Trao i trc tuyn ti:www.mientayvn.com/chat_box_hoa.html

I H C N NG TR NG I H C BCH KHOA KHOA HA

HA SINH IIBi gi ngBin so n: TS. ng Minh Nh t

N ng, 2007

CHNG 1 - KH NNG CHUY N HO C A PROTEIN, GLUXIT, LIPIT 1.1 CC BI N I C A PROTEIN TRONG QU TRNH S N XUT V B O QU N 1.1.1 BI N I DO NHI T Cc qu trnh ch bi n th c ph m bao g m un nng, lm l nh, s y, s l ho ch t, ln men, chi u b c x v cc qu trnh x l khc. Trong , un nng l qu trnh ch bi n c s d ng ph bi n nh t. Thng th ng, un nng c th c hi n nh m m c ch v ho t vi sinh v t v cc enzym n i sinh (endogenous enzyme) gy cc ph n ng oxy ho ho c thu phn khng mong mu n khi b o qu n ho c bi n i h n h p cc thnh ph n nguyn li u th c ph m khng h p d n thnh s n ph m th c ph m c k t c u ng nh t v c s c li cu n v m t c m quan. Hn n a, m t s protein nh lactoglobulin v -lactalbumin t s a b v protein t u nnh c th gy d ng, tr thnh v h i nh qu trnh ny. Tuy nhin, cc nh h ng c l i nh qu trnh un nng th c ph m giu protein ni chung th ng i km v i m t s nh h ng x u, lm gi m gi tr dinh d ng v cc tnh ch t ch c nng c a protein. Gia nhi t v a ph i Gia nhi t v a ph i ch lm protein bi n tnh v gip c i thi n gi tr dinh d ng c a s n ph m, do: - lm m t c tnh c a cc c t c b n ch t protein (nh enterotoxin cu Staphyloccocus aureus) ho c c a cc ch t km hm cc enzym ng tiu ho (nh antitripxin Kunitz v Bowman c trong h t u tng). - lm v ho t cc enzym (protease, polyphenoloxidase, lipoxydase) v n xc tc ph n ng ph hu cc vitamin. - lm tng kh nng tiu ho c a m t s protein do lm du i m ch peptit c a chng, gi i to cc g c axit amin tr c y b vi trong phn t , do t o i u ki n cho protease tc d ng c thu n l i hn.Vd.: colagen, glixinin u tng, ovalbumin Thanh trng Gia nhi t ki u thanh trng nhi t l n hn 110-115 oC cc s n ph m giu protein nh th t, c, s a s gy ph hu m t ph n cc g c xistin, xistein hnh thnh nn H2S, dimetylsulfua, axit xisteic v h p ch t bay hi khc khi n cho cc s n ph m ny c mi c trng.

Gia nhi t khan Gia nhi t khan protein nhi t trn 200 oC (nhi t rn th t v c) t o ra , ho c cacbolin do ph n ng vng ho c a tryptophan:R N N H R N H NH2 R R CH3

N H

NH2

-cacbolin (R=H hay CH3)

-cacbolin (R=H hay CH3)

-cacbolin (R=H hay CH3)

Gia nhi t

nhi t cao

Gia nhi t nhi t cao (hn 200 oC) th c ph m giu protein c pH trung tnh ho c ki m tnh s x y ra: Thu phn cc lin k t peptit v ng phn ho cc g c axit amin, t o ra h n h p raxemic do lm gi m gi tr dinh d ng i 50%, do cc ng phn D c t o thnh kh b tiu ho hn; Ph hu m t s axit amin: nh arginin s b chuy n thnh ornitin, ure, xitrulin v amoniac. Xistein b chuy n thnh dehydroalanin. Gia nhi t mi tr ng ki m, serin, treonin v lizin cng b ph hu ; T o c u n i ng ho tr ki u lyzinoalanin, ornitinoalanin ho c lantionin lin k t g c dehydroalanin (DHA) chu i polypeptit ny v i cc g c lyzin, ornitin ho c g c xistin chu i polypeptit khc. G c DHA c t o ra do ph n ng lo i g c xistein ho c phosphoserin:O NH HC CH2 X C O NH

OHCX

O NH C CH2 C

-

C

+

X

-

CH2

(X l SH ho c PO3H2)

g c DHA

M ch polypeptit c ch g c lizin, g c ornitin ho c g c xistein s k t h p v i m ch polypeptit c ch g c DHA theo s sau:

O NH CH C (CH2) 4 NH2 CH2 NH CH C O O NH CH C (CH2)4 HN CH2 NH CH C O NH N H CH NH NH CH (CH2)3 NH2 CH2 CH

O C NH CH CH2 SH CH2 C O O C H N NH CH

O C

C O O

CH CH2 S H2 C

C

(CH2)3 NH H 2C CH C O NH

CH

C O

Khi x l nhi t th t ho c c nhi t cao hn nhi t thanh trng th cn t o ra c u ng ho tr ki u izopeptit gi g c lizin cu chu i peptit ny v i g c glutamic ho c g c aspartic cu chu i peptit khc:HN CH2 O C (CH2)4 NH C O (CH2) 2 HC C O NH

C u izopeptit V phng di n dinh d ng, vi c t o ra c u ng ho tr izopeptit trong cng m t phn t ho c gi cc phn t s lm gi m tiu ho cu nit, gi m h s s d ng protein v gi tr sinh h c cu protein. Hn n do hi u ng khng gian cc c u ng ho tr (glutaminlizyl ho c aspartyl-lizyl) s ngn c n khng cho cc protease n c vng c hi u thu phn do lm cho qu trnh tiu ho protein b ch m l i. 1.1.2 BI N I DO ENZYM Trong qu trnh b o qu n cc th c ph m giu protein th ng x y ra hi n t ng i th i lm m t gi tr dinh d ng cu th c ph m. Nguyn nhn l do tc d ng cu enzym c s n trong th c ph m, cng nh cu vi sinh v t xm nh p t mi tr ng ngoi vo. Khi protein b chuy n ho theo nh ng ph n ng c b n sau:

a) Ph n ng kh amin:R CH NH2 COOH

+ +

H2O

R

CH OH

COOH

+

NH3

R

CH NH2

COOH

enzym cuaH2

R

vi sinh vat hieu khi

CH2 COOH

+

NH3

b) Ph n ng kh nhm carboxyl:R CH NH2 COOH R CH2 NH2

+

CO2

Ph n ng ny t o thnh cc amin khc nhau. T lizin t o thnh cardaverin, t histidin t o thnh histamin, l nh ng ch t c. c) Ph n ng kh amin kh carboxyl:R CH NH2 COOH

+

1/2 O2

R

CH O

COOH

+

NH3

R

CH O

COOH

decarboxylaseR CH O

+R CH OH COOH

CO2

R

CH NH2

COOH

+

H2O

+

NH3

R

CH OH

COOH

R

CH OH

+

CO2

d) Ph n ng t o thnh mercaptan. Th ng x y ra i v cc axit amin c ch lu hunh:HS CH2 CH NH2 COOH

+2HHS CH2 CH3

+

CO 2

+

NH3

etylmercaptit

e) Ph n ng t o thnh scatol, crezol, phenol: do cc vi sinh v t gy th i r th ng g p trong ng ru t v trong qu trnh c t gi protein chuy n ho cc axit amin vng thnh cc s n ph m c c mi kh ch u nh: scatol, indol, crezol, phenol.

-

Ph n ng t o scatol, indol:CH2 N H CH NH2 COOH

+

H2O N H

CH2

CH OH

COOH

+

NH3

tryptophanCH2 N H CH OH COOH

axit indoloxypsopinic

+

O2 N H

CH2

COOH

+

H2O

+

CO2

axit indolaxetic

CH2 N H

COOH N H

CH3

+

CO2

scatolCH3 N H

+

3/2 O 2 N H

+indol

H2O

+

CO2

-

Ph n ng t o thnh crezol, phenol:OH OH

HO

CH2

CH COOH NH2 CH2

tyrosine

crezol

phenol

f) Ph n ng t o thnh di- trimethylamin t cc lipoprotein. Ph n lipit sau khi tc t trimethylamin: V d : lipoprotein s b chuy n ho thnh cc di-

H3C H3C H3C N OH CH2 CH2 OH H3C

CH3

H3C

[O]N CH3

O

N CH3

CH3

colin

trimetyl amin

oxytrimetylamin (mui tanh)

g) Ph n ng t o thnh phosphin: X y ra v i phosphoprotein v nucleoprotein. Ngu n t o thnh phosphin l cc axit phosphoric c trong protein c gi i phng ra khi phn hu . Phosphin l kh khng mu, mi th i, r t c 1.2 KH NNG CHUY N HO CU CARBOHYDRAT 1.2.1 S PHN GI I CU DISACARIT V POLYSACARIT S phn gi i cu disacarit v polysacarit th c hi n theo hai ki u: thu phn v phosphoryl phn. a) Thu phn: l qu trnh phn gi i c s tham gia cu n c. D i tc d ng cu nhi u lo i enzym: Polysaccarit oligosaccaritmonosaccarit V d : tinh b t, glycogendextrinmaltoseglucose; qu trnh phn gi i ny c th c hi n nh cc enzym -amylase, -amylase v -amylase (glucoamylase). b) Phosphoryl phn: qu trnh phn gi i, trong axit phosphoric ng vai tr cu n c trong qu trnh thu phn, x y ra d i tc d ng cu enzym phosphorylase. Phosphorylase ch tc d ng vo lin k t 1,4 cu phn t tinh b t v s d ng l i khi t i lin k t 1,6. Tc d ng cu n ch ti p t c c sau khi lin k t 1,6 c gi i phng nh enzym amylo-1,6-glucosidase. C th coi phosphorylase l enzym glucosyl transferase, v n xc tc cho s chuy n g c glucose t i g c axit phosphoric. Qu trnh ph n ng c ti p di n l n l t v t o nn hng lo i phn t glucose-1-phosphat. S phn gi i glycogen cng ti n hnh tng t v cng t o nn glucose-1phosphat. Cc disacarit cng c th b tc d ng cu enzym phosphorylase tng ng v t o nn d n xu t phosphat cu monosacarit ng th i gi i phng m t monosacarit th hai. V d enzym maltosephosphorylase xc tc cho qu trnh phn gi i maltose thnh glucose-1-phosphat v glucose nh s tham gia cu H3PO3. Ph n ng phosphorylase ni trn l thu n ngh ch nn c th xc tc cho s phn gi i cc polysacarit v oligosacarit cng nh s ti t h p chng.

1.2.2 S

CHUY N HO CU CC MONOSACARIT

V b n ch t qu trnh ny bao g m cc ph n ng oxy ho kh sinh h c c th c hi n b i m t lo t cc enzym c trong ti th . K t qu l phn t hexose (ch y u l glucose) b oxy ho hon ton t o ra cc s n ph m v c l kh CO2 v n c, cn nng l ng m ch t h u c gi i phng ra c tch lu trong lin k t cao nng ATP. Tu thu c vo i u ki n khng c hay c oxy m s phn gi i glucose x y ra theo hai h ng chnh: - Phn gi i k kh: bao g m giai o n ng phn v s ln men k kh. - Phn gi i ho kh (cn g i l qu trnh h h p): bao g m c giai o n ng phn, s oxy ho axit pyruvic v chu trnh Crep. Nh v y hai qu trnh trn u c chung chu i ph n ng t glucose n axit pyruvic. 1.2.2.1 S ng phn Qu trnh ny c pht hi n b i Embden, Meyerhof v Parnas. y l qu trnh ph c t p, c xc tc b i nhi u enzym v khng c s tham gia cu oxy. Phn t ng l n l t tr i qua cc giai o n: ho t ho, c t i phn t hexose (6C) t o thnh 2 phn t ng triose (3C), lo i hydro cu triose-phosphat t o thnh phospho glycerat, chuy n s n ph m trn thnh axit pyruvic. a) Giai o n ho t ho phn t hexose: g m 3 ph n ng - ph n ng t o thnh glucose-6-phosphat nh enzym phospho-gluco-kinase v i s tham gia cu Mg2+:H2C H H OH HO H OH H OH Mg2+

OH O H ATP ADP H

H 2CH OH HO H

O

P O H

H OH OH

Glucose

Glucose-6-phosphat

-

Ph n ng ng phn ho do enzym isomerase xc tc:H2CH H OH HO H OH H OH O P O H P

O O H HO H OH H

CH OH 2

OH

Glucose-6-phosphat

Fructose-6-phosphat

C u t o d ng vng furan c lin k t km b n v ng hn, do m ch cacbon d b c t hn. - Fructose-6-phosphat ti p t c b phosphoryl ho l n th hai nh enzym phospho fructose kinase v i s tham gia cu phn t ATP (adenosin triphosphat)P

O O H HO H OH H

CH OH 2

ATP Mg2+

ADP

P

O

OCH

P

2

H H

O HO H

H C 2

OH

OH

OH

Fructose-6-phosphat

Fructose-1,6-di-phosphat

Do c u t o i x ng, n d b c t m ch cacbon b) Giai o n c t m ch cacbon:

i m gi a.H 2C C O O OH P

P

O

OCH

P H 2C

2

O H HO H

H C 2

H OH

OH

CH HC CH2

O OH O P

Fructose-1,6-di-phosphat

Aldolase l enzym xc tc s phn ly fructose-1,6-diphosphat thnh hai phn t triose phosphat (dihydroxy axeton phosphat v glyxeraldehyd-3-phosphat). Hai triose phosphat ny c th chuy n ho l n nhau nh enzym ng phn (triosephosphat-isomerase). Cn b ng cu ph n ng ny l ch v pha t o thnh glyxeraldehyt-3-phosphat. B i v y, t 1 phn t fructose-1,6-diphosphat s t o thnh 2 phn t glyxeraldehyd-3-phosphat. c) Giai o n oxy ho: c th c hi n nh glyxeraldehyt-3-phosphat dehydrogenase. Enzym ny c coenzym l NAD+, trong trung tm ho t ng c nhm -SH. Trong ph n ng ny g c phosphat cao nng cu axit 1,3-diphosphoglyxeric chuy n cho ADP. cng l ki u phosphoryl ho ADP thnh ATP. Ph n ng ny r t c ngha v nng l ng gi i phng trong qu trnh oxy ho c tch ly trong phn t ATP, b o m cung c p nng l ng cho ho t ng t bo trong i u ki n

khng c oxy. Ph n ng do enzym 3-phospho glyxerat kinase xc tc v t o thnh axit 3-phospho glyxeric: Axit 3-phospho glyxeric bi n i thnh axit 2-phospho glyxeric nh enzym phospho glyxerat mutase: d) S t o thnh axit pyruvic: bao g m qu trnh lo i n c nh enolase xc tc t o thnh axit phospho enolpyruvic, c ch lin k t cao nng. Qu trnh chuy n g c phosphat cao nng cho ADP t o thnh axit enol pyruvic v ATP:

-

D ng enol cu axit pyruvic khng b n v n s chuy n thnh d ng xeton b n hn. e) S chuy n ho cc s n ph m cu i cng cu qu trnh ng phn. Nh v y, sau qu trnh ng phn, ngoi ATP s n ph m t o thnh s l NADH v pyruvat. S chuy n ho ti p theo cu chng ph thu c vo cc con ng chuy n ho khc nhau t bo. NADH ph i c chuy n ho tr l i v d ng NAD+, n u khng s lm h n ch qu trnh ng phn. NADH c th quay l i d ng NAD+ tr l i b ng con ng hi u kh v k kh. C hai u con ng u g n v i s chuy n ho ti p theo cu pyruvat. S ph n cu pyruvat trong t bo s ph thu c vo s c m t cu oxy. Trong i u ki n hi u kh, pyruvat b oxy ho trong chu trnh axit xitric, t o thnh CO2 v ng th i t o ra thm NADH (v FADH2) v trong i u ki n hi u kh cc phn t NADH c t o ra t qu trnh ng phn v chu trnh axit xitric s b oxy ho tr l i thnh NADH+ qua chu i v n chuy n electron ty th . Trong i u ki n k kh, pyruvat s c chuy n ho theo cch khc. S t o thnh axit lactic: d i tc d ng cu lactat dehydrogenase, axit pyruvic b kh thnh axit lactic:

Ph n ng x y ra trong m c ng v t th t o thnh axit L-lactic, cn trong qu trnh ln men lactic do cc vi sinh v t gy ra th t o thnh D-lactic. - Ln men r u: m t s vi sinh v t nh n m men c kh nng bi n i axit pyruvic thnh r u etylic. Qu trnh x y ra theo hai b c. B c u axit

pyruvic b kh nhm carboxyl thnh CO2 v axetaldehyt nh enzym pyruvat decarboxylase c coenzym l thiamin pyrophosphat (ch a vitamin B1) v Zn2+. B c hai, axetaldehyt b kh thnh etanol. Ph n ng c xc tc b i alcohol dehydrogenase: - S t o thnh -glyxerophosphat v glyxerin S ln men glucose cu n m men lun km theo t o thnh m t l ng nh glyxerin: T t c cc ph n ng kh axit pyruvic trn u gip NADH chuy n ho tr l i d ng NAD+ c n thi t cho qu trnh ng phn. Qu trnh ng phn v ln men c tm t t b ng sau:

Qu trnh oxy ho k kh 1 phn t glucose t o thnh 2 phn t axit pyruvic s d ng 2 ATP v t o ra c 4 ATP, nh v y tch lu c 2 ATP. So v i nng l ng d tr cu phn t glucose, qu trnh ny ch gi i phng m t ph n nh nng l ng. Ph n l n nng l ng v n cn tng tr trong s n ph m cu i cng (axit lactic, etanol v.v.). Nh v y i v i cc vi sinh v t k kh, b o m nng l ng cho cc ho t ng s ng, chng ph i phn gi i m t l ng l n ng, t o thnh m t l ng l n s n ph m cu i cng l nh ng h p ch t h u c (r u, axit h u c v.v.). Ng i ta l i d ng i u s n xu t r u, bia, c n, axit h u c v.v. f) S tham gia cu cc c ch t khc vo qu trnh ng phn

1.2.2.2 Chu trnh Crep Qu trnh phn gi i ho kh glucose x y ra theo 4 giai o n chnh: T glucose n axit pyruvic: cc ph n ng gi ng v i s ng phn k kh T axit pyruvic n axetyl-CoA Oxy ho axetyl-CoA qua chu trnh Crep Oxy ho cc coenzym kh qua chu i h h p

Trong i u ki n c oxy, axit pyruvic b oxy ho hon ton n CO2 v H2O v gi i phng ton b nng l ng cn l i. Cc ph n ng cu qu trnh ny x y ra theo m t chu trnh, mang tn nh bc h c pht hi n ra n g i l chu trnh Crep (Krebs). a) S kh carboxyl oxy ho axit pyruvic thnh axetyl-CoA: Tr c khi tham gia vo chu trnh, axit pyruvic b kh nhm carboxyl ng th i b oxy ho d i tc d ng cu m t ph c h a enzym c tn l pyruvat oxydase hay pyruvat decarboxylase. Phng trnh t ng qut cu giai o n ny nh sau: b) Cc ph n ng trong chu trnh Crep - Giai o n 1: nh xc tc cu enzym citrat syntase, nhm axetyl cu axetylCoA s c chuy n cho axit oxaloaxetic t o thnh axit axetic, ng th i gi i phng coenzym A. - Giai o n 2: axit xitric b bi n i thnh d ng ng phn cu n l axit izoxitric, qu trnh ny c xc tc b i enzym aconitase. - Giai o n 3: x y ra s oxy ho axit izoxitric d i tc d ng cu enzym izoxitrat dehydrogenase. Axit izoxitric b kh hydro, 2 nguyn t hydro cu n c chuy n cho coenzym NADP+. K t qu t o thnh NADPH+H+ v axit oxaloxucxinic. Ngay sau , axit oxaloxucxinic l i b kh carboxyl bi n thnh axit -xetoglutaric. M t nguyn t carbon l i c tch ra kh i c ch t d i d ng CO2. - Giai o n 4: axit -xetoglutaric l i b kh carboxyl oxy ho do ph c h enzym -xetoglutarat dehydrogenase xc tc. Ph n ng ny cng tng t nh s oxy ho axit pyruvic giai o n trn v c n cc coenzym nh tiamin pyrophosphat, axit lipoic, coenzym A v NAD+ tham gia. S n ph m cu ph n ng l axit dicarboxylic d ng ho t ng, l xucxinyl coenzym A (c ch lin k t tio-este giu nng l ng) v m t nguyn t cacbon b tch ra giai o n ny l phn t CO2.

- Giai o n 5: Nng l ng trong lin k t cao nng cu xucxinyl-coenzym A c chuy n thnh lin k t cao nng cu GTP, nh tc d ng cu enzym xucxinattiokinase, cu i cng nng l ng c chuy n t GTP cho DP t ng h p nn ATP. y l ph n ng duy nh t trong chu trnh Crep x y ra s tch lu nng l ng trong ATP. - Giai o n 6: axit xucxinic b oxy ho thnh axit fumaric nh tc d ng cu xucxinat dehydrogenase. Enzym ny c coenzym l FAD, khi nh n hydro t c ch t s tr thnh FADH2. Hydro cu FADH2 c ti p t c chuy n cho h th ng v n chuy n i n t t o thnh n c v t ng h p c 2 ATP. - Giai o n 7: axit fumaric c hydrat ho s t o thnh axit malic nh enzym fumarat hydratase. - Giai o n 8: axit malic v c t o thnh s b oxy ho thnh axit oxaloaxetic d i tc d ng cu enzym malat dehydrogenase c coenzym l NAD+. Khi phn t axit oxaloaxetic ban u tham gia vo chu trnh c ti t o th chu trnh khp kn. y khng ph i hon ton l phn t axit oxaloaxetic ban u, b i v trong cc ph n ng n nh ng 2 nguyn t cacbon d ng CO2 v c b sung b ng hai nguyn t cacbon m i t axetyl-coenzym A. Phn t oxaloaxetic m i ny l i ti p t c ngng t v i phn t axetyl-coenzym A v chu trnh c l p l i. Nh v y qua m t vng cu chu trnh Crep, g c axetyl ho t ng t o ra 2 phn t CO2. T axit pyruvic th t o ra c 3 phn t CO2. Cc phn t CO2 c t o thnh t chu trnh Crep c th c s d ng vo cc qu trnh khc nhau trong c th (s carboxyl ho, t ng h p ure, t ng h p nucleotit. (hnh v ) Qua s trn c th th y r ng, khi oxy ho hon ton 1 phn t axit pyruvic, c 5 c p nguyn t hydro c tch kh i c ch t t o thnh cc coenzym kh : 1 [NADPH+H+], 3[NADH+H+] v 1 FADH2. Trong thnh ph n, phn t axit pyruvic ch ch 4 nguyn t hydro, nh v y cc nguyn t hydro cn l i l cu phn t n c trong mi tr ng t bo tham gia vo. Phng trnh t ng qut cu s oxy ho axit pyruvic nh sau: C3H4O3 + 3 H2O 3 CO2 + 5 H2O S t o thnh 5 phn t H2O trong phng trnh trn l k t qu cu s oxy ho cc coenzym kh nh h th ng v n chuy n i n t , ng th i thng qua qu trnh ny cng t ng h p c m t s l n lin k t cao nng. c) T ng k t nng l ng khi oxy ho hon ton m t phn t glucose Nng l ng trong phn t glucose ch y u c gi i phng giai o n phn gi i ho kh. C 1 vng cu chu trnh Crep gi i phng c 12 ATP cc giai o n ph n ng.

Tuy nhin, tr c khi i vo chu trnh Crep, phn t glucose ph i tr i qua cc ph n ng cu giai o n ng phn v ph n ng kh carboxyl oxy ho axit pyruvic. Ho nng cu glucose gi i phng Glucose -ATP Glucose-6-phosphat Fructose-6-phosphat -ATP Fructose-1,6-diphosphat 2 Glyxeraldehyt-3-phosphat 2NADH+H+ 2 1,3-diphosphoglyxerat 2 3-phosphoglyxerat 2 2-phosphoenol pyruvat +2 ATP 2 pyruvat 2 CO2 2 axetyl-CoA + O2 Chu trnh Crep v chu i h h p 4 CO2 + 4H2O T ng c ng: 38 ATP 2 NADH+H+

cac giai o n ph n ng c t ng k t nh sau:

chu i h h p + O2 H2O

+6 ATP +2 ATP

chu i h h p +6 ATP + O2 H2O +24 ATP

Khi oxy ho hon ton 1 phn t gam glucose s thu c 686 kcal. Nhng t ng h p ATP t ADP v Pi c n cung c p 8-10 kcal/mol. B i v y n u ton b nng l ng c phn gi i m t mol glucose u c dng t ng h p ATP th s thu c 686/976 mol ATP. Th c t ch t o c 38 mol ATP, chi n 50% t ng s nng l ng. Nh v y cn 50% c gi i phng d ng nhi t nng

d) nghi cu chu trnh Crep Thng qua chu trnh ny, phn t glucose b oxy ho hon ton n CO2, H2O v gi i phng ton b nng l ng m t ph n d i d ng ho nng trong ATP v m t ph n d ng nhi t nng c tc d ng gi m t bo. T ATP c th t ng h p nn GTP, XTP, UTP l ngu n ngn l ng c n thi t cho cc qu trnh sinh t ng h p cc ch t khc nahu t ng c th . Chu trnh Crep t o ra nhi u coenzym kh . Cc coenzym kh ngoi vai tr t o thnh ATP cn dng kh cc lin k t kp, cc nhm carbonyl, nhm imin trong cc ph n ng c n thi t cho t bo. Chu trnh Crep cn l ngu n cacbon cho cc qu trnh t ng h p khc nhau. V d axetyl-CoA c th dng t ng h p cc axit bo, steroit, axetoaxetat ho c axetyl colin. CO2 dng t ng h p e, t ng h p m i AMP v trong cc ph n ng carboxyl ho khc. M t s xetoaxit trong chu trnh nh -xetoglutaric v oxaloaxetic th ng l nguyn li u t ng h p cc axit amin glutamic v aspartic. Cng v v y chu trnh Crep l m t xch lin h p, l i m giao lu cu nhi u ng h ng phn gi i v t ng h p cc ch t khc nhau trong t bo, ng th i cng l ng h ng chnh phn gi i cc h p ch t h u c. 1.2.2.3 S oxy ho tr c ti p glucose. Chu trnh pentose phosphat c th sinh v t cn c m t ki m phn gi i glucose thnh CO2 v H2O nhng khng tr i qua qu trnh ng phn v chu trnh Crep. Trong qu trnh ny, cc ph n ng cng t o thnh m t chu trnh m cc s n ph m trung gian ch y u l cc pentose phosphat. V v y ng i ta g i l chu trnh pentose phosphat. Ngoi ra, cn c vo ch t c a ng cu chu trnh l glucose-6-phosphat, ng i ta cn g i l chu trnh hexose monophosphat. y l qu trnh oxy ho tr c ti p glucose v s oxy ho x y ra ngay giai o n hexose ch khng ph i qua triose nh qu trnh ng phn. Chu trnh ny do Dickens-Horecker nghin c u v pht hi n. a) Cc ph n ng: g m 2 giai o n ph n ng - Giai o n oxy ho glucose glucose-6-P Glucose-6-P l ch t u tin gia nh p vo chu trnh. N b oxy ho d i tc d ng cu enzym glucose-6-P dehydrogenase (c coenzym l NADP+), bi n thnh axit 6-P-gluconic. Tuy nhin, giai o n ny c t o thnh m t s n ph m trung gian l 6-P-glucono--lacton, ch t ny sau b thu phn thnh axit 6-P-gluconic. Qu trnh oxy ho l n th 2 d i tc d ng cu enzym 6-P-gluconat dehydrogenase (c coenzym NADP+) t o thnh axit 3-xeto-6-P-gluconic, r i sau ch t ny b kh carboxyl t o thnh D-ribulose-5-P.

Trong ton b chu trnh ch x y ra 2 l t oxy ho (ph n ng 1 v 3) nh nu trn. K t qu l t 1 hexose phosphat qua 1 vng cu chu trnh t o ra 1 pentose phosphat, 1 phn t CO2 v 2 (NADP+H+) - Giai o n ti t o hexose phosphat s oxy ho c ti p t c, pentose phosphat v a t o thnh c n tr i qua nh ng bi n i ti t o l i hexose phosphat, khp kn chu trnh. Nh ng bi n i ny c th chia thnh 2 b c sau: B c 1: S ng phn ho cu ribulose-5-P Ribulose-5-P l m t xetopentose, n c th chuy n thnh d ng aldose l ribose-5-P nh tc d ng cu phosphoribo isomerase. M t khc, ribulose-5-P c th bi n i thnh d ng ng phn epime ( v tr cacbon th 3) l xilulose-5-P nh tc d ng cu enzym phospho-xetopento-epimerase. Hai ph n ng ny c v tr quan tr ng, n c coi l i m n i gi a giai o n u v giai o n ti p theo cu chu trnh. B c 2: S bi n i tng h gi a cc pentose-P v cc hexose-P C hai ki u ph n ng quan tr ng t ng giai o n ny. l s chuy n aldol ho v s chuy n xetol ho. S chuy n aldol ho l s chuy n m t nhm 3 nguyn t ccbon (dihydroxy axeton) c a m t ketose phosphat (v d: fructose-6-P ho c xetoheptulose-7-P) cho ch t nh n l m t aldose phosphat (v d , glyxeraldehyt-3-P ho c erytrose-4-P). S chuy n ho xetol ho l s chuy n m t nhm 2 nguyn t cacbon (xetol ho c glycolaldehyt) cu ch t cho l xetose phosphat cho ch t nh n l m t aldose phosphat. C 6 phn t glucose-6-P tham gia vo chu trnh th 5 phn t c ti t o, 1 phn t b oxy ho hon ton n CO2 v t o thnh 12 coenzym kh (NADPH+H+). Qu trnh oxy ho glucose-6-P qua chu trnh pentose phosphat c trnh by hnh v . b) T ng k t nng l ng: phng trnh t ng qut m t vng chu trnh nh sau: 6 glucose-P + 12 NADP+ 5 glucose-6-P + 6 CO2 + Pv + 12 NADPH + 12 H+ Ho c vi t d ng n gi n: c n u i 1-glucose-6-P + 12 NADP+ 6 CO2 + Pv + 12 (NADPH + H+) C m i phn t glucose-6-P b oxy ho hon ton trong chu trnh t o ra 12 phn t NADPH + H+. N u hydro c chuy n qua h th ng v n chuy n i t , cho php t o thnh 36 ATP. Do c n 1 ATP phosphoryl ho glucose ban thnh glucose-6-P, nn cn thu c 35 ATP. l s nng l ng tng ng v

s oxy ho hon ton 1 phn t glucose qua s ng phn v chu trnh Crep (38 ATP). ng th i, cng hn h n m c nng l ng do s phn gi i glucose trong i u ki n k kh (qu trnh ng phn ch t o ra 2 ATP). c) nghi cu chu trnh pentose phosphat: - Chu trnh cung c p cc pentose phosphat l nguyn li u c n thi t cho s sinh t ng h p nucleotit, c trong thnh ph n c u t o cu cc coenzym v axit nucleic. - Cung c p NADPH c n thi t cho cc ph n ng khc nhau, nh t l trong s t ng h p axit bo v steroit. Trong i u ki n cc NADPH b oxy ho qua chu i h h p s t o thnh m t l ng ng k ATP. - Chu trnh cho php cc c th quang h p t ng h p c xacarit v cc ch t h u c khc t CO2. Tm l i, trong c th sinh v t, s phn gi i ng c th ti n hnh theo nhi u ki u khc nhau. Cc ki u ny b sung cho nhau c th x y ra song song cng nhau ho c m t vi ki u chi m u th nh ng i u ki n nh t nh. i u cng ni ln s phong ph cu cc qu trnh thch nghi cu vi sinh v t i v i mi tr ng s ng, v qu trnh phn gi i ng cung c p nng l ng ch y u cho m i ho t ng sinh s ng cu c th .

1.31.3.1

CHUY N HO C A LIPITKh nng chuy n ho cu lipit

Trong i u ki n b o qu n cng nh trong c th , lipit c th b chuy n ho t o thnh nh ng ph m v t khc nhau. Cc qu trnh chuy n ho ny r t ph c t p, d i tc d ng cu m t lo t cc nhn t v c enzym ho c khng c enzym xc tc. 1.3.1.1 S i ho Khi b o qu n lu, d i tc d ng cu nhi u nhn t nh nh sng, khng kh, nhi t , n c v vi sinh v t..., lipit b thay i tr ng thi, mu s c v c mi v kh ch u. Th ng ng i ta g i qu trnh t ng h p ny l s i ho. Th c ch t cu s i ho l qu trnh oxy ho. Tuy v y, n u d a vo c ch ph n ng th c th phn ra i ho do thu phn v i ho do oxy ho. a) i ho do ph n ng thu phn Ph n ng thu phn lipit cng c th x y ra, khi c enzym cng nh khng c enzym xc tc. Tr ng h p th nh t x y ra trong pha bo v ch c n c ho tan trong lipit (d u, m ) m i tham gia ph n ng, ngha l ph n ng ti n hnh trong mi

tr ng ng th . Khi trong lipit c m t n c v i m t l ng ng k , nhng nhi t th ng, th v n t c ph n ng cng r t b. V l nhi t th ng v n t c ph n ng thu phn r t ch m. Hn n a kh nng khng ho tan cu pha n c trong pha bo cng ngn c n s ti p xc c n thi t gi a chng. Tr ng h p thu phn do enzym xc tc th ng x y ra trn b m t ti p xc gi a lipit v n c. Enzym lipase xc tc ph n ng thu phn c th c trong nguyn li u cng nh do vi sinh v t mang vo. Chng ta u bi t lipase l m t globulin. N xc tc khng nh ng ph n ng thu phn m c ph n ng t ng h p n a. Do cn b ng ph n ng ph thu c vo t ng i u ki n c th m c th chuy n d ch v ph i cng nh v tri. Khi hm m cao th s thu phn u th hn s t ng h p. Ng c l i, trong h t kh th s t ng h p l i u th hn. Lipase c trong h t v trong cc c quan dinh d ng cu cy. Lipase c nhi u trong h t th u d u. Tc d ng t i u cu lipase cu h t l 35-38oC. Ho t cu n gi m xu ng m t cch ng k khi ch bi n thu nhi t cc h t cng nh khi p nng cc h t c d u. Ph n ng thu phn lipit s tng m nh khi h t b nghi n c h c ho c b t n thng do cn trng. Lipase c c hi u th p so v i c u trc cu lipit nhng l i c c hi u quang h c cao i v i nh ng c ch t c ho t quang. Ni chung i v i nh ng c ch t khng mang i n tch th di cu m ch cacbon cu axit bo tham gia trong lipit c nghi l n i v i ho t cu lipase. Tr ng h p n gi n nh t cu s i ho do ph n ng th y phn th ng th y khi b o qu n b v margarin. Khi s gi i phng ra axit butyric l axit c mi r t kh ch u. Trong ch bi n lng th c, b o qu n c h t, b t v t m, vai tr quy t nh l nhi t v th y phn. Ch ng h n b t khi nhi t d i 5 oC v n b o qu n c t t ngay c khi c hm m cao. Ng i ta nh n th y r ng khi b o qu n b t c hm m cao hn 15% th ph n ng thu phn ch y u l do emzym c a n m m c. Khi axit cng tng lin do tch t cac axit h u c ho tan v b t s c mi v kh ch u. Ng i ta cn nh n th y i v i b t kh, n m m c khng pht tri n c, axit cng tng nhng khng c mi v axit, v ch y u l t o ra nh ng axit bo khng ho tan trong n c. b) i ho do ph n ng oxy ho kh i ho theo ki u ny l ph bi n nh t trong b o qu n cc lipit. Th ng ng i ta phn bi t hai lo i: i ho ho h c v i ho sinh h c. i ho ho h c l qu trnh t oxy ho. Khi x y ra s t n cng cc g c axit bo t do cng nh k t h p b i oxy phn t . p su t c a oxy v l ng n i i trong phn t axit bo c nh h ng n ti n trnh ph n ng. S n ph m u tin l hydro peroxit. T t o nn aldehyt no v khng no, xeton, axit mono- v

dicarboxylic, aldoaxit, xetoaxit, epoxyt v.v. Ngoi ra cn c th trng h p ho cc s n ph m oxy ho n a. a s nh ng ch t ny c vai tr quy t nh trong vi c pht tri n mi v . i ho sinh ho h c l i bao g m s i ho do enzym lipoxygenase v s i ho xeton. Ki u i ho th hai ny th ng c trng i v i lipit c ch a axit bo no v i phn t l ng trung bnh v th p, khi c hm m ng k . Khi axit bo b -oxy ho v decarboxyl ho, k t qu s l tch t cc alkylmetylxeton c mi kh ch u. Khi lipit b i ho, th ng b m t ho t tnh vitamin. V l khi cc axit bo khng no cao phn t cng nh cc vitamin u b ph hu b i cc ph m v t oxy tch t trong lipit. Cc s n ph m oxy ho c a lipit th ng lm v ho t enzym v c bi t lm gi m ho t c a suxinoxydase, xitocromoxydase v colinoxydase. S n ph m oxy ho cn c kh nng ph n ng cao v i protein. H p ch t t o thnh ny b n v ng, khng ho tan trong n c cng nh trong dung mi h u c v cng khng b phn ly b i enzym. Ng i ta cn cho r ng s pht tri n c a b nh v a x ng m ch l do s t o thnh ph c gi a s n ph m oxy ho c a lipit v i protein c trong thnh ph n c a thnh huy t qu n. Lipit b oxy ho cn km hm s pht tri n c a ng v t. C ch c a qu trnh i ho ho h c Qu trnh i ho ho h c l ph n ng chu i nn th ng c 3 th i k sau: Pht sinh: u tin, ph n ng c khi mo b ng vi c m t vi phn t lipit (RH) b oxy ho t o thnh g c t do: R : g c c a axit bo no ho c khng no t do ho c g c c a axit bo trong phn t glyxerit; H : nguyn t H b t k trong axit bo no. C so v i n i i, ho c nguyn t H c a nhm metylen

t o thnh g c, ngha l t lin k t C-H trong ph n ng trn i h i nng l ng l 70-100 kcal/mol. Tuy nhin khi c oxy ho tan th tng tc gi a RH ban u v i oxy s x y ra m t cch m nh m hn. V l s t o thnh g c theo ph n ng l ng phn d i y i h i nng l ng ch l 47 kcal/mol. RH + O2 R + HO2

Tr ng h p khi n ng RH cao th c th x y ra ph n ng tam phn: RH + O2 + HR1 R + H2O2 + R1 Ph n ng ny i h i nng l ng cn b hn ph n ng l ng phn. G c t do cng c th pht sinh khi c ion kim lo i giao chuy n: M3+ + RH M2+ + R + H M2+ + ROOH M3+ + RO + OH Pht tri n G c t do R ho c RO c t o thnh do qu trnh khi mo s b t u chu i chuy n oxy ho: R + O2 RO2 RO2 + RH ROOH + R (1) (2)

Ph n ng (1) c bi t nhanh, th c t khng c n nng l ng ho t ho. Cn nng l ng ho t ho c a ph n ng (2) l 4-12 kcal/mol. T y ta th y g c RO2 l g c ch o trong m ch oxy ho v ph n ng c ngha quy t nh v n t c pht tri n c a qu trnh t oxy ho l ph n ng tng tc gi a g c RO2 v i phn t lipit (ph n ng (2)). T hydroperoxit s phn m ch cho nh ng g c t do theo ng h ng sau: ROOH RO2 + Ho c Ho c 2 ROOH RO2

OH

(3) (4) (5)

+ H2O + RO

ROOH + RH RO + H2O + R

Vi c t lin k t O-O t o thnh hai g c t do theo ph n ng (3) i h i nng l ng ho t ho 30-35 kcal/mol. S lin h p cc hydroperoxit thnh dime theo ph n ng (4) s thu n l i khi n ng hydroperoxit l n. Vi c t o nn dime (do lin k t hydro) s lm y u lin k t O-H v O-O, do lm gi m b i nng l ng phn gi i dime thnh cc g c. Hydroperoxit c th phn gi i theo ph n ng (5) i h i nng l ng ho t ho b hn ph n ng n phn (3). C n ch r ng g c peroxit c xu h ng ph n ng v i s n ph m b oxy ho hn l v i phn t cha b oxy ho do ch trong s n ph m b oxy ho th ng ch a cc lin k t C-H c kh nng ph n ng hn. G c peroxit cng c th t nguyn t H - c bi t v tr do qu trnh n i phn v cng c th k p h p v i n i i olefin. V v y vi c chuy n ho cc g c peroxit s a t i t o nn khng nh ng hydroperoxit m c peroxit polyme, peroxit vng, oxit, aldehyt v cc s n ph m khc.

Do qu trnh pht tri n c a chu i ph n ng oxy ho v i cc ph n ng phn m ch (3), (4), (5) nn tch t g c alcoxyl RO, peroxit ROO v hydroxyl OH. T g c alcoxy c th t o nn nh ng s n ph m th c p nh r u, xeton, aldehyt v.v.: RO + RH ROH + RO r u Tng tc c a hai g c alcoxyl: Tng tc c a g c alcoxyl v i g c alkyl: Ho c Ho c t hydroperoxit v g c alkyl cng t o ra xeton: g c t do

Aldehyt cng c th c t o thnh t xeton b ng cch oxy ho chng n -xetohydroperoxit r i n aldehyt v axit: Ngoi ra, trong lipit b oxy ho cn c th t o thnh cc s n ph m trng h p cao phn t : Ho c K t thc: Vi c t m ch, ngha l m t cc g c t do x y ra ch y u do k t qu tng tc c a cc g c theo c ch l ng phn: R + R R + RO2 RO2 + RO2 Nng l ng ho t ho c a cac ph n ng ny r t khng ng k (1-2 kcal/mol) do v n t c ph n ng r t l n. Cc y u t nh h ng n v n t c oxy ho Cc y u t kch thch nh h ng c a axit bo t do: axit bo t do c tc d ng xc tc qu trnh oxy ho, lm tng nhanh s phn gi i hydroperoxit thnh cc g c. s n ph m phn t

nh h ng c a oxy: v n t c t oxy ho ph thu c vo l ng oxy trong mi tr ng. V s pht sinh chu i ph n ng ch y u ph thu c vo RH + O2. nh h ng c a nhi t : nhi t c nh h ng l n n v n t c ph n ng ho h c. Tng nhi t , l ng peroxit t o thnh tng. nhi t 40-45 oC v cao hn, s phn gi i hydroperoxit s tng. nh h ng c a tr ng thi lipit: b m t ti p xc c a ch t bo v i khng kh cng l n th v n t c oxy ho cng cao. V n t c t oxy ho cn ph thu c vo chi u dy c a l p. Khi l p dy th oxy xm nh p kh. Gi m nhi t n lc ch t bo chuy n sang tr ng thi r n th v n t c oxy ho cng gi m. nh h ng c a ion kim lo i chuy n ti p: cc ion cng nh cc h p ch t c kim lo i chuy n ti p c tc d ng xc tc s oxy ho lipit. Th c nghi m cho th r ng khi c m t s t trong d u v i l ng 0,2-10 mg/kg s t s lm gi m b n c d u i v i oxy ho 20-50%. V i Cu ch c n 0,05-0,2 mg/kg s lm gi m b c a d u i v i oxy ho 20-50%. a y a n

Ion kim lo i chuy n ti p c cc electron c thn v th c ch t l g c. Nhng tnh ch t g c chng th hi n y u do chng c th t n t i trong dung d ch v i n ng l n. Tuy nhin chng c th chuy n ho c l y electron t m t h t bo ho ho tr no t o thnh g c t do ho t ng ho c g c ion. Mn+ + RO M(n+1)+ + ROMn+ + RO2 M(n+1)+ + RO2M(n+1) + RO2 Mn+ + R+ + O2 nh h ng c a nng l ng m t tr i v tia ion: nng l ng nh sng c bi t l tia c c tm v tia ng n c a quang ph nhn th y c tc d ng xc tc qu trnh oxy ha lipit. C l nng l ng nh sng s quang phn hydroperoxit thnh cc g c t do. nh h ng c a n c: ng i ta nh n th y r ng n c c tc d ng lm tng tnh n nh c a ch t bo s a i v i s oxy ha nhi t 95 oC v khng c nh h ng g n m l n 50 oC. nh h ng c a y u t km hm V n t c ph n ng RO2 + RH c th c lm gi m b ng cch h ng cc ph n ng c a g c peroxit theo chi u khc. i u t c b ng cch a vo trong lipit ch t ch ng oxy ha InH2, ngha l ch t c kh nng ph n ng d dng v i g c RO2 hn: InH2 ROOH + RO2 RH

InH

K t qu l thay g c peroxit RO2 b ng g c c a ch t ch ng oxy ha In l g c y u khng th tng tc v i phn t lipit. Cc g c In s b v ho t do s t h p: RO2 + InH2 In In + In In-In ROOIn RO2 + In

i u ki n th a mn c b ng cch a vo nh ng ch t ch ng oxy ha c b n ch t phenol ho c amin v.v. Phenol c nng l ng lin k t c a nguyn t hydro trong nhm hydroxyl r t b (60-70 kcal). M t cch khc gi m n ng RO2 l lm gi m v n t c ph n ng pht sinh ra chng. Km hm s oxy ha b ng cch lm t m ch C ch tc d ng c a nh ng ch t ch ng oxy ha lo i ny (nh phenol, amin) c th nh sau: RO2

+ InH2 ROOH + +

InH

InH

InH

In + InH2

g c khng ho t ng ho c ho c RO2

+ InH2

[RO2InH2] s n ph m b n

[RO2InH2] + RO2 InH

RO2

+ InH2 ROOH +

InH

+ RO2 s n ph m b n

Km hm s oxy ho b ng cch lm gi m v n t c pht sinh m ch V d , cc sulfua c kh nng ph hu hydroperoxit: ROOH + R1SR2 ROH + R1SOR2 ROOH + R1SOR2 ROH + RSO2R2 Cc sulfua ki u ny nh tiuam (tetration, tetrametyltiuramdisulfua) V ho t cc h p ch t ch kim lo i c ho t ng xc tc Cc kim lo i chuy n ti p c th tng tc v i hydroperoxit t o thnh g c t do, ng th i kim lo i chuy n sang ho tr khc: Fe2+ + ROOH Fe3+ + RO Fe3+ + ROOH Fe2+ + RO2 +

OH

+ H+

V v y ph i ch n nh ng ch t ch ng oxy ho c kh nng t o ph c v i ion kim lo i qu m phong to c s chuy n electron t m c N t i m c M, nghi l lo i tr c kh nng chuy n ha tr . Nh ng ch t ch ng oxy ho lo i ny nh axit xitric, axit malic, axit fitinic...

Axit carboxymetylmercaptosucxinic c tnh nng kh m nh th ng c dng b o qu n d u u, d u bng. Trong b o qu n lipit, ng i ta c th dng c ng tnh cu hai ch t lm tng hi u qu cu ch t ch ng oxy ho. Ch t lm tng tnh ch t ch ng oxy ho cu ch t kia g i l ch t hi p tr . Ch t hi p tr ny c ho c khng c tnh ch t ch ng oxy ho. B n ch t cu chng c th l v c hay h u c. Axit phosphoric, axit ascorbic, axit xitric v mu i cu chng, polyphosphat, axit amin, xephalin l nh ng ch t thu c lo i . C ch hi p tr cu chng l ch chng l nh ng ch t cho hydro kh cc d ng ch t km hm b oxy ho. Ch ng h n km hm s oxy ho ch t bo b ng h n h p axit ascorbic v quinon. Axit ascorbic chuy n hydro n quinon cho ch t ny c tc d ng c v i g c peroxit. Qu trnh chuy n hydro cng c coi l s hi p tr cu axit ascorbic v i tocoferol. Tc d ng hi p tr cu -alanin n hydroquinon trong ch ng oxy ho cho d u h ng dng l ch khi b deamin ho n axit pyruvic th ng th i cng kh c hydroquinon b oxy ho. Cc ch t nh tocoferol, xemazol, phosphatit, gossipol, quercetin...l nh ng ch t ch ng oxy ho t nhin, v th ng ch trong trong cc ngu n lipit t nhin. Trong qu trnh khai thc v tinh luy n, nh ng ch t ny c th b m t i, do nh ng ngu n lipit ny d b i ho. M t s ch t ch ng oxy ho cng c tn t o khi gia cng cc h t c d u nh melanoidin, gossiphosphatit, melanophosphatit...Hi n nay ng i ta cn s d ng nhi u ch t ch ng oxy ho t ng h p nh butyloxyanizol, butyloxytoluen, dodexigalat v.v. trong b o qu n d u m . c) C ch cu qu trnh i ho sinh h c i ho do enzym lipoxydase Trong qu trnh khai thc cng nh b o qu n, lipit v c bi t l d u m , c th b oxy ho d i tc d ng xc tc cu enzym lipoxydase t o thnh nh ng s n ph m khc nhau. Lipoxydase hay lipoxygenase l enzym oxyhoas kh , th ng c tn h th ng l linoleat:O2 oxydoreductase (1.13.1.13). Enzym lipoxygenase xc tc s oxy ho cc axit bo khng no ch 2-3 n i kp (ho c nhi u hn) nh axit linoleic, linolenic, axit arachidic. i m c bi t l lipoxygenase ch oxy ho d ng cis-cis cn d ng cis-trans ho c trans-trans th hon ton khng c tc d ng. C 3 axit ny u b oxy ho v i v n t c nh nhau. i m khc l cc hydro peroxit c t o thnh y c hnh th cis-trans v c ho t ng quang h c. C ch tc d ng cu lipoxygenase nh sau:

T hydroperoxit s chuy n ho m t cch bnh th ng t o ra epoxit, aldehyt, xeton v nh ng ph m v t oxy ho khc. Nhi u h p ch t h u c l nh ng ch t km hm cu lipoxygenase. Propylgalat, dephenylamin v oxyquinolin l nh ng ch t km hm lipoxygenase. Tc d ng km hm cu nh ng ch t ny l ch lm gi m v n t c oxy ho linoleat v h p th oxy. Lipoxygenase c nhi u trong h t u tng v trong h t ho th o. pH t i u cu lipoxygenase cu u tng l 9,0 v cu cc cy khc l 7,0. Lipoxygenase cu ng v t c pH t i u t 4-7. i ho xeton i ho xeton th ng c trng i v i lipit ch axit bo no, phn t l ng trung bnh, th p. Ch ng h n, trong b o qu n b v margarin khi b nhi m n m m c (Aspergillus, Penicillium) th ng x y ra ki u i ho ny. D i tc d ng cu cc enzym cu vi sinh v t, axit bo b -oxy ho v decarboxyl ho m k t qu l t o ra cc alkylmetylxeton c mi kh ch u. S ph n ng nh sau:

d) S oxy ho cc axit bo trong c th sinh v t Trong m ng v t cng nh th c v t, cac axit bo cn b chuy n ho oxy ho theo m t ng h ng ring, th c hi n theo t ng n c, m i n c axit bo l i b c t ng n i m t m nh hai cacbon ra kh i phn t . Cc axit bo cha no, tr c tin ph i c kh thnh axit bo no, sau m i b oxy ho theo con ng . Qu trnh oxy ho axit bo theo ng h ng ny cng c tn l -oxy ho. L c cc ph n ng cu qu trnh -oxy ho axit bo bao g m 5 ph n ng: - Ph n ng 1: l ph n ng ho t ho axit bo nh axyl coenzym A CoA-SH, ATP v s xc tc cu enzym axyl-CoA-syntetase: Pyrophosphat v t o thnh s b phn gi i thnh axit phosphoric (khi c enzym pyrophosphatase xc tc) do cn bn g p h n gs chuy n d ch v phi ph i. - Ph n ng 2: l ph n ng oxy ho axyl CoA nh enzym axyl CoA dehydrogenase. Enzym ny l m t flavoprotein c nhm ngo i l FAD:

Cc enzym ny khc nhau v tnh ch t l h c v v tnh ch t c hi u theo di cu m ch carbon cu c ch t. - Ph n ng 3 do enzym enoyl-CoA-hydratase xc tc: - Ph n ng 4 do enzym -oxyaxylCoA dehydrogenase ch nhm ngo i l NAD xc tc: - Ph n ng 5 bao g m vi c chuy n nhm axyl cu phn t -xetoaxylCoA ln m t phn t coenzym A m i. Enzym xc tc ph n ng ny l -xetoaxylCoA thiolase Nh v y c qua 5 ph n ng th phn t axit bo l i ng n i hai nguyn t cacbon t o thnh axetyl CoA. Qu trnh c th c l p i l p l i nhi u l n cho n khi ton b s n ph m cu i cng l axetyl CoA. T Axetyl CoA s i vo chu trnh Krebs (ho c chu trnh glyoxylic) cung c p nng l ng cho c th sinh v t. Khi oxy ho m t phn t lipit n gi n (v d tristearin) th s cung c p cho c th 458 mol ATP. Nh v y cng v i carbohydrat, lipit l ngu n nng l ng d tr to l n cu c th .

CHNG 2:2.1

CC CH T MU

NGHA C A CC CH T MU TRONG S N XU T TH C PH M

Ch t l ng cu cc s n ph m th c ph m khng nh ng bao hm gi tr dinh d ng m cn bao hm c gi tr c m quan cu chng n. Mu s c l m t ch s quan tr ng cu gi tr c m quan. Mu s c cu cc s n ph m th c ph m khng ch c gi tr v m t hnh th c m cn c tc d ng sinh l r t r r t. Mu s c thch h p s gip cho c th ng ho th c ph m d dng. V v y trong k thu t s n xu t th c ph m ng i ta khng ch b o v mu s c t nhin m cn cho thm ch t mu m i, t o ra nh ng mu s c thch h p v i tnh ch t v tr ng thi cu s n ph m. C th th c hi n c i u b ng nh ng cch sau: - Xy d ng m t quy trnh gia cng nguyn li u, bn thnh ph n b o ton c t i a cc ch t mu c s n trong nguyn li u; - Tch ra, c c v b o qu n cc ch t mu t chnh nguyn li u th c v t ho c t cc nguyn li u khc giu mu s c y. Sau t cc ch t mu t nhin c c ny c th dng nhu m mu cho chnh nguyn li u m t ta thu c ch t mu ho c cho nh ng d ng nguyn li u hon ton khc. - T ng h p nhn t o cc ch t mu gi ng nh cc mu t nhin cu s n ph m th c ph m r i dng chng nhu m mu cho cc s n ph m khc m d ng t nhin khng m nh ho c b m t mu ban u do qu trnh ch bi n. - Dng cc bi n php k thu t thch h p i u ch nh cc ph n ng theo chi u t o ra nh ng ch t mu m i t nh ng h p ph n c trong nguyn li u. D a vo qu trnh hnh thnh c th chia ch t mu thnh hai lo i: - cc ch t mu t nhin - cc ch t mu hnh thnh trong qu trnh gia cng k thu t. 2.2 Cc ch t mu t nhin trong cc nguyn li u th c v t, Cc ch t mu t nhin th ng g p ch y u c th chia lm ba nhm chnh: -

Clorofil, di p l c hay ch t mu xanh l cy; Cc carotenoit c trong l c l p, trong qu v rau mu da cam, mu vng v i khi mu Cc ch t mu flavonoit c trong cc khng bo, c mu , xanh v vng,

2.2.1 Clorofil Mu xanh l cy cu th c v t l do c m t clorofil. Ch t mu ny ng r t quan tr ng trong qu trnh quang h p. N khng nh ng cho mu xanh m cn che m cc ch t mu khc. Clorofil c trong l c l p ho c h t di p l c, phn tn nguyn sinh ch t. N chi m kho ng 1% ch t kh.

Clorofil c hai d ng: clorofil a v clorofil b. Clorofil b c mu nh t hn. T l n gi a clorofil a v clorofil b trong th c v t kho ng 3:1.H2C H3C N Mg N H3C CH2 CH2 COOCH3 O+

CH

X CH2 N CH2

N CH3

COOC20H39

Hnh 7.1 C u t o c a clorofil a v b: a X l CH3; b X l CHO Tnh ch t a) D i tc d ng c a nhi t v axit cu d ch bo mu xanh b m t i, m t m t l do protein ng t lm v t bo b ph hu , m t khc l do lin k t gi clorofil v protein b t lm cho clorofil d dng tham gia ph n ng 7.1 takp ra feofytin c mu xanh oliu: Clorofil + 2 HX Feofytin + MgX2 (7.1) b) Khi cho tc d ng v i ki m nh nh cacbonat ki m, ki m th th chng s trung ho axit v mu i axit cu d ch t bo v t o nn mi tr ng ki m lm cho clorofil b x phng ho cho r u phytol, metanol v axit clorofilinic. Clorofil a + ki m (C32H30ON4Mg)(COONa)2 + CH3OH + r u phytol Clorofil b + ki m (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 + CH3OH + r u phytol Cc axit (C32H30ON4Mg)(COONa)2 v (C32H28O2N4Mg)(COONa)2 thu c do x phng ho clorofil a v b uwojc g i l clorofilin ho c clorofilit. Cc axit cng nh mu i cu chng u cho s n ph m mu xanh m. Trong m t s cy cn c enzym chlorophyllase cng c th thu phn c cc lin k t este ny gi i phng ra phytol v metanol. Enzym ny th ng c nh v trong cc s c l p, kh b n v i nhi t v ch c ho t ho trong th i gian chn. c) Clorofil cng c th b oxy ho do oxy v nh sng (quang oxy ho), do ti p xc v i cc lipit b oxy ho ho c do tc d ng c a enzym lipoxydase. Cc qu trnh oxy ho ny c th x y ra trong cc rau (nh t l rau s y) b o qu n m

tng i d i 30%; cn khi m tng i cu khng kh cao hn th clorofil l i b bi n i thnh feofytin (ph n ng 7.1). M t s h p cht bay hi c th lm tng (etylen) hay lm ch m (kh CO2) s bi n ho cu clorofil. d) D i tc d ng cu Fe, Sn, Al, Cu th Mg trong clorofil s b thay th v s cho cc mu khc nhau sau: - V i Fe s cho mu nu; - V i Sn v Al cho mu xm; - V i Cu s cho mu xanh sng. Trong s n xu t th c ph m, c bi t l trong s n xu t h p rau, ng i ta th ng dng cc bi n php sau y b o v c mu xanh di p l c: - Gia nhi t nhanh trong m t l ng n c si l n (3-4 l/kg) gi m hm l ng axit. Axit lc ny s b bay i cng v i hi n c; - Gia nhi t rau xanh trong n c c ng, cacbonat ki m th s trung ho m t ph n axit cu d ch bo. Trong th c t , b o v mu xanh cu u ng h p, ng i ta cho vo h p m t t dinatri glutamat ho c nhu m mu xanh cho u vng, ng i ta dng clorofylin (clorofil + ki m). Clorofil d b h p th trn b m t cu h t u v gi c b n mu trn b m t lm cho mu h t r t p. 2.2.2 Carotenoit Carotenoit l nhm ch t mu ho tan trong ch t bo lm cho rau v qu c mu da cam, mu vng v mu . Nhm ny g m t 65-70 ch t mu t nhin, tiu bi u l caroten, licopen, xantofil, capxantin v xitroxantin. Carotenoit c trong a s cy (tr m t s n m) v h u nh c trong t t c c th ng v t. Hm l ng carotenoit trong l xanh chi m kho ng 0,07-0,2% ch t kh, t ng tr ng h p h n h u ng i ta th y n ng carotenoit r t cao, v d trong bao ph n cu nhi u lo i hoa loa kn c nhi u xantofil v anteracxantin. T t c carotenoit khng ho tan trong n c, r t nh y i v i axit v cht oxy ho, nhng l i b n v ng v ki m. M t trong nh ng c i m cu carotenoit l c nhi u n i i lun h p t o nn nh ng nhm mang mu cu chng. Mu cu chng ph thu c vo nh ng nhm ny. T t c carotenoit t nhin c th xem nh d n xu t cu licopen. 2.2.2.1 Licopen Licopen c trong qu c chua v m t s qu khc. Mu cu c chua chn ch y u do c m t licopen m c d trong c chua cng m t lo t cc cait khac n nh: fitoflutin, -caroten, -caroten, -caroten, licopen. Trong qu trnh chn, hm

l ng licopen trong c chua tng ln 10 l n. Tuy nhin, ch t mu ny khng c ho t tnh vitamin. Licopen c c u t o nh sau:H3C CH3 CH3 CH3 H3C

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3

licopen B ng cch t o thnh vng m t u ho c c hai u cu phn t licopen th s c cc ng phn . , -caroten. Mu da cam cu c r t, m ch y u l do caroten. Caroten c c u t o nh sau:H3C CH3 CH3 CH3 H3C

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3

-carotenH3C CH3 CH3 CH3 H3C

CH3

CH3

H3C

CH3

-carotenH3C CH3 CH3 CH3 H3C

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3

-carotenT t c nh ng carotenoit t nhin khc u l d n xu t cu licopen v caroten. Chng c t o thnh b ng cch a nhm hydroxyl, carbonyl ho t metoxy vo m ch, nh ph n ng hydro ho ho c oxy ho. 2.2.2.2 Xantofil Xantofil c cng th c C40H56O2 v c c b ng cch g n thm hai nhm hydroxyl vo phn t -caroten, do c tn 3, 3-dihydroxy -caroten v 3, 3dihydroxy -caroten v i t l 2:1. Xantofil cng v i caroten c ch trong rau xanh v cng v i caroten v licopen cu c chua.

O H3C CH3 CH3 H3C OH

CH3

HO O

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3

Xantofil 2.2.2.3 Capxantin Capxantin c cng th c C40H58O3 l ch t mu vng c trong t . Capxantin chi m 7/8 t t c ch t mu cu t. Capxantin l d n xu t cu caroten, nhng c mu m nh hn cc carotenoit khc 10 l n. Trong t c cc carotenoit nhi u hn trong t xanh 35 l n. 2.2.2.4 Criptoxantin Criptoxantin c cng th c nguyn C40H58O3 (3- ho c 4- hydroxy -caroten). Mu da cam cu qut, cam ch y u l do criptoxantin. 2.2.2.5 Birxin Birxin l ch t mu c trong qu cy nhi t i tn l Bixa orellana, birxin c dng nhu m mu d u, margarin v cc s n ph m th c ph m khc. Birxin l s n ph m oxy ho cu cc carotenoit c trong 40 nguyn t cacbon. 2.2.2.6 Xitroxantin Xitroxantin c cng th c C40H50O. Xitroxantin c trong v qu chanh. Xitroxantin c c khi k t h p vo phn t -caroten m t nguyn t oxy t o thnh c u trc furanoit. 2.2.2.7 Astarxantin Astarxantin cng l d n xu t cu caroten v c tn g i l 3, 3-dihydroxy 4,4-dixeto--caroten. Trong tr ng cu loi gip xc c ch t mu xanh ve g i l ovoverdin c th coi nh l mu i d ng endil cu astarxantin v nhm amin cu protein (k t h p cu astarxatin v protein). Trong mai v gip cu cua, tm astarxantin cng tham gia vo thnh ph n cu lipoprotein g i l xianin. Trong qu trnh gia nhi t do protein b bi n tnh v astarxantin b tch ra d i d ng ch t mu .

2.2.3 Cc ch t mu nhm flavonoit Cc ch tmu ny ho tan trong n c v ch trong cc khng bo. Trong rau, qu v hoa, s l ng cng nh t l cac flavonoit khc nhau, do lm cho chng c nhi u mu s c khc nhau: t mu n mu tm. flavonoit l nh ng d n xu t cu croman v cromon. Croman v cromon l nh ng phenylpropan v c ch b khung cacbon C6-C3. Khi croman ho c cromon ngng t v i m t vng phenol n th c d n xu t c tn l flavan.O O O

croman

cromon

flavan

D a vo m c oxy ho (ho c kh ) c a d vng, c th chia flavonoit ra cc nhm c d ng c u trc ch y u nh sau:O O O+

OH OH

OH

OH

catesin (flavanol-3)

leucoantoxianidol (flavandiol-3,4)

antoxianidol

O

O

O

OH O O O

flavanon

flavanon

flavanodol

O

O

OH O O O

flavonol

izoflavon

chalcon

O CH2 O

auron

2.2.3.1Antoxian Antoxian hay l antoxianozit l mono- diglucozit do g c ng glucose, galactose ho c rhamnose k t h p v i g c aglucon c mu g i l antoxianidin. Do , khi thu phn antoxian th c ng v antoxianidin (antoxianidol). Antoxian ho tan trong n c, cn antoxianidol th khng ho tan trong n c. Cc antoxianidol v cc antoxian l nh ng ch t t o nn mu s c cho hoa v qu . Cc antoxianidol c mu , xanh, tm ho c nh ng gam mu trung gian. T t c antoxianidol u c ch trong vng pyran oxy ho tr t do. Tuy nhin ng i ta cha bi n c ch c ch n nguyn t no: oxy hay cacbon mang i n tch dng t do. Do antoxianidol th ng c bi u di n d i d ng cng th c trung tnh:Cl O+ -

O

OH

OH

Cng th c th ng

Cng th c trung tnh

Nh i n tch dng t do ny m cac antoxianidol trong dung d ch axit tc d ng nh nh ng cation v t o mu i c v i cc axit. Cn trong dung d ch ki m th antoxianidol l i tc d ng nh anion v t o mu i v i baz. Th ng g p ba antoxianidol chnh l: pelargonidol, xianidol v delfinidol. Cn apigenidol th t g p hn.HO O+

OH OH OH

HO

O

+

OH

OH

pelargonidol

apigenidol

OH HO O+

OH OH HO O+

OH OH OH OH

OH OH

xianidol

delfinidol

OCH3 HO O+

OCH3 HO O+

OH OH OH

OH OH OH OCH3

xianidol

xirinhidol (malvidol)

Tnh ch t cu antoxian Ni chung cc antoxian ho tan t t trong n c v trong d ch bo ho. Khi k p h p v i ng lm cho phn t antoxian cng ho tan hn. Mu s c cu cc antoxian lun lun thay i ph thu c vo nhi t , cc ch t mu c m t v nhi u y u t khc,...Khi tng s l ng nhm OH trong vng benzen th mu cng xanh m (trong vng benzen c th c 1-2 ho c 3 nhm OH) M c metyl ho cc nhm OH trong vng benzen cng cao th mu cng . N u nhm OH v tr th 3 k t h p v i cc g c ng th mu s c cng s thay i theo s l ng cc g c ng c nh vo nhi u hay t. Cc antoxian cng c th t o ph c v i cc ion kim lo i cho cc mu khc nhau: ch ng h n mu i kali s cho v i antoxian mu mu, cn mu i canxi v magie s cho v i antoxian ph c c mu xanh ve. Ho c ng i ta cng th y phc b n t en s chuy n sang mu xanh, cn anh o th chuy n sang mu tm khi c m t thi c, anh o cng s c mu tm khi c m t nhm, nhng nhm l i khng nh h ng n mu cu nho . Cc antoxian cu nho ch thay i ng k khi c Fe, Sn ho c Cu. i m ng ch l mu s c cu cc antoxian ph thu c r t m nh vo pH mi tr ng. Thng th ng, khi pH>7, cc antoxian cho mu xanh v khi pH