Bài giảng Hóa sinh thực phẩm - Chương 4: Glucid - Phạm Hồng Hiếu

05/07/2017 1 Chương 4: Glucid I. Khái niệm về glucid (hydratcacbon) II. Monosaccharide III. Polysaccharide IV. Các biến đổi khi chế biến thực phẩm với nguyên liệu giàu đường ThS. Phạm Hồng Hiếu 1 HSTP – Chương 4: Glucid I. Khái niệm về glucid (hydratcacbon) 1. Định nghĩa 2. Vai trò của glucid 3. Phân loại glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 2 HSTP – Chương 4: Glucid 1. Định nghĩa  Bản chất hóa học: polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy keton  TP nguyên tố: C, H, O (N, S, P)  CTCT đặc trưng: Cm(H2O)n  hydratcacbon Ngoại lệ: – đường desoxyribose – C5H10O4 – acid lactic C3H6O3  hydratcacbon chỉ mang ý nghĩa lịch sử  Hàm lượng glucid: – Rất cao/mô thực vật (80% kl khô) – Không đáng kể/mô động vật (2% kl khô) ThS. Phạm Hồng Hiếu 3 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Vai trò của glucid  Trong cơ thể sinh vật: – Cung cấp năng lượng chủ yếu (60% NL) – Tạo cấu trúc, tạo hình (cellulose). – Bảo vệ (mucopolysaccharide) – Tương tác đặc hiệu (polysaccharide trên màng tế bào hồng cầu hay trên thành tế bào một số vi sinh vật) ThS. Phạm Hồng Hiếu 4 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Vai trò của glucid  Trong công nghệ thực phẩm – Chất liệu cơ bản của ngành sản xuất lên men (rượu, bia, nước giải khát, mì chính, acid amin, vitamin, kháng sinh) – Tạo kết cấu: • Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi (miến, giấy bọc kẹo, mứt quả, kem đá, giò lụa) • Tạo kết cấu đặc thù: độ phồng nở của bánh phồng tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, tạo vị chua cho sữa chua • Tạo bao vi thể để cố định enzyme và cố định tế bào (sâm banh) ThS. Phạm Hồng Hiếu 5 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Vai trò của glucid  Trong công nghệ thực phẩm – Tạo chất lượng: • Chất tạo ngọt • Tạo màu sắc và hình thơm (đường trong phản ứng Maillard) • Tạo tính chất lưu biến: độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo • Giữ mùi • Tạo ẩm, giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản (mứt) ThS. Phạm Hồng Hiếu 6 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 2 3. Phân loại glucid Dựa cấu tạo, có 2 nhóm lớn:  Glucid đơn giản: monosaccharide  Glucid phức tạp: polysaccharide gồm 2 phân nhóm nhỏ: – Polysaccharide loại 1 (oligosaccharide) – Polysaccharide loại 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu 7 HSTP – Chương 4: Glucid II. MONOSACCHARIDE 1. Đặc tính cấu tạo của monosaccharide 2. Các dạng cấu tạo của monosaccharide 3. Các dạng monosaccharide quan trọng 4. Tính chất của monosaccharide ThS. Phạm Hồng Hiếu 8 HSTP – Chương 4: Glucid 1.Đặc tính cấu tạo của monosaccharide Monosaccharide = dẫn xuất aldehyde / keton của các polyol (rượu đa chức) Dihydroxyaceton aldehyde glycerinic CH2OH CHOH CH2OH CHO CHOH CH2OH CH2OH C O CH2OH glycerin (aldose) (ketose) ThS. Phạm Hồng Hiếu 9 HSTP – Chương 4: Glucid Tên gọi của monosaccharide  Loại dẫn xuất: – aldehyde  aldo- – ketone  keto-  Số lượng C: triose (3C), tetrose (4C), pentose (5C), hexose (6C), heptose (7C)  Vị trí nhóm chức: đánh số được bắt đầu từ nguyên tử C ở đầu mạch có nhóm cacbonyl (CO) để cho nguyên tử C này có chỉ số nhỏ nhất. ThS. Phạm Hồng Hiếu 10 HSTP – Chương 4: Glucid Dihydroxyaketon Aldehyde glycerinic CHO CHOH CH2OH CH2OH C = O CH2OH Ví dụ CHO CHOH CHOH CH2OH CH2OH C=O CHOH CH2OH Aldotriose Aldotetrose ketotriose ketotetrose CHO CHOH CHOH CHOH CH2OH CH2OH C=O CHOH CHOH CH2OH Aldopentose ketopentose ThS. Phạm Hồng Hiếu 11 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Các dạng cấu tạo của monosaccharide  Cấu tạo mạch thẳng: Đồng phân lập thể L/D  Cấu tạo mạch vòng: Đồng phân lâp thể / ThS. Phạm Hồng Hiếu 12 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 3 CẤU TẠO DẠNG MẠCH THẲNG Vì trong cấu tạo monosaccharide có nhiều C bất đối nên có nhiều đồng phân lập thể khác nhau. Người ta chia ra đồng phân dạng D, L chỉ về đồng phân cấu hình và thêm dấu (+), (-) chỉ sự quay cực trái, phải. Sự phân biệt D, L (trên công thức hình chiếu) dựa vào cấu tạo monosaccharide đơn giản nhất là glyceraldehyde ( so sánh vị trí OH ở C* gần với nhóm CH2OH) ThS. Phạm Hồng Hiếu 13 HSTP – Chương 4: Glucid Đồng phân lập thể L/D O H C C H OH CH2OH D – glyceraldehyde O H C C HO H CH2OH L – glyceraldehyde (L – aldotriose) (D – aldotriose) ThS. Phạm Hồng Hiếu 14 HSTP – Chương 4: Glucid Đồng phân lập thể L/D O H C C H OH CH2OH O H C C HO H CH2OH L – aldotetrose D – aldotetrose C H OH C H OH ThS. Phạm Hồng Hiếu 15 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 16 HSTP – Chương 4: Glucid Cấu tạo vòng Một số phản ứng xảy ra với aldehyt thông thường nhưng không xảy ra với một số monosaccharide  nhóm –CHO còn tồn tại dạng nào khác dạng mạch thẳng Monosaccharide dễ dàng tạo hợp chất ester với metanol, thu được hỗn hợp 2 đồng phân có chứa nhóm OCH3  monosaccharide có chứa 1 nhóm OH đặc biệt khác với nhóm OH thông thường Số đồng phân lập thể > 2n tính theo C*  dự đoán ngoài dạng mạch thẳng, monosaccharide còn có cấu tạo vòng ThS. Phạm Hồng Hiếu 17 HSTP – Chương 4: Glucid Công thức mạch vòng bán axetal Vòng bán axetal = cacbonyl (C=O) + OH (thường gần CH2OH)  nhóm OH – glycoside ở vị trí C1 (aldose) hoặc C2 (ketose): –Vòng 5 cạnh (furanose) = C1 với C4, C2 với C5 –Vòng 6 cạnh (piranose) = C1 với C5, C2 với C6 ThS. Phạm Hồng Hiếu 18 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 4 Công thức mạch vòng bán axetal  – D – glucose HO H C CH2OH C HO H C H O H C H O C H OH  – D – glucose H OH C CH2OH C HO H C H OH C H O C H OH HO D – glucose O C CH2OH C H C H OH C H C H OH OH H ThS. Phạm Hồng Hiếu 19 HSTP – Chương 4: Glucid Công thức vòng theo Haworth Vòng monosaccharide đặt trên 1 mặt phẳng gồm các nguyên tử cacbon và cầu nối oxy Các cạnh đậm nét  gần mắt người quan sát Các nhóm OH và H: – trái  trên – phải  dưới OH glycoside: –   phải  dưới –   trái  trên ThS. Phạm Hồng Hiếu 20 HSTP – Chương 4: Glucid Công thức vòng theo Haworth HO D – glucose O C CH2OH C H C H OH C H C H OH OH H 1 6 5 -D-glucopiranose O OH H OH H HO H H CH2OH OH 1 6 5 -D- glucopiranose O OH H OH H HO H H CH2OH OH 6 1 5 ThS. Phạm Hồng Hiếu 21 HSTP – Chương 4: Glucid Công thức vòng theo Haworth O HO OH HO HOCH2 CH2OH H H H 1 6 2 3 4 5 -D-fructofuranose -D-fructofuranose O HO OH HO HOCH2 CH2OH H H H 1 6 2 3 4 5 D – fructose O CH2OH CH2OH C H C H OH C H C OH HO 1 6 5 2 3 4 ThS. Phạm Hồng Hiếu 22 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 23 HSTP – Chương 4: Glucid Đồng phân dạng ghế thuyền O O Dạng ghế (2) Dạng thuyền (6) ThS. Phạm Hồng Hiếu 24 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 5 3. Các dạng monosaccharide quan trọng Pentose: L-arabinose O C CH2OH C HO H C HO C H OH H H D-xilose O C CH2OH C HO H C H C H OH OH H D-ribose O C CH2OH C H OH C H C H OH OH H D-desoxyribose O C CH2OH C H OH C H C H H OH H ThS. Phạm Hồng Hiếu 25 HSTP – Chương 4: Glucid  Pentose – Là các monosaccharide chứa 5 carbon. – Pentose hiện diện chủ yếu trong cấu trúc của động vật, thực vật; ngoài ra ở trạng thái tự do ta cũng có thể gặp một số loại – Các pentose quan trọng là: L-Arabinose, D-Xylose, D- Ribose và D-Deroxyribose. Ngoài ra các D-Ribulose và L-Xylulose cũng thường có mặt trong cấu trúc của thực vật, vi sinh vật và mô động vật ThS. Phạm Hồng Hiếu 26 HSTP – Chương 4: Glucid  L-Arabinose: L-Arabinose có trong thành phần của các polysaccharide như hemicellulose, các chất nhầy... Pentose này không bị lên men bởi nấm men, thường tồn tại trong thực vật dạng L: ThS. Phạm Hồng Hiếu 27 HSTP – Chương 4: Glucid  D-Xylose: – Ít tồn tại ở trạng thái tự do, chủ yếu nằm ở dạng polysaccharide trong thực vật như: xylan, và trong gỗ, rơm, rạ. – Khi thủy phân các nguyên liệu trên bằng acid ta thu được D-Xylose. Xylose không bị lên men bởi nấm men, không bị người và động vật đồng hóa, thường tồn tại ở dạng mạch thằng (D) và dạng mạch vòng pyranose (6 cạnh). ThS. Phạm Hồng Hiếu 28 HSTP – Chương 4: Glucid  D-Ribose: – Là loại monosaccharide thường gặp trong thành phần của nhiều chất quan trọng trong cơ thể sống như: acid ribonucleic, vitamin, coenzym nicotinamide adenin dinucleotid (NAD.H2 ). – Dẫn xuất của Ribose là D-Dezoxyribose là thành phần quan trọng của acid dezoxyribonucleic, tham gia trong cấu tạo của ADN. Đây là chất có vai trò quan trọng trong một số đặc tính sinh học của cơ thể sống, đặc biệt là tính di truyền ThS. Phạm Hồng Hiếu 29 HSTP – Chương 4: Glucid 3. Các dạng monosaccharide quan trọng Hexose: O O O D-glucose C CH2OH C HO H C H OH C H C H OH OH H D-manose C CH2OH C HO H C H OH C H C HO H OH H D-galactose C CH2OH C HO H C HO H C H C H OH OH H D-fructose CH2OH CH2OH C HO H C H OH C H C O OH ThS. Phạm Hồng Hiếu 30 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 6  D-Glucose: – Là loại monosaccharide phổ biến ở động vật và ở thực vật. Nó có nhiều ở trong nho chín nên còn được gọi là đường nho ThS. Phạm Hồng Hiếu 31 HSTP – Chương 4: Glucid – Trong dung dịch, D-glucose dễ bị lên men bởi nấm men. – D-Glucose là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiều loại polysaccharide: tinh bột, glycogen, cellulose,.. – Trong cơ thể người và động vật, D-Glucose là thành phần cố định trong máu, dễ dàng được cơ thể con người hấp thụ. ThS. Phạm Hồng Hiếu 32 HSTP – Chương 4: Glucid  D-Fructose: – Là loại monosaccharide phổ biến ở thực vật. Nó có nhiều ở trong quả và mật hoa. ThS. Phạm Hồng Hiếu 33 HSTP – Chương 4: Glucid – Khi khử fructose tạo thành sorbitol và manitol. D - Fructose dễ bị lên men bởi nấm men.. – D-Fructose là thành phần của các disaccharide và các polyfructoside thường gặp trong thực vật. ThS. Phạm Hồng Hiếu 34 HSTP – Chương 4: Glucid  D-Galactose – D-Galactose có trong thành phần của lactose và các polysaccharide galactan thực vật. Ngoài ra nó còn nằm trong thành phần cấu tạo của agar-agar. – Dẫn xuất của D-Galactose là acid galacturonic nằm trong thành phần của pectin. – D-Galactose chỉ bị lên men bởi các loại nấm men đặc biệt. ThS. Phạm Hồng Hiếu 35 HSTP – Chương 4: Glucid  D-Mannose: – Có trong thành phần của hemicellulose, các chất nhầy. Các manose dễ bị lên men bởi nấm men ThS. Phạm Hồng Hiếu 36 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 7 4. Tính chất của monosaccharide  Tính chất vật lý của đường monosaccharide – Monosaccharide là những chất không màu, phần lớn có vị ngọt, hòa tan tốt trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ. – Tính hòa tan của đường: Mỗi loại đường có một độ hòa tan khác nhau. Ví dụ ở 200C khả năng hòa tan trong nước của glucose là 107g/100g nước, của fructose là 375g/100g nước, của saccharose là 204g/100g nước. Từ đó ta nhận thấy rằng glucose khó kết tinh hơn so với đường saccharose và đường fructose ThS. Phạm Hồng Hiếu 37 HSTP – Chương 4: Glucid – Tính hút ẩm của đường: • Mỗi loại đường có độ hút ẩm khác nhau. Ví dụ glucose có độ hút ẩm kém hơn fructose. • Tùy sản phẩm chế biến mà ta sẽ kết hợp với các loại đường có độ hút ẩm tương thích • Có những sản phẩm cần độ bóng mướt thì ta thêm các chất có tính hút ẩm vào như đường mật ong • Còn đối với những sản phẩm cần ở trạng thái vô định hình thì những chất có tính hút ẩm cao sẽ gây kết tinh cho sản phẩm, lúc này ta cần sử dụng loại đường như glucose để làm giảm khả năng kết tinh tại sản phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu 38 HSTP – Chương 4: Glucid Tính chất hóa học của monosaccharide  Do có nhiều nhóm –OH trong phân tử, nên nhìn chung monosaccharide dễ tan trong nước không tan trong các dung môi hữu cơ  Khi cô đặc dung dịch monosaccharide ta sẽ thu được dạng tinh thể monosaccharide  Do sự có mặt các nhóm – CHO, C=O, -OH nên monosaccharide cũng có các tính chất đặc trưng của các nhóm này, điển hình là tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 39 HSTP – Chương 4: Glucid Tính khử (bị oxy hoá) Oxy hóa nhẹ(Cl2, Br2, I2/OH-): CHO  COOH ketose: không xảy ra phản ứng CHO C OH H C H HO C OH H C OH H CH2OH COOH C OH H C H HO C OH H C OH H CH2OH Br2 H2O D - Glucose acid gluconic + HBr ThS. Phạm Hồng Hiếu 40 HSTP – Chương 4: Glucid Trong trường hợp nhóm CHO (C1) được bảo vệ thì nhóm OH của C6 trong phân tử đường sẽ bị oxy hóa thành nhóm carboxyl: OH HO H OH OH H H H CH2OH OH OH HO H OH OH H H H CH2OH OR D- Glucose baûo veä nhoùm OH cuûa glucozit Br2 OH HO H OH OH H H H COOH OR Acid glucuronic Tính khử (bị oxy hoá) ThS. Phạm Hồng Hiếu 41 HSTP – Chương 4: Glucid Oxy hóa mạnh (HNO3): CHO (C1), CH2OH (C6) 2COOH (diacid) CHO C OH H C H HO C OH H C OH H CH2OH COOH C OH H C H HO C OH H C OH H COOH HNO3 D - Glucose acid sacaric Tính khử (bị oxy hoá) ThS. Phạm Hồng Hiếu 42 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 8  Dưới tác dụng của các chất khử, các nhóm chức aldehyt hoặc keton có thể bị khử, monosaccharide chuyển thành các polyol (rượu đa chức). Chẳng hạn như D – glucose và D – fructose khi bị khử đều chuyển thành rượu đa chức socbitol: CH2OH – (CHOH)4 – CHO + 2H  CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH CH2OH – CO – (CHOH)3 – CH2OH + 2H  CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH Tính oxy hoá (bị khử) ThS. Phạm Hồng Hiếu 43 HSTP – Chương 4: Glucid Tham gia phản ứng tạo ester  Nhóm – OH tại C1 và C6 thường tham gia phản ứng tạo ester, nhất là phức ester với các phosphat như : D – glyceraldehyd – 3 phosphat, D – glucose – 1 – phosphat; D – glucose 1,6 - bisphosphat  Một số loại phức ester của phosphat với các monosaccharide: O CH2O H H OHH OH CH2OH OH OH HO H OH OH H H H CH2 OH D- Glucose- 6 - phosphat O P OH OH O OH HO H OH OH H H H CH2OH O D- Glucose - 1 - phosphat P OH OH O P OH OH O D- Fructose -6 - phosphat O CH2O H H OHH OH CH2O OH P OH OH O P OH OH O D- Fructose -1,6 -biphosphat ThS. Phạm Hồng Hiếu 44 HSTP – Chương 4: Glucid Phản ứng với acid  Khi đun sôi các pentose, hexose với acid đặc (HCl 12%, H2SO4đđ) thì H2O tách ra và tạo thành các furfurol (từ pentose) hoặc oxymethylfurfurol (hexose): CHO C OHH C HHO C OHH C OHH CH 2 OH CHO C CH CH C CH 2 OH O OOHC CH 2 OH CHO C OHH C OHH C OHH CH 2 OH D - R ib o s e D - G lu co se 5 - O x ylm e ty lfu r fu r o l + 3 H 2 O h a y + 3 H 2 O 5 - O x ylm e ty lfu r fu ro l OOHC + 3 H 2 O F u rfu r o l t0 t0 H + H + ThS. Phạm Hồng Hiếu 45 HSTP – Chương 4: Glucid Phản ứng với kiềm  Tác động của các bazơ lên monosaccharide phụ thuộc nồng độ của các bazơ và nhiệt độ môi trường  Dưới tác dụng của các dung dịch kiềm yếu như Ba(OH)2, Ca(OH)2, thì sự đồng phân hóa có thể xảy ra giữa glucose, mannose, fructose: 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 ThS. Phạm Hồng Hiếu 46 HSTP – Chương 4: Glucid Phản ứng tạo dẫn xuất osamine Các monosaccharide có thể phản ứng với các amin tạo thành các osamine. Phản ứng diễn ra có sự thay thế nhóm OH của monosaccharide bằng nhóm amin: Glucosamine Galactosamine O NH2 H OH H HO H H CH2OH OH O NH2 H OH H H HO H CH2OH OH ThS. Phạm Hồng Hiếu 47 HSTP – Chương 4: Glucid Phản ứng tạo glycoside OH glycoside (MS) + OH (MS/ rượu)  hợp chất glycoside (/) Ví dụ như từ D – glucose nếu cho tác dụng với metanol với sự có mặt của HCl sẽ thu được hai chất sau: -metyl-D-glucoside -metyl-D-glucoside O OH H OCH3 H HO H H CH2OH OH O OH H H OCH3 HO H H CH2OH OH ThS. Phạm Hồng Hiếu 48 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 9 III. polysaccharide 1. Oligosaccharide (Polysaccharide loại 1) 2. Polysaccharide loại 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu 49 HSTP – Chương 4: Glucid 1.Oligosaccharide (polysaccharide loại 1)  Oligosaccharide = nhóm glucid cấu tạo từ 2 đến 10 MS liên kết bằng liên kết glycoside  Tùy thuộc vào số lượng các MS  disaccharide, trisaccharide, tetrasaccharide ThS. Phạm Hồng Hiếu 50 HSTP – Chương 4: Glucid Disaccharide  Disaccharide = MS1 + MS2  2 kiểu kết hợp giữa 2 MS: – OH glycoside/MS1 + OH rượu/MS2  Disaccharide còn tính khử – OH glycoside/MS1 + OH glycoside/MS2  Disaccharide không còn tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 51 HSTP – Chương 4: Glucid Disaccharide  Saccharose: (đường mía. đường củ cải) – Trong mía và củ cải đường (10 – 20%) – Có gtdd đối với người và động vật – Cấu tạo:  – D glucose +  – D fructose qua lk 1,2 – glycoside Tên gọi:  – D glucopiranoside (12)  – D fructofuranoside không có tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 52 HSTP – Chương 4: Glucid  – D glucose  – D glucopiranose  – D fructose  – D fructofuranose O O OH H H HO H H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6 OH O HO HO HOCH2 CH2OH H H 1 6 2 3 4 5 H O OH HOCH2 O HO H HO CH2OH H H 6 1 5 4 3 2 HO – D glucoside (12)  – D fructoside  – D glucopiranoside (12)  – D fructofuranoside saccharose ThS. Phạm Hồng Hiếu 53 HSTP – Chương 4: Glucid Đường nghịch đảo  Trong môi trường acid, saccarose bị thủy phân thành glucose và fructose  Do hỗn hợp tạo thành làm thay đổi độ quay cực từ dương sang âm nên được gọi là đường nghịch đảo (nghịch chuyển) ThS. Phạm Hồng Hiếu 54 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 10 Disaccharide  Maltose: (đường mạch nha) – Nhiều trong mầm lúa, hệ tiêu hóa của động vật, một số mô và rễ cây – Cấu tạo:2 phân tử  – D glucopiranose liên kết qua liên kết 1,4 – glycoside  Tên gọi:  – D glucopiranoside (14)  – D glucopiranose  Có tính khử do còn OH glycoside tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu 55 HSTP – Chương 4: Glucid  – D glucose  – D glucopiranose O O OH H H HO H H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6 OH HO – D glucoside (14) – D glucose  – D glucopiranoside (14)  – D glucopiranose maltose O OH H H OH H H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6  – D glucose  – D glucopiranose ThS. Phạm Hồng Hiếu 56 HSTP – Chương 4: Glucid Disaccharide  Lactose: (đường sữa) – Trong sữa người và động vật, phấn hoa – Cấu tạo:  – D galactopiranose +  – D glucopiranose, liên kết 1,4 – glycoside  Có tính khử. ThS. Phạm Hồng Hiếu 57 HSTP – Chương 4: Glucid  – D galactose  – D galactopiranose O O OH H H H HO H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6 OH HO  – D galactoside (14) – D glucose  – D galactopiranoside (14)  – D glucopiranose lactose O OH H H OH H H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6  – D glucose  – D glucopiranose ThS. Phạm Hồng Hiếu 58 HSTP – Chương 4: Glucid Trisaccharide  Raffinose – Có nhiều trong hạt bông và củ cải đường – Rafinose tinh thể không có vị ngọt, bị thủy phân bởi acid và enzyme invertase giải phóng ra fructose – Rafinose kém bền với nhiệt hơn so với saccharose – Cấu tạo :  – D galactoside (16)  – D glucoside (12)  – fructoside  Không có tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 59 HSTP – Chương 4: Glucid  – D galactose O O OH H H H HO H CH2OH OH 1 2 3 4 5 6  – D galactoside (16) – D glucoside (12)  – D fructoside rafinose O OH H H H H CH2 OH 1 2 3 4 5 6  – D glucose O HO HO HOCH2 CH2OH H H 1 6 2 3 4 5 H O  – D fructose ThS. Phạm Hồng Hiếu 60 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 11 Độ ngọt của đường  Saccharose được xem như là tiêu chuẩn “vàng” cho vị ngọt (vị ngọt chuẩn = 1)  Nếu lấy độ ngọt của saccharose là 100: lactose (16) < maltose (32) < glucose (74) < saccharose (100) < fructose (174) ThS. Phạm Hồng Hiếu 61 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Polysaccharide loại 2  Polysaccharide loại 2: > 10 monosaccharide liên kết với nhau bằng liên kết glycoside  Dựa vào cấu tạo, polysaccharide được chia thành 2 loại: – Polysaccharide đồng thể: các MS cùng loại – Polysaccharide dị thể: MS khác loại + những hợp phần phi glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 62 HSTP – Chương 4: Glucid Polysaccharide đồng thể  Polysaccharide đồng thể (homopolysaccharide): do nhiều MS cùng loại kết hợp  Tên gọi: lấy tên MS đổi “ose”  “an” VD: tinh bột, glicogen, cellulose: đều cấu tạo từ glucose liên kết với nhau  glucan ThS. Phạm Hồng Hiếu 63 HSTP – Chương 4: Glucid Polysaccharide dị thể Polysaccharide dị thể (Heteropolysaccharide) là polysaccharide phức tạp, trong thành phần cấu tạo có một số loại monosaccharide, dẫn xuất của monosaccharide và một số chất có bản chất không phải là glucid (như protein, lipit). Tiêu biểu là: – Hemicellulose – Agar – agar (thạch) – Pectin – Glycoprotein ThS. Phạm Hồng Hiếu 64 HSTP – Chương 4: Glucid Phân loại polysaccharide Ngoài cách phân loại theo cấu tạo, polysaccharide còn có thể được phân loại theo nguồn gốc: – Polysaccharide thực vật: tinh bột, cellulose, hemicellulose, pectin, agar agar – Polysaccharide động vật: glycogen, kitin – Polysaccharide vi sinh vật: dextran ThS. Phạm Hồng Hiếu 65 HSTP – Chương 4: Glucid Tinh bột  Là polysaccharide dự trữ của thực vật (củ, hạt)  Là nguồn dinh dưỡng chủ yếu của người và động vật  Cấu trúc dạng hạt, không tan trong nước lạnh, tạo keo hồ tinh bột trong nước nóng  Phản ứng với iot  màu xanh tím đặc trưng  Thành phần tinh bột: – Amilose: 10 – 30% – Amilopectin: 70 – 90% ThS. Phạm Hồng Hiếu 66 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 12 Amilose  Cấu tạo từ các gốc  – D glucose  Liên kết:  – 1,4 – glycoside  mạch thẳng  Tan trong nước ấm  Có màu xanh với iốt (đun nóng  màu xanh mất, để nguội  màu xanh phục hồi) Đầu không khử Đầu khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 67 HSTP – Chương 4: Glucid Amilopectin  Cấu tạo từ  – D glucose  Liên kết:  – 1,4 – glycoside + – 1,6 – glycoside  cấu trúc phân nhánh  Mức độ phân nhánh: 20–25 –D glucose/nhánh  Có màu tím với iốt  Khi đun nóng sẽ tạo thành hồ tinh bột. Đầu không khử Đầu khử ThS. Phạm Hồng Hiếu 68 HSTP – Chương 4: Glucid CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA TINH BỘT  Hạt tinh bột có dạng hình tròn, bầu dục hoặc đa giác  Hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn nhất còn hạt tinh bột gạo có kích thước bé nhất  Trong cùng một loại tinh bột, hình dáng và kích thước của các hạt tinh bột cũng không giống nhau  Kích thước hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lý như nhiệt độ hồ hoá cũng khác nhau. Yến mạch Đậu Khoai tây Ngô Lúa mạch đen Lúa mạch ThS. Phạm Hồng Hiếu 69 HSTP – Chương 4: Glucid Các tính chất chức năng của tinh bột Tính chất chức năng là các tính chất hoá lý góp phần tạo nên những tính chất đặc trưng của thực phẩm chứa tinh bột Bao gồm: Độ dai, độ đàn hồi, độ dẻo, độ trong, độ nở, độ đặc, độ xốp ThS. Phạm Hồng Hiếu 70 HSTP – Chương 4: Glucid Sự trương nở hạt tinh bột trong nước ở điều kiện thường  Ngâm hạt tinh bột trong nước (tạo huyền phù tinh bột ở nhiệt độ thường)  V hạt tinh bột  do sự hấp thụ nước (hiện tượng trương nở hạt tinh bột)  Nguyên nhân: – Ở điều kiện thường, phần lớn tinh bột tồn tại ở dạng monohydrat – Bão hoà ẩm: phân tử nước có kích thước bé dễ dàng liên kết với các nhóm OH kém hoạt động hơn như C2 C3  dạng tinh bột trihydrat   kích thước  Độ trương nở tuỳ thuộc vào cấu trúc các loại tinh bột: TB bắp 9,1%, TB khoai tây 12,7%, TB khoai mì 28,4% (thường: hạt < củ) ThS. Phạm Hồng Hiếu 71 HSTP – Chương 4: Glucid Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt  Khi  t0 đến t0 tới hạn (t0 hồ hóa):hạt tinh bột trương nở mạnh, hình dáng thay đổi đột ngột  dd keo dính (đầu tiên xảy ra ở các khe lõm, sau lan rộng lên cả bề mặt, V nhiều  hạt tinh bột bị rách và trở thành cái túi không định hình hoặc ngừng V  tinh bột hồ hoá  Sau hồ hoá, tinh bột mất đi các tính chất cũ: – độ nhớt – độ kết dính – khả năng hoà tan ThS. Phạm Hồng Hiếu 72 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 13 Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt  Nguyên nhân: Khi t0 huyền phù tinh bột , liên kết H bị phá vỡ  nước linh động hơn dễ dàng tấn công vào cấu trúc micell của tinh bột (vùng vô định hình  vùng có cấu trúc tinh thể)  Nhiệt độ hồ hoá và khả năng hồ hoá phụ thuộc: – Loại tinh bột – Cấu trúc mạng lưới micell ( hình dáng, kích thước phân tử, tỷ lệ amilose/amilopectin, mức độ phân nhánh, chiều dài nhánh) – Kích thước hạt không ổn định  khoảng nhiệt độ hồ hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu 73 HSTP – Chương 4: Glucid Hiện tượng thoái hoá tinh bột  Hiện tượng thoái hoá tinh bột: Dung dịch hồ tinh bột mới tạo thành có màu trắng đục, để yên một thời gian (ở đk vô trùng)  màu trắng đục dần  một phần tinh bột  tủa  trong suốt  tinh bột đã trở lại trạng thái ban đầu, không tan trong nước lạnh  Giải thích: lk giữa nước + OH của tinh bột kém bền hơn lk hydro giữa các phân tử nước  theo thời gian, lk giữa nước với các phân tử tinh bột bị phá hủy  tách nước, các phân tử tinh bột lk với nhau ThS. Phạm Hồng Hiếu 74 HSTP – Chương 4: Glucid Hiện tượng thoái hoá tinh bột  Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoái hoá: – Tỷ lệ amilose/ amilopectin: amilose cho phép hình thành nhiều liên kết hydro  dễ bị thoái hoá – Hình dáng phân tử tinh bột – Nhiệt độ: t0  tốc độ thoái hóa – pH, muối vô cơ  Trong công nghệ thực phẩm, để thúc đẩy hay kiềm hãm tốc độ thoái hoá người ta thường dùng tác nhân nhiệt độ, các yếu tố khác không phù hợp với vệ sinh và khẩu vị nên hạn chế sử dụng ThS. Phạm Hồng Hiếu 75 HSTP – Chương 4: Glucid Tính nhớt dẻo của hồ tinh bột  Do khả năng tập hợp lại với nhau và giữ nhiều phân tử nước  dung dịch tinh bột có độ đặc, độ dính, độ dẻo, độ nhớt cao  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt: – Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc của phân tử tinh bột – Tương tác giữa dung môi với phân tử tinh bột – Tương tác giữa các phân tử tinh bột ThS. Phạm Hồng Hiếu 76 HSTP – Chương 4: Glucid Khả năng tạo màng  Tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng, các amylose và amylopectin phải duỗi thẳng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp thông qua nước Màng có thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước. Dạng màng này dễ trương ra trong nước. ThS. Phạm Hồng Hiếu 77 HSTP – Chương 4: Glucid Quy trình tạo màng Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót mỏng lên mặt phẳng kim loại ThS. Phạm Hồng Hiếu 78 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 14 Khả năng tạo sợi của tinh bột  Cho dịch tinh bột qua một bản đục lỗ với đường kính thích hợp: định hướng theo dòng chảy  các phân tử tinh bột kéo căng ra, sắp xếp song song theo phương trọng lực  Nhúng vào bể nước nóng: hồ hoá, định hình, các phân tử tinh bột tương tác với nhau và với nước bằng liên kết hydro  Nhúng vào nước lạnh: các phân tử liên kết với nhau chặt chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hydro giữa các phân tử  Gia nhiệt, sấy khô: tăng lực cố kết và độ cứng ThS. Phạm Hồng Hiếu 79 HSTP – Chương 4: Glucid Khả năng tạo sợi của tinh bột  Các sợi bún được làm từ các loại tinh bột giàu amilose như tinh bột đậu xanh, tinh bột dong riềng (40 -50% amilose) thường bền và dai hơn so với sợi bún được làm từ tinh bột gạo, bắp.  Các tinh bột bắp giàu amilopectin với các mạch nhánh thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử yếu, do đó độ bền kém. Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật, do đó sợi tinh bột dễ bị đứt. ThS. Phạm Hồng Hiếu 80 HSTP – Chương 4: Glucid Cellulose  Polysaccharide cấu trúc của thực vật (thành tế bào)  Cấu tạo: từ hàng nghìn gốc  – D glucose  Liên kết:  – 1,4 – glycoside  cấu trúc rất bền, khó bị phân hủy  Người và động vật không tổng hợp được enzyme cellulase để tiêu hóa cellulose  Có tác dụng điều hòa hệ thống tiêu hóa, làm giảm hàm lượng mỡ, cholesterol trong máu, tăng cường đào thải chất cặn bã ra ngoài. ThS. Phạm Hồng Hiếu 81 HSTP – Chương 4: Glucid Hemicellulose Hemicellulose là thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật, được tạo thành từ các monosaccharide không cùng loại như glucose, galactose, fructose, arabinose, xylose Hemicellulose có nhiều trong rơm, rạ, bẹ ngô, trấu được sử dụng trong sản xuất rượu, giấy ThS. Phạm Hồng Hiếu 82 HSTP – Chương 4: Glucid Hemicellulose ThS. Phạm Hồng Hiếu 83 HSTP – Chương 4: Glucid Pectin  Pectin là polysaccharide có nhiều trong quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật pectin tồn tại dưới hai dạng: protopectin (không tan, chủ yếu ở vách tế bào) và polysaccharide araban (tan, chủ yếu ở dịch tế bào). Dưới tác dụng của acid các protopectin chuyển sang dạng hòa tan.  Khi có sự hiện diện của acid và đường, pectin có khả năng tạo gel, do đó nó được ứng dụng trong công nghệ sản xuất mứt, kẹo. Để tạo gel cần đảm bảo môi trường có đường ThS. Phạm Hồng Hiếu 84 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 15 ThS. Phạm Hồng Hiếu 85 HSTP – Chương 4: Glucid Agar – agar (thạch)  Agar – agar có nhiều trong rong biển khi thủy phân tạo thành phân tử arabinose và glucose. Agar – agar dễ bị trương phồng trong nước, khi làm lạnh, biến đổi thành gel cứng  Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật. ThS. Phạm Hồng Hiếu 86 HSTP – Chương 4: Glucid Glycogen Polysaccharide dự trữ ở người và động vật (gan 10-15%, cơ 2%, não, cơ tim), trong nấm men và hạt ngô Tan/nước nóng, có màu đỏ tím hoặc đỏ nâu với iot. Tạo thành từ các gốc  – D glucose Liên kết  – 1,4 – glycoside + liên kết  – 1,6 – glycoside, (phân nhánh như amilopectin) Mức độ phân nhánh: 10  – D glucose/nhánh ThS. Phạm Hồng Hiếu 87 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 88 HSTP – Chương 4: Glucid  Chitin là polysaccharid mạch thẳng được cấu tạo từ N-acetyl-D-glucosamine nối với nhau bởi liên kết (1,4) glycoside  Chitin là thành phần chính của cấu trúc bộ khung các loài động vật chân khớp như côn trùng, tôm cua,.. Về cấu tạo nó có cấu tạo tương tự cellulose và cũng có chức năng tương tự.  Chitin rất khó bị hòa tan. Chỉ khi đun nóng bằng dung dịch kiềm đậm đặc hoặc một số dung dịch muối đậm đặc chitin mới bị phân giải Chitin ThS. Phạm Hồng Hiếu 89 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 90 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 16 Dextran là loại polysaccharide điển hình của vi sinh vật Dextran được tổng hợp từ Leuconostoc mesenteroides, Streptobacterium dextranicum, Streptococcus mutans Dextran bao gồm các D – glucopyranose gắn với nhau tại liên kết (1,6), (1,4), (1,3) và (1,2) Dextran là nguyên liệu để tổng hợp nhựa sephadex tạo nên các màng lọc phân tử Trong thực phẩm dextran được sử dụng làm chất làm đặc, chất ổn định trong bánh, đồ ngọt, nước giải khát và kem Dextran ThS. Phạm Hồng Hiếu 91 HSTP – Chương 4: Glucid Dextran ThS. Phạm Hồng Hiếu 92 HSTP – Chương 4: Glucid IV. Các biến đổi khi chế biến thực phẩm với nguyên liệu giàu đường 1. Ảnh hưởng của chế biến nhiệt đến glucid trong thực phẩm  Ở nhiệt độ đun sôi, các loại đường đơn giản không có biến đổi đáng kể. Đường đun sôi đến 1800C chuyển sang màu nâu và có mùi đặc biệt gọi là caramen hoá. Đó là hỗn hợp nhiều chất khác nhau do đường bị phân giải. ThS. Phạm Hồng Hiếu 93 HSTP – Chương 4: Glucid Phản ứng caramen hoá đường  Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng: C12H22O11 – H2O  C6H10O5 + C6H10O5 Saccharose glucozan levulozan  Đến 185-1900C sẽ tạo thành izosaccharozan: C6H10O5 + C6H10O5  C12H20O10 Glucozan levulozan izosaccharozan  Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng: 2C12H20O10 – 2H2O  (C12H18O9) hoặc C24H36O18 Izosaccharozan caramelan  Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen: C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O  C36H48O24.H2O  Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen. Hầu như tất cả các sản phẩm caramen hoá đều có vị đắng ThS. Phạm Hồng Hiếu 94 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 95 HSTP – Chương 4: Glucid  Khi đun nóng pentose với acid chúng sẽ loại nước và chuyển thành dẫn xuất aldehyd gọi là fucfurol t0 Pentose + acidnóng → furforol Fucforol + anilin HCl → cho hợp chất màu đỏ → bay mùi thơm ThS. Phạm Hồng Hiếu 96 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 17  Quá trình chế biến nóng làm cho tinh bột dễ tiêu hơn, cellulose không bị phân hủy nhưng nứt ra, trở nên mềm hơn, cho phép các dịch tiêu hoá tiếp xúc với các thành phần sinh dưỡng trong tế bào thực vật. ThS. Phạm Hồng Hiếu 97 HSTP – Chương 4: Glucid 2. Thực phẩm thực vật trong bảo quản chín  Trong quá trình bảo quản, lượng đường ở vỏ cam, chanh, quýt, bưởi được chuyển dần vào múi (cùi bưởi xanh ngọt hơn cùi bưởi chín). Vì vậy, các loại quả này thu hoạch lúc chín sẽ ít vỏ hơn quả xanh, phẩm chất tốt hơn. ThS. Phạm Hồng Hiếu 98 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 99 HSTP – Chương 4: Glucid  Thí dụ: ở chuối, chuối là loại quả điển hình về hàm lượng đường tăng lên và hàm lượng tinh bột giảm xuống trong quá trình chín. Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì sự chuyển hoá tinh bột thành đường càng giảm đi.  Chuối xanh có hàm lượng tinh bột là 20%, hàm lượng đường là 1%  Nhiệt độ thích hợp cho chuối chín là 12-220C  Nếu nhiệt độ 250C thì hoạt động của enzym giảm xuống To bảo quản Hàm lượng tinh bột % Hàm lượng đường % 12-14oC 6,5 16,4 16-18oC 2,5 18,5 18-20 2,2 20,3 ThS. Phạm Hồng Hiếu 100 HSTP – Chương 4: Glucid  Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu như có 3 loại đường: saccharose, glucose, fructose.  Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản có thể xảy ra theo hai cách do các enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu).  Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về thành phần các đường được tích tụ khi chín. Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài...) khi chín đường saccharose được tổng hợp từ monosaccharide ThS. Phạm Hồng Hiếu 101 HSTP – Chương 4: Glucid  Ở các loại rau quả khác, phần lớn giai đoạn đầu của quá trình bảo quản, hàm lượng đường tăng lên do sự đường hoá tinh bột dự trữ, như sự thủy phân các polysaccharide, glucoside và các hợp chất khác. Sau đó lượng đường lại giảm đi, chủ yếu là do quá trình hô hấp.  Lượng đường trong rau quả giảm đi khi bảo quản biểu hiện rau quả đã kém phẩm chất, không bảo quản được lâu nữa. ThS. Phạm Hồng Hiếu 102 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 18 3. Sự hô hấp của hạt ngũ cốc  Hạt ngũ cốc khi chín, hàm lượng nước trong hạt giảm mạnh, hạt rơi vào trạng thái ngủ sinh lý. Trong quá trình bảo quản, ngũ cốc ở dạng chưa chế biến vẫn thực hiện sự hô hấp (chủ yếu do enzym oxydase tạo nên).  Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi độ ẩm, nhiệt độ môi trường cao. Sự hô hấp của hạt phụ thuộc nhiều vào sự hiện diện và hàm lượng của oxygen: ThS. Phạm Hồng Hiếu 103 HSTP – Chương 4: Glucid (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 6nCO2 + 6nH2O + 674 kcal (nhiều oxygen) (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH + 24 kcal → CH3COOH (ít oxygen)  Hiện tượng này làm cho bột trong lương thực giảm dần, độ ẩm và nhiệt độ tăng lên (hiện tượng tự sinh nhiệt)  Khi to tăng tới một mức nhiệt độ thích hợp thì enzym oxydase hoạt động làm cho quá trình hô hấp mạnh thêm tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển thuận lợi cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu) ThS. Phạm Hồng Hiếu 104 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 105 HSTP – Chương 4: Glucid  Sau 18 ngày, khoai lang bảo quản ở điều kiện không khí bình thường, trọng lượng giảm do thoát hơi nước là 5,9%, tinh bột từ 52,01% giảm xuống còn 31,13%. Hàm lượng đạm, vitamin đều giảm rõ rệt. ThS. Phạm Hồng Hiếu 106 HSTP – Chương 4: Glucid  Vì vậy, để bảo quản tốt củ, quả tươi cần phải tạo điều kiện để: – Làm giảm lượng nước thất thoát do sự thoát hơi nước – Giảm bớt sự hô hấp – Hạn chế hiện tượng nảy mầm  Nhằm đảm bảo quá trình phân hủy tinh bột thành đường và sự tổn thất các chất dinh dưỡng trong củ quả ở mức độ tối thiểu nhất, điều kiện bảo quản cần thực hiện: nhiệt độ 13- 160C, độ ẩm 70-80%, hạn chế sự hiện diện của ánh sáng (hạn chế hiện tượng nảy mầm) ThS. Phạm Hồng Hiếu 107 HSTP – Chương 4: Glucid 4. Sự nảy mầm của hạt khi bảo quản a. Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện  Hạt phải còn khả năng nảy mầm tức là phôi của hạt còn sống và có khả năng nảy mầm  Hạt phải được đặt trong môi trường có điều kiện thuận lợi: đủ nước, nhiệt độ thích hợp, có nguồn cung cấp oxygen và đôi khi phải có ánh sáng thích hợp  Phải vượt qua được bất cứ điều kiện tạo sự ngủ hiện diện bên trong hạt. Tránh các điều kiện ngoại cảnh bất lợi dẫn đến sự ngủ ThS. Phạm Hồng Hiếu 108 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 19 ThS. Phạm Hồng Hiếu 109 HSTP – Chương 4: Glucid b. Các giai đoạn của sự nảy mầm  Giai đoạn 1 - Sự hoạt hóa – Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt. Hạt trương phồng lên và vỏ hạt bị nứt ra. – Sự tổng hợp các enzyme: hoạt động enzym bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzym mới khi hạt bắt đầu nảy mầm. – Sự kéo dài tế bào và xuất hiện rễ: những dấu hiệu đầu tiên của sự nảy mầm là sự xuất hiện rễ xảy ra vài giờ hoặc vài ngày sau khi sự nảy mầm bắt đầu. ThS. Phạm Hồng Hiếu 110 HSTP – Chương 4: Glucid  Giai đoạn 2 – Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển – Các chất dự trữ (chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các chất hữu cơ đơn giản và sau đó được chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi: • Tinh bột → Dextrin → maltose • Protein → acid amin • Lipid → glycerin + acid béo – Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thu nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thành phần hóa học: • Lượng tinh bột giảm đáng kể • Hàm lượng đường tăng cao • Enzyme amylase phát triển mạnh ThS. Phạm Hồng Hiếu 111 HSTP – Chương 4: Glucid  Giai đoạn 3 – Sự tăng trưởng của cây mầm – Sự phân chia tế bào xảy ra ở hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có mang 1 hoặc 2 lá mầm được gọi là tử diệp. – Khi cây mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu tăng trong khi trọng lượng mô dự trữ giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu 112 HSTP – Chương 4: Glucid  Trong quá trình bảo quản thóc thường gặp hiện tượng lớp nội nhũ của hạt thóc bị biến màu, chuyển từ màu trắng sang màu vàng. Thóc bị biến vàng không được người tiêu dùng lựa chọn vì cơm nấu từ gạo đã biến vàng màu sắc kém, giảm độ dẻo và có thể ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của thóc gạo.  Trong thực tế, trong quá trình bảo quản, sự biến vàng có thể xảy ra do: – Phơi sấy chưa tốt – Điều kiện bảo quản không đảm bảo 5. Hiện tượng biến vàng của thóc ThS. Phạm Hồng Hiếu 113 HSTP – Chương 4: Glucid  Thóc bảo quản càng lâu, tỉ lệ hạt bị biến vàng càng lớn. Phân tích thành phần của hạt vàng so với hạt trắng bình thường cho thấy có sự thay đổi: – Thành phần glucid bị thay đổi: hàm lượng saccharose giảm 10 lần, đường khử tăng 2-3 lần – Thành phần tinh bột cũng thay đổi: amilose tăng, amilopectin giảm – Protein thay đổi: đạm protein giảm, đạm phi protein tăng, globulin giảm, albumin tăng.  Như vậy thóc bị biến vàng đã làm giảm giá trị dinh dưỡng đồng thời giá trị thường phẩm cũng giảm sút. ThS. Phạm Hồng Hiếu 114 HSTP – Chương 4: Glucid 05/07/2017 20  Nguyên nhân của hiện tượng biến vàng: – Phản ứng tạo thành melanoidin giữa acid amin và đường khử – Do hoạt động trao đổi chất của nấm trong hạt. Nấm tác động lên sắc tố của vỏ hạt hoặc trực tiếp tổng hợp sắc tố trong điều kiện thuận lợi, sắc tố tạo ra phân tán trong albumin của hạt. ThS. Phạm Hồng Hiếu 115 HSTP – Chương 4: Glucid ThS. Phạm Hồng Hiếu 116 HSTP – Chương 4: Glucid