CHƯƠNG II. Các đường hướng chuyển hóa chính của các hợp chất hữu cơ
- Sơ đồ tổng quát
- Chuyển hóa gluxit
- Chuyển hóa protein, axit amin
- Chuyển hóa lipit
Các hợp chất khác nhau đều được phân huỷ bởi một số đường hướng chung
Gồm ba giai đoạn
Giai đoạn 1
Các phân tử lớn (polyme) các phân tử nhỏ (monome)
Giai đoạn 2
Oxi hoá và phân huỷ bước đầu đến axit piruvic
Giai đoạn 3
Oxi hoá và phân huỷ piruvic bởi chu trình Krebs
- ATP đầu tiên được tạo ra bởi quá trình oxi hoá phosphoryl hoá
• Oxy hoá để giải phóng năng lượng
• bổ sung nguồn cacbon và xây dựng bộ khung cho quá trình đồng hoá
• Các đường hướng thuận nghịch (amphibolic)
• Thực hiện theo cả 2 đường dị hoá và đồng hoá
2. Chuyển hóa gluxit
Sự tổng hợp (quang hợp)
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + O2 + ATP
Sự phân giải
- sự thủy phân
- sự phosphoril phân
Sự oxy hóa monosacarit
- oxi hiếu khí
- oxi hóa kị khí (yếm khí)
Sự thủy phân: xúc tác bởi hệ enzym thủy phân và nước
tinh bột dextrin, maltoza, glucoza
maltoza glucoza
sacaroza glucoza + fructoza
lactoza galactoza + glucoza
Sự phosphoril phân
[glucoza]n [glucoza] + Glucoza-1P
Sự oxy hóa monosacarit
Hiếu khí (hô hấp hiếu khí)
+ chuyển glucoza thành axit piruvic
(đường phân)
+ oxi hóa axit piruvic trong chu trình
Krebs
Kị khớ (hụ hấp yếm khớ)
+ chuyển glucoza thành axit piruvic
+ chuyển hỳa yếm khớ axit piruvic
(lờn men)
Ba con đường chung
- Đường phân
- Chu trình pentoza phosphat
- Entner-Doudoroff
Quá trình đường phân
• Tên: glycolysis, Embden-Meyerhof
• Xảy ra trong tế bào chất
• Có 3 giai đoạn
- Hoạt hóa phân tử đường
- Bẻ gãy phân tử đường (6C thành hai phân tử 3C)
- Oxi hóa phân tử 3C thành axit piruvic
Hoạt hoá phân tử đường nhờ ATP
Oxy hoá tạo NADH
ATP được tạo thành bởi sự phosphoril hoá ở mức cơ chất (từ các hợp chất chứa liên kết cao năng)
Tóm tắt quá trình đường phân
• Quá trình xảy ra không có sự tham gia của oxy
• Glucoza được oxy hóa thành 2 axit piruvic, kèm theo sự giải phóng ra 2ATP và 2 coenzym khử NADH2
• ATP được tạo thành theo kiểu phosphoril hóa ở mức cơ chất
• Quá trình được điều hòa bởi lượng ATP, các enzym dị lập thể (hexokinaza, PFK-1 và piruvat kinaza)
• Phương trình tổng thể
Chu trình pentoza phosphat
(hexose monophosphate)
• Cú ở một vài vi khuẩn đồng thời với glycolysis
• Phõn giải glucose hoặc pentoses
• Tạo NADPH cho cỏc phản ứng yếm khớ
• Cung cấp chất trung gian tổng hợp nucleic acid, acid amin và glycolysis
- Ribose 5-P cho tổng hợp nucleic acid synthesis
- Glyceraldehyde 3-P, fructose 3-P cho glycolyz
- Erythrose 4-P cho tổng hợp axit amin
glucose-6-P + 12NADP+ + 7H2O
6CO2 + 12NADPH + 12H+ Pi
• Hiệu suất tính cho 1 phân tử glucoza
- 1 ATP
- 1 NADPH
- 1 NADH
• Tên: Axit citric, Tricarboxylic Acid Cycle (TCA)
• Xảy ra khi có mặt của oxy
• Phổ biến ở các vi khuẩn hiếu khí, nguyên sinh động vật, tảo và nấm
• Tờn: Axit citric, Tricarboxylic Acid Cycle (TCA)
• các đường hướng oxy hóa chính các chất hữu cơ đều tạo thành axetyl CoA
• là con đường chung cuối cùng cho sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ
• nhóm axetyl (2C) trong axetyl CoA được oxy hóa tận cùng tới 2 phân tử CO2
• có 4 vị trí tạo coenzym khử (3NADH2, 1FADH2), 1 vị trí phosphoril hóa ở mức cơ chất (tạo 1GTP)
cung cấp bộ khung cacbon cho quá trình tổng hợp các chất trao đổi cần thiết của tế bào (tổng hợp axit amin, axit béo, glucoza...)
Điều hoà oxyhoá axit piruvic
Acetyl CoA
NAD+, FAD+
ADP, Pvc, O2
Axetyl CoA + 3NAD + FAD + GDP + Pvc+ 2H2O
2CO2 + 3 NADH2+ FADH2+ GTP + CoA
- Quá trinh chuyển hóa yếm khí axit piruvic
- Tái oxy hóa coenzym khử
- Hiệu suất nang lượng thấp: 2ATP/glucose
- Tiêu thụ glucoza và tạo sản phẩm lên men
- Cơ sở công nghiệp lên men thực phẩm, hóa chất
• Lên men bởi nấm men:
etanol, glycerol, bia, bánh mỳ
• Lên men bởi vi khuẩn:
axit lactic, acetic, butanol...
• Lên men bởi nấm mốc (hiếu khí):
axxit succinic, xitric, gluconic...
Sự lên men bởi nấm mốc
- Là quá trình lên men hiếu khí (oxy là chất nhận điện tử cuối cùng)
- Thực chất là các phản ứng oxy hóa khử không hoàn toàn nhờ phức hệ enzym của nấm mốc qua chu trình Krebs
- Các sản phẩm được tích tụ và đi vào môi trường một cách trực tiếp hoặc sau khi biến đổi chút ít
- Một số sản phẩm: axit gluconic, xitric, fumaric, sucxilic...
Bản chất quá trình lên men
- là một quá trình oxy hóa khử sinh học
(1 chuỗi phản ứng có enzym xúc tác)
- xảy ra dưới sự hoạt động sống của tế bào vi sinh vật
Nguyên tắc điều hòa
2 nguyên tắc
Điều hòa sinh tổng hợp enzym điều chỉnh thô: thành phần môi trường nuôi cấy, cơ chất cảm ứng...
Điều hòa bằng các yếu tố tác động lên sự hoạt động của enzym điều chỉnh tinh (nhanh): [S], pH, to, Ac, I, lượng oxy...
Phần III. TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG VÀ CẤU TRÚC THỰC PHẨM
Phần A. Tính chất chức năng
Tính chất dinh dưỡng
- là thành phần và hàm lượng các hợp phần dinh dưỡng
- có tính cố hữu, mang tính chất tĩnh
Tính chất chức năng
- là tập hợp các tính chất hóa lý được hình thành trong quá trình gia công chế biến tạo ra các kết cấu, trạng thái và giá trị cảm quan riêng cho mỗi sản phẩm
- Mang tính chất động, phụ thuộc nhiều yếu tố công nghệ
Các yếu tố tác động tới cấu trúc và thuộc tính chức năng
Bản chất,thành phần và tỷ lệ các hợp phần, hàm lượng nước, các ion...
Các tác nhân vật lý, hóa học, sinh học: cô đặc, sấy, làm lạnh, xay, nghiền, pH, enzym...
Phân loại thuộc tính chức năng
Chia theo bản chất và các lực tham gia liên kết
Thuộc tính hydrat hóa
Thuộc tính tương tác giữa các đại phân tử
Thuộc tính bề mặt
Thuộc tính hydrat hóa
- Được tạo ra do tương tác của các thành phần với nước
Các liên kết: hydro, Vander Vaals, ion hóa
Thuộc tính:
khả năng giữ nước,
khả năng cố kết,
khả năng hòa tan
khả năng tạo nhớt
kh¶ n¨ng t¹o mixen
Vai trò
- góp phần làm bền cấu hình của các đại phân tử
- làm thay đổi trạng thái cân bằng của các tương tác nội tại dẫn tới sự chuyển động, gập nếp và sắp xếp lại cấu trúc làm tăng thể tích, giảm độ rắn chắc của phân tử (hồ hóa tinh bột), hòa tan cấu tử, đồng nhất hóa sản phẩm...
- hoạt hóa các phân tử protein enzym
Một số tính chất của thực phẩm liên quan tới thuộc tính hydrat hóa
1. Khả năng hấp phụ nước và trương nở
2. Khả năng giữ nước
3. Khả năng hòa tan
4. Khả năng tạo nhớt
. Khả năng hấp phụ nước và trương nở
TÝnh chÊt thuû nhiÖt vµ sù hå ho¸ của tinh bột
- Kh¶ năng hót níc vµ tr¬ng në lín
Víi tinh bét ng«: 60oC hÊp thô 300%
70oC hÊp thô 1000% (2500%)
- NhiÖt ®é hå ho¸
Ng« : 55-70
Ng« cã [Am] cao: 60-120
Bét mi : 50-80
Khoai t©y : 55-78
S¾n : 52-64
- Ở nhiệt độ thấp hạt tinh bột hấp thụ 20-50% khối lượng
- Khi tăng dần nhiệt độ khả năng hấp thụ nước tăng, hạt tinh bột bị trương nở mạnh, tới một khoảng nhiệt độ nhất định các liên kết hydro bi phá vỡ, xảy ra hiện tượng hồ hóa, độ nhớt của huyền phù tăng mạnh (nhiệt độ hồ hóa)
Khi tiếp tục tăng nhiệt độ gây ra sự nổ vỡ hạt, làm giảm độ nhớt của dung dịch
Các sản phẩm hòa tan: sữa bột, cà phê, bột hoa quả...
Sự phân tán của bột được cải thiện khi bổ sung các chất hoạt động bề mặt (lecitin)
. Khả năng giữ nước
Là khả năng liên kết chặt với một lượng nước nhỏ trong cấu trúc (0,2-0,5g/g vật liệu khô)
Tác nhân:
- do áp suất thẩm thấu tạo bởi các chất hòa tan trong tế bào có màng bán thấm
- do lực mao dẫn tạo bởi sự chênh lệch nồng độ của các cấu tử hòa tan (lực càng lớn khi kích thước các cấu tử càng nhỏ)
Khả năng giữ nước
Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng giữ nước:
- nồng độ cấu tử hòa tan
- pH: làm thay đổi trạng thái ion hóa của các cấu tử, thay đổi khả năng giữ nước
Protein: ở pI khả năng giữ nước là kém nhất
Polysacarit: pH tăng làm tăng khả năng giữ nước
- Nhiệt độ: nhiệt độ tăng làm giảm các liên kết hydro sẽ làm giảm khả năng giữ nước hoặc làm biến tính các phân tử protein
Khả năng hòa tan
Khả năng hũa tan
Là sự phân tán các cấu tử thành phần vào trong một dung môi, đảm bảo bề mặt tiếp xúc liên pha giữa chúng là tối đa.
Các yếu tố ảnh hưởng tới độ hòa tan
- pH
- nhiệt độ
- nồng độ muối trung tính (>1M giảm độ hòa tan)
- dung môi hữu cơ
Khả năng tạo nhớt: tạo độ sánh, nhớt cho sản phẩm
- tạo tính cảm vị đặc trưng cho sản phẩm
- ảnh hưởng tới chất lượng và kết cấu của sản phẩm
Các yếu tố ảnh hưởng tới độ nhớt
- Đặc tính của cấu tử phân tán: Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc và sự bất đối xứng của phân tử.
- Tương tác của các cấu tử với dung môi (nước) gây ảnh hưởng tới khả năng hydrat, khả năng hoà tan và sự trương nở.
- Tương tác của các cấu tử với nhau.
- Nồng độ các cấu tử, pH, nhiệt độ, ion
Khả năng tạo nhớt: tạo độ sỏnh, nhớt cho sản phẩm
- tạo tớnh cảm vị đặc trưng cho sản phẩm
- ảnh hưởng tới chất lượng và kết cấu của sản phẩm
Cỏc yếu tố ảnh hưởng tới độ nhớt
- Đặc tớnh của cấu tử phõn tỏn: Khối lượng, kớch thước, thể tớch, cấu trỳc và sự bất đối xứng của phõn tử.
- Tương tỏc của cỏc cấu tử với dung mụi (nước) gõy ảnh hưởng tới khả năng hydrat, khả năng hoà tan và sự trương nở.
- Tương tỏc của cỏc cấu tử với nhau.
- Nồng độ cỏc cấu tử, pH, nhiệt độ, ion
Là sự kết tụ của các đại phân tử trong một pha phân tán
- sự tạo bông: không bền, có tính thuận nghịch (phụ thuộc to)
- sự kết tụ: bền, bất thuận nghịch
Các tác nhân
- sự có mặt của các ion trong dung dịch
Cs+>Rb+>Na+>Li+
Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+
- sự thay đổi của môi trường: nhiệt độ, pH...
- tác dụng của enzym (renin trong sản xuất pho mat)
Khái niệm gel thực phẩm
Gel được tạo ra khi các đại phân tử (protein, polysacarit) bị biến tính giãn mạch và được tập hợp lại thành một mạng lưới không gian có trật tự.
Các liên kết ổn định nút mạng
- hydro
- liên kết tĩnh điện
- liên kết kị nước
- liên kết disulfua
- liên kết cầu muối....
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro