ChƯƠng v sỰ ChuyỂn HoÁ cỦa Glucid

CHƯƠNG V

SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN &

BẢO QUẢN THỰC PHẨM

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

Nguồn glucid mà thực phẩm cung cấp cho con người chủ yếu lấy từ thực vật.

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.

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…

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.

* 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…

* 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

DÖÏA VAØO CAÁU TAÏO, GLUCIDE ÑÖÔÏC CHIA LAØM 3 NHOÙM.

GLUCIDEGLUCIDE(Saccharide)(Saccharide)

MONOSACCHARIDEMONOSACCHARIDEC3 – Triose: Glyceraldehyde, dihydroxyaceton….C3 – Triose: Glyceraldehyde, dihydroxyaceton….C4 – Tetrose: erythrose C4 – Tetrose: erythrose C5 – Pentose: Ribose, ribulose,xylulose…C5 – Pentose: Ribose, ribulose,xylulose…C6 – Hexose: Glucose, Fructose, Mannose, Galactose..C6 – Hexose: Glucose, Fructose, Mannose, Galactose..C7 – Heptose: sedoheptulose… C7 – Heptose: sedoheptulose… C9 – Nonose: Neuraminic acidC9 – Nonose: Neuraminic acid

OLIGOSACCHARIDEOLIGOSACCHARIDEMaltoseMaltoseSaccharoseSaccharoseLactose..Lactose..

POLYSACCHARIDEPOLYSACCHARIDETinh boätTinh boätCelluloseCelluloseGlycogen…Glycogen…

MONOSACARIT

Coâng thöùc chung: (CH2O)nÑònh nghóa: laø daãn xuaát cuûa aldehyde hoaëc cetone cuûa moät

polyol coù khung carbon töø 3 ñeán 7.

DihydroxyDihydroxy – – aceton (Cetoseaceton (Cetose))

Aldehyde – glycerinic (Aldose)Aldehyde – glycerinic (Aldose)CHCH22OHOH

CHOHCHOHCHCH22OHOH

CHOCHOCHOHCHOHCHCH22OHOH

CHCH22OHOH

C OC OCHCH22OHOH

• Tuỳ thuộc vào số C trong mạch ta có tên tương ứng:

• 3 C = Triose

• 4 C = Tetrose

• 5 C = Pentose

• 6 C = Hexose• Và tên đầy đủ có thể là:

• Aldohexose có – CHO: 6 C

• Xetopentose có >C=O, 5 C

• Vị trí C trong monose được đánh theo nguyên tắc: đánh số 1 từ phía đầu nguyên tử C nào gân với nhóm cacbonyl hay ceto nhất, để cho C của nhóm này có số thứ tự nhỏ nhất.

CẤU TẠO DẠNG MẠCH THẲNG

Vì trong cấu tạo monose có nhiều C bất đối nên có nhiều đồng phân lập thể khác nhau. Người ta chia ra đồng phân dạng D, L chỉ về đồng phân cấu hình và thêm dấu (+), (-) chỉ sự quay cực trái, phải.

Sự phân biệt D, L (trên công thức hình chiếu) dựa vào cấu tạo monose đơn giản nhất là aldehyt – glycerinic ( so sánh vị trí OH ở C* gần với nhóm CH2OH)

CẤU TẠO VÒNG• Một số phản ứng xảy ra với aldehyt thông thường

nhưng không xảy ra với một số monose. Như vậy có thể nhóm –CHO còn tồn tại dạng nào khác dạng mạch thẳng.

• Monose dễ dàng tạo hợp chất eter mới metanol và ta thu được hỗn hợp 2 đồng phân có chứa nhóm OCH3. như vậy chứng tỏ trong phân tử monose có chứa 1 nhóm OH đặc biệt nào khác với nhóm OH thông thường trong phân tử monose.

• Số đồng phân lập thể lớn hơn 2n tính theo C*. Từ đó người ta dự đoán rằng ngoài dạng mạch thẳng, monose còn có cấu tạo vòng

Voøng furan

Voøng pyran

TÍNH CHẤT MONOSE

• Do có nhiều nhóm –OH trong phân tử, nên nhìn chung monose dễ tan trong nước không tan trong các dung môi hữu cơ.

• Khi cô đặc dung dịch monose ta sẽ thu được dạng tinh thể monose.

• Do sự có mặt các nhóm – CHO, C=O, -OH nên monose cũng có các tính chất đặc trưng của các nhóm này, điển hình là tính khử.

Tác dụng của chất oxy hoá • Khi oxy hoùa nheï caùc monosaccharid

baèng caùc dung dòch nhö Cl2, Br2 hay I2 trong moâi tröôøng kieàm hoaëc duøng dung dòch kieàm cuûa caùc ion kim loaïi, thì nhoùm aldahyd ôû C soá 1 cuûa monosaccharid seõ bò oxy hoùa thaønh

nhoùm carboxyl. CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

COOH

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

Br2

H2O

D- Glucose Acid gluconic

+ HBr

Trong tröôøng hôïp nhoùm aldehyde ñöôïc baûo veà thì nhoùm hydroxyl cuûa carbon soá 6 trong phaân töû ñöôøng seõ bò oxy hoùa thaønh nhoùm carboxyl.

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OR

D- Glucose

baûo veä nhoùm OH

cuûa glucozit

Br2

OH

HOH

OH

OH

HH

H

COOH

OR

Acid glucuronic

Coøn khi oxy hoùa ôû möùc ñoä maïnh hôn (ví duï cho taùc duïng vôùi dung dòch HNO3) thì caû nhoùm aldehyd cuûa carbon soá 1 vaø nhoùm hydroxyl cuûa carbon soá 6 ñeàu bò oxyhoùa thaønh

nhoùm carboxyl

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

COOH

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

COOH

HNO3

D- Glucose Acid glucaric

Tác dụng của chất khử

• Döôùi taùc duïng cuûa caùc chaát khöû nhoùm aldehyd cuûa caùc aldose hoaëc nhoùm – C=O cuûa caùc ketose seõ bò khöû ñeå taïo thaønh caùc röôïu polyol töông öùng.

• Caùc D – glucose bò khöû thaønh D – sorbitol; D – mannose bò khöû thaønh D – manitol; coøn D – fructose bò khöû thaønh caû hai CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

Hg + Na

D- Glucose sorbitol

Tham gia phaûn öùng taïo ester

• Nhoùm – OH taïi C soá 1 vaø nhoùm – OH cuûa C soá 6 thöôøng tham gia phaûn öùng taïo ester. Trong ñoù quan troïng nhaát laø phöùc ester vôùi caùc phosphat nhö : D – glyceraldehyd – 3 phosphat, D – glucose – 1 – phosphat; D – glucose 1,6 - bisphosphat. Moät soá loaïi phöùc ester cuûa phosphat vôùi caùc monosaccharid:

O

CH2O

H

H

OH H

OH

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2

OH

D- Glucose- 6 - phosphat

O P

OH

OH

O

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

O

D- Glucose - 1 - phosphat

P

OH

OH

O

P

OH

OH

O

D- Fructose -6 - phosphat

O

CH2O

H

H

OH H

OH

CH2O

OH

P

OH

OH

O

P

OH

OH

O

D- Fructose -1,6 -biphosphat

THAM GIA PHAÛN ÖÙNG TAÏO LIEÂN KEÁT

GLYCOSID

• Caùc nhoùm – OH cuûa monosaccharid deã daøng tham gia phaûn öùng vôùi röôïu taïo thaønh ester töông öùng vaø ñöôïc goïi laø nhoùm – OH glycosid vaø lieân keát taïo thaønh ñöôïc goïi laø glycosid

OH

HO

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

OCH3CH3OH

HCl

OH

HO

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

OCH3

Metyl glucoside D- Glucose Metyl glucoside

OH

HO

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

D- Glucose

OH

HO

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

OHCH3OH

HCl

THAM GIA PHAÛN ÖÙNG VÔÙI

ACID • Khi ñun soâi caùc pentose, hexose vôùi caùc acid coù noàng ñoä cao nhö HCl 12% hoaëc H2SO4 ñaäm ñaëc thì caùc phaân töû H2O seõ bò maát ñi vaø taïo thaønh caùc furfurol töø pentose hoaëc oxymethylfurfurol töø hexose.

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C

CH

CH

C

CH2OH

OOOHC CH2OH

CHO

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Ribose

D- Glucose 5 - Oxylmetylfurfurol

+ 3 H2O hay + 3 H2O

5 - Oxylmetylfurfurol

OOHC+ 3 H2O

Furfurol

t0

t0

H+

H+

THAM GIA PHAÛN ÖÙNG VÔÙI KIEÀM • Taùc ñoäng cuûa caùc baz leân

monosaccharid phuï thuoäc vaøo noàng ñoä vaø nhieät ñoä cuûa caùc baz

• Döôùi taùc duïng cuûa caùc dung dòch kieàm yeáu nhö Ba(OH)2, Ca(OH)2, thì söï ñoàng phaân hoùa coù theå xaûy ra giöõa glucose, mannose, fructose. Hieän töôïng naøy coù theå xaûy ra trong cô theå

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D- Glucose

CH

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

Trans-endiol D- Fructose Cis - endiol D- Mannose

HO CH2

C OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

HO CH

CHO

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

HO CH

C HHO

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

O

THAM GIA PHAÛN ÖÙNG VÔÙI KIEÀM Trong dung dòch kieàm loaõng caùc

monosaccharid maïch thaúng seõ nhanh choùng bieán thaønh voøng.

Trong moâi tröôøng kieàm loaõng ôû 370C caùc nhoùm – endiol seõ di chuyeån vaøo giöõa maïch.

Trong moâi tröôøng coù noàng ñoä kieàm cao hoaëc nhieät ñoä cao, caùc monosaccharid coù theå bò phaân giaûi, hieän töôïng caramen hình thaønh, caùc maïch carbon deã bò ñöùt.

Trong moâi tröôøng kieàm caùc monosaccharid laø caùc chaát khöû maïnh. Noù coù khaû naêng khöû dung dòch Fehling taïo thaønh Cu2O keát tuûa ñoû:

Ngöôøi ta öùng duïng tính chaát naøy ñeå ñònh löôïng ñöôøng khöû theo phöông phaùp Bectrand.

MOÄT SOÁ CAÙC MONOSACCHARID

QUAN TROÏNG Pentose • Pentose laø caùc monosaccharid chöùa 5

carbon. Pentose hieän dieän chuû yeáu trong caáu truùc cuûa ñoäng vaät, thöïc vaät; ngoaøi ra ôû traïng thaùi töï do ta cuõng coù theå gaëp moät soá loaïi.

• Caùc pentose quan troïng laø: L –Arabinose, D – Xylose, D – Ribose vaø D – Deroxyribose


QUAN TROÏNG 1. L – Arabinose• L – Arabinose coù trong thaønh phaàn

cuûa caùc polysaccharid nhö hemicellulose, caùc chaát nhaày... Pentose naøy khoâng bò leân men bôûi naám men, thöôøng toàn taïi trong thöïc vaät daïng L:

CHO

C OHH

C HHO

C HHO

CH2OH

OHO

HH

OH

OH

OHH

H

H

H

L - Arabinose

L- Arabinose

OHO

HH

OH

OH

HH

H

H

OH

L- Arabinose


QUAN TROÏNG

2. D –Xylose• Ít toàn taïi ôû traïng thaùi töï do, chuû yeáu

naèm ôû daïng polysaccharid trong thöïc vaät nhö: xylan, vaø trong goã, rôm , raï

• Xylose khoâng bò leân men bôûi naám men, khoâng bò ngöôøi vaø ñoäng vaät ñoàng hoùa, thöôøng toàn taïi ôû daïng maïch thaèng (D) vaø daïng maïch voøng pyranose (6 caïnh).

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH2OHD - Xylose

OH

HOH

OH

OH

OHH

H

H

H

D - Xylose

OH

HOH

OH

OH

HH

H

H

OH

D - Xylose


QUAN TROÏNG 3. D –Ribose• D – Ribose laø loaïi monosaccharid

thöôøng gaëp trong thaønh phaàn cuûa nhieàu chaát quan troïng trong cô theå soáng nhö: acid ribonucleic, vitamin, coenzym nicotinamide adenin dinucleotid (NAD.H2).

CHO

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

D - ribose

O

CH2OH

H

H

OH OH

H

H

OH

O

CH2OH

H

H

OH OH

H

OH

H

D - Ribose D - Ribose

MOÄT SOÁ CAÙC MONOSACCHARID QUAN TROÏNG

Hexose :• Hexose laø caùc monosaccharid chöùa 6

carbon. Ñaây laø loaïi monosaccharid phoå bieán nhaát trong töï nhieân, noù laø thaønh phaàn cô baûn cuûa nhieàu polysaccharid.

• Caùc hexose thöôøng toàn taïi ôû daïng voøng pyranose, daïng furanose ít gaëp (tröø tröôøng hôïp cuûa frutose).

• Caùc hexose ñieån hình: D – Glucose, D – Galactose, D – Fructose, D – Mannose,..


• 1. D –Glucose• Ñaây laø loaïi monosaccharid phoå

bieán ôû ñoäng vaät vaø ôû thöïc vaät. Noù coù nhieàu ôû trong nho chín neân coøn ñöôïc goïi laø ñöôøng nho.

• Trong dung dòch, D- Glucose ôû daïng pyranose. Deã bò leân men bôûi naám men.

• D – Glucose laø thaønh phaàn cô baûn caáu taïo neân nhieàu loaïi polysaccharid: tinh boät, glycogen, cellulose,..,..


• 1. D –Glucose

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - glucose

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OH

HHH

CH2OH

OH

D- Glucose D- Glucose


• 2. D –Fructose• Ñaây laø loaïi monosaccharid phoå bieán

ôû thöïc vaät. Noù coù nhieàu ôû trong quaû vaø maät hoa. D – Fructose coù khaû naêng laøm quay maët phaúng aùnh saùng phaân cöïc sang traùi neân coøn ñöôïc goïi laø levulose. Khi khöû fructose taïo thaønh sorbitol vaø manitol.

• D- Fructose thöôøng toàn taïi döôùi daïng furanose. Deã bò leân men bôûi naám men..


• 2. D –Fructose

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Fructose

OCH2OH

H

H

OH H

OH

CH2OH

OH

D- Fructose

OCH2OH

H

H

OH H

OH

OH

CH2OH

D- Fructose

OLIGOSACCHARID • Disaccharid: Disaccharid coù hai goác monosaccharid

keát hôïp vôùi nhau baèng lieân keát O – glycosid

• Caùc monosaccharid trong disaccharid coù theå keát hôïp vôùi nhau theo hai kieåu khaùc nhau. Tuøy thuoäc vaøo söï lieân keát maø tính chaát cuõng khaùc nhau:

• Kieåu lieân keát thöù nhaát: hai monosaccharid keát hôïp vôùi nhau qua moät nhoùm – OH glycosid vaø moät nhoùm – OH röôïu. Nhôø vaäy maø ôû caáu truùc phaân töû cuûa noù vaãn coøn moät nhoùm – OH glycosid, do ñoù noù vaãn mang tính khöû. Ví duï ñöôøng Lactose.

• Kieåu lieân keát thöù nhaát: hai monosaccharid keát hôïp vôùi nhau qua hai nhoùm – OH glycosid. Chính vì vaäy maø ôû caáu truùc phaân töû cuûa noù khoâng coøn nhoùm – OH glycosid, do ñoù noù khoâng mang tính khöû. Ví duï ñöôøng Saccharose.

OLIGOSACCHARID Saccharose

• Saccharose laø ñöôøng aên phoå bieán trong cuoäc soáng haøng ngaøy. Noù coù nhieàu trong cuû caûi ñöôøng vaø mía. Ñöôïc söû duïng nhieàu trong coâng nghieäp saûn xuaát ñöôøng.

• Saccharose ñöôïc keát hôïp bôûi - D- Glucose vaø - D – Fructose qua lieân keát – OH glycosid, do ñoù noù khoâng coøn nhoùm – OH glycosid töï do neân khoâng coù tính khöû.

• Trong phaân töû saccharose, glucose ôû daïng pyranose vaø fructose ôû daïng furanose, hai chaát naøy lieân keát vôùi nhau qua nhoùm OH cuûa C1 cuûa glucose vaø nhoùm – OH cuûa C2 cuûa fructose. Do ñoù saccharose coøn ñöôïc goïi laø: - D- Glucopyranoside ( 1 2) - D – Fructofuranoside

OLIGOSACCHARID

Saccharose

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

Saccharose

OCH2OH

H

OH H

OH

H

CH2OHO

OLIGOSACCHARID Saccharose:

• Saccharose coù ñoä quay cöïc baèng + 66,50. Ñaây laø loaïi ñöôøng deã bò thuûy phaân döôùi taùc duïng cuûa enzym saccharase (coøn ñöôïc goïi laø invertase). Enzym naøy hieän dieän ôû trong naám men. Sau khi saccharose bò thuûy phaân naám men coù theå söû duïng ñöôïc deã daøng.

• Ngoaøi taùc duïng cuûa enzym saccharase, saccharose cuõng bò thuûy phaân döôùi taùc duïng cuûa acid voâ cô vaø nhieät ñoä. Saûn phaåm taïo thaønh laø glucose vaø fructose, trong tröôøng hôïp naøy ngöôøi ta goïi caùc ñöôøng taïo thaønh laø ñöôøng nghòch chuyeån (ñöôøng invert).

OLIGOSACCHARID

• Maltose:

• Maltose coøn ñöôïc goïi laø ñöôøng maïch nha, ñöôïc caáu taïo töø hai phaân töû ñöôøng - D- Glucose qua lieân keát O – glycosid giöõa nhoùm – OH ôû vò trí C1 cuûa phaân töû ñöôøng thöù nhaát vaø nhoùm – OH cuûa C4 cuûa phaân töû ñöôøng thöù hai. Do ñoù maltose vaãn coøn moät nhoùm – OH glycosid neân maltose coù tính khöû

•

OLIGOSACCHARID

Lactose• Lactose coøn ñöôïc goïi laø ñöôøng söõa,

do lactose coù chuû yeáu trong söõa ngöôøi vaø ñoäng vaät. Lactose ñöôïc caáu taïo töø - D- glucose vaø - D – galactose qua lieân keát glycosid giöõa nhoùm – OH glycosid cuûa - D – galactose vaø nhoùm – OH röôïu cuûa - D- Glucose. Do ñoù lactose vaãn coøn coù moät nhoùm – OH glycosid vaäy neân vaãn mang tính khöû.

Ñoä ngoït cuûa Ñoä ngoït cuûa ñöôøngñöôøng

STT

ÑÖÔØNG

ÑOÄ NGOÏT (TÍNH THEO

SACCHAROSE)1 Sacchar

ose 100

2 Fructose 1733 Glucose 744 Maltose 325 Rafinose 236 Lactose 167 Ñöôøng

nghòch ñaûo

130

POLYSACCHARID

• Caùc polysaccharid ñöôïc chia laøm hai nhoùm chính:

• Homopolysaccharid : caáu truùc phaân töû chæ coù moät loaïi monosaccharid

• Heteropolysacharide: caáu truùc phaân töû coù töø hai loaïi monosaccharid trôû leân.

• Neáu phaân loaïi theo nguoàn goác cuûa polysaccharid ta coù:

• Polysaccharid thöïc vaät• Polysaccharid ñoäng vaät• Polysaccharid vi sinh vaät

TINH BOÄT • Tinh boät laø nguoàn cung caáp naêng

löôïng chuû yeáu cho cuoäc soáng cuûa con ngöôøi. Tinh boät khoâng tan trong nöôùc

• Ta coù theå chia tinh boät ra laøm ba heä thoáng

Heä thoáng tinh boät cuûa caùc haït nguõ coác

Heä thoáng tinh boät cuûa caùc haït hoï ñaäu

Heä thoáng tinh boät cuûa caùc cuû Tinh boät goàm hai thaønh phaàn amylose :

amylopectin theo tyû leä 1:4

• Tinh boät:

• Laø polysac döï tröõ coù nhieàu trong thöïc vaät (nguõ coác), thöôøng toàn taïi ôû daïng haït coù kích thöôùc thay ñoåi töø 0,02 – 0,12 mm vaø coù hình daïng khaùc nhau. Haït tinh boät khoai taây lôùn hôn haït tinh boät gaïo.

• + Caáu taïo:

• Ñôn vò caáu taïo caên baûn cuûa tinh boät laø -glucose lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát glucozit. Trong tinh boät coù hai caáu töû laø amilose (20%) vaø amilose-peptin (80%).

•

amilose

• Caáu taïo maïch thaúng goàm töø 200 – 1000 goác glucose lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát 1-4 glucozit. Cuoän xoaén maïch, moãi voøng xoaén laø 6 ñôn vò glucose.

• Amilose cho maøu xanh vôùi iod, deã tan trong nöôùc aám taoï dung dòch coù ñoä nhôùt khoâng cao.

TINH BOÄT

AMILOPECTIN

• Amylopectin coù caáu truùc phaân nhaùnh. Trong caáu truùc phaân töû noù chöùa caû lieân keát (1,4) glycosid vaø (1,6) glycosid. Caáu truùc phaân töû bao goàm moät maïch trung taâm thaúng chöùa lieân keát (1,4) glycosid, töø maïch naøy phaùt ra caùc nhaùnh phuï daøi chöøng vaøi chuïc goác glucose. Khoái löôïng phaân töû cuûa amylopectin naèm trong khoaûng 500.000 ñeán 1 trieäu dalton. Caùc amylopectin thöôùng phaân boá ôû beân ngoaøi haït tinh boät. Amylopectin taùc duïng vôùi Iode taïo thaønh maøu tím ñoû

CAÁU TRUÙC TINH THEÅ CUÛA TINH BOÄT

• Haït tinh boät coù daïng hình troøn, baàu duïc hoaëc ña giaùc. Haït tinh boät khoai taây coù kích thöôùc lôùn nhaát coøn haït tinh boät gaïo coù kích thöôùc beù nhaát. Trong cuøng moät loaïi tinh boät, hình daùng vaø kích thöôùc cuûa caùc haït tinh boät cuõng khoâng gioáng nhau.

• Kích thöôùc haït khaùc nhau daãn ñeán nhöõng tính chaát cô lyù nhö nhieät ñoä hoà hoaù cuõng khaùc nhau.

Yeán maïch

Ñaäu Khoai taây

Ngoâ Luùa maïch ñen

Luùa maïch

CAÁU TRUÙC TINH THEÅ CUÛA TINH BOÄT

CAÙC TÍNH CHAÁT CHÖÙC NAÊNG CUÛA

TINH BOÄT

• Tính chaát chöùc naêng laø caùc tính chaát hoaù lyù goùp phaàn taïo neân nhöõng tính chaát ñaëc tröng cuûa thöïc phaåm chöùa tinh boät. Ñoä dai, ñoä ñaøn hoài, ñoä deûo, ñoä trong, ñoä nôû, ñoä ñaëc, ñoä xoáp laø nhöõng tính chaát cuûa tinh boät thöôøng coù trong thöïc phaåm.

Nhöõng tính chaát vaät lyù cuûa huyeàn

phuø tinh boät

• Trong quaù trình cheá bieán tinh boät thaønh caùc saûn phaåm thöïc phaåm haëoc saûn phaåm coâng nghieäp khaùc, ngöôøi ta thöôøng söû duïng daïng nguyeân lieäu khôûi ñaàu laø huyeàn phuø tinh boät trong nöôùc.

Söï tröông nôû haït tinh boät trong

nöôùc ôû ñieàu kieän thöôøng • Khi ngaâm haït tinh boät trong nöôùc hay noùi

caùch khaùc laø taïo huyeàn phuø tinh boät ôû nhieät ñoä thöôøng, ta thaáy theå tích haït tinh boät taêng leân.

• Söï gia taêng naøy gaây neân bôõi söï haáp thuï nöôùc vaøo trong haït tinh boät, laøm haït tinh boät tröông phoàng leân. Goïi laø hieän töôïng tröông nôû haït tinh boät.

• Hieän töông naøy ñöôïc giaûi thích nhö sau: ôû ñieàu kieän thöôøng phaàn lôùn tinh boät toàn taïi ôû daïng monohydrate. Khi ñieàu kieän baõo hoaø aåm do caùc phaân töû nöôùc coù kích thöôùc beù chuùng deã daøng lieân keát vôùi caùc nhoùmn OH keùm hoaït ñoäng hôn nhö C ôû vò trí soá 2,3 taïo neân daïng tinh boät trihydrate. Luùc naøy söï hieän dieän caùc phaân töû nöôùc neân kích thöôùc haït tinh boät taêng leân.

Söï tröông nôû haït tinh boät trong

nöôùc ôû ñieàu kieän thöôøng • Tuyø thuoäc vaøo caáu truùc caùc loaïi

tinh boät khaùc nhau maø khaû naêng tröông nôû, trong ñieàu kieän baõo hoaø seõ maïnh hay yeáu, thoâng thöôøng tinh boät caùc loaïi haït tröông nôû keùm hôn so vôùi tninh boät cuû.

• Thí duï: ñoä taêng kích thöôùc trugn bình cuûa moät soá loaïi tinh boät khi ngaâm trong nöôùc nhö sau: TB baép 9,1%, TB khoai taây 12,7%, TB khoai mì 28,4%.

Hieän töôïng hoà hoaù tinh boät

baèng nhieät • Khi huyeàn phuø tinh boät leân ñeán moät nhieät ñoä

tôùi haïn naøo ñoù, caùc haït tinh boät tröông nôû moät caùch maïnh meõ vaø nhanh choùng, hình daùng haït tinh boät seõ thay ñoåi ñoät ngoät taïo thaønh dung dòch keo dính. Hieän töôïng tröông nôû xaûy ra ôû caùc khe loõm cuûa haït tinh boät tröôùc, sau ñoù lan roäng leân caû beà maët, laøm cho theå tích taêng leân nhieàu laàn cho ñeán khi haït tinh boät bò raùch vaø trôû thaønh caùi tuùi khoâng ñònh hình, hoaëc ngöøng taêng theå tích. Luùc ñoù tinh boät baét ñaàu hoaø hoaù, nhieät ñoä töông öùng ñeå tinh boät hoaù hoaù goïi laø nhieät ñoä hoaø hoaù.

• Sau khi ñaõ bò hoà hoaù tinh boät maát ñi caùc tính chaát cuõ , nhö ñoä nhôùt cuûa dung dòch vaø ñoä keát dính taêng leân ñoät ngoät, ñoàng thôøi khaû naêng hoaø tan cuõng taêng leân ñoät ngoät.


baèng nhieät • Giaûi thích: khi nhieät ñoä cuøa huyeàn phuø tinh

boät taêng leân coù nhöõng hieän töôïng hoaù hoïc xaûy ra. Ôû nhieät ñoä thöôøng caùc phaân töû nöôùc lieân keát nhau baèng lieân keát hydro, do ñoù khaû naêng hoaït ñoäng khoâng cao. Khi ñöôïc ñun noùng, nhieät naêng cung caáp phaù vôõ caùc lieân keát hydro laøm cho caùc phaân töû nöôùc linh ñoäng hôn deã daøng taán coâng vaøo caáu truùc micell cuûa tinh boät, nhöõng vuøng ñöôïc hoà hoaù ñaàu tieân laø nhöõng vuøng voâ ñònh hình taïi ñoù lieân keát tinh boät yeáu hôn vuøng coù caáu truùc tinh theå giuùp cho hieän töôïng hydrate deã daøng.


baèng nhieät • Maët khaùc, nhieät ñoä cao cuõng phaù huyû

caùc lieân keát hydro giöõa caùc phaân töû tinh boätgiuùp cho caùc phaân töû nöôùc deã daøng hydrate hoaù. Trong quaù trình hoà hoaù coù moät soá phaân töû tinh boät bò hydrate hoaù maïnh meõ seõ taùch khoûi maïng löôùi micell, khueách taùn vaøo moâi tröôøng nöôùc nöôùc gaây neân hieän töôïng hoaø tan tinh boät vaøo nöôùc noùng. Söï hoaø tan naøy aûnh höôûng ñeán chaát löôïng thöïc phaåm vì seõ laøm cho nöôùc ñuïc, ñoä nhôùt cao, beà maët saûn phaåm bò roã, taïo neân maøng boïc beân ngoaøi, laøm maát tính chaát caûm quan saûn phaåm.


baèng nhieät

• Nhieät ñoä hoà hoaù vaø khaû naêng hoà hoaù cuûa tinh boät phuï thuoäc vaøo: loaïi tinh boät, caáu truùc maïng löôùi micell ( hình daùng, kích thöôùc phaân töû, tyû leä amilose/amilopectin, möùc ñoä phaân nhaùnh, chieàu daøi nhaùnh,… ngoaøi ra kích thöôùc haït khoâng oån ñònh neân quaù trình hoà hoaù khoâng xaûy ra ôû moät nhieät ñoä coá ñònh maø laø khoaûng nhieät ñoä 8 -100C.


baèng nhieät • Quaù trình hoà hoaù caùc loaïi tinh boät thöôøng

nhoû hôn nhieät ñoä soâi cuûa nöôùc neáu sau khi hoà hoaù xong maø quaù trình gia nhieät vaån keùo daøi cho ñeán nhieät ñoä soâi, thì naêng löôïng dö thöøa do quaù trình gia nhieät laïi tieáp tuïc phaù huyû caùc lieân keát hyro vöøa môùi taïo thaønh giöõa phaân töû nöôùc vaø caùc nhoùm Oh cuûa phaân töø tinh boät, laøm cho keát caáu cuûa phaân töû tinh boät ñaã hoà hoaù trôû neân loûng leûo, laøm giaûm ñoä nhôùt, ñoä deûo cuûa tinh boät.

• Taùc duïng cuûa acid voâ cô, höõu cô, taùc duïng kieàm cuõng aûnh höôûng ñeán quaù trình hoà hoaù tinh boät.

Hieän töôïng thoaùi hoaù tinh boät

• Dung dòch hoà tinh boät khi môùi ñöôïc taïo

thaønh coù maøu traéng ñuïc, khi ñeå yeân moät thôøi gian (ôû ñieàu kieän voâ truøng) seõ thaáy maøu traéng ñuïc taêng daàn, cuoái cuøng nhaän thaáy coù moät phaàn tinh boät keát tuûa xuoáng. Quaù trình keát tuûa naøy keùo daøi cho tôùi khi hoà trôû neân trong suoát vaø ñoä truyeàn suoát gaàn baèng ñoä truyeàn suoát nöôùc. Quan saùt keát tuûa tinh boät ngöôøi ta thaáy chuùng khoâng tan trong nöôùc laïnh vaø tinh boät ñaõ trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu, hieän töôïng ñoù goïi laø hieän töôïng thoaùi hoaù tinh boät.


• Giaûi thích: tinh boät bò thoaùi hoaù laø do keát hôïp giöõa caùc phaân töû nöôùc vôùi caùc nhoùm OH cuûa tinh boät keùm beàn hôn lieân lieân keát hydro giöõa caùc phaân töû nöôùc neân theo thôøi gian lieân keát giöõa nöôùc vôùi caùc phaân töû tinh boät bò phaù huyû, nöôùc taùch ra trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu cuûa chuùng vaø caùc phaân töû tinh boät lieân keát vôùi nhau, khoái lieân keát naøy lôùn daàn taïo thaønh keát tuûa vaø laêng xuoáng döôùi.

• Söï taïo laïi lieân keát giöõa caùc phaân töû tinh boät, phuï thuoäc vaøo hình daùng phaân töû tinh boät vaø tyû leä amilose vaø amilopectin. Do caáu truùc amilose cho pheùp hình thaønh nhiweàu vò trí lieân keát hydro giöõa caùc phaân töû keà nhau do ñoù dung dòch amilose raát keùm beàn vöõng vaø deã bò thoaùi hoaù hoaøn toaøn.


• Coù nhieàu yeáu toá aûnh höôûng ñeán toác ñoä thoaùi hoaù nhö: nhieät ñoä, pH vaø söï tôøn taïi caùc muoái voâ cô. Nhieät ooä caøng taêng toác ñoä thoaùi hoaù giaûm, bôõi vì khi nhieät ñoä thaáp laøm cho caùc phaân töû nöôùc beàn hôn lieân keát giöõa nöôùc vôùi caùc phaân töû tinh boät.

• Trong coâng ngheä thöïc phaåm, ñeå thuùc ñaåy hay kieàm haõm toác ñoä thoaïi hoaù ngöôøi ta thöôøng duøng taùc nhaân nhieät ñoä, caùc yeáu toá khaùc khoâng phuø hôïp vôùi veä sinh vaø khaåu vò neân haïn cheá söû duïng

Tính chaát nhôùt deûo cuûa hoà

tinh boät

• Ñoä nhôùt vaø ñoä deûo cuûa hoà tinh boät laø moät trong nhöõng tính chaát quan troïng aûnh höôûng ñeán chaát löôïng vaø keát caáu cuûa nhieàu loaïi thöïc phaåm. Do khaû naêng taäp hôïp laïi vôùi nhau vaø giöõ nhieàu phaân töû nöôùc maø dung dòch tinh boät coù ñöôïc caùc tính chaát nhö ñoä ñaëc, ñoä dính, ñoä deûo, ñoä nhôùt cao.

• Caùc yeáu toå aûnh höôûng ñeán ñoä nhôùt cuûa dung dòch tinh boät laø ñöôøng kính haït tinh boät. Ñöôøng kính hpuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá sau:

• - khoái löôïng, kích thöôùc, theå tích, caáu truùc cuûa phaân töû tinh boät.

• - Töông taùc giöõa dung moâi vôùi phaân töû tinh boät .

• - Töông taùc giöõa caùc phaân töû tinh boät

Khả năng tạo màngTinh 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

Khaû naêng taïo sôïi cuûa tinh

boät

• Tinh boät cuõng coù khaû naêng taïo sôïi. Chính nhôø khaû naêng naøy maø ngöôøi ta coù theå laøm buùn, mieán, huû tíu…

• Coù theå taïo sôïi baèng caùch cho dòch tinh boät qua moät baûn ñuïc loã vôùi ñöôøng kích thích hôïp. Khi ñuøn qua loã naøy chuùng seõ ñònh höôùng theo doøng chaûy, caùc phaân töû tinh boät coù xu höôùng keùo caêng ra vaø saép xeáp song song vôùi nhau theo phöông cuûa troïng löïc.


boät • Caùc sôïi ra khoûi khung coøn öôùt, chuùng

öôùng nhuùng ngay vaøo beå nöôùc noùng ñeå hoà hoaù vaø ñònh hình sôïi buùn do taùc duïng cuûa nhieät. Caùc phaân töû tinh boät ñaõ ñöôïc saép xeáp trong töøng sôïi seõ töông taùc vôùi nhau vaø vôùi nöôùc baèng lieân keát hydro ñeå hình thaønh sôïi buùn.

• Caùc sôïi ñaõ hình thaønh ñöôïc keùo ra khoûi beã roài nhuùng vaøo nöôùc laïnh ñeå caùc phaân töû lieân keát vôùi nhau chaët cheõ hôn vaø taïo nhieàu lieân keát hydro giöõa caùc phaân töû

• Tieáp theo seõ gia nhieät ñeå saáy khoâ nhaèm taêng löïc coá keát vaø ñoä cöùng


boät • Caùc sôïi buùn ñöôïc laøm töø caùc loaïi tinh boät

giaøu amilose nhö tinh boät ñaäu xanh, tinh boät dong rieàng thöôøng beàn vaø dai hôn so vôùi sôïi buùn ñöôïc laøm töø tinh boät gaïo, baép.

• Tinh boät ñaäu xanh vaø dong rieàng thöôøng chöùa 40 -50% amilose, caùc chuoãi amilose thöôøng lieân keát chaëc cheõ neân khoù bò tröông, sôïi buùn chaéc vaø dai.

• Caùc tinh boät baép giaøu amilopectin thöôøng raát neân löïc töông taùc giöõa caùc phaân töû yeáu, do ñoù ñoä beàn keùm. Ngoaøi ra khi chaäp nhieàu phaân töû laïi thaønh sôïi seõ coù nhieàu khuyeát taät, do ñoù sôïi tinh boät deã bò ñöùt.

Cấu trúc cellulose

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.

Hemicellulose

d. PectinPectin 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

e. 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.

e. Agar –agar:Öùng duïng agar trong thöïc phaåm döïa treân caùc tính

chaát sau: ñaây laø loaïi glucid khoâng tieâu hoaù ñöôïc, coù khaû naêng taïo gel beàn nhieät, coù khaû naêng nhuõ hoaù vaø laøm beàn. Agar coøn coù khaû naêng taïo maøng coù ñoä beàn cô hoïc cao vaø trong suoát.

Agar ñöôïc duøng laøm thaïch, thay theá pectin trong möùt quaû, thay gelatin trong caùc saûn phaåm thòt caù, duøng laøm moâi tröôøng nuoâi caáy VSV.

Agar thöôøng ñöôïc söû duïng cuøng gum tragacanth hay gelatin trong ñoà traùng mieäng ñoâng laïnh ( laøm töø nöôùc quaû, ñöôøng, söõa), saûn phaåm kem.

Xanthan gum: laø moät daãn suaát cuûa cellulose. Maïch xanthan gum chöùa caùc lieân keát 1,4 cuûa beta glucopyranose.

Öùng duïng: quan troïng cuûa xanthangum laø döïa treân khaû naêng laøm beàn nhuõ töông vaø oån ñònh khaû naêng lô löûng caùc haït nhoû. Do coù tính beàn nhieät cao neân ñöôïc öùng raát nhieàu trong saûn phaåm ñoà hoäp. Xanthan gum cuõng ñöôïc öùng duïng trong saûn xuaát baùnh pudding aên lieàn.

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.

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.

II. Sự chuyển hoá của glucid trong cơ thể sống

- Sự phân giải các hợp chất polysaccharid

- Sự phân giải glucid – Quá trình hô hấp

- Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợp

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

3. Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợp

- Pha sáng quang hợp

- Pha tối quang hợp – Chu trình Calvin - Benson

Fig. 7.2

Fig. 7.2c1

Fig. 7.2d1

Fig. 7.3

Fig. 7.4

II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Chu trình Quang hợp

4. Sự phân giải glucid - Quá trình hô hấp

- Quá trình đường phân

- Chu trình Krebs

- Chuỗi chuyển điện tử hô hấp – Tạo ATP

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


Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas



Giai đoạn 1



Giai đoạn 2


- Con đường Entner - Doudoroff

(2-keto-3deoxy-6-phosphogluconat)


Chu trình Kreb


Chuỗi chuyển e- hô hấp

II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men

Propionibacter

SUGAR

Acid pyruvicD or L acid lactic Acid acetolactic Acetoin

2,3-butanediol

+ acid pyruvic

- CO2

- CO2

+2H

+2H

Acid oxaloacetic

Acid malic

Acid succinic

Acid propionic

+ CO2

+2H

+ 2H- 2H2O

- CO2

ATP

ADP

Acid formic

CO2 H2

Acetyl-S- CoA

CO2

H2

Acetoacetyl-S-CoA

EthanolAcid acetic

+4H; - CoA-SH

- CoA-SH

+ Acetyl-S- CoA- CoA-SH

Acetone Butyryl-S-CoAisopropanol- CoA-SH

- CO2 +4H

Butanol

Acid butyric

+4H

- CoA-SH

+ 2H

Clostridium

Escherichia

Shigella

Lactobacillus Klebsiella, Bacillus

SaccharomycesAcetobacter


Lên men rượu


C

C

CH3

O

O

O

C

CH3

OHC

CH3

OH H

H

NADH + H+ NAD+CO2

Pyruvate Alcohol Decarboxylase Dehydrogenase

pyruvate acetaldehyde ethanol

Lên men rượu

Lên men bia


C

C

CH3

O

O

O

C

HC

CH3

O

OH

ONADH + H+ NAD+

Lactate Dehydrogenase

pyruvate lactate

Lên men lactic đồng hình


Lên men sữa chua

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.

Phản ứng caramen hoá đường

- Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng:C12H22O11 – H2O C6H10O5 + C6H10O5

Saccharose glucozan levulozanĐến 185-1900C sẽ tạo thành izosaccharozan:

Glucozan + levulozan izosaccharozanC6H10O5 + 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 caramelanKhi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:

C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O C36H48O24.H2OVà 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.

- 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

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.

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.

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

• 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

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.

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:

(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).

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.

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 mầmNhằm 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)

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.

b. Các giai đoạn của sự nảy mầm- Giai đoạn 1 - Sự hoạt hóaSự 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.

- Giai đoạn 2 – Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyểnCác 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

- 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.

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

5. Hiện tượng biến vàng của thóc

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.

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.

ChƯƠng v sỰ ChuyỂn HoÁ cỦa Glucid

Documents

Transcript of ChƯƠng v sỰ ChuyỂn HoÁ cỦa Glucid