DƯỢC LIỆU CHỨA CARBOHYDRAT

MỤC TIÊU HỌC TẬP

1. ĐỊNH NGHĨA & CẤU TRÚC HOÁ HỌC CỦA- TINH BỘT- CELLULOSE VÀ CÁC DẪN CHẤT- GÔM VÀ CHẤT NHẦY

2. PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT CÁC DƯỢC LIỆU CHỨA CÁC THÀNH PHẦN TRÊN

3. MỘT SỐ DƯỢC LIỆU CHỨA TINH BỘT, CELLULOSE, GÔM VÀCHẤT NHẦY

CARBOHYDRAT

- Carbohydrat là một hợp chất rất quan trọng đối với cơ thể sống. - Là nhóm hợp chất hữu cơ có nhóm carbonyl (ald hoặc ceton) và đa nhóm chức hydroxyl. - Trong cây : có thể tồn tại dưới dạng

- nguyên tố hỗ trợ : như cellulose là chất tạo nên thành tếbào sống,

- dự trữ năng lượng dưới dạng polymer như tinh bột- là chất của nhiều quá trình chuyển hoá như acid nucleic,

coenzym,- là tiền chất cho tất cả các quá trình tổng hợp các chất

chuyển hóa bậc hai.

đầu tiên được hình thành bởi quá trình quang hợp giữa khí CO2 và nước, nó là chất cơ bản cho việc hình thành và tổng hợp các hợp chấthữu cơ khác trong cơ thể sống.

Qua sơ đồ tổng hợp ta thấy carbohydrat hay còn được gọi là glucid (đường).

CO2 H2O

Glucose

Mono-, oligo-, polyosid

GLYCOSID

Phospho-enol

pyruvate

Erythrose-4 phosphate

shikimate

pyruvate

Acetyl-CoA Chu trình Krebs

Amino acid

ALKALOID

SHIKIMATES

TERPEN & STEROID

Tinh dầu,sesqui- vàditerpen, saponin, cardenolid, caroten

hγ

Quang hợp

Cinnamate, lignan, coumarin, quinon

phenol, quinon, macrolid, acid béo, dầu, mỡFlavonoid,

Anthrocyanin,tanin

protein

POLYACETAT

CARBOHYDRAT

Định nghĩa : là nhóm hợp chất hữu cơ, gồm những monosaccharid, những dẫn chất và sản phẩm ngưng tụ của chúng.

Cấu trúc :

Monosaccharid : polyhydroxyaldehyd (aldose) và polyhydroxyceton (cetose)

- tồn tại ở dạng mạch hở hoặc mạch vòng bán acetal.

Phân loại : 3 nhóm

- monosaccharid

- oligosaccharid : là những carbohydrat khi thủy phân cho từ 1 đến 6 đường đơn giản hơn.

- polysaccharid : có phân tử rất lớn, gồm nhiều monosaccharid nối vớinhau, như tinh bột, cellulose, gôm, pectin, chất nhày.

DƯỢC LIỆU CHỨA CARBOHYDRAT

Monosaccharid : có công thức cấu tạo chung là Cn(H2O)n, có nhóm aldhoặc ceton (nhóm carbonyl) và (n-1) nhóm OH.

- Monosaccharid tồn tại trong tự nhiên có số nguyên tử carbon thường 5 và6 (pentose hay hexose), có thể tồn tại từ 3 đến 9 carbon (từ tetrose đếnnonose).

- là những đường đơn không thể cho carbohydrat đơn giản hơn khi bị thủyphân.

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

C OHH

C HHO

C OHH

C OH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

OHH

O

C OHH

C HHO

C OHH

C OH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

HHO

O

D-Glucose α-D-Glucose β-D-Glucose

OHO

HO

OH

OH

OH

TINH BỘT

I. 1. Định nghĩa :

- Tinh bột là sản phẩm quang hợp của cây xanh, trong tế bào hạt

lạp không màu.

-Tinh bột được giữ trong các bộ phận của cây như củ, rễ, quả,

hạt, thân : 2 – 70 % (trong lá : 1 – 2 %).

- Tinh bột tồn tại dưới dạng hạt, kích thước và hình dáng khác

nhau, không tan trong nước lạnh, đun với nước tinh bột bị hồ hóa.

- Trong cây, tinh bột bị thủy phân bởi các enzym thành những

đường đơn giản ở dạng hòa tan và được chuyển đến các bộ phận

khác nhau của cây.

TINH BỘT

I. 2. Cấu trúc hóa học : 2 loại Polysaccharid : amylose và amylopectin

Amylose : chuỗi α-D-Glucose, nối α (1→4), gồm 500 – 20.000 đơn vị

chuỗi thẳng, ít phân nhánh- thường tạo chuỗixoắn đơn

- oxi nằm quay raphía ngoài vòng

- với TT iod cho màuxanh đậm

TINH BỘT

Amylopectin : phân tử lượng lớn, 5.000 – 50.000 đơn vị α-D-Glucose,

nối α (1→4) và α (1→6) ở mạch nhánh.

Với TT iod cho màu tím đỏ

Mảnh cấu trúc của amylopectin

TINH BỘT

Mỗi nhánh có khoảng 30 đơn vị Glucose

Sơ đồ phân nhánh

Vùng vô định hình

Vùng tinh thể

Vân tăng trưởng

TINH BỘT

II. Thuỷ phân tinh bột

Thủy phân bằng acid : sản phẩm cuối cùng là Glucose

C6H1206 (C6H10O5)n + nH2O → (n+1) C6H12O6

Amylose dễ bị thủy phân hơn amylopectin vì dây nối (1 → 4) dễ bị cắt hơn

dây nối (1 → 6)

Thủy phân bằng enzym : 2 loại chính α-amylase và β-amylase

Các enzym khác : nấm mốc (Aspergillus niger) thủy phân tinh bột → glucose (kỹ nghệ chuyển tinh bột thành Glucose)

Ví dụ : amyloglucosidase, glucoamylase, γ-amylase

Enzym có khả năng tác động lên dây nối (1 → 6) gọi là anzym tách nhánh.

Ví dụ : R-enzym, isoamylase (nấm men bia)

α-amylase β-amylase

Tự nhiên Hạt ngũ cốc nảy mầm, nấmmốc, dịch tụy.to : 70 oCpH trung tính

Khoai lang, đậu nành và mộtsố ngũ cốcto : 50 oCpH acid (pH = 3,3)

Khả năng tácdụng

Cắt ngẫu nhiên dây nối (1→ 4)Amylose → 90 % maltose + ítGlucoseAmylopectin : không tác dụnglên dây nối (1 → 6)

Cắt dây nối (1 → 4)Amylose → 100 % maltose

Amylopectin: gặp mạch nhánhthì dừng lại

Sản phẩm thuđược

Tinh bột → chủ yếu là maltose + Glucose + dextrin phân tử bé

Maltose (50-60 %) + dextrin

TINH BỘT

III. Hình dạng tinh bột

- tồn tại dưới dạng hạt, có hình dạng và kích thước khác nhau → kiểm nghiệm

- hình cầu, hình trứng, hình nhiều góc

- kích thước từ 1 – 100 μm (đường kính)

- cấu tạo bởi nhiều lớp đồng tâm xếp xung quanh một điểm gọi là rốn hạt

TINH BỘT

Trong nước lạnh hình dạng tinh bột không thay đổi.

Khi tăng dần nhiệt độ : xảy ra 3 giai đoạn

-Tinh bột ngậm một ít nước (làm khô, tinh bột trở về trạng thái ban đầu)

- t : 60 – 85 oC, tinh bột nở ra, ngậm nhiều nước, dây nối hydro bị đứt (khôngquay lại trạng thái ban đầu).

- to cao hơn chuyển thành hồ tinh bột

Hạt tinh bột khoai tây

TINH BỘT

IV. Chế tinh bột

Nguyên tắc chung :

- Làm nhỏ nguyên liệu, giải phóng tinh bột ra khỏi tế bào

- Nhào với nước, lọc qua rây, lấy phần dưới rây

- Cho lên men (phân hủy gluten, protein)

- Rửa nước, phơi khô

Đọc : cách chế tinh bột mì và tinh bột gạo

TINH BỘT

V. Định tính và định lượng

- Định tính : dd iod → màu xanh tím (xác định tổ chức chứa tinh bột)

dùng hồ tinh bột để phát hiện ra iod.

- Định lượng : phương pháp thuỷ phân acid

- Thủy phân trực tiếp (HCl) : áp dụng cho nguyên liệu chủ yếu làtinh bột.

- Thủy phân bằng enzym rồi tiếp theo bằng acid

- Phương pháp dựa trên cơ sở của Purse : (đọc)

- Định lượng : phương pháp không thủy phân

- dùng phân cực kế : CaCl2 đặc, nóng để hòa tan tinh bột, đo [α]20

- tạo phức với iodD

TINH BỘT

VI. CÔNG DỤNG

- Công nghiệp thực phẩm :

- Nguyên liệu chứa nhiều tinh bột là các hạt ngũ cốc, các loạicủ như khoai, sắn, củ mài, củ đao.

- Tinh bột sắn : Manihot esculenta Crantz.

Là nguyên liệu sản xuất Glucose, bánh kẹo, maltodextrin (sữa)….

- Ngành Dược : tá dược viên nén

- Công nghiệp hóa chất : cồn ethylic

DƯỢC LIỆU CHỨA TINH BỘT

1. Cát căn

2. Mạch nha

3. Ý dĩ

4. Sen

5. Hoài sơn

6. Trạch tả

1. Coix lachryma jobi L. var. ma-yuen

họ Lúa (Poaceae)

2. Đặc điểm thực vật – phân bố

3. Bộ phận dùng - chế biến- Hạt hình trứng, màu trắng đục.

- Thu hoạch tháng 12, tháng 1.

- Đập lấy quả, phơi khô.

4. Thành phần hóa học- Tinh bột

- 2 chất chống ung thư : coixenolid vàα-monolinolein

5. Công dụng

- Y học cổ truyền : chữa tiêu hóa, viêmruột. Thông tiểu trong trường hợp phù. Thuốc bồi dưỡng, bổ phổi. 10 – 30 g

Ý DĨ

CELLULOSE

I. ĐỊNH NGHĨA VÀ CẤU TẠO

- Cellulose là thành phần chính của tế bào thực vật.

- Trong gỗ chứa khoảng 5% cellulose, sợi bông 97-98 %, sợi lanh, sợi gai81-90%, sợi đay 75% …

- là polysaccharid mạch thẳng, gồm các đơn vị β-D-Glucose bằng dây nối β(1→ 4)

- Khi thủy phân không hoàn toàn cho cellotetraose, cellotriose, cellobiose.

- Thủy phân hoàn toàn thì cho Glucose.

- số lượng đơn vị Glucose : 3000 – 10.000

CELLULOSE

- Các phân tử cellulose kết hợp tạo thành micel tức bó sợi có đườngkính 2-20 nm và chiều dài 100 - 40 000 nm.

- Các micel tạo thành bó microfibril (quan sát được dưới kính hiển vi)

CELLULOSE

- Các phân tử cellulose trong micel nhờ có nhiều liên kết hydro

nên tạo được sợi bền chắc.

có liên kết (O3-HO5' và OH6-O2'), (O6-HO3')

CELLULOSE

Tính chất :

- Cellulose không tan trong nướcvà dung môi hữu cơ

- Tan trong dung dịch Schweitzer

(hydroxyd đồng trong ammoniac

Cu(CH3)4(OH)2

- Tan trong dd kẽm chlorid đậmđặc

CELLULOSE

II. DẪN CHẤT CELLULOSE VÀ CÔNG DỤNG

1. Cellulose vi tinh thể : từ cellulose thủy phân một phần.

Bột màu trắng, không tan trong nước, phân tán trong nước cho gel

Bột cellulose dùng trong bào chế làm tá dược rã (cấu trúc mao quản)

Tá dược đa năng : dính và trơn

làm ổn định các nhũ dịch và hỗn dịch

2. Cellulose kiềm : Cellulose + NaOH → cellulose kiềm (OH bậc 1 củaGlucose phản ứng với NaOH) → làm cấu trúc của sợi micel thay đổi.

Áp dụng trong kỹ nghệ dệt làm sợi bóng láng và dễ bắt màu.

CELLULOSE

3. Cellulose xanthat : Cellulose + Carbon disulfit (CS2)

- dd cellulose xanthat có độ nhớt cao.

- cellulose được tái sinh (cellulose + H2SO4 và nén ép) dướidạng sợi nhỏ → pp sản xuất sợi cellulose tổng hợp.

4. Methylcellulose (MC) : methyl hóa các nhóm OH của cellulose

- Chế biến : tạo cellulose kiềm + Methylchlorid (CH3Cl) → tủamethylcellulose bằng MeOH, phơi, sấy khô.

- Tính chất : bột trắng, tạo với nước dd giả có độ nhớt phụthuộc vào nồng độ, mức độ alkyl hóa, độ lớn phân tử.

- Bào chế : nhũ dịch và hỗn dịch, thuốc mỡ, tá dược dính vàrã cho viên nén.

- Có thể tạo ethylcellulose, methylethyl cellulose

DƯỢC LIỆU CHỨA CELLULOSE

Cây bông thuộc chi Gossypium,

họ Bông, Malvaceae

Lai tạo từ 4 loài chính :

G. herbaceum L.

G. arboreum L.

G. barbadense L.

G. hirsutum L.

DƯỢC LIỆU CHỨA CELLULOSE

Đặc điểm thực vật :-Cây nhỡ cao 1 – 3 m, hàng năm và nhiềunăm.

- lá so le có cuống dài, phiến lá chia 5 thùy, gân lá chân vịt.

- Hoa mọc nách lá, 5 cánh, có màu sắcthay đổi.

- Quả nang, hình trứng, có 3 – 5 ô, mỗi ô có 5 – 7 hạt.

- hạt được bao bọc bởi sợi bông màutrắng (có thể có màu vàng, vàng cam)

- Bông trồng tháng 1-2, thu vào tháng5-6.

- sản lượng 10 triệu tấn, ở Ấn độ, Ai cập

- Việt nam : ninh thuận, đồng nai, tây ninh

DƯỢC LIỆU CHỨA CELLULOSE

Bộ phận dùng và công dụng

1. Sợi bông : là lớp bông bên ngoài vỏ hạt, mỗi hạt mang 5000 – 10.000 bông

dài : 30 – 50 mm

trung bình : 25 – 30 mm

ngắn : < 25 mm

- sợi bông rỗng ở giữa tạo thành mao quản (KHV) → hút nước (loạichất béo ở thành tế bào lông)

- sợi bông tan trong dd đồng oxyd/amoniac → cutin

- sợi bông nhuộm hồng tím trong dd kẽm chloroiodid

- thành phần chủ yếu cellulose 98 %, ít chất vô cơ, protein, chất béo.

Y học chia bông làm 2 loại : bông xơ và bôn hút nước

- bông xơ : bông tự nhiên, được cán, không chế biến. Không hút nước

dùng làm êm khi băng bó, nút các ống.

- bông hút nước : tảy chất béo, có hút nước. Băng bó vết thương.

2. Hạt bông : dầu 15 % (laọi nửa khô), acyl glycerol của acid béo chưa no.

- dầu bông làm xà phòng, pha sơn.

3. Lá bông : chứa 5 – 7 % acid citric

4. Vỏ rễ : gossypyl (1 – 2%) có tác dụng giảm tinh trùng và testosteron

5. Hoa : Flavonoid (4,5 %)

GÔM - CHẤT NHẦY

I. Nguồn gốc và vai trò sinh lý của gôm và chất nhầy

- Gôm có nguồn gốc bệnh lý, cây tiết ra gôm là phản ứng đối với điềukiện không thuận lợi.

- Chất nhầy là thành phần cấu tạo của tế bào bình thường.

- Không có ranh giới rõ rệt giữa gôm và chất nhầy.

- Gôm là sản phảm thu được dưới dạng rắn từ kẽ nứt tự nhiên hay vếtrạch của cây, còn chất nhầy là sản phẩm có thể chiết ra từ nguyên liệubằng nước.

- Gôm và nhựa : phân biệt (đốt, tính tan, hóa học)

GÔM - CHẤT NHẦY

Phân loại : gôm và chất nhầy thành 3 nhóm theo cấu tạo hóa học

1. Nhóm trung tính : Galactomannan hoặc Glucomannan

- Galactomannan : polysaccharid của D-mannose và D-galactose

- Glucomannan : polysaccharid của D-mannose và D-glucose

Mạch chính gồm D-mannopyranose

Mạch nhánh gồm D-galactopyranose.

2. Nhóm acid, thành phần có acid uronic : đại diện gôm arabic

- Gôm arabic có PTL lớn : 250.000, phân nhánh nhiều

- Cấu tạo : D-galactopyranose, L-arabinose, L-rhamnose, acid D-glucuronic (tỷ lệ 3:3:1:1).

Mạch chính gồm D-galactopyranose theo dây nối β (1→3)

3. Nhóm acid, có thành phần gốc sulfat : đại diện thạch Agar

GÔM - CHẤT NHẦY

Tính chất :

- Gôm và chất nhầy hoà tan trong nước tạo dung dịch có đột nhớt cao

- Không tan trong các dung môi hữu cơ như ether, benzen, chloroform

- tan trong cồn thấp độ (phụ thuộc loại gôm, chất nhầy)

- bị tủa bởi chì acetat trung tính hoặc kiềm

- Gôm và chất nhầy có cấu tạo thẳng thì dễ tạo màng, ít dính. Ngược lại, cấu

tạo phân nhánh thì khó tạo màng nhưng có tính dính cao.

- Độ nhớt thay đổi theo pH (nhóm acid), ít thay đổi theo pH (nhóm trung tính)

- Chất nhầy bắt màu xanh với methylen (định tính trên vi phẫu)

GÔM - CHẤT NHẦY

III. Đánh giá dược liệu chứa gôm hoặc chất nhầy

- Phương pháp đo độ nhớt

- Chỉ số nở

- Nghiên cứu thành phần monosaccharid của gôm và chất nhầy : thuỷ phânhoàn toàn.

IV. Ứng dụng

- Thực phẩm

- Chữa ho, làm lành vết thương, vết loét.

- Tá dược trong bào chế : tá dược rã trong viên nén, chất ổn định trong nhũdịch, kem và thuốc mỡ.

- Mỹ phẩm

DƯỢC LIỆU CHỨA GÔM - CHẤT NHẦY

1. Gôm arabic

2. Gôm adragant

3. Sâm bố chính

4. Bạch cập

5. Mã đề

6. Thạch

GÔM ARABIC

Acacia senegal (L.) Willd., Mimosaceae

Tên đồng nghĩa : A. verek Guill et Perr.

Tên nước ngoài : Gum arabic, senagal gum

Đặc điểm thực vật:

Phân bố : Sudan (40.000 tấn/năm), Tây, Nam xa mạcSahara (Moritani, Mali, Senegal, Nigeria).

Thu hoạch : cây >3 tuổi (5-7), mùakhô, đẽo cây thành từng băng. 500-800g gôm/1 cây

Đặc điểm dược liệu : tròn khôngđều, rắn, d= 2 – 3 cm, vàng hay vàng nâu.

Gôm tan trong nước tạo dd keo, dính.

Thành phần hóa học : polysaccharid thuộc nhóm acid.

3-4 % chấ vô cơ (Ca, K, Mg).

Mạch chính cấu tạo bởi D-galactose; mạch nhánh cấu tạo bởiacid D-glucuronic acid.

PTL: 200,000 - 300,000.

Công dụng :

-Thực phẩm

- Bào chế

- Mỹ phẩm

KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG

Thời gian : 3 tiết

Tiết 1 : - định nghĩa, cấu tạo và tính chất của tinh bột

- một số dược liệu chứa tinh bột

Tiết 2 : - định nghĩa, cấu tạo và tính chất cellulose

- Cây bông

Tiết 3 : - Gôm và chất nhầy

- Dược liệu chứa gôm và chất nhầy

Phương pháp giảng dạy :

Giảng viên : giảng, hỏi, nói và hướng dẫn tự đọc tài liệu một số mục

sử dụng thiết bị : máy chiếu

Học viên : nghe, ghi và trả lời câu hỏi