Dược Liệu Chứa Carbohydrat: Định Nghĩa, Tính Chất và Phân Loại

Tài liệu nghiên cứu Dl chua carbohydrat, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: TS. Nguyễn Thành Triết
• Trường học: Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
• Đề tài: Tìm Hiểu Về Carbohydrat Trong Dược Liệu
• Loại tài liệu: bài giảng
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. Mục tiêu
• 2. Nội dung
• 2.1. Gôm, pectin, chất nhầy
• 2.2. Khái niệm Carbohydrat (Cn(H2O)n, n ≥ 3) – Glucid
• 2.3. Phân loại
• 2.4. GIỚI THIỆU VỀ CARBOHYDRAT
• 2.5. Analogues of nucleic acids: Types of Carbohydrates
• 2.6. MONOSACCHARID
• 2.7. OLIGOSACCHARID
• 2.8. Tinh bột
• 2.8.1. CẤU TRÚC TINH BỘT
• 2.8.2. Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột
• 2.8.3. Tính chất vật lý
• 2.8.4. Tính chất hóa học
• 2.8.5. SỰ THỦY PHÂN TINH BỘT
• 2.8.5.1. THỦY PHÂN BẰNG ACID
• 2.8.5.2. THỦY PHÂN BẰNG ENZYM
• 2.8.6. Chiết xuất tinh bột
• 2.8.7. Định tính
• 2.8.8. Công dụng
• 2.8.9. Dược liệu chứa tinh bột
• 2.9. Cellulose
• 2.9.1. Tính chất
• 2.9.2. Tác dụng – Công dụng
• 2.9.3. Dược liệu chứa cellulose
• 2.10. Gôm, chất nhầy, pectin
• 2.10.1. Tính chất
• 2.10.2. Đánh giá dược liệu chứa gôm, chất nhầy, pectin
• 2.10.3. Tác dụng – Công dụng
• 2.10.4. Dược liệu chứa gôm, chất nhầy, pectin

Tóm tắt

I. Tìm Hiểu Về Carbohydrat Trong Dược Liệu Định Nghĩa Và Tính Chất

Carbohydrat, hay còn gọi là glucid, là nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng trong dược liệu. Chúng bao gồm các monosaccharid, dẫn xuất và sản phẩm ngưng tụ của chúng. Carbohydrat có công thức chung là Cn(H2O)n, với n ≥ 3. Các loại carbohydrat phổ biến bao gồm glucose, fructose, và các polysaccharid như tinh bột và cellulose. Chúng đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng và có nhiều ứng dụng trong y học.

1.1. Định Nghĩa Carbohydrat Các Nhóm Hợp Chất Chính

Carbohydrat được phân loại thành nhiều nhóm khác nhau, bao gồm monosaccharid, oligosaccharid và polysaccharid. Monosaccharid là những đường đơn không thể phân hủy thành đường đơn giản hơn. Oligosaccharid bao gồm từ 2 đến 10 monosaccharid, trong khi polysaccharid là những chuỗi dài của monosaccharid.

1.2. Tính Chất Của Carbohydrat Trong Dược Liệu

Carbohydrat có tính chất hòa tan trong nước và tạo thành dung dịch keo. Chúng không tan trong các dung môi hữu cơ như ether hay cloroform. Tính chất này giúp carbohydrat có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng dược phẩm và thực phẩm.

II. Vấn Đề Liên Quan Đến Carbohydrat Trong Dược Liệu Thách Thức Và Giải Pháp

Mặc dù carbohydrat có nhiều lợi ích, nhưng việc chiết xuất và định tính chúng trong dược liệu vẫn gặp nhiều thách thức. Các phương pháp chiết xuất hiện tại có thể không hiệu quả hoặc tốn thời gian. Do đó, cần có những phương pháp mới để cải thiện quy trình này.

2.1. Thách Thức Trong Việc Chiết Xuất Carbohydrat

Chiết xuất carbohydrat từ dược liệu thường gặp khó khăn do sự đa dạng về cấu trúc và tính chất của chúng. Các phương pháp chiết xuất truyền thống có thể không đạt hiệu quả cao, dẫn đến việc mất mát các thành phần quan trọng.

2.2. Giải Pháp Cải Tiến Quy Trình Chiết Xuất

Cần áp dụng các công nghệ hiện đại như siêu âm hoặc chiết xuất bằng enzym để nâng cao hiệu quả chiết xuất carbohydrat. Những phương pháp này có thể giúp tăng cường khả năng thu hồi và bảo toàn các hoạt chất có lợi trong dược liệu.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Carbohydrat Hướng Dẫn Chi Tiết

Có nhiều phương pháp chiết xuất carbohydrat từ dược liệu, bao gồm chiết xuất bằng nước, ethanol và các dung môi hữu cơ khác. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào loại dược liệu và mục đích sử dụng.

3.1. Chiết Xuất Carbohydrat Bằng Nước Phương Pháp Cơ Bản

Chiết xuất bằng nước là phương pháp đơn giản và hiệu quả để thu hồi carbohydrat. Phương pháp này thường được sử dụng cho các dược liệu có hàm lượng nước cao, giúp bảo toàn các hoạt chất.

3.2. Chiết Xuất Carbohydrat Bằng Dung Môi Hữu Cơ

Sử dụng dung môi hữu cơ như ethanol có thể giúp thu hồi các loại carbohydrat không tan trong nước. Phương pháp này thường được áp dụng cho các dược liệu khô, giúp tăng cường hiệu quả chiết xuất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Carbohydrat Trong Dược Liệu

Carbohydrat có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm. Chúng được sử dụng làm tá dược, chất nhũ hóa và trong sản xuất thực phẩm chức năng. Nghiên cứu cho thấy carbohydrat có tác dụng tích cực đối với sức khỏe con người.

4.1. Tác Dụng Của Carbohydrat Trong Y Học

Carbohydrat có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, cung cấp năng lượng và tăng cường hệ miễn dịch. Chúng cũng được sử dụng trong điều trị một số bệnh lý như tiểu đường và bệnh tim mạch.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Trong ngành thực phẩm, carbohydrat được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như bột ngọt, glucose và maltodextrin. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hương vị và độ nhớt của thực phẩm.

V. Kết Luận Về Carbohydrat Trong Dược Liệu Tương Lai Và Triển Vọng

Carbohydrat trong dược liệu không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Nghiên cứu về carbohydrat sẽ tiếp tục mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Carbohydrat

Nghiên cứu về carbohydrat sẽ tiếp tục được mở rộng, với nhiều ứng dụng mới trong y học và công nghiệp. Các công nghệ mới sẽ giúp cải thiện quy trình chiết xuất và bảo quản carbohydrat.

5.2. Triển Vọng Phát Triển Sản Phẩm Mới

Với sự phát triển của công nghệ, các sản phẩm mới từ carbohydrat sẽ được ra đời, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Điều này sẽ góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

DƯỢC LIỆU CHỨA CARBOHYDRAT TS. Nguyễn Thành Triết ĐHYD TP. HCM Mục tiêu 1. Nêu được định nghĩa, tính chất của các carbohydrat 2.

Nêu được cách chiết xuất, định tính carbohydrat 3. Nêu được tên khoa học, bộ phận dùng, thành phần hóa học và tác dụng của một số dược liệu chứa carbohydrat Nội dung 1. Gôm, pectin, chất nhầy Dược liệu chứa carbohydrat 1. Khái niệm Carbohydrat (Cn(H2O)n, n ≥ 3) – Glucid Những nhóm hợp chất hữu cơ gồm những monosaccharid, những dẫn xuất và những sản phẩm ngưng tụ của chúng Monnosaccharid: glucose, fructose, … Dẫn xuất: acid glucuronic, pectin, … Sản phẩm ngưng tụ: saccharose, tinh bột, cellulose, … 4 Dược liệu chứa carbohydrat 2.

Phân loại Những đường đơn không Các nhóm glucid - carbohydrat thể cho ra phân tử đơn giản Monosaccharid hơn khi thủy phân VD: glucose, fructose, galactose, mannose, … Khi bị thủy phân cho ra 2 – 6 phân tử đường đơn GLUCID Oligosaccharid VD: maltose, lactose, gentibiose, cellobiose, … Khi bị thủy phân cho ra > 6 Polysaccharid phân tử đường đơn Homopolysaccharid Heteropolysaccharid 5 Dược liệu chứa carbohydrat GIỚI THIỆU VỀ CARBOHYDRAT - Nghiên cứu đường thấy: 1 CHO CH2OH 2 H C OH C=O 3 HO C H HO C H 4 H C OH H C OH 5 H C OH H C OH CH2OH 6 CH2OH D-Glucose D-Fructose - Công thức trên đều có thể viết dưới dạng (C.H2O)n - Danh pháp : Carbohydrates (Hydrate of carbon) = saccharid (sugar : đường) 6 Dược liệu chứa carbohydrat  GIỚI THIỆU VỀ CARBOHYDRAT  - Không phải tất cả các đường đều có thể viết dưới dạng (C.  Ví dụ như methyl pentose CH3-(CHOH)4-CHO  - Một số chất không phải đường lại có thể viết dưới dạng (C. Ví dụ: axit lactic CH3-CHOH-COOH  C3(H2O)3  - Hội nghị danh pháp quốc tế đề nghị đổi tên carbohydrate là Glucid. - Nhưng danh pháp carbohydrate vẫn còn rất thông dụng.

7 Dược liệu chứa carbohydrat - Về mặt cấu trúc monosaccharid là những chất polyhydroxyaldehyd (aldose) và polyhydroxyceton (cetose). - Tồn tại dưới dạng mạch hở hoặc mạch vòng (bán acetal). - Sản phẩm ngưng tụ là oligosaccharid và polysaccharid. Dẫn chất của chúng là các glycosid.

8 Dược liệu chứa carbohydrat Carbohydrate hay glucid chia thành 4 loại : - Monosaccharid : là những đường đơn không thể cho cacbohydrate đơn giản hơn khi thủy phân. Các đường đơn tồn tại trong tự nhiên từ 4 đến 9 carbon. - Oligosaccharid : khi thủy phân cho từ 2 đến 8 đường đơn. - Polysaccharid : có phân tử rất lớn gồm nhiều monosaccharid nối với nhau.

- Glycosid : là những hợp chất hữu cơ tạo thành do sự ngưng tụ giữa đường (saccharid) với một phân tử hữu cơ khác (aglycon = genin) 9 Analogues of nucleic acids: Types of Carbohydrates Analogues of nucleic acids: General: Aldose | Ketose | Pyranose | Furanose Triose | Tetrose | Pentose | Hexose | Heptose | Cyclohexane conformation Geometry: | Anomer | Mutarotation Glyceraldehyde | Dihydroxyacetone | Erythrose | Threose | Erythrulose | Small/Large: Sedoheptulose Trioses: Ketotriose (Dihydroxyacetone) | Aldotriose (Glyceraldehyde) Tetroses: Erythrulose | Erythrose | Threose Pentoses: Arabinose | Deoxyribose | Lyxose | Ribose | Ribulose | Xylose | Xylulose Glucose | Galactose | Mannose | Gulose | Idose | Talose | Allose | Altrose | Hexoses: Fructose | Sorbose | Tagatose | Psicose | Fucose | Rhamnose Disaccharides: Sucrose | Lactose | Trehalose | Maltose Glycogen | Starch (Amylose | Amylopectin) | Cellulose | Chitin | Stachyose | Polymers: Inulin | Dextrin Heparin | Chondroitin sulfate | Hyaluronan | Heparan sulfate | Dermatan Glycosaminoglycans: sulfate | Keratan sulfate Kanamycin | Streptomycin | Tobramycin | Neomycin | Paromomycin | Aminoglycosides: Apramycin | Gentamicin | Netilmicin | Amikacin 10 MONOSACCHARID Danh pháp Danh pháp D, L glyceraldehyd: (theo hình chiếu của Fisher) - Có 1C bất đối  có 2 đồng phân enanthiomer (R) và (S). - OH xa nhóm chức nhất, bên phải  D - glyceraldehyd và - OH xa nhóm chức nhất, bên trái  L- glyceraldehyd 1 CHO CHO CHO 2 CH2OH H C OH HO C H H C OH 3 C=O CH2OH CH2OH HO C H HO C H 4 D-Glyceraldehyd L- H C OH H C OH Glyceraldehyd 5 H C OH H C OH 6 CH2OH CH2OH D-Glucose D-Fructose 11 OLIGOSACCHARID • Disaccharid • Sucrose: : (= saccharose) 1 disaccharid quan trọng trong kỹ nghệ (-D-glucopyranosyl-(12)- -D-fructofuranosid), không còn tính khử CH2OH OH o HO HO o HO OH  HO HO o HO o OH o HO HOH2 C o OH HO CH2OH OH 12 Dược liệu chứa carbohydrat Saccharose Cellulose 13 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Sản phẩm quang hợp của cây xanh: CO2 + H2O  (C6H10O5)n + O2 Được dự trữ trong các bộ phận của cây: rễ củ, rễ, quả, thân (hàm lượng 2 – 70%), lá (1 – 2%) Tinh bột có hình dạng và kích thước khác nhau, đặc trưng cho từng loài cây  Kiểm nghiệm DL chứa tinh bột 14 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Tinh bột là sản phẩm từ quang tổng hợp của cây xanh dự trữ trong hạt, củ, quả, lá Ánh sáng xCO2 + xH2O (CH 2O)x +xO2 Cây xanh CẤU TRÚC TINH BỘT - Amylose : hàng ngàn α-D-glucose ngựng tụ theo dây nối 14, rất ít phân nhánh - Amylopectin : có phân tử lượng rất lớn.

Có từ 5000 đến 50000 đơn vị glucose. Phân nhánh rất nhiều. Các đơn vị α-D-glucose mạch thẳng theo dây nối 14, chỗ phân nhánh theo dây nối 1 6 15 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Tinh bột được cấu tạo bởi 2 loại polysaccharid: amylose và amylopectin Đơn vị cấu tạo nên tinh bột là glucose 16 Dược liệu chứa carbohydrat 2.

Tinh bột 17 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột 18 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Hình dạng tinh bột Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột 19 Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột Hình dạng Loại tinh bột Đặc điểm Kích thước nhỏ (2-12 µm) Thường gặp hạt kép và thường Tinh bột Gạo kết thành đám rất nhiều hạt (Amylum Oryzae) Tễ là một chấm nhỏ, vân tăng trưởng không rõ Hình đa giác Kích thước 4-25 µm Hạt tinh bột rời Tinh bột Bắp Tễ hình chấm, hình sao hoặc (Amylum Maydis) phân nhánh, vân tăng trưởng không rõ 20 Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột Hình dạng Loại tinh bột Đặc điểm Hình chỏm cầu hay hình chuông Tinh bột Sắn dây nhỏ (2 – 10 μm) (Amylum Puerariae) Hình chỏm Tễ là 1 điểm, đôi khi hình sao cầu Hình chỏm cầu hay hình chuông, Tinh bột Khoai mì 5 – 30 μm (Amylum Manihot) Tễ hình sao, rõ Tinh bột Sắn dây Tinh bột Khoai mì 21 Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột Hình dạng Loại tinh bột Đặc điểm Hình dĩa, quả lê, đôi khi rìa bị nứt Tinh bột Lúa mì Hạt to (30-40 μm), hạt nhỏ (2-8 μm) (Amylum Tritici) Tễ không rõ Hình dĩa Hình dĩa, mép gợn sóng Tinh bột Ý dĩ Kích thước hạt trung bình (Amylum Coicis) Tễ phân nhánh hình sao Tinh bột Lúa mì Tinh bột Ý dĩ 22 Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột Hình Loại tinh bột Đặc điểm dạng Hình trứng Tinh bột khoai tây K/thước TB 50 μm, hạt lớn 80 μm (Amylum Solani) Thỉnh thoảng có hạt kép 2, 3 Tễ là 1 điểm ở đầu hẹp, vân rõ Hình trứng Tinh bột Hoàng tinh Kích thước 50-80 μm, hạt có khi lẹm (Amylum Marantae) Tễ là 1 vạch ngắn nằm ở đầu to, Hình vuông góc với trục dài của hạt trứng Hình bầu dục Tinh bột Đậu xanh Kích thước 50 μm (Amylum Phaseoli) Tễ dài, phân nhánh hình xương cá Hình trứng hay hình chuông Tinh bột Hoài sơn Dài 20-80 μm, rộng 20 μm (Amylum Dioscoreae) Tễ dài, ko phân nhánh, dọc theo chiều dài của hạt, thường ko thấy tễ 23 Hình dạng và đặc điểm của một số tinh bột Tinh bột Khoai tây Tinh bột Hoàng tinh Tinh bột Hoài sơn Tinh bột Đậu xanh 24 Dược liệu chứa carbohydrat 2. Tinh bột Tính chất vật lý Màu trắng Không tan trong nước lạnh Tuy nhiên, một lượng nước nhất định sẽ được hấp thụ vào cấu trúc của hạt tinh bột làm cho hạt tinh bột trương nở Bị trương nở (hồ hóa) khi đun với nước  độ nhớt của dd tăng 25 Dược liệu chứa carbohydrat Tinh bột Tính chất vật lý Tinh bột có khả năng hấp phụ iod  màu xanh tím đến tím đen Iod Tinh bột TB + I3- 26 Dược liệu chứa carbohydrat 2.

Tinh bột Tính chất hóa học - Thủy phân tinh bột bằng acid  glucose (C6H10O5)n + nH2O  (1+n) (C6H12O6) - Thủy phân bằng enzym (amylase) TB  dextrin  erythrodextrin  achrodextrin  maltose  glucose => Độ nhớt giảm dần khi các đường ngắn hơn hình thành 27 Dược liệu chứa carbohydrat SỰ THỦY PHÂN TINH BỘT A. THỦY PHÂN BẰNG ACID Qua các chặng : dextrin, erythrodextrin, achrodextrin, maltose, glucose. CÁCH TIẾN HÀNH: - Lấy 10ml hồ tinh bột +30ml H2O+20ml HCL.2N--- Khuấy đều--- dịch thử. - Cho vào 6 ống nghiệm, mỗi ống 5ml dịch thử ---- ngâm vào nồi cách thủy sôi.

- Sau 3,5,7,9,11 và 13 phút lấy từng ống nghiệm ra làm lạnh nhanh. - Cho vào mỗi ống nghiệm sau làm lạnh 3ml dd Lugol. - Quan sát gam màu của quá trình thủy phân Amylose dễ bị thủy phân hơn amylopectin vì dây nối (1 4) dễ bị cắt hơn là dây nối (16) 28 THỦY PHÂN TINH BỘT 6 6 CH2OCH3 CH2OCH3 CH2OCH3 CH2OCH3 5 5 5 H O H H O H H O H 5 O H H 4 H 1 H 4 H H 4 1 1 4 OCH3 H OCH3 H OCH3 H OCH3 H CH3O O O 3 2 2 2 3 3 3 H O CH3 H O CH3 H CH3O O H CH3O I II O 6 III IV 6 CH2OCH3 CH2OCH3 CH2 CH2OCH3 CH2 5 5 5 H O H H O H H O H O H O H H H 4 H 1 H 4 H 1 H H 4 OCH3 H OCH3 H 1 OCH3 H 1 OCH3 H OCH3 H CH3O O O 2 O 3 2 2 2 O OCH3 3 3 H O CH3 H OCH3 H OCH3 OCH3 OCH3 H H V VI VII VIII IX + H2O (H ) 6 CH2OCH3 5 H O H 4 H I, IV, V, IX OCH3 H 1 2,3,4,6- Tetramethylglucose ( Ñôn vòcuoá i maïch) CH3 O 3 5 2 OH H OCH3 CH2OCH3 H O H H II, III, VI OCH3 H 2,3,6 - Trimethylglucose HO (Ñôn vòôûgiöõ a) OH H OCH3 CH2OH H O H H VII, VIII OCH3 H 2,3- Dimethylglucose (Ñieå m phaâ n nhaù nh) HO OH H OCH3 29 Dược liệu chứa carbohydrat B. THỦY PHÂN BẰNG ENZYM 1.

Enzym amylase : gồm có α và β-amylase α-amylase cắt ngẫu nhiên vào dây nối (14) đối với amylose : maltose (90%) + glucose đối với amylopectin : maltose (chủ yếu) + dextrin phân tử bé + glucose β-amylase cắt xen kẽ vào dây nối (14) đối với amylose : maltose (100%) đối với amylopectin : chỉ cắt được dây nối (14), gặp mạch nhánh thì ngừng.