Строение сахарозы формула. Из чего состоит сахароза: ее функции, плотность и состав

Сахароза C 12 H 22 O 11 , или свекловичный сахар , тростниковый сахар , в быту просто сахар - дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов - α-глюкозы и β-фруктозы.

Химические свойства сахарозы

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода).

Поскольку связь между остатками моносахаридов в сахарозе образована за счёт обоих гликозидных гидроксилов, она не обладает восстановительными свойствами и не даёт реакции «серебряного зеркала». У сахарозы сохраняются свойства многоатомных спиртов: она образует растворимые в воде сахараты с гидроксидами металлов, в частности, с гидроксидом кальция. Эта реакция используется для выделения и очистки сахарозы на сахарных заводах, о чём мы будем говорить чуть позже.

При нагревании водного раствора сахарозы в присутствии сильных кислот или под действием фермента инвертазы происходит гидролиз этого дисахарида с образованием смеси равных количеств глюкозы и фруктозы. Эта реакция обратна процессу образования сахарозы из моносахаридов:

Полученная смесь называется инвертным сахаром и используется для производства карамели, подслащивания пищевых продуктов, для предотвращения кристаллизации сахарозы, получения искусственного мёда, производства многоатомных спиртов.

Отношение к гидролизу

Гидролиз сахарозы легко проследить с помощью поляриметра, так как раствор сахарозы имеет правое вращение, а образующаяся смесь D- глюкозы и D- фруктозы имеет левое вращение, благодаря превалирующему значению левого вращения D-фруктозы. Следовательно, по мере гидролиза сахарозы величина угла правого вращения постепенно уменьшается, проходит через нулевое значение, и в конце гидролиза раствор, содержащий равные количества глюкозы и фруктозы, приобретает устойчивое левое вращение. В связи с этим гидролизованную сахарозу (смесь глюкозы и фруктозы) называют инвертным сахаром, а сам процесс гидролиза – инверсией (от лат. inversia – переворачивание, перестановка).

Структура мальтозы и целобиозы. Отношение к гидролизу

Мальтоза и крахмал. Состав, строение и свойства. Отношение к гидролизу

Физические свойства

Мальтоза легко растворима в воде, имеет сладкий вкус. Молекулярная масса мальтозы - 342,32. Температура плавления мальтозы - 108 (безводная).

Химические свойства

Мальтоза является восстанавливающим сахаром, так как имеет незамещённую полуацетальную гидроксильную группу.

При кипячении мальтозы с разбавленной кислотой и при действии фермента мальтоза гидролизуется (образуются две молекулы глюкозы C 6 H 12 O 6).

Крахма́л (C 6 H 10 O 5) n полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света прифотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Сахароза C12H22O11, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар - дисахарид, состоящий из двух моносахаридов - α-глюкозы и β-фруктозы.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Бесцветные моноклинные кристаллы. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Молекулярная масса 342,3 а.е.м.

Вкус сладковатый. Растворимость (грамм на 100 грамм): в воде 179 (0°C) и 487 (100°C), в этаноле 0,9 (20°C). Малорастворима в метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире

Плотность 1,5879 г/см3

При охлаждении жидким воздухом, после освещения ярким светом кристаллы сахарозы фосфоресцируют

Не проявляет восстанавливающих свойств - не реагирует с реактивом Толленса и реактивом Фелинга.

Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, можно выделить мальтозу и лактозу

Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор, то появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12O6 + С6Н12O6

Природные и антропогенные источники

Содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле (до 28% сухого вещества), соках растений и плодах (например, берёзы, клёна, дыни и моркови). Источник получения сахарозы - из свеклы или из тростника определяют по соотношению содержания стабильных изотопов углерода 12C и 13C. Сахарная свекла имеет C3-механизм усвоения углекислого газа (через фосфоглицериновую кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 12C; сахарный тростник имеет C4-механизм поглощения углекислого газа (через щавелевоуксусную кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 13C.

Существует разные типы сахара. Самый простой тип - это моносахариды, в состав которых входят , и галактоза. Столовый или гранулированный сахар, обычно используемый в еде, - это дисахарид . Другие дисахариды - это мальтоза и лактоза.

Виды сахара с участием длинных цепочек молекул называются олигосахариды.

Большинство соединений такого типа выражаются через формулу CnH2nOn. (n - это число, которое может варьироваться от 3 до 7). Формула глюкозы - C6H12O6.

Некоторые моносахариды могут формировать связи с другими моносахаридами, образуя дисахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал). При употреблении сахара в пищу энзимы расщепляют эти связи, переваривается. После переваривания и поглощения кровью и тканями моносахариды превращаются в , и галактозу.

Моносахариды пентоза и гексоза образуют кольцевую структуру.

Основные моносахариды

К основным моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. У них пять гидроксильных групп (-OH) и одна карбонильная группа (C=0).

Глюкоза, декстроза или виноградный сахар встречается во фруктах и растительных соках. Она является первичным продуктом фотосинтеза. Глюкозу можно получить путем добавления энзимов или в присутствии кислот.

Фруктоза или фруктовый сахар присутствует во фруктах, некоторых корнеплодах, тростниковом и меде. Это самый сладкий сахар. Фруктоза входит в состав столового сахара или .

Галактоза не встречается в чистом виде. Но она входит в состав глюкозы дисахарида лактозы или молочного сахара. Она менее сладкая, чем глюкоза. Галактоза входит в состав антигенов, находящихся на поверхности кровеносных сосудов.

Дисахариды

Сахароза, мальтоза и лактоза относятся к дисахаридам.

Химическая дисахаридов - C12H22O11. Они образуются благодаря соединению двух молекул моносахаридов за исключением одной молекулы воды.

Сахароза встречается в природе в стеблях тростникового сахара и корнеплодах сахарной свеклы, некоторых растениях, моркови. Молекула сахарозы представляет собой соединение молекул фруктозы и глюкозы. Ее молярная масса равна 342,3.

Мальтоза образуется во время всходов семян некоторых растений, таких как ячмень. Молекула мальтозы образуется благодаря соединению двух молекул глюкозы. Этот сахар менее сладкий, чем глюкоза, сахароза и фруктоза.

Лактоза встречается в молоке. Ее молекула представляет собой соединение молекул галактозы и глюкозы.

Как найти молярную массу молекулы сахара

Молярная масса C12H22O11 = 12 (масса С) + 22 (масса H) + 11 (масса О) = 12 (12,01) + 22 (1,008) + 11 (16) = 342,30

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а также в сахарной свекле и сахарном тростнике.

Строение и химические свойства.

1. Молекулярная формула сахарозы – С 12 Н 22 О 11 .

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза.

3. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди.

4. Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника.

Реакция сахарозы с водой.

Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор с гидроксидом меди (II), выпадает красный осадок.

При кипячении раствора сахарозы появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:

С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О → С 6 Н 12 O 6 + С 6 Н 12 O 6 .

6. Молекула сахарозы состоит из соединенных друг с другом остатков глюкозы и фруктозы.

Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С 12 Н 22 О 11 , можно выделить мальтозу и лактозу.

Особенности мальтозы:

1) мальтоза получается из крахмала под действием солода;

2) она называется еще солодовым сахаром;

3) при гидролизе она образует глюкозу:

С 12 Н 22 О 11 (мальтоза) + Н 2 О → 2С 6 Н 12 O 6 (глюкоза).

Особенности лактозы: 1) лактоза (молочный сахар) содержится в молоке; 2) она обладает высокой питательностью; 3) при гидролизе лактоза разлагается на глюкозу и галактозу – изомер глюкозы и фруктозы, что является важной особенностью.

66. Крахмал и его строение

Физические свойства и нахождение в природе.

1. Крахмал представляет собой белый порошок, не растворимый в воде.

2. В горячей воде он набухает и образует коллоидный раствор – клейстер.

3. Являясь продуктом усвоения оксида углерода (IV) зелеными (содержащими хлорофилл) клетками растений, крахмал распространен в растительном мире.

4. Клубни картофеля содержат около 20 % крахмала, зерна пшеницы и кукурузы – около 70 %, риса – около 80 %.

5. Крахмал – одно из важнейших питательных веществ для человека.

Строение крахмала.

1. Крахмал (С 6 H 10 O 5) n – природный полимер.

2. Образуется он в результате фотосинтетической деятельности растений при поглощении энергии солнечного излучения.

3. Сначала из углекислого газа и воды в результате ряда процессов синтезируется глюкоза, что в общем виде может быть выражено уравнением: 6СO 2 + 6Н 2 О = С 6 Н 12 O 6 + 6O 2 .

5. Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: а) в них входит разное число звеньев С 6 H 10 O 5 – от нескольких сотен до нескольких тысяч, при этом неодинакова и их молекулярная масса; б) различаются они и по строению: наряду с линейными молекулами с молекулярной массой в несколько сотен тысяч имеются молекулы разветвленного строения, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов.

Химические свойства крахмала.

1. Одно из свойств крахмала – это способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом. Эту окраску легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба и нагреть крахмальный клейстер с гидроксидом меди (II), будет видно образование оксида меди (I).

2. Если прокипятить крахмальный клейстер с небольшим количеством серной кислоты, нейтрализовать раствор и провести реакцию с гидроксидом меди (II), образуется характерный осадок оксида меди (I). То есть при нагревании с водой в присутствии кислоты крахмал подвергается гидролизу, при этом образуется вещество, восстанавливающее гидроксид меди (II) в оксид меди (I).

3. Процесс расщепления макромолекул крахмала водой идет постепенно. Сначала образуются промежуточные продукты с меньшей молекулярной массой, чем у крахмала, – декстрины, затем изомер сахарозы – мальтоза, конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

4. Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К. Кирхгоф. Разработанный им способ получения глюкозы используется и в настоящее время.

5. Макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической L-глюкозы.

При лакомстве сладостями вряд ли кто-то всерьез задумывается о том, что именно он употребляет в пищу. А ведь в большинстве своем подобные продукты питания представляют собой средоточие углеводов, оказывающих весьма негативное воздействие на фигуру и общее состояние человеческого организма. Один из них - сахароза - особенно вреден, поскольку присутствует в достаточно большом количестве повсеместно потребляемых лакомств. Нам предстоит выяснить, что он собой являет и есть ли у данного вещества хоть малый заряд целительной силы.

Общие сведения о соединении

Сахароза - это дисахарид. Из упомянутого термина следует вывод о том, что составляющими указанной субстанции являются два компонента. Так оно и есть: сахароза образована молекулами фруктозы и глюкозы, являющихся моносахаридами. Именно на эти сахара распадается наша героиня под воздействием желудочного сока и пищеварительных ферментов, попадая в организм.

Принадлежит сахароза к классу олигосахаридов. Мы с вами по отношению к ней применяем зачастую термин «сахар». Это правильно, ведь в чистом виде сахароза есть не что иное, как моноклинные кристаллы, не имеющие цвета и запаха. Если данную субстанцию расплавить, воздействуя на нее высокими температурами, а после остудить, на выходе получится застывшая масса, имя которой «карамель».

Сахарозе присущи конкретные физико-химические свойства. Она отлично растворяется в обычной воде, похуже контактирует с этиловым спиртом. С метанолом вещество практически не реагирует. Не является восстановителем. Формула сахарозы: С12H22O11.

Польза сахарозы

Во всем мире говорят, как правило, только о вреде сахара. Однако мы с вами этот ставший уже привычным принцип немного нарушим и попытаемся для начала поискать в употреблении белой сладкой субстанции положительные моменты.

• Источник энергии. Сахароза снабжает последней весь организм, каждую его клеточку. Однако, если посмотреть на данную ситуацию более пристально, окажется, что в этом заслуга вовсе не самой сахарозы как таковой, а в большей степени глюкозы, входящей в состав соединения. Удовлетворение потребности организма человека в энергии принадлежит глюкозе на 80%. В нее же превращается и второй компонент сахарозы - фруктоза, иначе это вещество просто не способно усвоиться внутренней средой тела индивида.

Вот, пожалуй, и все, ну, или, по крайне мере, основные полезные свойства сахарозы, известные на сегодняшний момент человечеству.

Вред сахарозы

К сожалению, опасность, которую «белая смерть» представляет для живого организма, куда больше, чем целебная сила. Каждый из нижеследующих пунктов вы просто обязаны взять себе на заметку.

1. Ожирение. У сладкоежек сахароза провоцирует в случае злоупотребления продуктами, ее содержащими, избыточное отложение жира, излишнее превращение фруктозы в липиды. Все это способствует увеличению веса и формированию на теле некрасивых жировых складок. Кроме того, ухудшается работа сердца, печени и прочих органов. И удивляться нечему, ведь калорийность сахарозы (сахара) просто огромна: 387 кКал.

2. Развитие сахарного диабета. Это происходит в результате нарушения метаболизма и функционирования такого важного органа, как поджелудочная железа. Последняя, как известно, задействована в процессе выработки инсулина. Под воздействием чрезмерного употребления сахарозы данная реакция сильно замедляется, а указанное вещество практически перестает образовываться. Как итог, глюкоза вместо того, чтобы перерабатываться, концентрируется в крови, из-за чего уровень ее резко идет вверх.

3. Повышение риска возникновения кариеса. Поедая сахар и сахаросодержащие продукты питания, редко кто из нас полощет со всем тщанием после сладкой трапезы рот. Вследствие столь неблагоразумного поведения мы создаем в ротовой полости «благодатную почву» для размножения вредных бактерий, которые и вызывают кариозное разрушения зубной эмали и более глубоких слоев составляющих жевательного органа.

4. Увеличение вероятности заболевания раком. В первую очередь имеются в виду онкологические недуги внутренних органов. Причина в том, что сахароза активизирует процесс возникновения канцерогенов в организме, да и сама при условии злоупотребления становится одним из таких зловредных ракообразующих элементов.

5. Провокация возникновения аллергических реакций. Аллергия с подачи сахарозы может появиться на что угодно: на продукты питания, пыльцу растений и пр. В основе механизма ее лежат уже упомянутые выше нарушения обмена веществ.

Кроме того, сахароза способствует ухудшению всасываемости ряда полезных веществ (магния, кальция и т.д.), провоцирует нехватку меди, принимает опосредованное участие в повышении уровня «плохого» и прямое - в снижении такового «хорошего» холестерина. Она дает «зеленый» свет преждевременному старению организма, снижению иммунитета, сбоям в работе нервной системы, развитию пиелонефрита и желчнокаменной болезни, ишемии, геморроя. В общем, к сахарозе требуется достаточно осторожное отношение под лозунгом «не навреди самому себе».

Источники сахарозы

В каких продуктах можно обнаружить сахарозу? В первую очередь в самом обычном сахаре: тростниковом и свекловичном. Это говорит о том, что дисахарид присутствует в сахарном тростнике и сахарной же свекле, являющихся главными его природными источниками.

Но перечисленные продукты - не единственные кладези сахарозы. Данное вещество наличествует также в соке кокосовой пальмы и канадского сахарного клена. Ваш организм получит порцию сахарозы при лакомстве березовым соком, плодами бахчевых культур (дыни, арбуза), корнеплодами, например, моркови. В некоторых фруктах она тоже имеется: это ирга, виноград, финики, гранаты, хурма, чернослив, инжир. Содержит сахарозу пчелиный мед, изюм.

Источниками сахарозы являются и кондитерские изделия. Данным веществом богаты пряники, яблочная пастила, мармелад.

Пономаренко Надежда

При использовании и перепечатке материала активная ссылка на обязательна!