Bài 5. Tinh bột và cellulose (Tr24, 25, 26, 27, 28, 29 SGK HOÁ 12 CTST)
Tinh bột là loại lương thực được con người sử dụng làm thức ăn cơ bản nhưng các loại động vật ăn cỏ như trâu, bò,… lại sử dụng thức ăn cơ bản là cellulose.
Tinh bột và cellulose có cấu trúc phân tử, tính chất hoá học giống và khác nhau như thế nào?
– Cấu trúc phân tử:
+ Tinh bột gồm amylose và amylopectin, tạo bởi nhiều đơn vị α-glucose liên kết với nhau.
+ Cellulose tạo bởi nhiều đơn vị β-glucose liên kết với nhau.
– Tính chất hóa học:
+ Giống: Tinh bột và cellulose đều là polysaccharide nên chúng đều có phản ứng thủy phân.
+ Khác:
Tinh bột còn có phản ứng với iodine.
Cellulose còn có phản ứng với nitric acid, phản ứng với nước Schweizer.
Hạt ngô và lõi ngô, bộ phận nào chứa nhiều nhiểu tinh bột? Bộ phận nào chứa nhiều cellulose?
– Tinh bột là chất rắn màu trắng, hầu như không tan trong nước lạnh, tan một phần trong nước nóng tạo thành hồ tinh bột. Tinh bột có nhiều trong các loại hạt (gạo, ngô, đậu, củ (khoai, sắn, …), quả (chuối xanh,…). Hạt ngô chứa nhiều tinh bột.
– Cellulose là chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường. Cellulose là thành phần chính của thành tế bào thực vật. Lõi ngô chứa nhiều cellulose.
Nguyên nhân amylopectin có mạch phân nhánh?
Amylopectin: tạo bởi nhiều đơn vị α-glucose, nối với nhau qua liên kết α-1,4-glycoside, tạo thành các đoạn mạch. Do có thêm liên kết α-1,6-glycoside nối giữa các đoạn mạch nên amylopectin có mạch phân nhánh
Hãy tìm hiểu và cho biết tinh bột trong gạo tè hay gạo nếp chứa lượng amylopectin nhiều hơn?
– Trong mỗi hạt tinh bột, amylopectin là vỏ bọc nhân amylose. Amylose tan được trong nước còn amylopectin hầu như không tan, trong nước nóng amylopectin trương lên tạo thành hồ. Tính chất này quyết định đến tính dẻo của hạt có tinh bột.
– Trong mỗi hạt tinh bột, lượng amylopectin chiếm 80%, amylose chiếm khoảng 20% nên cơm gạo tẻ, ngô tẻ, bánh mì thường có độ dẻo bình thường. Tinh bột trong gạo nếp, ngô nếp chứa lượng amylopectin rất cao, khoảng 90% làm cho cơm nếp, xôi nếp,… rất dẻo, dẻo đến mức dính.
– Tinh bột trong gạo nếp chứa lượng amylopectin nhiểu hơn, cơm dẻo hơn.
So sánh đặc điểm cấu tạo phân tử amylose và cellulose.
Amylose: tạo bởi nhiều đơn vị α-glucose, nối với nhau qua liên kết α-1,4-glycoside hình thành chuỗi dài xoắn, không phân nhánh.
Công thức phân tử của cellulose là (C6H10O5)n. Khác với tinh bột, phân tử cellulose tạo bởi nhiều đơn vị β-glucose, nối với nhau qua liên kết β-1,4-glycoside, tạo thành chuỗi dài, không phân nhánh.
– Giống: amylose và cellulose đều là những chuỗi dài không phân nhánh.
– Khác:
amylose | cellulose | |
Cấu tạo | Tạo bởi nhiều đơn vị α-glucose. | Tạo bởi nhiều đơn vị β-glucose. |
Liên kết | Liên kết α-l,4-glycoside | Liên kết β-l,4-glycoside. |
Dạng mạch | Chuỗi dài xoắn, không phân nhánh. | Chuỗi dài, không phân nhánh. |
Tại sao sản phẩm sau phản ứng thuỷ phân tinh bột lại phản ứng được với Cu(OH)2 trong môi trường base, đun nóng?
Thuỷ phân hoàn toàn tinh bột trong môi trường acid tạo thành glucose.
(C6H10O5)n + nH2O → n C6H12O6 (Xúc tác là H+, t0 hoặc enzyme)
Tinh bột cũng bị thuỷ phân nhờ các enzyme trong quá trình tiêu hoá thành dextrin (C6H10O5)x (x<n), maltose và thành glucose, đều có chứa nhóm -CHO
CH2OH[CHOH]4CHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH 
CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O + 3H2O
Nhận xét và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm 3.
Thí nghiệm 3. Phản ứng của tinh bột với iodine
Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá đỡ, đèn cồn.
Hoá chất: Hồ tinh bột, dung dịch iodine 1% trong KI.
Tiến hành: Cho vào ống nghiệm 2 mL hồ tinh bột. Nhỏ tiếp vài giọt dung dịch iodine vào ống nghiệm. Lắc đều.
Tinh bột tác dụng với iodine tạo hợp chất có màu xanh tím. Đây là phản ứng đặc trưng để nhận biết tinh bột.
Tinh bột tác dụng với iodine tạo hợp chất có màu xanh tím. Đây là phản ứng đặc trưng để nhận biết tinh bột.
Giải thích: Liên kết -1,4-glycoside làm cho phân tử tinh bột thực tế không duỗi thẳng mà xoắn thành hình lò xo, khi nhỏ dung dịch iodine vào hồ tinh bột ta thấy xuất hiện màu xanh tím đặc trưng, đó là màu của “hợp chất bọc” sinh ra do phân tử tinh bột ở dạng lò xo đã “bọc“ lấy các phân tử iodine. Khi đun nóng, màu xanh tím biến mất vì phân tử tinh bột duỗi ra, không có khả năng “bọc”, để nguội lại có màu vì tái tạo “hợp chất bọc” do phân tử cuộn lại.
Trình bày hiện tượng quan sát được ở bước 2. Kết luận.
Dụng cụ: cốc thuỷ tinh 100 mL, ống đong, đũa thuỷ tinh.
Hoá chất: dung dịch CuSO4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch ammonia đặc, bông
Tiến hành:
Bước 1: Điều chế nước Schweizer bằng cách cho 10 mL dung dịch CuSO4 vào cốc. Thêm tiếp 5 mL dung dịch NaOH, sau đó thêm dần dung dịch NH3 và khuấy đều cho đến khi kết tủa tan hết.
Bước 2: Lấy 1 lượng nhỏ bông cho vào cốc chứa nước Schweizer vừa thu được ở trên. Dùng đũa thuỷ tinh nhấn chìm lớp bông và khuấy đều trong khoảng 3 – 5 phút.
Hiện tượng: bông tan tạo thành dung dịch nhớt.
Kết luận: cellulose tan trong nước Schweizer.
Vì sao nhai kĩ cơm bánh mì đều thấy có vị ngọt?
Khi ăn tinh bột, enzyme trong nước bọt (amylase) phân giải tinh bột thành dextrin, đường maltose, đường này đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.
Cho 6 carbohydrate sau: glucose, fructose, maltose, saccharose, tinh bột và cellulose. Có bao nhiêu carbohydrate đã cho thuộc nhóm polysaccharide?
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án B
Có 2 carbohydrate đã cho thuộc nhóm polysaccharide là: tinh bột và cellulose.
Xác định các chất X, Y, Z, E, G và hoàn thành phương trình hoá học theo các sơ đồ phản ứng sau:
(a) X + H2O -(xt,t0)→ Y
(b) Y + AgNO3 + NH3 + H2O -(xt,t0)→ Ammonium gluconate + Ag + NH4NO3
(c) Y -(enzyme)→ E + Z
(d) Z + H2O -(ánh sáng, chất diệp lục)→ X + G
X: Tinh bột (C6H10O5)n
Y: glucose C6H12O6
Z: CO2
E: C2H5OH
G: Oxygen
(a) (C6H10O5)n + nH2O -(xt,t0)→ nC6H12O6
(b) C6H12O6 + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2OH[CHOH]4COONa + 2Ag + 2NH4NO3
(c) C6H12O6 -(enzyme)→ 2C2H5OH + 2CO2
(d) 6nCO2+ 5nH2O -(ánh sáng, chất diệp lục)→ (C6H10O5)n + 6nO2
Giải thích các hiện tượng sau:
a) Xôi hoặc cơm nếp thì dẻo và dính hơn cơm tẻ.
b) Nhỏ vài giọt dung dịch iodine vào mặt cắt của quả chuối xanh thấy xuất hiện màu xanh tím.
c) Dung dịch sulfuric acid đặc làm sợi bông hoặc giấy bị hoá đen.
a) Khi gặp nước nóng, amylopectin trương lên tạo thành hồ, tạo nên tính dẻo của hạt tinh bột. Xôi hoặc cơm nếp chứa nhiều amylopectin hơn cơm tẻ, do đó xôi hoặc cơm nếp thì dẻo và dính hơn cơm tẻ.
b) Chuối xanh chứa tinh bột, phân tử tinh bột hấp phụ iodine tạo ra màu xanh tím.
c) Khi để rớt sulfuric acid đặc vào quần áo bằng vải sợi bông (có thành phần là cellulose), chỗ vải đó bị đen lại và thủng ngay là do sulfuric acid đặc có tính háo nước và làm cellulose bị than hóa.
