........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 1

CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU

1. KHAÙI NIEÄM

Hoùa hoïc thöïc phaåm laø moân hoïc trang bò caùc kieán thöùc cô sôû veà thaønh phaàn hoaù hoïc, caáu taïo, tính chaát vaø khaû naêng töông taùc giöõa caùc chaát caáu thaønh thöïc phaåm. Caùc thaønh phaàn, caùc phaûn öùng hoùa hoïc cô baûn coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán giaù trò dinh döôõng vaø tính chaát caûm quan cuûa saûn phaåm thöïc phaåm.

Hoùa hoïc thöïc phaåm phaùt trieån döïa treân neàn taûng laø hoaù sinh hoïc vaø hoùa höõu cô. Cuøng vôùi söï phaùt trieån toät baäc cuûa khoa hoïc kyõ thuaät, ngaøy caøng nhieàu caùc nghieân cöùu veà hoùa hoïc thöïc phaåm ñaït ñöôïc caùc keát quaû khaû quan. Töø ñoù hoùa hoïc thöïc phaåm ñaõ goùp phaàn thuùc ñaåy söï phaùt trieån cuûa coâng ngheä thöïc phaåm.

Ñoái vôùi coâng ngheä thöïc phaåm, hoùa hoïc thöïc phaåm ñaõ goùp moät phaàn khoâng nhoû trong caùc quaù trình sau:

- Phaân tích caùc quy trình chuyeån hoùa trong cheá bieán thöïc phaåm, töø ñoù goùp phaàn laøm taêng giaù trò saûn phaåm.

- Ña daïng hoùa saûn phaåm, taïo ra caùc saûn phaåm môùi coù nhieàu tính naêng. Ví duï: caùc saûn phaåm coù boå sung theâm vitamin, acid amin, muoái khoaùng,….

- Ruùt ngaén thôøi gian xöû lyù ñeå taïo saûn phaåm nhanh hôn. Vi duï: söû duïng enzym laøm meàm thòt, duøng enzym khieán söõa ñoâng tuï nhanh hôn,……

2. THAØNH PHAÀN HOÙA HOÏC CUÛA NGUYEÂN LIEÄU VAØ CÔ THEÅ SOÁNG

2.1. Nöôùc

Nöôùc chieám moät haøm löôïng raát lôùn trong cô theå soáng. Cuï theå nhö:

- Trong cô theå ngöôøi nöôùc chieám khoaûng 70 – 80%.

- ÔÛ nhieàu loaøi caù nöôùc chieám treân 80%.

- Trong söõa nöôùc chieám khoaûng 98%.

Nöôùc coù vai troø raát quan troïng trong cô theå soáng:

- Nöôùc coù taùc duïng hoøa tan caùc phaàn töû coù tính tan trong nöôùc. Nöôùc coù caáu truùc phaân cöïc, trong moâi tröôøng nöôùc, cöù 3 – 4 phaân töû nöôùc ôû vò trí caïnh nhau lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát hydro. Do ñoù nöôùc coù khaû naêng hoøa tan nhanh choùng caùc hôïp chaát ion hoùa coù nhoùm löôõng cöïc hoaëc phaân cöïc.

- Nöôùc coøn laø moâi tröôøng thöïc hieän caùc phaûn öùng hoùa hoïc, laø nôi dieãn ra quaù trình trao ñoåi chaát.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 2

→

- Söï soáng ñöôïc duy trì bôûi moät chuoãi phaûn öùng hoùa hoïc lieân keát maät thieát vôùi nhau, ñöôïc tieán haønh trong moâi tröôøng nöôùc döôùi xuùc taùc laø enzym. Chuoãi phaûn öùng naøy coù khaû naêng thu nhaäp vaø töï toång hôïp ra nhöõng chaát caàn thieát phuïc vuï cho söï soáng.

2.2. Caùc hôïp chaát höõu cô

2.2.1. Protein

Protein laø thaønh phaàn khoâng theå thieáu ñöôïc cuûa cô theå soáng. Protein phuïc vuï cho vieäc taïo hình, hoài phuïc vaø ñoåi môùi teá baøo. Protein coù trong caùc chaát coù khaû naêng hoaøn thaønh caùc chöùc naêng cuûa cô theå nhö: nguyeân sinh chaát cuûa teá baøo, nhaân teá baøo, enzym, hormon, khaùng theå,…

VD: Globin: cung caáp oxy cho teá baøo (hemoglobin ).

Miozin, actin: giuùp hoïat ñoäng cuûa cô.

Globulin: taïo khaùng theå, baûo veä cô theå khoâng bò nhieãm truøng.

Thieáu protein cô theå con ngöôøi seõ bò nhieàu beänh nguy hieåm nhö:

- Beänh phuø thuûng, phaùt phì cuûa gan

- Suy dinh döôõng.

- Giaûm tính mieãn dòch cuûa cô theå.

- AÛnh höôûng ñeán caùc tuyeán noäi tieát, heä thaàn kinh.

- Laøm thay ñoåi thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa xöông.

Protein ñöôïc taïo neân töø acid amin. Trong ñoù coù 18 acid amin vaø 2 amit laø thöôøng gaëp trong phaân töû protein ñoäng vaät vaø thöïc vaät. Ngoaøi ra coøm coù caùc daïng keát hôïp cuûa caùc acid amin nhö: cystin, oxiprolin,..

Trong quaù trình soáng, cô theå con ngöôøi caàn phaûi ñöôïc cung caáp ñuû löôïng protein. Thoâng thöôøng trong khaåu phaàn aên, naêng löôïng do protein cung caáp phaûi chieám khoaûng 12 – 15%.

2.2.2. Glucid

Glucid laø khaåu phaàn aên chính, chieám gaàn ½ soá calo haøng ngaøy, 1g glucid giaûi phoùng ra 4,1 kcal.

Glucid tham gia vaøo thaønh phaàn cuûa caùc teá baøo. Goùp phaàn vaøo söï hình thaønh teá baøo.

Glucid ñöôïc duøng ñeå cung caáp naêng löôïng cho cô theå hoaït ñoäng. Quaù trình chuyeån hoùa cuûa glucid dieãn ra sô löôïc nhö sau:

* Glucid CO⎯⎯⎯⎯oxyhoùa2 + H2O + Q

* Glucid dö → tích tuï laïi thaønh lipit döï tröõ.

Glucid coù nhieàu trong thöïc vaät. Trong ñoäng vaät coù theå gaëp moät soá loaïi glucid nhö glucogen, lactoza (5% / söõa).

Glucid coù theå chia ra laøm caùc loaïi sau :

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 3

- Glucid hoøa tan: glucoza, saccaroza, lactoza, fructoza. Ñaây laø caùc loaïi glucid deã tieâu hoùa.

- Glucid khoâng hoøa tan: nhö tinh boät, celluloza, pectin,..

Nhu caàu glucid ñoái vôùi cô theå: phuï thuoäc vaøo cô theå vaø ngheà nghieäp. Ví duï:

- Khoâng lao ñoäng chaân tay : 433g

- Lao ñoäng cô giôùi : 491g

- Lao ñoäng baùn cô giôùi : 558g

- Lao ñoäng khoâng cô giôùi : 631g

Thoâng thöôøng ngöôøi treû tuoåi seõ coù nhu caàu glucid cao hôn ngöôøi tröôûng thaønh vaø ngöôøi giaø.

2.2.3. Lipit

Vai troø cuûa lipid:

- Laøm taêng vò vaø tính dinh döôõng cuûa thöïc phaåm.

- Laø nguoàn naêng löôïng quan troïng, coù khaû naêng sinh nhieät cao, 1g lipit giaûi phoùng 9,3kcal.

- Laø dung moâi cuûa vitamin A vaø D.

Thieáu lipid: cô theå seõ keùm choáng ñôõ vôùi caùc beänh nhieãm truøng, keùm chòu laïnh, deã bò beänh vôõ sô ñoäng maïch.

Phaân loaïi: phuï thuoäc vaøo caùc acid beùo

- Acid beùo no: hoaït tính sinh hoïc khoâng cao. Duøng nhieàu acid beùo no daãn ñeán beänh suy ñoäng maïch vaønh. Thöôøng coù trong chaát beùo ñoäng vaät.

- Acid beùo khoâng no: tham gia vaøo vieäc chuyeån hoùa lipid. Phoøng choáng beänh sô ñoäng maïch, chuyeån hoùa cholesteron. Laøm taêng tính ñaøn hoài, giaûm tính thaám cuûa thaønh maïch trong thöïc vaät.

Nhu caàu: 8 – 10g chaát beùo khoâng no / ngaøy.

- Thieáu lipid trong khaåu phaàn thöïc phaåm thì cô theå seõ bò noäi toång hôïp cholesteron. Dö chaát beùo keå caû daàu thöïc vaät seõ khieán cho taêng söï taïo thaønh cholesteron.

- Khaåu phaàn haøng ngaøy: 70 – 80% lipid ñoäng vaät, 20 – 30% lipid thöïc vaät.

2.2.4. Vitamin

Vitamin laø chaát chieám raát ít nhöng raát caàn thieát cho cô theå.

Vai troø cuûa vitamin:

- Vitamin caáu taïo neân caùc enzym, hormon vaø caùc hôïp chaát quan troïng khaùc.

- Laøm xuùc taùc cho caùc quaù trình sinh hoùa.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 4

Trong tröôøng hôïp thieáu vitamin seõ gaây neân nhieàu aûnh höôûng xaáu nhö:

- Phaù huûy hoaït ñoäng cuûa caùc enzym khieán cho söï trao ñoåi chaát trôû neân hoãn loaïn.

- Gaây neân nhieàu beänh, nhö: hoaïi huyeát (thieáu vitamin C), teâ phuø (thieáu vitamin B1), coøi xöông (thieáu vitamin D).

Vitamin ñöôïc phaân loaïi nhö sau:

- Vitamin tan trong nöôùc: C, B1, B2, B6, Bc, B12, PP, B15, B3, H, P.

- Vitamin tan trong lipid: A, D, E, K, Q, F.

Nhu caàu vitamin : phuï thuoäc vaøo löùa tuoåi, ñaëc tính lao ñoäng, ñieàu kieän moâi tröôøng,…

Ví duï:

- Thôøi tieát laïnh: caàn nhieàu vitamin.

- Lao ñoäng trí oùc, hoaït ñoäng tinh thaàn nhieàu: caàn nhieàu vitamin.

Trong quaù trính söû duïng neáu duøng quaù lieàu vitamin thì cuõng gaây beänh.

2.3. Nguyeân toá ña löôïng vaø vi löôïng

Nguyeân toá ña löôïng vaø vi löôïng chieám 2 – 6%. Coù vai troø quan troïng trong vieäc taïo hình, hình thaønh vaø kieán taïo neân caùc toå chöùc cuûa cô theå. Ñoàng thôøi giuùp duy trì caân baèng acid-baz trong moâ vaø teá baøo.

2.3.1. Ña löôïng

- Canxi: taïo xöông, coù trong nhaân teá baøo, coù taùc duïng kieàm hoùa, tham gia trong quaù trình ñoâng maùu, duy trì khaû naêng höng phaán cuûa thaàn kinh.

- Photpho: ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình trao ñoåi chaát, laøm xuùc taùc cho caùc phaûn öùng coù trong phomat, tröùng, thòt, caù.

- Natri: coù trong moïi cô quan, toå chöùc, dòch sinh hoïc cuûa cô theå ñoäng vaät giuùp caân baèng aùp suaát thaåm thaáu.

- Löu huyønh: taïo moät soá acid amin.

2.5.2. Vi löôïng

- Saét: taïo maùu, nhaân teá baøo.

- Coban: taïo maùu, kích thích quaù trình taïo maùu.

- Iot: tham gia vaøo chöùc naêng cuûa tuyeán giaùp.

- Flor: phaùt trieån raêng, men raêng, söï hoùa söøng.

- Ñoàng: quaù trình hoâ haáp cuûa moâ, taïo maùu.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 5

CHÖÔNG 2: NÖÔÙC

1. VAI TROØ CUÛA NÖÔÙC TRONG ÑÔØI SOÁNG VAØ SAÛN XUAÁT THÖÏC PHAÅM

Traùi ñaát laø haønh tinh ñoäc nhaát trong heä maët trôøi coù söï soáng do bôûi coù moät löôïng lôùn nöôùc treân traùi ñaát. Haøng tyû naêm veà tröôùc nöôùc baét ñaàu hình thaønh, vaø töø ñoù soâng, bieån cuõng hình thaønh treân beà maët traùi ñaát. Söï soáng cuõng baét ñaàu töø ñaây.

Nöôùc chieám vai troø quan troïng trong cuoäc soáng, chieám 70 – 80% cô theå ngöôøi vaø laø thaønh phaàn chính trong thöïc phaåm ôû traïng thaùi töï nhieân tröø nguõ coác.

Trong quaù trình quang hôïp, cuøng vôùi CO2, aùnh saùng vaø dieäp luïc, nöôùc cuõng chieám moät vai troø chuû ñaïo. Nhôø coù nöôùc maø quaù trình naøy ñöôïc hoaøn thaønh taïo ra vaät chaát vaø O2, cung caáp cho söï soáng treân traùi ñaát:

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Trong cô theå ngöôøi vaø ñoäng vaät, nhôø nöôùc maø caùc phaûn öùng thuûy phaân thöùc aên môùi ñöôïc tieán haønh. Nöôùc coù theå tham gia tröïc tieáp vaøo caùc phaûn öùng sinh hoùa cuõng coù theå chæ laøm moâi tröôøng cho caùc phaûn öùng xaûy ra.

1.1. Vai troø cuûa nöôùc trong thöïc phaåm

Trong coâng nghieäp thöïc phaåm, nöôùc ñöôïc duøng ñeå nhaøo röûa nguyeân lieäu, vaän chuyeån, xöû lyù nguyeân lieäu, ñeå cheá taïo saûn phaåm vaø caùc chaát trong saûn phaåm. Nöôùc coù theå tham gia tröïc tieáp vaøo trong caùc phaûn öùng trôû thaønh daïng lieân keát, cuõng coù theå toàn taïi ôû daïng töï do.

Nöôùc laøm taêng cöôøng caùc quaù trình sinh hoïc nhö hoâ haáp, naûy maàm, leân men,… Laøm taêng giaù trò caûm quan cuûa thöïc phaåm, nhö ñoä boùng, mòn, dai, deûo,..Ngoaøi ra coøn tham gia vaøo caùc quaù trình gia nhieät hoaëc laøm laïnh trong caùc quy trình saûn xuaát.

1.2. Haøm löôïng vaø traïng thaùi cuûa nöôùc trong thöïc phaåm

Döïa vaøo haøm löôïng nöôùc, ngöôøi ta chia caùc saûn phaåm thöïc phaåm ra thaønh ba nhoùm:

- Nhoùm caùc saûn phaåm thöïc phaåm coù haøm löôïng nöôùc cao (treân 40%).

- Nhoùm caùc saûn phaåm thöïc phaåm coù haøm löôïng nöôùc trung bình (10 – 40%).

- Nhoùm caùc saûn phaåm thöïc phaåm coù haøm löôïng nöôùc thaáp (döôùi 10%).

Trong thöïc phaåm, nöôùc coù theå ôû daïng töï do coù taùc duïng nhö moâi tröôøng hoaït ñoäng cuûa caùc phaûn öùng sinh hoùa. Nöôùc töï do coù taát caû tính chaát cuûa nöôùc nguyeân chaát. Ngoaøi ra nöôùc coøn coù theå ôû daïng lieân keát. Tuøy theo möùc ñoä lieân keát, daïng nöôùc naøy ñöôïc chia ra laøm ba loaïi:

- Nöôùc lieân keát hoùa hoïc: Lieân keát raát chaët cheõ vôùi vaät lieäu vaø chæ taùch ra khi coù töông taùc hoùa hoïc hoaëc khi xöû lyù nhieät töông ñoái maïnh. Nöôùc lieân keát hoaù hoïc thöôøng ôû daïng nöôùc hydrat coù trong thaønh phaàn cuûa nhoùm hydroxyl hoaëc ôû daïng nöôùc cuûa hôïp chaát phaân töû döôùi daïng tinh theå hydrat.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 6

- Nöôùc lieân keát haáp thuï hay lieân keát hoùa lyù: Coù ñoä beàn lieân keát ôû möùc trung bình ñöôïc taïo bôûi caùc phaân töû coù cöïc naèm treân beà maët cuûa saûn phaåm huùt caùc cöïc cuûa nöôùc (lieân keát hydro). Trong tröôøng hôïp naøy, nöôùc coù khaû naêng baûo toaøn ñöôïc tính chaát cuûa mình.

- Nöôùc lieân keát mao quaûn hay lieân keát cô lyù: Ñöôïc haáp thuï bôûi caùc phaân töû beà ngoaøi ôû daïng mao quaûn, sau ñoù ñi vaøo beân trong, ngöng tuï vaø laøm ñaày caùc mao quaûn.

2. CAÁU TAÏO CUÛA NÖÔÙC

Nöôùc ñöôïc hình thaønh bôûi hai nguyeân töû hydro vaø moät nguyeân töû oxy. Nöôùc coù coâng thöùc ñôn giaûn laø H2O. Caáu taïo cuûa moät ñôn phaân töû nöôùc laø moät hình tam giaùc caân, trong ñoù ñænh laø nguyeân töû oxy, ôû hai goùc cuûa ñaùy laø hai proton, goùc giöõa hai lieân keát O – H baèng 104,50. Ñoä daøi giöõa haït nhaân cuûa nguyeân töû oxy vaø hydro trong lieân keát O – H laø 0,96 Å (töông ñöông vôùi 0,96 x 10-8 cm). Caùc ñaùm maây ñieän töû boá trí treân phaân töû nöôùc nhö sau :

- Moät caëp beân trong bao quanh haït nhaân cuûa oxy

- Hai caëp beân ngoaøi phaân boá quanh nhaân cuûa hydro nhöng nghieâng veà nhaân cuûa oxy

- Hai caëp coøn laïi cuûa oxy laøm phaân cöïc aâm taïi nguyeân töû oxy.

Maät ñoä ñieän tích phaân boå treân phaân töû nöôùc nhö hình beân. Ta nhaän thaáy söï phaân cöïc roõ raøng trong phaân töû nöôùc. Nhôø vaøo söï phaân cöïc naøy maø nöôùc coù khaû naêng hoøa tan ñöôïc nhieàu hôïp chaát khaùc nhau.

Trong nöôùc, ngoaøi caùc ñôn phaân töû ñôn giaûn H2O, coøn chöùa caùc phaân töû lieân hôïp daïng [H2O]x, vôùi x = 1, 2, 3…. khoâng xaùc ñònh. Hieän töôïng lieân hôïp trong nöôùc luoân xaûy ra vaø cuõng luoân bò phaù vôõ. Soá löôïng nöôùc ñôn giaûn trong phaân töû lieân hôïp tuøy thuoäc vaøo traïng thaùi cuûa nöôùc.

Vôùi nöôùc ñôn phaân töû coù hình tam giaùc ñeàu. Nöôùc ñaù coù caáu truùc tinh theå, trong ñoù moãi ñôn phaân töû ñöôïc lieân keát bôûi boán phaân töû khaùc: [H2O]5. Khoaûng caùch giöõa hai nguyeân töû oxy laø 0,276nm. Khi ñun noùng, lieân hôïp phaân töû bò phaù huûy chuyeån thaønh daïng lieân hôïp [H2O]2. ÔÛ 1000C haàu heát caùc phaân töû nöôùc toàn taïi döôùi daïng ñôn phaân töû.

Söï lieân keát cuûa nöôùc laø do caùc lieân keát hydro taïo thaønh. Thoâng thöôøng ôû traïng thaùi ñoâng ñaëc, nöôùc coù khaû naêng taïo thaønh lieân keát hydro hoaøn chænh nhaát, do caùc giao ñoäng cuûa phaân töû bò giaûm ñi. Ngöôøi ta ñaõ chöùng minh

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 7

raèng ôû (–1830C) taát caû caùc phaân töû nöôùc ñeàu tham gia vaøo lieân keát hydro. ÔÛ 00C chæ coù khoaûng 50% soá phaân töû tham gia, vaø ôû 1000C coù raát ít phaân töû tham gia.

Chính vì vaäy ta thaáy raèng, trong phaân töû nöôùc ñaù cöù moät phaân töû nöôùc laïi coù boán phaân töû nöôùc khaùc bao quanh taïo thaønh hình töù dieän ñeàu, vôùi taâm laø nguyeân töû oxy, caùc goùc laø nguyeân töû hydro. Caùc lieân hôïp naøy laïi noái tieáp nhau vôùi oxy laøm trung taâm cuûa töù dieän. Vaäy nöôùc ñaù coù caáu truùc khoâng gian roãng.

Trong nöôùc loûng, nöôùc thöôøng ôû daïng ñoâi [H2O]2. Nhö vaäy, song song vôùi vieäc taêng nhieät ñoä, caùc lieân keát hydro giöõa caùc phaân töû nöôùc bò phaù vôõ daàn, nöôùc chuyeån daàn töø traïng thaùi raén sang traïng thaùi loûng. Ñaây laø quaù trình thu nhieät, ñieàu ñoù giaûi thích hieän töôïng trôøi trôû neân laïnh hôn moät chuùt trong muøa tuyeát tan taïi xöù laïnh.

3. KHAÛ NAÊNG HOØA TAN TRONG NÖÔÙC

Nhö ta ñaõ phaân tích ôû treân, trong phaân töû nöôùc coù moät söï phaân cöïc raát roõ, neân nöôùc coù khaû naêng hoøa tan deã daøng caùc ion nhôø vaøo caùc lieân keát hydro. Ví duï nhö muoái aên NaCl coù khaû naêng hoøa tan deã daøng trong nöôùc, do NaCl laø moät chaát ôû daïng ion Na+ vaø Cl- , do ñoù coù khaû naêng taïo lieân keát hydro vôùi caùc phaân töû nöôùc.

Caùc chaát höõu cô coù nhoùm phaân cöïc vaø caùc chaát höõu cô bò phaân ly thaønh daïng ion thì cuõng coù khaû naêng khuyeách taùn vaøo trong nöôùc moät caùch deã daøng. Ví duï nhö lieân keát hydro giöõa nöôùc vôùi caùc nhoùm carbonyl cuûa aldehyde vaø ceton ; vaø vôùi nhoùm hydroxyl cuûa alcohol.

Caùc chaát khoâng phaân cöïc khoâng coù khaû naêng tan vaøo trong nöôùc, do chuùng khoâng chöùa caùc nhoùm taïo neân söï phaân cöïc hoaëc thieáu caùc nhoùm coù khaû naêng taïo thaønh lieân keát hydro..

Trong thöïc teá coù raát nhieàu chaát ôû daïng “amphipathic”, coù nghóa laø vöøa chöùa nhoùm phaân cöïc vöøa chöùa nhoùm khoâng phaân cöïc. Ñieàu naøy khieán chuùng coù moät tính chaát ñaëc bieät ôû trong nöôùc: taïo thaønh caáu truùc “micelle”

Ví duï : muoái cuûa acid beùo cuõng laø moät phaân töû “amphipathic” do chuùng vöøa chöùa nhoùm carboxyl laïi vöøa chöùa nhoùm hydrocacbon. Noùi moät caùch khaùc chuùng vöøa coù nhoùm phaân cöïc laïi vöøa coù nhoùm khoâng phaân cöïc ngay trong cuøng moät phaân töû. Do ñoù muoái cuûa acid beùo thöôøng naèm trong caáu truùc “micelle” khi ôû trong nöôùc.

Cuõng töông töï nhö vaäy ñoái vôùi lipoprotein. Trong caáu truùc cuûa noù coù photpholipid vôùi moät ñaàu lipid khoâng phaân cöïc, vaø moät ñaàu laø photpho mang tính phaân cöïc.

Trong caáu truùc naøy goác phospho höôùng

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 8

ra ngoaøi vaø keát hôïp vôùi nöôùc, coøn goác lipid quay vaøo beân trong. Do ñoù lipoprotein coù khaû naêng lô löûng ôû trong nöôùc chö ù khoâng taùch ra hoaøn toaøn khoûi nöôùc nhö ñoái vôùi caùc chaát khoâng phaân cöïc.

Cuõng töông töï caáu truùc naøy laø caáu truùc cuûa lipoprotein taïi thaønh teá baøo, noù giuùp cho teá baøo coù khaû naêng lô löûng trong dung dòch vaø khoâng bò taùch ra khoûi dung dòch ñoàng thôøi vaãn mang ñaày ñuû caùc chöùc naêng khaùc nhö: laø nôi xaûy ra phaûn öùng, ngaên caûn caùc chaát khoâng caàn thieát xaâm nhaäp vaøo trong teá baøo, tham gia moät soá phaûn öùng sinh hoùa nhaát ñònh,…

4. DAÏNG ION CUÛA NÖÔÙC

4.1. Daïng ion cuûa nöôùc

Nöôùc loûng thöôøng ôû daïng ion: hydrogene ion (H+) vaø hydroxide ion (OH-). Tuy nhieân daïng H+ khoâng phaûi laø daïng ñaëc thuø trong nöôùc. Thoâng thöôøng trong nöôùc, caùc proton naøy naèm ôû daïng hydrat hydrogen ion: H3O+, thöôøng ñöôïc goïi laø hydronium ion. Maëc daàu vaäy, theo thoùi quen nhieàu nôi vaãn ghi ôû daïng H+. Nhö vaäy, nöôùc loûng seõ coù daïng:

H2O H + OH Trong phaûn öùng, theo ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng(1867), ôû phöông trình phaûn öùng phaân

li, ta coù:

]OH[]OH][H[Keq

2

−+=

vôùi Keq laø haèng soá caân baèng trong phaûn öùng.

Töø ñoù ta thaáy raèng noàng ñoä mol cuûa nöôùc tinh khieát (= 55,5M) lôùn hôn so vôùi nöôùc trong dung dòch (do nöôùc trong dung dòch coù taïo thaønh lieân keát hydro vôùi caùc chaát khaùc).

Vaäy, trong nöôùc tinh khieát ta coù: ]OH][H[,Keq−+=× 555

Vôùi Keq = 1,8 x 10-16M . Vaäy:

]OH][H[,,, −+−− =×=×× 1416 10015551081

Trong nöôùc tinh khieát [H+] = [OH-] do ñoù

M,]OH[]H[ 71001 −−+ ×==

Vaäy, khi [H+] = [OH-] thì dung dòch mang tính trung tinh. Tuøy thuoäc vaøo löôïng [H+] vaø [OH-] maø ta xaùc ñònh ñöôïc dung dòch ñoù mang tinh acid hay baz.

Töø noàng ñoä hydrogene ion ta cuõng xaùc ñònh ñöôïc pH cuûa dung dòch theo coâng thöùc

pH = - log[H+]

Thang ño pH naèm trong khoaûng töø 0 ñeán 14.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 9

4.2. Dung dòch ñeäm

Do bôûi noàng ñoä hydrogene ion trong dung dòch aûnh höôûng raát nhieàu ñeán caùc quaù trình dieãn ra trong cô theå soáng, töø ñoù ngöôøi ta ñaõ chöùng minh, pH laø moät trong caùc yeáu toá quan troïng coù khaû naêng taùc ñoäng raát nhieàu ñeán theá giôùi xung quanh ta. Tuy nhieân, trong theá giôùi soáng (ñoäng thöïc vaät, vi sinh vaät,…) noàng ñoä hydrogene ion luoân naèm trong moät giôùi haïn coá ñònh.

Ví duï, trong maùu, thoâng thöôøng pH = 7,4, vaø coù khaû naêng dòch chuyeån trong khoaûng 7,35 – 7,45, phuï thuoäc vaøo löôïng caùc chaát hoøa tan trong ñoù. Trong moät vaøi tröôøng hôïp, ñoái vôùi ngöôøi (ñoäng vaät) beänh, hoaëc ngöôøi (ñoäng vaät) bò tai naïn, pH cuûa maùu coù theå bò thay ñoåi. Söï nhieãm acid, laø traïng thaùi khi pH cuûa maùu rôi xuoáng döôùi 7,35, xaûy ra khi maát caân baèng trong cô theå, hoaëc khi thaän bò hoûng. Söï nhieãm acid thöôøng xaûy ra vôùi moät soá loaïi beänh (vd: beänh ñaùi ñöôøng,..) hoaëc vôùi ngöôøi nhòn ñoùi laâu. Neáu pH bò giaûm xuoáng döôùi 7, thì heä thaàn kinh seõ bò suy nhöôïc vaø coù theå daãn ñeán töû vong.

Khi pH trong maùu taêng leân treân 7,45, thì söï nhieãm kieàm xaûy ra. Traïng thaùi naøy xaûy ra khi bò noân möûa hoaëc khi söû duïng moät löôïng lôùn thuoác mang tính kieàm. Trong tröôøng hôïp naøy heä thaàn kinh seõ bò kích ñoäng maïnh, heä cô bò chuyeån sang traïng thaùi co thaét. Neáu keùo daøi tình traïng naøy cô theå seõ bò co giaät vaø coù theå daãn ñeán ngöng thôû.

Nhö vaäy ta coù theå thaáy söï aûnh höôûng roõ reät cuûa noàng ñoä hydrogen ion ñeán cô theå soáng. Chính vì vaäy, ñeå kieåm soaùt vaø oån ñònh noàng ñoä naøy ta caàn ñeán söï hieän dieän cuûa moät loaïi dung dòch: dung dòch ñeäm.

Vaäy dung dòch ñeäm laø gì? Noù laø moät loaïi dung dòch coù khaû naêng keát hôïp vôùi hydrogen ion hoaëc giaûi phoùng ion naøy tuøy thuoäc vaøo traïng thaùi cuûa dung dòch. Dung dòch ñeäm giuùp cho noàng ñoä cuûa hydrogen ion gaàn nhö ñöôïc oån ñònh. Caùc dung dòch ñeäm thoâng duïng nhaát bao goàm caùc acid yeáu vaø caùc muoái töông öùng cuûa chuùng. Khaû naêng choáng laïi söï thay ñoåi pH cuûa caùc dung dòch ñeäm phuï thuoäc vaøo khaû naêng thieát laäp söï caân baèng trong dung dòch giöõa caùc thaønh phaàn trong dung dòch ñeäm. Caùc dung dòch ñeäm luoân tuaân theo nguyeân lyù Le Chatelier (phaûn öùng xaûy ra theo chieàu laøm giaûm söï caêng thaúng cuûa phaûn öùng).

Ví duï nhö dung dòch ñeäm acetat bao goàm: acid acetic vaø muoái acetat. Taùc duïng ñeäm hình thaønh khi söû duïng dung dòch NaOH ñeå trung hoøa acid acetic:

CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

Neáu cho theâm hydrogen ion vaøo dung dòch ñeäm acetat, thì caùc ion naøy seõ keát hôïp vôùi caùc anion acetat ñeå taïo thaønh acid acetic:

H+ + CH3COO- CH3COOH

Caùc phaûn öùng naøy laøm giaûm löôïng hydrogen ion trong dung dòch vaø oån ñònh pH veà gaàn giaù trò pH ban ñaàu cuûa dung dòch.

Neáu nhieàu ion OH- , luùc naøy acid acetic seõ bò phaân ly thaønh anion acetat vaø hydrogen ion. Caùc hydrogen ion naøy seõ keát hôïp vôùi caùc ion OH- bò theâm vaøo thaønh phaân töû H2O:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 10

H3C C

O

OH H3C C

O

O + H

OHH2O

Vaø nhö vaäy löôïng hydrogen ion cuõng gaàn nhö khoâng ñoåi.

Khaû naêng cuûa dung dòch ñeäm trong vieäc taùc ñoäng ñeán pH cuûa dung dòch phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá:

- Noàng ñoä mol cuûa acid vaø baz töông öùng.

- Phaàn traêm cuûa caùc acid vaø baz naøy trong dung dòch.

Khaû naêng ñeäm cuûa dung dòch tyû leä vôùi phaàn traêm cuûa caùc thaønh phaàn trong dung dòch. Noùi moät caùch khaùc laø phuï thuoäc vaøo löôïng H+ hoaëc OH- (coù khaû naêng thay ñoåi löôïng hydrogen ion) coù trong dung dòch. Noàng ñoä cuûa dung dòch ñeäm ñöôïc xaùc ñònh nhôø vaøo noàng ñoä cuûa acid yeáu vaø baz lieân hôïp cuûa noù.

Ví duï: ñeäm acetat 0,2M coù theå bao goàm: 0,1 mol acid acetic vaø 0,1 mol natriacetat trong 1 lít nöôùc. Töông töï nhö vaäy ñeäm acetat naøy cuõng coù theå bao goàm : 0,05 mol acid acetic vaø 0,15 mol natriacetat trong 1 lít nöôùc. Dung dòch ñeäm coù taùc duïng hieäu quaû nhaát laø dung dòch coù noàng ñoä cuûa caû hai thaønh phaàn laø nhö nhau.

Maëc daàu vaäy vaãn coù ngoaïi leä. Trong tröôøng hôïp cuûa ñeäm bicarbonat, moät trong nhöõng dung dòch ñeäm thöôøng gaëp, thì coù moät ñoä leäch quan troïng trong tyû leä. Khaû naêng ñeäm cao nhaát cuûa dung dòch naøy khi pKa = 6,1 (ñoä pKa ít gaëp taïi caùc dung dòch ñeäm cuûa cô theå soáng).

Caùc daïng dung dòch ñeäm thöôøng gaëp trong cô theå soáng:

- Ñeäm bicarbonat: thöôøng gaëp trong thaän. pKa = 6,1. ÔÛ daïng:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

- Ñeäm phosphat: thöôøng gaëp trong dòch cuûa teá baøo. pKa = 7,2. ÔÛ daïng:

H2PO4- H+ + HPO4

2 -

Dihydrogen phosphat Hydrogen phosphat

- Ñeäm protein: pKa = 7,4. Bao goàm caùc acid amin, polypeptid, protein daïng ion,.. phuï thuoäc vaøo töøng cô theå, vaøo töøng thaønh phaàn maø dung dòch ñeäm naøy hieän dieän. Ñaây laø dung dòch ñeäm thöôøng gaëp nhaát vaø cuõng laø dung dòch ñeäm toát nhaát cuûa cô theå soáng.

4.3. Phöông trình Henderson - Hasselbalch

Ñaây laø moät phöông trình thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh xem ta seõ söû duïng dung dòch ñeäm naøo cho phuø hôïp. Phöông trình naøy ñaõ hoøa nhaäp ñöôïc khaùi nieäm pH vaø pKa.

Vôùi phaûn öùng phaân ly :

HA H+ + A-

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 11

Ta coù :

]HA[]A][H[Ka

−+=

Vaäy noàng ñoä hydrogen ion seõ laø:

]A[

]HA[K]H[ a −+ =

Laáy (-) log cuûa caû hai veá, ta coù:

]A[

]HA[logKlog]Hlog[ a −+ −−=−

Theo ñònh nghóa, – log[H+] = pH, vaø – log Ka = pKa. Vaäy ta coù theå vieát laïi nhö sau:

]A[

]HA[logpKpH a −−=

Neáu ta ñaûo ngöôïc phaân soá trong haøm log, thì phöông trình seõ ñöôïc vieát laïi nhö sau:

]HA[]A[logpKpH a

−+=

Ñaây chính laø phöông trình Henderson – Hasselbalch

Haõy nhôù raèng, khi [A-] = [HA] , thì phöông trình ñöôïc vieát nhö sau:

pH = pKa + log 1 = pKa + 0

Ví duï veà caùch tính ñoä pH:

Haõy tính pH cuûa dung dòch ñeäm acetat khi troän dung dòch acid acetic 0,25M vôùi natriacetat 0,1M. Bieát pKa cuûa acid acetic laø 4,76.

Baøi giaûi:

Ta coù : 364398076425010764 ,,,

,,log,

]acetic acid[]acetat[logpKpH a =−=+=+=

Vaäy pH cuûa dung dòch ñeäm seõ laø 4,36

5. ÑAËC TÍNH CUÛA NÖÔÙC

Moät vaøi tính chaát vaät lyù cuûa nöôùc seõ taùc ñoäng ñeán khaû naêng hoøa tan cuûa caùc chaát trong nöôùc. Cuï theå laø: aùp suaát hôi, ñieåm soâi, ñieåm ñoâng ñaëc, aùp suaát thaåm thaáu.

Caùc tính chaát naøy laøm aûnh höôûng nhieàu ñeán cô theå soáng. Trong ñoù quan troïng nhaát laø “aùp suaát thaåm thaáu”, do noù coù theå laøm thay ñoåi doøng thaåm thaáu cuûa nöôùc ngang qua thaønh teá baøo. Chính vì vaäy ta seõ chuû yeáu ñeà caäp ñeán tính chaát naøy.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 12

5.1. AÙp suaát thaåm thaáu

Thaåm thaáu laø moät quaù trình maø trong ñoù caùc phaân töû hoøa tan ñi ngang qua moät maøng baùn thaám töø dung dòch coù noàng ñoä thaáp sang dung dòch coù noàng ñoä cao hôn. Caùc loã treân maøng baùn thaám ñuû roäng ñeå caùc phaân töû hoøa tan mong muoán ñi qua, nhöng cuõng ñuû heïp ñeå caùc phaàn töû lôùn hôn khoâng ñi qua ñöôïc. Ñoä cheânh leäch noàng ñoä caøng cao thì toác ñoä thaåm thaáu caøng nhanh. Ñoä cheânh leäch noàng ñoä giöõa hai phaàn cuûa maøng baùn thaám taïo neân moät aùp suaát thaåm thaáu.

AÙp suaát thaåm thaáu coù khaû naêng laøm ngöng doøng chaûy cuûa nöôùc ñi qua thaønh teá baøo cuûa cô theå soáng. AÙp suaát thaåm thaáu taïo neân moät löïc raát lôùn ñoái vôùi cô theå soáng. Ví duï: taïo neân doøng chaûy ngöôïc cuûa nhöïa caây trong caây.

AÙp suaát thaåm thaáu (π) phuï thuoäc vaøo noàng ñoä cuûa caùc chaát hoøa tan. Vaø (π) ñöôïc tính nhö sau:

π = MRT

Vôùi : M: noàng ñoä phaân töû gam; R: haèng soá = 0,082 L.atm/K.mol; T: ñoä Kelvin

Noàng ñoä cuûa dung dòch khi taïo thaønh söï thaåm thaáu ñöôïc goïi laø noàng ñoä thaåm thaáu, ñöôïc tính theo ñôn vò osmol. Noàng ñoä thaåm thaáu ñöôïc tính theo coâng thöùc:

tanchaát töû phaântöû phaànsoágam töû phaânñoä noàngthaáu thaåm ñoä noàng ×=

Ví duï:

Ure laø moät phaân töû khoâng phaân cöïc, do ñoù moät phaân töû ure chæ coù moät phaàn trong dung dòch. Vaäy noàng ñoä thaåm thaáu cuûa dung dòch ure 2M laø:

Noàng ñoä thaåm thaáu = 1M x 1 = 1 osmol

NaCl phaân ly thaønh hai ion trong dung dòch. Vaäy noàng ñoä thaåm thaáu cuûa dung dòch NaCl 1M laø

Noàng ñoä thaåm thaáu = 1M x 2 = 2 osmol

5.2. Söï thaåm thaáu vaø teá baøo soáng

AÙp suaát thaåm thaáu gaây neân moät soá “söï coá” ñoái vôùi teá baøo soáng. Trong caùc teá baøo coù chöùa caùc dòch baøo coù noàng ñoä nhaát ñònh.

Neáu nhö ta ñaët caùc teá baøo vaøo dung dòch coù noàng ñoä töông öùng, thì seõ khoâng coù hieän töôïng thaåm thaáu qua thaønh teá baøo. Caùc dung dòch naøy ñöôïc goïi laø “dung dòch ñaúng tröông - Isotonic”. Ví duï teá baøo maùu vaø dung dòch NaCl 0,9% (nöôùc muoái sinh lyù).

Neáu nhö ta ñaët caùc teá baøo vaøo trong dung dòch coù noàng ñoä thaáp hôn noàng ñoä cuûa dòch trong teá baøo, thì luùc naøy nöôùc seõ ñi vaøo beân trong teá baøo vaø teá baøo seõ bò phình ra cuoái cuøng seõ bò nöùt ra. Caùc dung dòch naøy ñöôïc goïi laø “dung dòch nhöôïc tröông – hypotonic”.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 13

Trong dung dòch öu tröông “hypertonic”, loaïi dung dòch coù noàng ñoä cao hôn dòch trong teá baøo, caùc teá baøo seõ bò co laïi do nöôùc töø trong teá baøo bò thaåm thaáu ngöôïc ra ngoaøi. Ví nhö caùc teá baøo maùu trong dung dòch NaCl 3%.

Tuøy theo muïc ñích maø ta seõ taïo ra moät moâi tröôøng töông öùng ôû xung quanh teá baøo.

Tuy nhieân, trong thöïc teá, ngoaøi hieän töôïng thaåm thaáu caùc teá baøo coøn bò aûnh höôûng bôûi nhieàu yeáu toá khaùc. Ví duï nhö hieän töôïng thaåm thaáu ôû treân chæ ñuùng vôùi nöôùc, caùc ion vaø caùc chaát höõu cô coù kích côõ nhoû, caùc chaát coù khaû naêng ñi qua caùc loã treân thaønh teá baøo. Nhöng vôùi caùc protein, ñaây laø caùc phaân töû coù kích côõ lôùn maø coù khaû naêng ñi qua thaønh teá baøo, luùc naøy hieän töôïng dieãn ra hoaøn toaøn khaùc. Tröôùc tieân ta phaûi thaáy raèng, thaønh teá baøo coù caáu truùc hoaøn toaøn khoâng nhö moät maøng loïc, chæ coù caùc loã vôùi caùc kích côõ nhaát ñònh. Noù coøn coù khaû naêng cho thaåm thaáu ngöôïc caùc loaïi ion, caùc daïng chaát dinh döôõng vaø caùc chaát thaûi qua noù. Ñaây chính laø quaù trình thaåm taùch qua maøng teá baøo. Ta khoâng theå naøo taïo ñöôïc noàng ñoä töôøng öùng cho töøng chaát, ñeå hình thaønh quaù trình nhö ta mong muoán. Maø baûn thaân teá baøo soáng seõ töï thay ñoåi ñeå phuïc vuï cho quaù trình naøy. Moät trong nhöõng yeáu toá giuùp teá baøo soáng coù khaû naêng thích öùng vôùi töï nhieân laø hieäu öùng Donnan. Hieäu öùng Donnan bao goàm:

- Moâi tröôøng ñoàng nhaát do bôûi söï thaåm thaáu cuûa nöôùc vaãn luoân phuï thuoäc vaøo aùp suaát thaåm thaáu.

- Thieát laäp ñieän theá maøng teá baøo.

Nhôø vaøo hieäu öùng Donnan maø teá baøo soáng luoân oån ñònh veà söï thaåm thaáu trong ñieàu kieän bình thöôøng, vaø coù khaû naêng taïo ra söï thaåm thaáu phuïc vuï cho baûn thaân teá baøo.

Ngoaøi hieäu öùng Donnan coøn coù raát nhieàu yeáu toá khaùc aûnh höôûng tôùi quaù trình thaåm thaáu cuûa teá baøo.

6. ÑÖÔØNG ÑAÚNG NHIEÄT HAÁP PHUÏ

Ñöôøng ñaúng nhieät haáp phuï (hoaëc phaûn haáp phuï) laø ñöôøng cong ñeå chæ löôïng nöôùc ñöôïc giöõ bôûi moät thöïc phaåm naøo ñoù, khi ôû ñieàu kieän caân baèng vaø taïi moät nhieät ñoä xaùc ñònh, phuï thuoäc vaøo ñoä aåm töông ñoái cuûa khí quyeån bao quanh. Hay ngöôïc laïi noù chæ aùp suaát hôi gaây ra bôûi nöôùc cuûa moät thöïc phaåm phuï thuoäc vaøo chính haøm löôïng nöôùc cuûa chính saûn phaåm ñoù.

Ñöôøng ñaúng nhieät haáp phuï vaø phaûn haáp phuï coù theå thu ñöôïc baèng phöông phaùp thöïc nghieäm ñoái vôùi moãi saûn phaåm vaø ôû moãi moät nhieät ñoä nhaát ñònh.

Ñeå xaây döïng ñöôøng ñaúng nhieät haáp phuï ngöôøi ta ñaët caùc maãu cuûa cuøng moät thöïc phaåm coù troïng löôïng ñaõ bieát trong moät daõy bình kín coù ñoä aåm töông ñoái cuûa khoâng khí taêng daàn. Ñeå giöõ cho ñoä aåm khoâng khí trong töøng bình khoâng thay ñoåi coù theå duøng caùc dung dòch muoái baõo hoøa hoaëc dung dòch H2SO4 coù noàng ñoä nhaát ñònh. Coøn ñeå xaây döïng ñöôøng ñaúng nhieät phaûn haáp phuï thì laïi ñaët caùc maãu cuûa cuøng moät thöïc phaåm öôùt coù troïng löôïng ñaõ bieát trong moät daõy bình kín coù ñoä aåm töông ñoái giaûm daàn. Khi ñaït ñöôïc caân baèng ngöôøi ta ño khoái löôïng nöôùc ôû caùc maãu. Töø caùc soá lieäu thöïc nghieäm thu ñöôïc veõ ñoà thò W=f(aw). Trong ñoù aw laø hoaït ñoä nöôùc vaø ñöôïc tính baèng coâng thöùc:

aw = P/Po

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 14

P: aùp suaát hôi baõo hoaø cuûa dung dòch (thöïc phaåm).

Po: aùp suaát hôi baõo hoaø cuûa dung moâi nguyeân chaát ôû cuøng nhieät ñoä.

7. HOAÏT TÍNH CUÛA NÖÔÙC

Cöôøng ñoä hö hoûng cuûa daïng saûn phaåm naøy hay daïng saûn phaåm khaùc laø do moät loaït caùc yeáu toá beân trong vaø beân ngoaøi gaây ra maø tröôùc heát laø do hoaït ñoä nöôùc cuûa saûn phaåm quyeát ñònh.

Nhìn chung nhöõng saûn phaåm coù hoaït ñoä nöôùc cao thì caùc quaù trình sinh hoïc chieám öu theá. Tuy nhieân trong caùc saûn phaåm coù haøm löôïng lipid nhieàu thì ngay caû khi coù hoaït ñoä nöôùc cao thì caùc quaù trinh phi sinh hoïc (quaù trình oxy hoùa) vaãn troäi hôn.

Ñoái vôùi nhöõng saûn phaåm coù haøm aåm thaáp vaø trung bình thì caùc quaù trình phi sinh hoïc nhö söï oxy hoùa vaø söï saãm maøu raát thöôøng xaåy ra. Toác ñoä cuûa caùc quaù trình naøy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo hoaït ñoä nöôùc.

7.1. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán phaûn öùng oxy hoùa chaát beùo

Lipid coù trong thaønh phaàn caùc saûn phaåm thöïc phaåm so vôùi nhöõng hôïp phaàn hoùa hoïc khaùc keùm beàn vöõng vôùi taùc duïng cuûa oxy khí quyeån. Caùc nghieân cöùu cho thaáy raèng löôïng nöôùc trong caùc saûn phaåm thöïc phaåm chöùa chaát beùo vaø caùc daïng lieân keát cuûa nöôùc vôùi caùc yeáu toá caáu thaønh khaùc cuûa saûn phaåm coù yù nghóa raát lôùn.

Caùc saûn phaåm chöùa chaát beùo ôû daïng khan thöôøng laø nhöõng vaät theå keo coù daïng xoáp, chaát beùo thöôøng ñöôïc phaân boá ôû beà maët cuûa caùc vi loã. Oxy coù theå thaâm nhaäp moät caùch töï do vaøo nhöõng loã naøy do ñoù söï töï oxy hoùa chaát beùo xaûy ra khaù deã daøng ngay caû khi aùp suaát phaàn cuûa oxy trong moâi tröôøng beân ngoaøi thaáp. Trong ñieàu kieän naøy neáu coù moät löôïng nöôùc nhoû trong saûn phaåm seõ kìm haõm moät caùch ñaùng keå quaù trình oxy hoùa. Taùc duïng naøy coù leõ laø do taïo ra lôùp nöôùc haáp phuï baûo veä treân beà maët saûn phaåm, do ñoù haïn cheá söï xaâm nhaäp cuûa oxy khí quyeån.

7.2. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán phaûn öùng saãm maøu phi enzym

Nöôùc cuõng ñoùng vai troø quyeát ñònh trong phaûn öùng saãm maøu phi enzym (saãm maøu cuõng ñöôïc xem laø moät trong caùc daïng hö hoûng cuûa caùc saûn phaåm thöïc phaåm). Söï saãm maøu coù theå laø do phaûn öùng caramen hoùa, phaûn öùng melanodin, phaûn öùng giöõa caùc saûn phaåm oxy hoaù caùc lipid vôùi protein hoaëc phaûn öùng thoaùi phaân caùc hôïp chaát cacbonyl coù noái keùp ñoâi luaân hôïp nhö vitamin C.... Thoâng thöôøng caùc saéc toá coù maøu saãm seõ ñöôïc taïo ra trong caùc saûn phaåm coù haøm aåm thaáp hoaëc trung bình khi hoaït ñoä nöôùc lôùn hôn 0,5.

7.3. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán phaûn öùng enzym trong caùc saûn phaåm thöïc phaåm

Nhö chuùng ta bieát, enzym xuùc taùc phaûn öùng qua hai giai ñoaïn:

• Lieân keát enzym vôùi cô chaát taïo ra phöùc phi ñoàng hoùa trò hoaëc hôïp chaát axyl-enzym.

• Phaân ly hôïp chaát naøy thaønh saûn phaåm phaûn öùng vaø enzym.

Trong caû hai giai ñoaïn phaûn öùng naøy nöôùc coù vai troø laøm taêng tính linh ñoäng cuûa cô chaát vaø saûn phaåm phaûn öùng.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 15

Trong caùc phaûn öùng thuûy phaân bôûi enzym nöôùc tham gia raát tích cöïc, löôïng nöôùc ñöôïc söû duïng trong quaù trình naøy phuï thuoäc vaøo soá löôïng vaø baûn chaát cuûa cô chaát vaø enzym.

Trong caùc saûn phaåm thöïc phaåm coù haøm aåm thaáp, hoaït ñoäng cuûa enzym laø raát nhoû vaø coù theå coi nhö khoâng coù vì nöôùc töï do chöa ñuû ñeå thöïc hieän caùc phaûn öùng.

7.4. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät

Söï thay ñoåi cuûa vi sinh vaät coù theå gaây aûnh höôûng ñeán chaát löôïng cuûa thöïc phaåm, hoaëc goùp phaàn baûo quaûn thöïc phaåm hoaëc laøm hö hoûng thöïc phaåm.

Nöôùc laø moâi tröôøng ñeå caùc loaøi vi sinh vaät naøy sinh tröôûng, phaùt trieån vaø thöïc hieän caùc phaûn öùng trao ñoåi chaát. Tuy nhieân tuøy thuoäc vaøo töøng chuûng loaïi vi sinh vaät khaùc nhau maø nhu caàu veà nöôùc seõ thay ñoåi. Beân caïnh ñoù caùc yeáu toá nhö nhieät ñoä, pH, O2 vaø CO2 cuõng nhö söï coù maët cuûa caùc chaát kìm haõm vaø chaát baûo veä cuõng seõ coù nhöõng taùc ñoäng nhaát ñònh leân söï soáng vaø söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät.

7.5. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán tính chaát löu bieán cuûa thöïc phaåm

Ñoä cöùng, ñoä ñaøn hoài, ñoä dai, ñoä deûo laø nhöõng tính chaát löu bieán cuûa thöïc phaåm.

Nhieàu nghieân cöùu ñaõ chöùng toû raèng ñieàu kieän aåm cuûa thöïc phaåm khoâ hoaëc baùn khoâ coù vai troø quan troïng trong vieäc taïo ra tính chaát löu bieán cuûa chuùng.

7.6. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán giaù trò dinh döôõng

Nöôùc cuõng coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán ñoä beàn cuûa moät soá vitamin nhaát laø nhöõng vitamin coù theå hoaø tan trong nöôùc nhö vitamin C, B1...Hoaït ñoä nöôùc caøng thaáp thì thôøi gian baûo quaûn nhöõng loaïi vitamin naøy caøng taêng.

Tuy nhieân vôùi caùc loaïi vitamin tan trong chaát beùo thì söï phaù huûy caøng giaûm khi hoaït ñoä nöôùc taêng.

7.7. AÛnh höôûng cuûa nöôùc ñeán caáu truùc cuûa rau quaû töôi

Rau quaû töôi chöùa nhieàu nöôùc neân thöôøng coù ñoä caêng, ñoä boùng vaø ñoä gioøn nhaát ñònh, khaùc voùi rau quaû bò heùo thì teo laïi do maát nöôùc. Chính aùp suaát tröông cuûa löôïng nöôùc beân trong teá baøo ñaõ taïo moät ñoä caêng nhaát ñònh ñoái vôùi teá baøo vaø laøm taêng kích thöôùc teá baøo.

7.8. Nöôùc tham gia vaøo söï taïo caáu truùc vaø traïng thaùi cuûa caùc saûn phaåm thöïc phaåm cheá bieán

Nöôùc töông taùc vôùi nhoùm NH2, COOH, OH, -CO-NH- cuûa protein ñeå taïo ra voû nöôùc hydrat laøm cho dung dòch protein coù ñoä nhôùt vaø coù ñoä hoøa tan nhaát ñònh. Nöôùc laøm bieán tính protein vaø phaù huyû toaøn boät caáu truùc baäc cao, taïo nhöõng bieán ñoåi saâu saéc veà löôïng. Nhôø bieán tính maø sau ñoù caùc phaân töû protein töông taùc vôùi nhau taïo ra maïng löôùi coù traät töï goïi laø gel – caáu truùc môùi cho nhöõng thöïc phaåm nhö phomai, gioø...

Nöôùc coøn aûnh höôûng ñeán khaû naêng taïo nhuû töông vaø khaû naêng taïo boït cuûa protein, töø ñoù taïo ra moät traïng thaùi môùi cho nhöõng thöïc phaåm coù chöùa protein.

Nöôùc coøn laø chaát hoùa deûo cuûa tinh boät taïo ñoä dai, ñoä deûo, ñoä ñaëc, ñoä trong, taïo maøng, taïo sôïi ... cho nhieàu saûn phaåm thöïc phaåm.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 16

CHÖÔNG 3: PROTEIN

Protein laø phaân töû sinh hoïc raát lôùn, coù maët nhieàu nhaát trong teá baøo soáng. Protein tham gia vaøo raát nhieàu caùc phaûn öùng sinh hoùa khaùc nhau vaø toàn taïi ôû caùc daïng phaân töû khaùc nhau.

Tuy nhieân, protein ñöôïc keát hôïp bôûi 20 amino acid. Caùc amino acid noái vôùi nhau bôûi lieân keát peptid. Kích thöôùc cuûa caùc protein phuï thuoäc vaøo söï lieân keát giöõa caùc amino acid, noù coù theå coù khoái löôïng töø vaøi ngaøn ñeán vaøi trieäu dalton. Ngöôøi ta quy öôùc: caùc phaân töû coù kích thöôùc nhoû, thoâng thöôøng ñöôïc keát hôïp bôûi soá löôïng amino acid nhoû hôn 50, ñöôïc goïi laø caùc peptid. Chæ caùc phaân töû ñöôïc keát hôïp töø 50 amino acid trôû leân môùi coù theå coi laø protein. Tuy nhieân söï phaân bieät giöõa peptid vaø protein vaãn chöa ñöôïc phaân ñònh roõ raøng. Ví duï, coù moät soá taøi lieäu ghi raèng oligopeptid ñöôïc taïo thaønh töø 2 ñeán 10 amino acid; coøn polypeptid thì ñöôïc taïo thaønh töø 10 amino acid trôû leân; cuõng theo quan ñieåm naøy, protein seõ coù khoái löôïng lôùn hôn 10.000 dalton (D).

Cα+H 3N C

R

H

O -

O

Ca áu tru ùc to ång qua ùt cu ûa α-am io acid

I. AMINO ACID

1.1. Caáu truùc

Amino acid laø ñôn vò caáu truùc cô baûn cuûa protein. Trong thöïc teá ta thöôøng gaëp 20 amino acid caên baûn, ngoaøi ra protein coøn chöùa moät soá amino acid caûi bieán. Caùc amino acid ñeàu coù caáu taïo chung gioáng nhau: coù nhoùm carboxyl (-COOH) vaø nhoùm amine (- NH2) gaén vaøo nguyeân töû C∝ ; caùc amino acid khaùc nhau ôû vò trí maïch beân (- R). Tính chaát cuûa töøng amino acid phuï thuoäc vaøo caáu taïo, kích thöôùc vaø dieän tích cuûa (-R). Taïi pH = 7 nhoùm carboxyl cuûa amino acid naèm ôû daïng baz töông öùng (-COO-) vaø nhoùm amino naêm ôû daïng acid (-NH3

+). Do ñoù amino acid mang caû tính baz laãn tính acid. Trong töï nhieân, thoâng thöôøng soá ñieän tich döông vaø aâm töông öng vôùi nhau, vaäy amino acid coøn laø chaát löôõng tính.

Amino acid ñaàu tieân ñöôïc phaùt hieän ôû caây maêng taây vaøo naêm 1806, ñoù laø asparagine. Amino acid cuoái cuøng trong soá 20 amino acid caên baûn ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1938, ñoù laø threonine. Caùc amino acid thöôøng ñöôïc goïi teân theo nguoàn goác phaùt hieän ra chuùng. Do ñoù teân goïi caùc amino acid ñöôïc goïi theo teân thoâng thöôøng.

Caùc amino acid thoâng duïng thöôøng ñöôïc vieát taét döôùi daïng 3 chöõ hoaëc 1 chöõ. Cuï theå nhö sau:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 17

TT Amino acid Vieát taét 3 chöõ

Vieát taét 1 chöõ

1 Alanine Ala A

2 Arginine Arg R

3 Asparagine Asn N

4 Aspartic acid Asp D

5 Cysteine Cys C

6 Glutamic acid Glu E

7 Glutamine Gln Q

8 Glycine Gly G

9 Histidine His H

TT Amino acid Vieát taét 3 chöõ

Vieát taét 1 chöõ

10 Isoleucine Ile I

11 Leucine Leu L

12 Lysine Lys K

13 Methionine Met M

14 Phenylalanine Phe F

15 Proline Pro P

16 Serine Ser S

17 Threonine Thr T

18 Tryptophan Trp W

19 Tyrosine Tyr Y

20 Valine Val V

Do bôûi caáu truùc cuûa caùc amino acid taùc ñoäng raát nhieàu ñeán caáu taïo cuûa töøng protein, neân caáu truùc cuûa chuùng ñöôïc nghieân cöùu raát kyõ. Coù nhieàu caùch phaân loaïi protein, döôùi ñaây laø söï phaân loaïi protein theo khaû naêng keát hôïp vôùi phaân töû nöôùc

Caáu truùc cuûa caùc amino acid thoâng duïng ôû daïng ion hoùa pH = 7:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 18

NH3+

CH COO-Glycine(Gly)

CH COO-Alanine (Ala) NH3

+H3C

H

CHValine (Val)

CH3

CH3

CH COO-

NH3+

CH CH2Leucine (Leu)

H3CCH3

CH COO-

NH3+

CHIsoleucine (Ile)

H3C

C2H5

CH COO-

NH3+

Proline (Pro)

+H2N COO-

- Amino acid khoâng phaân cöïc vôùi maïch beân chæ laø nhoùm hydrocacbon

CH2Serine (Ser)

OH CH COO-

NH3+

- Amino acid phaân cöïc vôùi maïch beân coù gaén caùc nhoùm chöùc khaùc nhau

Threonine (Thr)

CH2

OH

CH COO-

NH3+

CH3

CH2Cysteine(Cys)

HS CH COO-

NH3+

CH2Methionine (Met)

CH2 CH COO-

NH3+

SCH3

CH2Asparagine (Asn)

C CH COO-

NH3+NH2

O

CH2Glutamine (Gln)

CH2 CH COO-

NH3+

CO

NH2

- Amino acid vôùi maïch beân chöùa nhaân thôm

CH2Phenylalanin (Phe)

CH COO-

NH3+

CH2Tyrosin (Tyr)

CH COO-

NH3+

OH

CH2Tryptophan (Trp)

CH COO-

NH3+

N

H

- Amino acid phaân cöïc vôùi maïch beân mang ñieän döông

(CH2)3Lysin (Lys)

H2C CH COO-

NH3+NH3

+

(CH2)3Arginin (Arg)

NH CH COO-

NH3+

C

NH2+

H2N

CH2

Histidin (His)

CH COO-

NH3+

NH+HN

- Amino acid phaân cöïc vôùi maïch beân mang ñieän aâm

CH2Asparate (Asp)

-OOC CH COO-

NH3+

CH2Glutamat (Glu)

H2C CH COO-

NH3+COO-

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 19

Ngoaøi caùc amino acid noùi treân, trong cô theå coøn gaëp caùc amino acid khoâng tham gia vaøo thaønh phaàn caáu taïo cuûa protein (amino acid phi protein) vaø moät soá daïng amino acid ít gaëp trong protein. Caùc amino acid naøy cuõng coù vai troø sinh hoïc quan troïng ñoái vôùi cô theå.

4- hydroxyprolineH2

=N COO-

OH

(CH2)2

5-hydroxylysineCH CH COO-

NH3+OH

H2C

NH3+

(CH2)3

6-N-MethyllysineH2C CH COO-

NH3+NHH3C

CH2

Gamma-carboxylglutamateCH CH COO-

NH3+COO-

-OOC

CH2

SelenocysteinHSe CH COO-

NH3+

(CH2)2 CHCOO-

NH3+

N

(CH2)2CH

+H3N

-OOC

(CH2)3

CH

+H3N COO-

(CH2)4

CH+H3N COO-

Desmosine

- Moät soá amino acid ít gaëp trong protein

- Moät soá amino acid khoâng gaëp trong protein

(CH2)2H2C CH COO-

NH3+NH3

+

(CH2)3N CH COO-

NH3+H

C

O

H2N

CitrullineOrnithine

1.2. Tính chaát cuûa amino acid

1.2.1. Tính quang hoïc

CP

COO-

Alanine (Ala)

NH3+

CH3

HCP

COO-

H

CH3

+H3N

L-alanine D-alanine

Ngoaïi tröø glycine, 19 amino acid coøn laïi ñeàu chöùa carbon alpha baát ñoái xöùng vôùi caùc nhoùm chöùc khaùc nhau; - COOH , - R, - NH2 , - H. Do ñoù noù ñeàu coù ñoàng phaân quang hoïc. Ví duï alanine coù hai daïng ñoàng phaân quang hoïc: L-alanine (coù khaû naêng laøm quay maët phaúng aùnh saùng phaân cöïc sang beân traùi), vaø D-alanine (coù khaû naêng laøm quay maët phaúng aùnh saùng phaân cöïc sang beân phaûi).

Trong cô theå soáng thöôøng gaëp daïng L-amino acid vaø cô theå cuõng chæ coù khaû naêng haáp thuï L-amino acid. Tuy nhieân daïng D-amino acid vaãn thöôøng coù maët trong caùc ñoaïn peptid ngaén cuûa vaùch teá baøo vi khuaån vaø coù trong thaønh phaàn peptid cuûa chaát khaùng sinh.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 20

1.2.2. Tính löôõng tính

Trong dung dòch, caùc amino acid thöôøng ôû daïng ion löôõng tính do cuøng moät luùc mang caû hai nhoùm ñieän tích : döông vaø aâm. Caùc nhoùm naøy coù khaû naêng haáp phuï aùnh saùng khaù maïnh. Do ñoù ngöôøi ta cuõng thöôøng duøng phöông phaùp ño ñoä haáp phuï maøu ñeå xaùc ñònh noàng ñoä protein tan trong dung dòch.

Trong dung dòch, amino acid ôû daïng phaân cöïc vaø tuøy thuoäc vaøo pH cuûa moâi tröôøng noù coù theå mang ñieän döông hoaëc ñieän tích aâm. Ta coù phaûn öùng toång quaùt:

R C

H

NH3

COOH R C

NH3

COO

H

R C

H

NH 2

COO

pH=1 pH=7 pH=11

Tuy nhieân, tuøy thuoäc vaøo baûn chaát cuûa moãi amino acid maø noù seõ coù ñöôøng chuaån ñoä rieâng ñaëc thuø.

Chuùng ta seõ xem xeùt ñeán tröôøng hôïp cuûa hai amino acid: glycine vaø acid glutamic döôùi taùc duïng cuûa dung dòch NaOH 0,1N:

- Ñoái vôùi glycine: ôû pH thaáp glycine chuû yeáu ôû daïng ion +H3N – CH2 – COOH, khi pH baét ñaàu gia taêng thì nhoùm – COOH cuûa glycine seõ cho H+ vaø ion +H3N – CH2 – COO- hình thaønh. Khi noàng ñoä cuûa ion naøy töông ñöông vôùi noàng ñoä cuûa chaát cho H+ laø ion +H3N – CH2 – COOH thì dung dòch ñaït ñieåm caân baèng pK1 = 2,34, coù nghóa raèng nhoùm – COOH cuûa glycine luùc naøy coù pKa laø 2,34. Tieáp tuïc boå sung OH- , ñöôøng chuaån ñoä seõ ñaït tôùi ñieåm uoán thöù hai töông ñöông vôùi pH = 5,97. Luùc naøy glycine chuû yeáu ôû daïng ion löôõng cöïc +H3N – CH2 – COO- vaø vò trí pH naøy ñöôïc goïi laø ñieåm ñaúng ñieän (isoelectric point) vôùi pH ñöôïc goïi laø pI. Khi vöôïc qua ñieåm treân, tieáp tuïc boå sung OH- , luùc naøy H+ cuûa goác NH3

+ bò taùch ra vaø ion H2N – CH2 – COO- hình thaønh. Dung dòch ñaït ñieåm caân baèng thöù hai khi noàng ñoä cuûa ion H2N – CH2 – COO- töông ñöông vôùi noàng ñoä cuûa chaát cho H+ laø ion +H3N – CH2 – COO-, luùc naøy pK2 = 9,6. Quaù trình chuaån ñoä keát thuùc ôû pH = 12 khi glycine chuû yeáu ôû daïng ion H2N – CH2 – COO- .

Vaäy treân ñöôøng chuaån ñoä cuûa glycine coù 3 ñaëc ñieåm quan troïng:

+ Ñieåm caân baèng thöù nhaát pK1 = 2,34 ñaëc tröng cho nhoùm – COOH , ñieåm caân baèng thöù hai pK2 = 9,60 ñaëc tröng cho nhoùm – NH3

+.

+ Glycine coù hai vuøng ñeäm naèm xung quanh hai pK noùi treân

+ Ñieåm ñaúng ñieän cuûa glycineôû pI = 5,97. Luùc naøy, toång ñieän tích cuûa glycine = 0. Khi pH cuûa glycine < pI thì glycine mang ñieän tích (+), coøn khi pH cuûa glycine > pI thì glycine mang ñieän tích (-). Taïi ñieåm ñaúng ñieän thì ñoä hoøa tan trong nöôùc cuûa acid amin laø toái thieåu luùc naøy acid amin ôû traïng thaùi deã keát tuûa nhaát. Ñieåm ñaúng ñieän pI ñöôïc tính nhö sau:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 21

97,52

6,934,22

pKpKpI 21 =+

=+

=

- Ñoái vôùi acid glutamic: coù nhieàu nhoùm phaân cöïc hôn. Vôùi caáu truùc maïch noái caïnh beân coù theâm nhoùm – COOH , do ñoù caàn söû duïng nhieàu dung dòch NaOH hôn trong quaù trình chuaån ñoä. Treân ñöôøng chuaån ñoä ta thaáy ñöông löôïng OH- nhieàu hôn so vôùi caùc chaát khaùc. Taïi ñieåm pK1 , nhoùm – COOH ôû vò trí ∝ nhöôøng proton vaø trôû thaønh nhoùm carboxylate. Taïi ñieåm pKR , nhoùm – COOH thöù hai tieáp tuïc nhöôøng proton ta coù pKR = 4,3 .

Ñieåm ñaúng ñieän cuûa acid glutamic laø giaù trò trung bình cuûa hai pK ñaëc tröng cho hai nhoùm carboxyl, do ñoù seõ baèng:

22,32

25,419,22

pKpKpI R1 =+

=+

=

Ñieåm pK2 = 9,67 ñaït ñöôïc khi nhoùm – NH3+ ion nhöôøng ñieän töû trôû thaønh – NH2 .

123456789

10111213

00,5 1,0 1,5

pH

OH- (N)Ñöôøng chuaån ñoä cuûa glycine 0,1M

pK1=2,34

pI =5,97

pK2=9,60

123456789

10111213

01,0 2,0

pH

OH- (N)Ñöôøng chuaån ñoä cuûa acid glutamic 0,1M

0,5 1,5 2,5

pK1=2,19

pKR=4,25

pK2=9,67

Ñieåm ñaúng ñieän cuûa caùc amino acid coù moät nhoùm carboxylic (monocarboxylic) vaø hai nhoùm amino (diamino) nhö Histidine seõ laø giaù trò pH trung bình cuûa hai giaù trò pK cuûa hai nhoùm – NH2. Noùi moät caùch khaùc, giaù trò pK vaø pI cuûa amino acid phuï thuoäc caû vaøo caùc nhoùm – NH2 vaø – COOH töï do (caùc nhoùm khoâng naèm trong caáu truùc cô baûn cuûa amino acid). Ñaëc bieät laø trong caùc caáu truùc pepid vaø protein, caùc nhoùm ∝ - amino vaø ∝ - carboxyl khoâng naèm trong daïng ion do tham gia vaøo trong lieân keát peptid, luùc naøy ñoä pH cuûa peptid vaø protein haàu nhö chæ phuï thuoäc hoaøn toaøn vaøo caùc nhoùm chöùc coøn laïi.

Baûng döôùi ñaây trình baøy giaù trò pKa cuûa caùc nhoùm coù khaû naêng ion hoùa cuûa caùc amino acid:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 22

TT Amino acid PK1 PK2 pKR

1 Glycine 2,34 9,6

2 Alanine 2,34 9,69

3 Valine 2,32 9,62

4 Leucine 2,36 9,60

5 Isoleucine 2,36 9,60

6 Serine 2,21 9,15

7 Threonine 2,63 10,43

8 Methionine 2,28 9,21

9 Phenylalanine 1,83 9,13

10 Tryptophane 2,83 9,39

11 Asparagine 2,02 8,8

12 Glutamine 2,17 9,13

13 Proline 1,99 10,6

14 Cysteine 1,71 10,78 8,33

15 Histidine 1,82 9,17 6,00

16 Aspartic acid 2,09 9,82 3,86

17 Glutamic acid 2,19 9,67 4,25

18 Tyrosine 2,2 9,11 10,07

19 Lysine 2,18 8,95 10,79

20 Arginine 2,17 9,04 12,48

Keát luaän:

- Taát caû caùc amino acid chöùa moät nhoùm ∝ - amino vaø ∝ - carboxyl ñeàu coù ñöôøng chuaån ñoä gioáng glycine.

- Caùc amino acid coù maïch beân – R coù khaû naêng ion hoùa thöôøng coù ñöôøng chuaån ñoä phöùc taïp hôn vôùi caùc giaù trò pK khaùc nhau.

- Trong soá 20 amino acid, chæ coù Histidine coù pKa cuûa maïch beân laø 6,0, coù nghóa laø coù khaû naêng taïo ñeäm ôû pH gaàn trung tính.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................

Trang 23

1.2.3. Caùc phaûn öùng ñaëc tröng cuûa amino acid

Amino acid laø caùc chaát höõu cô coù hai nhoùm chöùc: nhoùm carboxyl vaø nhoùm amino; vaø coøn coù maïch beân R vôùi caáu truùc khaùc nhau. Chính vì theá noù tham gia vaøo raát nhieàu caùc phaûn öùng hoùa hoïc khaùc nhau. Maêïc daàu vaäy, amino acid vaãn coù moät soá phaûn öùng ñaëc tröng nhaát ñònh. Trong ñoù phaûn öùng taïo lieân keát peptid vaø taïo caàu noái disulfide laø caùc phaûn öùng ñaëc tröng vaø mang moät yù nghóa quan troïng ñeán caáu truùc cuûa peptid vaø protein trong cô theå soáng.

1.2.3.1. Lieân keát peptid

Caùc amino acid noái vôùi nhau trong caáu truùc cuûa peptid hay cuûa protein baèng lieân keát peptid. Lieân keát peptid laø lieân keát noái giöõa nhoùm ∝ - carboxyl cuûa moät amino acid vôùi nhoùm ∝ - amino cuûa amino acid khaùc.

CH CH2N

R

O

O H CH COOHN

R

H

H+ CH CH2N

R

OCH COOHN

R

H- H2O

Ñaây laø phaûn öùng khöû nöôùc. Khi hai amino acid noái vôùi nhau thì saûn phaåm taïo thaønh ñöôïc goïi laø dipeptid. Ví duï: glycine vaø serine keát hôïp vôùi nhau qua lieân keát peptid seõ taïo thaønh glycylserine hoaëc serylglycine (tuøy thuoäc vaøo amino acid naøo ñöùng tröôùc). Khi ba amino acid keát hôïp vôùi nhau ta ñöôïc tripeptid, coøn tetrapeptid goàm 4 amino acid keát hôïp vôùi nhau,….

Thoâng thöôøng, sau khi keát hôïp, ngöôøi ta thöôøng coi nhö amino acid beân traùi chöùa nhoùm – NH2 töï do (N – terminal), vaø amino acid ôû beân phaûi seõ chöùa nhoùm – COOH töï do (C – terminal). Teân cuûa peptid naøy seõ ñöôïc goïi baét ñaàu baèng teân cuûa amino acid beân traùi. Ví duï:

H2N - Tyr – Cys – Gly – COOH : tyrosylcysteinylglycine

Ngöôøi ta ñaõ töøng coi nhö caùc polypeptid taïo thaønh coù caáu truùc oån ñònh vaø caáu truùc naøy chæ phuï thuoäc vaøo töøng lieân keát peptid, tuy nhieân vaøo nhöõng naêm 50 Linus Pauling cuøng coäng söïï, sau khi duøng tia X ñeå quan saùt, hoï thaáy raèng chieáu daøi cuûa noái C – N giöõa hai amino acid luoân ngaén hôn so vôùi noái C – N cuûa caùc chaát khaùc. Töø ñoù Pauling nhaän thaáy caáu truùc cuûa caùc polypeptid tröôùc tieân phuï thuoäc vaøo caùc lieân keát peptid vaø söï quay quanh lieân keát naøy ñeå ñaït moät vò trí beàn vöùng nhaát; sau ñoù coøn phuï thuoäc vaøo caáu truùc cuûa caùc goác – R . Do ñoù moãi polypeptid laïi coù moät caáu truùc khoâng gian khaùc nhau.

1.2.3.2. Caàu noái disulfide

.........................................................................................

CH2

HS

CH

COO-NH3+

CH2

SH

CHCOO- NH3

+

CH2

S

CH

COO-NH3+

CH2

S

CHCOO- NH3

+

Cysteine (Cys) Cystine

- 2H

+ 2H

Caàu noái disulfide trong caáu truùc cuûa peptid vaø protein taïo neân moät daïng noái trong khoâng gian raát ñaëc tröng. Caàu noái naøy ñöôïc hình thaønh töø caùc amino acid chöùa nhoùm – SH.

Quaù trình oxy hoùa hai cysteine taïo thaønh cystine. Ñaây laø moät chaát maø trong caáu truùc coù caàu noái disulfide.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 24

1.2.3.3. Moät soá phaûn öùng hoùa hoïc

* Phaûn öùng taïo muoái:

Do tính löôõng tính, trong coâng thöùc caáu taïo coù caû nhoùm – COOH vaø – NH2 , maø amino acid coù khaû naêng taïo muoái vôùi caû acid vaø baz.

- Phaûn öùng taïo muoái vôùi baz:

Chaát taïo thaønh laø muoái Natri cuûa amino acid

R CH

NH3+

COO- + NaOH R CH

NH2

COONa + H2O

- Phaûn öùng taïo muoái vôùi acid:

Phaûn öùng taïo thaønh saûn phaåm ôû daïng muoái clorua

R HC

NH2

COOH HCl Cl H3N HC

R

COOH+

* Phaûn öùng taïo phöùc vôùi kim loaïi naëng:

Acid amine coù theå taùc duïng vôùi caùc kim loaïi naïêng (Pb, Hg, Cu,..) taïo muoái noäi phöùc. Ñaëc bieät vôùi dung dòch CuSO4 amino acid taïo muoái Cu keát tinh maøu xanh ñaäm hoaëc xanh tím. Phaûn öùng naøy cuõng ñöôïc söû duïng ñeå xaùc nhaän söï hieän dieän cuûa amino acid.

COHO

CHH2N R

COO

CHN R

CO O

CHNR

Cu

HH

H H

2CuSO4

Phaûn öùng naøy xaûy ra khi ñun soâi amino acid vôùi moät löôïng dö Cu(OH)2 vaø CuCO3

* Phaûn öùng taïo amid :

+CH

H2N

CO OH - 2 H2O

HNC

RCH C

O

NHCH

O Rdixetopiperazin

RCH

H2N

CO OH

R

CH2

Aspartic (Asp)

HOOC CH COOH

NH2

+ NH3 CH2CO CH COOH

NH2NH2

- H2O

Asparagine

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 25

* Phaûn öùng ester hoaù:

Ester cuûa caùc acid amine laø nhöõng chaát loûng deã bay hôi, coù tính kieàm, caùc chaát naøy coù theå ñieàu cheá ñöôïc baèng phöông phaùp caát chaân khoâng.

R CH COOH

NH2

+ R, CH COOR,

NH2

R, OH + H2O

* Taùc duïng vôùi HNO2 ( acid nitrô):

Tröø proline vaø oxy – proline khoâng tham gia phaûn öùng, caùc acid amin baäc 1 khaùc coù khaû naêng phaûn öùng vôùi acid nitrô ñeå taïo ra khí nitrô vaø oxyacid. Phaûn öùng naøy duøng ñeå ñònh löôïng N coù trong acid amin caên cöù vaøo löôïng khí nitrô thoaùt ra.

R CH COOH

NH2

+ R CH COOH

OHHNO 2 + N2 + H2O

* Taùc duïng vôùi caùc chaát chæ thò maàu :

- Taùc duïng vôùi ninhydrin:

Ninhydrin laø chaát chæ thò ñöôïc söû duïng sôùm vaø ñöôïc bieát nhieàu nhaát, noù phaûn öùng vôùi nhoùm – Nh2 cuûa amino acid ôû 1000C cho ra saûn phaåm coù khaû naêng haáp phuï böôùc soùng λ = 570 nm (tröø proline vaø oyproline haáp phuï böôùc soùng ôû λ = 440 nm). Nhôø vaøo bieåu ñoà saéc kyù ta coù theå tieán haønh ñònh tính vaø ñònh löôïng acid amin.

Khi ñun noùng acid amine vôùi ninhydrin seõ taïo thaønh CO2, NH3, aldehyde töông öùng vaø diceto oxyhydrinden

C

CC O

C

C

O

O

CHOH

O

O

+ H2O + CHR COO-

NH3+

+ CO2 + NH3 + RCHO

ninhydrin diceto oxy hydrinden

Khi pH trong moâi tröôøng phaûn öùng lôùn hôn 4, phaûn öùng giöõa diceto oxy hydrinden vôùi NH3 vaø moät phaân töû ninhydrin môùi seõ xaûy ra. Phöùc môùi taïo thaønh. Phöùc naøy laïi tieáp tuïc keát hôïp vôùi NH3 ñeå taïo thaønh hôïp chaát môùi coù maøu tím xanh ñoû

C

CC O

C

C

O

O

CO

OC

C

O

O

C HOH + NH3 + N CH

CO

CO+ H2O

C

C

O

O

C N CH

CO

CO

+ NH3C

C

O

O

C N C

C

CO

H4NO

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 26

Trong giôùi haïn nhaát ñònh, cöôøng ñoä maøu naøy tyû leä thuaän vôùi löôïng amoniac tham gia phaûn öùng, do ñoù tyû leä thuaän vôùi löôïng acid amine tham gia phaûn öùng luùc ban ñaàu. Ñieàu naøy ñaõ ñöôïc öùng duïng ñeå ñònh tính vaø ñònh löôïng amino acid baèng phöông phaùp saéc kyù vaø ñieän di.

Trong caùc amino acid thì acid aspartic taùc duïng vôùi ninhydrin seõ giaûi phoùng ra 2 phaân töû CO2, coøn proline vaø oxy proline seõ cho ra hôïp maøu vaøng vaø khoâng taïo ra amoniaêc.

C

NC O

O

izatinH

Ngoaøi ninhydrin, ngöôøi ta coøn duøng izatin. Izatin coù coâng thöùc caáu taïo gaàn gioáng ninhydrin. Khi tham gia phaûn öùng vôùi amino acid, cô cheá vaø tuaàn töï phaûn öùng cuõng töông töï nhö vôùi ninhydrin.

- Taùc duïng vôøi caùc chaát chæ thò maøu khaùc:

Cho ñeán nhöõng naêm 80 thì ninhydrin ñöôïc söû duïng raát roäng raõi ñeå ñònh tính vaø ñònh löôïng acid amin. Tuy nhieân gaàn ñaây, noù ñaõ ñöôïc thay theá bôûi caùc chaát chæ thò khaùc coù ñoä nhaäy cao hôn, nhaát laø trong caùc phaûn öùng xaùc ñònh söï hieän dieän cuûa veát protein.

Vôùi muïc ñích xaùc ñònh moät löôïng nhoû protein, trong nhöõng naêm gaàn ñaây, ngöôøi ta ñaõ duøng caùc chæ thò maøu ñaëc bieät coù tính huyønh quang. Caùc chaát naøy coù tính öu vieät hôn so vôùi ninhydrin ôû choã: saûn phaåm taïo thaønh coù chöùa caû maïch beân R cuûa amino acid, ñieàu naøy giuùp cho vieäc phaân bieät daãn xuaát cuûa amino acid moät caùch deã daøng hôn.

Döôùi ñaây laø moät vaøi chaát chæ thò theá heä môùi vaø phöông trình phaûn öùng cuûa chuùng vôùi amino acid:

NH3+ CH COO-

RNO2

O2N

F

1-Fluoro-2,4-dinitrobenzene

NO2

O2N

NH

CH-OOC

R

2,4- dinitrophenylamino acid

+

O

OO

O

NH3+ CH COO-

R+ N

HOO

CCOO-

RH

Fluorescamine

Amino acid

Amino acid Daãn xuaát huyønh quang

* Phaûn öùng vôùi HCHO (formol, fomaline)

Phaûn öùng naøy duøng ñeå ñònh löôïng acid amine. Cô cheá phaûn öùng nhö sau:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 27

Khi theâm moät löôïng dö formol trung tính vaøo dung dòch acid amiine, luùc naøy formol seõ ñaåy H+ ra khoûi – NH3

+ vaø phaûn öùng vôùi nhoùm – NH2 taïo thaønh daãn xuaát methyl hoùa. Vaäy acid amine seõ maát ñi tính baz vaø chæ coøn tính acid do chæ coøn laïi nhoùm – COOH töï do.

Chuaån ñoä löôïng acid naøy baèng dung dòch NaOH, töø ñoù tính ñöôïc löôïng acid amine töông öùng.

Phöông trình phaûn öùng:

NH3+ CH COO-

RH2N CH COO-

R+ H+

H2N CH COO-R

+ 2 HCHO N CH COOH

R

CH2

CH2HO

HO

Do ñoù phöông phaùp naøy coøn ñöôïc goïi laø phöông phaùp chuaån ñoä formol cuûa Sorensen

1.2.4. Phaân giaûi hoãn hôïp amino acid

Khi thuûy phaân hoøan toaøn moät protein ta nhaän ñöôïc moät hoãn hôïp acid amine. Vieäc ñònh tính vaø ñònh löôïng caùc acid amine naøy baèng phöông phaùp coå ñieån laø moät vaán ñeà raát khoù khaên. Ngaøy nay, ngöôøi ta ñaõ aùp duïng nhieàu phöông phaùp hieän ñaïi ñeå ñònh tính vaø ñònh löôïng acid amine. Ví duï :

- Phöông phaùp saéc kyù giaáy, saéc kyù baûn moûng;

- Phöông phaùp ñieän di treân giaáy, treân baûn moûng, treân coät gel ;

- Kyõ thuaät taùch vaø ñònh löôïng amino acid baèng coät saéc kyù trao ñoåi ion ;

- Kyõ thuaät saéc kyù coät loûng cao aùp coù ñoä phaân giaûi cao (HPLC – high perfomance liquid chromatography) ;

- Thieát bò phaân tích amino acid töï ñoäng (ñöôïc töï ñoäng hoùa vaø vi tính hoùa).

1.2.5. Amino acid khoâng thay theá

Trong thöïc teá ngöôùi ta thaáy coù 20 acid amine noùi treân vaø 2 amid (asparagine vaø glutamine) laø tham gia chuû yeáu trong thaønh phaàn cuûa protein.Trong ñoù chæ coù 10 acid amine caàn thieát maø cô theå ngöôùi khoâng töï toång hôïp ñöôïc, phaûi cung caáp cho cô theå theo ñöôøng thöùc aên. Ta goïi laø acid amine khoâng thay theá. Ñoù laø 8 acid amine caàn cho cô theå ngöôøi lôùn: Valine, Leucine, Isoleucin, Methionine, Phenylalanine, Triptophane, Lysine, Treonine. Vaø theâm 2 acid amine caàn cho cô theå treû em: Arginine, Histidine.

II. PEPTID

2.1. Caáu truùc

Peptid laø phaân töû sinh hoïc coù caáu taïo töø moät vaøi amino acid ñeán haøng chuïc amino acid. Ngöôøi ta vaãn goïi nhöõng ñoaïn polymer ngaén chöùa moät soá löôïng khoâng lôùn amino acid laø peptid,

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 28

coøn nhöõng polymer lôùn chöùa nhieàu amino acid ñöôïc goïi laø protein. Ta quy öôùc , caùc sôïi polypeptid coù khoái löôïng phaân töû nhoû hôn 10.000 dalton laø polypeptid, coøn lôùn hôn laø protein.

Caùc amino acid ñöôïc noái vôùi nhau baèng lieân keát peptid (xem phaàn amino acid). Trong caáu truùc cuûa peptid, amino acid ôû cuoái sôïi peptid chöùa nhoùm – NH2 töï do goïi laø amino acid ñaàu N ( N – terminal ). Amino acid ñaàu cuoái coøn laïi chöùa nhoùm – COOH töï do goïi laø amino acid ñaàu C ( C – terminal ). Ngöôøi ta thöôøng tính thöù töï amino acid cuûa peptid (hoaëc polypeptid hoaëc protein) töø ñaàu – NH2 beân traùi sang phía phaûi ñeán ñaàu – COOH .

Ngoaøi lieân keát peptid, trong caáu truùc phaân töû ñoâi khi coøn coù söï hieän dieän cuûa caàu noái disulfide. Caàu noái naøy taïo neân caáu truùc khoâng gian ñaëc bieät cuûa raát nhieàu protein, nhaát laø caùc protein ngoaïi baøo nhö: hormone, immunoglobulin vaø khaùng theå.

2.2. Tính chaát

Tính chaát lyù, hoùa cuûa peptid gaàn gioáng nhö cuûa amino acid.

Lieân keát peptid bò beû gaõy hoaøn toaøn trong dung dòch HCl 6N ôû 110oC, sau 24 giôø.

Ngoaøi ra lieân keát peptid coøn bò caét bôûi protease laø enzym thuûy phaân protein. Enzym naøy coù maët ôû taát caû caùc teá baøo vôùi nhieäm vuï chuû yeáu laø phaân giaûi protein..

Raát nhieàu caùc peptid – ñaëc bieät laø caùc peptid nhoû – laø nhöõng chaát coù hoaït tính sinh hoïc ñaëc bieät. Ví duï:

- Peptid – hormone: tham gia vaøo quaù trình ñieàu hoøa trao ñoåi chaát vaø vaän chuyeån thoâng tin hoùa hoïc giöõa caùc teá baøo vaø caùc moâ cô quan.

- Chaát taïo ngoït : aspartame (nutrasweet) laø dipeptid. Teân hoùa hoïc laø L – aspartyl phenylalanylmethyl ester. Ñaây laø chaát taïo ngoït nhaân taïo thoâng duïng trong co6ngnghie65p cheá bieán thöïc phaåm..

- Khaùng sinh: nhö oxytocin, bradykinin,…

Nhu caàu ñoái vôùi caùc loaïi peptid naøy raát lôùn. Do ñoù ñoøi hoûi phaûi toång hôïp hoùa hoïc. Trong thöïc teá coù 3 phöông phaùp ñöôïc duøng ñeå taïo peptid:

- Chieát taùch vaø tinh saïch peotid töø moâ teá baøo.

- Toång hôïp baèng coâng ngheä gene

- Toång hôïp baèng phöông phaùp toång hôïp hoùa hoïc

III. PROTEIN

3.1. Vai troø khaùc nhau cuûa protein

3.1.1. Vai troø sinh hoïc

- Laø thaønh phaàn khoâng theå thieáu ñöôïc cuûa taát caû caùc cô theå soáng.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 29

- Neàn taûng caáu truùc: Nhieàu protein coù vai troø laøm khung vaø giaù ñôõ teá baøo cuûa cô theå soáng. Ví duï: collagen laø thaønh phaàn chính cuûa sôïi, elastin taïo maøng boïc, keratin coù nhieàu trong toùc, moùng tay chaân, trong loâng, fibroin coù trong tô taèm, maïng nheän.

- Chöùc naêng xuùc taùc: ÔÛ daïng enzym laøm xuùc taùc cho haàu heát caùc phaûn öùng trong cô theå soáng.

- Chöùc naêng vaän chuyeån: Ví duï hemoglobin, mioglobin: mang oxy ñeán caùc boä phaän cuûa cô theå, lipoprotein huyeát töông vaän chuyeån lipid töø gan tôùi caùc moâ,…

- Chöùc naêng vaän ñoäng: Actin, miozin: laø protein laøm khung vaän ñoäng cuûa moâ cô vaø cuûa raát nhieàu teá baøo khaùc; chuyeån vò trí, sôïi maûnh thöôøng laø actin, sôïi daøy: miozin.

- Chöùc naêng baûo veä: Interferon choáng laïi söï nhieãm truøng; immunoglobulin coù nhieäm vuï phaùt hieän vaø tieâu dieät vi khuaån;

- Truyeàn xung thaàn kinh: Rodopsin (ôû maøng löôùi maét)

- Chöùc naêng ñieàu hoaø: ñieàu hoøa quaù trình truyeàn thoâng tin di truyeàn, ñieàu hoøa quaù trình trao ñoåi chaát hormon.

- Kieán taïo choáng ñôõ cô hoïc: lôùp voû ngoaøi cuûa coân truøng; fibrorin cuûa tô taèm nheän; colagen, elastin cuûa moâ lieân keát, moâ xöông.

- Döï tröõ dinh döôõng: albumin cuûa loøng traéng tröùng, zein cuûa ngoâ, feritin cuûa laù.

3.1.2. Giaù trò dinh döôõng

Haøm löôïng protein quyeát ñònh chaát löôïng cuûa khaåu phaàn thöùc aên.

Neáu thieáu protein: Cô theå seõ suy dinh döôõng, chaäm lôùn, giaûm khaû naêng mieãn dòch, gaây aûnh höôûng xaáu ñeán moät soá cô quan chöùc naêng (gan, tuyeán noäi tieát, heä thaàn kinh).

Ngoaøi ra neáu thieáu protein xöông seõ bò thay ñoåi thaønh phaàn hoaù hoïc, caáu taïo.

3.1.3. Vai troø cuûa protein trong thöïc phaåm

Protein laø chaát coù khaû naêng taïo caáu truùc, hình khoái, traïng thaùi cho caùc saûn phaåm thöïc phaåm .

- Protein trong thòt taïo caáu truùc gel cho gioø luïa. Giuùp cho saûn phaåm gioø luïa trôû neân gioøn, ngon hôn.

- Protein trong boät mì nhö gluten coù khaû naêng giöõ keát caáu, giöõ khí trong baùnh mì. Laøm cho baùnh trôû neân xoáp.

- Protein coù trong malt (nguyeân lieäu söû duïng trong saûn xuaát bia) ñöôïc hoøa tan trong bia qua quaù trình naáu bia. Protein naøy coù khaû naêng taïo ñoä beàn cuûa boït trong bia.

- Protein trong söõa laø casein. Casein trong söõa, keát tuûa vaø taïo hình khoái cho phomai.

- Gelatin cuûa da coù khaû naêng taïo gel. Caùc gel naøy ñöôïc söû duïng ñeå taïo maøng duøng boïc keïo, bao vieân thuoác. (Taïo loaïi maøng maø khi cho vaøo mieäng ñuû nhieät ñoä thì gel chaûy)

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 30

Protein coøn giaùn tieáp taïo ra chaát löôïng cuûa thöïc phaåm:

- Caùc acid amin töông taùc vôùi ñöôøng vaø taïo maøu, höông cho baùnh mì.

- Trong traø: Acid amin keát hôïp vôùi polyphenol taïo höông ñaëc tröng cho traø.

Protein coøn coù khaû naêng coá ñònh muøi. Noùi moät caùch khaùc protein coù khaû naêng giöõ höông ñöôïc laâu beàn cho thöïc phaåm.

3.2. Caáu truùc

Caáu truùc phaân töû cuûa protein ñöôïc chia laøm boán loaïi:

- Caáu truùc baäc 1 (primary structure) laø thaønh phaàn vaø traät töï saép xeáp caùc goác acid amin trong maïch polypeptit

- Caáu truùc baäc 2 (secondary structure) phaûn aùnh söï saép xeáp coù quy luaät trong khoâng gian cuûa caùc amino acid trong chuoãi peptid. Phoå bieán hôn caû laø caáu truùc xoaén α vaø neáp gaáp β

- Caáu truùc baäc 3 (tertiary structure) phaûn aùnh töông quan khoâng gian cuûa caùc amino acid trong chuoãi polypeptid. Trong ñoù bao goàm caû caáu truùc baäc 2. Töø ñoù taïo neân caáu truùc ñaëc thuø cuûa rieâng töøng loaïi protein.

- Caáu truùc baäc 4 (quaternary structure) phaûn aùnh söï töông quan khoâng gian giöõa caùc sôïi polypeptid trong phaân töû protein.

3.2.1. Caáu truùc baäc 1

Caáu truùc baäc 1 theå hieän caáu taïo cuûa maïch polypeptit. Trong caáu truùc naøy bao goàm thaønh phaàn vaø thöù töï saép xeáp cuûa caùc acid amine treân chuoãi polypeptid.

Ví duï: inulin goàm 51 acid amin; tripxinogen: 231 acid amin.

Ta coù caùc daïng: dipeptit, tripeptit, tetrapeptit, … polypeptit. Tuy nhieân, vôùi caùc thöù töï saép xeáp khaùc nhau seõ coù caùc ñoàng phaân khaùc nhau.

Khi bieát ñöôïc caáu truùc baäc 1 cuûa protein coù nghóa laø ta bieát ñöôïc bieát ñöôïc maõ di truyeàn, bieát ñöôïc quan heä hoï haøng, lòch söû tieán hoaù cuûa protein ñoù. Döïa treân caáu truùc baäc 1 cuûa protein ngöôøi ta phaân chia protein thaønh caùc nhoùm theo chöùc naêng, caáu taïo cuûa chuùng.

Caùc protein töông ñoàng ôû caùc loaøi khaùc nhau nhöng coù chöùc naêng sinh lyù gioáng nhau thì seõ coù quan heä tieán hoùa vôùi nhau. Luùc naøy caùc protein daïng naøy seõ coù caùc ñieåm gioáng nhau. Ví duï, cytochrome C laø moät protein chöùa Fe coù chöùc naêng chuyeån e- trong quaù tình hoâ haáp cuûa ty theå. Cytochrome C laø sôïi polypeptid daøi khoaûng 100 amino acid vôùi khoái löôïng phaân töû 13.000 dalton. Hieän nay, ngöôøi ta bieát caáu truùc cuûa cytochrome thuoäc hôn 60 loaøi khaùc nhau, trong ñoù phaùt hieän ñöôïc 27 vò trí amino acid gioáng

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................

Trang 31

nhau. Qua nghieân cöùu cuõng nhaän thaáy raèng caùc loaøi caøng khaùc xa nhau thì caøng coù söï khaùc bieät lôùn trong söï saép xeáp amino acid cuûa chuoãi polypeptid vaø ngöôïc laïi.

Ví duï: cytochrome C cuûa ngöïa vaø naám men khaùc nhau ôû 48 vò trí, coøn giöõa ngan vaø vòt khaùc nhau chæ 2 vò trí.

3.2.2. Caáu truùc baäc 2

Caáu truùc baäc 2 cuûa protein phaûn aùnh söï saép xeáp cuûa polypeptid trong khoâng gian.

Coù 2 daïng:

+ Xoaén oác: Nhaát laø xoaén α raát phoå bieán , ngoaøi ra coøn coù theå gaëp: α, dπ, χ, .

+ Neáp gaáp β , uoán β

3.2.2.1. Xoaén α

Xoaén alpha ñöôïc saép xeáp moät caùch coù traät töï, beàn vöõng do caùc acid amin coù khaû naêng quay töï do neân coù khuynh höôùng taïo thaønh xoaén raát cao. Caùc nuùt xoaén ñöôïc giöõ chaët bôûi lieân keát hydro. Trong xoaén alpha caùc lieân keát taïo maät ñoä daøy, haàu nhö khoâng coù khoaûng troáng beân trong xoaén do ñoù giaûm söï töông taùc vôùi caùc phaân töû khaùc.

Trong moâ hình xoaén alpha, sôïi polypeptid xoaén quanh truïc nhaân phaân töû vaø caùc nhoùm chöùc maïch beân cuûa caùc goác amino acid nhoâ ra ngoaøi. Trong ñoù caùc lieân keát hydro naèm beân trong xoaén vaø song song vôùi truïc quay cuûa xoaén.

Ña soá protein töï nhieân xoaén theo chieàu phaûi, tuy nhieân coù moät soá ít xoaén theo chieàu traùi.

Xoaén alpha laø caáu truùc ñöôïc töï nhieân löïa choïn nhieàu nhaát. Coù protein coù tyû leä xoaén alpha ñeán 75% (ví duï: hemoglobin vaø mioglobin)

3.2.2.2. Neáp gaáp β

Neáp gaáp beta coù caáu truùc hình chöõ chi. Khi khoâng coøn lieân keát hydro thì xoaén α coù khaû naêng taïo thaønh neáp gaáp β . Taïi maët cong β polypeptid duoãi ra vaø xeáp laïi thaønh 1 caáu hình coù goác oån ñònh nhôø 1 lieân keát hydro . So vôùi caáu truùc α, caáu truùc β cöùng hôn vaø ñöôïc xeáp theo daïng zigzag.

.........................................................................................

Caùc maïch polypeptid trong caáu truùc neáp gaáp beta coù theå xeáp song song (parallel) hoaëc khoâng song song (antiparallel) – ñoái song. Caáu truùc neáp gaáp beta noùi chung laø

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 32

gioáng nhau, chæ khaùc nhau theo chu kyø laëp laïi. Trong caáu truùc song song chu kyø laëp laïi laø 0,65 nm; coøn trong caáu truùc ñoái song chu kyø laëp laïi laø 0,7 nm.

3.2.3. Caáu truùc baäc 3

Caáu truùc baäc 3 cuûa protein laø caùc caáu truùc baäc 2 lieân keát vôùi nhau nhôø caùc caàu disulfide vaø lieân keát Van der van cuûa goác khoâng cöïc. Noù phaûn aùnh söï saép xeáp trong khoâng gian 3 chieàu cuûa taát caû caùc nguyeân töû trong phaân töû protein. Caáu truùc baäc 3 theå hieän söï töông quan treân toaøn boä sôïi polypeptid. Theo quy luaät, ôû nhöõng ñoaïn uoán hoaëc neáp gaáp thöôøng coù maët Pro, Thr, Ser vaø Gly.

Lieân keát Van der van trong caáu truùc baäc 3 ñöôïc hình thaønh do söï töông taùc cuûa caùc nhoùm khoâng phaân cöïc coù kích thöôùc lôùn nhö caùc goác beân cuûa leucine, Isoleucine, phenylalanine, triptophane. Ngoaøi ra coøn coù caùc lieân keát khaùc nhö: lieân keát este, lieân keát tónh ñieän, lieân keát hydro, v.v… Töø ñoù ta nhaän thaáy raèng caùc lieân keát vaø töông taùc yeáu coù vai troø giöõ oån ñònh caáu truùc baäc 3.

3.2.4. Caáu truùc baäc 4

Caáu truùc baäc 4 cuûa protein phaûn aùnh töông taùc giöõa caùc tieåu ñôn vò trong cuøng phaân töû protein. Noù thöôøng do 2 hay nhieàu caùc caáu truùc baäc 3 keát hôïp

Caáu truùc baäc 4 ñöôïc oån ñònh nhôø caùc lieân keát hydro, Van der van, lieân keát tónh ñieän.

Keát luaän: Taát caû caùc caáu truùc cuûa protein ñeàu coù aûnh höôûng qua laïi laãn nhau. Chæ nhöõng phaân töû protein coù caáu truùc phaân töû baäc cao ( 3,4 ) thì hoaït tính sinh hoïc môùi theå hieän chính ñieàu naøy ñaõ taùch bieät protein ra khoûi caùc hôïp chaát höõu cô thoâng thöôøng khaùc.

3.3. Tính chaát cuûa protein

3.3.1. Hình daïng, khoái löôïng

Hình daïng: coù theå coù hình sôïi, hình caàu

- Hình sôïi: Keratin (toùc, loâng), fibroin (tô), miozin (cô) ña soá khoâng tan trong nöôùc, töông ñoái trô veà maët hoùa hoïc.

- Hình caàu: albumin, globulin (söõa), hemoglobin. Hình aàu hoaëc elip thuôøng tan trong nöôùc hoaëc trong caùc dung dòch muoái loaõng.

Trong ñieàu kieän nhaát ñònh thì hình caàu vaø hình sôïi coù theå chuyeån bieán qua laïi laãn nhau.

Protein coù khoái löôïng raát lôùn. Thoâng thöôøng lôùn hôn 10.000 dalton.

Caùc phöông phaùp duøng ñeå xaùc ñònh khoái löôïng protein: ly taâm sieâu toác, ño aùp suaát thaåm thaáu, ño tooác ñoä khueách taùn, toác ñoä laéng, duøng chaát raây phaân töû.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 33

3.3.2. Tính löôõng tính

Töông töï nhö acid amin, protein cuõng laø chaát ñieän ly löôõng tính do coù nhieàu nhoùm phaân cöïc cuûa maïch beân.

VD: moät acid amin coù 2 nhoùm acid nhö:Asp, Glu.

Coù 2 nhoùm amine nhö: Lys, Arg.

Coù nhoùm hydroxyl nhö: Ser, Thr, Tyr,…

- Khi acid hoùa protein baèng acid maïnh nhö HCl, seõ kieàm haõm söï phaân ly cuaû -COOH laøm cho khaû naêng tích ñieän aâm giaûm, saûn phaåm taïo thaønh laø caùc muoái clorua.

- Khi kieàm hoùa protein baèng kieàm maïnh nhö NaOH, seõ kieàm haõm söï phaân ly cuûa -NH2, laøm cho khaû naêng tích ñieän döông giaûm, saûn phaåm taïo thaønh laø Na protein.

3.3.3. Tính hoaø tan

* Khaû naêng hoøa tan cuûa protein trong nöôùc:

Phaàn lôùn caùc protein gaëp trong töï nhieân ñeàu coù theå keát hôïp vôùi nöôùc, noùi moät caùch khaùc laø coù khaû naêng hydrat hoaù cao.

Trong cô theå sinh vaät protein thöôøng chöaù 70 - 80% nöôùc, trong ñoù khoaûng 20 - 30% ôû daïng hydrat. Phaàn coøn laïi laø nöôùc töï do ñöôïc giöõ laïi nhôø caùc neáp gaáp cuûa protein.

Trong phaân töû cuûa protein coù caùc nhoùm :

- Kî nöôùc (goác alky)

- Haùo nöôùc (-COOH, -CO, -NH-, -NH2, -OH).

* Khaû naêng hoøa tan cuûa protein trong dung moâi:

- Vôùi nhöõng chaát laøm taêng haèng soá ñieän moâi cuûa nöôùc nhö glycine thì seõ taêng tính tan.

- Vôùi nhöõng chaát laøm giaûm haèng soá ñieän moâi cuûa nöôùc nhö röôïu, aceton seõ giaûm tính tan.

* Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán tính tan

- Phuï thuoäc vaøo noàng ñoä muoái trung tính trong dung dòch. Vôùi 1 löôïng nhoû noàng ñoä muoái trung tính laãn trong protein seõ laøm taêng tính tan (do phaân cöïc). Nhöng vôùi noàng ñoä muoái trung tính cao thì ña soá protein seõ bò giaûm tính tan (do söï caïnh tranh löôïng nöôùc coøn laïi).

- Phuï thuoäc vaøo söï thay ñoåi nhieät ñoä: neáu taêng nhieät ñoä ñeán nhieät ñoä chöa laøm protein bò bieán tính (töø 0 ñeán 400C) thì ñoä tan cuûa protein taêng.

- Phuï thuoäc vaøo baûn chaát caùc acid amin trong protein vaø caáu hình cuûa protein

- Phuï thuoäc vaøo pH cuûa dung dòch

- Phuï thuoäc vaøo loaïi dung moâi.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 34

3.3.4. Tính bieán tính

Döôùi taùc ñoäng cuûa caùc taùc nhaân vaät lyù (tia cöïc tím, soùng sieâu aâm, nhieät ñoä,…), taùc nhaân hoaù hoïc (acid, baz, muoái kim loaïi naëng...) protein bò bieán tính.

Khi protein bieán tính, trong phaân töû protein coù söï saép xeáp laïi caùc phaân töû, caùc nhoùm, do ñoù caùc caáu truùc cuûa protein bò thay ñoåi.

* Tính chaát cuaû protein bieán tính:

- Maát tính chaát hoaït ñoäng sinh hoïc.

- Maát khaû naêng hoaø tan trong nöôùc.

- Maát khaû naêng keát tinh vaø caùc tính chaát khaùc (ñoä nhôùt, söùc caêng …)

- Bieán ñoái hìnnh daïng, kích thöôùc cuûa protein.

- Taêng cöôøng khaû naêng bò thuûy phaân bôûi caùc proteaza.

Döôùi caùc taùc nhaân khaùc nhau quaù trình bieán tính xaûy ra khaùc nhau. Thoâng thöôøng protein bò voùn cuïc vaø keát tuûa coù hai daïng keát tuûa thuaän nghòch vaø keát tuûa khoâng thuaän nghòch.

* Caùc yeáu toá laøm protein keát tuûa

- Keát tuûa thuaän nghòch: döôùi taùc duïng cuûa muoái trung tính , ví duï Na2SO4, NaCl, (NH4)2SO4 thì protein seõ keát tuûa thuaän nghòch.

- Keát tuûa khoâng thuaän nghòch: vôùi caùc yeáu toá nhö nhieät ñoä cao, kim loaïi naëng (Fe, Cu, Pb, Hg), acid tricloacetic, acid picnic,… thì protein seõ keát tuûa khoâng thuaän nghòch

3.3.5. Moät soá tính chaát khaùc

3.3.5.1. Phaûn öùng Biure

Trong moâi tröôøng kieàm maïnh CuSO4, phaûn öùng vôùi caùc lieân keát peptid coù trong dung dòch chöùa protein taïo phöùc coù maøu tím, tím ñoû. Caùc phöùc maøu haáp thuï ôû böôùc soùng 540nm.

Phaûn öùng naøy ñaëc tröng cho lieân keát peptid. Ñöôïc duøng ñeå phaùt hieän vaø ñònh löôïng protein.

3.3.5.2. Phaûn öùng Lowry

Phaûn öùng vôùi thuoác thöû Folin – Xiocanto: bao goàm hoãn hôïp cuûa acid phosphomolipdic vaø acid phosphovolframic.

Phaûn öùng coù taùc duïng: laøm taêng ñoä nhaïy cuûa phaûn öùng Biure.

Phaûn öùng naøy ñaëc bieät nhaïy vôùi Tyr, Trp. Taïo phöùc maøu xanh da trôøi, haáp thuï cöïc ñaïi ôû böôùc soùng 750nm.

Ñeå thöïc hieän phöông thöùc thöû naøy, tröôùc tieân caàn thöïc hieän phaûn öùng Biure, sau ñoù môùi theâm thuoác thöû Folin – Xiocanto ñeå taïo phöùc maøu xanh da trôøi.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 35

3.3.5.3. Phaûn öùng vôùi ninhydrin

Vôùi caùc amino acid seõ taïo phöùc coù maøu xanh tím ñoû.

Vôùi caùc imino acid seõ taïo phöùc coù maøu vaøng.

Ñaây laø loaïi phaûn öùng raát nhaïy. Ñöôïc duøng ñeå ñònh tính hoaëc ñòng löôïng caùc α - amino acid.

Ngoaøi acid amin, moät soá loaïi khaùc nhö peptit, protein, muoái amon, amoniac,… cuõng phaûn öùng vôùi thuoác thöû naøy. Do ñoù ñeå phaûn öùng ñöôïc chính xaùc, caàn loaïi boû caùc chaát naøy tröôùc khi thöïc hieän phaûn öùng vôùi protein.

3.3.5.4. Phaûn öùng Sorenxen: vôùi HCHO ( coøn goïi laø phöông phaùp chuaån ñoä formol)

Nguyeân taéc cuûa phaûn öùng xaûy ra töông töï nhö ñoái vôùi amino acid.

Phaûn öùng naøy ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä thuûy phaân protein

3.4. Phaân loaïi

Protein ñöôïc chia laøm hai loaïi:

- Protein ñôn giaûn

- Protein phöùc taïp

3.4.1. Protein ñôn giaûn

Trong thaønh phaàn chæ coù acid amine. Döïa vaøo tính tan ñöôïc phaân ra nhö sau:

- Albumine: deã tan trong nöôùc, deã bieán tính bôûi nhieät, bò keát tuûa trong dung dòch (NH4)2SO4 baõo hoaø, coù daïng hình caàu.

Phaân töû löôïng khoâng lôùn khoaûng: 12.000 – 60.000 dalton.

Malbumine loøng traéng tröùng = 45.000 dalton

Malbumine huyeát thanh = 65.000 dalton

Coù trong teá baøo ñoäng vaät hoaëc thöïc vaät..

- Globulin: khoâng tan trong nöôùc vaø dung dòch acid loaõng tan trong dung dòch muoái trung tính loaõng ( NaCl, KCl, Na2SO4 ), keát tuûa vôùi (NH4)2SO4 baõo hoøa.

Coù trong ñoäng vaät (ví duï : maùu, miozin cô), thöïc vaät (ví duï: glixin ñaäu naønh, archin ñaäu phoäng, eudestin boâng). Trong ñaäu chieám 60 – 80% protein toång.

- Prolamine: khoâng tan trong nöôùc vaø dung dòch muoái loaõng, tan trong coàn 70% - 80%. Haàu nhö chæ coù trong phaàn noäi nhuõ coù chöùa tinh boät cuûa haït nguõ coác. (ví duï: gliadin cuûa luùa mì, zein cuûa ngoâ,..)

Khoái löôïng phaân töû cuûa prolamine raát khaùc nhau, vaø phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa chaát trong haït. Khoâng chæ khaùc nhau veà khoái löôïng, maø nhieàu prolamine coøn khaùc nhau veà thaønh phaàn amino acid.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 36

- Glutelin: laø protein thöïc vaät, khoâng tan trong nöôùc, muoái loaõng, röôïu. Tan trong acid vaø kieàm loaõng.

Coù nhieàu trong haït nguõ coác: glutelin luùa mì, orizenin cuûa luùa (chieám 80% protein toån).

Glutelin coù caáu truùc baäc 4 phöùc taïp.

Glutelin coù khaû naêng keát hôïp vôùi caùc thaønh phaàn khaùc taïo thaønh gluten.

- Protamine: ñôn giaûn, phaân töû löôïng nhoû, tính kieàm maïnh (60 – 80% laø arginin)

Deã tan trong nöôùc, khoâng tan trong dung dòch NH4OH loaõng, khoâng ñoâng tuï khi ñun noùng.

Coù nhieàu trong phaán hoa.

- Histon: Deã tan trong nöôùc, khoâng tan trong NH4OH loaõng

Coù trong nhaân teá baøo ñoäng vaät ôû daïng keát hôïp vôùi acid nucleic

Coù 5 daïng: H1, H2A, H2B, H3, H4. Trong ñoù H3 vaø H4 baûo thuû (haàu nhö khoâng thay ñoåi trong quaù trình tieán hoaù haøng traêm trieäu naêm)

3.4.2. Protein phöùc taïp

Trong caáu taïo cuûa protein phöùc taïp ngoaøi acid amin coøn coù phaàn phi protein.

- Nucleoprotein: do caùc protein mang tính kieàm (protamin, histon) keát hôïp vôùi acid nucleic (nhoùm ngoaïi)

Coù trong nhaân teá baøo vaø ribixom.

- Cromoprotein: protein keát hôïp vôùi nhoùm ngoaïi coù maøu. Ví duï: hemoglobin, xitocrom, flaroprotein.

Ñaây laø loaïi protein coù hoaït tính sinh hoïc cao, tham gia trong nhieàu quaù trình quan troïng cuûa cô theå soáng nhö: hoâ haáp, quang hôïp

- Mucoprotein: nhoùm ngoaïi laø glucide (glucose, maltose, …) Coù 2 loaïi

+ Glycopeptid: bao goàm protein + glucide keát hôïp vôùi nhau baèng lieân keát hoùa trò (coù trong moâ lieân keát, maùu)

+ Mucoit: bao goàm protein + glucide keát hôïp vôùi nhau baèng lieân keát ion (coù trong nöôùc mieáng taïo neân ñoä nhôùt cuûa nöôùc mieáng).

- Lipoprotein: nhoùm ngoaïi lipide (triglyceride, phosphatide,…)

Coù trong caáu truùc teá baøo, haït dieäp luïc, maùu, söõa,…

Vai troø: vaän chuyeån lipide trong cô theå.

- Phosphoprotein: nhoùm ngoaïi: acid phosphoric (lieân keát ester)

Giöõ vai troø trong trao ñoåi goác phosphat cuûa cô theå.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 37

Coù trong casein (söõa), ovabumin (tröùng).

- Metalo protein: nhoùm ngoaïi laø kim loaïi

Catalase, peroxydase, …: coù saét.

Ascobat oxydase : coù Cu.

Polyphenol

Vai troø: vaän chuyeån, döï tröõ kim loaïi, xuùc taùc.

3.5. Chuyeån hoùa cuûa protein trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

3.5.1.Thuûy phaân

Phaûn öùng thuûy phaân laø cô sôû kyõ thuaät cuaû nhieàu quaù trình cheá bieán thöïc phaåm. Saûn phaåm cuoái cuøng laø acid amine.

Phöông trình toång quaùt:

R1 CO CH

R2

CO HN HC

Rn

COOHCH

NH2

NH CHR2

CO HN HC

Rn

COOH

NH2R1 COOHCHNH2

+

Xuùc taùc: acid, kieàm, enzym (proteaza)

- Vôùi acid: triptophan bò phaân huûy.

- Vôùi kieàm: arginin, acid amine chöùa löu huyønh bò phaân huûy. Xaûy ra hieän töôïng raxemic hoaù. (acid amine chuyeån sang daïng D → khoâng coøn giaù trò dinh döôõng.)

⇒ Trong saûn xuaát, thöôøng chæ duøng phöông phaùp thuûy phaân baèng acid hoaëc baèng enzym hoaëc phöông phaùp keát hôïp chöù khoâng duøng kieàm.

3.5.2. Caùc phaûn öùng chuyeån hoaù protein döôùi taùc duïng cuûa enzym

Caùc enzym tham gia trong phaûn öùng coù theå coù saün trong thöïc phaåm hoaëc coù trong cô theå cuûa vi sinh vaät. Döôùi taùc duïng cuûa caùc enzym naøy thöïc phaåm seõ bò bieán ñoåi tính chaát vaø thöôøng gaây neân hieän töôïng hö, thoái laøm giaûm giaù trò dinh döôõng cuûa thöïc phaåm. Caùc phaûn öùng chuyeån hoaù cô baûn ñöôïc trình baøy nhö sau:

3.5.2.1. Phaûn öùng khöû amin (deamin)

Phöông trình toång quaùt:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 38

CH

NH2

COOH + H2O ( H2O)+ NH3

+ H2enzym

vi sinh vaät sinh khíR CH2 + NH3

R CH

OH

COOHR

CH

NH2

COOHR

COOH Phaûn öùng taïo thaønh caùc daïng acid höõu cô vaø caùc hydroxyl acid laøm cho thöïc phaåm bò

chua.

3.5.2.2. Phaûn öùng khöû nhoùm carboxyl (decarboxyl)

CH

NH2

COOHvi sinh vaät

Rdecarboxylaza

CH2 NH2 + CO 2R

Phaûn öùng taïo thaønh caùc daïng amino acid khaùc nhau. Ví duï: lyzin → cardaverin, histidin→

histamin laø caùc chaát ñoäc

3.5.2.3. Deamin, decarboxyl

R HC

NH2

COOH R OC COOH NH3

R OC COOH R CHO

R HCNH2

COOH + H2O R HCOH

COOH NH3

R HC COOHHO

R CH2 OH

decarboxylaza

+ 1/2 O 2 +ceto - acid

+ CO 2

+

- CO 2 + CO 2

enzym

3.5.2.4. Phaûn öùng taïo mercaptan

Phaûn öùng naøy thöôøng xaûy ra vôùi caùc acid amine coù chöùa löu huyønh H2C

HC

SH

NH2COOH

H2C SH

CH3

NH3+ 2H

+ CO 2 +

cisteine etyl mercaptid (beta - mercaptoalanine) 3.5.2.5. Phaûn öùng taïo scatol, crezol, phenol

Caùc vi sinh vaät gaây thoái röõa thöôøng gaëp trong ñöôøng ruoät vaø trong khoâng khí tham gia phaûn öùng naøy ñaõ chuyeån hoaù protein vaø caùc acid amine thaønh caùc saûn phaåm ñoäc coù muøi khoù chòu nhö: scatol, indol, crezol, phenol.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 39

NH

CH2 CHNH2

COOH H2O

NH

CH2 CH COOHOH

+ NH3

NH

CH2 COOH

NH

CH3

NH

acid indoloxypropionic

+ O 2+ H2O + CO 2

+ 3/2 O 2+ H2O + CO 2

a> Phaûn öùng taïo scatol, indol

acid indolacetic

scatol

NH

CH2 CH COOHOH

acid indoloxypropionic

NH

CH2 COOH

acid indolacetic

NH

CH3

scatol indol

+ CO 2

Triptophan

CH2 CH

NH2

COOHOH OH CH3 OH

b> Phaûn öùng taïo crezol, phenol

crezol phenolTyrosine

3.5.2.6. Phaûn öùng taïo thaønh di-trimetylamin töø caùc lipoprotein

[O]N

CH3CH3

CH3 OH

CH2 CH2 OH NCH3CH3

CH3

NCH3CH3

CH3

O

colin trimetylamine oxytrimetylamine 3.5.2.7. Phaûn öùng taïo phosphin ( töø phosphoprotein, nucloprotein…)

H3PO4 PH3

- 3O 2

phosphin Phaûn öùng naøy xaûy ra vôùi caùc phosphoprotein vaø nucleoprotein. Löôïng acid phosphoric

tham gia phaûn öùng laø acid hình thaønh khi caùc daïng protein treân bò phaân giaûi. Phosphin taïo thaønh laø khí khoâng maøu, muøi thoái, raát ñoäc.

3.5.3. Caùc phaûn öùng chuyeån hoaù protein döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä

3.6.3.1. Gia nhieät

a > Nhieät ñoä vöøa phaûi:

- Laøm bieán tính vaø voâ hoaït hoaù caùc loaïi enzym gaây ra phaûn öùng bieán tính protein → maøu saéc, muøi vò khoâng nhö mong muoán.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 40

Ví duï: thòt thiu, söõa khoâng ñöôïc tieät truøng seõ gaây hö hoûng cho saûn phaåm: ñoà hoäp, söõa voâ truøng.

- Giaûm caùc ñoäc toá coù trong nguyeân lieäu (ví duï: HCN, enterodoxin cuûa Staphylococus aureus)

- Kieàm haõm hoaït ñoäng cuûa moät soá enzym ñöôøng tieâu hoaù (antitripxin Xunitz vaø Bowman trong ñaäu töông)

- Laøm moät soá loaïi protein trôû neân deã tieâu hoaù hôn nhö colagen, glixin ñaäu töông döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä maïch peptit ñöôïc duoãi thaúng do ñoù proteaza deã hoaït ñoäng hôn.

b > Nhieät ñoä cao:

- Töø 50 – 70oC : thòt ñoû chuyeån sang maøu xaùm (ferihemocrom )

- to > 110 – 115oC :cistine, cisteine taïo thaønh H2S, dimetylsunfua,… coù muøi ñaëc tröng, maøu ñaëc tröng.

- to > 200oC (khan). Ví duï: raùn thòt, caù. Luùc naøy triptophan taïo thaønh α,β,χ cacbolin

NH

CH2 CHNH2

COOH

NH

R

NH2 NHN

RNH

R

CH3

NH2

Triptophan

> 2000C

alpha carbolin beta carbolin gama carbolinVôùi R = H hoaëc R = CH3

+ +

- toC > 200oC , pH trung tính, kieàm.. Caùc phaûn öùng sau ñaây hình thaønh

+ Taïo hoãn hôïp raxemic trong ñoù coù D- acid amine. Loaïi acid naøy khoù bò thuûy phaân.

+ Phaù huûy 1 soá acid amine nhö: arginine taïo thaønh ornitin, ure, sitrulin, NH3. Cistein bò chuyeån hoùa thaønh dehydroalanine,…

+ Taïo caàu noái ñoàng hoaù trò (lieân keát ornitinoalanine , lisinoalanine, …) giöõa caùc chuoãi polypeptit do ñoù laøm giaûm ñoä tieâu hoaù nitô, giaûm giaù trò cuûa protein (caàu ñoàng hoaù trò laø loaïi caàu noái giöõa caùc goác hydrocacbon vaø caùc goác N, S cuûa caùc axit amin).

3.6.3.2. Giaûm nhieät

- Kieàm haõm hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät.

- Taêng phaåm chaát cuûa moät soá thöïc phaåm (thòt muoái, caù muoái: thaám muoái toát hôn, maøu saéc töôi hôn so vôùi nhieät ñoä thöôøng).

- Laøm haïi caáu truùc cuûa teá baøo.

- Caùc möùc giaûm nhieät

+ Treân döôùi 0oC: 1 vaøi ngaøy

+ 0oC: 1 tuaàn → 1 thaùng (tuøy saûn phaåm).

+ 0 ñeán –5oC: laïnh ñoâng: 1 thaùng → vaøi naêm.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 41

Söû duïng trong saáy thaêng hoa, taùch muoái (saûn xuaát agar khoâ), (≤ -18oC); tuøy thuoäc vaøo phöông phaùp laøm laïnh: chaäm, caáp ñoâng.

Sau khi raõ ñoâng khaû naêng giöõ nöôùc cuûa protein giaûm neân dòch chaûy ra gaây toån thaát 1 phaàn nhoû veà dinh döôõng, 1 phaàn lôùn veà troïng löôïng, do ñoù thòt trôû neân khoâ vaø xô.

3.6.3. AÛnh höôûng cuûa chaát baûo quaûn ñeán protein

Ví duï baûo quaûn tröùng trong caùc moâi tröôøng sau:

+ 1oC; aw = 90%; 2,5% CO2: tröùng ñeå ñöôïc 6 thaùng

+ 40% sacaroza; 1% NaCl, 40% nöôùc: tröùng ñeå ñöôïc vaøi thaùng

+ 10% NaCl, 10% saccharoza; aw = 0,85: tröùng ñeå ñöôïc vaøi thaùng

+ Naáu tröùng daøi vaø khoâng laøm laïnh sau khi naáu luùc naøy H2S taïo thaønh seõ phaûn öùng vôùi saét taïo thaønh saét sulfua keát tuûa ñen.

Caùc phöông phaùp baûo quaûn:

+ Thay ñoåi noàng ñoä (caùc chaát baûo quaûn) NaCl, saccharose, HCl

+ Taïo moâi tröôøng hoaù hoïc: pH, dung moâi (röôïu, iso propanol).

+ Thay ñoåi caáu truùc (bieán hình): saáy khoâ

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 42

CHÖÔNG 4: LIPID

1. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ LIPID

Lipid laø moät trong caùc thaønh phaàn phoå bieán nhaát coù trong ñoäng vaät vaø thöïc vaät. ÔÛ thöïc vaät lipid coù chuû yeáu trong caùc loaïi caây coù daàu nhö daäu naønh, ñaäu phoäng, oliu, coï, höôùng döông.... ÔÛ ñoäng vaät lipid coù chuû yeáu trong moâ môõ, oùc, söõa.

Caùc loaïi lipid coù thaønh phaàn hoùa hoïc raát khaùc nhau, nhöng coù chung moät tính chaát laø khoâng tan trong nöôùc, tan trong caùc dung moâi höõu cô (ether, cloroform, benzen. aceton...)

Chöùc naêng sinh hoïc cuûa lipid:

- Tham gia taïo hình: laø thaønh phaàn caáu taïo neân maøng teá baøo vaø caùc caáu truùc trong teá baøo nhö ty theå, laïp theå, nhaân....

- Cung caáp naêng löôïng cho cô theå: naêng löôïng do lipid cung caáp cao gaáp hai laàn so vôùi glucid vaø protein (1g lipid cung caáp 9,3 kcalo).

- Choáng va ñaäp cô hoïc, choáng laïnh, baûo veä caùc cô quan beân trong cô theå

- Laø dung moâi hoøa tan caùc vitamin: A, D, E, K, F,.

Haøm löôïng lipid trong moät soá thöïc phaåm:

Loaïi thöïc phaåm %

Ñaäu naønh 17 – 18,4 %

Ñaäu phoäng 30 – 44,5%

Meø 40 – 45,4%

Thòt boø 7 – 10,5%

Thòt heo 7 – 37,3%

Caù 3 – 3,6%

Tröùng gaø 11 – 14%

Nhu caàu lipid cuûa con ngöôøi vaøo khoaûng 36–42 g/ngaøy theo tyû leä 25-30% laø lipid ñoäng vaät, coøn laïi laø lipid thöïc vaät.

Trong khaåu phaàn aên lipid chieám 14–15% toång löôïng chaát dinh döôõng haèng ngaøy.

Nhu caàu lipid phuï thuoäc vaøo ñoä tuoåi, söùc khoûe, daân toäc, khí haäu….

- Vôùi ngöôøi treû tyû leä ñaïm : lipid laø 1 : 1

- Ngöôøi ñöùng tuoåi tyû leä naøy laø 1 : 0,7

- ÔÛ ngöôøi giaø, ngöôøi beùo laø 1 : 0,5

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 43

Nhöõng ngöôøi beùo phì caàn haïn cheá söû duïng lipid, ñaëc bieät laø lipid ñoäng vaät.

1.1. Phaân loaïi

Coù nhieàu caùch phaân loaïi lipid.

Hieän nay coù hai kieåu phaân loaïi chính:

1.1.1. Caùch 1 (Lenindger)

Chia lipid laøm 2 nhoùm:

- Nhoùm lipid xaø phoøng hoùa ñöôïc (lipid phöùc): acid beùo, axylglycerit, photphoglycerit, sphingollipid, saùp. . .

- Nhoùm lipid khoâng xaø phoøng hoùa ñöôïc (lipid ñôn): terpen, steroid, prostaglandin. . .

1.1.2. Caùch 2 (Plenikov)

Chia lipid laøm 2 nhoùm:

- Lipid ñôn giaûn: ester cuûa röôïu vaø acid beùo (glycerit, saùp, sterit)

- Lipid phöùc taïp: acid beùo röôïu, baz nitô, acid phosphoric, glucid,.. Bao goàm caùc nhoùm lôùn nhö:

+ Phospholipid: ester cuûa röôïu ña chöùc vôùi acid beùo cao phaân töû, coù theâm caùc goác acid phosphoric, baz nitô.

+ Glycolipid: laø ester cuûa röôïu ña chöùc vôùi acid beùo cao phaân töû, coù theâm caùc mono(di)saccharid, daãn xuaát nitô cuûa glucid.

+ Lipoprotein: trong caáu taïo coù acid beùo, röôïu, protein,..

1.2. Caùc acid beùo

Laø caùc acid höõu cô coù 4-36 C (16 – 18).

Coù theå ôû daïng maïch thaúng daïng no hoaëc khoâng no. Moät soá coøn chöùa nhoùm – OH hoaëc coù voøng 3 C.

Caùc acid beùo ñöôïc kyù hieäu: X:Y (Δ)

X laø ñoä daøi cuûa maïch C

Y laø soá lieân keát ñoâi

Δ laø vò trí lieân keát ñoâi.

Lieân keát ñoâi ñöôïc saép xeáp theo quy luaät

- Caùc acid beùo coù moät noái ñoâi, thì noái ñoâi ñoù naèm ôû vò trí giöõa C9 vaø C10 (Δ9)

- Khi coù nhieàu lieân keát ñoâi hôn thì caùc lieân keát ñoâi thöôøng ôû vò trí (Δ12) vaø (Δ15)

- Ñoàng phaân hình hoïc thöôøng ôû daïng Cis, ñun noùng seõ chuyeån sang daïng Trans.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 44

Acid beùo ñöôïc chia laøm caùc loaïi sau:

Acid beùo Khung C Coâng thöùc

Acid beùo no

a. Lauric 12:0 CH3(CH2)10COOH

a. Myristic 14:0 CH3(CH2)12COOH

a. Palmitic 16:0 CH3(CH2)14COOH

a. Stearic 18:0 CH3(CH2)16COOH

Acid beùo chöa no

- 1 noái ñoâi a. Oleic 18:1(Δ9) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

- 2 noái ñoâi a. Linoleic 18:2(Δ9.12) CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

- 3 noái ñoâi a. α -Linolenic 18:3(Δ9.12.15) CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH (CH2)7COOH

- 4 noái ñoâi a. Arachidonic 20:4(Δ5.8.11.4) CH3(CH2)3CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH−CH2CH=CH (CH2)4COOH

Acid coù maïch voøng

a. Hydrocacpic C17H27COOH (coù moät noái ñoâi)

Thaønh phaàn acid beùo trong moät soá daàu thoâng duïng

Loaïi daàu % acid beùo no

% acid beùo khoâng no 1 noái ñoâi

% acid beùo khoâng no nhieàu noái ñoâi

Daàu döøa 88 6 2

Daàu coï 52 38 10

Daàu olive 17 71 10

Daàu ñaäu phoäng 17 48 32

Daàu ñaäu naønh 15 24 61

Daàu meø 14 40 42

Daàu baép 13 25 59

Daàu höôùng döông 12 24 65

Tính chaát cuûa caùc acid beùo phuï thuoäc vaøo chieàu daøi vaø ñoä baõo hoøa cuûa maïch carbon:

- Maïch carbon caøng daøi, caáu truùc caøng ít lieân keát ñoâi thì ñoä hoøa tan trong nöôùc caøng thaáp.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 45

- Caùc acid beùo ngaén coù khaû naêng tan trong nöôùc do tính chaát cuûa nhoùm – COOH.

- ÔÛ nhieät ñoä phoøng caùc acid beùo no coù maïch carbon töø 12 – 24C ôû daïng raén, caùc acid beùo khoâng no ôû daïng loûng.

Nguoàn acid beùo khoâng no cuûa ñoäng vaät coù vuù thöôøng ñöôïc cung caáp töø thöùc aên. Tuy nhieân cô theå cuõng coù theå töï toång hôïp ñöôïc moät vaøi loaïi acid beùo khoâng no. Maëc daàu vaäy, vôùi nhöõng loaïi acid beùo khoâng no caàn thieát cho cô theå maø cô theå khoâng coù enzym thích hôïp ñeå töï toång hôïp, thì luùc naøy baét buoäc phaûi söû duïng moät cheá ñoä aên uoáng hôïp lyù ñeå ñaûm baûo söï caân baèng dinh döôõng cuûa cô theå. Trong caùc loaïi acid beùo khoâng no thì acid linoleic vaø α - linolenic laø caùc acid beùo caàn phaûi ñöôïc cung caáp cho cô theå theo ñöôøng dinh döôõng. Ñaây laø hai loaïi acid beùo tham gia vaøo caáu truùc cuûa maøng teá baøo vaø coù nhieàu trong moät soá loaïi daàu thöïc vaät nhö daàu oliu, daàu meø,…

2. LIPID ÑÔN GIAÛN

2.1. Triacylglycerol

Triacylgycerol laø ester cuûa glycerin vaø acid beùo baäc cao vaø coøn ñöôïc goïi laø triglycerid.

CH2

CH

O

CH2

O

O

C

C

C

O

O

OR3

R2

R1Ñaây laø loaïi lipid coù caáu taïo ñôn giaûn nhaát.

Theo loaïi goác R cuûa acid beùo ñöôïc gaén theo lieân keát ester vôùi glycerin triacylglycerol ñöôïc phaân ra laøm hai loaïi nhö sau:

- Neáu trong phaân töû triglycerid coù caùc R nhö nhau thì ta coù triglycerid ñôn. Luùc naøy noù seõ ñöôïc goïi theo teân cuûa acid beùo. Ví duï: tristearin, tripalmitin.

- Coøn neáu trong phaân töû triglyceride coù caùc R khaùc nhau, thì ta coù triglyceride phöùc. Trong töï nhieân ña phaàn ta gaëp triglyceride phöùc.

Caùc triglycerid trong töï nhieân thöôøng ôû daïng ñoàng phaân L.

Trong daàu thöïc vaät thöôøng chöùa khoaûng 96 – 98% glycerid, 1 – 2% acid beùo töï do, 1% phosphatid, 0,3 – 0,5% sterin vaø moät löôïng nhoû carotenoid, vitamin.

Triglycerid laø nhöõng chaát khoâng phaân cöïc, khoâng tan trong nöôùc chæ tan trong dung moâi höõu cô, coù tyû troïng nhoû hôn nöôùc.

Caùc tính chaát hoùa, lyù, sinh hoïc cuûa triglycerid phuï thuoäc vaøo caùc acid beùo coù trong caáu taïo cuûa noù.

2.1.1. Tính chaát lyù hoïc

- Nhieät ñoä noùng chaûy :

Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa triglycerid phuï thuoäc raát nhieàu vaøo goác R. Neáu trong caáu truùc cuûa goác R coù chöùa nhieàu noái ñoâi thì seõ coù nhieät ñoä noùng chaûy thaáp. Coøn ngöôïc laïi seõ coù nhieät ñoä noùng chaûy cao.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 46

- Traïng thaùi raén – loûng:

Traïng thaùi raén loûng cuûa lipid phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa nhoùm R cuûa acid beùo. Neáu trong caáu truùc cuûa lipid coù chöùa nhieàu caùc acid beùo ôû daïng khoâng no thì lipid seõ ôû daïng loûng (daàu thöïc vaät). Coøn ngöôïc laïi, lipid seõ ôû daïng loûng.

Neáu caùc acid beùo khoâng no ñöôïc hydro hoùa, luùc naøy, sau phaûn öùng noù seõ chuyeån töø daïng loûng thaønh daïng raén. Ngöôøi ta öùng duïng coâng ñoaïn naøy ñeå saûn xuaát ra shortening, margarine

Trong töï nhieân, caùc acid beùo khoâng no thöôøng ôû daïng cis. Tuy nhieân khi ñun noùng noù seõ chuyeån sang daïng trans. Luùc naøy seõ laøm taêng cholesterol.

2.1.2 . Phaûn öùng hoùa hoïc

2.1.2.1. Phaûn öùng thuûy phaân

Döôùi taùc duïng cuûa acid, baz hoaëc enzym lypase, lipid bò thuûy phaân thaønh glycerol (glycerin) vaø acid beùo. Neáu moâi tröôøng phaûn öùng laø kieàm thì muoái cuûa acid beùo hình thaønh. Muoái naøy ñöôïc goïi laø xaø phoøng, vì vaäy phaûn öùng naøy coøn ñöôïc goïi laø phaûn öùng xaø phoøng hoùa glycerid.

Phöông trình phaûn öùng:

CH2

CH

O

CH2

O

O

C

C

C

O

O

OR3

R2

R1

R3COOK

R2COOK

R1COOK CH2

CH

OH

CH2

OH

OH

+ 3KOH

+ + H2O

2.1.2.2. Phaûn öùng chuyeån ester hoùa

Trong ñieàu kieän thích hôïp veà nhieät ñoä, xuùc taùc, moâi tröôøng thì caùc goác acid beùo trong cuøng moät triglycerid hoaëc giöõa caùc triglycerid coù theå ñoåi choã qua laïi laãn nhau.

Chaát xuùc taùc thöôøng duøng laø alcolat kieàm (0,1 – 0,3%), nhieät ñoä phaûn öùng thöôøng laø 110 – 1600C.

Phaûn öùng naøy ñöôïc öùng duïng ñeå thu töø môõ lôïn caùc chaát coù khaû naêng nhuõ hoùa, duøng trong saûn xuaát baùnh ngoït hoaëc kem. Hoaëc duøng ñeå chuyeån caùc môõ raén (cöùng) giaøu acid linoleic thaønh margarin.

2.1.2.3. Phaûn öùng hydro hoùa

Ñaây laø phaûn öùng gaén hydro vaøo caùc noái ñoâi cuûa caùc acid beùo trong triglycerid. Phaûn öùng naøy ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp nhaèm caùc muïc ñích khaùc nhau.

- Ñeå laøm taêng ñoä beàn cuûa daàu, ngöôøi ta hydro hoùa moät caùch coù choïn loïc ôû nhieät ñoä cao (1950C), aùp löïc cao, trong thôøi gian ngaén (khoaûng 30 phuùt). Vôùi xuùc taùc laø boät niken (hoaëc hoãn hôïp ñoàng vaø paladin). Sau khi hydro hoùa, löôïng acid beùo khoâng no ñöôïc giaûm xuoáng, chæ soá Iode giaûm, daàu seõ beàn hôn.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 47

- Ñeå saûn xuaát môõ nhuõ hoùa hoaëc margarin, ngöôøi ta hydro hoùa töøng phaàn hoaëc toaøn boä. Luùc naøy, quaù trình hydro hoùa dieãn ra ôû nhieät ñoä vaø aùp suaát thaáp hôn nhöng thôøi gian daøi hôn vaø löôïng xuùc taùc söû duïng cuõng nhieàu hôn.

Sau khi hydro hoùa, daàu ñöôïc ly taâm, loïc, tinh luyeän, taåy maøu. Coøn chaát xuùc taùc ñöôïc thu hoài vaø taùi sinh.

2.1.3 . Caùc chæ soá hoùa hoïc

2.1.3.1. Chæ soá acid (A)

Chæ soá acid laø soá mg KOH caàn thieát ñeå trung hoøa caùc acid beùo töï do coù trong 1g chaát beùo

Phaûn öùng toång quaùt:

RCOOH+ KOH RCOOK + H2O

Chæ soá acid theå hieän chaát löôïng cuûa lipid. Neáu chæ soá acid taêng thì chaát löôïng saûn phaåm giaûm.

Lipid söû duïng ñöôïc coù chæ soá acid phaûi nhoû hôn 10 (thöôøng naèm trong khoaûng 3 – 4)

Caùc saûn phaåm daàu môõ ñeå laâu hoaëc khi bò oxy hoùa seõ coù chæ soá acid cao. Do ñoù vôùi caùc nhaø maùy saûn xuaát daàu thöïc vaät, chæ soá acid laø moät trong caùc chæ soá baét buoäc phaûi kieåm tra ñeå ñaûm baûo chaát löôïng cuûa saûn phaåm löu thoâng treân thò tröôøng.

2.1.3.2. Chæ soá xaø phoøng (X)

Chæ soá xaø phoøng laø soá mg KOH caàn ñeå trung hoøa acid beùo töï do vaø acid beùo keát hôïp, khi xaø phoøng hoùa 1 gram chaát beùo

Phaûn öùng toång quaùt:

CH2

CH

O

CH2

O

O

C

C

C

O

O

OR3

R2

R1

R3COOK

R2COOK

R1COOK CH2

CH

OH

CH2

OH

OH

RCOOH + KOH RCOOK + H2O

+ 3KOH

+ + H2O

2.1.3.3. Chæ soá ester (E)

Chæ soá ester laø soá mg KOH taùc duïng vôùi acid beùo lieân keát. Vaäy chæ soá ester seõ ñöôïc tính nhö sau:

E = X - A

2.1.3.4. Chæ soá Iode (I):

Chæ soá Iode laø soá gram Iode keát hôïp vaøo vò trí noái ñoâi cuûa 100 g glyceride. Chæ soá Iode ñaëc tröng cho möùc chöa no cuûa lipid.

Phaûn öùng toång quaùt:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 48

C C

H H

C C

H H

II

C C

H H

C C

H H

BrI

+ Br2

+ I2

+ I2

hoaëc

Lipid caøng nhieàu noái ñoâi thì chæ soá iod caøng lôùn. Lipid caøng ít noái ñoâi thì chæ soá Iod caøng

nhoû. Chæ soá Iod cuûa môõ seõ nhoû hôn so vôùi daàu.

Ví duï: Imôõ ngöôøi = 64; Imô lôïn = 56, Imôõ boø = 30, Idaàu naønh = 130, I daàu oliu= 86,…

2.1.3.5. Chæ soá Reichert – Meissle (R)

Chæ soá Reicher – Meissle laø soá ml NaOH 0,1 N trung hoøa caùc acid ñöôïc chöng caát vaø bay hôi theo hôi nöôùc töø 5g chaát beùo sau khi phaân huûy noù.

Chæ soá naøy xaùc ñònh söï coù maët cuûa caùc acid beùo deã bay hôi nhö acid butyric, acid caproic, acid caprilic,..

2.1.3.6. Chæ soá Peroxyt

Chæ soá peroxyt laø soá gram Iode ñöôïc giaûi phoùng bôûi peroxyt coù trong 100 gram chaát beùo.

Chæ soá naøy phaûn aùnh söï oâi hoùa cuûa daàu môõ. Hieän töôïng oâi hoùa daàu môõ hình thaønh chuû yeáu khi oxy trong khoâng khí keát hôïp vaøo noái ñoâi ôû trong phaân töû acid beùo khoâng no taïo thaønh peroxyt. Hieän töôïng naøy ñöôïc theå hieän qua phöông trình sau:

R C C

H

R'

H

R C C

H

R'

H

OO

+ O2

Khi cho dung dòch KI phaûn öùng vôùi chaát beùo bò oâi ta coù phaûn öùng:

R C C

H

R'

H

OO

+ KI + H2O R C C

H

R'

H

O

+ I2 + KOH

Söû duïng thiosulphat ñeå chuaån ñoä löôïng Iode ñöôïc giaûi phoùng Töø ñoù ta xaùc ñònh ñöôïc chæ

soá peroxyt.

2.2. Saùp (cerid)

Saùp laø loaïi lipid coù trong ñoäng, thöïc vaät. Döïa vaøo nguoàn goác saùp ñöôïc chia ra laøm ba loaïi:

- Saùp ñoäng vaät: saùp ong, saùp loâng cöøu,..

- Saùp thöïc vaät: coù moät löôïng nhoû treân beà maët cuûa laù, loâng, caønh, quaû..

- Saùp khoaùng: coù trong than ñaù, than buøn

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 49

Saùp laø hoãn hôïp cuûa nhieàu thaønh phaàn khaùc nhau, thaønh phaàn chuû yeáu chieám trong saùp laø ester cuûa acid beùo coù troïng löôïng phaân töû cao vôùi röôïu ñôn chöùc cao phaân töû

Coâng thöùc toång quaùt: RCOOR’

Vôùi R laø goác acid beùo (ví duï: acid palmitic, acid cacraubic, acid montanic,..)

R’ laø goác röôïu (ví duï: röôïu xerylic, röôïu montanic,..)

Ngoaøi daïng ester, trong saùp coøn toàn taïi khoaûng 50% taïp chaát nhö chaát maøu, chaát thôm, acid beùo töï do, …

Taát caø caùc loaïi saùp ñeàu beàn, ít khaû naêng phaûn öùng, chæ bò xaø phoøng hoùa ôû 150 – 160oC döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát.

ÖÙng duïng: Laøm vaät lieäu caùch ñieän, vieát chì, phuïc hoài tranh, myõ phaåm,..

2.3. Sterid

Sterit laø ester cuûa röôïu voøng sterol vôùi caùc acid beùo cao phaân töû.

2.3.1. Sterol

Sterol laø nhöõng chaát röôïu chöa no, ñôn chöùc vaø coù voøng. Khoâng tan trong nöôùc nhöng deã tan trong caùc dung moâi bình thöôøng cuûa chaát beùo nhö ete, cloroform,…vaø trong röôïu noùng. Sterol beàn vôùi caùc taùc nhaân thuûy phaân tuy nhieân coù theå bò oxy hoùa taïo thaønh caùc daãn xuaát nhö acid cholic, acid desoxy – cholic, ….

Trong töï nhieân caùc sterol töï do vaø caùc hôïp chaát töông töï sterol chieám nhieàu hôn so vôùi sterit.

Caùc sterol coù theå chuyeån hoùa thaønh caùc chaát ñieàu hoøa sinh hoïc. Caùc sterol coù phoå bieán ôû ñoäng vaät, thöïc vaät, naám men vaø moät soá loaøi taûo.

Sau ñaây laø moät soá sterol quan troïng trong thieân nhieân

2.3.1.1. Cholesterol

HO

CH 3

CH 3

H 3C

CH 3H 3C

C holeste ro l

Coù nhieàu trong teá baøo, naõo, söõa, maùu,… Trong töï nhieân ôû daïng töï do, hoaëc daïng ñaõ ester hoùa (cholesterid) vôùi caùc acid beùo nhö acid stearic, acid oleic, acid palmitic.

ÔÛ thöïc vaät cholesterol coù haøm löôïng thaáp hôn. Thöôøng coù trong rong ñoû, voû chanh, khoai taây, laù maàm ñaäu naønh, daàu ñaäu naønh, phoâi haït luùa mì,..

HO

CH3

CH3 CH3

CH3H3CCH3

Ergosterol

Coâng thöùc nguyeân: C27H46O.

2.3.1.2. Ergosterol

Laø sterol ñaëc tröng cho naám men.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 50

Laø tieàn vitamin D. Khi coù tia cöïc tím chieáu vaøo thì seõ chuyeån thaønh vitamin D.

2.3.2. Sterid

Caùc sterid cuõng gioáng nhö sterol laø caùc chaát raén khoâng maøu, khoâng tan trong nöôùc, tan trong caùc dung moâi höõu cô. Khaùc vôùi sterol, caùc sterid coù theå bò thuûy phaân döôùi taùc duïng cuûa kieàm hoaëc enzym töông öùng.

Prostaglandin: Coù nhieàu loaïi khaùc nhau. Trong ñoù quan troïng hôn caû laø E vaø F. Prostaglandin laø nhöõng chaát coù hoaït tính sinh hoïc. Coù nhieàu trong moâ, cô quan cuûa ñoäng vaät, ngöôøi vaø moät soá loaïi thöïc vaät. Protaglandin coù vai troø ñieàu chænh taùc duïng cuûa hormon vaø coù taùc duïng ñieàu hoøa doøng maùu ñeán caùc cô quan, kieåm tra quaù trình vaän chuyeån ion qua moät soá maøng laøm giaûm söï tieát progesterol,..

CO-

O

HOOH

Prostaglandin E1

3. LIPID PHÖÙC TAÏP

3.1. Phospholipid

LaØ ester cuûa röôïu ña chöùc vôùi acid beùo baäc cao. Ngoaøi ra coøn coù theâm thaønh phaàn phuï khaùc nhö goác acid phosphoric hoaëc nitô.

Ñöôïc chia laøm 3 nhoùm lôùn:

• Glycero – phospholipid: ester cuûa glycerin vaø acid beùo

• Izonit – phospholipid: ester cuûa röôïu vaø izonit

• Sphingophospholipid: ester cuûa sphingozin vaø acid beùo

3.1.1. Tính chaát chung

Phospholipid laø chaát raén khoâng maøu. Nhöng deã chuyeån thaønh loaïi coù maøu do bò oxyhoùa taïi caùc lieân keát ñoâi.

Deã tan trong benzen, trong eter – daàu hoûa, cloroform. Khoâng tan trong nöôùc.

Deã taïo thaønh phöùc protein ôû daïng photpholipo – protein. Coù trong teá baøo cuûa ngöôøi; ñoäng, thöïc vaät vaø vi sinh vaät. Tham gia trong vieäc hình thaønh voû teá baøo, maøng noäi teá baøo.

Trong caáu taïo phaân töû toàn taïi vuøng kî nöôùc (acid beùo) vaø vuøng haùo nöôùc (goác acid phosphoric vaø baz Nitô)

Trong thaønh phaàn, loaïi coù baz nitô laø colin hoaëc acetyl colin coù yù nghóa lôùn trong hoaït ñoäng cuûa moâ thaàn kinh, vaø laø nguoàn cung caáp metyl cho quaù trình metyl hoùa.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 51

3.1.2. Sô ñoà caáu truùc hoùa hoïc

Röôïu ña chöùc Caùc acid beùo goác cao(1 - 2 goác)ù

P OHO

O

BAZ NITÔ

Olieân keát ester

lieân keát ester

lieân keát ester

3.2. Glycolipid

Laø ester cuûa röôïu sphingozin vôùi acid beùo. Ngoaøi ra trong teá baøo coøn coù glucid (thöôøng laø galatose) vaø daãn xuaát nitô cuûa galatose.

Ñöôïc chia laøm 2 nhoùm:

+ Xerebozit:

Röôïu vaø acid beùo lieân keát vôùi nhau bôûi lieân keát peptid. Galactose vaø röôïu lieân keát vôùi nhau bôûi noái O – Glucosid.

Coù trong naõo.

+ Gangliozit (mucolipid):

Thaønh phaàn khaù phöùc taïp goàm sphingozin, acid beùo (thöôøng laø acid stearic), galatose, glucose, galactozamin, acid nôraminic.

Tham gia vaøo caáu truùc cuûa heä thaàn kinh

4. CHUYEÅN HOÙA CUÛA LIPID

4.1. Söï thuûy phaân

Taïi nhieät ñoä thöôøng xaûy ra chaäm

Döôùi taùc duïng cuûa lipase thì xaûy ra nhanh

Ngoaøi ra coøn coù caùc daïng oxy hoùa döôùi taùc duïng cuûa acid hoaëc kieàm. (xem phaàn phaûn öùng thuûy phaân)

4.2. Oxyhoùa

- Oxy hoùa hoùa hoïc laø quaù trình töï oxy hoùa

- Oxy hoùa sinh hoïc laø quaù trình oxy hoùa döôùi taùc duïng cuûa enzym lipoxygenase töø ñoù taïo thaønh peroxyt laøm cho saûn phaåm daàu môõ bò hö hoûng

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 52

4.2.1. AÛnh höôûng cuûa söï oxyhoùa

Döôùi taùc ñoäng cuûa söï oxy hoùa:

- Enzym maát hoaït tính

- Saûn phaåm taïo thaønh coù khaû naêng phaûn öùng cao vôùi protein

- Khoâng hoøa tan trong nöôùc cuõng nhö trong dung moâi höõu cô

- Kieàm haõm söï phaùt trieån cuûa ñoäng vaät

- Taêng söï phaùt trieån cuûa beänh xô vöõa ñoäng maïch

4.2.2. Cô cheá cuûa quaù trình oxy hoùa chaát beùo

Khôi maøo: LH ⎯⎯⎯⎯→aùnh saùng

ot L*

Vôùi chaát khôi maøo taïo goác töï do A*

A* + O2 ⎯⎯→ AOO*

AOO* + LH ⎯⎯→ AOOH + L*

A* + LH ⎯⎯→ AH + L*

Phaùt trieån maïch:

L* + O2 LOO*

LOO* + LH ⎯⎯→ LOOH + L*

LOOH coù theå bò phaân huûy bôûi nhieät, böùc xaï hoaëc ion kim loaïi

LOOH + Fe2+ ⎯⎯→ LO * + Fe3+

LOOH + Fe3+ ⎯⎯→ LOO * + Fe2+

Keát thuùc :

L* + L* ⎯⎯→ L – L

LOO* + L* ⎯⎯→ LOOL

LOO* + LOO* ⎯⎯→ LOOL + O2

Khi coù maët chaát öùc cheá (InH) hoaëc chaát choáng oxy hoùa

LOO* + InH LOOH + In*

L* + InH LH + In*

Hoaïëc coù theå keát thuùc maïch theo caùc phaûn öùng sau:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 53

LOO* + In*

L* + In*

In* + In*

caùc saûn phaåm khoâng hoaït ñoäng

O2

Sens * Sens

aùnh saùng

3 O2

LH

LOOH

LH

3O2

R'H

R' *

LOO *

L *

H *

LH3O2

Töï oxy hoùa Töï oxy hoùa

OH *LO *LOO *

Ñoàng oxy hoùa

Phaân huûy

SÔ ÑOÀ QUAÙ TRÌNH OXY HOÙA CHAÁT BEÙO

5. CAÙC CHAÁT CHOÁNG OXY HOÙA

Chaát choáng oxy hoùa sô caáp: laø nhöõng chaát cho electron vaø keát thuùc quaù trình phaûn öùng chuoãi. VD: tocopherol, butylhydroxyl anisol, butylhydroxytoluen, tert – butyl hydroquinon,..

Chaát baét giöõ oxy (oxygen scavengers): Phaûn öùng vôùi oxy vaø loaïi oxy ra khoûi heä thoáng. VD: ascorbic acid, ascorbyl palmitate, …

Chaát choáng oxyhoùa thöù caáp: phaân huûy caùc hydroperoxyt baèng caùch taïo ra saûn phaåm cuoái beàn nhö dilauryl thiopropionat vaø thiodipropionic acid.

Caùc enzym choáng oxyhoùa: Loaïi caùc oxygen hoaëc loaïi caùc chaát coù tính oxy hoùa. ví duï: glucooxidase, superoxide dimutase, catalase,..

Caùc taùc nhaân taïo phöùc: taïo phöùc voøng vôùi caùc ion kim loaïi nhö ñoàng, saét. Ví duï: acid citric, aminoacid, ethylendiamintetra acetic acid (EDTA)

Caùc taùc nhaân choáng oxyhoùa ña thaønh phaàn laøm taêng hoaït tính choáng oxy hoùa nhö heä tocopherol vôùi acidcitric hoaëc acid ascorbid

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 54

CHÖÔNG 5: GLUCID

Glucid laø moät nhoùm caùc hôïp chaát höõu cô phoå bieán trong cô theå ñoäng thöïc vaät vaø vi sinh vaät. Trong ñoù glucid coù nhieàu nhaát laø trong thöïc vaät, chieám khoaûng 80% khoái löôïng khoâ cuûa thöïc vaät.

Glucid coù baûn chaát hoùa hoïc laø polyhydroxy aldehyde hoaëc polyhydroxy ketone. Ña soá caùc glucid coù coâng thöùc toång quaùt laø (Cm(H2O)n). Ngoaøi ra coøn coù moät soá loaïi glucid ñaëc bieät, trong caáu truùc cuûa chuùng ngoaøi C, H, O coøn coù theâm S, N, P.

Glucid ñöôïc chia laøm ba nhoùm chính: monosaccharid, oligosaccharid vaø polysaccharid. Teân goïi cuûa taát caû caùc ñöôøng ñôn vaø ñöôøng ñoâi ñeàu coù ñuoâi –ose. Caùc daïng glucid coù töø ba ñôn vò ñöôøng ñôn trôû leân haàu nhö raát ít gaëp trong töï nhieân ôû traïng thaùi töï do, chuùng thöôøng ôû daïng lieân hôïp vôùi caùc chaát khaùc nhö protein, hoaëc lipid. Coøn caùc polysaccharide thöôøng chöùa haøng traêm, haøng nghìn ñôn vò ñöôøng ñôn coù theå taïo thaønh sôïi daøi hoaëc phaân nhaùnh.

Glucid coù vai troø raát quan troïng trong cô theå soáng. Glucid coù vai troø nhö sau:

- Tham gia moïi hoaït ñoäng soáng cuûa teá baøo.

- Laø nguoàn chaát dinh döôõng döï tröõ deã huy ñoäde6, cung caáp chuû yeáu caùc chaát trao ñoåi trung gian vaø naêng löôïng cho teá baøo.

- Tham gia vaøo caáu truùc cuûa thaønh teá baøo thöïc vaät, vi khuaån; hình thaønh boä khung (voû) cuûa nhoùm ñoäng vaät coù chaân khôùp.

- Tham gia vaøo thaønh phaàn caáu taïo cuûa nhieàu chaát quan troïng nhö: AND, ARN,…

1. MONOSACCHARIDE

1.1. Caáu truùc phaân töû

Monosaccharid toàn taïi ôû hai daïng: aldehyd vaø keton, coù boä khung chöùa töø 3 ñeán 7 carbon. Trong caáu truùc luoân coù caùc nhoùm – OH noái vôùi nguyeân töû C taïo ra taâm baát ñoái xöùng (taâm chiral), do ñoù chuùng luoân toàn taïi ôû daïng ñoàng phaân quang hoïc.

Caùc monosaccharid thöôøng ôû daïng tinh theå khoâng maøu, tan toát trong nöôùc, khoâng tan trong dung moâi höõu cô vaø phaàn lôùn coù vò ngoït.

Monosaccharid coù theå ôû daïng maïch thaúng hoaëc maïch voøng. ÔÛ moãi daïng noù seõ coù tính chaát khaùc nhau.

1.1.1. Daïng maïch thaúng

Trong daïng maïch thaúng caùc nguyeân töû C ñöôïc noái vôùi nhau baèng lieân keát ñôn – C – C – . Moät trong soá caùc nguyeân töû carbon ñöôïc noái vôùi nguyeân töû oxy thoâng qua lieân keát ñoâi taïo neân nhoùm carbonyl, coøn caùc nguyeân töû carbon khaùc ñöôïc noái vôùi nhoùm – OH. Neáu C coù gaén nhoùm carbonyl naèm ôû cuoái maïch, ta nhaän ñöôïc monosaccharid thuoäc daïng aldose. Neáu C coù gaén nhoùm carbonyl naèm ôû giöõa caùc nguyeân töû C khaùc, ta nhaän ñöôïc monosaccharide thuoäc daïng ketose

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 55

Traät töï saép xeáp cuûa caùc nhoùm trong coâng thöùc caáu taïo cuûa caùc monosaccharid taïo neân C baát ñoái xöùng. Do ñoù chuùng toàn taïi ôû caùc daïng ñoàng phaân quang hoïc khaùc nhau. Ñeå deã phaân bieät, ngöôøi ta quy ñònh daïng ñoàng phaân quang hoïc döïa vaøo vò trí cuûa nhoùm – OH thuoäc ñoàng phaân coù C* gaén vôùi nhoùm –OH naèm xa nguyeân töû C coù gaén nhoùm carbonyl nhaát. Neáu nhoùm – OH naøy naèm ôû beân phaûi ta coù daïng ñoàng phaân D, coøn neáu ôû beân traùi ta coù daïng ñoàng phaân L. Toång soá löôïng ñoàng phaân quang hoïc phuï thuoäc vaøo soá löôïng carbon baát ñoái xöùng, soá löôïng ñoàng phaân quang hoïc seõ baèng 2n, vôùi n laø soá löôïng carbon baát ñoái xöùng trong phaân töû cuûa monosaccharid.

Teân goïi caùc chaát naøy phuï thuoäc vaøo vieäc noù laø ketose hay laø aldose. Teân cuûa ketose ñöôïc goïi theo teân cuûa aldose, theâm –ul vaøo tröôùc ñuoâi –ose. Ví duï D – ribulose laø keton töông öùng cuûa aldopentose D – ribose. Ngoaïi tröø tröôøng hôïp cuûa fructose vaãn goïi theo teân truyeàn thoáng coù nguoàn goác töø “fruit” – coù nghóa laø quaû – do noù coù raát nhieàu trong quaû.

Khi hai phaân töû ñöôøng chæ khaùc nhau bôûi vò trí saép xeáp cuûa caùc nhoùm – OH vaø – H xung quanh nguyeân töû C thì chuùng ñöôïc goïi laø epimer. Ví duï D – glucose vaø D – mannose laø epimer ôû vò trí C soá 2.

Trong töï nhieân caùc monosaccharid chuû yeáu ôû daïng caáu hình D. Tuy nhieân vaãn toàn taïi caùc monosaccharid ôû caáu hình L, caùc monosaccharid naøy coù chuû yeáu trong thaønh phaàn cuûa glycoprotein.

Monosaccharid ñôn giaûn nhaát coù chöùa 3 nguyeân töû carbon laø glyceraldehyd thuoäc nhoùm aldose vaø dihydroxyaceton thuoäc nhoùm ketose. Caùc monosaccharid chöùa 4 carbon ñöôïc goïi teân chung laø tetrose, 5 carbon laø pentose, 6 carbon laø hexose vaø 7 carbon laø heptose.

Hình döôùi ñaây trình baøy caùc daïng ñoàng phaân maïch thaúng cuûa caùc monosaccharid:

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

C OHH

C HHO

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

C HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D - Psicose D - Fructose D - Sorbose D - Tagatose

CH2OH

C O

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Ribulose

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

CH2OH

D - Xylulose

CH2OH

C O

C OHH

CH2OH

D - Erythrulose

CH2OH

C O

CH2OH

Dihydroxyacetone

* Caùc ketose

- 3 carbon - 4 carbon - 5 carbon

- 6 carbon

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 56

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C OHH

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C HHO

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C HHO

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C OHH

C OHH

C HHO

C OHH

CH2OH

CHO

C HHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH2OH

CHO

C OHH

C HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

CHO

C HHO

C HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D - allose D - altrose D - glucose D - mannose D - gulose D - Idose D - Galactose D - Talose

CHO

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

C OHH

C OHH

C OHH

CH2OH

D - ribose D - Arabinose

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH2OH

CHO

C HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D - Xylose D - Lyxose

CHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Erythrose

CHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D - Threose

CHO

C OHH

CH2OHD- Glyceraldehyde

* Caùc aldose

1.1.2. Daïng maïch voøng

Trong töï nhieân, ñaëc bieät khi ôû daïng dòch loûng, caùc ñöôøng ñôn laïi thöôøng ôû daïng maïch voøng ñöôïc taïo bôûi noái O cuûa nhoùm – OH vôùi nhoùm carbonyl trong cuøng phaân töû ñöôøng ñôn.

Khi caùc phaân töû ñöôøng taïo thaønh voøng 6 caïnh thì voøng ñoù ñöôïc goïi laø pyranose, coøn khi taïo thaønh voøng 5 caïnh thì voøng luùc naøy ñöôïc goïi laø voøng furanose.

Ví duï nhö söï noái voøng trong phaân töû glucose xaûy ra giöõa nhoùm – CHO ôû carbon 1, vaø – OH ôû carbon 5 taïo thaønh voøng 6 caïnh goïi laø pyranose vì gioáng nhö voøng pyrane. Quaù trình taïo voøng taïo theâm 1 taâm chiral neân xuaát hieän theâm moät daïng ñoàng phaân quang hoïc môùi: ñoàng phaân quang hoaït. Thöïc nghieäm ñaõ chöùng minh raèng D – glucose coù hai daïng tinh theå khaùc nhau coù tính quang hoaït: ñoù laø α - D – glucose vaø β - D – glucose.

C

C OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Glucose

H

OHC

C OH

C HHO

C OHH

C

O

H

CH2OH

α − D - Glucose

H

OHHC

C OH

C HHO

C OHH

C

O

H

CH2OH

β − D - Glucose

H

HHO

H2Opyridine

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 57

Trong moâi tröôøng nöôùc D – glucose taïo tinh theå daïng α - D – glucose, trong dung moâi pyridine taïo ra tinh theå β - D – glucose. Hai chaát naøy coù thaønh phaàn hoùa hoïc gioáng nhau, chæ khaùc nhau veà tính quang hoaït. Caùc ñoàng phaân naøy coù theå bieán ñoåi qua laïi laãn nhau trong quaù trình chuyeån quay.

Caùc voøng pyranose cuûa glucose ñöôïc hình thaønh cuï theå nhö sau:

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

OH

C

H

OH

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

O

OH

OH

H

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OH

OH

H

OH

OH

H

H

H

CH2OH

OHD- Glucose

β − D - Glucose

α − D- Glucose Trong thöïc teá caùc voøng pyranose khoâng naèm treân maët phaúng, do ñoù Haworth ñaõ ñeà nghò

söû duïng caáu hình khoâng gian ba chieàu ôû daïng “gheá” vaø “thuyeàn” ñeå moâ taû caáu hình khoâng gian thöïc söï cuûa noù. Trong ñoù daïng gheá thöôøng gaëp trong töï nhieân

OHO

H

HO

H

H

OHOH

H H

OH

O OOHO

H

HO

H

HOH

OH

H

H

OH

Thuyeàn Gheá α - D - Glucose β - D - Glucose

1.2. Tính chaát hoùa lyù

1.2.1. Tính chaát vaät lyù

Monosaccharid laø nhöõng chaát khoâng maøu, phaàn lôùn coù vò ngoït, hoøa tan toát trong nöôùc, khoâng tan trong dung moâi höõu cô.

* Ñoä phaân cöïc

Caùc monosaccharid coøn coù khaû naêng laøm quay maët phaúng aùnh saùng phaân cöïc. Döïa vaøo tính naêng naøy, ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh chính xaùc caùc loaïi ñöôøng baèng thieát bò phaân cöïc keá (polarimeter). Ví duï: glucose trong töï nhieân coù ñoä quay cöïc [α]D laø + 52,50 (quay phaûi), coøn cuûa fructose laø – 92,4o (quay traùi) .

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 58

Ngoaøi ra, söï saép xeáp cuûa caùc nhoùm – OH veà beân traùi hay beân phaûi cuûa truïc carbon cuõng laøm thay ñoåi tính hoaït quang cuûa chaát. Ví duï: α - D Glucose coù ñoä quay cöïc laø + 1150, coøn β - D – Glucose coù ñoä quay cöïc laø + 190.

Khi hoøa tan caùc ñöôøng trong moâi tröôøng nöôùc thì ñoä hoïat quang cuõng bò thay ñoåi cho ñeán traïng thaùi caân baèng. Ví duï: trong moâi tröôøng nöôùc, D-glucose ôû traïng thaùi caân baèng seõ coù ñoä hoaït quang khoâng ñoåi laø + 52,70.

Hieän töôïng naøy goïi laø “hoã bieán”. ÔÛ 250C, trong dung dòch coù 1/3 laø α - D Glucose, 2/3 laø β - D – Glucose.

* Tính hoøa tan cuûa ñöôøng

Moãi loaïi ñöôøng coù moät ñoä hoøa tan khaùc nhau. Ví duï ôû 200C khaû naêng hoøa tan trong nöôùc cuûa glucose laø 107 g/ 100 g nöôùc, cuûa fructose laø 375 g /100g nöôùc, cuûa saccharose laø 204 g / 100g nöôùc. Töø ñoù ta nhaän thaáy raèng glucose khoù keát tinh hôn so vôùi ñöôøng saccharose vaø ñöôøng fructose.

Döïa vaøo ñaëc ñieåm naøy ngöôøi ta ñaõ cheá bieán caùc saûn phaåm coù ñoä keát tinh theo yù muoán baèng caùch phoái troän caùc loaïi ñöôøng vôùi nhau.

* Tính huùt aåm cuûa ñöôøng

Moãi loaïi ñöôøng coù ñoä huùt aåm khaùc nhau. Ví duï glucose coù ñoä huùt aåm keùm hôn fructose. Tuøy saûn phaåm cheá bieán maø ta seõ keát hôïp vôùi caùc loaïi ñöôøng coù ñoä huùt aåm töông thích.

Coù nhöõng saûn phaåm caàn ñoä boùng möôùt thì ta theâm caùc chaát coù tính huùt aåm vaøo nhö ñöôøng nghòch ñaûo hoaëc maät ong. Coøn ñoái vôùi nhöõng saûn phaåm caàn ôû traïng thaùi voâ ñònh hình thì nhöõng chaát coù tính huùt aåm cao seõ gaây keát tinh cho saûn phaåm, luùc naøy ta caàn söû duïng loaïi ñöôøng nhö glucose ñeå laøm giaûm khaû naêng keát tinh taïi saûn phaåm.

1.2.2. Tính chaát hoùa hoïc

1.2.2.1. Tham gia phaûn öùng oxy hoùa

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.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 59

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OR

α − 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

HNO 3

D- Glucose Acid glucaric

Tính chaát naøy ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh haøm löôïng gluscose baèng caùch söû duïng thuoác thöû Fehling qua vieäc xaùc ñònh haøm löôïng caën Cu+ taïo thaønh.

1.2.2.2. Tham gia phaûn öùng khöû 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

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.

1.2.2.3. 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

HH

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

POH

OH

O

D- Fructose -6 - phosphat

O

CH2O

HH

OH H

OH

CH2O

OH

POH

OH

O

P

OH

OH

O

D- Fructose -1,6 -biphosphat

1.2.2.4. 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. Ví duï: phaûn öùng taïo metyl glucosid :

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 60

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OCH3CH3OH

HCl

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OCH3

α − Metyl glucoside β − D- Glucose β − Metyl glucoside

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

α − D- Glucose

OH

HOH

OH

OH

HHH

CH2OH

OHCH3OH

HCl

Trong thöïc teá phuï thuoäc vaøo caùc chaát lieân keát, coù theå coù caùc kieåu glycosid nhö: O –

glycosid, S – glycosid, N – glycosid, C – glycosid. Caùc chaát naøy coù hoaït tính sinh hoïc khaùc nhau.

R C O [A]

O-glycoside

R C S [A]

S-glycoside

R C N [A]

N-glycoside

R C C [A

C-glycoside

R: Glucide A: Aglucon

]

Vôùi aglucon laø phaàn phi glucid ñöôïc theá vaøo vò trí hydro cuûa nhoùm – OH glycosid. Ví duï:

caùc goác röôïu, caùc goác cuûa caùc hôïp chaát thôm, caùc goác sterid, caùc goác alkaloid,..

Caùc glycosid ñieån hình laø glycosid cuûa caùc phaân töû glucose taïo thaønh caùc polysaccharid nhö glycogen, tinh boät vaø cellulose.

Caùc glycosid deã bò thuûy phaân, khi ñoù caùc lieân keát glycosid bò ñöùt ra vaø caùc monosaccharid töông öùng hình thaønh. Caùc phaûn öùng thuûy phaân naøy ñöôïc xuùc taùc chuû yeáu bôûi acid, chæ trong moät soá tröôøng hôïp môùi do kieàm laøm xuùc taùc do ña soá glycosid beàn vöõng vôùi kieàm.

1.2.2.5. 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.

CHOC OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CHO

CCH

CH

C

CH2OH

O OOHC 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+

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 61

Khi truøng ngöng caùc saûn phaåm naøy vôùi moät soá chaát khaùc thì caùc phöùc maøu hình thaønh. Caùc phöùc maøu naøy ñöôïc söû duïng ñeå ñònh tính vaø ñònh löôïng monosaccharid.

Ví duï: khi cho furfurol taùc duïng vôùi anilin vaø HCl thì hôïp chaát maøu ñoû seõ hình thaønh.

Ngoaøi ra, caùc saûn phaåm naøy cuõng hình thaønh trong quaù trình cheá bieán thöïc phaåm, ví duï khi nöôùng baùnh caùc furfurol bay hôi taïo thaønh muøi ñaëc tröng cho baùnh.

1.2.2.6. 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

- 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:

R - CHOOH-

2Cu(OH)2R - COOH + Cu2O + 2 H2O

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

1.2. Moät soá caùc monosaccharid quan troïng

1.2.1.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.

Ngoaøi ra caùc D – Ribulose vaø L – Xylulose cuõng thöôøng coù maët trong caáu truùc cuûa thöïc vaät, vi sinh vaät vaø moâ ñoäng vaät.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 62

1.2.1.1. 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

β − L- Arabinose

OHO

HH

OH

OH

HH

H

H

OH

α − L- Arabinose

1.2.1.2. 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 … Chính vì vaäy, khi thuûy phaân caùc nguyeân lieäu treân baèng acid ta thu ñöôïc D – Xylose.

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

β − D - Xylose

OH

HOH

OH

OH

HH

H

H

OH

α − D - Xylose

1.2.1.3. 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

OCH2OH

H

H

OH OH

H

H

OH

OCH2OH

H

H

OH OH

H

OH

H

α − D - Ribose β − D - Ribose Daãn xuaát cuûa Ribose laø D – Dezoxyribose laø thaønh phaàn quan troïng cuûa acid

dezoxyribonucleic, tham gia trong caáu taïo cuûa AND. Ñaây laø chaát coù vai troø quan troïng trong moät soá ñaëc tính sinh hoïc cuûa cô theå soáng, ñaëc bieät laø tính di truyeàn.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 63

1.2.2.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,..

1.2.2.1. 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,..

Trong cô theå ngöôøi vaø ñoäng vaät, D – Glucose laø thaønh phaàn coá ñònh trong maùu, deã daøng ñöôïc cô theå con ngöôøi haáp thuï. Do ñoù trong nhieàu tröôøng hôïp, khi cô theå con ngöôøi bò hao huït löôïng ñöôøng trong maùu, luùc naøy ngöôøi ta phaûi truyeàn glucose vaøo.

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - glucose

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OHHH

H

CH2OH

OH

β − D- Glucoseα − D- Glucose

1.2.2.2. 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..

D – Fructose laø thaønh phaàn cuûa caùc disaccharid vaø caùc polyfructosid thöôøng gaëp trong thöïc vaät.

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Fructose

OCH2OH

HH

OH H

OH

CH2OH

OH

α − D- Fructose

OCH2OH

HH

OH H

OH

OH

CH2OH

β − D- Fructose

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 64

1.2.2.3. D –Galactose

Ñaây cuøng laø loaïi ñöôøng thöôøng toàn taïi döôùi daïng pyranose. D – Galactose coù trong thaønh phaàn cuûa lactose vaø caùc polysaccharid galactan thöïc vaät. Ngoaøi ra noù coøn naèm trong thaønh phaàn caáu taïo cuûa melibiose vaø agar – agar.

Daãn xuaát cuûa D – Galactose laø acid galacturonic naèm trong thaønh phaàn cuûa pectin.

D – Galactose chæ bò leân men bôûi caùc loaïi naám men ñaëc bieät. CHO

C OHH

C HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D - Galactose

OHO

HH

OH

OH

HH

H

CH2OH

OH

OHO

HH

OH

OHHH

H

CH2OH

OH

β − D- Galactoseα − D- Galactose

1.2.2.4. D –Mannose

D – Mannose coù theå toàn taïi ôû daïng voøng pyranose.

D – Mannose coù trong thaønh phaàn cuûa hemicellulose, caùc chaát nhaày, …

Caùc mannose deã bò leân men bôûi naám men. CHO

C HHO

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D - Mannose

OH

HOH

OH

H

HHO

H

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

H

HHO

H

CH2OH

OH

β − D- Mannoseα − D- Mannose

2. OLIGOSACCHARID

2.1. DISACCHARID

2.1.1. Caáu truùc phaân töû

Disaccharid coù hai goác monosaccharid keát hôïp vôùi nhau baèng lieân keát O – glycosid. Do ñoù coù theå coi disaccharid laø moät glycosid trong ñoù aglucon laø moät monosaccharid thöù hai.

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:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 65

- 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.

2.1.2. Moät soá loaïi disaccharid

2.1.2.1. 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 α- D- Glucose vaø β - D – Fructose qua lieân keát – OH glycosid, do ñoù noù khoâng coøn nhoùm – OH glycosid töï do neân khoâng coù tính khöû.

OH

HOH

OH

OH

HH

H

CH2OH

Saccharose

OCH2OH

H

OH H

OH

H

CH2OHO

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: α- D- Glucopyranoside ( 1 2) β - D – Fructofuranoside.

Saccharose coøn ñöôïc goïi laø sucrose. 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).

ÔÛ thöïc phaåm coù ñoä pH thaáp quaù trình naøy cuõng thöôøng xaûy ra laøm thay ñoåi tính chaát cuûa thöïc phaåm. Do ñoù kieåm tra haøm löôïng ñöôøng invert cuõng laø moät trong caùc chæ tieâu caàn thieát ñoái vôùi moät soá saûn phaåm thöïc phaåm.

2.1.2.2. Maltose

Maltose coøn ñöôïc goïi laø ñöôøng maïch nha, ñöôïc caáu taïo töø hai phaân töû ñöôøng α- 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.

OH

HOH

OH

OH

HHH

CH2OH

Maltose

O

OH

H

OH

OH

HHH

CH2OH

OH

Maltose chuû yeáu ñöôïc taïo thaønh khi thuûy phaân tinh boät. Ngoaøi ra noù cuõng coù maët trong moät soá teá thöïc vaät baäc cao. Khi thuûy phaân maltose seõ taïo thaønh hai phaân töû α- D- Glucose

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 66

2.1.2.3. Lactose

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

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OH

OHO

HH

OH

OHH

HH

CH2OH

Lactose

ÔÛ nhieät ñoä thöôøng lactose hoøa tan trong nöôùc ít hôn möôøi laàn so vôøi saccharose, tuy nhieân ôû 1000C thì ñoä hoøa tan cuûa noù xaáp xæ saccharose. Lactose keát tinh chaäm, tinh theå cöùng vaø coù nhieàu daïng tinh theå. Ñoä ngoït cuûa lactose chæ baèng 1/6 saccharose.

Lactose khoù bò thuûy phaân bôûi acid hôn so vôùi saccharose. Ñeå thuûy phaân phaûi ñun soâi vôùi acid vaø khoâng xaûy ra hieän töôïng nghòch ñaûo.

Ngoaøi ra, lactose coøn bò thuûy phaân bôûi enzym β - galatosidase naèm trong ruoät (ñaëc bieät laø ruoät cuûa treû em). Caùc enzym naøy coù theå bò bieán maát, söï bieán maát nhanh hay chaäm phuï thuoäc vaøo saéc toäc vaø ñoä tuoåi. Thoâng thöôøng ôû treû em da maøu enzym naøy bò maát nhanh hôn so vôùi treû em da traéng.

2.1.2.4. Cellobiose

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OH

OH

HOH

OH

OHH

HH

CH2OH

β-Cellobiose

Cellobiose laø phaân töû caáu taïo neân cellulose. Noù ñöôïc taïo thaønh töø moät phaân töû α- D- glucose vaø β - D – glucose bôûi lieân keát glycosid giöõa nhoùm – OH glycosid cuûa β - D – glucose vaø nhoùm – OH cuûa α- D- glucose. Chính vì vaäy cellobiose mang tính khöû. Khi thuûy phaân cellulose baèng enzym cellulase seõ thu ñöôïc cellobiose.

2.2. OLIGOSACCHARID OOH

HH

OH

OH

HH

CH2OH

H

Rafinose

OH

HOH

OH

OHO

HH

CH2

H

OCH2OH

H

OH H

OHCH2OH

OOligosaccharid laø teân goïi chung cho caùc carbohydrat coù caáu truùc töø hai ñeán möôøi phaân töû monosaccharid. Ngoaøi caùc daïng disaccharid ñaõ ñöôïc ñeà caäp ñeán ôû treân oligosaccharide coøn coù maët trong thaønh phaàn cuûa caùc glycoprotein, glycolipid. Caùc oligosaccharide naøy ñoùng vai troø quan troïng trong caáu truùc cuûa thaønh teá baøo, theå Golgi, …vaø nhieàu protein ñaëc bieät khaùc. Rafinose

Galactose Glucose FructoseO O

α - Galactosidase Saccharase (Invertase)

Söï phaân giaûi Rafinose

Ngoaøi ra, ta coøn gaëp daïng trisaccharide nhö rafinose. Ñaây laø moät chaát raát phoå bieán trong töï nhieân. Noù coù nhieàu trong haït boâng vaø trong cuû caûi ñöôøng. Rafinose coù chöùa galactose, glucose vaø

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................

Trang 67

fructose. Caùc monosaccharid naøy gaén vôùi nhau qua caùc – OH glycosid cuûa chuùng do ñoù rafinose khoâng coøn tính khöû. Rafinose tinh theå khoâng coù vò ngoït, bò thuûy phaân bôûi acid vaø enzym invertase giaûi phoùng ra fructose. Neáu keùo daøi quaù trình thuûy phaân thì galactose vaø glucose cuõng seõ hình thaønh. Rafinose keùm beàn vôùi nhieät hôn so vôùi saccharose.

3. POLYSACCHARID

Polysaccharid laø moät trong caùc chaát phoå bieán nhaát trong cuoäc soáng. Ñoái vôùi cô theå soáng polysaccharid coù chöùc naêng taïo naêng löôïng vaø laøm caáu truùc neàn taûng cho thaønh phaàn cuûa nhieàu teá baøo. Trong thaønh phaàn cuûa polysaccharid coù raát nhieàu caùc monosaccharid. Caùc monosaccharid naøy ñöôïc noái vôùi nhau bôûi caùc noái glycosid. Trong caáu truùc cuûa phaàn lôùn caùc polysaccharid laø haøng traêm, haøng ngaøn caùc phaân töû ñöôøng. Tuøy thuoäc vaøo caùch noái khaùc nhau maø ta coù caùc polysaccharid khaùc nhau hình thaønh. Ví nhö noái theo daïng maïch thaúng ta coù amylose, cellulose; noái theo daïng nhaùnh ta coù amylopectin, glycogen.

Khoâng nhö protein, caùc polysaccharid khoâng coù giaù trò khoái löôïng nhaát ñònh. Kích côõ cuûa caùc phaân töû polysaccharid phuï thuoäc vaøo traïng thaùi cuûa cuûa caùc chu trình chuyeån hoùa. Ví duï sau khi aên, haøm löôïng ñöôøng trong maùu taêng, chu trình toång hôïp glycogen ñöôïc thuùc ñaåy; ôû ñoäng vaät aên no, phaân töû glycogen coù theå ñaït ñeán 2.107; tuy nhieân khi löôïng ñöôøng trong maùu giaûm, caùc phaân töû glycogen seõ bò phaân giaûi töø töø cho ñeán khi cô theå ñaït traïng thaùi caân baèng.

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

Sau ñaây ta seõ cuøng xem xeùt ñeán tính chaát cuûa moät vaøi loaïi polysaccharid thoâng duïng

3.1. Polysaccharid thöïc vaät

.........................................................................................

O

OH

OH

CH2OH

OO

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2

OO

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OHO

OHCH2OH

O

nAMYLOSE

nAMYLOPECTI

3.1.1. Tinh boät

Tinh boät laø nguoàn cung caáp naêng löôïng chuû yeáu cho cuoäc soáng cuûa con ngöôøi. Tinh boät do caây xanh quang hôïp neân. 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

N

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 68

Tinh boät goàm hai thaønh phaàn amylose : amylopectin theo tyû leä 1:4

3.1.1.1. Caáu truùc

Amylose ñöôïc caáu taïo neân töø caùc phaân töû D – glucose taïi noái α (1,4) glycosid. Kích thöôùc cuûa polysaccharid naøy phuï thuoäc vaøo nguoàn goác cuûa noù. Caùc amylose coù theå ñöôïc taïo neân töø haøng ngaøn phaân töû glucose, khoái löôïng phaân töû cuûa noù giao ñoäng töø 150.000 ñeán 600.000. Phaàn cuoái cuûa caáu truùc coù chöùa moät nhoùm – OH glycosid do ñoù noù coù tính khöû. Tuy nhieân trong caùc caáu truùc giöõa thì khoâng. Trong khoâng gian caùc amylose seõ taïo thaønh caáu truùc xoaén töông tö nhö caáu truùa alpha Helix cuûa polypeptide. Amylose taùc duïng vôùi Iode taïo thaønh maøu xanh.

Amylopectin coù caáu truùc phaân nhaùnh. Trong caáu truùc phaân töû noù chöùa caû lieân keát α (1,4) glycosid vaø α (1,6) glycosid. Caáu truùc phaân töû bao goàm moät maïch trung taâm thaúng chöùa lieân keát α (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

Tinh boät coù khaû naêng bò thuûy phaân bôûi amylase hoaëc acid. Tröôùc tieân caùc dextrin hình thaønh (ñaây laø oligosaccharide coù khoaûng 8 glucose vôùi ít nhaát moät noái α (1,6) glycosid), sau ñoù chaát naøy coù theå bò thuûy phaân taän cuøng ñeán glucose. Tuøy theo ñoä lôùn cuûa phaân töû maø caùc dextrin seõ coù phaûn öùng maøu khaùc nhau vôùi Iode.

3.1.1.2. Phöông phaùp taùch, chieát:

Ta coù theå trích ly amylose baèng nöôùc ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau, do amylose coù khaû naêng hoøa tan toát trong nöôùc.Tuy nhieân phöông phaùp naøy ñaït hieäu quaû khoâng cao.

Ngoaøi ra ta cuõng coù theå khuyeách taùn tinh boät trong nöôùc, trong dung dòch ñeäm. Sau keát tuûa baèng taùc nhaân coù cöïc (vd: röôïu isoamylic, n – butylic, cyclohexylic), hoaëc vôùi taùc nhaân khoâng cöïc. (taïo phöùc vôùi caùc dung dòch öa beùo ( CCl4, CHCl3, dicloetan,..)).

Ngöôøi ta cuõng söû duïng phöông phaùp saéc kyù coät (canxi phosphat). Sau röûa laïi baèng dung dòch ñeäm phosphat. Ta seõ ñöôïc amylose keùo theo, coøn amylopectin ôû laïi.

3.1.1.3.Tính chaát

* Quaù trình hydrat hoùa – söï tröông nôû cuûa tinh boät

ÔÛ traïng thaùi töï nhieân tinh boät lieân keát vôùi nhau qua lieân keát hydro, taïo thaønh traïng thaùi raát beàn, do ñoù khi ôû trong nöôùc laïnh raát khoù haáp thuï nöôùc. Khi taêng nhieät ñoä, ta coù traïng thaùi môùi.

Söï tröông nôû cuûa tinh boät phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. Ví duï vôùi tinh boät ngoâ:

Nhieät ñoäï thöôøng haáp thuï 10 – 25% nöôùc

60oC haáp thuï 300 % nöôùc

70oC haáp thuï 1000% nöôùc

Tröông nôû cöïc ñaïi 2000% nöôùc

* Söï hoà hoùa

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 69

Nhieät ñoä ñeå phaù vôõ tinh boät chuyeån töø traïng thaùi coù möùc ñoä hydrat hoùa khaùc nhau thaønh daïng keo goïi laø nhieät ñoä hoà hoùa.

Nhieät ñoä hoà hoùa phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá:

- Kích thöôùc (lôùn tröôùc, beù sau)

- Thaønh phaàn (öu tieân amylose)

- Caùc ion lieân keát vôùi tinh boät (cuøng daáu, gaàn nhau ñaåy nhau)

- Caùc muoái voâ cô (noàng ñoä thaáp taêng ñoä hoøa tan, noàng ñoä cao keát tuûa)

- Moâi tröôøng: trong moâi tröôøng kieàm thì söï hoà hoùa dieãn ra deã daøng hôn

- Haøm löôïng caùc khoâng chaát ñieän ly nhö ñöôøng, röôïu cuõng laøm taêng nhieät ñoä hoà hoùa.

Sau khi hoà hoùa tinh boät seõ coù ñoä trong suoát nhaát ñònh. Ñoä trong cuûa hoà phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá:

- Caùc daïng boät neáp , tinh boät cuûa caùc loaïi cuû, reã trong hôn.

- Khi cho theâm ñöôøng seõ trong hôn

- Coù chaát nhuõ hoùa seõ laøm giaûm ñoä trong.

* Tính nhôùt deûo

Tính chaát naøy taùc ñoäng ñeán chaát löôïng thöïc phaåm. Noù ñöôïc taïo neân bôûi khaû naêng taïo lieân keát hydro cuûa nhoùm –OH , khieán cho phaân töû coù khaû naêng giöõ nöôùc toát hôn do ñoù taêng ñoä nhôùt, ñoä deûo. Tính chaát naøy taêng trong moâi tröôøng kieàm, theå hieän maïnh ôû caùc tinh boät giaøu amylopectin

Tính nhôùt, deûo cuûa tinhn boät phuï thuoäc vaøo: ñöôøng kính, kích thöôùc, theå tích, caáu truùc cuûa tinh boät; vaøo söï töông taùc cuûa tinh boät vôùi nöôùc vaø vôùi nhau; vaøo noàng ñoä tinh boät; vaøo pH, nhieät ñoä, Ca2+, taùc nhaân oxy hoùa

* Khaû naêng taïo gel

Tinh boät hoà hoùa(chuyeån sang traïng thaùi hoøa tan) ñeå nguoäi, yeân gel

Trong caáu truùc daïng gel coù lieân keát hydro

Tinh boät giaøu amylose taïo gel cöùng, ñoä beàn keùm

* Söï thoaùi hoùa

Xaûy ra khi: gel tinh boät ñeå laâu co laïi, coù dòch thoaùt ra

Xaûy ra nhanh hôn khi ñeå laïnh ñoâng, roài raõ baêng

Trong quaù trình thoaùi hoùa luoân keøm theo söï taùch nöôùc vaø ñaëc laïi cuûa caùc saûn phaåm nöûa loûng. Gaây cöùng vôùi baùnh mì.

Hieän töôïng naøy hình thaønh do caùc caàu H giöõa caùc tinh boät xuaát hieän. Quaù trình dieãn ra qua caùc giai ñoaïn sau:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 70

- Caùc maïch ñöôïc uoán thaúng

- Voû hydrat bò maát, caùc maïch ñöôïc ñònh höôùng.

- Caàu H hình thaønh giöõa caùc nhoùm OH

Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán söï thoaùi hoùa:

- pH: toác ñoä thoaùi hoùa ñaït cöïc ñaïi khi pH = 7. Khi pH > 10 thì khoâng coøn söï thoaùi hoùa; khi pH< 2 thì toác ñoä thoaùi hoùa voâ cuøng beù.

- Thaønh phaàn : vôùi amylopectin neáu chæ ñun noùng ñeán 50 – 600C, thì coù theå quay veà traïng thaùi ban ñaàu khi haï nhieät ñoä. Tuy nhieân vôùi amylose thì khoâng theå khaéc phuïc ñöôïc söï thoaùi hoùa.

* Khaû naêng taïo maøng

Tinh boät coù khaû naêng taïo maøng toát. Ñeå taïo maøng, caùc amylose vaø amylopectin phaûi duoãi thaûng maïch, saép xeáp laïi, töông taùc tröïc tieáp vôùi nhau baèng lieân keát hydro hoaëc giaùn tieáp thoâng qua nöôùc.

Maøng coù theå thu ñöôïc töø dung dòch phaân taùn trong nöôùc. Daïng maøng naøy deã tröông ra trong nöôùc

Quy trình taïo maøng:

Tinh boät Hoøa tan Hoà hoùa sô boä Khuaáy kyõ Roùt moûng leân maët phaúng kim loaïi

Ñeå maøng khoûi bò dính sau khi khoâ caàn pheát moät ít parafin leân beà maët kim loaïi

3.1.2.Cellulose

O

OH

OH

CH2OH

OO

O

OH

OH

CH2OH

O

n

CELLULOSECellulose laø polysaccharid caáu taïo neân

teá baøo thöïc vaät. Ñaây laø hôïp chaát höõu cô coù nhieàu nhaát trong töï nhieân. Cellulose coù caáu truùc maïch thaúng, daïng sôïi, ñöôïc caáu taïo töø caùc glucose lieân keát vôùi nhau bôûi lieân keát β (1,4) glycosid. (ôû tinh boät laø caáu hình α ) do ñoù trong khoâng gian noù vaãn ôû maïch thaúng.

Caùc chuoãi cellulose coù chöùa haøng chuïc nghìn goác glucose. Caùc chuoãi naøy ñöôïc xeáp song song vôùi nhau taïo thaønh sôïi coù ñöôøng kính khoaûng 3,5 nm. Caùc sôïi naøy laïi lieân keát vôùi nau thaønh boù sôïi coù ñöôøng kính 20 nm.

Giöõa caùc chuoãi phaân töû coù raát nhieàu goác – OH töï do vaø chuùng taïo neân lieân keát hydro giuùp oån ñònh caáu truùc cuûa cellulose khieán cho noù trôû neân beàn, khoù bò thuûy phaân.

ÔÛ ñoäng vaät nhai laïi coù chöùa vi khuaån sinh ra enzym cellulase do ñoù noù coù khaû naêng söû duïng cellulose laøm thöùc aên.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 71

3.1.3. Hemicellulose

Hemicellulose coù trong thaønh phaàn cuûa teá baøo thöïc vaät nhö beï ngoâ, rôm raï, traáu,.. Khi thuûy phaân hemicellulose ta thu ñöôïc caùc hexose nhö mannose, galactose..; caùc pentose nhö: arabinose, xylose..

Caùc hemicellulose khoâng coù khaû naêng hoøa tan trong nöôùc maø chæ hoøa tan trong dung dòch kieàm.

3.1.4. Pectin

O

OH

OH

C

OO

O

OH

OHO

n

PECTINO

O CH3 CO

O CH3

Pectin laø polysaccharid coù nhieàu trong quaû, cuû hoaëc thaân caây. Trong thöïc vaät pectin toàn taïi döôùi hai daïng: protopectin (khoâng tan, coù maët chuû yeáu ôû thaønh teá baøo) vaø polysaccharid araban (toàn taïi chuû yeáu ôû dòch teá baøo). Döôùi taùc duïng cuûa acid caùc protopectin chuyeån sang daïng hoøa tan.

Khi coù söï hieän dieän cuûa acid vaø ñöôøng pectin coù khaû naêng taïo gel, do ñoù noù ñöôïc öùng duïng trong coâng ngheä saûn xuaát möùt, keïo. Ñeå taïo gel caàn ñaûm baûo moâi tröôøng coù ñöôøng saccharose vôùi tyû leä 65 – 70% (baõo hoøa) vaø pH khoaûng 3,1 – 3,5 (duøng acid citric ñeå ñieàu chænh pH.

3.1.5. Agar – agar

Agar – agar laø polysaccharid coù chuû yeáu ôû moät soá loaïi rong bieån, khoâng tan trong nöôùc laïnh. Khi ñun noùng seõ bò hoøa tan, ñeå nguoäi bò ñoâng laïi thaønh moät khoái.

Agar agar laø hoãn hôïp cuûa agarose vaø agaropectin. Agarose chöùa caùc goác D vaø L – galactopyranose gaén vôùi nhau bôûi lieân keát 1,3 – glycosid. Coøn caáu truùc cuûa agaropectin hieän chöa ñöôïc bieát ñaày ñuû.

Agar agar ñöôïc söû duïng nhieàu trong coâng nghieäp thöïc phaåm vaø laøm moâi tröôøng nuoâi caáy vi sinh vaät.

3.2. Polysaccharid ñoäng vaät

3.2.1. Glycogen

Glycogen laø polysaccharid döï tröõ ôû ngöôøi vaø ñoäng vaät coù nhieàu ôû gan. Ñaây laø daïng phaân töû coù caáu taïo maïch nhaùnh töông töï nhö amylopetin tuy nhieân ôû möùc ñoä phaân nhaùnh cao hôn. Glycogen hoøa tan trong nöôùc noùng cho maøu ñoû tím hoaëc ñoû naâu vôùi iode. Glycogen ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình chuyeån hoùa glucide ôû cô theå ñoäng vaät vaø naám men.

Khi thuûy phaân glycogen baèng acid hoaëc enzym ta thu ñöôïc α - D – glucose.

Khoái löôïng phaân töû cuûa glycogen coù theå ñaït tôùi 4.106 töông öùng vôùi 24 000 goác glucose.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 72

3.2.2. Chitin (kitin)

Chitin laø polysaccharid maïch thaúng ñöôïc caáu taïo töø N – acetyl – D – glucosamine noái vôùi nhau bôûi lieân keát β (1,4)glycosid. Chitin laø thaønh phaàn chính cuûa caáu truùc boä khung caùc loaøi ñoäng vaät chaân khôùp nhö coân truøng, toâm cua,..

Veà caáu taïo noù coù caáu taïo töông töï cellulose vaø cuõng coù chöùc naêng töông töï.

Chitin raát khoù bò hoøa tan. Chæ khi ñun noùng baèng dung dòch kieàm ñaäm ñaëc hoaëc moät soá dung dòch muoái ñaäm ñaëc chitin môùi bò phaân giaûi.

3.3. Polysaccharid vi sinh vaät

Dextran laø loaïi polysaccharid ñieån hình cuûa vi sinh vaät. Noù ñöôïc toång hôïp töø Leuconostoc khi nuoâi caáy trong moâi tröôøng chöùa saccharose.

Dextran bao goàm caùc D – glucopyranose gaén vôùi nhau taïi lieân keát (1,6); (1,4) vaø (1,2)

Dextran coù khaû naêng hoøa tan trong nöôùc. Phaân töû löôïng vaøo khoaûng 106.

Dextran laø nguyeân lieäu ñeå toång hôïp nhöïa sephadex duøng ñeå taïo neân caùc maøng loïc phaân töû.

Caùc destran coù phaân töû löôïng khoaûng 7.104 – 9.104 ñöôïc duøng laøm chaát thay theá huyeát thanh maùu raát hieäu quaû.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 73

CHÖÔNG 9: CHAÁT MAØU VAØ CHAÁT MUØI

1. ÑAÏI CÖÔNG

Chất maøu laø nhöõng chaát ñaëc tröng cho giaù trò caûm quan cuõng nhö giaù trò dinh döôõng cuûa thöïc phaåm. Roõ raøng, vôùi moät moùn aên coù maøu saéc thích hôïp ngoaøi vieäc nhìn ñeïp maét noù coøn taùc ñoäng leân taâm lyù cuûa ngöôøi tieâu duøng, giuùp cho ngöôøi tieâu duøng caûm nhaän vaø haáp thuï moùn aên ñoù moät caùch deã daøng hôn.

Chaát maøu coù theå ñöôïc taïo neân baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau:

- Chaát maøu hình thaønh qua quaù trình gia coâng, cheá bieán thöïc phaåm.

- Chaát maøu ñöôïc taùch ra töø nguyeân lieäu töï nhieân.

- Chaát maøu ñöôïc toång hôïp nhaân taïo.

- Chaát maøu hình thaønh qua caùc phaûn öùng kyõ thuaät thích hôïp töø nhöõng chaát coù trong nguyeân lieäu thöïc phaåm.

2 . HOAÙ HOÏC VEÀ CHAÁT MAØU TÖÏ NHIEÂN:

Chaát maøu töï nhieân thöôøng ñöôïc taùch chieát ra töø thöïc vaät. Coù theå chia laøm ba nhoùm chính:

- Chlorophyll : Coù trong laù caây, maøu xanh laù caây.

- Carotenoid: coù trong quaû, rau maøu cam, maøu vaøng, ñoâi khi laø maøu ñoû.

- Flavonoid : coù maøu ñoû, xanh, vaøng

2.1. Chlorophyll:

MgN

N

N

NCH3

CH

XCH

H3C

H3C

CH2

H2C

CH2

OCOOCH3CH2

COOC20H39

Chlorophyll

a- X: CH3b- X: CHO

2.1.1. Caáu taïo

Chlorophyll coù trong laù caây. Than gia vaøo quaù trình quang hôïp cuûa caây taïo neân caùc chaát höõu cô vaø nguoàn oxy töï do cho traùi ñaát. Chlorophyll phaân taùn trong nguyeân sinh chaát, ñöôïc goïi laø luïc laïp hoaëc haït dieäp luïc. Haøm löôïng chlorophyll trong caây xanh chieám khoûang 1% chaát khoâ. Chlorophyll coù hai daïng:

- Clorophyll a : C55 H72 O5N4Mg

- Clorophyll b : C55 H70 O6N4Mg – maøu nhaït hôn

Trong thöïc vaät coù tyû leä giöõa chlorophyll a vaø b laø 3:1

2.1.2. Tính chaát:

2.1.2.1. Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä vaø acid

Maøu xanh bò maát ñi do voû teá baøo bò phaân huûy, lieân keát giöõa chlorophyll vaø protein bò caét ñöùt. Phaûn öùng hình thaønh:

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 74

Chlorophyll + 2HX feofitin + MgX2

Fepfitin coù maøu xanh oliu

3.1.2.2. Döôùi taùc duïng cuûa kieàm nheï

Vôùi caùc chaát mang tính kieàm nheï nhö carbonat, kieàm thoå thì moâi tröôøng acid seõ bò trunghoùa, khieán cho chlorophyll bò xaø phoønghoùa taïo neân röôïu phitol, metanol, acid clorofilinic.

Chlorophyll a + kieàm (C32H30ON4Mg)(COONa)2 + CH3OH + röôïu phitol

Chlorophilin

Chlorophyll b + kieàm (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 + CH3OH + röôïu phitol

Chlorophilit

Caùc acid vaø muoái phaûn öùng cho saûn phaåm coù maøu xanh ñaäm.

3.1.2.3. Döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng vaø oxy

Chlorophyll bò oxy hoùa khi tieáp xuùc vôùi oxy vaø aùnh saùng. Ngoøai ra noù coøn bò oxy hoùa khi tieáp xuùc vôùi caùc lipid ñaõ bò oxy hoùa hoaëc bò enzym lipoxydase taùc ñoäng leân.

Caùc quaù trình naøy xaûy ra vôùi caùc saûn phaåm nhö: rau saáy

3.1.2.4. Döôùi taùc duïng cuûa moät soá kim loaïi

Döôùi taùc duïng cuûa Fe, Sn, Al, Cu thì MG trong chlorophyll bò thay theá vaø cho ra caùc maøu khaùc nhau nhö:

- Vôùi Fe: Cho maøu naâu.

- Vôùi Sn, Al: Cho maøu xaùm

- Vôùi Cu cho maøu xanh saùng

Trong SX thöïc phaåm ñeå giöõ maøu xanh ta coù theå laøm:

- Gia nhieät nhanh trong löôïng nöôùc lôùn, khieán cho caùc acid maïch ngaén deã bò bay hôi.

- Kieàm hoùa nöôùc: söû duïng caùc carbonat kieàm thoå ñeå trung hoøa.

- Duøng dinatriglutamat hoaëc clorophilin (chlorophyll + kieàm) ñeå giöõa maøu

2.2. Carotenoid:

2.2.1. Caáu taïo

Caáu truùc tieâu bieåu

H3C CH3

CH3

CH3 CH3

CH3H3C

H3C

CH3CH3

Beta - CAROTEN

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 75

2.2.2. Tính chaát:

Laø nhoùm maøu hoøa tan trong chaát beùo, nhaïy vôùi acid vaø chaát oxy hoùa, beàn vôùi kieàm. Goàm töø 65 – 70 chaát maøu töï nhieân nhö: caroten, licopen, xantophyl, capxantin, citroxantin,..

Coù trong ña soá caùc loïai caây vaø trong cô theå ñoäng vaät.

Trong caây chieám khoûang 0,007 – 0,2% chaát khoâ. Moät vaøi tröôøng hôïp ñaëc bieät taêng leân raát nhieàu.

Trong caø chua coù licopen, haøm löôïng licopen taêng leân theo ñoä chín cuûa caø chua

Trong loøng ñoû tröùng coù xantophyll, coù maøu vaøng saùng, cuõng coù chöùa trong rau xanh cuøng vôùi caroten vaø licopen

Trong ôùt coù capxantin, laø daãn xuaát cuûa caroten, Maøu maïnh hôn so vôùi caroten nhöõng 10 laàn.

Trong cam quít coù criptoxantin.

2.3. Flavanoit:

Töø maøu ñoû tím. Laø daãn xuaát cuûa cromon vaø croman

Hoøa tan trong nöôùc vaø coù chöùa trong khoângbaøo. Coù trong quaû vaø hoa theo nhieàu tyû leä khaùc nhau taïo neân söï ña daïng hoùa veà maøu saéc.

3. HOÙA HOÏC VEÀ CHAÁT MUØI TÖÏ NHIEÂN:

Khoaûng 400 000

Do caùc nhoùm mang muøi gaây neân: alcol, ester, trimetyl,

Muøi laø chaát mang tính quan troïng trong ñôøi soáng. Chaát muøi coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán traïng thaùi cô theå cuûa töøng con ngöôøi nhö heä tuaàn hoaøn, söï tieâu hoùa, xuùc giaùc, heä hoâ haáp vaø töø ñoù coù aûnh höôûng ñeán taâm traïng, ñeán tình caûm cuûa moãi con ngöôøi.

Chaát muøi ñöôïc chia ra laøm baûy muøi caên baûn :

- Muøi baêng phieán (long naõo)

- Muøi xaï höông (pentadecanolacton)

- Muøi hoa thôm (phenylmetyletylcacbinol)

- Muøi baïc haø (menthol)

- Muøi ether (dicloetilen)

- Muøi cay (haêng) (acid formic)

- Muøi thoái (butylmecaptan)

Trong töï nhieân, caùc chaát muøi thöôøng gaëp laø tinh daàu vaø nhöïa. Ñoù laø nhöõng chaát thuoäc nhoùm isoprenoit ( ñöôïc coi nhö laø daãn xuaát cuûa isopren). Coù ñaëc tính chung laø khoâng hoøa tan trong nöôùc maø hoøa tan trong caùc dung moâi höõu cô. Tinh daàu vaø nhöïa thöôøng laø moät hoãn hôïp caùc

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 76

chöùc khaùc nhau nhö: röôïu, phenol, andehit (aldehyde), xeton (ceton), axit (acid), ester,.. vaø chaát thöôøng gaëp nhaát laø tecpen vaø caùc daãn xuaát chöùa oxy cuûa tecpen.

Tinh daàu ñöôïc söû duïng raát nhieàu trong cuoäc soáng. Ngöôøi ta duøng tinh daàu ñeå cheá taïo nöôùc hoa, phaán saùp, xaø phoøng thôm, söû duïng trong thöïc phaåm,…

Phöông phaùp chieát suaát tinh daàu:

Chöng caát loâi cuoán hôi nöôùc : duøng hôi nöôùc ñeå chieát suaát tinh daàu (laø chaát deã bay hôi vôùi hôi nöôùc). Sau ñoù ngöng tuï laïi, roài chieát tinh daàu ra khoûi nöôùc (tinh daàu khoâng tan trong nöôùc). Phöông phaùp naøy ñôn giaûn, khoâng caàn duøng hoùa chaát, nhöng hieäu suaát khoâng cao.

Phöông phaùp trích ly: duøng dung moâi höõu cô thích hôïp ñeå hoøa tan, chieát suaát tinh daàu ra khoûi nguyeân lieäu. Sau ñoù ñem chöng caát dung moâi ra khoûi tinh daàu baèng phöông phaùp chöng caát thöôøng Phöông phaùp naøy ñaït hieäu suaát cao, nhöng phaûi löïa choïn ñöôïc dung moâi thích hôïp cho tinh daàu caàn chieát suaát.

Phöông phaùp haáp thuï: Troän nguyeân lieäu vôùi môõ lôïn hoaëc môõ boø, roài ñeå moät thôøi gian. Luùc naøy chaát beùo seõ haáp thuï vaø hoøa tan tinh daàu vaøo trong noù. Sau ñoù duøng röôïu ñeå taùch chaát thôm ra khoûi chaát beùo.

4. CAÙC CHAÁT MAØU VAØ MUØI HÌNH THAØNH TRONG QUAÙ TRÌNH GIA COÂNG

- Ñöôøng vaø acid amin (Maillard)

- Dehydrat hoùa ñöôøng (caramen)

- Phaân huûy acid höõu cô

- Oxy hoùa vôùi saét

- Phaûn öùng taïo thaønh caùc sunfua kim loaïi coù maøu

4.1. Caramen:

- ÖÙng duïng trong SX baùnh keïo, ñöôøng möùt

- Phuï thuoäc vaøo loaïi ñöôøng, nhieät ñoä, pH, thôøi gian ñun maø coù maøu saéc, muøi vò khaùc nhau

+ Glucose : 140-150oC, fructose : 95-100, saccarose: 160-180, lactose: 223-252.

VD: saccarose: 180 – 190 oC isosaccarozan, Khi maát 10% nöôùc --. Caramelan; maát 14% nöôùc caramelen; maát 25% nöôùc caramelin

4.2. Phaûn öùng melanoidin (Maillard)

4.2.1. Phaûn öùng toång quaùt:

Hexose + pentose + a.amin (to) furfurol (töø pentose- muøi taùo) + oxymetylfurfurol (töø töø hexose- muøi deã chòu)+ aldehede + reducton+..

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 77

Ñaây laø phaûn öùng giöõa acid amin vaø ñöôøng. Ñieàu kieän ñeå coù phaûn öùng laø phaûi coù nhoùm carbonyl

Phaûn öùng chia laøm 2 giai ñoaïn:

- Ngöng tuï carbonylamin

- Chuyeån vò Amadori; khoâng maøu . khoâng haáp thuï aùnh saùng cöïc tím.

Phaûn öùng coù khaû naêng khöû nöôùc cuûa ñuôøng, phaân huûy ñöôøng vaø hôïp chaát amin. Khoâng maøu hoaëc maøu vaøng nhaït, haáp thuï maïnh aùnh saùng cöïc tím

Chaát taïo thaønh laø melanoidin; saûn phaåm coù maøu ñaäm

4.2.2. Ñieàu kieän phaûn öùng:

Phuï thuoäc vaøo noàng ñoä chaát tham gia phaûn öùng , nhieät ñoä, pH, löôïng nöôùc.

Phuï thuoäc vaøo loaïi ñöôøng: glucose, galactose, lactose, . Saccarose khoâng cho phaûn öùng( khoâng coù nhoùm carbonyl)

Phuï thuoäc vaøo acidamin : alanin, valin cho maøu ñaäm, vò chua, muøi bia; phenylalanin cho maøu naâu saãm, muøi hoa hoàng; Lôxin cho muøi baùnh mì,..; glyxin : muøimaät vaø muøi bia

Löôïng nöôùc: phaûi coù nöôùc , nhöng caøng ít nöôùc saûn phaåm taoï thaønh caøng maïnh.

Nhieät ñoä:

• 90 –95 oC saûn phaåm taïo thaønh coù tính caûm quan toát. Nhieät ñoä cao coù vò ñaéng, muøi kheùt..

• Trong SX malt maøu : 160oC

Chaát kieàm haõm: laø nhöõng chaát phaûn öùng ñöôïc vôùi carbonyl : dimedon, hydroxylamin; bisulfit., vit C, a. sunfuro

Chaát taêng toác: a. lactic, phosphat.

4.2.3. ÖÙng duïng:

Baùnh mì (caàn); SX bia vaøng (khoâng caàn nhieàu) , ñen (caàn); SX röôïu (khoâng caàn); SX thuoác laù (khoâng caàn); SX siro, nöôùc quaû (khoâng caàn)

4.2.3. Phaûn öùng oxy hoùa poly phenol:

Coù enzym tham gia:

Saûn phaåm bò saãm maøu: phenol quinon coù maøu

Chöùc naêng: öùc cheá naám (polyphenol – polyphenoloxydaza) (taïo lôùp maøng baûo veä)

4.2.4. ÖÙc cheá phaûn öùng:

− Traùnh gaây giaäp, naùt

− Duøng nhieät Loaïi enzym.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 78

− Theâm phuï gia: VitC, dd nöôùc muoái nhaït; a. citric; loaïi oxy = chaân khoâng

− Duøng SO2 , bisulfit

4.2.5. Phaûn öùng quinoamin:

Phaûn öùng giöõa acid amin vaø polyphenol aldehyd môùi coù maïch C ngaén hôn 1 C döôùi taùc duïng cuûa nhieät hoaëc enzym (leân men cheø)

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 79

Chöông 8: VITAMIN

1. ÑAÏI CÖÔNG

Vitamin laø nhöõng chaát höõu cô coù baûn chaát hoùa hoïc khaùc nhau, coù hoaït tính sinh hoïc, cô theå coù nhu caàu thaáp, nhöng ñaëc bieät caàn thieát cho söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån.

Caùc vitamin vaø tieàn vitamin ñöôïc toång hôïp chuû yeáu trong cô theå thöïc vaät. Raát ít loaïi ñöôïc toång hôïp trong cô theå ñoäng vaät vaø neáu coù toång hôïp thì cuõng khoâng ñuû cho nhu caàu dinh döôõng. Trong cô theå soáng vitamin ñoùng vai troø cuûa chaát xuùc taùc, ña soá vitamin coù taùc duïng nhö coenzim. Neáu cô theå thieáu vitamin seõ coù roái loaïn nghieâm troïng trong quaù trình trao ñoåi chaát. Do ñoù, con ngöôøi caàn ñöôïc cung caáp vitamin qua quaù trình dinh döôõng. Nhöng neáu vitamin ñöôïc cung caáp dö thöøa thì cuõng seõ gaây nhöõng aûnh höôõng khoâng toát leân quaù trình trao ñoåi chaát, vì theá söû duïng vitamin nhö theá naøo cho thích hôïp laø moät vaán ñeà caàn chuù troïng trong quaù trình dinh döôõng cuûa con ngöôøi.

Ngaøy nay ngöôøi ta ñaõ bieát treân 30 loaïi vitamin khaùc nhau vaø haøng traêm chaát ôû daïng tieàn vitamin.

Vitamin ñöôïc chia laøm 2 nhoùm: hoøa tan trong nöôùc vaø hoøa tan trong chaát beùo

- Vitamin hoøa tan trong nöôùc : B1, B2, B5, B6, B12, C, B3, H,..

- Vitamin hoøa tan trong chaát beùo: A, D, E, K, Q, ….

2. CAÙC VITAMIN TAN TRONG CHAÁT BEÙO:

2.1. Vitamin A vaø caroten

2.1.1. Vitamin A (retinol)

Coù 2 daïng quan troïng: A1 (coù nhieàu trong gan caù nöôùc maën) vaø A2 (coù nhieàu trong gan caù nöôùc ngoït).

H3C CH3

CH3

CH2OHCH3 CH3

H3C CH3

CH3

CH2OHCH3 CH3

H3C CH3

CH3

CH3 CH3

CH3H3C

H3C

CH3CH3

VITAMIN A1

VITAMIN A2

Beta - CAROTEN

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 80

Vitamin A ñöôïc tích luõy trong gan. Trong gan vitamin A toàn taïi döôùi daïng ester vôùi acid acetic vaø acid palmitic. Khi cô theå caàn seõ ñöôïc giaûi phoùng ra döôùi daïng töï do.

Vitamin A coù trong gan caù, gan ñoäng vaät, tröùng, môõ boø,…

Trong cô theå, döôùi taùc duïng cuûa aùch saùng vaø taùc duïng cuûa caùc xuùc taùc sinh hoïc vitamin A bò oxy hoùa taïo thaønh retinal (daïng aldehyd). Trong boùng toái, chu trình toång hôïp saéc toá thò giaùc xaûy ra ñeå laøm taêng ñoä nhaïy caûm cuûa maét vôùi aùnh saùng, luùc naøy vitamin A laïi hình thaønh.

Coù theå toùm taét chu trình treân nhö sau:

11 - cis - retinol

11 - cis - retinal all - trans - retinal

all - trans - retinolNAD+

NAD+ + H+

retinol isomerase

opsin (khoâng maøu)

rodopsin (ñoû)(opsin - 11 - cis - retinal)

luminorodopsin (da cam)

metarodopsin

aùnh saùng

boùng toái

2.1.2. β - Caroten

Coù nhieàu daïng caroten khaùc nhau nhöng β-Caroten laø tieàn vitamin A coù hoaït tính sinh hoïc cao nhaát. Khi thuûy phaân β-Caroten baèng enzym carotenase ta seõ thu ñöôïc 2 phaân töû vitamin A. β-Caroten khoâng töï chuyeån qua vitamin A maø phuï thuoäc vaøo nhu caàu cuûa cô theå. Khi cô theå caàn vitamin A thì β-Caroten seõ chuyeån thaønh vitamin A.

β-Caroten dö ñöôïc tích luõy trong caùc moâ môõ.

β-Caroten coù trong: ôùt, caø roát, haønh laù, bí ñoû, gaác,…

2.1.3. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin A tham gia vaøo quaù trình trao ñoåi protein, lipid, glucid, muoái khoaùng. Taùc duïng cuûa vitamin A laø choáng beänh vieâm loeùt, khoâ giaùc maïc cuûa maét, choáng beänh quaùng gaø, ñoùng vai troø ñaëc bieät trong quaù trình caûm quang cuûa maét.

- Nhu caàu phuï thuoäc vaøo giôùi tính, ñoä tuoåi. Ngöôøi lôùn caàn khoaûng 1–2,5mg vitamin A hoaëc 2–5 mg β-Caroten trong 1 ngaøy (1mg = 3300UI). Treû em töø 0–4 tuoåi caàn 1500UI/ngaøy; 1–10 tuoåi caàn 2000–4000 UI/ngaøy; treân 10 tuoåi caàn 4000 – 5000UI/ngaøy.

Viatmin A töø thöùc aên vaøo cô theå ñöôïc döï tröõ trong gan laø 90%, coøn laïi ñöôïc phaân boá ôû moâ vaø maùu.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 81

- Thieáu vitamin A maét seõ bò quaùng gaø töø ñoù daãn ñeán khoâ maét, ñuïc thuûy tinh theå, ñeå laâu seõ daãn ñeán muø. Thieáu vitamin A da bò cöùng, hoùa söøng tai muõi, hoïng, pheá quaûn, baøng quang vaø töû cung.

Nguyeân nhaân do: cheá ñoä aên hoaëc bò beänh ñöôøng ruoät, gan, nghieän röôïu.

- Thöøa vitamin A cô theå seõ chuyeån sang traïng thaùi thöôøng bò noân, ñau ñaàu, nhìn moät thaønh hai, ñau xöông, khoâ da, ruïng toùc, toån thöông gan (u xô gan). Trong nhöõng thaùng ñaàu cuûa phuï nöõ coù thai maø söû duïng dö vitamin A coù theå daãn ñeán sinh quaùi thai.

Thöøa caroten khoâng daãn ñeán caùc hieän töôïng treân.

2.1.4. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Löôïng vitamin A coù trong tröùng gaø phuï thuoäc vaøo noøi gaø, theo muøa, cheá ñoä aên cho gaø. Neáu trong thöùc aên cho gaø coù chöùa nhieàu β-Caroten (coù trong ngoâ vaøng) thì tröùng gaø cuõng seõ coù nhieàu vitamin A. Khi quan saùt loøng ñoû cuûa nhöõng tröùng naøy ta thaáy loøng ñoû tröùng coù maøu vaøng saäm. Löôïng vitamin A coù trong tröùng cuõng giaûm daàn trong quaù trình baûo quaûn tröùng. Neáu baûo quaûn tröùng ôû nhieät ñoä thaáp, trong moâi tröôøng khoâng coù oxy thì seõ giaûm thieåu ñöôïc löôïng vitamin A bò maát.

Trong quaù trình cheá bieán thöïc phaåm cuõng seõ laøm giaûm löôïng vitamin A coù trong ñoù. Löôïng vitamin A bò giaûm naøy phuï thuoäc vaøo oxy, aùnh saùng, nhieät ñoä, noàng ñoä, pH cuûa quaù trình cheá bieán:

- Trong moâi tröôøng trung tính vaø moâi tröôøng kieàm chæ caàn gia taêng nhieät ñoä laø vitamin A bò phaù huûy.

- Trong moâi tröôøng acid maëc daàu vitamin A vaãn bò bieán ñoåi, nhöng vaãn baûo toaøn phaàn lôùn löôïng vitamin A ôû beân trong saûn phaåm. Trong moâi tröôøng naøy, neáu baûo quaûn ôû nhieät ñoä cao hôn 00C thì sau moät naêm saûn phaåm seõ bò maát ñi khoaûng 10–20% löôïng vitamin A do bò tan trong môõ.

- Trong moâi tröôøng coù oxy, vitamin A deã daøng bò oxy hoùa. Neáu gia taêng nhieät ñoä cao ñeán 1200C trong moâi tröôøng khoâng coù oxy thì trong chaát beùo vaãn toàn taïi löôïng vitamin A.

Baûo quaûn vitamin A baèng caùch cho theâm chaát choáng oxy hoùa vaøo saûn phaåm nhö: vitamin C, vitamin E.

2.2. Vitamin D (calcipherol)

H3C CH3

CH3CH2

HO

CH3

CH3

H3C CH3

CH2

HO

CH3

CH3VITAMIN D2ergocancipherol VITAMIN D3

colecancipherol

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 82

2.2.1. Tính chaát

Vitamin D laø teân cuûa moät hoï hôïp chaát coù hoaït tính choáng coøi xöông – thuoäc hoï steroid. Quan troïng nhaát laø D2 vaø D3. Ñoù laø caùc tinh theå noùng chaûy taïi nhieät ñoä 115–116oC, khoâng maøu. Deã bò phaân huûy khi coù maët oxy vaø acid voâ cô.

Vitamin D2 laø daãn xuaát cuûa ergosterol, coù theå toång hôïp ñöôïc trong phoøng thí nghieäm. Ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát ñeå chöõa beänh.

Vitamin D3 laø daãn xuaát cuûa colesterol, thöôøng ñöôïc chieát ra töø daàu gan caù. Vitamin D3 coù theå ñöôïc toång hôïp döôùi da ngöôøi, do treân da ngöôøi coù 7-dehydrocholesterol laø tieàn vitamin D3, caùc chaát naøy döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng seõ chuyeån hoùa thaønh D3.

Khi ñöa vaøo cô theå, vitamin D khoâng hoaït ñoäng ngay maø phaûi qua söï chuyeån ñoåi hoùa hoïc môùi thaønh daïng hoaït ñoäng ñöôïc.

Vitamin D coù nhieàu trong gan, loøng ñoû tröùng, caù môõ.

Cô theå tích tröõ vitamin D trong gan, moâ môõ vaø ñaøo thaûi qua nöôùc tieåu, phaân.

2.2.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin D tham gia vaøo quaù trình calci hoùa moâ xöông do ñoù noù laø vitamin choáng coøi xöông. Vitamin D laøm taêng khaû naêng haáp thuï Ca vaø P cuûa xöông vaø ruoät töø ñoù laøm taêng noàng ñoä Ca vaø P trong maùu vaø xöông.

Nhu caàu haáp thuï vitamin D phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän dinh döôõng, khí haäu, khaû naêng haáp thuï Ca vaø P cuûa cô theå. Phuï thuoäc vaøo ñoä tuoåi, tình traïng cuûa ngöôøi söû duïng.

- Thieáu vitamin D cô theå seõ bò khoaùng hoùa xöông hay coøi xöông.

+ Vôùi treû em: gaây ñau, xöông hình thaønh khoâng bình thöôøng.

+ Vôùi ngöôøi lôùn: ñau toaøn thaân, deã bò gaãy xöông.

Nguyeân nhaân: cheá ñoä aên, khoâng phôi naéng, da nhieàu saéc toá, taêng nhu caàu ñoät ngoät maø khoâng boå sung kòp, ñang ñieàu trò beänh thaän hoaëc chöùng co giaät.

- Thöøa vitamin D: daãn ñeán tình traïng noân, boàn choàn, giaûm chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa thaän. Neáu keùo daøi tình traïng seõ bò tuûa calci.

2.2.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Khi ñem phôi naéng hoaëc chieáu tia töû ngoaïi vaøo ñoäng vaät coù söøng seõ laøm taêng löôïng calci trong söõa. Töông töï nhö vaäy neáu chieáu tia töû ngoaïi vaøo daàu thöïc vaät thì luùc naøy löôïng vitamin D trong daàu seõ taêng leân.

Khi theâm vitamin D vaøo thöùc aên cuûa gaø maùi seõ laøm taêng ñoä nôû cuûa tröùng gaø

Döôùi taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi, caùc sterol, chuû yeáu laø ergosterol cuõng chuyeån thaønh vitamin nhoùm D. Sau khi ñöôïc chieáu tia töû ngoaïi, daàu thöïc vaät seõ chöùa vitamin D (25–50 γ/100 g). Töông töï nhö vaäy ñoái vôùi naám men bia khoâ (500-25000 γ/100g).

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 83

Vitamin D chòu ñöôïc nhieät ñoä thoâng thöôøng. Do ñoù löôïng vitamin D trong quaù trình cheá bieán vaãn ñöôïc giöõ nguyeân.

2.3. Vitamin E (tocopherol)

O

CH3

HO

H3CCH3

CH2

CH3

(CH2)2 CHCH3

(CH2)3 CHCH3

(CH2)3 CHCH3

CH3

alpha - TOCOPHEROL

2.3.1. Tính chaát

Vitamin E laø daãn xuaát cuûa benzopiran. Coù 7 loaïi ñöôïc tìm thaáy trong ñoù caùc loaïi: α-, β-, γ-tocopherol laø coù hoaït tính cao.

Vitamin E laø chaát daàu loûng khoâng maøu, beàn vôùi nhieät, deå bò phaân huûy döôùi taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi.

Vitamin E coù khaû naêng choáng oxy hoùa cao. Tham gia vaøo vieäc baûo ñaûm chöùc naêng bình thöôøng vaø caáu taïo cuûa moâ, caùc cô quan.

Vitamin E coù nhieàu trong daàu thöïc vaät, rau xaø laùch, rau caûi, maàm nguõ coác.

Ñöôïc tích tröõ trong gan, caùc moâ môõ, tuyeán yeân, tuyeán thuôïng thaân, tinh hoaøn, töû cung. Ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi chuû yeáu theo ñöôøng maät.

2.3.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin E laø chaát choáng oxy hoùa do ñoù ñöôïc söû duïng ñeå laøm chaát choáng laõo hoùa.

Vitamin E coøn tham gia vaøo quaù trình ngaên ngöøa beänh xô vöõa ñoäng maïch.

Nhu caàu vitamin E ñoái vôùi cô theå khoâng lôùn laém.

- Thieáu vitamin E:

+ Vôùi ngöôøi lôùn bình thöôøng (khoâng bò beänh gan, khoâng suy dinh döôõng): khoâng xaûy ra hieän töôïng baát thöôøng.

+ Vôùi treû em: daãn ñeán thieáu maùu, toån thöông heä thaàn kinh vaø voõng maïc.

- Khoâng xaûy ra hieän töôïng thöøa vitamin E.

2.3.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Vitamin E beàn vôùi nhieät ñoä, coù theå chòu ñöôïc moïi quaù trình cheá bieán maø khoâng bò hao huït ñaùng keå. Trong kyõ ngheä saûn xuaát daàu thöïc vaät vitamin E ñöôïc söû duïng laøm chaát choáng oxy hoùa.

Vitamin E ñöôïc saûn xuaát töø maàm luùa mì.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 84

2.4. Vitamin K (philoquinon)

CH CCH3

(CH2)3 CHCH3

(CH2)3 CHCH3

(CH2)3 CHCH3

CH3

CH CCH3

[CH2 CH2 CHCH3

] n CH3

O

OCH3

CH2

O

OCH3

CH2

VITAMIN K1 - (philoquinon)

VITAMIN K2 - (menaquinon; n= 5 - 8)

VITAMIN K3 - (2 - metyl - 1,4 -naphtolquinon)

O

OCH3

2.4.1. Tính chaát

Vitamin K laø daãn xuaát cuûa naphtoquinon. Ñaõ taùch ñöôïc caùc loaïi: K1, K2 vaø K3.

Vitamin K1 laø chaát daàu vaøng nhaït, keát tinh ôû –200C, hình thaønh chuû yeáu trong thöïc vaät.

Vitamin K2 laø tinh theå maàu vaøng, noùng chaûy ôû 520C, laø saûn phaåm cuûa vi sinh vaät gaây thoái. Hoaït tính cuûa K2 thaáp hôn 60% so vôùi K1.

Vitamin K bò phaân huûy nhanh döôùi taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi.

Caùc vitamin K coù tính oxy hoùa khöû. Khi bò khöû seõ thaønh caùc daãn xuaát hydroquinon, khi oxy hoùa seõ trôû thaønh daïng quinon.

Vitamin K coù nhieàu trong saûn phaåm thöïc vaät töï nhieân (caø chua, xaø laùch, caûi baép, suùp lô,..), coù ít trong ñoäng vaät (gan, thòt, tröùng). Coù theå ñöôïc toång hôïp trong cô theå ngöôøi döôùi taùc duïng cuûa moät soá chuûng vi sinh vaät. Vitamin K ñöôïc haáp thuï trong ruoät non, ñöôïc tích tröõ trong gan, baøi tieát qua maät vaø nöôùc tieåu.

2.4.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin K tham gia vaøo quaù trình caàm maùu.

Nhu caàu caàn raát khoù xaùc ñònh, do cô theå töï toång hôïp ñöôïc.

- Thieáu vitamin K:

+ Vôùi ngöôøi tröôûng thaønh bình thöôøng ít xaûy ra.

+ Vôùi treû môùi sinh, vôùi ngöôøi bò beänh gan, ñöôøng ruoät: chaûy maùu qua da, qua chaát nhôøn, daï daøy, ruoät vaø caùc cô quan noäi taïng khaùc.

- Thöøa vitamin K: Chæ xaûy ra khi duøng nhieàu K3

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 85

3. CAÙC VITAMIN TAN TRONG NÖÔÙC

3.1. Vitamin B1 (thiamin)

N

NH3C NH2

CH2 N

S

CH3

CH2 CH2OH

VITAMIN B1 - thiamin3.1.1. Tính chaát

Thiamin toàn taïi döôùi daïng tinh theå traéng, tan nhieàu trong nöôùc. Nhaïy vôùi nhieät, deã bò phaân huûy khi ñun noùng. Trong thöïc teá thöôøng ôû daïng muoái thiaminclorit.

Vitamin B1 tham gia vaøo nhieàu phaûn öùng sinh hoùa vaø raát caàn thieát trong quaù trình vaän chuyeån ñöôøng. Ñaây laø loaïi viatamin coù khaû naêng chöõa ñöôïc beänh teâ phuø.

Vitamin B1 coù haàu heát trong caùc loaïi saûn phaåm ñoäng vaø thöïc vaät. Nhöng nhieàu nhaát laø ôû trong naám men bia vaø maàm nguõ coác.

Trong ruoät, vi khuaån coù khaû naêng toång hôïp ñöôïc moät löôïng vitamin B1 khoâng ñaùng keå.

Vitamin B1 ñöôïc haáp thuï taïi ruoät non vaø taù traøng. Sau ñoù ñöôïc chuyeån vaøo gan. Taïi ñaây noù lieân keát vôùi vitamin P vaø quay trôû laïi maùu ñeå phaân boá trong cô theå. Vitamin B1 ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi theo ñöôøng nöôùc tieåu.

3.1.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin B1 tham gia nhieàu phaûn öùng enzym. Ñaëc bieät laø trong quaù trình söû duïng naêng löôïng cuûa glucose khi phaân giaûi chuùng. Taùc ñoäng ñeán chöùc naêng cuûa caùc moâ thaàn kinh phuï thuoäc vaøo glucose.

Vitamin B1 tham gia toång hôïp chaát truyeàn tin (acetylcholin) trong teá baøo thaàn kinh vaø tham gia toång hôïp chaát beùo.

Thieáu vitamin B1 cô theå seõ bò meät moûi, chaùn aên, voâ caûm, toån thöông thaàn kinh, roái loaïn taâm thaàn vaø coù theå aûnh höôûng ñeán tim. Coù theå daãn ñeán beänh naõo nghieâm troïng khoâng theå chöõa khoûi ñöôïc. Khoâng coù hieän töôïng thöøa vitamin B1.

Noùi chung con ngöôøi caàn trung bình 1–3 mg vitamin B1 trong 24 giôø. Vitamin B1, vitamin BB2, vitamin PP thöôøng toàn taïi song song trong caùc thöïc phaåm, nhieàu nhaát laø trong phaàn phoâi cuûa haït.

3.1.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Vitamin B1 coù nhieàu trong caùm gaïo. Tuøy theo soá laàn xay saùt hoaëc caùch baûo quaûn maø söï giaûm suùt vitamin B1 khaùc nhau. Baûo quaûn sau moät naêm coù theå maát ñeán 20% löôïng vitamin B1 ban ñaàu. Tuy nhieân neáu baûo quaûn trong bao khoâng thaám nöôùc thì sau 6 thaùng löôïng thiamin chöa bò giaûm suùt moät caùch ñaùng keå nhöng neáu baûo quaûn trong bao coùi thì seõ maát ñeán 40%.

Trong quaù trình cheá bieán boät ñeå laøm baùnh, tuøy theo söï gia giaûm caùc phuï gia maø haøm löôïng vitamin bò maát ñi khaùc nhau. Thoâng thöôøng khi theâm naám men vaøo trong quaù trình nhaøo troän boät seõ laøm taêng löôïng vitamin B1 trong boät. Tuy nhieân, quaù trình gia nhieät cuõng laøm giaûm löôïng vitamin, do thiamin nhaïy caûm vôùi nhieät ñoä.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 86

Ñoái vôùi vieäc xöû lyù caùc saûn phaåm khaùc cuõng phaûi chuù yù ñeán thôùi gian xöû lyù, pH cuûa moâi tröôøng, phöông thöùc laøm. Ví nhö oxy seõ phaân huûy B1, pH acid laïi baûo veä vitamin B1. Döôùi taùc duïng cuûa gelatin, tinh boät…. Thì ñoä nhaïy caûm cuûa B1 giaûm ñi, traùi laïi söï coù maët cuûa ñöôøng hexose, nöôùc, kim loaïi naëng… seõ laøm taêng söï phaân giaûi cuûa B1 döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä. Do ñoù caàn phaûi nghieân cöùu kyõ töøng quaù trình cheá bieán thöïc phaåm ñeå giaûm thieåu söï maát vitamin.

3.2. Vitamin B2 (riboflavin)

3.2.1. Tính chaát

Vitamin B2 ñöôïc phaân laäp rieâng vaøo naêm 1933 töø söõa.

N

N

NH

NH3C

H3CO

OCH2

(CHOH)3

CH2OH

VITAMIN B2 - riboflavin

Coù maøu vaøng cam, tan nhieàu trong nöôùc, khoâng tan trong caùc dung moâi höõu cô. Nhaïy vôùi aùnh saùng. Khaù beàn vôùi nhieät.

Vitamin B2 trôû neân hoaït ñoäng khi lieân keát vôùi vitamin P.

Coù nhieàu trong caùc saûn phaåm thieân nhieân: naám men baùnh mì, ñaäu, thòt, gan, tim, söõa, caù,…

Vitamin B2 coù theå tích tröõ trong gan nhöng raát ít vaø khoù söû duïng.

Baøi tieát qua thaän.

3.2.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin B2 tham gia vaøo phaûn öùng phaân huûy glucid saûn xuaát naêng löôïng cho teá baøo. Taùc ñoäng ñeán quaù trình tích luûy naêng löôïng döôùi daïng ATP. AÛnh höôûng ñeán söï toång hôïp acid beùo, ñeán quaù trình hình thaønh acid nucleic vaø acid amin.

Vitamin B2 coù töông ñoái nhieàu trong voõng maïc vaø giaùc maïc nhöng chöa xaùc ñònh ñöôïc vai troø.

Thieáu vitamin B2 thöôøng xaûy ra vôùi ngöôøi nghieän röôïu, treû môùi sinh. Quaù trình naøy xaûy ra song song cuøng caùc hieän töôïng thieáu chaát khaùc daãn ñeán gaây toån thöông da, chaát nhôøn. Vôùi ngöôøi meï ñang mai thai, neáu thieáu vitamin B2 coù khaû naêng sinh quaùi thai.

Khoâng xaûy ra hieän töôïng thöøa vitamin B2

3.2.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Traùi ngöôïc vôùi B1, B2 taêng nhieàu leân trong quaù trình baûo quaûn döôùi taùc ñoäng cuûa oxy.

Qua cheá bieán, löôïng vitamin B2 haàu nhö khoâng bò toån thaát.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 87

3.3. Vitamin B3 (acid pantothenic)

3.3.1. Tính chaát

OH CH2 C CH CO NH CH2 CH2 COOH

CH3

CH3 OH

acid pantoic

goác beta - alanin

VITAMIN B3 - acid pantoneicNaêm 1939 môùi ñöôïc phaân laäp rieâng.

Coù maøu vaøng saùng, ít tan trong nöôùc, nhaïy vôùi nhieät.

Vitamin B3 coù trong haàu heát caùc saûn phaåm ñoäng, thöïc vaät töï nhieân. Sau khi ñöôïc haáp thuï taïi ruoät non, vitamin B3 vaøo maùu ñi khaép cô theå döôùi daïng lieân keát vôùi protein.

Vitamin B3 coù nhieàu trong gan vaø cô. Ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi theo nöôùc tieåu döôùi daïng töï do. Hoaït ñoäng nhö chaát ñoàng xuùc taùc trong nhieàu quaù trình toång hôïp.

3.3.2. Vai troø - Nhu caàu

Vitamin B3 trong caùc moâ phaûn öùng toát vôùi phosphat, ribose, adenin, cystein sinh ra coenzym A

Khaû naêng thieáu raát hieám khi xaûy ra do B3 coù trong caùc saûn phaåm dinh döôõng.

Khoâng xaûy ra hieän töôïng thöøa.

Nhu caàu ngöôøi bình thöôøng vaøo khoaûng 7–10mg/24h.

3.4. Vitamin B6 (pyridoxin)

3.4.1. Tính chaát

Naêm 1938 môùi ñöôïc taùch ra ôû daïng tinh khieát. B6 laø daãn xuaát cuûa pyridin. Toàn taïi döôùi daïng keát tinh, maøu traéng, deã tan trong nöôùc. Daïng hoaït tính trong cô theå laø pyridoxal–5–phosphat.

Vitamin B6 coù chuû yeáu trong maàm nguõ coác vaø naám. Coù theå toång hôïp ñöôïc moät löôïng nhoû trong ruoät. Coù nhieàu trong söõa me.ï

Sau khi ñöôïc haáp thuï taïi ruoät non B6 seõ ñöôïc chuyeån ñeán gan. Taïi ñoù seõ hình thaønh hai daïng chuyeån hoùa: pyridoxal hoaëc pyridoxamin, vaø hình thaønh coenzym: pyridoxal 5 phosphat. Ñöôïc tích tröõ trong gan vaø cô. Ñöôïc loaïi ra ngoaøi theo ñöôøng nöôùc tieåu döôùi daïng chaát chuyeån hoùa.

Vitamin B6 coøn coù nhieàu trong naám men, luùa mì, ngoâ, ñaäu, thòt boø, gan boø vaø caùc saûn phaåm töø caù.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 88

N

CH2OH

CH2OHHO

H3C N

CH2OH

CHOHO

H3C N

CH2OH

CH2NH2HO

H3Cpidoxin piridoxal piridoxamin

VITAMIN B6

3.4.2. Vai troø – Nhu caàu

Ñoùng vai troø nhö moät coenzym trong söï chuyeån hoùa acid amin.

Raát ít xaûy ra hieän töôïng thieáu vitamin. Chæ xaûy ra ñoái vôùi ngöôøi duøng khaùng sinh keùo daøi, hoaëc nghieän röôïu.

Khi thieáu vitamon B6 seõ daãn ñeán moät soá beänh lyù ñaëc tröng nhö beänh ngoaøi da, beänh thaàn kinh, suït caân, ruïng toùc,…

Nhu caàu vitamin B6 vaøo khoaûng 2mg/24h ñoái vôùi ngöôøi bình thöôøng.

3.4.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Haøm löôïng bò bieán ñoåi phuï thuoäc vaøo phöông thöùc cheá bieán vaø quaù trình baûo quaûn.

Ví duï, ñun giaùn tieáp saûn phaåm bò maát B6 khoâng ñaùng keå. Tuy nhieân ñun tröïc tieáp coù theå laøm maát ñeán 20%.

Baûo quaûn söõa ñaëc khoâng ñöôøng ôû nhieät ñoä thaáp thì bò maát ít B6. Tuy nhieân neáu theâm nisin vaøo thì söï maát vitamin B6 seõ khoâng ñaùng keå.

Vôùi tröùng gaø, sau moät naêm baûo quaûn seõ maát ñi khoaûng 50% löôïng vitamin B6 caû ôû loøng traéng laãn loøng ñoû.

3.5. Vitamin PP (acid nicotinic – B5)

3.5.1. Tính chaát

N

CO

OHN

CO

NH2

NICOTINAMITACID NICOTINIC

VITAMIN PP

Vitamin PP coù nhieàu trong löông thöïc (ngoaïi tröø chaát beùo). Trong nguõ coác cuõng chöùa nhieàu, nhöng cô theå khoâng ñoàng hoùa ñöôïc.

Ñöôïc haáp thuï vaøo cô theå theo cô cheá thay ñoåi noàng ñoä.

Trong maùu, vitamin PP naèm laãn trong NAD vaø NADP cuûa teá baøo maùu.

Khoâng coù söï tích tröõ vitamin PP trong cô theå.

3.5.2. Vai troø – Nhu caàu:

Döôùi daïng nicotinamid, vitamin PP laø nhoùm hoaït tính cuûa 2 coenzym NAD vaø NADP.

Vitamin PP ñoùng vai troø quyeát ñònh trong quaù trình phaân giaûi caùc phaân töû coù khaû naêng taïo ra naêng löôïng teá baøo.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 89

Khaû naêng haáp thuï vitamin PP phuï thuoäc vaøo söï coù maët cuûa tryptophan vaø B1, B2, B6. Trong naám men, trong caùc teá baøo ñeàu coù söï hieän dieän cuûa PP hoaëc cuûa tryptophan (nguyeân lieäu toång hôïp neân PP). Nhu caàu duøng PP vaøo khoaûng 18–25mg/ngaøy.

Thieáu vitamin PP gaây beänh pellagre daãn ñeán aûnh höôûng tôùi da, ñöôøng tieâu hoùa, roái loaïn taâm thaàn, caùu kænh, suy nhöôïc, laãn loän vaø daãn ñeán sa suùt trí tueä.

Trong quaù trình duøng vitamin PP caàn tính ñeán hieäu öùng giaõn nôû maïch, duøng toái ña 500mg/ngaøy.

Khoâng xaûy ra tröôøng hôïp thöøa vitamin PP.

3.5.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Vitamin PP daïng acid laø tinh theå traéng, coù vò acid, hoøa tan trong nöôùc, trong röôïu, beàn vôùi nhieät, acid vaø kieàm.

Vitamin PP daïng amid cuõng laø tinh theå hình kim traéng, coù vò ñaéng, tan trong nöôùc nhöng keùm beàn trong acid vaø kieàm.

Vitamoin PP chòu ñöôïc caùc quaù trình gia nhieät thoâng thöôøng.

Döôùi taùc duïng cuûa kieàm, vitamin PP coù trong gaïo ñöôïc giaûi phoùng ra döôùi daïng hoaït ñoäng.

3.6. Vitamin H (biotin)

3.6.1. Tính chaát

Vitamin H ñöôïc phaùt hieän trong nhöõng naêm 1920 – 1930. Naêm 1936 vitamin H ñöôïc taùch ra töø loøng ñoû tröùng. Vitamin naøy coøn ñöôïc goïi laø vitamin B8.

HN NH

SCH2 (CH2)3 C

OH

O

O

A

B

VITAMIN H - biotin

Vitamin H laø saûn phaåm keát tinh hình kim, khoâng maøu, tan ít trong nöôùc, beàn vôùi nhieät.

Coù trong moâ ñoäng, thöïc vaät. Chöùa nhieàu trong gan vaø loøng ñoû tröùng.

Biotin ñuôïc taïo ra töø caùc phaân töû protein trong thöïc phaåm döôùi taùc duïng cuûa caùc enzym ñaëc tröng chöùa trong dòch tuïy. Sau ñöôïc haáp thuï trong ruoät non. Tuaàn hoaøn trong maùu döôùi daïng töï do vaø daïng lieân keát vôùi protein. Sau ñöôïc khueách taùn ñeán caùc moâ.

Ñöôïc tích tröõ trong gan. Cô theå baøi tieát biotin ra ngoaøi theo thaän.

3.6.2. Vai troø – Nhu caàu

Biotin laø coenzym cuûa caùc enzym carboxylaza. Coù khaû naêng xuùc taùc quaù trình saùt nhaäp khí CO2 trong caùc chaát neàn khaùc nhau. Raát caàn thieát cho quaù trình toång hôïp acid beùo vaø protein.

Ít khi xaûy ra quaù trình thieáu biotin. Chæ xaûy ra ñoái vôùi ngöôøi thieáu dinh döôõng, hoaëc ngöôøi aên quaù nhieàu loøng traéng tröùng. Hoaëc bò beänh di truyeàn veà söï chuyeån hoùa biotin. Khi thieáu seõ gaây ra hieän töôïng meät moûi, chaùn aên, gaày ñi, co giaät, vieâm da, vieâm löôõi, ruïng toùc. Neáu phaùt hieän sôùm

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 90

seõ ñöa laïi traïng thaùi bình thöôøng khi boå sung ñuû lieàu löôïng biotin. Nhu caàu duøng Biotin vaøo khoaûng 150–300 μg/ngaøy.

Khoâng xaûy ra tröôøng hôïp thöøa biotin.

3.7. Vitamin B9 (acid folic - Bc)

3.7.1. Tính chaát

N

N N

N

OH

NH2

CH2NH CO NH CH

COOH

CH2

CH2

COOH

ACID FOLIC

Vitamin B9 ñöôïc phaùt hieän naêm 1941, laø tinh theå hình kim, maøu vaøng, deã phaân huûy ngoaøi aùnh saùng; Laø coenzym trong toång hôïp acid nucleic.

Acid folic tan trong acid vaø kieàm loaõng, nhaïy caûm vôùi nhieät, aùnh saùng, vôùi caùc chaát oxy hoùa vaø chaát khöû.

Coù trong nhieàu loaïi thöïc phaåm (90% döôùi daïng polyglutamat): gan, xaø laùch, rau epinard.

Khoâng töï toång hôïp ñöôïc trong cô theå con ngöôøi.

Ñöôïc taïo ra töø protein trong thöïc phaåm. Döôùi taùc duïng cuûa protease, acid folic seõ ñöôïc tieâu thuï trong ruoät non.

Ñöôïc tích tröõ trong gan. Ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi qua maät vaø nöôùc tieåu.

3.7.2. Vai troø – nhu caàu

Laø chaát neàn cho taát caû caùc coenzym folic. Ñoùng vai troø lôùn trong vieäc vaän chuyeån coù goác monocarbon (CH3– vaø CHO– ). LaØ chaát cô baûn ñeå toång hôïp neân DNA.

Coù hieän töôïng thieáu ñoái vôùi ngöôùi nghieän röôïu, phuï nöõ mang thai, ngöôøi giaø, vôùi ngöôøi söû duïng thuoác khaùng vitamin.. Gaây neân hieän töôïng thieáu hoàng caàu, sau ñoù aûnh höôûng ñeán söï toång hôïp DNA, vaø aûnh höôûng ñeán söï saûn xuaát tieåu caàu maùu trong tuûy xöông. Nhu caàu vaøo khoaûng 50 μg/ngaøy.

Khoâng xuaát hieän hieän töôïng thöøa vitamin B9.

3.7.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Nhaïy vôùi nhieät neân acid folic bò maát nhieàu trong quaù trình cheá bieán thöïc phaåm.

Chính vì vaäy caàn phaûi boå sung acid folic töø nguoàn naám men hoaëc töø phöông phaùp toång hôïp.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 91

3.8. Vitamin B12 (cobalamin)

3.8.1. Tính chaát

N N

N N

H3C

H2CH3C

CH2

C

CH3

CH2

C OH2N

C

O

H2N CH3CH2

CH2

C ONH2

H2C

C O

NH2

CoCH

CH3

CH3

C

CH3H2CC

O

H2NCH2

H2C

COHN

CH3

CH2

CHH3C

O

P

O

O O

OHOH2C

HO

N

N

CH3CH3

H2C

H2C

CONH2

A B

D C

Phaàn nucleotit

Phaàn mang maøu

izopropanolamin

5,6-dimetylbenzimidazol

VITAMIN B12(5,6-dimetyl benzimidazolxiancobalamin)

Ñöôïc phaùt hieän trong naêm 1926 vaø ñöôïc phaân laäp naêm 1942.

Tan trong nöôùc, deã bò thuûy phaân trong ñieàu kieän thöôøng khi cheá bieán löông thöïc.

Chæ coù trong ñoäng vaät (gan, thòt, caù tröùng, söõa…).

Tuaàn hoaøn trong cô theå döôùi daïng lieân keát vôùi protein.

Tích tröõ trong gan. Baøi tieát ra ngoaøi qua ñöôøng tieåu tieän vaø ñaïi tieän.

Vitamin B12 haàu nhö ñöôïc toång hôïp chuû yeáu töø vi sinh vaät. Thöôøng söû duïng chuûng Streptomyces aureofacies, thu ñöôïc khoaûng 1000–1300 μg/100g moâi tröôøng nuoâi caáy.

3.8.2. Vai troø – Nhu caàu

Tham gia trong quaù trình toång hôïp DNA. Taùc ñoäng ñeán söï hình thaønh teá baøo maùu vaø hoaït ñoäng cuûa heä thaàn kinh.

Hieän töôïng thieáu B12 chæ xaûy ra vôùi ngöôøi coù cheá ñoä aên khoâng hôïp lyù hoaëc vôùi ngöôøi bò beänh Biermer. Khi thieáu B12 seõ xaûy ra hieän töôïng thieáu maùu, töø ñoù gaây neân roái loaïn caûm giaùc, toån thöông thaàn kinh, vaø vieâm da. Trung bình cô theå caàn khoaûng 1 – 5 μg/ 24h; trong caùc tröôøng

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 92

hôïp ñaëc bieät nhö thieáu maøu, phaãu thuaät.. thì caàn löôïng B12 nhieàu hôn, luùc naøy coù theå tieâm thaúng vaøo cô theå.

Chöa nhaän thaáy hieän töôïng thöøa vitamin B12.

3.8.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Söï giaûm suùt vitamin B12 trong thöïc phaåm phuï thuoäc vaøo quaù trình cheá bieán vaø phöông thöùc baûo quaûn.

3.9. Vitamin C (acid ascorbic)

3.9.1. Tính chaát

Ñöôïc phaân laäp naêm 1932.

Laø chaát oxy hoùa khöû maïnh, keùm beàn, nhaïy vôùi nhieät, chaát oxy hoùa vaø aùnh saùng. Vitamin C coù vò chua, khoâng muøi, tinh theå traéng, tan trong nöôùc, beàn trong moâi tröôøng trung tính vaø moâi tröôøng acid.

Coù nhieàu trong töï nhieân nhö cam, chanh, quít, böôûi, ôùt, haønh..

Sau khi ñöôïc haáp thuï taïi ruoät non, vitamin C ñöôïc chuyeån vaøo maùu döôùi daïng anion töï do. Ñöôïc vaän chuyeån vaø döï tröõ qua hoàng caàu vaø baïch caàu. Noàng ñoä vitamin C cao nhaát laø taïi tuyeán yeân, voû thöôïng thaän, vaø gan.

C

C

O

C

CH

OH

OH

CHHO

CH2OH

O

ACID L - ASCORBIC

Ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi qua ñöôøng nöôùc tieåu.

3.9.2. Vai troø – nhu caàu

Vitamin C laø yeáu toá cô baûn trong cô cheá oxy hoùa khöû teá baøo.

Tham gia toång hôïp hormon corticosteroid.

Taùc ñoäng ñeán söï toång hôïp collagen, giuùp haáp thu lipid ôû ruoät, giuùp toång hôïp glucose – corticoid.

Raát caàn thieát vôùi quaù trình haáp thuï Fe trong taù traøng.

Vitamin C taïo neân söùc ñeà khaùng, choáng nhieãm truøng, nhieãm ñoäc, caûm cuùm, choáng caùc stress, khaùng virus, taêng tính mieãn dòch

Ñoäng vaät haàu nhö khoâng toång hôïp ñöôïc vitamin C (ngoaïi tröø chuoät baïch vaø khæ). Do ñoù caàn phaûi cung caáp vaøo cô theå theo con ñöôøng dinh döôõng. Nhu caàu vitamin C phuï thuoäc vaøo ñoä tuoåi, khí haäu, phöông thöùc lao ñoäng. Ví duï: ngöôøi lao ñoäng naëng caàn 120mg/ngaøy, phuï nöõ caàn khoaûng 150mg/ngaøy, ngöôøi ôû xöù laïnh caàn 140 mg/ngaøy.

Thieáu vitamin C: cô theå seõ bò beänh Scorbut. Bieåu hieän: suy nhöôïc, gaày ñi, nhöùc ñaàu, ñau xöông, khoù thôû, chaûy maùu lôïi.

........................................................................ .........................................................................................

........................................................................ .........................................................................................

Trang 93

3.9.3. AÛnh höôûng trong quaù trình cheá bieán vaø baûo quaûn thöïc phaåm

Haøm löôïng vitamin C phuï thuoäc vaøo loaïi thöïc vaät, vò trí troàng troït, ñoä chieáu saùng, khí haäu...

Vitamin C ñöôïc duøng nhö moät chaát choáng oxy hoùa (traùnh saãm maøu ôû quaû, baûo veä tocopherol, vitamin A). Tuy nhieân vitamin C nhaïy caûm vôùi nhieät ñoä, aùnh saùng vaø oxy. Do ñoù caàn phaûi xöû lyù saûn phaåm moät caùch caån troïng ñeå baøo toaøn löôïng vitamin C.

Rau quaû ñeå laâu thöôøng bò giaûm löôïng vitamin C. Quaù trình naáu laâu cuõng laøm maát gaàn heát löôïng vitamin C coù trong thöïc phaåm. Ngaâm röûa quaù kyõ cuõng laøm giaûm löôïng vitamin C,…