HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT

HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT HÓA SINH II ĐẶNG MINH NHẬT

CHƯƠNG 1 % KH& NĂNG CHUY*N HOÁ C,A PROTEIN, GLUXIT, LIPIT 1.1 CÁC BI3N ð4I C,A PROTEIN TRONG QUÁ TRÌNH S&N XUÁT VÀ B&O QU&N

1.1.1 BI3N ð4I DO NHI:T

Các quá trình ch bi n th!c ph#m bao g(m ñun nóng, làm l.nh, s0y, s2 lý hoá ch0t, lên men, chi u b6c x và các quá trình x2 lý khác Trong ñó, ñun nóng là quá trình ch bi n ñư<c s2 d>ng ph? bi n nh0t

Thông thưAng, ñun nóng ñư<c th!c hiBn nhCm m>c ñích vô ho.t vi sinh vEt

và các enzym nGi sinh (endogenous enzyme) gây các phKn 6ng oxy hoá hoLc thuM phân không mong muNn khi bKo quKn hoLc ñO bi n ñ?i hPn h<p các thành phQn nguyên liBu th!c ph#m không h0p dRn thành sKn ph#m th!c ph#m có k t c0u ñ(ng nh0t và có s6c lôi cuNn vS mLt cKm quan Hơn nUa, mGt sN protein như βVlactoglobulin và αVlactalbumin tW sUa bò và protein tW ñEu nành có thO gây dY 6ng, trZ thành vô h.i nhA quá trình này

Tuy nhiên, các Knh hưZng có l<i nhA quá trình ñun nóng th!c ph#m giàu protein nói chung thưAng ñi kèm v\i mGt sN Knh hưZng x0u, làm giKm giá trY dinh dư]ng và các tính ch0t ch6c năng c_a protein

Gia nhi<t v>a ph@i

Gia nhiBt vWa phKi ch` làm protein bi n tính và giúp cKi thiBn giá trY dinh dư]ng c_a sKn ph#m, do:

V làm m0t ñGc tính c_a các ñGc tN có bKn ch0t protein (như enterotoxin cuK Staphyloccocus aureus) hoLc c_a các ch0t kìm hãm các enzym ñưAng tiêu hoá (như antitripxin Kunitz và Bowman có trong h.t ñEu tương)

V làm vô ho.t các enzym (protease, polyphenoloxidase, lipoxydase…) vNn xúc tác phKn 6ng phá huM các vitamin

V làm tăng khK năng tiêu hoá c_a mGt sN protein do làm duPi m.ch peptit c_a chúng, giKi toK các gNc axit amin trư\c ñây bY vùi trong phân t2, do ñó t.o ñiSu kiBn cho protease tác d>ng ñư<c thuEn l<i hơn.Vd.: colagen, glixinin ñEu tương, ovalbumin…

Thanh trùng

Gia nhiBt kiOu thanh trùng Z nhiBt ñG l\n hơn 110V115 oC các sKn ph#m giàu protein như thYt, cá, sUa sk gây phá huM mGt phQn các gNc xistin, xistein hình thành nên H2S, dimetylsulfua, axit xisteic và h<p ch0t bay hơi khác khi n cho các sKn ph#m này có mùi ñLc trưng

Gia nhi<t khan

Gia nhiBt khan protein Z nhiBt ñG trên 200 oC (nhiBt ñG rán thYt và cá) t.o ra

α, β hoLc γ cacbolin do phKn 6ng vòng hoá c_a tryptophan:

Gia nhi<t D nhi<t ñF cao

Gia nhiBt Z nhiBt ñG cao (hơn 200 oC) th!c ph#m giàu protein có pH trung tính hoLc kiSm tính sk xKy ra:

• ThuM phân các liên k t peptit và ñ(ng phân hoá các gNc axit amin, t.o ra hPn h<p raxemic do ñó làm giKm giá trY dinh dư]ng ñi 50%, do các ñ(ng phân D ñư<c t.o thành khó bY tiêu hoá hơn;

• Phá huM mGt sN axit amin: như arginin sk bY chuyOn thành ornitin, ure, xitrulin và amoniac Xistein bY chuyOn thành dehydroalanin Gia nhiBt Z môi trưAng kiSm, serin, treonin và lizin cũng bY phá huM;

• T.o cQu nNi ñ(ng hoá trY kiOu lyzinoalanin, ornitinoalanin hoLc lantionin liên

k t gNc dehydroalanin (DHA) Z chuPi polypeptit này v\i các gNc lyzin, ornitin hoLc gNc xistin Z chuPi polypeptit khác

GNc DHA ñư<c t.o ra do phKn 6ng lo.i β gNc xistein hoLc phosphoserin:

OHV

M.ch polypeptit có chưá gNc lizin, gNc ornitin hoLc gNc xistein sk k t h<p v\i m.ch polypeptit có chưá gNc DHA theo sơ ñ( sau:

Khi x2 lý nhiBt thYt hoLc cá Z nhiBt ñG cao hơn nhiBt ñG thanh trùng thì còn t.o ra cQu ñ(ng hoá trY kiOu izopeptit giưã gNc lizin cuK chuPi peptit này v\i gNc glutamic hoLc gNc aspartic cuK chuPi peptit khác:

CQu izopeptit

VS phương diBn dinh dư]ng, viBc t.o ra cQu ñ(ng hoá trY izopeptit trong cùng mGt phân t2 hoLc giưã các phân t2 sk làm giKm ñG tiêu hoá cuK nitơ, giKm hB sN s2 d>ng protein và giá trY sinh hxc cuK protein Hơn nưã do hiBu 6ng không gian các cQu ñ(ng hoá trY (glutaminlizyl hoLc aspartylVlizyl) sk ngăn cKn không cho các protease ñ n ñư<c vùng ñLc hiBu ñO thuM phân do ñó làm cho quá trình tiêu hoá protein bY chEm l.i

1.1.2 BI3N ð4I DO ENZYM

Trong quá trình bKo quKn các th!c ph#m giàu protein thưAng xKy ra hiBn tư<ng ôi thNi làm m0t giá trY dinh dư]ng cuK th!c ph#m Nguyên nhân là do tác d>ng cuK enzym có syn trong th!c ph#m, cũng như cuK vi sinh vEt xâm nhEp tW môi trưAng ngoài vào Khi ñó protein bY chuyOn hoá theo nhUng phKn 6ng cơ bKn sau:

d) PhKn 6ng t.o thành mercaptan ThưAng xKy ra ñNi vơí các axit amin

có chưá lưu huỳnh:

+2H

etylmercaptit

e) PhKn 6ng t.o thành scatol, crezol, phenol: do các vi sinh vEt gây thNi rưã thưAng gLp trong ñưAng ruGt và trong quá trình c0t giU protein chuyOn hoá các axit amin vòng thành các sKn ph#m ñGc có mùi khó chYu như: scatol, indol, crezol, phenol

V PhKn 6ng t.o scatol, indol:

f) PhKn 6ng t.o thành diV trimethylamin tW các lipoprotein

PhQn lipit sau khi tác tW lipoprotein sk bY chuyOn hoá thành các diV trimethylamin:

Ví d>:

colin trimetyl amin " #! # #$

[O]

g) PhKn 6ng t.o thành phosphin: XKy ra v\i phosphoprotein và nucleoprotein Ngu(n t.o thành phosphin là các axit phosphoric có trong protein ñư<c giKi phóng ra khi phân huM Phosphin là khí không màu, mùi thNi, r0t ñGc

1.2 KH& NĂNG CHUY*N HOÁ CU& CARBOHYDRAT

1.2.1 SI PHÂN GI&I CU& DISACARIT VÀ POLYSACARIT

S! phân giKi cuK disacarit và polysacarit th!c hiBn theo hai kiOu: thuM phân

và phosphoryl phân

a) ThuM phân: là quá trình phân giKi có s! tham gia cuK nư\c

Dư\i tác d>ng cuK nhiSu lo.i enzym:

Phosphorylase ch` tác d>ng vào liên k t 1,4 cuK phân t2 tinh bGt và sk dWng l.i khi t\i liên k t 1,6 Tác d>ng cuK nó ch` ti p t>c ñư<c sau khi liên k t 1,6 ñư<c giKi phóng nhA enzym amyloV1,6Vglucosidase Có thO coi phosphorylase là enzym glucosyl transferase, vì nó xúc tác cho s! chuyOn gNc glucose t\i gNc axit phosphoric Quá trình phKn 6ng c6 ti p di‚n lQn lư<t và t.o nên hàng lo.i phân t2 glucoseV1Vphosphat

S! phân giKi glycogen cũng ti n hành tương t! và cũng t.o nên glucoseV1Vphosphat Các disacarit cũng có thO bY tác d>ng cuK enzym phosphorylase tương 6ng và t.o nên dRn xu0t phosphat cuK monosacarit ñ(ng thAi giKi phóng mGt monosacarit th6 hai

Ví d> enzym maltosephosphorylase xúc tác cho quá trình phân giKi maltose thành glucoseV1Vphosphat và glucose nhA s! tham gia cuK H3PO3

PhKn 6ng phosphorylase nói trên là thuEn nghYch nên có thO xúc tác cho s! phân giKi các polysacarit và oligosacarit cũng như s! tái t? h<p chúng

1.2.2 SI CHUY*N HOÁ CU& CÁC MONOSACARIT

VS bKn ch0t quá trình này bao g(m các phKn 6ng oxy hoá kh2 sinh hxc ñư<c th!c hiBn bZi mGt lo.t các enzym có trong ti thO K t quK là phân t2 hexose (ch_

y u là glucose) bY oxy hoá hoàn toàn t.o ra các sKn ph#m vô cơ là khí CO2 và nư\c, còn năng lư<ng mà ch0t hUu cơ giKi phóng ra ñư<c tích luƒ trong liên k t cao năng ATP

Tuỳ thuGc vào ñiSu kiBn không có hay có oxy mà s! phân giKi glucose xKy ra theo hai hư\ng chính:

V Phân giKi k„ khí: bao g(m giai ño.n ñưAng phân và s! lên men k„ khí

V Phân giKi háo khí (còn gxi là quá trình hô h0p): bao g(m cK giai ño.n ñưòng phân, s! oxy hoá axit pyruvic và chu trình Crep

Như vEy hai quá trình trên ñSu có chung chuPi phKn 6ng tW glucose ñ n axit pyruvic

1.2.2.1 SR ñưTng phân

Quá trình này ñư<c phát hiBn bZi Embden, Meyerhof và Parnas ðây là quá trình ph6c t.p, ñư<c xúc tác bZi nhiSu enzym và không có s! tham gia cuK oxy Phân t2 ñưAng lQn lư<t trKi qua các giai ño.n: ho.t hoá, c†t ñNi phân t2 hexose (6C) t.o thành 2 phân t2 ñưAng triose (3C), lo.i hydro cuK trioseVphosphat t.o thành phospho glycerat, chuyOn sKn ph#m trên thành axit pyruvic

a) Giai ño n ho t hoá phân t hexose: g m 3 ph n ng

V phKn 6ng t.o thành glucoseV6Vphosphat nhA enzym phosphoVglucoVkinase v\i s! tham gia cuK Mg2+:

C0u t.o d.ng vòng furan có liên k t kém bSn vUng hơn, do ựó m.ch cacbon dẰ bY cẨt hơn

V FructoseV6Vphosphat ti p t>c bY phosphoryl hoá lQn th6 hai nhA enzym phospho fructose kinase v\i s! tham gia cuK phân t2 ATP (adenosin triphosphat)

-"$ ! *

'

-"$ ! *

' '

ADP ATP

Do c0u t.o ựNi x6ng, nó dẰ bY cẨt m.ch cacbon Z ựiOm giUa

b) Giai ựo n c t m ch cacbon:

-"$ ! *

' '

'

'Aldolase là enzym xúc tác s! phân ly fructoseV1,6Vdiphosphat thành hai phân t2 triose phosphat (dihydroxy axeton phosphat và glyxeraldehydV3Vphosphat) Hai triose phosphat này có thO chuyOn hoá lRn nhau nhA enzym ự(ng phân (trioseVphosphatVisomerase) Cân bCng cuK phKn 6ng này lBch vS phắa t.o thành glyxeraldehytV3Vphosphat BZi vEy, tW 1 phân t2 fructoseV1,6Vdiphosphat sk t.o thành 2 phân t2 glyxeraldehydV3Vphosphat

c) Giai ựo n oxy hoá:

đư<c th!c hiBn nhA glyxeraldehytV3Vphosphat dehydrogenase Enzym này có coenzym là NAD+, trong trung tâm ho.t ựGng có nhóm VSH

Trong phKn 6ng này gNc phosphat cao năng cuK axit 1,3Vdiphosphoglyxeric chuyOn cho ADP đó cũng là kiOu phosphoryl hoá ADP thành ATP PhKn 6ng này r0t có ý nghĩa vì năng lư<ng giKi phóng trong quá trình oxy hoá ựư<c tắch lũy trong phân t2 ATP, bKo ựKm cung c0p năng lư<ng cho ho.t ựGng t bào trong ựiSu kiBn

không có oxy PhKn 6ng do enzym 3Vphospho glyxerat kinase xúc tác và t.o thành axit 3Vphospho glyxeric:

Axit 3Vphospho glyxeric bi n ñ?i thành axit 2Vphospho glyxeric nhA enzym phospho glyxerat mutase:

d) S t o thành axit pyruvic: bao g m

V quá trình lo.i nư\c nhA enolase xúc tác t.o thành axit phospho enolpyruvic, có chưá liên k t cao năng

V Quá trình chuyOn gNc phosphat cao năng cho ADP ñO t.o thành axit enol pyruvic và ATP:

D.ng enol cuK axit pyruvic không bSn và nó sk chuyOn thành d.ng xeton bSn hơn

e) S chuy%n hoá các s n ph&m cu'i cùng cu quá trình ñư,ng phân Như vEy, sau quá trình ñưAng phân, ngoài ATP sKn ph#m t.o thành sk là NADH và pyruvat S! chuyOn hoá ti p theo cuK chúng ph> thuGc vào các con ñưAng chuyOn hoá khác nhau Z t bào NADH phKi ñư<c chuyOn hoá trZ l.i vS d.ng NAD+, n u không sk làm h.n ch quá trình ñưòng phân NADH có thO quay l.i d.ng NAD+ trZ l.i bCng con ñưAng hi u khí và k„ khí CK hai ñSu con ñưAng ñSu g†n v\i s! chuyOn hoá ti p theo cuK pyruvat SN phEn cuK pyruvat trong t bào sk ph> thuGc vào s! có mLt cuK oxy

Trong ñiSu kiBn hi u khí, pyruvat bY oxy hoá trong chu trình axit xitric, t.o thành CO2 và ñ(ng thAi t.o ra thêm NADH (và FADH2) và trong ñiSu kiBn hi u khí các phân t2 NADH ñư<c t.o ra tW quá trình ñưAng phân và chu trình axit xitric sk bY oxy hoá trZ l.i thành NADH+ qua chuPi vEn chuyOn electron Z ty thO

Trong ñiSu kiBn k„ khí, pyruvat sk ñư<c chuyOn hoá theo cách khác

V S! t.o thành axit lactic: dư\i tác d>ng cuK lactat dehydrogenase, axit pyruvic bY kh2 thành axit lactic:

PhKn 6ng xKy ra trong mô cơ ñGng vEt thì t.o thành axit LVlactic, còn trong quá trình lên men lactic do các vi sinh vEt gây ra thì t.o thành DVlactic

V Lên men rư<u: mGt sN vi sinh vEt như n0m men có khK năng bi n ñ?i axit pyruvic thành rư<u etylic Quá trình xKy ra theo hai bư\c Bư\c ñQu axit

pyruvic bY kh2 nhóm carboxyl thành CO2 và axetaldehyt nhA enzym pyruvat decarboxylase có coenzym là thiamin pyrophosphat (ch6a vitamin B1) và

Zn2+ Bư\c hai, axetaldehyt bY kh2 thành etanol PhKn 6ng ñư<c xúc tác bZi alcohol dehydrogenase:

V S! t.o thành αVglyxerophosphat và glyxerin

S! lên men glucose cuK n0m men luôn kèm theo t.o thành mGt lư<ng nhŒ glyxerin:

T0t cK các phKn 6ng kh2 axit pyruvic Z trên ñSu giúp NADH chuyOn hoá trZ l.i d.ng NAD+ cQn thi t cho quá trình ñưAng phân

Quá trình ñưAng phân và lên men ñư<c tóm t†t Z bKng sau:

Quá trình oxy hoá k„ khí 1 phân t2 glucose t.o thành 2 phân t2 axit pyruvic

ñã s2 d>ng 2 ATP và t.o ra ñư<c 4 ATP, như vEy tích luƒ ñư<c 2 ATP So v\i năng lư<ng d! trU cuK phân t2 glucose, quá trình này ch` giKi phóng mGt phQn nhŒ năng lư<ng PhQn l\n năng lư<ng vRn còn tàng trU trong sKn ph#m cuNi cùng (axit lactic, etanol v.v.) Như vEy ñNi v\i các vi sinh vEt k„ khí, ñO bKo ñKm ñ_ năng lư<ng cho các ho.t ñGng sNng, chúng phKi phân giKi mGt lư<ng l\n ñưAng, t.o thành mGt lư<ng l\n sKn ph#m cuNi cùng là nhUng h<p ch0t hUu cơ (rư<u, axit hUu cơ v.v.) NgưAi ta ñã l<i d>ng ñiSu ñó ñO sKn xu0t rư<u, bia, c(n, axit hUu cơ v.v

f) S! tham gia cuK các cơ ch0t khác vào quá trình ñưAng phân

1.2.2.2 Chu trình Crep

Quá trình phân giKi háo khí glucose xKy ra theo 4 giai ño.n chính:

V TW glucose ñ n axit pyruvic: các phKn 6ng giNng v\i s! ñưAng phân k„ khí

V TW axit pyruvic ñ n axetylVCoA

V Oxy hoá axetylVCoA qua chu trình Crep

V Oxy hoá các coenzym kh2 qua chuPi hô h0p

Trong ñiSu kiBn có oxy, axit pyruvic bY oxy hoá hoàn toàn ñ n CO2 và

H2O và giKi phóng toàn bG năng lư<ng còn l.i Các phKn 6ng cuK quá trình này xKy

ra theo mGt chu trình, mang tên nhà bác hxc phát hiBn ra nó gxi là chu trình Crep (Krebs)

a) S kh carboxyl oxy hoá axit pyruvic thành axetyl0CoA:

Trư\c khi tham gia vào chu trình, axit pyruvic bY kh2 nhóm carboxyl ñ(ng thAi bY oxy hoá dư\i tác d>ng cuK mGt ph6c hB ña enzym có tên là pyruvat oxydase hay pyruvat decarboxylase

Phương trình t?ng quát cuK giai ño.n này như sau:

b) Các ph n ng trong chu trình Crep

V Giai ño n 1: nhA xúc tác cuK enzym citrat syntase, nhóm axetyl cuK axetylVCoA sk ñư<c chuyOn cho axit oxaloaxetic ñO t.o thành axit axetic, ñ(ng thAi giKi phóng coenzym A

V Giai ño n 2: axit xitric bY bi n ñ?i thành d.ng ñ(ng phân cuK nó là axit izoxitric, quá trình này ñư<c xúc tác bZi enzym aconitase

V Giai ño n 3: xKy ra s! oxy hoá axit izoxitric dư\i tác d>ng cuK enzym izoxitrat dehydrogenase Axit izoxitric bY kh2 hydro, 2 nguyên t2 hydro cuK nó ñư<c chuyOn cho coenzym NADP+ K t quK t.o thành NADPH+H+ và axit oxaloxucxinic Ngay sau ñó, axit oxaloxucxinic l.i bY kh2 carboxyl ñO bi n thành axit αVxetoglutaric MGt nguyên t2 carbon l.i ñư<c tách ra khŒi cơ ch0t dư\i d.ng

CO2

V Giai ño n 4: axit αVxetoglutaric l.i bY kh2 carboxyl oxy hoá do ph6c hB enzym αVxetoglutarat dehydrogenase xúc tác PhKn 6ng này cũng tương t! như s! oxy hoá axit pyruvic Z giai ño.n trên và cQn các coenzym như tiamin pyrophosphat, axit lipoic, coenzym A và NAD+ tham gia SKn ph#m cuK phKn 6ng là axit dicarboxylic d.ng ho.t ñGng, ñó là xucxinyl coenzym A (có chưá liên k t tioVeste giàu năng lư<ng) và mGt nguyên t2 cacbon bY tách ra Z giai ño.n này là phân t2

CO2

V Giai ño n 5: Năng lư<ng trong liên k t cao năng cuK xucxinylVcoenzym A ñư<c chuyOn thành liên k t cao năng cuK GTP, nhA tác d>ng cuK enzym xucxinatVtiokinase, cuNi cùng năng lư<ng ñư<c chuyOn tW GTP cho ÁDP ñO t?ng h<p nên ATP ðây là phKn 6ng duy nh0t trong chu trình Crep xKy ra s! tích luƒ năng lư<ng trong ATP

V Giai ño n 6: axit xucxinic bY oxy hoá thành axit fumaric nhA tác d>ng cuK xucxinat dehydrogenase Enzym này có coenzym là FAD, khi nhEn hydro tW cơ ch0t

sk trZ thành FADH2 Hydro cuK FADH2 ñư<c ti p t>c chuyOn cho hB thNng vEn chuyOn ñiBn t2 ñO t.o thành nư\c và t?ng h<p ñư<c 2 ATP

V Giai ño n 7: axit fumaric ñư<c hydrat hoá sk t.o thành axit malic nhA enzym fumarat hydratase

V Giai ño n 8: axit malic vưà ñư<c t.o thành sk bY oxy hoá thành axit oxaloaxetic dư\i tác d>ng cuK enzym malat dehydrogenase có coenzym là NAD+ Khi phân t2 axit oxaloaxetic ban ñQu tham gia vào chu trình ñư<c tái t.o thì chu trình ñã khép kín ðây không phKi hoàn toàn là phân t2 axit oxaloaxetic ban ñQu, bZi vì trong các phKn 6ng nó ñã nhưAng 2 nguyên t2 cacbon Z d.ng CO2 và ñư<c b? sung bCng hai nguyên t2 cacbon m\i tW axetylVcoenzym A Phân t2 oxaloaxetic m\i này l.i ti p t>c ngưng t> v\i phân t2 axetylVcoenzym A và chu trình ñư<c lLp l.i

Như vEy qua mGt vòng cuK chu trình Crep, gNc axetyl ho.t ñGng ñã t.o ra 2 phân t2 CO2 TW axit pyruvic thì t.o ra ñư<c 3 phân t2 CO2 Các phân t2 CO2 ñư<c t.o thành tW chu trình Crep có thO ñư<c s2 d>ng vào các quá trình khác nhau trong

cơ thO (s! carboxyl hoá, t?ng h<p ure, t?ng h<p nucleotit (hình vk)

Qua sơ ñ( trên có thO th0y rCng, khi oxy hoá hoàn toàn 1 phân t2 axit pyruvic, có 5 cLp nguyên t2 hydro ñư<c tách khŒi cơ ch0t ñO t.o thành các coenzym kh2: 1 [NADPH+H+], 3[NADH+H+] và 1 FADH2 Trong thành phQn, phân t2 axit pyruvic ch` chưá 4 nguyên t2 hydro, như vEy các nguyên t2 hydro còn l.i là cuK phân t2 nư\c trong môi trưAng t bào tham gia vào Phương trình t?ng quát cuK s! oxy hoá axit pyruvic như sau:

C3H4O3 + 3 H2O → 3 CO2 + 5 H2O S! t.o thành 5 phân t2 H2O trong phương trình trên là k t quK cuK s! oxy hoá các coenzym kh2 nhA hB thNng vEn chuyOn ñiBn t2, ñ(ng thAi thông qua quá trình này cũng t?ng h<p ñư<c mGt sN l\n liên k t cao năng

c) T4ng k5t năng lư7ng khi oxy hoá hoàn toàn m8t phân t glucose Năng lư<ng trong phân t2 glucose ch_ y u ñư<c giKi phóng Z giai ño.n phân giKi háo khí C6 1 vòng cuK chu trình Crep giKi phóng ñư<c 12 ATP Z các giai ño.n phKn 6ng

Tuy nhiên, trư\c khi ñi vào chu trình Crep, phân t2 glucose phKi trKi qua các phKn 6ng cuK giai ño.n ñưòng phân và phKn 6ng kh2 carboxyl oxy hoá axit pyruvic Hoá năng cuK glucose giKi phóng Z cac giai ño.n phKn 6ng ñư<c t?ng k t như sau:

Glucose

VATP GlucoseV6Vphosphat

FructoseV6Vphosphat

VATP FructoseV1,6Vdiphosphat

Khi oxy hoá hoàn toàn 1 phân t2 gam glucose sk thu ñư<c 686 kcal Nhưng

ñO t?ng h<p ATP tW ADP và Pi cQn cung c0p 8V10 kcal/mol BZi vEy n u toàn bG năng lư<ng ñư<c phân giKi mGt mol glucose ñSu ñư<c dùng ñO t?ng h<p ATP thì sk thu ñư<c 686/9≈76 mol ATP

Th!c t ch` t.o ñư<c 38 mol ATP, chi n 50% t?ng sN năng lư<ng Như vEy còn 50% ñư<c giKi phóng Z d.ng nhiBt năng

chuPi hô h0p

chuPi hô h0p

d) Ý nghiã cu chu trình Crep

Thông qua chu trình này, phân t2 glucose bY oxy hoá hoàn toàn ñ n CO2,

H2O và giKi phóng toàn bG năng lư<ng mGt phQn dư\i d.ng hoá năng trong ATP và mGt phQn Z d.ng nhiBt năng có tác d>ng giU 0m t bào TW ATP có thO t?ng h<p nên GTP, XTP, UTP là ngu(n năgn lư<ng cQn thi t cho các quá trình sinh t?ng h<p các ch0t khác nahu tŒng cơ thO

Chu trình Crep t.o ra nhiSu coenzym kh2 Các coenzym kh2 ngoài vai trò t.o thành ATP còn dùng ñO kh2 các liên k t kép, các nhóm carbonyl, nhóm imin trong các phKn 6ng cQn thi t cho t bào

Chu trình Crep còn là ngu(n cacbon cho các quá trình t?ng h<p khác nhau

Ví d> axetylVCoA có thO dùng ñO t?ng h<p các axit béo, steroit, axetoaxetat hoLc axetyl colin CO2 dùng ñO t?ng h<p _e, t?ng h<p m\i AMP và trong các phKn 6ng carboxyl hoá khác MGt sN xetoaxit trong chu trình như αVxetoglutaric và oxaloaxetic thưAng là nguyên liBu ñO t?ng h<p các axit amin glutamic và aspartic

Cũng vì vEy chu trình Crep là m†t xích liên h<p, là ñiOm giao lưu cuK nhiSu ñưAng hư\ng phân giKi và t?ng h<p các ch0t khác nhau trong t bào, ñ(ng thAi cũng

là ñưAng hư\ng chính ñO phân giKi các h<p ch0t hUu cơ

1.2.2.3 SR oxy hoá trRc tiZp glucose Chu trình pentose phosphat

“ cơ thO sinh vEt còn có mGt kiOm phân giKi glucose thành CO2 và H2O nhưng không trKi qua quá trình ñưAng phân và chu trình Crep Trong quá trình này, các phKn 6ng cũng t.o thành mGt chu trình mà các sKn ph#m trung gian ch_ y u là các pentose phosphat Vì vEy ngưAi ta gxi ñó là chu trình pentose phosphat Ngoài

ra, căn c6 vào ch0t “c2a ngõ” cuK chu trình là glucoseV6Vphosphat, ngưAi ta còn gxi

là chu trình hexose monophosphat ðây là quá trình oxy hoá tr!c ti p glucose vì s! oxy hoá xKy ra Z ngay giai ño.n hexose ch6 không phKi qua triose như Z quá trình ñưAng phân Chu trình này do DickensVHorecker nghiên c6u và phát hiBn

a) Các ph n ng: g m 2 giai ño n ph n ng

V Giai ño n oxy hoá glucose glucose 6 P

GlucoseV6VP là ch0t ñQu tiên gia nhEp vào chu trình Nó bY oxy hoá dư\i tác d>ng cuK enzym glucoseV6VP dehydrogenase (có coenzym là NADP+), bi n thành axit 6VPVgluconic Tuy nhiên, giai ño.n này có t.o thành mGt sKn ph#m trung gian là 6VPVgluconoVδVlacton, ch0t này sau ñó bY thuM phân thành axit 6VPVgluconic

Quá trình oxy hoá lQn th6 2 dư\i tác d>ng cuK enzym 6VPVgluconat dehydrogenase (có coenzym NADP+) t.o thành axit 3VxetoV6VPVgluconic, r(i sau ñó ch0t này bY kh2 carboxyl t.o thành DVribuloseV5VP

Trong toàn bG chu trình ch` xKy ra 2 lư<t oxy hoá (phKn 6ng 1 và 3) như ựã nêu Z trên K t quK là tW 1 hexose phosphat qua 1 vòng cuK chu trình t.o ra 1 pentose phosphat, 1 phân t2 CO2 và 2 (NADP+H+)

Giai ựo n tái t o hexose phosphat

đO s! oxy hoá ựư<c ti p t>c, pentose phosphat vWa t.o thành cQn trKi qua nhUng bi n ự?i ựO tái t.o l.i hexose phosphat, khép kắn chu trình NhUng bi n ự?i này có thO chia thành 2 bư\c sau:

Bư[c 1: S! ự(ng phân hoá cuK ribuloseV5VP

RibuloseV5VP là mGt xetopentose, nó có thO chuyOn thành d.ng aldose là riboseV5VP nhA tác d>ng cuK phosphoribo isomerase MLt khác, ribuloseV5VP có thO

bi n ự?i thành d.ng ự(ng phân epime (Z vY trắ cacbon th6 3) là xiluloseV5VP nhA tác d>ng cuK enzym phosphoVxetopentoVepimerase Hai phKn 6ng này có vY trắ quan trxng, nó ựư<c coi là ựiOm nNi giUa giai ựo.n ựQu và giai ựo.n ti p theo cuK chu trình

Bư[c 2: S! bi n ự?i tương hP giUa các pentoseVP và các hexoseVP

Có hai kiOu phKn 6ng quan trxng tỂng giai ựo.n này đó là s! chuyOn aldol hoá và s! chuyOn xetol hoá

S! chuyOn aldol hoá là s! chuyOn mGt nhóm 3 nguyên t2 cácbon (dihydroxy axeton) c_a mGt ketose phosphat (vắ d: fructoseV6VP hoLc xetoheptuloseV7VP) cho ch0t nhEn là mGt aldose phosphat (vắ d>, glyxeraldehytV3VP hoLc erytroseV4VP)

S! chuyOn hoá xetol hoá là s! chuyOn mGt nhóm 2 nguyên t2 cacbon (xetol hoLc glycolaldehyt) cuK ch0t cho là xetose phosphat cho ch0t nhEn là mGt aldose phosphat

C6 6 phân t2 glucoseV6VP tham gia vào chu trình thì 5 phân t2 ựư<c tái t.o, 1 phân t2 bY oxy hoá hoàn toàn ự n CO2 và t.o thành 12 coenzym kh2 (NADPH+H+) Quá trình oxy hoá glucoseV6VP qua chu trình pentose phosphat ựư<c trình bày Z hình vk

b) T4ng k5t năng lư7ng: phương trình t4ng quát m8t vòng chu trình như sau:

6 glucoseVP + 12 NADP+ → 5 glucoseV6VP + 6 CO2 + Pv + 12 NADPH + 12 H+

HoLc vi t Z d.ng ựơn giKn:

1VglucoseV6VP + 12 NADP+ → 6 CO2 + Pv + 12 (NADPH + H+) C6 mPi phân t2 glucoseV6VP bY oxy hoá hoàn toàn trong chu trình t.o ra ựư<c

12 phân t2 NADPH + H+ N u hydro ựư<c chuyOn qua hB thNng vEn chuyOn ựiBn t2, cho phép t.o thành 36 ATP Do cQn 1 ATP ựO phosphoryl hoá glucose ban ựQu thành glucoseV6VP, nên còn thu ựư<c 35 ATP đó là sN năng lư<ng tương ựương v\i

s! oxy hoá hoàn toàn 1 phân t2 glucose qua s! ñưAng phân và chu trình Crep (38 ATP) ð(ng thAi, cũng hơn h—n m6c năng lư<ng do s! phân giKi glucose trong ñiSu kiBn k„ khí (quá trình ñưAng phân ch` t.o ra 2 ATP)

c) Ý nghiã cu chu trình pentose phosphat:

V Chu trình cung c0p các pentose phosphat là nguyên liBu cQn thi t cho s! sinh t?ng h<p nucleotit, có trong thành phQn c0u t.o cuK các coenzym và axit nucleic

V Cung c0p NADPH cQn thi t cho các phKn 6ng khác nhau, nh0t là trong s! t?ng h<p axit béo và steroit

Trong ñiSu kiBn các NADPH bY oxy hoá qua chuPi hô h0p sk t.o thành mGt lư<ng ñáng kO ATP

V Chu trình cho phép các cơ thO quang h<p t?ng h<p ñư<c xacarit và các ch0t hUu cơ khác tW CO2

Tóm l.i, trong cơ thO sinh vEt, s! phân giKi ñưAng có thO ti n hành theo nhiSu kiOu khác nhau Các kiOu này bN sung cho nhau có thO xKy ra song song cùng nhau hoLc mGt vài kiOu chi m ưu th Z nhUng ñiSu kiBn nh0t ñYnh ðiSu ñó cũng nói lên s! phong phú cuK các quá trình thích nghi cuK vi sinh vEt ñNi v\i môi trưAng sNng, vì quá trình phân giKi ñưAng cung c0p năng lư<ng ch_ y u cho mxi ho.t ñGng sinh sNng cuK cơ thO

1.3 CHUY*N HOÁ C,A LIPIT

1.3.1 Kh@ năng chuy]n hoá cu@ lipit

Trong ñiSu kiBn bKo quKn cũng như trong cơ thO, lipit có thO bY chuyOn hoá

ñO t.o thành nhUng ph#m vEt khác nhau Các quá trình chuyOn hoá này r0t ph6c t.p, dư\i tác d>ng cuK mGt lo.t các nhân tN và có enzym hoLc không có enzym xúc tác 1.3.1.1 SR ôi hoá

Khi bKo quKn lâu, dư\i tác d>ng cuK nhiSu nhân tN như ánh sáng, không khí, nhiBt ñG, nư\c và vi sinh vEt , lipit bY thay ñ?i tr.ng thái, màu s†c và có mùi vY khó chYu ThưAng ngưAi ta gxi quá trình t?ng h<p này là s! ôi hoá Th!c ch0t cuK s! ôi hoá là quá trình oxy hoá Tuy vEy, n u d!a vào cơ ch phKn 6ng thì có thO phân ra

ôi hoá do thuM phân và ôi hoá do oxy hoá

a) Ôi hoá do ph@n ang thuM phân

PhKn 6ng thuM phân lipit cũng có thO xKy ra, khi có enzym cũng như không

có enzym xúc tác

TrưAng h<p th6 nh0t xKy ra trong pha “béo” và ch` có nư\c hoà tan trong lipit (dQu, m]) m\i tham gia phKn 6ng, nghĩa là phKn 6ng ti n hành trong môi

trưAng ñ(ng thO Khi trong lipit có mLt nư\c v\i mGt lư<ng ñáng kO, nhưng Z nhiBt

ñG thưAng, thì vEn tNc phKn 6ng cũng r0t bé Vì lk Z nhiBt ñG thưAng vEn tNc phKn 6ng thuM phân r0t chEm Hơn nUa khK năng không hoà tan cuK pha nư\c trong pha

“béo” cũng ngăn cKn s! ti p xúc cQn thi t giUa chúng

TrưAng h<p thuM phân do enzym xúc tác thưAng xKy ra Z trên bS mLt ti p xúc giUa lipit và nư\c Enzym lipase xúc tác phKn 6ng thuM phân có thO có trong nguyên liBu cũng như do vi sinh vEt mang vào

Chúng ta ñSu bi t lipase là mGt globulin Nó xúc tác không nhUng phKn 6ng thuM phân mà cK phKn 6ng t?ng h<p nUa Do ñó cân bCng phKn 6ng ph> thuGc vào tWng ñiSu kiBn c> thO mà có thO chuyOn dYch vS phKi cũng như vS trái Khi hàm #m cao thì s! thuM phân ưu th hơn s! t?ng h<p Ngư<c l.i, trong h.t khô thì s! t?ng h<p l.i ưu th hơn Lipase có trong h.t và trong các cơ quan dinh dư]ng cuK cây Lipase có nhiSu trong h.t thQu dQu Tác d>ng tNi ưu cuK lipase cuK h.t là Z 35V38oC Ho.t ñG cuK nó giKm xuNng mGt cách ñáng kO khi ch bi n thuM nhiBt các h.t cũng như khi ép nóng các h.t có dQu PhKn 6ng thuM phân lipit sk tăng m.nh khi h.t bY nghiSn cơ hxc hoLc bY t?n thương do côn trùng Lipase có ñLc hiBu th0p so v\i c0u trúc cuK lipit nhưng l.i có ñLc hiBu quang hxc cao ñNi v\i nhUng cơ ch0t có ho.t quang Nói chung ñNi v\i nhUng cơ ch0t không mang ñiBn tích thì ñG dài cuK m.ch cacbon cuK axit béo tham gia trong lipit có ý nghiã l\n ñNi v\i ho.t ñG cuK lipase

TrưAng h<p ñơn giKn nh0t cuK s! ôi hoá do phKn 6ng th_y phân thưAng th0y khi bKo quKn bơ và margarin Khi ñó sk giKi phóng ra axit butyric là axit có mùi r0t khó chYu

Trong ch bi n lương th!c, ñO bKo quKn ñư<c h.t, bGt và t0m, vai trò quy t ñYnh là nhiBt ñG và th_y phân Ch—ng h.n bGt khi Z nhiBt ñG dư\i 5 oC vRn bKo quKn ñư<c tNt ngay cK khi có hàm #m cao NgưAi ta nhEn th0y rCng khi bKo quKn bGt có hàm #m cao hơn 15% thì phKn 6ng thuM phân ch_ y u là do emzym c_a n0m mNc Khi ñó ñG axit cũng tăng liên do tích t> cac axit hUu cơ hoà tan và bGt sk có mùi vY khó chYu NgưAi ta còn nhEn th0y ñNi v\i bGt khô, n0m mNc không phát triOn ñư<c,

ñG axit cũng tăng nhưng không có mùi vY axit, vì ch_ y u là t.o ra nhUng axit béo không hoà tan trong nư\c

b) Ôi hoá do ph@n ang oxy hoá khb

Ôi hoá theo kiOu này là ph? bi n nh0t trong bKo quKn các lipit ThưAng ngưAi

ta phân biBt hai lo.i: ôi hoá hoá hxc và ôi hoá sinh hxc

Ôi hoá hoá hxc là quá trình t! oxy hoá Khi ñó xKy ra s! t0n công các gNc axit béo t! do cũng như k t h<p bZi oxy phân t2 Áp su0t c_a oxy và lư<ng nNi ñôi trong phân t2 axit béo có Knh hưZng ñ n ti n trình phKn 6ng SKn ph#m ñQu tiên là hydro peroxit TW ñó t.o nên aldehyt no và không no, xeton, axit monoV và

dicarboxylic, aldoaxit, xetoaxit, epoxyt v.v Ngoài ra còn có thO trùng h<p hoá các sKn ph#m oxy hoá nUa

ða sN nhUng ch0t này có vai trò quy t ñYnh trong viBc phát triOn mùi vY

Ôi hoá sinh hoá hxc l.i bao g(m s! ôi hoá do enzym lipoxygenase và s! ôi hoá xeton KiOu ôi hoá th6 hai này thưAng ñLc trưng ñNi v\i lipit có ch6a axit béo

no v\i phân t2 lư<ng trung bình và th0p, khi có hàm #m ñáng kO Khi ñó axit béo bY βVoxy hoá và decarboxyl hoá, k t quK sk là tích t> các alkylmetylxeton có mùi khó chYu

Khi lipit bY ôi hoá, thưAng bY m0t ho.t tính vitamin Vì lk khi ñó các axit béo không no cao phân t2 cũng như các vitamin ñSu bY phá huM bZi các ph#m vEt oxy tích t> trong lipit

Các sKn ph#m oxy hoá c_a lipit thưAng làm vô ho.t enzym và ñLc biBt làm giKm ho.t ñG c_a suxinoxydase, xitocromoxydase và colinoxydase

SKn ph#m oxy hoá còn có khK năng phKn 6ng cao v\i protein H<p ch0t t.o thành này bSn vUng, không hoà tan trong nư\c cũng như trong dung môi hUu cơ và cũng không bY phân ly bZi enzym

NgưAi ta còn cho rCng s! phát triOn c_a bBnh vUa xơ ñGng m.ch là do s! t.o thành ph6c giUa sKn ph#m oxy hoá c_a lipit v\i protein có trong thành phQn c_a thành huy t quKn

Lipit bY oxy hoá còn kìm hãm s! phát triOn c_a ñGng vEt

Cơ ch5 c>a quá trình ôi hoá hoá h@c

Quá trình ôi hoá hoá hxc là phKn 6ng chuPi nên thưAng có 3 thAi kỳ sau:

Tuy nhiên khi có oxy hoà tan thì tương tác giUa RH ban ñQu v\i oxy sk xKy

ra mGt cách m.nh mk hơn Vì lk s! t.o thành gNc theo phKn 6ng lư]ng phân dư\i ñây ñòi hŒi năng lư<ng ch` là 47 kcal/mol

TrưAng h<p khi n(ng ñG RH cao thì có thO xKy ra phKn 6ng tam phân:

RH + O2 + HR1 → R• + H2O2 + R1•

PhKn 6ng này ñòi hŒi năng lư<ng còn bé hơn phKn 6ng lư]ng phân

GNc t! do cũng có thO phát sinh khi có ion kim lo.i giao chuyOn:

M3+ + RH → M2+ + R• + H•

M2+ + ROOH → M3+ + RO• + OH• Phát tri%n

GNc t! do R• hoLc RO• ñư<c t.o thành do quá trình khơi mào sk b†t ñQu chuPi chuyOn oxy hoá:

RO2• + RH → ROOH + R• (2) PhKn 6ng (1) ñLc biBt nhanh, th!c t không cQn năng lư<ng ho.t hoá Còn năng lư<ng ho.t hoá c_a phKn 6ng (2) là 4V12 kcal/mol TW ñây ta th0y gNc RO2• là gNc ch_ ñ.o trong m.ch oxy hoá và phKn 6ng có ý nghĩa quy t ñYnh vEn tNc phát triOn c_a quá trình t! oxy hoá là phKn 6ng tương tác giUa gNc RO2• v\i phân t2 lipit (phKn 6ng (2))

TW hydroperoxit sk phân m.ch ñO cho nhUng gNc t! do theo ñưAng hư\ng sau:

Hydroperoxit có thO phân giKi theo phKn 6ng (5) ñòi hŒi năng lư<ng ho.t hoá

bé hơn phKn 6ng ñơn phân (3)

CQn chú ý rCng gNc peroxit có xu hư\ng phKn 6ng v\i sKn ph#m ñã bY oxy hoá hơn là v\i phân t2 chưa bY oxy hoá do chP trong sKn ph#m ñã bY oxy hoá thưAng ch6a các liên k t CVH có khK năng phKn 6ng hơn

GNc peroxit cũng có thO ñ6t nguyên t2 H V ñLc biBt Z vY trí β do quá trình nGi phân và cũng có thO k p h<p v\i nNi ñôi olefin Vì vEy viBc chuyOn hoá các gNc peroxit sk ñưa t\i t.o nên không nhUng hydroperoxit mà cK peroxit polyme, peroxit vòng, oxit, aldehyt và các sKn ph#m khác

Do quá trình phát triOn c_a chuPi phKn 6ng oxy hoá v\i các phKn 6ng phân m.ch (3), (4), (5) nên tích t> gNc alcoxyl RO•, peroxit ROO• và hydroxyl •OH

TW gNc alcoxy có thO t.o nên nhUng sKn ph#m th6 c0p như rư<u, xeton, aldehyt v.v.: RO• + R’H → ROH + R’O•

rư<u gNc t! do Tương tác c_a hai gNc alcoxyl:

Tương tác c_a gNc alcoxyl v\i gNc alkyl:

HoLc

HoLc tW hydroperoxit và gNc alkyl cũng t.o ra xeton:

Aldehyt cũng có thO ñư<c t.o thành tW xeton bCng cách oxy hoá chúng ñ n αVxetohydroperoxit r(i ñ n aldehyt và axit:

Ngoài ra, trong lipit bY oxy hoá còn có thO t.o thành các sKn ph#m trùng h<p cao phân t2:

'nh hư)ng c*a oxy: vEn tNc t! oxy hoá ph> thuGc vào lư<ng oxy trong môi trưAng Vì s! phát sinh chuPi phKn 6ng ch_ y u ph> thuGc vào RH + O2

'nh hư)ng c*a nhi+t ñ,: nhiBt ñG có Knh hưZng l\n ñ n vEn tNc phKn 6ng hoá hxc Tăng nhiBt ñG, lư<ng peroxit t.o thành tăng “ nhiBt ñG 40V45 oC và cao hơn, s! phân giKi hydroperoxit sk tăng

'nh hư)ng c*a tr ng thái lipit: bS mLt ti p xúc c_a ch0t béo v\i không khí càng l\n thì vEn tNc oxy hoá càng cao VEn tNc t! oxy hoá còn ph> thuGc vào chiSu dày c_a l\p Khi l\p dày thì oxy xâm nhEp khó GiKm nhiBt ñG ñ n lúc ch0t béo chuyOn sang tr.ng thái r†n thì vEn tNc oxy hoá cũng giKm

'nh hư)ng c*a ion kim lo i chuy.n ti#p: các ion cũng như các h<p ch0t c_a kim lo.i chuyOn ti p có tác d>ng xúc tác s! oxy hoá lipit Th!c nghiBm cho th0y rCng khi có mLt s†t Z trong dQu v\i lư<ng 0,2V10 mg/kg s†t sk làm giKm ñG bSn c_a dQu ñNi v\i oxy hoá 20V50% V\i Cu ch` cQn 0,05V0,2 mg/kg sk làm giKm ñG bSn c_a dQu ñNi v\i oxy hoá 20V50%

Ion kim lo.i chuyOn ti p có các electron ñGc thân và th!c ch0t là gNc Nhưng tính ch0t “gNc” Z chúng thO hiBn y u do ñó chúng có thO t(n t.i trong dung dYch v\i n(ng ñG l\n Tuy nhiên chúng có thO chuyOn hoLc l0y electron tW mGt h.t bão hoà hoá trY nào ñó ñO t.o thành gNc t! do ho.t ñGng hoLc gNc ion

Mn+ + RO• → M(n+1)+ + ROV

Mn+ + RO2• → M(n+1)+ + RO2V

M(n+1) + RO2• → Mn+ + R+ + O2

'nh hư)ng c*a năng lư0ng m1t tr2i và tia ion: năng lư<ng ánh sáng ñLc biBt

là tia c!c tím và tia ng†n c_a quang ph? nhìn th0y có tác d>ng xúc tác quá trình oxy hóa lipit Có lk năng lư<ng ánh sáng sk quang phân hydroperoxit thành các gNc t!

do

'nh hư)ng c*a nư5c: ngưAi ta nhEn th0y rCng nư\c có tác d>ng làm tăng tính ?n ñYnh c_a ch0t béo sUa ñNi v\i s! oxy hóa Z nhiBt ñG 95 oC và không có Knh hưZng gì ñ n m] l<n Z 50 oC

'nh hư)ng c*a y#u t$ kìm hãm

VEn tNc phKn 6ng RO2• + RH có thO ñư<c làm giKm bCng cách hư\ng các phKn 6ng c_a gNc peroxit theo chiSu khác

ðiSu ñó ñ.t ñư<c bCng cách ñưa vào trong lipit ch0t chNng oxy hóa InH2, nghĩa là ch0t có khK năng phKn 6ng d‚ dàng v\i gNc RO2• hơn:

InH2 → ROOH + •InH

RO2•

RH

K t quK là thay gNc peroxit RO2• bCng gNc c_a ch0t chNng oxy hóa In• là gNc

y u không thO tương tác v\i phân t2 lipit Các gNc In• sk bY vô ho.t do s! t? h<p:

RO2• + InH2 → In•

In• + In• → InVIn

RO2• + In• → ROOIn ðiSu kiBn ñó thŒa mãn ñư<c bCng cách ñưa vào nhUng ch0t chNng oxy hóa

có bKn ch0t phenol hoLc amin v.v Phenol có năng lư<ng liên k t c_a nguyên t2 hydro trong nhóm hydroxyl r0t bé (60V70 kcal) MGt cách khác ñO giKm n(ng ñG

RO2• là làm giKm vEn tNc phKn 6ng phát sinh ra chúng

Kìm hãm s9 oxy hóa b<ng cách làm ñ=t m ch

Cơ ch tác d>ng c_a nhUng ch0t chNng oxy hóa lo.i này (như phenol, amin)

có thO như sau:

RO2• + InH2 → ROOH + •InH

•

InH + •InH → •In + InH2

gNc không ho.t ñGng hoLc RO2• + InH2 → •[RO2InH2]

•

[RO2InH2] + RO2• → sKn ph#m bSn hoLc RO2• + InH2 → ROOH + •InH

•InH + RO2• → sKn ph#m bSn Kìm hãm s! oxy hoá bCng cách làm giKm vEn tNc phát sinh m.ch

Ví d>, các sulfua có khK năng phá huM hydroperoxit:

ROOH + R1SR2 → ROH + R1SOR2ROOH + R1SOR2 → ROH + RSO2R2

Các sulfua kiOu này như tiuam (tetration, tetrametyltiuramdisulfua)

Vô ho.t các h<p ch0t chưá kim lo.i có ho.t ñGng xúc tác

Các kim lo.i chuyOn ti p có thO tương tác v\i hydroperoxit ñO t.o thành gNc t! do, ñ(ng thAi kim lo.i chuyOn sang hoá trY khác:

Fe2+ + ROOH → Fe3+ + RO• + •OH

Fe3+ + ROOH → Fe2+ + RO2• + H+

Vì vEy phKi chxn nhUng ch0t chNng oxy hoá có khK năng t.o ph6c v\i ion kim lo.i quá ñó mà “phong toK” ñư<c s! chuyOn electron tW m6c N t\i m6c M, nghiã là lo.i trW ñư<c khK năng chuyOn hóa trY NhUng ch0t chNng oxy hoá lo.i này như axit xitric, axit malic, axit fitinic

Axit carboxymetylmercaptosucxinic có “tính năng” khá m.nh thưAng ñư<c dùng ñO bKo quKn dQu ñEu, dQu bông

Trong bKo quKn lipit, ngưAi ta có thO dùng cGng tính cuK hai ch0t ñO làm tăng hiBu quK cuK ch0t chNng oxy hoá Ch0t làm tăng tính ch0t chNng oxy hoá cuK ch0t kia gxi là ch0t hiBp tr< Ch0t hiBp tr< này có hoLc không có tính ch0t chNng oxy hoá BKn ch0t cuK chúng có thO là vô cơ hay hUu cơ Axit phosphoric, axit ascorbic, axit xitric và muNi cuK chúng, polyphosphat, axit amin, xephalin là nhUng ch0t thuGc lo.i ñó Cơ ch hiBp tr< cuK chúng là Z ch? chúng là nhUng ch0t cho hydro ñO kh2 các d.ng ch0t kìm hãm ñã bY oxy hoá Ch—ng h.n kìm hãm s! oxy hoá ch0t béo bCng hPn h<p axit ascorbic và quinon Axit ascorbic chuyOn hydro ñ n quinon ñO cho ch0t này có tác d>ng ñư<c v\i gNc peroxit Quá trình chuyOn hydro cũng ñư<c coi là s! hiBp tr< cuK axit ascorbic v\i tocoferol Tác d>ng hiBp tr< cuK αValanin ñ n hydroquinon trong chNng oxy hoá cho dQu hư\ng dương là Z ch? khi bY deamin hoá

ñ n axit pyruvic thì ñ(ng thAi cũng kh2 ñư<c hydroquinon ñã bY oxy hoá

Các ch0t như tocoferol, xemazol, phosphatit, gossipol, quercetin là nhUng ch0t chNng oxy hoá t! nhiên, vì thưAng chưá trong trong các ngu(n lipit t! nhiên Trong quá trình khai thác và tinh luyBn, nhUng ch0t này có thO bY m0t ñi, do ñó nhUng ngu(n lipit này d‚ bY ôi hoá MGt sN ch0t chNng oxy hoá cũng ñư<c tân t.o khi gia công các h.t có dQu như melanoidin, gossiphosphatit, melanophosphatit HiBn nay ngưAi ta còn s2 d>ng nhiSu ch0t chNng oxy hoá t?ng h<p như butyloxyanizol, butyloxytoluen, dodexigalat v.v trong bKo quKn dQu m]

c) Cơ chZ cu@ quá trình ôi hoá sinh hfc

Ôi hoá do enzym lipoxydase

Trong quá trình khai thác cũng như bKo quKn, lipit và ñLc biBt là dQu m], có thO bY oxy hoá dư\i tác d>ng xúc tác cuK enzym lipoxydase ñO t.o thành nhUng sKn ph#m khác nhau

Lipoxydase hay lipoxygenase là enzym oxyhoas kh2, thưAng có tên hB thNng

là linoleat:O2 oxydoreductase (1.13.1.13) Enzym lipoxygenase xúc tác s! oxy hoá các axit béo không no chưá 2V3 nNi kép (hoLc nhiSu hơn) như axit linoleic, linolenic, axit arachidic ðiOm ñLc biBt là lipoxygenase ch` oxy hoá d.ng cisVcis còn d.ng cisVtrans hoLc transVtrans thì hoàn toàn không có tác d>ng CK 3 axit này ñSu

bY oxy hoá v\i vEn tNc như nhau ðiOm khác là các hydro peroxit ñư<c t.o thành Z ñây có hình thO cisVtrans và có ho.t ñGng quang hxc Cơ ch tác d>ng cuK lipoxygenase như sau:

TW hydroperoxit sk chuyOn hoá mGt cách bình thưAng ñO t.o ra epoxit, aldehyt, xeton và nhUng ph#m vEt oxy hoá khác

NhiSu h<p ch0t hUu cơ là nhUng ch0t kìm hãm cuK lipoxygenase Propylgalat, dephenylamin và oxyquinolin là nhUng ch0t kìm hãm lipoxygenase Tác d>ng kìm hãm cuK nhUng ch0t này là Z ch? làm giKm vEn tNc oxy hoá linoleat

và h0p th> oxy

Lipoxygenase có nhiSu trong h.t ñEu tương và trong h.t hoà thKo pH tNi ưu cuK lipoxygenase cuK ñEu tương là 9,0 và cuK các cây khác là 7,0 Lipoxygenase cuK ñGng vEt có pH tNi ưu tW 4V7

Ôi hoá xeton

Ôi hoá xeton thưAng ñLc trưng ñNi v\i lipit chưá axit béo no, phân t2 lư<ng trung bình, th0p Ch—ng h.n, trong bKo quKn bơ và margarin khi bY nhi‚m n0m mNc (Aspergillus, Penicillium) thưAng xKy ra kiOu ôi hoá này Dư\i tác d>ng cuK các enzym cuK vi sinh vEt, axit béo bY βVoxy hoá và decarboxyl hoá mà k t quK là t.o ra các alkylmetylxeton có mùi khó chYu

Sơ ñ( phKn 6ng như sau:

d) SR oxy hoá các axit béo trong cơ th] sinh v t

Trong mô ñGng vEt cũng như th!c vEt, cac axit béo còn bY chuyOn hoá oxy hoá theo mGt ñưAng hư\ng riêng, th!c hiBn theo tWng n0c, mPi n0c axit béo l.i bY c†t ng†n ñi mGt mKnh hai cacbon ra khŒi phân t2 Các axit béo chưa no, trư\c tiên phKi ñư<c kh2 thành axit béo no, sau ñó m\i bY oxy hoá theo con ñưAng ñó Quá trình oxy hoá axit béo theo ñưAng hư\ng này cũng có tên là βVoxy hoá Lư<c ñ( các phKn 6ng cuK quá trình βVoxy hoá axit béo bao g(m 5 phKn 6ng:

V PhKn 6ng 1: là phKn 6ng ho.t hoá axit béo nhA axyl coenzym A CoAVSH, ATP và s! xúc tác cuK enzym axylVCoAVsyntetase:

Pyrophosphat vưà t.o thành sk bY phân giKi thành axit phosphoric (khi có enzym pyrophosphatase xúc tác) do ñó cân bàn g pKh 6n gsk chuyOn dYch vS phiá phKi

V PhKn 6ng 2: là phKn 6ng oxy hoá axyl CoA nhA enzym axyl CoA dehydrogenase Enzym này là mGt flavoprotein có nhóm ngo.i là FAD:

Các enzym này khác nhau vS tính ch0t lý hxc và vS tính ch0t ñLc hiBu theo

ñG dài cuK m.ch carbon cuK cơ ch0t

Như vEy c6 qua 5 phKn 6ng thì phân t2 axit béo l.i ng†n ñi hai nguyên t2 cacbon ñO t.o thành axetyl CoA Quá trình c6 thO ñư<c lLp ñi lLp l.i nhiSu lQn cho

ñ n khi toàn bG sKn ph#m cuNi cùng là axetyl CoA TW Axetyl CoA sk ñi vào chu trình Krebs (hoLc chu trình glyoxylic) ñO cung c0p năng lư<ng cho cơ thO sinh vEt

Khi oxy hoá mGt phân t2 lipit ñơn giKn (ví d> tristearin) thì sk cung c0p cho

cơ thO 458 mol ATP

Như vEy cùng v\i carbohydrat, lipit là ngu(n năng lư<ng d! trU to l\n cuK cơ thO

CHƯƠNG 2: CÁC CHhT MÀU

Ch0t lư<ng cuK các sKn ph#m th!c ph#m không nhUng bao hàm giá trY dinh dư]ng mà còn bao hàm cK giá trY cKm quan cuK chúng nưã Màu s†c là mGt ch` sN quan trxng cuK giá trY cKm quan Màu s†c cuK các sKn ph#m th!c ph#m không ch` có giá trY vS mLt hình th6c mà còn có tác d>ng sinh lý r0t rõ rBt Màu s†c thích h<p sk giúp cho cơ thO ñ(ng hoá th!c ph#m d‚ dàng Vì vEy trong kƒ thuEt sKn xu0t th!c ph#m ngưAi ta không ch` bKo vB màu s†c t! nhiên mà còn cho thêm ch0t màu m\i, t.o ra nhUng màu s†c thích h<p v\i tính ch0t và tr.ng thái cuK sKn ph#m

Có thO th!c hiBn ñư<c ñiSu ñó bCng nhUng cách sau:

V Xây d!ng mGt quy trình gia công nguyên liBu, bán thành ph#n ñO bKo toàn ñư<c tNi ña các ch0t màu có syn trong nguyên liBu;

V Tách ra, cô ñLc và bKo quKn các ch0t màu tW chính nguyên liBu th!c vEt ñó hoLc tW các nguyên liBu khác giàu màu s†c 0y Sau ñó tW các ch0t màu t! nhiên ñã

cô ñLc này có thO dùng ñO nhuGm màu cho chính nguyên liBu mà tW ñó ta ñã thu ñư<c ch0t màu hoLc cho nhUng d.ng nguyên liBu hoàn toàn khác

V T?ng h<p nhân t.o các ch0t màu giNng như các màu t! nhiên cuK sKn ph#m th!c ph#m r(i dùng chúng ñO nhuGm màu cho các sKn ph#m khác mà Z d>ng t! nhiên không ñ_ m.nh hoLc bY m0t màu ban ñQu do quá trình ch bi n

V Dùng các biBn pháp kƒ thuEt thích h<p ñO ñiSu ch`nh các phKn 6ng theo chiSu t.o ra nhUng ch0t màu m\i tW nhUng h<p phQn có trong nguyên liBu

D!a vào quá trình hình thành có thO chia ch0t màu thành hai lo.i:

V Clorofil, diBp l>c hay ch0t màu xanh lá cây;

V Các carotenoit có trong l>c l.p, trong quK và rau màu da cam, màu vàng

và ñôi khi màu ñŒ

V Các ch0t màu flavonoit có trong các không bào, có màu ñŒ, xanh và vàng, 2.2.1 Clorofil

Màu xanh lá cây cuK th!c vEt là do có mLt clorofil Ch0t màu này ñóng r0t quan trxng trong quá trình quang h<p Nó không nhUng cho màu xanh mà còn che

mA các ch0t màu khác Clorofil có trong l>c l.p hoLc h.t diBp l>c, phân tán Z nguyên sinh ch0t Nó chi m khoKng 1% ch0t khô

Clorofil có hai d.ng: clorofil a và clorofil b Clorofil b có màu nh.t hơn TM lBn giUa clorofil a và clorofil b trong th!c vEt khoKng 3:1

+,

Hình 7.1 C0u t.o c_a clorofil a và b:

a – X là CH3; b – X là CHO Tính chlt

a) Dư\i tác d>ng c_a nhiBt ñG và axit cuK dYch bào màu xanh bY m0t ñi, mGt mLt là do protein ñông t> làm vŒ t bào bY phá huM, mLt khác là do liên k t giưã clorofil và protein bY ñ6t làm cho clorofil d‚ dàng tham gia phKn 6ng 7.1 ñO takp ra feofytin có màu xanh oliu:

Clorofil + 2 HX → Feofytin + MgX2 (7.1) b) Khi cho tác d>ng v\i kiSm nh› như cacbonat kiSm, kiSm th? thì chúng sk trung hoà axit và muNi axit cuK dYch t bào và t.o nên môi trưAng kiSm làm cho clorofil bY xà phòng hoá ñœ cho rư<u phytol, metanol và axit clorofilinic

Clorofil a + kiSm → (C32H30ON4Mg)(COONa)2 + CH3OH + rư<u phytol Clorofil b + kiSm → (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 + CH3OH + rư<u phytol

Các axit (C32H30ON4Mg)(COONa)2 và (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 thu ñư<c

do xà phóng hoá clorofil a và b ñuwojc gxi là clorofilin hoLc clorofilit Các axit cũng như muNi cuK chúng ñSu cho sKn ph#m màu xanh ñEm

Trong mGt sN cây còn có enzym chlorophyllase cũng có thO thuM phân ñư<c các liên k t este này ñO giKi phóng ra phytol và metanol Enzym này thưAng ñư<c ñYnh vY trong các s†c l.p, khá bSn v\i nhiBt và ch` ñư<c ho.t hoá trong thAi gian chín

c) Clorofil cũng có thO bY oxy hoá do oxy và ánh sáng (quang oxy hoá), do

ti p xúc v\i các lipit bY oxy hoá hoLc do tác d>ng c_a enzym lipoxydase Các quá trình oxy hoá này có thO xKy ra trong các rau (nh0t là rau s0y) bKo quKn Z ñG #m

tương ñNi dư\i 30%; còn khi ñG #m tương ñNi cuK không khí cao hơn thì clorofil l.i

bY bi n ñ?i thành feofytin (phKn 6ng 7.1) MGt sN hưxp chát bay hơi có thO làm tăng (etylen) hay làm chEm (khí CO2) s! bi n hoá cuK clorofil

d) Dư\i tác d>ng cuK Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong clorofil sk bY thay th và sk cho các màu khác nhau sau:

V V\i Fe sk cho màu nâu;

V V\i Sn và Al cho màu xám;

V V\i Cu sk cho màu xanh sáng

Trong sKn xu0t th!c ph#m, ñLc biBt là trong sKn xu0t ñ( hGp rau, ngưAi ta thưAng dùng các biBn pháp sau ñây ñO bKo vB ñư<c màu xanh diBp l>c:

V Gia nhiBt nhanh trong mGt lư<ng nư\c sôi l\n (3V4 l/kg) ñO giKm hàm lư<ng axit Axit lúc này sk bY bay ñi cùng v\i hơi nư\c;

V Gia nhiBt rau xanh trong nư\c c6ng, cacbonat kiSm th? sk trung hoà mGt phQn axit cuK dYch bào

Trong th!c t , ñO bKo vB màu xanh cuK ñEu ñóng hGp, ngưAi ta cho vào hGp mGt ít dinatri glutamat hoLc ñO nhuGm màu xanh cho ñEu vàng, ngưAi ta dùng clorofylin (clorofil + kiSm) Clorofil d‚ bY h0p th> trên bS mLt cuK h.t ñEu và giU ñư<c bSn màu trên bS mLt ñó làm cho màu h.t r0t ñ›p

2.2.2 Carotenoit

Carotenoit là nhóm ch0t màu hoà tan trong ch0t béo làm cho rau và quK có màu da cam, màu vàng và màu ñŒ Nhóm này g(m tW 65V70 ch0t màu t! nhiên, tiêu biOu là caroten, licopen, xantofil, capxantin và xitroxantin Carotenoit có trong ña sN cây (trW mGt sN n0m) và hQu như có trong t0t cK cơ thO ñGng vEt Hàm lư<ng carotenoit trong lá xanh chi m khoKng 0,07V0,2% ch0t khô, tŒng trưAng h<p h.n hUu ngưAi ta th0y n(ng ñG carotenoit r0t cao, ví d> trong bao ph0n cuK nhiSu lo.i hoa loa kèn có nhiSu xantofil và anteracxantin

T0t cK carotenoit ñS không hoà tan trong nư\c, r0t nh.y ñNi v\i axit và chát oxy hoá, nhưng l.i bSn vUng vơí kiSm MGt trong nhUng ñLc ñiOm cuK carotenoit là

có nhiSu nNi ñôi luân h<p t.o nên nhUng nhóm mang màu cuK chúng Màu cuK chúng ph> thuxc vào nhUng nhóm này

T0t cK carotenoit t! nhiên có thO xem như dRn xu0t cuK licopen

2.2.2.1 Licopen

Licopen có trong quK cà chua và mGt sN quK khác Màu ñŒ cuK cà chua chín ch_ y u do có mLt licopen mLc dù trong cà chua còng mGt lo.t các cait khac nưã như: fitoflutin, αVcaroten, βVcaroten, γVcaroten, licopen Trong quá trình chín, hàm

lư<ng licopen trong cà chua tăng lên 10 lQn Tuy nhiên, ch0t màu này không có ho.t tính vitamin Licopen có c0u t.o như sau:

licopen BCng cách t.o thành vòng Z mGt ñQu hoLc cK hai ñàu cuK phân t2 licopen thì

sk ñưxc các ñ(ng phân α β, γVcaroten Màu da cam cuK cà rNt, mơ ch_ y u là do caroten Caroten có c0u t.o như sau:

β caroten

α caroten

γ caroten T0t cK nhUng carotenoit t! nhiên khác ñSu là dRn xu0t cuK licopen và caroten Chúng ñư<c t.o thành bCng cách ñưa nhóm hydroxyl, carbonyl hoLt metoxy vào m.ch, nhA phKn 6ng hydro hoá hoLc oxy hoá

2.2.2.2 Xantofil

Xantofil có công th6c C40H56O2 và có ñư<c bCng cách g†n thêm hai nhóm hydroxyl vào phân t2 αVcaroten, do ñó có tên 3, 3’Vdihydroxy αVcaroten và 3, 3’Vdihydroxy βVcaroten v\i tM lB 2:1 Xantofil cùng v\i caroten có chưá trong rau xanh

và cùng v\i caroten và licopen cuK cà chua

Xantofil 2.2.2.3 Capxantin

Capxantin có công th6c C40H58O3 là ch0t màu vàng có trong \t ñŒ Capxantin chi m 7/8 t0t cK ch0t màu cuK \t Capxantin là dRn xu0t cuK caroten, nhưng có màu m.nh hơn các carotenoit khác 10 lQn Trong \t ñŒ có các carotenoit nhiSu hơn trong \t xanh 35 lQn

2.2.2.6 Xitroxantin

Xitroxantin có công th6c C40H50O Xitroxantin có trong vŒ quK chanh Xitroxantin có ñư<c khi k t h<p vào phân t2 βVcaroten mGt nguyên t2 oxy ñO t.o thành c0u trúc furanoit

Trong mai và giáp cuK cua, tôm astarxantin cũng tham gia vào thành phQn cuK lipoprotein gxi là xianin

Trong quá trình gia nhiBt do protein bY bi n tính và astarxantin bY tách ra dư\i d.ng ch0t màu ñŒ

2.2.3 Các chlt màu nhóm flavonoit

Các ch0tmàu này hoà tan trong nư\c và chưá trong các không bào Trong rau, quK và hoa, sN lư<ng cũng như tM lB cac flavonoit khác nhau, do ñó làm cho chúng có nhiSu màu s†c khác nhau: tW màu ñŒ ñ n màu tím flavonoit là nhUng dRn xu0t cuK croman và cromon Croman và cromon là nhUng phenylpropan vì có chưá

bG khung cacbon C6VC3 Khi croman hoLc cromon ngưng t! v\i mGt vòng phenol nưã thì ñư<c dRn xu0t có tên là flavan

croman cromon flavan

D!a vào m6c ñG oxy hoá (hoLc kh2) c_a dY vòng, có thO chia flavonoit ra các nhóm có d.ng c0u trúc ch_ y u như sau:

(flavandiol 3,4)

antoxianidol