HÓA HỌC THỰC PHẨM - CHƯƠNG 3 - CARBOHYDRATE - TÔN NỮ MINH NGUYỆT

HOÙA HOÏC THÖÏC PHAÅM

CHÖÔNG 3

CARBOHYDRATE Tôn Nữ Minh Nguyệt

1

KHAÙI NIEÄM CHUNG Thaønh phaàn caáu taïo Caùc nguyeân toá chính: C, H, O Carbohydrate = Saccharide = Glucid Coâng thöùc chung: (CH2O)n Tyû leä H : O = 2 : 1 Ngoaïi leä:

ñöôøng desoxyribose : C5H10O4 Acid lactic : (CH2O)3

2

KHAÙI NIEÄM CHUNG

Nguoàn goác Ñoäng vaät - 2% CK Taäp trung ôû gan, caùc moâ, maùu

Ngöôøi vaø ÑV khoâng töï sinh toång hôïp ñöôøng

Thöïc vaät - 70% CK

Taäp trung ôû teá baøo, moâ naâng ñôõ, moâ döï tröõ

Laø saûn phaåm cuûa quaù trình quang hôïp nhôø chlorophyll H2O + CO2 + 132 Kcal

Carbohydrate + O2

Nguyeân lieäu

Carbohydrate, %CK

Nguyeân lieäu

Carbohydrate %CK

Caø chua Caø roát Khoai taây Nguõ coác Khoai lang

3,7 8,0 20 70 –80 28,5

Khoai mì Ñaäu phoäng Ñaäu naønh Ñaäu ñen, traéng, xanh

36,4 27,5 24,6 50 - 53 3

KHAÙI NIEÄM CHUNG Phaân loaïi Theo tính khöû

Ñöôøng khöû Ñöôøng khoâng khöû

Theo caáu taïo hoùa hoïc MonoSaccharide (MS) :

1

OligoSaccharide (OS) :

2 – 10 goác ñöôøng

PolySaccharide (PS) :

> 10

Theo tính hoøa tan

goác ñöôøng goác ñöôøng

Glucid hoøa tan Glucid khoâng hoøa tan 4

MONO SACCHARIDE

Định nghĩa MS laø loaïi ñöôøng ñôn giaûn nhaát MS laø daãn xuaát aldehyd hoaëc ceton cuûa caùc polyalcohol Coâng thöùc chung: (CH2O)n vôùi n ≥ 3 MS chæ tham gia phaûn öùng oxy hoùa khöû, khoâng tham gia phaûn öùng thuûy phaân

5

MONO SACCHARIDE

Caùch goïi teân

Loaïi nhoùm chöùc + soá carbon Loaïi nhoùm chöùc

Teân goïi

Aldehyd –CHO

Aldose

Cetone –CO

Cetose n

Ñoïc teân

3

Triose

4

Tetrose

5

Pentose

6

Hexose

7

Heptose

8

Octose

6

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo maïch thaúng

Theå hieän nhoùm aldose vaø cetose

Coù C* baát ñoái neân coù ñoàng phaân quang hoïc

D (dextro):

quay mp phaân cöïc sang phaûi -OH cuûa nhoùm C* xa goác aldehyd hay ceton nhaát ôû phía beân phaûi

L (Left):

quay mp phaân cöïc sang traùi -OH cuûa nhoùm C* xa goác aldehyd hay ceton nhaát ôû phía beân traùi.

Trong töï nhieân, daïng ñoàng phaân D- chieám öu theá

Coù nhieàu C* baát ñoái neân seõ coù nhieàu ñoàng phaân quang hoïc

Soá C* = m thì soá ñoàng phaân seõ laø 2m

7

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo maïch thaúng Ñaùnh soá maïch Carbon C nhoùm Aldehyd – soá 1 C nhoùm Cetone – soá 2

Caëp aldose – cetose töông öùng: goïi teân cetose baèng caùch theâm töø –UL- vaøo teân aldose töông öùng

8

9

10

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo hoùa hoïc Caáu taïo maïch voøng Voøng 6 caïnh:

piranose

Voøng 5 caïnh:

furanose

Hôïp chaát aldose: voøng 6 caïnh (C1 – C6) voøng 5 caïnh

(C1 – C5)

Hôïp chaát cetose: voøng 5 caïnh (C2 – C5) voøng 6 caïnh

(C2 – C6) 11

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo maïch voøng Nhoùm –OH glucoside Ñoàng phaân do vò trí nhoùm –OH glucoside

α β

döôùi mppt treân

mppt

12

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo maïch voøng

13

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Caáu taïo maïch voøng

14

Caáu taïo hoùa hoïc

MONO SACCHARIDE

Dung dòch ñöôøng toàn taïi caû hai daïng maïch thaúng vaø maïch voøng, caùc daïng naøy chuyeån hoùa laãn nhau vaø coù moät ñieåm caân baèng

15

Tính chaát vaät lyù

MONO SACCHARIDE

Tinh theå khoâng maøu hoaëc traéng Hoøa tan toát trong nöôùc Khoâng hoøa tan trong dung moâi höõu cô Coù vò ngoït, ñoä ngoït khaùc nhau Coù khaû naêng laøm quay maët phaúng phaân cöïc 16

Hôïp chaát Monosaccharides L-Arabinose αβD-Fructose βD-Galactose αβD-Glucose αβD-Manno-2-heptulose D-Mannose αβD-Ramnose D-Ribose D-Xylose αOligosaccharides Cellobiose βGentianose

[α α]D

20-25

+105 +55,4 +190,6 -92 -133,5 +80,2 +150,7 +52,8 +52,7 +112 +18,7 +29,4 +14,5 +29,3 -17 -7 -23,7 +18,8 +23,6 +34,6 +14,2 +33,4

Hôïp chaát Gentiobiose αβKestose Lactose βMaltose αβMaltotriose Maltotetraose Maltopentaose Maltulose Manninotriose Melezitose Melibiose βPalatinose Panose Rafinose Saccharose α-Schardingerdextrin β-Schardingerdextrin γ- Schardingerdextrin Stachyose

[α α]D

20-25

+10 +31 -3 +28 +53,6 +34,2 +130 +173 +112 +160 +166 +178 +64 +167 +88,2 +143 +123 +97,2 +154 +101 +66,5 +151 +162 +180 +146

17

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng oxy hoùa

Tuøy taùc nhaân maø quaù trình oxy hoùa xaûy ra ôû vò trí naøo

Taùc nhaân oxyhoaù: Cu2++ , Br2 , I2 , acid nitric

Nöôùc brom laø taùc nhaân acid, khoâng taïo phaûn öùng vôùi cetose maø chæ phaûn öùng vôùi aldose (trong moâi tröôøng acid khoâng xaûy ra phaûn öùng ñoàng phaân hoùa)

18

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng oxy hoùa COOH HCOH HOCH

H+ loaõng, Cu2+

(Acid gluconic)

HCOH CHO

COOH

HCOH HOCH

HCOH HNO3ññ

HCOH

CH2OH (Acid glucaric)

HCOH

HCOH

HCOH

CH2OH (Glucose)

HOCH

HCOH

Methyl hoùa

CH2OH O

COOH

OH HO

OH

COOH

Br2 OCH3

HO

OH

O OCH3

OH (Acid glucuronic)

19

Phaûn öùng oxy hoùa

MONO SACCHARIDE

20

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng oxy hoùa

ÖÙng duïng phaûn öùng oxy hoùa Ñònh löôïng ñöôøng:

Bertrand Fehling Benedict Ferrycyanure Iod

(CuSO4) (Cu tartrate} (Cu citrate} (K3Fe(CN)6) (I2)

Ñònh tính ñöôøng:

Fehling, Benedict, CuSO4

21

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng khöû

22

Tính chaát hoaù hoïc Phaûn öùng theá:

MONO SACCHARIDE

taïo osazone vôùi phenylhydrazine

23

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng theá: taïo osazone vôùi phenylhydrazine Osazone cuûa caùc loaïi ñöôøng khaùc nhau coù hình daïng tinh theå, nhieät ñoä noùng chaûy khaùc nhau ÖÙng duïng: ñònh tính ñöôøng Haïn cheá: Caùc loaïi ñöôøng coù phaàn ñuoâi gioáng nhau taïo ra cuøng moät loaïi osazone (glucose; fructose; mannose – osazone)

24

25

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng theá: taïo osazone vôùi phenylhydrazine

GLUCOSE

LACTOSE GALACTOSE

FRUCTOSE

MALTOSE SACCHAROSE 26

MONO SACCHARIDE

Tính chaát hoaù hoïc Phaûn öùng taïo ester

Ester cuûa acid phosphoric taïi caùc vò trí C4 vaø C6, laø hôïp chaát tích luõy naêng löôïng cao.

6

6

CH 2OH O 1

OH

OH

HO OH (Glucose)

+H 3PO 4 -H 2O

CH 2OH

6

O

OH

OH

1

O

HO

P

O

OH (Glucose-1-phosphate)

+H 3PO 4 -H 2O

CH 2O P O OH

1

OP

HO OH

OH

(Glucose-1,6-diphosphate)

P

27

MONO SACCHARIDE

Tính chaát hoaù hoïc Lieân keát glucoside

Taùch nöôùc giöõa nhoùm –OH glucoside vaø nhoùm –OH cuûa 1 hôïp chaát khaùc (aglucon) Goïi teân: nhoùm hôïp chaát Glycoside Coù nhieàu trong moâ thöïc vaät vaø ñoäng vaät Vò daéng, coù tính ñoäc nhieàu hay ít – khaùng khuaån Phaân loaïi

R– R– R– R–

C– C– C– C–

O – R’ N – R’ S – R’ C – R’

: : : :

O-glucoside N-glucoside S-glucoside C-glucoside

28

Glucosides

MONO SACCHARIDE

29

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng taïo lieân keát glucoside Methanol + xuùc taùc HCl – phaûn öùng CH2OH O OH OH HO

+CH3OH NaOH

methyl hoùa

CH2OH O OCH3 OH HO OH (Methyl-beta-D-Glucoside)

OH (beta-D-Glucose)

Methyl sulfate + xuùc taùc NaOH – phaûn öùng CH2OH O OCH3 OH HO OH (Methyl-beta-D-Glucoside)

CH2OCH3 O OCH3 OCH3

+(CH3)2SO4 NaOH

ether hoùa

H3CO OCH3 (Methyl-beta-2,3,4,6 tetra-o-methyl-D-Glucoside) 30

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng taïo lieân keát glucoside

31

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng taïo lieân keát glucoside Nhoùm ngoaïi laø moät goác ñöôøng khaùc – hôïp chaát

CH2OH O OH HO

O

CH2OH O OH

(Maltose) OH

OH

OH

Nhoùm ngoaïi laø nhieàu goác ñöôøng – maïch CH2OH O OH OH

O

disaccharide

CH2OH O OH OH

O

polysaccharide

CH2OH O OH

O

CH2OH O OH OH OH 32

MONO SACCHARIDE Phaûn öùng taïo lieân keát glucoside

33

MONO SACCHARIDE

Tính chaát hoaù hoïc Phaûn öùng dehydrat hoùa OH H CHO H H

C C

C CH

OH OH

OH H CHO

H

C C

H+ññ -3H2O

(Fufural)

O

(Pentose)

OH H

H

CHO

C C

OH H

OH OH CH2OH

(Hexose) H+ññ -3H2O

CHO O

(Hydroxy methyl fufural - taùo)

CH2OH

SP raát hoaït hoùa, noái ñoâi deã truøng hôïp vôùi caùc chaát khaùc Taïo muøi thôm cho saûn phaåm khi ôû noàng ñoä nhoû Cho phaûn öùng maøu vôùi thymol, naphtol – ñònh tính pentose Fucfurol + anilin + HCl --- hôïp chaát maøu ñoû 34

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng ñoàng phaân hoùa Xaûy ra trong moâi tröôøng kieàm Phuï thuoäc nhieät ñoä, noàng ñoä cuûa kieàm

35

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng caramel Laø phaûn öùng dehydrate hoùa taïi nhieät ñoä noùng chaûy cuûa ñöôøng hay ñun noùng dung dòch ñöôøng coù xuùc taùc cuûa acid hay kieàm

Saccharose (Khoâng maøu)

Izosacchaman Izosacch aman (Khoâng maøu)

Caramenlan (maøu ñaäm)

Caramelen

 →C36H48O24  →C98H100O50  →(C12H8O4) hay (C3H2O)X −H2O

Caramelin (Schiff)

−19nH2O

Humin 36

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng caramel Saûn phaåm phaûn öùng maøu naâu, muøi caramel ñaëc tröng, deã tan trong nöôùc

37

Tính chaát hoaù hoïc

MONO SACCHARIDE

Phaûn öùng Maillard Phaûn öùng vôùi hôïp chaát nitô: ñöôøng, a.amin, peptid, protein,… Ñieàu kieän pö: löôïng nhoû, nhieät ñoä, ñoä aåm, thôøi gian Saûn phaåm N-glucoside : Melanoidine Tính chaát:

maøu naâu vaøng – ñen muøi thôm (muøi nöôùng), vò ñaéng (cacao, coffee), tính khöû taêng (deã thgia pöùng oxy hoùa)

38

MONO SACCHARIDE Glucose

Coù nhieàu trong nho chín: ñöôøng nho

Quay maët phaúng phaân cöïc sang phaûi: dextrose

Raát deã haáp thuï

4C baát ñoái – 16 ñoàng phaân quang hoïc,

Phoå bieán nhaát laø (+)glucose; (+)mannose; (+)galactose.

Tính chaát vaø phaûn öùng hoùa hoïc caùc ñoàng phaân naøy gioáng nhö (+)glucose, nhöng toác ñoä phaûn öùng vaø löôïng SP taïo thaønh thì khaùc nhau.

Trong dung dòch glucose toàn taïi ôû caû caùc daïng ñoàng phaân (thaúng, voøng 5 hoaëc 6 caïnh) 39

40

MONO SACCHARIDE Fructose

Coù nhieàu trong traùi caây : ñöôøng quaû Trong maät ong cuõng coù haøm löôïng cao: ñöôøng maät Quay maët phaúng phaân cöïc sang traùi: levulose Ñoä ngoït cao 41

MONO SACCHARIDE Galactose

CHO HCOH HOCH

Laø thaønh phaàn cuûa ñöôøng söõa Khoâng toàn taïi ôû traïng thaùi töï do

HOCH HCOH CH2OH

42

OLIGO SACCHARIDE

Caáu taïo hoaù hoïc

Töø 2 – 10 goác MS, lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát glucoside Vaãn coøn giöõ ñöôïc moät soá tính chaát cuûa MS Deã tan trong nöôùc, deã keát tinh Coù vò ngoït Ñoä ngoït ñöôïc ñaùnh giaù baèng thang ñieåm so vôùi saccharose Ñöôøng

Ñieåm

Ñöôøng

Ñieåm

Saccharose Galactiol D-fructose D-galactose D-glucose Ñöôøng nghòch ñaûo Lactose Maltose

100 41 173 63 69 95 39 46

D-mannitol D-mannose Rafinose D-rhamnose D-sorbitol Xylitol D-xylose

69 59 22 33 51 102 67 43

OLIGO SACCHARIDE

Caáu taïo hoaù hoïc

1

CH2OH O OH OH OH

O

CH2OH O OH

O

CH2OH O OH

(Glucosetriose) OH

OH

44

OLIGO SACCHARIDE -OH glucoside + -OH thöôøng lieân keát oside – ose (1,4 hay 1,6)

tính khöû giaûm moät nöûa

-OH glucoside + -OH glucoside lieân keát oside – oside (1,1 hay 1,2)

khoâng coøn tính khöû

45

OLIGO SACCHARIDE

Maltose

α-D-glucose + α-D-glucose / 1,4-glucoside

Coâng thöùc phaân töû : C12H22011 Tính chaát:

Ñöôøng khöû [α α] = +136o[α α] α-Mal = +168o; [α α] β-Mal = +112o;

Phaân boá: thoùc naûy maàm, malt ñaïi maïch, maïch nha: ñöôøng nha Saûn xuaát:

thuûy phaân tinh boät baèng β-amilase

ÖÙng duïng:

CNSX baùnh keïo, taïo vò ngoït thanh, traùnh hieän töôïng taùi keát tinh ñöôøng, taïo caáu truùc meàm deûo cho keïo

46

OLIGO SACCHARIDE

Lactose

β-D-galactose + α-D-glucose / 1,4-glucoside

Coâng thöùc phaân töû : C12H22011 Tính chaát:

Ñöôøng khöû; Ít ngoït

Phaân boá:

Caùc loaïi söõa : ñöôøng söõa (4 – 8%) Cô theå haáp thu lactose nhôø E. lactase

Saûn xuaát:

Töø nöôùc Whey

ÖÙng duïng:

Söõa chua (yaourt)

47

OLIGO SACCHARIDE

Saccharose

α-D-glucose + β-D-fructose / 1,2-glucoside

Coâng thöùc phaân töû : C12H22011 Tính chaát:

ñöôøng khoâng khöû; khoâng taïo osazone

Phaân boá:

mía, cuû caûi ñöôøng, thoát noát,…

14 – 25% nöôùc mía (~100% CK): ñöôøng mía

48

OLIGO SACCHARIDE

Saccharose Phaûn öùng nghòch ñaûo ñöôøng Saccharose

E. invertase; HCl; T0

+66,5o

Glucose + +52,5o

Fructose -92,4o

Xaûy ra do taùc duïng cuûa E. invertase hay HCl, nhieät ñoä cao Tyû leä caân baèng

S : G : F = 1 : 1 : 1 (soá mol)

Taïi sao goïi laø ñöôøng nghòch ñaûo? Ích lôïi cuûa phaûn öùng nghòch ñaûo ñöôøng?

Taêng löôïng chaát khoâ 5,26% Taêng vò ngoït Taêng ñoä hoøa tan cuûa ñöôøng 49

OLIGO SACCHARIDE

Saccharose Tính huùt aåm cuûa ñöôøng

Lyù do: coù nhieàu nhoùm hydroxyl –OH Ñöôøng khöû huùt aåm ñöôøng khoâng khöû ÖÙng duïng: chaát giöõ aåm cho baùnh Chaát huùt aåm trong quy trình laøm keïo, möùt giuùp taêng nhanh quaù trình keát tinh, keát dính Tai haïi:

Saûn phaåm saáy mau chaûy nöôùc vì huùt aåm 50

Caùc loaïi OS khaùc Trehalose

OLIGO SACCHARIDE

Phaân boá: naám, reâu - ñöôøng naám α-D-glucose + α-D-glucose 1,1-glucoside

Rafinose

Phaân boá: ræ ñöôøng, haït boâng, cuû caûi ñöôøng α-D-galactose + α-D-glucose + β-D-fructose 1,6-glucoside 1,2-glucoside

Starchyose Phaân boá: ñaäu, haït α-D-galactose + α-D-galactose + α-D-glucose + β-D-glucose 1,6-glucoside 1,6-glucoside 1,2-glucoside 51

POLYSACCHARIDE

Caáu taïo hoaù hoïc Ñònh nghóa: Chöùa nhieàu hôn 10 MS Lieân keát glucoside Khoâng coøn tính khöû

Phaân loaïi:

PS thuaàn (homopolyose - ñoàng theå):

töø moät loaïi MS

Goïi teân: Monose – ose + an (glucan, pentosan,…)

PS taïp (heteropolyose – dò theå):

töø nhieàu loaïi MS

Goïi teân: M1-se + M2-ose + an (galactoglucan) PS töïï nhieân: PS thuaàn (glucan: tinh boät, cellulose,glycogen) 52

ÖÙng duïng

POLYSACCHARIDE

Laõnh vöïc öùng duïng

PS thích hôïp

Laøm beàn nhuû töông / huyeàn phuø trong söõa ñaëc vaø söõa chocolate

Carragenan, algin, pectin, CMC (CarboxyMethylCellulose)

Laøm beàn nhuõ trong cafeù söõa, margarine coù haøm löôïng beùo thaáp

Carragenan

Laøm chaát oån ñònh trong kem, choáng laïi Carragenan, algin, agar, gum vieäc keát tinh ñaù, noùng chaûy hay taùch tragacanth, xanthan gum, guaran gum, pha, caûi thieän caáu truùc tinh boät bieán tính, CMC, MC (methylCellulose) Laøm chaát giöõ nöôùc, caûi thieän caáu truùc, taêng ñoä meàm cho phoâ mai

Carragenan, agar, gum tragacanth, karaya gum, algin, CMC,

Taïo ñaëc, taïo gel cho söõa laøm baùnh pudding, baùnh kem

Pectin, algin, carragenan, guaran gum, tinh boät bieán tính, CMC

Laøm chaát giöõ nöôùc vaø laøm beàn nhuõ cho saûn phaåm thòt

agar, karaya gum, guaran gum

Laøm chaát taïo ñoâng cho saûn phaåm thòt, caù, rau quaû

Carragenan, algin, agar 53

ÖÙng duïng

POLYSACCHARIDE

Laõnh vöïc öùng duïng

PS thích hôïp

Chaát laøm beàn vaø taïo ñaëc choáng vöõa cho suop, sauce, nöôùc troän salad, mayonnaise vaø caùc saûn phaåm coù haøm löôïng tinh boät vaø lipid thaáp

Gum tragacanth, algin, karaya gum, xanthan gum, guaran gum, tinh boät bieán tính, CMC, glycol alginate

Laøm beàn boït bia, boït kem, baùnh nöôùng töø tröùng

Carragenan, algin, agar, gum arabic, karaya gum, xanthan gum,

Laø chaát giöõ aåm cho baùnh mì, baùnh boâng lan, taïo ñoä meàm cho baùnh

Agar, xanthan gum, carragenan, guaran gum

Taïo ñaëc, taïo gel cho boät chaø traùi caây (confiture,jam, jelly, yaourt,..)

Pectin, algin

Taïo gel cho caùc loïai keïo traùi caây nghieàn, caùc loïai möùt ñoâng

Pectin, algin, carragenan, agar, gum arabic, tinh boät bieán tính

OÅn ñònh ñoä phaân taùn thòt quaû trong saûn Pectin, algin, propylen glycol, alginat, phaåm nöôùc quaû ñuïc gum arabic, xanthan gum, guaran gum Laøm beàn nhuõ cho saûn phaåm chöùa chaát thôm daïng boät, daïng con nhoäng.

Gum arabic, gum ghath, xanthan gum 54

POLYSACCHARIDE

Tinh boät

Thaønh phaàn chính cuûa caùc haït nguõ coác vaø cuû löông thöïc Nguyeân lieäu Khoai mì Khoai taây Ñaäu

Tinh boät (%) Nguyeân lieäu 95 84 65

Luùa gaïo Chuoái

Tinh boät (%) 75 – 80 90

55

POLYSACCHARIDE

Tinh boät

Daïng haït, xung quanh haït laø moät lôùp voû, haït xeáp thaønh lôùp Tinh boät cuûa nguyeân lieäu khaùc nhau coù daïng khaùc nhau Caáu taïo hoùa hoïc: glucan (α α-D-glucose) 2 daïng caáu taïo cuûa tinh boät: amilose (AM) + amilopectin (AP) Tyû leä AM/AP = 1/4 Ñaäu xanh (75%AM); neáp (>90% AP); luùa mì, baép (AM/AP = 1/3)

gel

mixen

56

Potato starch (Bar: 50 µm)

Rice starch (Bar: 2 µm)

Amaranth starch (Bar: 1 µm)

Arrowroot starch (Bar: 20 µm)

Cassava starch (Bar: 10 µm)

Corn starch (Bar: 10 µm)

Kidney bean starch (Bar: 20 µm)

Buckwheat starch (Bar: 5 µm)

Oat starch (Bar: 5 µm)

57

Tinh boät

POLYSACCHARIDE

Amilose Mpt = 20.000 – 30.000 Maïch thaúng, khoâng phaân nhaùnh, lieân keát 1,4-glucoside Khoâng tan trong nöôùc laïnh Trong nöôùc noùng taïo thaønh ddkeo (hoà hoùa). ÔÛ traïng thaùi keo, AM toàn taïi ôû traïng thaùi xoaén, oån ñònh nhôø caùc lieân keát Hydro.

Moãi voøng xoaén chöùa 6 goác glucose. Iod seõ haáp phuï vaøo giöõa voøng xoaén taïo maøu xanh ñaëc tröng Maøu vôùi Iod thay ñoåi theo ñoä daøi maïch, möùc ñoä phaân nhaùnh

58

Tinh boät

POLYSACCHARIDE

Amilopectin Maïch thaúng, phaân nhaùnh, lieân keát 1,4 + 1,6-glucoside Chöùa > 20 – 30 goác glucose; Mpt = 200.000 – 1.000.000 Möùc ñoä phaân nhaùnh quy ñònh ñoä deûo cuûa tinh boät, tuøy thuoäc nguoàn nguyeân lieäu Nhieät ñoä hoà hoùa cao hôn, ddòch keo coù ñoä nhôùt cao hôn AM Cho maøu tím vôùi Iod

59

Tinh boät

POLYSACCHARIDE

Söï hoà hoùa

Boät khoâ: lieân keát H2 noäi – boät rít tay Khi coù nöôùc: lieân keát H2 ngoaïi – haït tinh boät tröông nôû Khoâng gia nhieät: tinh boät chæ tröông nôû Coù gia nhieät, khuaáy troän: voû haït bò phaù vôõ – AM vaø AP thoaùt ra taêng khaû naêng huùt nöôùc, tröông nôû Nhieät ñoä hoà hoùa: caùc sôïi AM vaø AP tröôït leân nhau – phaân taùn trong nöôùc – dd hoà tinh boät coù ñoä nhôùt cao Keùo daøi thôøi gian gia nhieät: ñöùt maïch – giaûm ñoä nhôùt 60

POLYSACCHARIDE Tinh boät Söï thoaùi hoùa

Baûo quaûn dd hoà tinh boät: Caùc sôïi tinh boät seõ tieán ñeán gaàn nhau, Xuaát hieän lieân keát Hydro noäi, Giaûm lieân keát vôùi nöôùc, taùch nöôùc, Hieän töôïng hoà bò öùa nöôùc.

AP taïo dung dòch hoà tinh boät beàn hôn so vôùi AM

61

Tinh boät

POLYSACCHARIDE

Söï bieán tính Duøng caùc goác beàn ñeå noái maïch: ôû nhieät ñoä cao khoâng bò ñöùt maïch, khoâng giaûm ñoä nhôùt (nöôùc soát ñoà hoäp) Ñöa caùc goác coàng keành vaøo maïch tinh boät: caùc soäi khoâng tieán gaàn nhau, nöôùc khoâng bò taùch (hoà daùn, töông ôùt)

62

POLYSACCHARIDE

Tinh boät Söï thuûy phaân Tinh boät

+H2O; H+/E

Dextrin

Maltose, Glucose

[1] Dextrin α dextrin : 3 – 5 goác glucose coøn lieân keát 1,6-glucoside β dextrin : coù Mpt lôùn Amilosedextrin

Mpt = 500.000

xanh I2

tuûa trong röôïu 40o

Erithrodextrin

Mpt = 10.000

tím I2

tuûa trong röôïu 65o

Achrodextrin

Mpt = 4-6.000 naâu ñoû I2 tuûa trong röôïu 70o

Maltodextrin

Mpt < 4.000

cam I2

khoâng tuûa 63

POLYSACCHARIDE

Tinh boät Söï thuûy phaân [2] Enzym Amylase Tinh boät

E. α amylase (Termamyl) (endo; lk 1,4; baát kyø)

α dextrin + Maltose + Glucose

E. β amylase (Fungamyl) (exo; lk 1,4; caét töøng 2 goác)

β dextrin + Maltose

E. γ amylase (Glucoseamylase) (exo; lk 1,4 vaø 1,6; caét töøng goác moät)

Glucose 64

POLYSACCHARIDE

Tinh boät Söï thuûy phaân

[3] Chæ soá DE: Dextrose Equivalent Bieåu thò möùc ñoä thuûy phaân, taïo caùc ñaàu khöû DE = Löôïng đường khử (glucose) / toång löôïng tinh boät DE caøng taêng thì ñoä ngoït caøng taêng.

DE = 3 – 20

Maltodextrin

DE > 20

Siroglucose

65

Cellulose

POLYSACCHARIDE

Caáu taïo Caáu taïo vaùch teá baøo TV Glucan: monome: β-D-glucose lieân keát 1,4-glucoside Daïng thaúng khoâng xoaén Phaân töû cell xeáp // thaønh sôïi coù φ 3,5 nm Caùc sôïi cell taïo thaønh boù sôïi φ 20 nm Lieân keát hydro giöõa caùc chuoãi cell giuùp oån ñònh sôïi cellulose Cell. raát beàn, raát khoù thuûy phaân Ñieàu kieän thuûy phaân khaù nghieâm ngaët hay duøng A. Cellulase

66

Hemicellulose

POLYSACCHARIDE

Caáu taïo PS dò theå goàm pentose vaø hexose trong maïch Khoâng tan trong nöôùc Tan trong dung dòch kieàm Giöõ nhieäm vuï laøm chaát keát dính caùc teá baøo (cuøng pectin) Chöùa trong voû haït, beï ngoâ, rôm, caùm, traáu,…

67

Hemicellulose

POLYSACCHARIDE

Hemicellulose - galactoglucomannan

Graminaceous hemicellulose

68

Pectin

POLYSACCHARIDE

Caáu taïo PS dò theå: daãn xuaát methyl cuûa a pectic (α α-D-1,4-polygalacturonic acid) MS: galactose, lieân keát 1,4-glucoside Mpt = 10.000 – 100.000 Chæ soá ester DE: % soá nhoùm methoxy treân toång soá caùc nhoùm chöùc Chæ soá Methoxy MI: % khoái löôïng nhoùm methoxy treân khoái löôïng phaân töû MImax = 16,3% MI cuûa pectin thöïc vaät = 10 – 12 %

69

POLYSACCHARIDE

Pectin Khaû naêng taïo gel Pectin

kieàm E. pectase

a. pectic (khoâng coù khaû naêng taïo gel)

Khaû naêng taïo gel, caáu truùc gel phuï thuoäc Mpt pectin, möùc ñoä methoxyl hoùa.

Mpt ngaén quaù seõ khoâng taïo gel; Mpt daøi quaù gel seõ raát cöùng.

Vôùi moãi loaïi pectin (HMP hay LMP) cô cheá taïo gel khaùc nhau

70

Pectin

POLYSACCHARIDE

Khaû naêng taïo gel Cô cheá taïo gel Taïo lieân keát Hydro: cô cheá ñöôøng / acid HMP

Ñöôøng: khaû naêng giöõ nöôùc pH thaáp: ñieän tích –COO- bò trung hoøa, caùc sôïi pectin ñeán gaàn nhau, taïo lieân keát H2 Caáu truùc gel ∈ soá lieân keát Hydro ([ñöôøng], [acid], [pectin]) Thoâng thöôøng: Ñöôøng > 60% pH = 3 – 3,5 pectin = 0,5 – 1%

Taïo lieân keát vôùi Ca :

LMP Caáu truùc gel ∈ noàng ñoä Ca Khoâng caàn ñöôøng vaø acid

71

POLYSACCHARIDE

Chitin CH2OH O HO O O

CH2OSO3O OH

H OH

H O NHCOCH3 n

Laø daãn xuaát cuûa cellulose Coù nhieàu trong voû giaùp xaùc: toâm, cua,…

Khoù tan trong nöôùc, acid, kieàm loaõng,…

Khi thuûy phaân, goác acetat bò taùch ra vaø taïo thaønh chitosan, coù khaû naêng taïo gel.

Gel chitosan xoáp, khoâng ñoäc, ñöôïc duøng trong coâng ngheä loïc, laøm maøng baûo veä cho traùi caây, haáp thuï KL naëng 72

Glycogen

POLYSACCHARIDE

PS ñoàng theå, caáu taïo gioáng tinh boät, laø PS cuûa ñoäng vaät.

Laø chaát tích luõy ñöôøng, ñöôïc sinh toång hôïp taïi gan ÑV Möùc ñoä phaân nhaùnh cöïc kyø daøy ñaëc (10 lk 1,4 coù 1 lk 1,6- glucoside)

73

POLYSACCHARIDE Dextran

PS cuûa vi sinh vaät, caáu taïo gioáng tinh boät; Ngoaøi lieân keát 1,4; 1,6 coøn coù lieân keát 1,3 –glucoside.

Inulin

PS ñoàng theå, Töø 34 goác D-fructose bằng lieân keát 1,2-glucoside: fructan; M = 5000 – 6000 Coù trong nguyeân liệu thöïc vaät: cuû hoa maãu ñôn, reã caûi ñaéng,…

Hoaø tan trong nöôùc laøm taêng khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch nöôùc; Keát tuûa trong coàn

74

Agar / Carragenan / Alginate

POLYSACCHARIDE

Töø rong bieån; Khoâng tan trong nöôùc, ñun noùng seõ hoøa tan Ñeå nguoäi taïo thaønh keo

Carrageenan

Coù caùc ñôn vò lieân keát chöùa 3-b-D-galactopyranose vaø 4-a-D-galactosepyranose 75

POLYSACCHARIDE Agar / Carragenan / Alginate

Agar agar

Alginate

76

CHUYEÅN HOAÙ CARBOHYDRATE TRONG CHEÁ BIEÁN BAÛO QUAÛN

Caùc nguyeân lieäu chöùa carbohydrate Rau traùi: ñöôøng, pectin, protopectin, tinh boät, cellulose, hemicellulose,…

Löông thöïc: tinh boät, ñöôøng, cellulose, hemicellulose,…

77

CHUYEÅN HOAÙ CARBOHYDRATE TRONG CHEÁ BIEÁN BAÛO QUAÛN

Phaûn öùng thuûy phaân Tinh boät

ñöôøng, dextrin

Protopectin

pectin, dextran

Hemicellulose

ñöôøng

Phaûn öùng oxy hoùa Quaù trình hoâ haáp hieáu khí :

C6H12O6 + 6 O2

Quaù trình hoâ haáp yeám khí :

C6H12O6

6 CO2 + 6 H2O 2 C2H5OH + 2 CO2

Phaûn öùng taïo maøu, muøi Ñöôøng

caramel

Ñöôøng + acid amin

melanoidine

78

CHÖÙC NAÊNG Trong coâng ngheä cheá bieán thöïc phaåm Nguyeân lieäu cho caùc quy trình cheá bieán: röôïu bia, nöôùc giaûi khaùt, boät ngoït, …

79

CHÖÙC NAÊNG Trong coâng ngheä cheá bieán thöïc phaåm Taïo keát caáu, caáu truùc cho saûn phaåm: Taïo sôïi, taïo maøng (mieán, mì, baùnh traùng); Taïo ñoä ñaëc, ñoä ñaøn hoài (gioø luïa, möùt ñoâng), …

80

CHÖÙC NAÊNG Trong coâng ngheä cheá bieán thöïc phaåm Taïo thaønh caùc yeáu toá chaát löôïng cho saûn phaåm: Taïo vò ngoït, taïo vò chua cho yaourt (leân men lactic) Taïo maøu saéc, muøi thôm, coá ñònh muøi, giöõ aåm, …

81

CHÖÙC NAÊNG Trong cô theå Thaønh phaàn AND, ARN, glycoprotein: sao cheùp thoâng tin DT Thaønh phaàn caáu taïo thaønh teá baøo (cellulose, hemicellulose, protopectin, …); boä khung baûo veä (chitin,…)

Cung caáp caùc chaát trao ñoåi trung gian vaø naêng löôïng cho teá baøo Cung caáp naêng löôïng hoaït ñoäng cho cô theå: 50% soá calo caàn Carbohydrate + O2

H2O + CO2 + 132 Kcal

Nhu caàu 50 –70 g / kg theå troïng, ngaøy Nguoàn thöùc aên: nguõ coác, rau traùi (tinh boät, ñöôøng) Ñoäng vaät nhai laïi: cellulose Glucid dö chuyeån thaønh lipid (lôùp môõ döôùi da) 82

CHÖÙC NAÊNG Trong cô theå Heä soá tieâu hoùa cuûa 1 soá nguoàn tinh boät Nguoàn tinh boät Luùa mì Baép neáp Ñaïi maïch Cao löông Boät baùng laøm töø khoai mì Tinh boät khoai taây thoâ Gaïo löùc

Heä soá tieâu hoaù (D) % 93.9 ± 0.42 96.9 ± 0.54 98.5 ± 0.58 95.4 ± 0.47 98.9 ± 0.06 38.4 ± 4.31 97.1 ± 0.39 83

Trong cô theå

CHÖÙC NAÊNG

Thaùp naêng löôïng veà Carbohydrate

84