Bài giảng Hóa Sinh - Chương III: Gluxit ( hydratcacbon)

3.1.Tính chất chung và phân loại 3.2. Đường đơn ( Monosacarit)3.3. Oligosacarit3.4. PolisacaritCHƯƠNG IIIGLUXIT ( HYDRATCACBON)3.1.Tính chất chung và phân loại Gluxit hay đường là nhóm lớn các chất được tạo thành từ cacbon, hydro và oxy. Phần lớn đường có công thức chung ( CH2O)n. Một số đường phức tạp có chứa một lượng nhỏ nitơ và lưu huỳnh.Gluxít tham gia cấu tạo tất cả các cơ thể sống. Trong thực vật gluxit chiếm tới 80% trọng lượng khô của tổ chức. Trong cơ thể động vật và người gluxit ít hơn, nhiều nhất là ở gan ( 5-10%), cơ vân ( 1-3%), cơ tim ( 0,5%) và não (0,2%). Trong toàn bộ chất sống gluxit chiếm nhiều hơn tất cả các chất khác cộng lại. GLUXIT ( HYDRATCACBON) Gluxit đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng. Khi oxy hoá 1gam gluxit sẽ giải phóng được 17,1KJ. Những gluxit phức tạp như sacaroza, lactoza, tinh bột, glycogen là những chất dinh dưỡng dự trữ. Xenluloza thực vật, chitin ở côn trùng và một số loại gluxit khác ở người và động vật tạo nên độ cứng cơ học cho các mô sống. Gluxit được sử dụng như một nguyên liệu kiến tạo các phân tử phức tạp hơn của axit nuleic, protit và lipit. Nếu thiếu gluxit quá trình oxy hoá mỡ và protit trong cơ thể sống không diễn ra bình thường. GLUXIT ( HYDRATCACBON) Cây xanh có khả năng tổng hợp gluxit từ khí cacbon và nước trong quá trình quang hợp có sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời : CO2 + H2O DL + ASMT (CH2O)n + O2 Về mặt cấu tạo hoá học, gluxit là những rượu andehyt, rượu xetonic hoặc là dẫn xuất của chúng.Gluxit được phân chia thành đường đơn, đường mạch ngắn ( 2-10 đường đơn) và đường đa. Cơ sở của sự phân loại này là khả năng thuỷ phân thành các gluxit đơn giản hơn. Đường đơn không bị thuỷ phân, đường mạch ngắn có thể thuỷ phân thành các đường đơn, đường đa thuỷ phân thành hàng trăm, hàng ngàn phân tử đường đơn.GLUXIT ( HYDRATCACBON)GLUXIT ( HYDRATCACBON)Quang hợp ở cây xanh3.2. Đường đơn ( Monosaccarit)	Đường đơn hay monosacarit là chất tinh thể không màu, tan mạnh trong nước, nhưng không tan trong dung môi không phân cực. Phần lớn đường đơn có vị ngọt. 	Phân tử của chúng chứa từ 2 đến 7 nguyên tử cacbon và chúng có thể phân chia thành các loại sau : bioza (C2H4O2); trioza ( C3H6O3); tetroza (C4H8O4); pentoza ( C5H10O5); hecxoza (C6H12O6) và heptoza ( C7H14O7). GLUXIT ( HYDRATCACBON)Đường đơn ( Monosaccarit)Nhóm aldehyde Nhóm OH ( hydroxyl )Đường 3 cacbon (Glyceraldehyde, C3H6O3)Glyceraldehyde là đường trioza bởi vì có 3 nguyên tử cacbon trong mỗiphân tử Nó cũng được goi là một aldoza bởi vì có 1 nhóm aldehyt ngoài cùngCấu tạo khung :Tất cả các đường đơn (monosacarit ) đều có một nhóm cacbonyl ( C=O) và một số nhóm hydroxin rượu (-OH). Nếu nhóm cacbonyl nằm ở đầu mút mạch cacbon, nó sẽ tạo ra nhóm andehyt và đường đơn đó được gọi là anđoza. Phần lớn các anđoza dưới một công thức chung 	 CH2OH-(CHOH)n- HC = ONếu nhóm cacbonyl nằm giữa các nguyên tử cacbon sẽ tạo nên nhóm xeton và đường được gọi là xetoza. Xetoza có công thức chung 	 CH2OH- CO-(CHOH)n- CH2OHAldo và XetoAldoza Aldo và XetoGLUXIT ( HYDRATCACBON)Đường đơn rất dễ tham gia vào các liên kết hoá học, vì vậy rất ít khi chúng ở trạng thái độc lập. Trong cơ thể chúng thường tồn tại dưới dạng dẫn xuất. Tuy nhiên trong dịch tế bào thực vật, máu, bạch huyết, dịch tế bào của người và động vật vẫn có glucoza . Trong máu người ở điều kiện thường chứa từ 0,8-1,1 gam glucoza/l . Đường đơn thường gặp nhất là pentoza và hexoza. Trong cơ thể người và động vật đã phát hiện được trên 10 loại đường đơn khác nhau, bao gồm các loại sau : Andehyt glyxerit; Dioxiaxeton; Eritroza; Riboza; Ribuloza; Dezoxiriboza; Glucoza; Galactoza; Fructoza; Sedoheptoza.Các đường đơn có từ 5 nguyên tử cacbon trở lên tồn tại không chỉ ở dạng mạch thẳng, mạch nhánh mà còn ở dạng mạch vòng. Các đồng phân mạch vòng không có nhóm andehyt hoặc xeton, bởi vì cacbonyl đã kết hợp với một nhóm OH nào đó của phân tử để tạo thành  hoặc  polyaxceton. Sự tương tác của cacbonyl và OH- sẽ làm đứt nối đôi của nhóm cacbonyl và nguyên tử hydro liên kết đồng hoá trị và mạch được khép kín thông qua nguyên tử oxy của nhóm OH-Mạch thẳngMạch vòngDạng thẳng và dạng vòngCác loại đường 6 cacbon trong tự nhiênGlucoza là đường 6 cácbon điển hìnhGalactoza là đồng phân của đường glucozaMannoza là đồng phân của glucozaRiboza là đường 5 cacbon điển hìnhArabinoza là đồng phân của ribozaXyloza	là đồng phân của ribozaFructoza	là dạng xeto glucozaFructoza	là dạng xeto glucozaCác dạng đồng phân  và β3.3. Oligosacarit	Oligosacarit là các gluxit tạo thành từ một lượng không lớn các monosacarit (2 hoặc 3). Oligosacarit thường gặp ở thực vật. Trong cơ thể người và động vật có disacarit mantoza, đây là sản phẩm trung gian của quá trình phân huỷ polysacarit. Trong sữa người và động vật có disacarit lactoza. Trong củ cải đường, mía và nhiều loại cây trồng có disaccarit sacaroza.	Disacarit thường ở dạng tinh thể không màu, tan trong nước và có vị ngọt. Sacaroza, matoza và lactoza được tạo thành từ 2 phân tử hexoza và là các đồng phân. Chúng có công thức chung là C12H22O11. Chúng rất khác nhau về tính chất và cấu trúc. 	Ví dụ, Sacaroza là sản phẩm của glucoza và fructoza với sự liên kết của 2 nhóm cacboxyl (OH) . GLUXIT ( HYDRATCACBON)DisacaritTất cả các disacarit đều có phản ứng đặc trưng là phản ứng thuỷ phân. Sacaroza thuỷ phân thành glucoza và fructoza. Lactoza sẽ thuỷ phân thành galactoza và glucoza. Mantoza thuỷ phân thành 2 phân tử glucoza. 	Quá trình thuỷ phân xảy ra khi nấu nướng thức ăn, trong quá trình tạo mật của ong mật và trong ống tiêu hoá của người và động vật. Quá trình này có thể tóm tắt qua phương trình : C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 3.3. PolysacaritPolisaccarit hay đường đa là chất cao phân tử được tạo thành từ hàng trăm, hàng ngàn phân tử monosaccarit hoặc dẫn xuất của chúng: đó là những polyme mạch thẳng hoặc mạch nhánh, trong đó các monome được liên kết với nhau bằng liên kết gluco-glucozit. Đường đa được phân thành đường đa thuần và đường đa tạp. Đường đa thuần được tạo thành từ 1 loại monosacarit. Đường đa tạp chứa vài loại monosacarit khác nhau.Polisaccarit thuần là chất rắn, khó nóng chảy và không bay hơi, không có cấu trúc tinh thể, không có vị ngọt. Một số đường đa thuần không tan trong nước và không tạo thành dung dịch keo. Chúng có mặt nhiều ở thực vật. Tinh bột, xenluloza và glycogen là polyme của glucoza có công thức chung là (C6H12O6)n.TINH BỘT	Tinh bột thường có trong hạt ngũ cốc, khoai tây và các phần có diệp lục của thực vật. Tinh bột thực vật thường gặp ở hai dạng: amiloza và amilopectin. Trong phân tử amiloza, các phân tử glucoza liên kết với nhau bằng các cầu nối oxy tạo thành giữa nguyên tử cacbon số 1 của phân tử này với cacbon số 4 của phân tử kia (khoảng 100- 1000 phân tử glucoza). 	Mạch amiloza trong không gian xoắn lại như hình lò xo, còn phân tử nhìn chung có hình sợi. Amiloza tan tốt trong nước. Amilopectin tạo thành từ glucoza có cấu trúc mạch nhánh, do liên kết giữa nguyên tử cacbon số 6 và nguyên tử cacbon số 1 của nguyên tử khác (khoảng 600- 6000 phân tử glucoza). XENLULOZAXenluloza là phần cơ bản của các tế bào thưc vật. Phân tử xenluloza là những mạch nối glucoza dài và không phân nhánh, khối lượng phân tử từ 100.000 đến 500.000 đv C. Giữa các mạch tạo nên các liên kết hydro với sự tham gia của nhóm hydroxyl, từ đó tạo nên cấu trúc sợi không tan trong nước. Sản phẩm trung gian của quá trình thuỷ phân tinh bột và glycogen là đextrin và mantoza, sản phẩm cuối cùng là gluccoza.Tinh bột, Glycogen và CellulozaLiên kết trong tinh bột và xenlulozaTinh bộtXenlulozaα-1,4-glycosidic bondβ-1,4-glycosidic bondGlycogen hay còn gọi là tinh bột của động vật. Về cấu trúc nó gần giống với amilopectin. Trọng lượng phân tử là 1.000.000- 5.000.000 (khoảng 6000- 30.000 phân tử glucoza). 	Glycogen tan trong nước nóng và tạo thành dung dịch keo. Tinh bột và glycogen được dự trữ trong cơ thể và được sử dụng như nguồn cung cấp năng lượng cho hoạt động sống. Nếu cơ thể thiếu glucoza tự do thì một phần của phân tử glycogen phía đầu mút bị cắt ra làm cho chiều dài phân tử ngắn lại. Khi glucoza tự do tăng lên thì độ dài của phân tử glycogen lại được tăng lên do có sự liên kết với các phân tử glucoza tự do. Phần lớn glycogen được tích luỹ trong gan và tế bào cơ. GlycogenGLYCOGENPolisaccarit tạp bao gồm: Axít hyaluronic, axít condroitinsunfuric và heparin. Axít hyaluronic là chất keo dính của thành tế bào đồng thời có vai trò phân bổ các chất dinh dưỡng trong mô bào, có nhiều ở dịch tuỷ sống và thuỷ tinh thể mắt. Axít condroitinsunfuric có ở màng tế bào, sụn xương, mô xương, giác mạc mắt. Heparin có trong gian bào của gan, phổi, thành động mạch, tham gia chống đông máu và bảo vệ cơ thể khỏi bị viêm nhiễm.Thank you