BÀI 6. TINH BỘT VÀ CELLULOSE

I. CẤU TẠO PHÂN TỬ

* Giống nhau:

- Là polymer thiên nhiên.

- Công thức phân tử: (C₆H₁₀O₅)_n.

* Khác nhau:

1. Tinh bột

- Gồm amylose và amylopectin:

+ Amylose: tạo thành từ nhiều -glucose nối với nhau bằng liên kết -1,4-glycoside, hình thành chuỗi xoắn.

+ Amylopectin: mạch phân nhánh; -glucose liên kết với nhau bằng liên kết -1,4-glycoside; các chuỗi này liên kết với nhau tạo mạch nhánh qua liên kết -1,6-glycoside.

2. Cellulose

- Tạo thành từ nhiều đơn vị -glucose qua liên kết -1,4-glycoside tạo mạch không nhánh.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính chất của tinh bột

a) Phản ứng thủy phân

- Tinh bột bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc enzyme tạo thành glucose.

- Phương trình hóa học:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O nC₆H₁₂O₆

- Lưu ý: Tinh bột bị thủy phân không hoàn toàn tạo thành dextrin, maltose và glucose.

b) Phản ứng màu với dung dịch iodine

- Amylose trong tinh bột có dạng xoắn, tương tác với tinh bột tạo màu xanh tím ⇒ nhận biết tinh bột.

2. Tính chất của cellulose

a) Phản ứng thủy phân

- Cellulose bị thủy phân trong môi trường acid hoặc enzyme tạo thành glucose.

- Phương trình hóa học:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O nC₆H₁₂O₆

b) Phản ứng với nitric acid

- Các nhóm hydroxy trong các đơn vị glucose của cellulose tác dụng với dung dịch nitric acid đặc (có mặt sulfuric acid đặc) tạo thành cellulose nitrate (sản phẩm tạo thành tùy vào điều kiện phản ứng), ví dụ:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHONO₂ [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

c) Cellulose phản ứng với nước Schweizer

- Cellulose tan trong nước Schweizer (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)₂ trong ammonia).

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG

1. Tinh bột

Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, hầu như không tan trong nước lạnh; trong nước nóng tạo dung dịch keo nhớt (hồ tinh bột).

Dạng tồn tại trong tự nhiên: chủ yếu trong củ, quả hay hạt.

Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh

- Diễn ra qua nhiều giai đoạn, gồm hai quá trình chính: quang hợp hình thành glucose và sự kết hợp các đơn vị glucose tạo thành tinh bột.

- Phương trình tổng quát:

6nCO₂ + 5nH₂O (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể

- Khoang miệng: Khi ăn tinh bột, enzyme -amylase (trong nước bọt) thủy phân tinh bột tạo dextrin, maltose.

- Ruột non: Tinh bột tiếp tục bị phân hủy thành glucose.

- Glucose được hấp thụ vào máu, chuyển đến tế bào để sử dụng cho nhu cầu năng lượng; lượng glucose dư được chuyển thành glycogen lưu trữ trong gan và cơ.

Ứng dụng

- Nguồn lương thực chính của con người và một số động vật.

- Dùng trong công nghiệp thực phẩm (chất làm đặc, chất kết dính, sản xuất ethanol,...).

- Làm chất kết dính trong công nghiệp giấy và công nghiệp dệt may.

2. Cellulose

Tính chất vật lí: Chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước (ngay cả khi đun nóng), không tan trong dung môi hữu cơ thông thường.

Dạng tồn tại trong tự nhiên: được tổng hợp bởi thực vật, có trong gỗ khô (khoảng 50% khối lượng), sợi bông (khoảng 90% khối lượng).

Ứng dụng:

- Làm vật liệu xây dựng (các loại đồ gỗ).

- Sản xuất giấy, sợi tự nhiên, sợi nhân tạo.

- Nguyên liệu điều chế ethanol, cellulose trinitrate (chế tạo thuốc súng không khói).