Các chất có nguồn gốc thứ cấp

CHƯƠNG 9

CÁC CHẤT CÓ NGUỒN GỐC THỨ CẤP

Ngoài các chất carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid, … trong

thực vật còn tồn tại những hợp chất khác nhau do quá trình trao đổi các

chất nói trên tạo thành. Mặc dầu chúng chỉ chiếm một tỷ lệ rất ít trong cây,

nhưng các chất này quy định tính đặc thù của sự trao đổi chất trong từng

loại thực vật. Các hợp chất này được gọi là các chất có nguồn gốc thứ cấp.

Một số trong chúng ví dụ như các acid hữu cơ vừa mới được tạo

thành đã được tế bào sử dụng vào các quá trình tổng hợp khác nhau, do

vậy chúng không được tích lũy với lượng lớn mà là các sản phẩm trung

gian của quá trình trao đổi chất.

Một số chất khác ví dụ như các hợp chất phenol, tannin, alkaloid,

tinh dầu lại được tích lũy với lượng lớn, do đó có tính đặc thù về trao đổi

chất.

Trong phạm vi giáo trình này, chúng tôi xin giới thiệu một số nhóm

hợp chất quan trọng.

1. TANNIN: Tên gọi tannin được đề xuất vào năm 1796 để ký hiệu

nhóm hợp chất chứa trong một số cây vốn dùng để thuộc da động vật.

Từ “tan” có nguồn gốc từ tiếng latinh của cây sồi, vì từ vỏ cây sồi

người ta thu được chất thuộc da.

Các tannin được chia thành 2 nhóm: Các tannin có thể thủy phân được

và các tannin không thể thủy phân được.

1.1. Các tannin có thể thủy phân được: Có đặc tính ester. Chúng

là dẫn xuất của gallic acid và protocatechic acid. Hai gallic acid kết hợp

với nhau tạo thành digallic acid. Acid này có vai trò trong việc tạo thành

tannin.

248

OH

HO COOH

OH Gallic acid

OH

HO COOH

Protocatechic acid

OH OH

HO CO O COOH

OH OH Digallic acid

1.2. Tannin không thể thủy phân được: Trong thành phần có

catechin và gallocatechin. Hai chất này khi phản ứng với gallic acid sẽ cho

ta catechingallate và gallocatechingallate.

Theo Kursanov thì tannin của chè xanh có 12% gallic acid tự do;

78% catechingallate và một ít catechin tự do.

2. CÁC ACID HỮU CƠ: Được hình thành do quá trình trao đổi

chất, chúng tham gia vào chu trình Krebs và những biến đổi trung gian

khác.

Tuy nhiên một số thực vật cũng tích lũy một số acid hữu cơ khác nhau

ở các cơ quan khác nhau như ở lá, quả, thân,…chính những acid này gây

nên pH khác nhau của tế bào. Có 2 nhóm acid hữu cơ:

- Nhóm dễ bay hơi:thường có mùi hắc như acetic acid, butyric acid

- Nhóm không bay hơi:thường là các acid hữu cơ chứa nhóm -OH

hoặc nhóm cetone như pyruvic acid, glycolic acid, oxaloacetic acid, malic

acid,

Sau đây là một số acid hữu cơ quan trọng:

2.1. Citric acid: Acid này có phổ biến trong cây trồng. Trong quả

các cây thuộc họ cam, quýt, citric acid là acid hữu cơ chủ yếu. Ở chanh

hàm lượng citric acid đạt tới 9% trọng lượng khô. Citric acid được sử

dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và như là chất bảo quản trong

truyền máu.

2.2. Malic acid (HOOC - CH2 – CHOH - COOH): Malic acid

chiếm ưu thế ở quả táo tây và quả các cây có hạt. Malic acid có ở hạt và ở

lá các cây ngũ cốc, các cây đậu đỗ. Trong thuốc lá và thuốc lào, hàm

lượng malic acid đạt 6,5%. Malic acid chứa nhiều ở các cây mọng nước

(lá bỏng, xương rồng), cà chua, …

Malic acid có hương vị dễ chịu, không độc đối với cơ thể người.

Nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất nước quả và bánh kẹo.

2.3. Oxalic acid (HOOC - COOH): Có phổ biến ở trong cây trồng

ở dạng tự do cũng như ở dạng muối. Ở quả, oxalic acid thường có lượng

rất nhỏ 0,005-0,06% nhưng trong lá một số cây như chua me, oxalic acid

lại có một hàm lượng lớn.

2.4. Tartric acid (HOOC - CH(OH) - CH(OH) - COOH): Tartric

acid thường có trong cây dưới dạng D-tartric acid, cũng có thể ở dạng

L-tartric acid. Nó chứa nhiều trong quả nho. Tartric acid và muối Kali của

nó được sử dụng trong sản xuất nước quả, trong công nghiệp hoá chất và

công nghiệp dệt.

3. GLYCOSIDE: Là những dẫn xuất của carbohydrate (thường là

dẫn xuất của monose) với các hợp chất có bản chất hoá học rất khác nhau

249

không phải là carbohydrate. Phần không phải carbohydrate được gọi là

aglycon (Aglycon có thể là rượu, các hợp chất thơm, các alkaloid, …)

Tùy thuộc vào kiểu liên kết giữa phần carbohydrate và aglycon mà

người ta chia ra các nhóm sau:

3.1. S-glycoside: Aglycon kết hợp với carbohydrate qua lưu huỳnh.

Ví dụ: Sinigrin ở củ cải đắng, có mùi hắc

S.C6H11O5

CH2 = CH – CH2 – NC

OSO2OK

Sinigrin

3.2. N-glycoside: Aglycon kết hợp với carbohydrate qua N.

Ví dụ: các nucleotide

3.3. C-glycoside: Aglycon kết hợp với carbohydrate qua C.

3.4. O-glycoside: Aglycon kết hợp với carbohydrate qua Oxi (O)

Ví dụ: - Solanin: rất phổ biến trong mầm khoai tây, trong thân lá

khoai tây.

- Saponin: không chứa nitơ trong phân tử của chúng. Saponin có

khả năng phá hủy hồng cầu, làm hoà tan hồng cầu. Saponin có nhiều ở cây

Offininalis, hàm lượng Saponin đạt cực đại ở thời kỳ bắt đầu ra hoa và cực

tiểu ở thời kỳ chín quả.

Ở sắn có loại glycoside sinh ra HCN. Đó là linamarine và

lotostraloside. Các glycoside này tan trong nước. Sản phẩm của sự phân

hủy này là glucose và aglycon. Phân hủy aglycon này sẽ tạo ra HCN:

C6H11O5

O OH

R― C ― C ≡ N + H2O C6H12O6 + R― C ― C ≡ N

glucose Aglycon

CH3 CH3

R

Nếu R là CH3- thì đó là linamarine HCN + C = O

Nếu R là C2H5- thì đó là lotostraloside Acetone

CH3

250