Giải SBT Hóa học 12 CTST Bài 5: Tinh bột và cellulose có đáp án

a) Vai trò của tinh bột kháng đối với sức khỏe cơ thể:

- Tinh bột kháng do không bị thuỷ phân thành glucose ở ruột non mà lên men trong ruột già nên tạo ra ít năng lượng hơn so với tinh bột bình thường, giúp hạn chế tình trạng béo phì và ổn định lượng đường huyết, hạn chế bệnh đái tháo đường. Bên cạnh đó, tinh bột kháng con giúp ruột kết khoẻ mạnh nhờ các vi khuẩn tốt trong ruột già có tác dụng biến tinh bột kháng thành các acid béo chuỗi ngắn. Đây là nguồn năng lượng “ưa thích” của các tế bào ruột kết.

- Tinh bột kháng còn có vai trò như là một thành phần của chất xơ. Sự đa dạng chất xơ trong chế độ ăn uống là rất cần thiết do chúng hoạt động theo những cách khác nhau. Các chất xơ thường hiệu quả hơn khi kết hợp với nhau để duy trì một đường ruột khoẻ mạnh. (Ruột kết còn gọi là đại trực tràng, phần dài nhất của ruột già và phần thấp nhất của hệ tiêu hoá)

b) Do tinh bột kháng có trong một số thực phẩm được nấu chín và để nguội, nhất là qua đêm như khoai tây, mì ống, cơm, ... nên cách đơn giản nhất để tăng lượng tinh bột kháng trong khẩu phần ăn hằng ngày là để nguội các thực phẩm chứa tinh bột như trên trong tủ lạnh qua đêm. Việc nấu và làm nguội lặp đi lặp lại sẽ làm tăng lượng tinh bột kháng trong các loại thực phẩm nói trên. Ngoài ra chuối xanh cũng là một nguồn tinh bột kháng đơn giản, dễ tìm.

Để hình thành phân tử cellulose, nhóm -OH ở vị trí nguyên tử carbon số 1 của đơn vị β - glucose này phản ứng với nhóm -OH ở vị trí nguyên tử carbon số 4 của đơn vị β - glucose kia hình thành nên các liên kết β-1,4-glycoside trong phân tử cellulose.

Cách biểu diễn cấu trúc phân tử cellulose của bạn Nhân thể hiện được liên kết β -1,4-glycoside nên đây là cách biểu diễn đúng. Bạn Thành biểu diễn sai do thể hiện liên kết α-1,4-glycoside không phù hợp với cấu trúc phân tử cellulose.

Trong quá trình thực hiện bánh mì, khí carbon dioxide làm cho bột bánh mì nở ra và “dậy lên”. Sau một thời gian, bột được nhào nặn để phá vỡ các bong bóng carbon dioxide này. Khi bánh mì được nướng, hơi nóng sẽ làm nở carbon dioxide giúp cho bánh mì nở ra nhiều hơn. Cuối cùng, nhiệt sẽ loại bỏ carbon dioxide cũng như ethanol và phần lớn nước được sử dụng để trộn bột, kết quả thu được bánh mì mềm, nhẹ và xốp.

Cộng sinh là mối quan hệ lâu dài, mật thiết giữa các sinh vật thuộc hai loài khác biệt. Sự cộng sinh giữa mối và vi sinh vật, cụ thể là Trichonympha sống trong ruột mối rất có lợi cho cả hai bên. Trichonympha tiết ra enzyme là cellulase giúp vật chủ là mối tiêu hoá cellulose, đổi lại Trichonympha nhận được môi trường bảo vệ cũng như nguồn cung cấp thức ăn liên tục.

Động vật nhai lại có thể tiêu hoá cellulose vì chúng có vi khuẩn Ruminococcus trong dạ cỏ tạo ra cellulase là enzyme có thể thuỷ phân cellulose thành glucose.

Con người không thể sử dụng cellulose như một loại thực phẩm chính vì không có cellulase xúc tác cho phản ứng thuỷ phân cellulose thành glucose.

Tuy cellulose là một loại chất xơ không thể tiêu hoá được trong ruột của con người nhưng lại là thành phần quan trọng của một chế độ ăn uống lành mạnh, do chất xơ hỗ trợ sự hoạt động trơn tru của đường ruột, giúp phòng tránh các bệnh về đường ruột như khó tiêu, trĩ, táo bón, ... Ngòài ra, chất xơ còn giúp giảm nguy cơ ung thư ruột kết do giảm thời gian phân tồn tại trong ruột kết.

Cấu trúc xoắn của phân tử amylose giúp cho các phân tử iodine có thể trượt vào trong vòng xoắn. Trong khi đó, cellulose có cấu trúc mạch thẳng, không phân nhánh nên phân tử cellulose không thể chứa các phân tử iodine như tinh bột. Vì vậy tinh bột cho được phản ứng màu với iodine còn cellulose không cho phản ứng này.

Tuy mỗi phân tử tinh bột có 1 nhóm -OH hemiacetal có thể mở vòng tạo nhóm aldehyde nhưng thực tế, tinh bột không phản ứng với thuốc thử Tollens. Điều này có thể giải thích là do trong hàng ngàn đơn vị saccharide tạo nên phân tử tinh bột, chỉ có 1 nhóm -OH hemiacetal ở đầu cuối, không đủ để kích hoạt phản ứng với thuốc thử Tollens.

a) Tuỳ thuộc vào số nhóm -OH trong mắt xích phân tử tinh bột đã bị nitrate hoá, phản ứng có thể tạo ra các sản phẩm khác nhau là [C₆H₇O₂(OH)₂(ONO₂)]_n, [C₆H₇O₂(OH)(ONO₂)₂]_n và [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n.

Phương trình hoá học của các phản ứng:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + nHONO₂ → [C₆H₇O₂(OH)₂(ONO₂)]_n + nH₂O

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 2nHONO₂ → [C₆H₇O₂(OH)(ONO₂)₂]_n + 2nH₂O

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

b) Giả sử mẫu starch nitrate trên có công thức [C₆H₇O₂(OH)_x(ONO₂)_3-x]_n

Ta có: $\%N=\frac{14.(3-x)}{297-45x}.100=14,14\Rightarrow x=0$

Vậy công thức của mẫu starch nitrate đã cho là [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n

Tinh bột trong chế độ ăn uống cung cấp glucose để cơ thể sử dụng tạo năng lượng. Lượng glucose dư thừa vượt quá mức cơ thể cần để tạo năng lượng sẽ được chuyển hoá thành glycogen, một dạng tinh bột động vật. Khi lượng glycogen vượt quá giới hạn cho phép, cơ thể sẽ thích nghi bằng cách chuyển hoá lượng glucose dư thừa thành chất béo và được lưu trữ trong các tế bào mỡ của cơ thể. Khi lượng mỡ thừa và tích tụ đạt đến một mức nhất định, chúng sẽ gây béo phì. Vì thế, mặc dù chỉ tiêu thụ tinh bột nhưng cơ thể vẫn có thể mắc bệnh béo phì.