Các hợp chất polisacarit (phần 3)
V. Tinh bột
Tinh bột hay chất bột, có nhiều trong các hạt ngũ cốc (lúa, nếp, bắp, đậu, kê), cũng như
các củ, khoai, hạt hay trái thực vật khác, như củ lang (khoai lang), củ mì (khoai mì, sắn),
củ từ (khoai từ), củ lăng (khoai mỡ, Dioscorea alata L.), củ khoai (khoai môn, khoai sọ,
Colocasia esculenta L.), củ ấu, củ năng, khoai tây, mình tinh (huỳnh tinh, Maranta
arundinacea L.), chuối (chưa chín), hạt mít, trái mít (chưa chín), sakê,...
Tinh bột hiện diện dạng rắn, màu trắng, vô định hình, không tan trong nước lạnh (nguội),
nhưng trương phồng trong nước nóng (trên 65˚C) thành hồ tinh bột có dạng nhão, nhớt.
Tinh bột là một loại polysaccarit (polysaccarid, polysaccharide), được tạo ra do các
monosaccarit là các α-glucoz (glucoz, glucose) liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-
glicozit và α-1,6-glicozit (glicosid, glycoside, glucozit, glucosid, glucoside) mà thành.
Tinh bột coi là một polime (polimer), gồm các monome (monomer) là chất glucoz trùng
ngưng mà thành. Công thức kiểu công thức phân tử của tinh bột là (C6H10O5)n (n từ 1 000
đến 6 000).
Công thức cấu tạo của tinh bột có hai dạng: dạng amylozơ (amylose) chiếm khoảng 10-
30% khối lượng tinh bột và dạng amylopectin (amylosepectin) chiếm khoảng 70-90%
khối lượng tinh bột.
Dạng amylozơ do các α-glucoz liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glicozit (glucozit),
nghĩa là nhóm –OH ở C số 1 của vòng α-glucoz này kết hợp với nhóm –OH của C số 4
của vòng α-glucoz kia và loại ra một phân tử H2O, và liên hai vòng α-glucoz bằng liên
kết ete (-O-). Do đó dạng amylozơ của tinh bột có cấu tạo mạch thẳng.
Dạng amylopectin chiếm khoảng 70 - 90% khối lượng tinh bột. Dạng này do các α-
glucoz liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glicozit và α-1,6-glicozit. Do đó dạng
amylopectin có mạch Cacbon phân nhánh. Và vì dạng amylopectin chiếm đa số, nên tinh
bột có dạng hạt,
Người ta lấy tinh bột từ các củ, khoai, trái, hạt của các thực vật. Tinh bột được các thực
vật tạo ra do sự quang hợp:
Có thể coi phản ứng trên là gộp của hai phản ứng: CO2 và nước do sự quang hợp tạo
Glucoz trước, sau đó Các phân tử Glucoz trùng ngưng tạo tinh bột.
Ngược lại, khi thủy phân đến cùng, thu được glucoz. Sự thủy phân tinh bột cần hiện diện
chất xúc tác thích hợp là các men (enzym) hay axit vô cơ (H+). Sự thủy phân Glucoz trải
qua các giai đoạn tạo Dextrin (cũng là các polysaccarit, nhưng khối lượng phân tử nhỏ
hơn so với tinh bột) , Maltozơ, và cuối cùng là tạo Glucoz.
Sự thủy phân trên trải qua các giai đoạn sau:
Dung dịch hồ tinh bột (lấy 2 gam tinh bột pha trong 1 lít nước sôi, rồi để nguội) khi gặp
dung dịch Iot (Iod, I2) thì tạo một phức chất có màu xanh dương (da trời, xanh lam), khi
đun nóng thì mất màu xanh, khi để nguội lại xuất hiện màu xanh. Nguyên nhân là dạng
amylozơ của tinh bột tạo một cấu trạng (cấu dạng) hình xoắn ốc và phân tử I2 bị giữ trong
ống này tạo phức chất có màu xanh dương. Khi đun nóng thì cấu trạng xoắn ốc bị phá
hủy, do đó không còn màu xanh nữa, nhưng nếu để nguội lại tái tạo dạng ống nên I2 lại bị
nhốt trong ống này, vì thế xuất hiện màu xanh trở lại. Do đó dung dịch hồ tinh bột là
thuốc thử để nhận biết Iot và ngược lại, dung dịch Iot là một loại thuốc thử để nhận biết
tinh bột.
Khi dung dịch Iot gặp tinh bột nồng độ cao thì tạo màu xanh dương đậm hay màu đen.
Tinh bột là một trong các nguồn thực phẩm chính (Gluxit, Lipit, Protit, Vitamin, Nước,
Muối khoáng) của con người cũng như của nhiều loại động vật khác. Con người biết
trồng trọt từ lâu các loại thực vật (lúa, bắp, khoai, củ,...) để lấy tinh bột làm thực phẩm.
VI. Xenlulozơ (CELLULOSE, CHẤT XƠ)
Xenlulozơ hiện diện dạng rắn, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nuớc, kể
cả nuớc nóng. Xenlulozơ cũng không bị hòa tan trong các dung môi hữu cơ thông thường
như benzen, ruợu, ete, axeton (aceton)...Xenlulozơ bị hòa tan trong nước Schweitzer
(dung dịch phức chất [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh biếc, xanh dương đậm, do dung dịch
NH3 hòa tan Cu(OH)2) tạo dung dịch nhớt.
Xenlulozơ có nhiều ở vách tế bào thực vật. Xenlulozơ có nhiều trong bông vải, bông gòn
(95-98%), đay, gai, tre, nứa, vỏ dừa... Trong gỗ, Xenlulozơ chiếm khoảnh 40-50%.
Xenlulozơ là một loại polysaccarit (gluxit phức tạp) do các monosaccarit (gluxit đơn
giản) là các β-Glucoz liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glicozit (hay glucozit) mà
thành. Công thức dạng công thức phân tử của Xenlulozơ là (C6H10O5)n. Do mỗi mắt xích
của Xenlulozơ có chứa 3 nhóm –OH nên Xenlulozơ còn được viết là [C6H7O2(OH)3]n.
Khối lượng phân tử Xenlulozơ rất lớn, khoảng 1 000 000 – 2 400 000 đvC.
Công thức cấu tạo của Xenlulozơ do các β-Glucoz liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-
glicozit (hay β-1,4-glucozit, β-1,4-glicozid, β-1,4-glycoside; β-1,4-glucoside). Do đó
Xenlulozơ có mạch thẳng và Xenlulozơ thường gặp có dạng sợi. Sợi bông gòn, bông vải
hay sợi xơ dừa mà ta thấy là sự xoắn hay chập vào nhau của vô số các đại phân tử
Xenlulozơ chung quanh một trục chung.
Xenlulozơ được tạo ra do cây xanh quang hợp với sự hiện diện của diệp lục tố
(chlorophyll).
Xenlulozơ bị thủy phân đến cùng tạo Glucoz với sự hiện diện các men (enzym) thích hợp
hay axit vô cơ (H+) làm xúc tác. Trong cơ thể con người không có men thủy phân được
Xenlulozơ, nhưng trong loài động vật nhai lại (trâu, bò,...) có men cellulosase nên thủy
phân Xenlulozơ tạo Glucoz. Do đó con người không tiêu hóa được Xenlulozơ, nhưng các
loài động vật ăn cỏ tiêu hóa được Xenlulozơ.