Giới thiệu về carbohydrate SVIP

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

II. CẤU TẠO HÓA HỌC

1. Glucose và fructose 

Glucose (C₆H₁₂O₆) tồn tại ở cả dạng mạch hở (chứa một nhóm aldehyde, năm nhóm hydroxy) và dạng mạch vòng. Trong dung dịch, hai dạng này có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.

Fructose (C₆H₁₂O₆) tồn tại ở cả dạng mạch hở (chứa một nhóm ketone, năm nhóm hydroxy) và dạng mạch vòng. Trong dung dịch, hai dạng này có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.

2. Saccharose và maltose 

Saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁) được tạo thành từ một đơn vị α-glucose và một đơn vị β-fructose thông qua liên kết α-1,2-glycoside.

Maltose (C₁₂H₂₂O₁₁) được hình thành từ hai đơn vị glucose thông qua liên kết α-1,4-glycoside.

Dạng mạch vòng của maltose

Dạng mạch hở của maltose

3. Tinh bột và cellulose 

Tinh bột (C₆H₁₀O₅)_n được cấu tạo từ các đơn vị α-glucose, gồm amylose và amylopectin.

- Amylose có cấu trúc xoắn, hình thành từ các đơn vị α-glucose thông qua liên kết α-1,4-glycoside.

- Amylopectin có cấu trúc mạch phân nhánh, hình thành từ các đơn vị α-glucose thông qua liên kết α-1,4-glycoside và α-1,6-glycoside.

Cellulose (C₆H₁₀O₅)_n có cấu trúc mạch không nhánh và được tạo thành từ nhiều đơn vị β-glucose thông qua liên kết β-1,4-glycoside.

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

1. Glucose và fructose 

Glucose là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt. Glucose được tạo thành nhờ quá trình quang hợp. Glucose có nhiều trong hoa, quả chín và trong cơ thể người, động vật.

Nho chín có chứa nhiều glucose

Fructose là chất rắn, tan tốt trong nước và có vị ngọt. Fructose có trong trái cây, rau củ và đặc biệt là mật ong.

Mật ong có chứa nhiều fructose

2. Saccharose và maltose 

Saccharose là chất rắn, vị ngọt, tan tốt trong nước. Saccharose có nhiều trong mía, củ cải đường và hoa thốt nốt.

Saccharose có nhiều trong cây mía

Maltose là chất rắn, vị ngọt, tan tốt trong nước. Maltose có trong một số hạt nảy mầm, mạch nha,...

Hạt nảy mầm có chứa nhiều maltose

3. Tinh bột và cellulose 

Tinh bột là chất rắn màu trắng, không tan trong nước lạnh, tan một phần trong nước nóng. Tinh bột có nhiều trong hạt, củ và quả.

Ngô chứa nhiều tinh bột

Cellulose là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước và nhiều dung môi. Cellulose có nhiều trong gỗ và sợi bông.

Quả bông chứa nhiều cellulose

IV. ỨNG DỤNG CỦA CARBOHYDRATE

Các carbohydrate có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

1. Glucose, fructose, saccharose và maltose 

- Glucose, fructose, saccharose và maltose có khả năng cung cấp năng lượng cho cơ thể nên được ứng dụng trong sản xuất các loại bánh kẹo, thức uống dinh dưỡng, nước giải khát,...

- Glucose còn được dùng để pha dịch truyền, sản xuất vitamin C, chất kháng sinh, bột ngọt, chế tạo gương, ruột phích.

- Saccharose được dùng trong thực phẩm và sản xuất acetic acid, ethanol trong công nghiệp.

2. Tinh bột 

- Tinh bột không chỉ là lương thực mà còn là nguyên liệu sản xuất bánh mì, bia, rượu, glucose, ethanol,...

3. Cellulose 

- Tre, nứa, gỗ chứa nhiều cellulose nên được dùng làm vật liệu xây dựng và đồ gia dụng.

- Cellulose nguyên chất được dùng sản xuất tơ sợi, giấy, màng mỏng, ethanol, thuốc nổ và thuốc súng không khói.

V. SỰ HÌNH THÀNH VÀ CHUYỂN HÓA TINH BỘT

1. Sự hình thành tinh bột trong cây 

Tinh bột được hình thành qua hai quá trình là quang hợp tạo glucose và liên kết các glucose thành tinh bột.

 2. Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể người 

Khi ăn tinh bột, enzyme α-amylase trong nước bọt bắt đầu thủy phân tinh bột thành maltose và dextrin. Ở ruột non, tinh bột tiếp tục bị thủy phân thành glucose hấp thụ vào máu để tạo năng lượng hoặc dự trữ dưới dạng glycogen.