TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI 12 NHÓM SVTH:
Lưu Tố Trân - 61203993
Hoàng Thị Thảo - 61203438
Châu Thanh Phương Vy – 61204678
GVHD: ThS. Tôn Nữ Minh Nguyệt

Thành phố Hồ Chí Minh, 11/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI 12

5.1. Tổng quan về chất xơ thực phẩm ………………………………… 11
5.2.Tác dụng của chất xơ thực phẩm đối với sức khỏe…………… 11
5.3. Chất xơ trong các loại thực phẩm …………………………… … 12 5.4 Nhu cầu chất xơ hằng ngày ………………………………………… 12
5.5.Những lưu ý khi sử dụng chất xơ …… …………………………….12

Chương 6: Các nghiên cứu mới…… ………………… … 13
6.1.Sản xuất tinh bột từ cellulose………………………………………….13
6.2. Nhiên liệu sinh học (biofuels)…………………………………………13
Bảng 3.1 Thành phần cellulose và hemicellulose trong một số loại cây…… … 7
Bảng 6.1. Phân bố sản xuất biogasoline (xăng pha ethanol) và biodiesel……….14
Hình1.1. Mắt xích β-D-Glucose……………………………………………… ………… 1
Hình1.2. Liên kết β-1,4-glucoside ………………… ………………… 1
Hình1.3. Liên kết hydro giữa 2 mạch song song trong…… …………………… 1
Hình 1.4. Hình ảnh 3D của cellulose ………………………….……… ……… 2
Hình1.5. Dạng sợi của cellulose trong tế bào thực vật ( ngô) …… ……… … 2
Hình 2.1. Vị trí tương quan của cellulose, hemicellulose, lignin …… ….……… 4
Hình2.2. Các monomer điển hình của hemicellulose………… …………………… 5
Hình2.3.Một loại hemicellulose …………………… ……………………………….…….5
Hình 2.4.O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ cứng…………………… …6
Hình 3.1. Một số loại rau củ chứa cellulose và hemicellulose ……………… … 7
Hình 4.1.Cấu trúc phân tử HPC ………………………………….………… ……… ….8
Hình 4.2.Cấu trúc phân tử Methyl cellulose………………………… ………… ….…8
Hình 4.3. sản phẩm tá dược có chứa methyl cellulose………… …………… …8
Hình 4.4.Cấu trúc CMC …………………………………………………………….…… …9
Hình 4.5.Dạng bột trắng của CMC……………………………………………………… 9
Hình 4.6. Một số sản phẩm chứa MCC………….……….………………………….… 10
Hình 6.1. Y.H. Percival Zhang………………………… …………………………… … 13

kết Hydro giữa các mạch với nhau.
Hình 1.1. Mắt xích β-D-Glucose

Hình 1.2. Liên kết β-1,4-glucoside
Hình 1.3. Liên kết hydro giữa 2 mạch song song trong
cellulose
2 Hình 1.4. Hình ảnh 3D của cellulose
Trong tế bào thực vật, các phân tử cellulose xếp song
song thành sợi có đường kính khoảng 3,5nm. Các sợi
xếp chặt khít nhau tạo thành các bó sợi dày 20nm, có rất
nhiều liên kết hydro giữa các mạch, các sợi nên tạo
được dạng sợi bền chắc, có tính đàn hồi cao. Ngoài ra
còn có ligin chèn vào khoảng không giữa các vi sợi giúp
cấu trúc được ổn định.
1.2.Tính chất
1.2.1.Tính chất vật lý
- Cellulose có màu trắng, không mùi, không vị, hút nước,
biodegradable.
- Cellulose có dạng thô và mịn, loại càng mịn thì khả năng phân giải và đồng hóa
càng cao.
- Tính tan: cellulose không tan trong nước ngay cả khi đun nóng và trong các dung

tơ visco
[C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
(Cellulose) → [C
6
H
7
O
2
(OH)
2
ONa]
n
(Cellulose kiềm) →
[C
6
H
7
O
2
(OH)
2

7
O
2
(OH)
3
]
n
(Cellulose hidrat) + nCS
2
+ Na
2
SO
4

1.2.2.Tính chất hóa học
Phản ứng phân hủy
- Phản ứng thủy phân
Cellulose rất bền, rất khó thủy phân. Điều kiện thủy phân khá nghiêm ngặt.
Phản ứng với dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng trong thời gian dài thu được sản phẩm cuối
cùng là các đơn phân glucose, ứng dụng trong làm gỗ.
(C
6
H
10
O
5

3

Đun nóng cellulose với hỗn hợp HNO
3
và H
2
SO
4
đậm đặc thu được các este
cellulose nitrat:
[C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
+ nHNO
3
→ [C
6
H
7
O
2
(OH)
2

n
(Cellulose dinitrat) + 2nH
2
O
[C
6
H
7
O
2
(OH)
3
]
n
+ 3nHNO
3
→ [C
6
H
7
O
2
(ONO
2
)
3
]
n
(Cellulose trinitrat) + 3nH
2

CO)
2
O → [C
6
H
7
O
2
(OCOCH
3
]
n
(Cellulose triacetate +
3nCH
3
COOH
4

Hemicellulose có trong màng tế bào, liên kết chặt chẽ với cellulose, nằm trong
khoảng trống giữa các sợi cellulose trong thành tế bào thực vật, cùng với pectin giữ
nhiệm vụ làm chất kết dính các tế bào. Hemicellulose vừa là vật liệu cấu trúc, vừa là
nguyên liệu dự trữ năng lượng các quá trình trao đổi chất. Cellulose, lignin và
hemicellulose tạo nên thành tế bào vững chắc ở thực vật. Hemicellulose luôn đi cùng
với cellulose, bởi nó là chất kết dính các sợi, các bó sợi cellulose, nhưng nó kém bền
hơn cellulose, khối lượng nhỏ hơn cellulose.
Cũng vì hemicellulose có mạch nhánh nên tồn tại ở dạng vô định hình và vì thế dễ bị
thủy phân. Hemicellulose còn chứa cả axit 4-O-methylglucuronic, axit D-galacturonic và
axit glucuronic. Trong đó, đường D-xylose, L-arabinose, D-glucose và D-galactose là
phổ biến ở thực vật thân cỏ và ngũ cốc. Tuy nhiên, khác với hemicellulose thân gỗ,
hemicellulose ở thực vật thân cỏ lại có lượng lớn các dạng liên kết và phân nhánh phụ

Hình 2.3. Một loại hemicellulose
6

thuộc vào các loài và từng loại mô trong cùng một loài cũng như phụ thuộc vào độ tuổi
của mô đó.

Hình 2.4.O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan ở cây gỗ cứng
3.1. Thực vật
Cellulose và hemicellulose là thành phần của vách tế bào thực vật nên bất kì thực
vật nào cũng đều có chứa cellulose và hemicellulose, lượng cung cấp tùy thuộc vào
từng loài, từng bộ phận (nhiều ở thân, rễ, lá, ít ở củ)
Cellulose có nhiều trong bông (95-98%), đay, gai, tre, nứa, gỗ Cellulose chiếm
khoảng chiếm tỉ lệ cao 40-45% trong gỗ (bạch đàn, bồ đề, mỡ, keo,…Hàm lượng
cellulose trong các loại rau ăn lá khoảng 0,2 – 2,8%, như rau dền 1,1% , rau mồng tôi
2,5%, đặc biệt có nhiều trong các loại măng (đến 4,5%),trong các loại trái 0,5 – 2,7%
Hemicellulose chứa nhiều trong vỏ hạt, cám,trấu, ở các loại lúa mì, lúa mạch. Hàm
lượng hemicellulose trong rau từ 0,3-3,1% , trong quả là 0,3-2,7 %. Đối với các loại quả
cứng thì hàm lượng này chiếm nhiều hơn.
7

4.1.3. Carboxymethyl cellulose (CMC)
Hình 4.2.Cấu trúc phân tử Methyl cellulose
Hình 4.3. Sản phẩm tá dược có
chứa methyl cellulose
9

Carboxymethyl cellulose (CMC) là một polymer, là dẫn xuất cellulose với các nhóm
carboxymethyl (-CH
2
COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các glucopyranose
monomer tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri
carboxymethyl cellulose. Hình 4.4. Cấu trúc CMC
CMC là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu như không mùi hạt hút ẩm. CMC
tạo dung dịch dạng keo với nước, không hòa tan trong ethanol.

Hình 4.5 Dạng bột trắng của CMC
CMC được sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm như một loại phụ gia (số hiệu E 466)
vì nó là hợp chất không màu, không mùi, không vị, có độ nhớt cao , không độc hại
và không gây dị ứng, giữ độ ẩm tốt. Liều lượng sử dụng CMC trong thực phẩm ở mức
độ nhỏ hơn 1%( thường 0.1-0.5%).

dụng rộng rãi trong mỹ phẩm, dung dịch làm sạch, và các sản phẩm gia dụng khác.
Hydroxyethyl cellulose và methyl cellulose thường được sử dụng với các loại thuốc
kỵ nước trong công thức viên nang, để cải thiện giải thể của các loại thuốc trong dịch
tiêu hóa.
11

Ngoài ra, Hydroxyethyl cellulose là thành phần chính trong chất bôi trơn . Nó cũng là
một thành phần quan trọng trong sự hình thành của bong bóng lớn , có khả năng hòa
tan trong nước và cung cấp sức mạnh cơ cấu đối với bong bóng xà phòng.

Cellulose và hemicellulose là những polysaccharide bền, khó bị thủy phân và không
bị tiêu hóa trong cơ thể người. Không phải vitamin, cũng không cung cấp chất dinh
dưỡng nhưng cellulose và hemicellulose có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với sức
khỏe con người, chúng hiện diện ở dạng chất xơ không tan trong thực phẩm.
5.1.Tổng quát về chất xơ thực phẩm
Chất xơ thực phẩm là hỗn hợp gồm có tinh bột và đường hiện diện trong màng tế
bào của các loại rau xanh, trái cây, không bị tiêu hóa trong hệ thống tiêu hóa. Có nhiều
loại chất xơ như cellulose, gum, mucilage, pectin, lignin Mỗi loại chất xơ thực phẩm có
cấu trúc và đặc tính hóa học khác nhau, được chia thành 2 nhóm chính
+ Chất xơ tan : Gồm gum, mucilage, pectin Những chất xơ loại này có chủ yếu
trong các loại rau, trái cây và các loại hạt đậu.
+ Chất xơ không tan: Gồm cellulose, lignin, hemicellulose Những loại chất xơ này
chủ yếu có trong hạt ngũ cốc.
5.2.Tác dụng của chất xơ thực phẩm đối với sức khỏe
- Đối với hệ tiêu hóa
Chất xơ được nhai lâu ở miệng nên kích thích nước bọt tiết ra nhiều hơn - nước bọt
rất cần thiết cho tiêu hóa chất tinh bột và đường nên chất xơ góp phần cải thiện chức
năng tiêu hóa
Trong ruột non, chất xơ không tan hút nước, làm tăng khối lượng chất bã khiến sự
phế thải cặn bã từ hệ thống tiêu hóa diễn ra nhanh hơn, giảm thời gian những chất độc

Nhu cầu hằng ngày về chất xơ thực phẩm ở mức trung bình 20 - 35g là hợp lý. Đối
với trẻ em, lượng chất xơ tùy theo độ tuổi, tính toán đơn giản : Tuổi + 5 = số g chất xơ
cần ăn một ngày. Trong những trường hợp bệnh lý (mắc chứng táo bón ) thì có thể
tăng lên 45g/ngày.
5.5. Những lưu ý khi sử dụng chất xơ
Cơ thể chỉ hấp thụ lượng chất xơ vừa đủ, lượng chất xơ quá nhiều trong cơ thể gây
ra một số hạn chế như: ảnh hưởng việc hấp thụ các khoáng chất, giảm hiệu quả chuyển
hóa các vitamin, tác động xấu đến việc hấp thu dược phẩm. Nếu ăn nhiều chất xơ mà
không cung cấp đủ nước thì sẽ mắc chứng táo bón, khó tiêu… 13

6.1.Sản xuất tinh bột từ cellulose
Cellulose là phụ chất trong thành tế bào thực vật và là loại carbohydrate phổ biến
nhất trên trái đất. Tinh bột là một trong những thành phần quan trọng nhất trong chế độ
ăn của con người và cung cấp khoảng 20 - 40% lượng calo đưa vào cơ thể chúng ta
hàng ngày. Một nhóm các nhà nghiên cứu củaVirginia Polytechnic Institute đã thành
công trong việc biến đổi cellulose thành tinh bột. Điều này có ý nghĩa rất to lớn, bởi nếu
thực phẩm có thể được tạo ra từ bất kỳ loại thực vật nào, thì áp lực cho các cây trồng
cần phải canh tác trên đất màu mỡ và yêu cầu bón phân, sử dụng thuốc trừ sâu và
lượng nước tưới lớn sẽ giảm mạnh.
Y.H. Percival Zhang, phó giáo sư về các hệ thống sinh học nghiên cứu tại College of
Agriculture and Life Sciences, đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu trong dự án trên
cho biết cellulose và tinh bột có công thức hóa học tương tự. Sự khác biệt nằm ở các
liên kết hóa học; và ý tưởng của nhóm là sử dụng enzyme cascade để phá vỡ các liên
kết trong cellulose, cho phép chúng định hình lại thành tinh bột. Loại tinh bột mà nhóm
nghiên cứu của ông đã sản xuất là amylose.

Hình 6.1. Y.H. Percival Zhang

cồn có nồng độ 94%. Tại Việt Nam, theo ông Tuấn, giá
thành cồn sinh khối vẫn còn cao do việc nhập các chế
phẩm nước ngoài (ví dụ như enzyme, ) ´´
Trên thế giới, ngành nhiên liệu sinh học đang phát
triển mạnh do nhiên liệu hóa thạch là có hạn và đang
cạn kiệt dần, và những đàn anh đi đầu ngành này là Mỹ,
Brazil,…
Hình 6.2. Các chuyên
gia Việt - Nhật trong
phòng thí nghiệm
Biomass, cạnh thiết bị
chưng cất ethanol từ
rơm rạ.
Bảng 6.1. Phân bố sản xuất biogasoline (xăng
pha ethanol) và biodiesel

15

1. Tiến sĩ Hoàng Kim Anh (2008) Hóa Học thực phẩm , NXB Khoa Học và Kĩ Thuật
2. Owen R. Fennema,Food Chemistry, MARCEL DEKKER, INC
3. H D. Belitz · W. Grosch · P. Schieberle (2008), Food Chemistry, Springer
4. http://citinews.net/doi-song/san-xuat-tinh-bot-tu-cellulose-YCXM3QY/
5. http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-nghien-cuu-san-xuat-cellulose-vi-khuan-
tu-acetobacter-xylinum-7792/
6. http://www.baomoi.com/Tao-ra-enzym-moi/79/2975324.epi
7. http://www.duoclieu.org/2012/01/cellulose.html
8. 102011/Dieu_che_Xenlulo_vi_tinh_the_lam_nguyen_lieu_cho_cong_nghiep_duo