Tinh bột được cấu tạo bởi 2 loại polysaccharid được gọi là amylose và amylopectin.
Chú thích về ký hiệu viết tắt c á c đường trong chương carbohydrat và chương glycosid: arb - arabinose, ara(f) — arabinofuranose, araịp) = arabinopyranose, api = apiose, boi = boivinose, cym =
This is trial version
là những carbohyđrat khi thủy phân thì cho từ 1 đến 6 đường đơn maltose (= 4-O-a-D-glucopyranosyl-D-glucose), gentibiose (= 6-
WWW. adultpdf. com
Amylose: phân tử amylose là một chuỗi hiện nay được biết đến hàng nghìn đơn vị a-D-glucose nối vđi nhau theo dây nô'i ( l- > 4). Quan niệm trước đây cho rằng chỉ có từ 200-400 đơn vị vì do quá trình chiết xuất và phân tích, mạch bị đứt.
Phân tử amylose đa sô' là các chuỗi thẳng rất ít phân nhánh.
Cổng thức lập thể của các đơn vị glucose thì có tài liệu cho rằng ở dạng ghế Ci nhưng cũng có tài liệu cho rằng ở dạng thuyền Bi nối vđi nhau tạo thành các vòng xoắn, mỗi vòng có 6 đơn vị glucose.
Amylopectin: amylopectin có phân tử lượng Iđn hơn khoảng 106-107 gổm 5000-50.000 đơn vị glucose và phân nhánh nhiều. Các đơn vị a-D-glucosc ưong mạch cũng nốì với nhau theo dây nối (l- > 4) còn chỗ phân nhánh thì theo dây nối (1 -* 6). Để xét mức độ phân nhánh, người ta methyl hóa toàn bộ các nhóm OH của amylopectin rồi sau đó thủy phân và suy ra từ lượng 2, 3 dimethyỉglucose. Lượng 2, 3, 4, 6 tetramethylglucose ứng với những đơn vị tận cùng của mạch còn lượng 2, 3,
6 trimethylglucose ứng vđi những đơn vị glucose trong mạch.
Ngoài ra còn có thể xác định lượng glucose cuối mạch dựa vào tính khử của amylopectin không methyl hóa. Chú ý rằng ở đây là glucose ở cuối mạch có OH bán acetal tự do. Mạch bên trong (mạch giữa 2 điểm phân nhánh) của amylopectin có khoảng 5-9 đơn vị glucose, những mạch bên ngoài có từ 10-18 đơn vị. Trong các loại tinh bột, trung bình tỉ lệ amylose là 25% còn amylopectin là 75%. Tuy nhicn người ta cũng tạo ra được những chủng có nhiều amylose, ví dụ ngô, có tinh bột chứa 75% amylose.
Amylose cho vđi thuốc thử iod màu xanh đậm có cực đại phổ hâp thu khoảng 660nm, còn amylopectin thì có màu tím đỏ và cực đại hấp thụ khoảng 540nm. Màu tạo thành giỡa tinh bột và iod được giải thích do sự hấp phụ. Người ta cho rằng iod bị hấp phụ vào phía trong hình xoắn ốc. ứng vđi một vòng xoắn ốc thì có 1 phân tử iod. Những phân tử chưa đủ 6 đơn vị glucose thì không phản ứng với iođ.
n. Sự THỦY PHÂN TINH BỘT
Khi thủy phân tinh bột bằng acid thì sản phẩm cuối cùng là glucose C6H1206 (C6Hl0O5)n + nH20 -> (1+n) (C6H]20 6)
Sự thủy phân qua các chặng: dextrin, erythrođextrin, achrodextrin, maltose, glucose. Amylose dễ bị thủy phõn hơn amylopectin vỡ dõy nối (1—ằ 4) dễ bị cỏt hơn là dây nối (l-> 6).
cymarose, digin = diginose, digỉta = digitalose, digt = digitoxose, fu c= fucose, gaỉ(p) -
galactopyranose, gita= gitalose, gỉc= glucose, glcA - acid glucuronic, oleand = oleandrose, prim - primeverose, rha = rhamnose, rha(p) = rhamnopyranose, xyl - xylose
This is trial version w w w. adultpdf. com
CHjO
CH2OCH, CHjOCHj ch2och3 1 J---o H H / --- O H H / --- O H
CH.OCH
H OCHj I
H OCHj n
H o H
N
CHjOCHj CHjOCHj
— o H / H H\ | Y I
_____N
CH.O -o—
HOCH,
•o H
N
H OCH3 V
Ọ CH,0 H CH.ỊỎ H CH3O
in IV
CHj
H J---Q ỊỊ H CH,
-o- 1
H OCHj V I
I. IV, V. IX --- (Đơn vị cuối mạch)
H OCHj V II
H2 0(H+)
CHjO CHj
/ ---o H
H H\
OCH, ^
o H
CH.OCH,I 3 3
H i--- ọ JJ H
—oJ\OCH,H -OC3L H OCH3
VUI
H Ó CH, IX
CH,0
-2,3,4,6-Teữamethylgỉucose OH
H, III, VI ■ (Đơn vị ở giữa)
H 0CHj CHjOCHj
° H
\OCH, Hỵ j ' — — OH HO
H OCH,
-2,3,6-T rimethylglucose
CHjOH
VII, v m — (Điểm phân nhánh)
o. H
HO
-2,3Dimethylglucose OH
H ÓCH,
S ơ đồ phân nhánh Am ylopectin
This is trial version www.adultpdf.com
Thủy phân bằng enzym
Enzym amylase. Có 2 loại chính: a-amylase và P-amylase. Enzym a phổ biến trong cây, nhiều nhất là các hạt ngữ cốc nẩy mầm, ngoài ra còn có trong nấm mốc, nước bọt, dịch tụy. a -amylase chịu được nhiệt độ đến 70°, ở nhiệt độ này thì các enzym khác mất hoạt tính. Enzym p-amylase có trong khoai lang, đậu nành và một số' hạt ngũ cốc, chịu được nhiệt độ đến 50° nhưng chịu được môi trường acid cao hơn so với enzym a (pH = 3,3). Trong thực tế người ta dựa vào ảnh hưỏng khác nhau đó VC độ pH và nhiệt độ để tách 2 loại enzym trân. Khả năng tác dụng lên 2 phần của tinh bột cững khác nhau:
a) Enzym /?cắt xen kẽ những dõy nốỡ a - ( l—ằ4)-gIucosiđ của amylose để tạo thành các đường maltose, kết quả thu được là 100% đường maltose. Đối vđi amylopectin thì P-amylase chỉ cắt được các dây nối (1—>4), khi gặp mạch nhánh thì dừng lại, kết quả tạo thành maltose và dextrin, lượng maltose chĩ đạt từ 50-60%.
b) Enzym a cắt một cách ngẫu nhiên vào dây nối (l-> 4 ). Đô'i vđi amylose thì sản phẩm cuối cùng khoảng 90% là maltose ngoài ra có mộl ít là glucose. Đối với amylopectin thỡ a-amylase cũng chỉ tỏc động đến dõy nối (1—ằ4) mà khỏng cắt được dây nối(l—>6) vì thực tế người ta tìm thấy các phân tử isomaltose (= 6-O-a-D- gluco pyranosyl-D-glucopyranose) trong dịch thủy phân. Enzym a-amylase tiếp tục cắt được những dextrin mà enzym Ị3 để lại để tạo thành các dextrin phân tử bé hơn.
Như vậy a-amylase tác dụng lên tinh bột thì sản phẩm thu được chủ yếu là maltose rồi đến glucose và dextrin phân tử bé.
Tinh bột nguồn gốc khác nhau, enzym nguồn gốc khác nhau thì khả nàng thủy phân cũng khác nhau.
Khi sự thủy phân xảy ra thì độ nhđt của dung địch hồ tinh bột giảm dần, khả năng khử tăng lên và phản ứng với iod chuyển dần từ xanh sang tím rồi nâu hồng.
C ác enzym kh ác: một sô" cnzym trong nấm mốc (Aspergillus niger, Rhizopus đelemar) thủy phân tinh bột rất tốt và được sử dụng ở trong quy trình kỹ nghệ để chuyển tinh bột thành glucose. Các enzym này cũng tác động lên dây nối (1—>4).
Một sô'enzym này là: amyloglueosidase, glucoamylase, y-amylase.
Enzym phosphorylase cố trong đậu, khoai tây, trong lá và các bộ phận dự trữ của thực vật bậc cao. Enzym này tác dụng lổn tinh bột để cho glucose-l-phosphat nhưng phải có mặt của a-amylase và enzym tách nhánh như R-enzym thì sự thủy phân mđi hoàn toàn.
Một số enzym khác có khả năng tác động lên dây nối (1—>6) được gọi là enzym tách nhánh ví dụ: R-enzym, isoamylase (có trong nấm men bia).
This is trial version www.adultpdf.com
HI. HÌNH DẠNG TINH BỘT.
Tinh bột tổn tại trong cây dưới dạng hạt có hình dạng và kích thước khác nhau, đây là một đặc điểm giúp ích cho việc kiểm nghiệm một dược liệu chứa tinh bột. Tùy theo loài cây và tùy theo độ trưởng thành của cây mà hình dáng và kích thưđc thay đổi. về hình dáng thì có thể hình cầu, hình trứng, hình nhiều góc ... kích thưđc có thể từ 1-lOOụ.m đường kính. Soi kính hiển vi thường thây hạt tinh bộí câu tạo hởi nhiều lớp đồng tâm sắp xếp chung quanh một điểm gọi là rốn hạt. Các lđp này tạo nên là do hạt tinh bột lớn dần bằng cách tăng thêm các lớp ở phía ngoài.
Các lớp này khác nhau ồ chỉ sô' chiết quang và hàm lượng nước. Có tác giả cho rằng các lđp khác nhau đó là do những lđp được tăng thêm về ban đêĩỊVvà những lđp tăng thêm về ban ngày nên không hoàn toàn giỏng nhau.
c) Tinh bột đậu d) Tinh bột ý dĩ e) Tinh bột sắn
This is trial version w w w. adultpdf. com
c? 0 X
_ V ( ? ,
0 0
Q
CP
f) Tinh bột mi
W.9
n o O - è
Q o ' ẩ
o c r f i e , Q
0 0ôô o *
i) Tinh bột sắn dây ft
Q>
g) Tinh bột hoài sơn
.o 0o0°<? r ,
?ô•“ ô p o ©
*°ểô Ọ t> o aoô„
OÔ ° k) Tinh bột gạo
h) Tinh bột sen
0 'ể®
ò ® 0 0# _ <®
2 ® ©ỗ®
đ ô s ộ O o ® 0
a úđ" ằ• ụo
1) Tinh bột ngô Hình dạng các hạt tinh bột
Soi kính hiển vi phân cực, hạt tinh bột có hình chữ nhật thập đen.
Trong nước lạnh hình dạng tinh bột không thay đổi. Khi nâng dần nhiệt độ thì tinh bột chuyển qua 3 giai đoạn. Giai đoạn đầu tinh bột ngậm một ít nước, nếu làm mất nưđc thì tinh bột ưở lại tình trạng ban đầu. Khi nâng dần nhiệt độ khoảng 60-85°C thì hạt tinh bột nở ra nhanh chóng, tinh bột ngậm nhiều phân tử nước hơn, các dây nối hydro bị đứt. hạt tinh bột không thể trở lại tình trạng ban đầu. Nếu nâng cao nhiệt độ hơn nữa thì tinh bột chuyển thành hồ tinh bột. Hĩnh (a) và (b) biểu diễn tình trạng tinh bột ở dạng không nỏ và dạng nở.
Các loạỉ hạt tinh bột hay gặp
H ạt hình trứng và hình thận: Tinh bột khoai tây ch ế từ củ cây khoai tây - Solatium tuberosum L . , thuộc họ Cà - Solanaceae. Hạt tinh bột hình trứng, rôn hạt ở đầu hẹp, các Vẩn đồng tâm dễ nhận. Thỉnh thoảng có hạt kép 2 hoặc 3. Kích thưđc trung binh 50ụ.m nhưng có hạt lớn đến 80-100ịim.
This is trial version WWW. adultpdf. com
a) Sơ đồ biểu diễn tinh bột ngậm ít phân tử nước
b) Sơ đồ biễu diễn tinh bột khi ngậm nhiều phân tử nưđc, dây nối hydro bị đứt
Tinh bột hoàng tinh ch ế từ củ cây dong - M aranta arundinacea L. , thuộc họ dong - Marantaceae, (đừng nhầm vđi cây hoàng tinh - Polygonatum sp.). Hạt hình trứng kích thước 30-60um.
Tinh bột sen, ch ế từ hạt cây sen - Nelumbo nucifera Gaertn., họ Sen - Nelumbonaceae. Hạt tinh bột hình trứng hay hình thận, rốn hạt hình vạch kích thưđc hạt từ 3-25n,m.
Tinh bột sắn (= khoai mì) ch ế từ cây sắn (= khoai mì) - Manihot esculenta Crantz; họ Thầu Dầu- Euphorbiaceae. Hạt hình cầu phần lớn một đầu bị lẹm và hơi ỉõm trông như cái chuông. Rốn hạt hình sao, kích thước 3-35|j.m.
Tinh bột đậu, ch ế từ hạt cỏa nhiều loại đậu - Phaseolus spp.\ họ Đậu - Fabaceae. Hạt hình trứng hay hình thận. Rốn hạt dài và phân nhánh, kích thước trung bình 35ịim.
Tinh bột hoài sơn, chế từ củ của cây củ mài - D ioscorea persimilis Prain và Burkill, họ củ nâu - Dioscoreaceae. Hạt hình trứng hay hình thận. Rôn hạt dài, kích thưđc trung bình 40|im.
H ạt hình đĩa hay hình thấu kín h dẹt: Tinh bột mì ch ế từ hạt của cây lúa mì - Triticum vuỉgare L., họ Lúa - Poaceae, kích thước hạt lổn đến 30|4.m, hạt bé 6-7p.m.
Tùy theo vị trí nhìn mà thấy hình tròn hoặc hình thấu kính lồi 2 mặt. Rổn hạt là 1 điểm ở giữa hạt, khổng rõ.
H ạt hình nhiều g ố c ; Tinh bột gạo ch ế từ hạt cây lúa - Oriza saliva L., họ Lúa - Poaceae. Hạt nhiều góc, nhỏ, kích thưđc từ 4-6nm, thường được kết thành đám.
Rốn hạt không rõ.
Tinh bột ngô (= bắp), chế từ hạt cây ngô - Zea mays L. ; họ Lúa - Poaceae.
Hạt nhiều góc, rốn hạt ở giữa rất rõ, kích thước 15-30nm.
This is trial version WWW. adultpdf. com