oxy hoá hô hấp Quá trình oxy hoá hô hấp  Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas: ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 125 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 126 21
  22. Quá trình oxy hoá hô hấp Quá trình oxy hoá hô hấp  Con đường Pentose - Phosphate  Con đường Pentose - Phosphate Giai Giai đoạn 1 đoạn 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 127 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 128 Quá trình oxy hoá hô hấp Quá trình oxy hoá hô hấp  Chu trình  Con đường Entner Kreb – Doudoroff (2- keto-3deoxy-6- phosphogluconat) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 129 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 130 Quá trình oxy hoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 131 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 132 22
  23. Quá trình oxy hoá hô hấp Quá trình oxy hoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 133 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 134 Quá trình lên men Quá trình lên men Lên men rượu ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 135 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 136 Quá trình lên men Quá trình lên men Pyruvate Alcohol Lên men bia Decarboxylase Dehydrogenase O O + + NADH + H NAD H C CO2 H O C H C OH C O CH3 CH3 CH3 pyruvate acetaldehyde ethanol Lên men rượu ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 137 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 138 23
  24. Quá trình lên men Quá trình lên men Lactate Dehydrogenase O O O O + + C NADH + H NAD C C O HC OH CH3 CH3 pyruvate lactate Lên men lactic đồng hình ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 139 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 140 Quá trình lên men Quá trình lên men Lên men acetic Lên men sữa chua ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 141 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 142 III. NHỮNG CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG Phản ứng caramen hoá đường CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM  Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng: C12H22O11 – H2O C6H10O5 + C6H10O5 1. Ảnh hưởng của chế biến nhiệt đến glucid Saccharose glucozan levulozan trong thực phẩm  Đến 185-1900C sẽ tạo thành izosaccharozan: C H O + C H O C H O  Ở nhiệt độ đun sôi, các loại đường đơn giản 6 10 5 6 10 5 12 20 10 không có biến đổi đáng kể. Đường đun sôi Glucozan levulozan izosaccharozan  Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan đến 1800C chuyển sang màu nâu và có mùi (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng: đặc biệt gọi là caramen hoá. Đó là hỗn hợp 2C12H20O10 – 2H2O (C12H18O9) hoặc C24H36O18 nhiều chất khác nhau do đường bị phân giải. Izosaccharozan caramelan  Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen: C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O C36H48O24.H2O  Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen. Hầu như tất cả các sản phẩm caramen hoá đều có vị đắng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 143 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 144 24
  25.  Khi đun nóng pentose với acid chúng sẽ loại nước và chuyển thành dẫn xuất aldehyd gọi là fucfurol t0 Pentose + acidnóng → furforol Fucforol + anilin HCl → cho hợp chất màu đỏ → bay mùi thơm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 145 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 146 2. Thực phẩm thực vật trong bảo quản chín  Quá trình chế biến nóng làm cho tinh bột dễ  Trong quá trình bảo quản, lượng đường ở vỏ tiêu hơn, cellulose không bị phân hủy nhưng cam, chanh, quýt, bưởi được chuyển dần vào nứt ra, trở nên mềm hơn, cho phép các dịch múi (cùi bưởi xanh ngọt hơn cùi bưởi chín). Vì tiêu hoá tiếp xúc với các thành phần sinh vậy, các loại quả này thu hoạch lúc chín sẽ ít dưỡng trong tế bào thực vật. vỏ hơn quả xanh, phẩm chất tốt hơn. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 147 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 148  Thí dụ: ở chuối, chuối là loại quả điển hình về hàm lượng đường tăng lên và hàm lượng tinh bột giảm xuống trong quá trình chín. Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì sự chuyển hoá tinh bột thành đường càng giảm đi.  Chuối xanh có hàm lượng tinh bột là 20%, hàm lượng đường là 1%  Nhiệt độ thích hợp cho chuối chín là 12-220C  Nếu nhiệt độ 250C thì hoạt động của enzym giảm xuống To bảo quản Hàm lượng tinh bột % Hàm lượng đường % 12-14oC 6,5 16,4 16-18oC 2,5 18,5 18-20 2,2 20,3 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 149 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 150 25
  26.  Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu  Ở các loại rau quả khác, phần lớn giai đoạn như có 3 loại đường: saccharose, glucose, đầu của quá trình bảo quản, hàm lượng fructose. đường tăng lên do sự đường hoá tinh bột dự  Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và trữ, như sự thủy phân các polysaccharid, bảo quản có thể xảy ra theo hai cách do các glucozid và các hợp chất khác. Sau đó lượng enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu). đường lại giảm đi, chủ yếu là do quá trình hô  Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về hấp. thành phần các đường được tích tụ khi chín.  Lượng đường trong rau quả giảm đi khi bảo Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài ) khi quản biểu hiện rau quả đã kém phẩm chất, chín đường saccharose được tổng hợp từ không bảo quản được lâu nữa. monosaccharid ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 151 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 152 3. Sự hô hấp của hạt ngũ cốc (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 6nCO2 + 6nH2O + 674 kcal (nhiều oxygen)  Hạt ngũ cốc khi chín, hàm lượng nước trong (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH + 24 kcal hạt giảm mạnh, hạt rơi vào trạng thái ngủ sinh → CH3COOH (ít oxygen) lý. Trong quá trình bảo quản, ngũ cốc ở dạng  Hiện tượng này làm cho bột trong lương thực giảm dần, độ ẩm và nhiệt độ tăng lên (hiện tượng tự sinh chưa chế biến vẫn thực hiện sự hô hấp (chủ nhiệt) yếu do enzym oxydase tạo nên).  Khi to tăng tới một mức nhiệt độ thích hợp thì enzym  Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi độ ẩm, oxydase hoạt động làm cho quá trình hô hấp mạnh nhiệt độ môi trường cao. Sự hô hấp của hạt thêm tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển thuận lợi phụ thuộc nhiều vào sự hiện diện và hàm cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các lượng của oxygen: chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 153 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 154  Sau 18 ngày, khoai lang bảo quản ở điều kiện không khí bình thường, trọng lượng giảm do thoát hơi nước là 5,9%, tinh bột từ 52,01% giảm xuống còn 31,13%. Hàm lượng đạm, vitamin đều giảm rõ rệt. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 155 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 156 26
  27.  Vì vậy, để bảo quản tốt củ, quả tươi cần phải 4. Sự nảy mầm của hạt khi bảo quản tạo điều kiện để: – Làm giảm lượng nước thất thoát do sự thoát a. Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện hơi nước  Hạt phải còn khả năng nảy mầm tức là phôi – Giảm bớt sự hô hấp của hạt còn sống và có khả năng nảy mầm – Hạn chế hiện tượng nảy mầm  Hạt phải được đặt trong môi trường có điều kiện thuận lợi: đủ nước, nhiệt độ thích hợp, có  Nhằm đảm bảo quá trình phân hủy tinh bột nguồn cung cấp oxygen và đôi khi phải có ánh thành đường và sự tổn thất các chất dinh sáng thích hợp dưỡng trong củ quả ở mức độ tối thiểu nhất, điều kiện bảo quản cần thực hiện: nhiệt độ 13-  Phải vượt qua được bất cứ điều kiện tạo sự 160C, độ ẩm 70-80%, hạn chế sự hiện diện ngủ hiện diện bên trong hạt. Tránh các điều của ánh sáng (hạn chế hiện tượng nảy mầm) kiện ngoại cảnh bất lợi dẫn đến sự ngủ ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 157 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 158 b. Các giai đoạn của sự nảy mầm  Giai đoạn 1 - Sự hoạt hóa – Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt. Hạt trương phồng lên và vỏ hạt bị nứt ra. – Sự tổng hợp các enzym: hoạt động enzym bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. Hoạt động của các enzym một phần từ sự tái hoạt hóa các enzym dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzym mới khi hạt bắt đầu nảy mầm. – Sự kéo dài tế bào và xuất hiện rễ: những dấu hiệu đầu tiên của sự nảy mầm là sự xuất hiện rễ xảy ra vài giờ hoặc vài ngày sau khi sự nảy mầm bắt đầu. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 159 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 160  Giai đoạn 2 – Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển  Giai đoạn 3 – Sự tăng trưởng của cây mầm – Các chất dự trữ (chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các chất hữu cơ đơn giản và sau đó được – Sự phân chia tế bào xảy ra ở hai đầu của chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi: trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi • Tinh bột → Dextrin → maltose mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên • Protein → acid amin • Lipid → glycerin + acid béo trục phôi có mang 1 hoặc 2 lá mầm được – Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự gọi là tử diệp. hấp thu nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra sự biến – Khi cây mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng đổi sâu sắc về thành phần hóa học: lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu • Lượng tinh bột giảm đáng kể tăng trong khi trọng lượng mô dự trữ giảm • Hàm lượng đường tăng cao • Enzyme amylase phát triển mạnh ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 161 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 162 27
  28. 5. Hiện tượng biến vàng của thóc  Thóc bảo quản càng lâu, tỉ lệ hạt bị biến vàng càng  Trong quá trình bảo quản thóc thường gặp lớn. Phân tích thành phần của hạt vàng so với hạt trắng bình thường cho thấy có sự thay đổi: hiện tượng lớp nội nhũ của hạt thóc bị biến – Thành phần glucid bị thay đổi: hàm lượng màu, chuyển từ màu trắng sang màu vàng. saccharose giảm 10 lần, đường khử tăng 2-3 lần Thóc bị biến vàng không được người tiêu dùng – Thành phần tinh bột cũng thay đổi: amilose tăng, lựa chọn vì cơm nấu từ gạo đã biến vàng màu amilopectin giảm sắc kém, giảm độ dẻo và có thể ảnh hưởng – Protein thay đổi: đạm protein giảm, đạm phi protein đến giá trị dinh dưỡng của thóc gạo. tăng, globulin giảm, anbumin tăng.  Trong thực tế, trong quá trình bảo quản, sự  Như vậy thóc bị biến vàng đã làm giảm giá trị dinh biến vàng có thể xảy ra do: dưỡng đồng thời giá trị thường phẩm cũng giảm sút. – Phơi sấy chưa tốt – Điều kiện bảo quản không đảm bảo ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 163 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 164  Nguyên nhân của hiện tượng biến vàng: – Phản ứng tạo thành melanoidin giữa acid amin và đường khử – Do hoạt động trao đổi chất của nấm trong hạt. Nấm tác động lên sắc tố của vỏ hạt hoặc trực tiếp tổng hợp sắc tố trong điều kiện thuận lợi, sắc tố tạo ra phân tán trong albumin của hạt. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 165 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Thực Phẩm II – Bài 5 166 28