›
›

Bài giảng Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm

ppt 133 trang hapham 1760
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_su_chuyen_hoa_cua_glucid_trong_qua_trinh_che_bien.ppt

Nội dung text: Bài giảng Sự chuyển hoá của glucid trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm

  1. CHƯƠNG V SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN & BẢO QUẢN THỰC PHẨM
  2. Lượng glucid trong các nguyên liệu thực vật và động vật rất khác nhau. Trong thực vật, glucid là thành phần chủ yếu, chiếm tới 85-90% trọng lương chất khô. Đường và tinh bột được chứa bên trong các tế bào còn non, còn ở thành tế bào thì có các polysacchrid 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
  3. Cấu trúc cellulose
  4. Cấu trúc Glycogen
  5. Nguồn glucid mà thực phẩm cung cấp cho con người chủ yếu lấy từ thực vật.
  6. Glucid có bản chất hóa học là polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy ketone. Đa số các glucid có công thức tổng quát là (Cm(H2O)n). Ngoài ra còn có một số loại glucid đặc biệt, trong cấu trúc của chúng ngoài C, H, O còn có thêm S, N, P.
  7. Glucid được chia làm ba nhóm chính: - Monosaccharid - Oligosaccharid - Polysaccharid Tên gọi của tất cả các đường đơn và đường đôi đều có đuôi -ose . Các dạng glucid có từ ba đơn vị đường đơn trở lên hầu như rất ít gặp trong tự nhiên ở trạng thái tự do, 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.
  8. I. Vai trò của glucid Glucid có vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Glucid có vai trò như sau: • Tham gia mọi hoạt động sống của tế bào. • Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ dễ huy động, cung cấp chủ yếu các chất trao đổi trung gian và năng lượng cho tế bào. • Tham gia vào cấu trúc của thành tế bào thực vật, vi khuẩn; hình thành bộ khung (vỏ) của nhóm động vật có chân khớp. • Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất quan trọng như: AND, ARN
  9. Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của glucid cũng đa dạng và vô cùng quan trọng: - Là chất liệu cơ bản, cần thiết và không thể thiếu của ngành sản xuất lên men: rượu, bia, bột ngọt, acid amin, vitamin, kháng sinh. - Tham gia tạo cấu trúc, hình thù, trạng thái và chất lượng cho các loại sản phẩm thực phẩm.
  10. * Tạo kết cấu - Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm: tinh bột, thạch, pectin trong miến, mứt quả, kem, giò lụa - Tạo kết cấu đặc thù của một số loại thực phẩm: độ phồng nở của bánh phồng tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho sữa
  11. * Tạo chất lượng - Chất tạo ngọt cho thực phẩm (các đường) - Tham gia tạo màu sắc và hương thơm cho sản phẩm (đường trong phản ứng caramen hoá, melanoidin ) - Tạo ra các tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm: độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo - Có khả năng giữ được các chất thơm trong sản phẩm thực phẩm - Tạo ẩm cũng như làm giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản
  12. II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC LOẠI GLUCID 1. MONOSACCHARIDE Cấu trúc phân tử Monosaccharid tồn tại ở hai dạng: - Aldehyd - Keton, Có bộ khung chứa từ 3 đến 7 carbon. Trong cấu trúc luôn có các 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. Các monosaccharid thường ở dạng tinh thể không màu, tan tốt trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ và phần lớn có vị ngọt Monosaccharid có thể ở dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng. ở mỗi dạng nó sẽ có tính chất khác nhau.
  13. a. Dạng mạch thẳng Trong dạng mạch thẳng các nguyên tử C được nối với nhau bằng liên kết đơn -C-C- . Một trong số các nguyên tử carbon được nối với nguyên tử oxy thông qua liên kết đôi tạo nên nhóm carbonyl, còn các nguyên tử carbon khác được nối với nhóm -OH. Nếu C có gắn nhóm carbonyl nằm ở cuối mạch, ta nhận được monosaccharid thuộc dạng aldose. Nếu C có gắn nhóm carbonyl nằm ở giữa các nguyên tử C khác, ta nhận được monosaccharide thuộc dạng ketose
  14. 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.
  15. 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.
  16. * Tính chất vật lý của đường monosaccharid Monosaccharid là những chất không màu, phần lớn có vị ngọt, hòa tan tốt trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ. - Tính hòa tan của đường Mỗi loại đường có một độ hòa tan khác nhau. Ví dụ ở 200C khả năng hòa tan trong nước của glucose là 107g/100g nước, của fructose là 375g/100g nước, của saccharose là 204g/100g nước. Từ đó ta nhận thấy rằng glucose khó kết tinh hơn so với đường saccharose và đường fructose
  17. * Tính hút ẩm của đường Mỗi loại đường có độ hút ẩm khác nhau. Ví dụ glucose có độ hút ẩm kém hơn fructose. Tùy sản phẩm chế biến mà ta sẽ kết hợp với các loại đường có độ hút ẩm tương thích. Có những sản phẩm cần độ bóng mướt thì ta thêm các chất có tính hút ẩm vào như đường mật ong. Còn đối với những sản phẩm cần ở trạng thái vô định hình thì những chất có tính hút ẩm cao sẽ gây kết tinh cho sản phẩm, lúc này ta cần sử dụng loại đường như glucose để làm giảm khả năng kết tinh tại sản phẩm.
  18. * Tính chất hóa học - Tham gia phản ứng oxy hóa Khi oxy hóa nhẹ các monosaccharid bằng các dung dịch như Cl2, Br2 hay I2 trong môi trường kiềm hoặc dùng dung dịch kiềm của các ion kim loại, thì nhóm aldahyd ở C số 1 của monosaccharid sẽ bị oxy hóa thành nhóm carboxyl.
  19. - Tham gia phản ứng khử Dưới tác dụng của các chất khử nhóm aldehyd của các aldose hoặc nhóm -C=O của các ketose sẽ bị khử để tạo thành các rượu polyol tương ứng. Các D-glucose bị khử thành D-sorbitol; D-mannose bị khử thành D- manitol; còn D-fructose bị khử thành cả hai.
  20. - Tham gia phản ứng tạo ester 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 với các phosphat như: D-glyceraldehyd -3 phosphat, D-glucose – 1phosphat; D-glucose 1,6 - bisphosphat. Một số loại phức ester của phosphat với các monosaccharid:
  21. - Tham gia phản ứng tạo liên kết glycosid Các nhóm -OH của monosaccharid dễ dàng tham gia phản ứng với rượu tạo thành ester tương ứng và được gọi là nhóm - OH glycosid và liên kết tạo thành được gọi là glycosid. Ví dụ: phản ứng tạo metyl glucosid:
  22. - Tham gia phản ứng với acid Khi đun sôi các pentose, hexose với các acid có nồng độ cao như HCl 12% hoặc H2SO4 đậm đặc thì các phân tử H2O sẽ bị mất đi và tạo thành các furfurol từ pentose hoặc oxymethylfurfurol từ hexose.
  23. * Một số các monosaccharid quan trọng - Pentose + Là các monosaccharid chứa 5 carbon. + Pentose hiện diện chủ yếu trong cấu trúc của động 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.
  24. - L-Arabinose L-Arabinose có trong thành phần của các polysaccharid như hemicellulose, các chất nhầy Pentose này không bị lên men bởi nấm men, thường tồn tại trong thực vật dạng L:
  25. - D-Xylose + Ít tồn tại ở trạng thái tự do, chủ yếu nằm ở dạng polysaccharid trong thực vật như: xylan, và trong gỗ, rơm, rạ. + 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).
  26. - D-Ribose + Là loại monosaccharid thường gặp trong thành phần của nhiều chất quan trọng trong cơ thể sống như: acid ribonucleic, vitamin, coenzym nicotinamide adenin dinucleotid (NAD.H2 ). + Dẫn xuất của Ribose là D-Dezoxyribose là thành phần quan trọng của acid dezoxyribonucleic, tham gia trong cấu tạo của AND. 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.
  27. - D-Glucose + Là loại monosaccharid phổ biến ở động vật và ở thực vật. Nó có nhiều ở trong nho chín nên còn được gọi là đường nho.
  28. + Trong dung dịch, D-glucose dễ bị lên men bởi nấm men. + D-Glucose là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiều 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.
  29. - D-Fructose + Là loại monosaccharid phổ biến ở thực vật. Nó có nhiều ở trong quả và mật hoa.
  30. + Khi khử fructose tạo thành sorbitol và manitol. D - Fructose dễ bị lên men bởi nấm men + D-Fructose là thành phần của các disaccharid và các polyfructosid thường gặp trong thực vật.
  31. - D-Galactose + D-Galactose có trong thành phần của lactose và các polysaccharid galactan thực vật. Ngoài ra nó còn nằm trong thành phần cấu tạo của agar-agar. + 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.
  32. - D-Mannose Có trong thành phần của hemicellulose, các chất nhầy. Các mannose dễ bị lên men bởi nấm men.
  33. 2. OLIGOSACCHARID a. Disaccharid 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:
  34. - Kiểu liên kết thứ nhất: hai monosaccharid kết hợp với nhau qua một nhóm -OH glycosid và một nhóm -OH rượu. Trong cấu trúc phân tử của nó vẫn còn một nhóm -OH glycosid, do đó nó vẫn mang tính khử. Ví dụ đường Lactose. - Kiểu liên kết thứ nhất: hai monosaccharid kết hợp với nhau qua hai nhóm -OH glycosid. Trong cấu trúc phân tử không còn nhóm -OH glycosid, do đó nó không mang tính khử. Ví dụ đường Saccharose.
  35. * Một số loại disaccharid - Saccharose Là đường ăn phổ biến trong cuộc sống hàng ngày. Nó có nhiều trong củ cải đường và mía. Được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất đường. Saccharose được kết hợp bởi -D-Glucose và -D-Fructose qua liên kết -OH glycosid, do đó nó không còn nhóm -OH glycosid tự do nên không có tính khử.
  36. 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).
  37. - 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 thực vật bậc cao. Khi thủy phân maltose sẽ tạo thành hai phân tử - D-Glucose
  38. - Lactose Lactose còn được gọi là đường sữa, do lactose có chủ yếu trong sữa người và động vật. Lactose được cấu tạo từ -D-glucose và -D- galactose qua liên kết glycosid giữa nhóm -OH glycosid của -D-galactose và nhóm -OH rượu của -D-Glucose. Do đó lactose vẫn còn có một nhóm -OH glycosid vậy nên vẫn mang tính khử.
  39. Ở nhiệt độ thường lactose hòa tan trong nước ít hơn mười lần so vời saccharose, Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Độ ngọt của lactose chỉ bằng 1/6 saccharose. Lactose khó bị thủy phân bởi acid hơn so với saccharose. Để thủy phân phải đun sôi với acid và không xảy ra hiện tượng nghịch đảo. Lactose còn bị thủy phân bởi enzym - galatosidase nằm trong ruột.
  40. 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.
  41. 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.
  42. - Các polysaccharid được chia làm hai nhóm chính: + Homopolysaccharid : cấu trúc phân tử chỉ có một loại monosaccharid + Heteropolysacharide: cấu trúc phân tử có từ hai loại monosaccharid trở lên. - Nếu phân loại theo nguồn gốc của polysaccharid ta có: + Polysaccharid thực vật + Polysaccharid động vật + Polysaccharid vi sinh vật
  43. * Một số loại polysaccharid a. Tinh bột Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho cuộc sống của con người. Tinh bột do cây xanh quang hợp nên. Tinh bột không tan trong nước Có thể chia tinh bột ra làm ba hệ thống + Hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốc + Hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu + Hệ thống tinh bột của các củ
  44. Tinh bột gồm hai thành phần - Amylose - Amylopectin Tỉ lệ giữa 2 thành phần này là 1:4
  45. 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.
  46. 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 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 thướng phân bố ở bên ngoài hạt tinh bột. Amylopectin tác dụng với Iode tạo thành màu tím đỏ
  47. * Tính chất của tinh bột - Quá trình hydrat hóa - Sự trương nở của tinh bột Ở trạng thái tự nhiên tinh bột liên kết với nhau qua liên kết hydro, tạo thành trạng thái rất bền, do đó khi ở trong nước lạnh rất khó hấp thụ nước. Khi tăng nhiệt độ, ta có trạng thái mới. Sự trương nở của tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ.
  48. - Sự hồ hóa Nhiệt độ để phá vỡ tinh bột chuyển từ trạng thái có mức độ hydrat hóa khác nhau thành dạng keo gọi là nhiệt độ hồ hóa.
  49. Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào các yếu tố: - Kích thước (lớn trước, bé sau) - Thành phần (ưu tiên amylose) - Các ion liên kết với tinh bột (cùng dấu, gần nhau đẩy nhau) - Các muối vô cơ (nồng độ thấp tăng độ hòa tan, nồng độ cao kết tủa) - 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.
  50. Sau khi hồ hóa tinh bột sẽ có độ trong suốt nhất định. Độ trong của hồ phụ thuộc vào các yếu tố: - Các dạng bột nếp, tinh bột của các loại củ, rễ trong hơn. - Khi cho thêm đường sẽ trong hơn - Có chất nhũ hóa sẽ làm giảm độ trong.
  51. Tính nhớt dẻo Tính chất này tác động đến chất lượng thực phẩm. Nó được tạo nên bởi khả năng tạo liên kết hydro của nhóm -OH, khiến cho phân tử có khả năng giữ nước tốt hơn do đó tăng độ nhớt, độ dẻo. Tính chất này tăng trong môi trường kiềm, thể hiện mạnh ở các tinh bột giàu amylopectin
  52. Tính nhớt, dẻo của tinh bột phụ thuộc vào: - Đường kính, kích thước, thể tích, cấu trúc của tinh bột; - Sự tương tác của tinh bột với nước và với nhau; - Vào nồng độ tinh bột; vào pH, nhiệt độ, Ca 2+ , tác nhân oxy hóa
  53. Khả năng tạo gel Tinh bột hồ hóa (chuyển sang trạng thái hòa tan) để nguội, yên gel Trong cấu trúc dạng gel có liên kết hydro Tinh bột giàu amylose tạo gel cứng, độ bền kém
  54. Khả năng tạo màng Tinh bột có khả năng tạo màng 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 Quy trình tạo màng: Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót mỏng lên mặt phẳng kim loại
  55. 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.
  56. 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.
  57. Hemicellulose
  58. 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 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
  59. 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.
  60. 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 4.10 6 tương ứng với 24.000 gốc glucose.
  61. 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.
  62. II. Sự chuyển hoá của glucid trong cơ thể sống - Sự phân giải các hợp chất polysaccharid - Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợ - Sự phân giải glucid – Quá trình hô hấp
  63. 1. Sự phân giải các hợp chất polysaccharid - Sự phân giải cellulose - Sự phân giải tinh bột - Sự phân giải hemicellulose (xylan) - Sự phân giải pectin - Sự phân giải chitin - Sự phân giải agar-agar
  64. 3. Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợp - Pha sáng quang hợp - Pha tối quang hợp – Chu trình Calvin - Benson
  65. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Chu trình Quang hợp
  66. 4. Sự phân giải glucid - Quá trình hô hấp - Quá trình đường phân - Chu trình Krebs - Chuỗi chuyển điện tử hô hấp – Tạo ATP
  67. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp
  68. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp
  69. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp * Quá trình đường phân: - Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas - Con đường Pentose - Phosphate - Con đường Entner - Doudoroff
  70. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas
  71. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp
  72. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đường Pentose - Phosphate Giai đoạn 1
  73. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đường Pentose - Phosphate Giai đoạn 2
  74. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp - Con đường Entner - Doudoroff (2-keto-3deoxy-6-phosphogluconat)
  75. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Chu trình Kreb
  76. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp
  77. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Chuỗi chuyển e- hô hấp
  78. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp
  79. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men SUGAR Lactobacillus Klebsiella, Bacillus +2H + acid pyruvic - CO D or L acid lactic Acid pyruvic Acid acetolactic 2 Acetoin - CO2 ATP +2H + CO 2 H 2 2,3-butanediol Acid oxaloacetic ADP CO2 +2H Shigella Acid formic Acetyl-S- CoA Acid malic + 2H Saccharomyces - 2H O Escherichia 2 Acetobacter +4H; - CoA-SH Ethanol Acid succinic - CoA-SH Acid acetic - CO2 CO2 H2 + Acetyl-S- CoA Acid propionic - CoA-SH Propionibacter Acetoacetyl-S-CoA Clostridium Butanol +4H + 2H - CoA-SH isopropanol Acetone Butyryl-S-CoA Acid butyric - CO2 +4H - CoA-SH
  80. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men Lên men rượu
  81. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men Pyruvate Alcohol Decarboxylase Dehydrogenase − O O + + NADH + H NAD H C CO2 H O C C O H C OH CH3 CH3 CH3 pyruvate acetaldehyde ethanol Lên men rượu
  82. Lên men bia
  83. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men
  84. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID 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
  85. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Lên men sữa chua
  86. II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men Lên men acetic
  87. III. NHỮNG CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM 1. Ảnh hưởng của chế biến nhiệt đến glucid trong thực phẩm Ở nhiệt độ đun sôi, các loại đường đơn giản không có biến đổi đáng kể. Đường đun sôi đến 180oC chuyển sang màu nâu và có mùi đặc biệt gọi là caramen hoá. Đó là hỗn hợp nhiều chất khác nhau do đường bị phân giải.
  88. Phản ứng caramen hoá đường - Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng: C12H22O11 – H2O → C6H10O5 + C6H10O5 Saccharose glucozan levulozan Đến 185-1900C sẽ tạo thành izosaccharozan: Glucozan + levulozan → izosaccharozan C6H10O5 + C6H10O5 → C12H20O10 Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng: 2C12H20O10 – 2H2O → (C12H18O9) hoặc C24H36O18 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.
  89. - 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
  90. Quá trình chế biến nóng làm cho tinh bột dễ tiêu hơn, cellulose không bị phân hủy nhưng nứt ra, trở nên mềm hơn, cho phép các dịch tiêu hoá tiếp xúc với các thành phần sinh dưỡng trong tế bào thực vật.
  91. 2. Thực phẩm thực vật trong bảo quản chín Trong quá trình bảo quản, lượng đường ở vỏ cam, chanh, quýt, bưởi được chuyển dần vào múi (cùi bưởi xanh ngọt hơn cùi bưởi chín). Vì vậy, các loại quả này thu hoạch lúc chín sẽ ít vỏ hơn quả xanh, phẩm chất tốt hơn.
  92. 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% 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 Nhiệt độ thích hợp cho chuối chín là 12-22oC. Nếu nhiệt độ 25oC thì hoạt động của enzym giảm xuống.
  93. • Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu như có 3 loại đường: saccharose, glucose, fructose. • Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản có thể xảy ra theo hai cách do các enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu). • Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về thành phần các đường được tích tụ khi chín. Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài ) khi chín đường saccharose được tổng hợp từ monosaccharid
  94. Ở các loại rau quả khác, phần lớn giai đoạn đầu của quá trình bảo quản, hàm lượng đường tăng lên do sự đường hoá tinh bột dự trữ, như sự thủy phân các polysaccharid, glucozid và các hợp chất khác. Sau đó lượng đường lại giảm đi, chủ yếu là do quá trình hô hấp. Lượng đường trong rau quả giảm đi khi bảo quản biểu hiện rau quả đã kém phẩm chất, không bảo quản được lâu nữa.
  95. 3. Sự hô hấp của hạt ngũ cốc Hạt ngũ cốc khi chín, hàm lượng nước trong hạt giảm mạnh, hạt rơi vào trạng thái ngủ sinh lý. Trong quá trình bảo quản, ngũ cốc ở dạng chưa chế biến vẫn thực hiện sự hô hấp (chủ yếu do enzym oxydase tạo nên). Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi độ ẩm, nhiệt độ môi trường cao. Sự hô hấp của hạt phụ thuộc nhiều vào sự hiện diện và hàm lượng của oxygen:
  96. (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 6nCO2 + 6nH2O + 674 kcal (nhiều oxygen) (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 24 kcal (ít oxygen) 2nC2H5OH + CH3COOH Hiện tượng này làm cho bột trong lương thực giảm dần, độ ẩm và nhiệt độ tăng lên (hiện tượng tự sinh nhiệt) Khi to tăng tới một mức nhiệt độ thích hợp thì enzym oxydase hoạt động làm cho quá trình hô hấp mạnh thêm tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển thuận lợi cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu).
  97. 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.
  98. Vì vậy, để bảo quản tốt củ, quả tươi cần phải tạo điều kiện để: - Làm giảm lượng nước thất thoát do sự thoát hơi nước - Giảm bớt sự hô hấp - Hạn chế hiện tượng nảy mầm Nhằm đảm bảo quá trình phân hủy tinh bột thành đường và sự tổn thất các chất dinh dưỡng trong củ quả ở mức độ tối thiểu nhất, điều kiện bảo quản cần thực hiện: nhiệt độ 13-160C, độ ẩm 70-80%, hạn chế sự hiện diện của ánh sáng (hạn chế hiện tượng nảy mầm)
  99. 4. Sự nảy mầm của hạt khi bảo quản a. Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện - Hạt phải còn khả năng nảy mầm tức là phôi của hạt còn sống và có khả năng nảy mầm. - Hạt phải được đặt trong môi trường có điều kiện thuận lợi: đủ nước, nhiệt độ thích hợp, có nguồn cung cấp oxygen và đôi khi phải có ánh sáng thích hợp. - Phải vượt qua được bất cứ điều kiện tạo sự ngủ hiện diện bên trong hạt. Tránh các điều kiện ngoại cảnh bất lợi dẫn đến sự ngủ.
  100. 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.
  101. - Giai đoạn 2 – Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển 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 chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi: + Tinh bột → Dextrin → maltose + Protein → acid amin + Lipid → glycerin + acid béo Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự 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 đổi sâu sắc về thành phần hóa học: + Lượng tinh bột giảm đáng kể + Hàm lượng đường tăng cao + Enzyme amylase phát triển mạnh
  102. - Giai đoạn 3 – Sự tăng trưởng của cây mầm Sự phân chia tế bào xảy ra ở hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có mang 1 hoặc 2 lá mầm được gọi là tử diệp. Khi cây mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu tăng trong khi trọng lượng mô dự trữ giảm.
  103. 5. Hiện tượng biến vàng của thóc Trong quá trình bảo quản thóc thường gặp hiện tượng lớp nội nhũ của hạt thóc bị biến màu, chuyển từ màu trắng sang màu vàng. Thóc bị biến vàng không được người tiêu dùng lựa chọn vì cơm nấu từ gạo đã biến vàng màu sắc kém, giảm độ dẻo và có thể ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của thóc gạo. Trong thực tế, trong quá trình bảo quản, sự biến vàng có thể xảy ra do: - Phơi sấy chưa tốt - Điều kiện bảo quản không đảm bảo
  104. Thóc bảo quản càng lâu, tỉ lệ hạt bị biến vàng càng lớn. Phân tích thành phần của hạt vàng so với hạt trắng bình thường cho thấy có sự thay đổi: + Thành phần glucid bị thay đổi: hàm lượng saccharose giảm 10 lần, đường khử tăng 2-3 lần + Thành phần tinh bột cũng thay đổi: amilose tăng, amilopectin giảm + Protein thay đổi: đạm protein giảm, đạm phi protein tăng, globulin giảm, anbumin tăng. Như vậy thóc bị biến vàng đã làm giảm giá trị dinh dưỡng đồng thời giá trị thường phẩm cũng giảm sút.
  105. 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.