Hidroliza saharoze

Kada se otopine saharoze zagrijavaju u kiselom mediju ili pod djelovanjem enzima β-fruktofuranosidaza, hidrolizira se, stvarajući mješavinu jednakih količina glukoze i fruktoze, što se naziva invertni šećer (Sl. 7).

Sl. 7. Shema stvaranja invertnog šećera iz saharoze

Enzim b-fruktofuranosidaza široko je rasprostranjen u prirodi, posebno je aktivan u kvascima. Enzim se koristi u konditorskoj industriji, jer invertni šećer nastao pod njegovim utjecajem sprječava kristalizaciju saharoze u konditorskim proizvodima. Invertni šećer je slađi od saharoze zbog prisutnosti slobodne fruktoze. To omogućava uštedu saharoze pomoću invertnog šećera. Kisela hidroliza saharoze pojavljuje se i kod kuhanja džema i pravljenja džema, ali enzimska hidroliza je lakša od hidrolize kiselina..

Maltoza S12N22O11 sastoji se od dva ostatka α-D-glukopiranoze spojenih a1 ® 4 glikozidnom vezom.

Maltoza u slobodnom stanju u biljkama sadrži malu količinu, ali se pojavljuje tijekom klijanja, jer nastaje tijekom hidroliznog raspada škroba. Odsutna je u normalnom zrnu i brašnu. Njegova prisutnost u brašnu ukazuje da se to brašno dobiva iz proklijalog zrna. Maltoza se nalazi u velikim količinama slada, koji se koristi u varenju, zbog čega se maltoza naziva i šećer iz slada. Pod djelovanjem enzima a-glukozidaza (maltaza), maltoza prolazi hidrolizu do D-glukoze. Maltoza fermentira kvasac.

Laktoza S12N22O11 izgrađena je iz b-D-galaktopiranoze i D-glukopiranoze, spojenih zajedno glikozidnom vezom b1 ® 4. Rijetka je u biljkama..

Velika količina (4... 5%) laktoze sadržana je u mlijeku, pa se zato naziva mliječnim šećerom. To je reducirajući šećer s blagim slatkim okusom. Fermentirani kvasac laktoza do mliječne kiseline.

Cellobioza S12N22O11 sastoji se od dva ostatka b-D-glukopiranoze spojenih b1-4 glikozidnom vezom.

Služi kao strukturna komponenta polisaharida celuloze i iz nje nastaje tijekom hidrolize enzim celulazom. Ovaj enzim proizvodi niz mikroorganizama i aktivan je u klijanju sjemena..

Proizvodi hidrolize saharoze

a) glukoza b) glukoza i galaktoza c) glukoza i fruktoza d) fruktoza

17. Funkcije ugljikohidrata u tijelu su brojne, ali najvažnije od njih su:

a) energija b) strukturalna c) homeostatska d) zaštitna.

18. Monosaharidi se prema broju ugljikovih atoma u molekuli razvrstavaju u:

a) aldoze i ketoza b) monoza L-serija i monoza D-serije c) pentoza i heksoza d) piranoza i furanoza

19. Pentoze uključuju sljedeće monosaharide:

a) glukoza i galaktoza b) riboza i deoksiriboza c) manoza i fruktoza d) laktoza i saharoza

20. Ugljikohidrati su:

a) višehidratni alkoholi koji sadrže alkoholnu, aldehidnu ili keto skupinu

b) organske molekule, koje uključuju nekoliko aminokiselinskih ostataka povezanih peptidnom vezom

c) esteri masnih kiselina i raznih alkohola

d) monosaharidi koji smanjuju metal iz njihovih oksida

21. Monosaharid koji se nalazi u biljkama, voću, medu, šećernoj repe; lako se izomerizira u glukozu:

a) riboza b) galaktoza c) fruktoza d) saharoza

Koji se monosaharidi nalaze u ljudskoj krvi?

a) riboza b) deoksiriboza c) glukoza d) fruktoza

23. Poznato je da 1U inzulina potiče apsorpciju 5 g glukoze u tijelu. Izračunajte koliko jedinica inzulina je potrebno za neutralizaciju 500 ml 5% otopine glukoze?

Kakva je fermentacija ugljikohidrata?

a) maslačna kiselina b) mliječna kiselina c) alkoholna d) svi su prethodni odgovori točni

Koja je razlika između alfa i betta oblika glukoze?

a) prisutnost ciklusa b) veličina ciklusa c) položaj glikozidne hidrokso grupe na prvom atomu ugljika d) broj atoma kisika u ciklusu

26. disaharidi uključuju:

a) škrob i glikogen b) maltoza i laktoza

c) galaktoza i arabinoza d) askorbinska kiselina i celuloza

27. Disaharid, koji je glavni izvor ugljikohidrata za novorođenčad tijekom dojenja:

a) saharoza b) maltoza c) laktoza d) celobioza

28. disaharid, koji nema reducirajuća svojstva; sastoji se od fruktoze i glukoze:

a) saharoza b) maltoza c) laktoza d) celobioza

29. polisaharid je netopljiv u hladnoj vodi, ali u vrućoj formirajući koloidnu otopinu; sadržane u brašnu, krumpiru:

a) glikogen b) vlakna c) hijaluronska kiselina d) škrob

Saharoza, svojstva, proizvodnja i primjena

Saharoza, svojstva, proizvodnja i primjena.

Suharoza je disaharid iz skupine oligosaharida, koja se sastoji od dva monosaharida: α-glukoze i β-fruktoze, a imaju formulu C12H22Ojedanaest.

Saharoza, formula, molekula, struktura, supstanca:

Suharoza je disaharid iz skupine oligosaharida, koja se sastoji od dva monosaharida: α-glukoze i β-fruktoze, a imaju formulu C12H22Ojedanaest.

U svakodnevnom životu saharozu nazivamo šećer, trsni šećer ili šećer od repe..

Oligosaharidi su ugljikohidrati koji sadrže 2 do 10 monosaharidnih ostataka. Disaharidi su ugljikohidrati koji se zagrijavanjem vodom u prisustvu mineralnih kiselina ili pod utjecajem enzima podvrgavaju hidrolizi, dijeleći se na dvije molekule monosaharida.

Saharoza je prirodni disaharid i ugljikohidrati. Nalazi se u mnogim plodovima, plodovima, bobicama, u stabljici i lišću biljaka, u soku stabala. Sadržaj saharoze posebno je visok u šećernoj repe, šećernoj trsci, sarghumu, šećernom javoru, kokosovoj palmi, datuljskoj palmi, areni i drugim palmama koje se koriste za industrijsku proizvodnju jestivog šećera..

Kemijska formula saharoze C12H22Ojedanaest.

Ostali disaharidi imaju sličnu opću kemijsku formulu: laktoza, koja se sastoji od ostataka glukoze i galaktoze, i maltoza, koja se sastoji od ostataka glukoze.

Struktura molekule saharoze, strukturna formula saharoze:

Molekula saharoze nastaje iz dva monosaharidna ostatka - α-glukoze i β-fruktoze, povezanih kisikovim atomom i međusobno povezanih uslijed interakcije hidroksilnih skupina (dva hemiacetalna hidroksila) - (1 → 2) -glikozidna veza.

Sustavno kemijsko ime saharoze: (2R, 3R, 4S, 5S, 6R) -2 - [(2S, 3S, 4S, 5R) -3,4-dihidroksi-2,5-bis (hidroksimetil) oksolan-2-il] oksi-6- (hidroksimetil) oksan-3,4,5-triol.

Upotrebljava se i drugi kemijski naziv za saharozu: α-D-glukopiranozil-β-D-fruktofuranosid.

Izgled saharoze je bijela kristalna tvar. Okus je slađi od glukoze.

Suharoza je vrlo topiva u vodi. Malo topivo u etanolu i metanolu. Netopljivo u dietil-eteru.

Saharoza, ulazeći u crijeva, pod djelovanjem enzima, brzo se hidrolizira u glukozu i fruktozu, nakon čega se apsorbira i ulazi u krvotok.

Talište saharoze je 160 ° C. Rastopljena saharoza se stvrdnjava, tvoreći amorfnu prozirnu masu - karamelu.

Ako se rastaljena saharoza i dalje zagrijava, tada se pri temperaturi od 186 ° C saharoza razgrađuje s promjenom boje - od prozirne do smeđe.

Saharoza je izvor glukoze i važan izvor ugljikohidrata za ljudsko tijelo.

Fizička svojstva saharoze:

Naziv parametra:Vrijednost:
Bojabijela, bezbojna
Mirisbez mirisa
Ukusslatko
Stanje agregacije (pri 20 ° C i atmosferskom tlaku od 1 atm.)kristalna krutina
Gustoća (pri 20 ° C i atmosferski tlak od 1 atm.), G / cm31,587
Gustoća (pri 20 ° C i atmosferski tlak od 1 atm.), Kg / m 31587
Temperatura raspadanja, ° C186
Talište, ° C160
Temperatura isparavanja, ° C-
Molarna masa saharoze, g / mol342.2965 ± 0.0144

Kemijska svojstva saharoze. Kemijske reakcije (jednadžbe) saharoze:

Glavne kemijske reakcije saharoze su sljedeće:

  1. 1. reakcija saharoze s vodom (hidroliza saharoze):

Tijekom hidrolize (kada se zagrijava u prisustvu vodikovih iona) saharoza se razgrađuje na svoje sastavne monosaharide zbog pucanja glikozidnih veza između njih. Ova je reakcija obratna procesu stvaranja saharoze iz monosaharida.

Slična se reakcija dešava u crijevima živih organizama kada u nju uđe saharoza. U crijevima se saharoza pod djelovanjem enzima brzo hidrolizira u glukozu i fruktozu.

  1. 2. kvalitativna reakcija na saharozu (reakcija saharoze s bakrenim hidroksidom):

U molekuli saharoze postoji nekoliko hidroksilnih skupina. Da bi se potvrdila njihova prisutnost, koristi se reakcija s metalnim hidroksidima, na primjer, s bakrenim hidroksidom.

Za to se u otopinu saharoze dodaje bakreni hidroksid. Kao rezultat toga nastaje bakreni saharat, a otopina postaje svijetloplava..

  1. 3. ne daje reakciju "srebrnog zrcala":

U saharozi ne postoji aldehidna skupina. Stoga, kada se zagrijava s amonijačnom otopinom srebrnog oksida, ne daje reakciju "srebrnog zrcala", jer saharoza se nije sposobna pretvoriti u otvoreni oblik koji sadrži aldehidnu skupinu.

Uz to, pri zagrijavanju s bakrenim (II) hidroksidom saharoza ne tvori crveni bakarni (I) oksid.

Srebrna zrcalna reakcija i reakcija s bakrenim (II) hidroksidom da tvori crveni bakreni (I) oksid karakteristični su za laktozu i maltozu..

Stoga se saharoza naziva i ne reducirajući disaharid, jer ne obnavlja Ag2O i Cu (OH)2.

Primanje i proizvodnja saharoze:

Suharoza se nalazi u mnogim plodovima, plodovima, bobicama, u stabljici i lišću biljaka, u soku stabala. Stoga je proizvodnja saharoze povezana s izolacijom iz izvora: šećerne trske, šećerne repe itd..

Dobivanje saharoze iz šećerne trske:

Šećerna trska je glavna svjetska kultura za proizvodnju šećera. Na nju otpada 65% svjetske proizvodnje šećera.

Šećerna trska se reže prije cvatnje. Izrezane stabljike se drobe i mljeve. Iz dobivene mase istiskuje se sok koji sadrži do 0,03% proteinskih tvari, 0,1% granuliranih tvari (škrob), 0,22% sluzi koja sadrži dušik, 0,29% soli (uglavnom organske kiseline), 18,36% šećer, 81% vode i vrlo mala količina aromatičnih tvari koje daju sirovom soku osebujan miris.

Da biste očistili sok, u njega se dodaje svježe našečen vapno - Ca (OH)2 i zagrijava. Suharoza kemijski reagira s kalcijevim hidroksidom, čime nastaje kalcijev saharat topljiv u vodi. Uz to, druge tvari sadržane u soku također reagiraju s kalcijevim hidroksidom, tvoreći slabo topive i netopive soli, koje se talože i filtriraju.

Zatim se kroz otopinu propušta ugljični dioksid, CO koji razgrađuje kalcijev saharat i neutralizira višak kalcijevog hidroksida.2. Kao rezultat toga nastaje kalcijev karbonat - CaCO3, koja taloži. Istaloženi kalcijev karbonat se odfiltrira, a otopina se uparava u vakuumskim aparatima dok se ne dobiju kristali saharoze. U ovoj fazi proizvodnje, saharoza i dalje sadrži nečistoće - melasu i ima smeđu boju. Melasa daje saharozi izrazitu prirodnu aromu i okus. Rezultirajući proizvod naziva se smeđi šećer ili nerafinirani šećer od trske. Ono (smeđi šećer) je jestivo. Može se jesti kakva jest ili dalje pročišćen.

U posljednjoj fazi proizvodnje, saharoza se podvrgava dodatnom pročišćavanju i uklanjanju boje. U konačnici se dobiva rafinirani (rafinirani) šećer koji ima bijelu boju..

Proizvodnja saharoze iz šećerne repe:

Šećerna repa dvogodišnja je biljka. Prve godine se usjevi korijena beru i šalju na obradu.

U postrojenju za preradu korijenski usjevi se isperu i usitne. Sjeckano korijenje povrća stavlja se u difuzore (velike kotlove) s vrućom vodom na temperaturi od 75 o C. Topla voda ispire saharozu i druge komponente iz isječenih usjeva korijena. Kao rezultat, nastaje difuzijski sok koji se dalje filtrira iz čestica pulpe koje sadrži..

U sljedećim fazama proizvodnje šećera difuzijski sok se pročisti kalcijevim hidroksidom i ugljičnim dioksidom, prokuha, ispari u vakum aparatu, podvrgne dodatnom pročišćavanju, izbjeljivanju i centrifugiranju. Kao rezultat toga, dobiva se rafinirani šećer..

Dobivanje saharoze iz šećernog javora:

Suharoza iz šećernog javora dobiva se u istočnim provincijama Kanade.

U veljači-ožujku buši se deblo šećernog javora. Javorov sok istječe iz rupa i skuplja se. Sadrži do 3% saharoze.

Javorov sok isparava tako da formira "javorov sirup". Zatim je "javorov sirup" pročišćen kalcijevim hidroksidom i ugljičnim dioksidom, uparen u vakum aparatu, podvrgnut dodatnom pročišćavanju i izbjeljivanju, čime se dobiva gotov proizvod - šećer.

Primjena saharoze:

- kao prehrambeni proizvod, kao i za pripremu raznih prehrambenih proizvoda (konditorskih proizvoda, pića, umaka, itd.)

- u konditorskoj industriji kao konzervans,

- koristi se za izradu umjetnog meda,

- u kemijskoj industriji za proizvodnju etanola, butanola, glicerina, limunske kiseline, dekstrana itd..,

- u farmaceutskoj industriji za proizvodnju raznih lijekova.

Proizvodi hidrolize saharoze

Primjer najčešćih prirodnih disaharida (oligosaharida) je saharoza (šećer od repe ili šećer iz trske).

Oligosaharidi su proizvodi kondenzacije dviju ili više molekula monosaharida.

Disaharidi su ugljikohidrati koji se zagrijavanjem vodom u prisustvu mineralnih kiselina ili pod utjecajem enzima podvrgavaju hidrolizi, dijeleći se na dvije molekule monosaharida.

Fizička svojstva i bivanje u prirodi

1. To su bezbojni kristali slatkog okusa, dobro topljivi u vodi.

2. Talište saharoze je 160 ° C.

3. Kada se rastopljena saharoza stvrdne, nastaje amorfna prozirna masa - karamela.

4. Sadrži se u mnogim biljkama: u soku breze, javora, mrkve, dinje, kao i u šećernoj repe i šećernoj trsci.

Struktura i kemijska svojstva

1. Molekularna formula saharoze - C12H22OKOjedanaest

2. Suharoza ima složeniju strukturu od glukoze. Molekula saharoze sastoji se od ostataka glukoze i fruktoze međusobno povezanih interakcijom hemiacetalnih hidroksila (1 → 2) -glikozidne veze:

3. Prisutnost hidroksilnih skupina u molekuli saharoze lako se potvrđuje reakcijom s metalnim hidroksidima.

Ako se u bakreni (II) hidroksid doda otopina saharoze, nastaje svijetloplava otopina bakrene saharoze (kvalitativna reakcija polihidričnih alkohola).

4. U saharozi ne postoji aldehidna skupina: kada se zagrijava s amonijakom otopinom srebro (I) oksida, on ne daje "srebrno ogledalo"; kada se zagrijava s bakrenim (II) hidroksidom, ne tvori crveni bakarni (I) oksid.

5. Suharoza, za razliku od glukoze, nije aldehid. Suharoza, dok je u otopini, ne ulazi u reakciju "srebrnog zrcala", jer se ne može transformirati u otvoreni oblik koji sadrži aldehidnu skupinu. Takvi disaharidi nisu sposobni oksidirati (tj. Biti redukcijski agensi) i nazivaju se redukcijskim šećerima..

6. Suharoza je najvažniji od disaharida.

7. Dobiva se iz šećerne repe (sadrži do 28% saharoze u suhoj tvari) ili iz šećerne trske.

Reakcija saharoze s vodom.

Važno kemijsko svojstvo saharoze je sposobnost hidrolize (kada se zagrijava u prisustvu vodikovih iona). U ovom se slučaju iz jedne molekule saharoze formira molekula glukoze i fruktoza:

Od izomera saharoze koji imaju molekulsku formulu C12H22OKOjedanaest, mogu se razlikovati maltoza i laktoza.

Tijekom hidrolize razni disaharidi se dijele na njihove sastavne monosaharide zbog pucanja veza između njih (glikozidne veze):

Stoga je reakcija hidrolize disaharida obrnuta od procesa njihovog stvaranja iz monosaharida.

Proizvodi hidrolize saharoze

Ugljikohidrati su organske tvari i sastoje se od ugljika, vodika i kisika (C, H, O).

Podijeljeni su u
1.monosaharidi (glukoza - grožđani šećer, fruktoza - voćni šećer, galaktoza - sastavni dio mliječnog šećera i manoze - sadržavat će se u povrću i voću)
2.disaradir (saharoza - šećer od repe, laktoza - mliječni šećer, maltoza - šećer iz slada)
* Maltoza je intermedijarni produkt razgradnje škroba
3.polisaharidi (škrob, vlakna, glikogen i inulin)
* Glikogen - životinjski škrob
* inulin - sadržan u jeruzalemskoj artičoki

Šećeri se podvrgavaju hidrolizi, odnosno razgrađuju se u monosugar ili intermedijarne produkte hidrolize. Na primjer, glukoza i fruktoza nastaju iz saharoze tijekom hidrolize, pri čemu je potonja gotovo 2 puta slađa od saharoze. U tom slučaju dolazi do kisele hidrolize disaharida, koja se može dogoditi pod djelovanjem bilo kiselina, bilo enzima. Najjednostavniji primjer kisele hidrolize disaharida je kuhanje kompota. Stavite određenu količinu šećera i kompot se čini nezaslađen, ali čim stoji i ohladi, njegova se slatkoća povećava, odnosno saharoza se raspada i rezultirajuća fruktoza mnogo je slađa - dolazi do inverzije saharoze. Ali taj postupak zahtijeva prisutnost kiselog okoliša - to je ili organska kiselina voća koje kuhamo ili možemo dodati, na primjer, limunsku kiselinu prilikom kuhanja žele, kompota itd. Kad se ukuhava fondant, dolazi i do hidrolize saharoze, stvara se invertni sirup, koji sprečava kristalizaciju saharoze (pri vrenju fondanta dodaje se antikristalizator, na primjer, limunska kiselina ili prirodni limunov sok).

Suharoza i maltoza podvrgavaju se enzimskoj hidrolizi u početnom razdoblju pečenja tijesta s kvascima. Suharoza se cijepa enzimom suharozom do glukoze i fruktoze, a maltoza se cijepa na dvije molekule glukoze; oba ova enzima nalaze se u kvascu. Suharoza je šećer od repe i dodajemo ga u tijesto prema receptu, a maltoza nastaje kada se škrob razgradi.
Dakle, još jedno svojstvo šećera je fermentacija kvasca.
Razmotrimo primjer tijesta s kvascima. U tijestu se odvijaju dva procesa - alkoholna fermentacija i fermentacija mliječne kiseline. Glukoza se dijeli na 2 molekule etilnog alkohola + 2CO2 ugljični dioksid + toplina se oslobađa Q
C6H12O6 razgrađuje se u 2S2H5OH + 2CO2 + Q
Ugljični dioksid je upravo prašak za pecivo.
Zatim alkohol reagira s kiselinom i nastaje ester. On daje tijestu poseban okus, pa ako se npr. U receptu tijesto drži u hladnjaku 3 dana, tada će okus i aroma proizvoda biti intenzivniji.

Glavna svojstva ugljikohidrata za kuhanje su karamelizacija i želatinizacija..
Tijekom karamelizacije stvara se tvar - karamelin tijekom procesa zagrijavanja, dijelom zbog toga gotovi proizvodi imaju zlatnu koricu (kruh itd.).
Na stvaranje zlatno smeđe kore utječu i reakcije koje se događaju između šećera (ugljikohidrata) i aminokiselina proteina, to se naziva Maillardova reakcija. Zbog te se reakcije na posudama pojavljuje zlatno smeđa kora, a nusproizvodi te reakcije utječu na stvaranje ugodnog okusa i mirisa gotovog proizvoda.
Klapanje je proces koji je općenito razumljiv. Škrob se želatinizira apsorpcijom vode škrobnim zrnima. Kada se zagrijava, ovo se oteklina povećava, ali s produljenim zagrijavanjem proces je obrnut - žele se, na primjer, ponovno ukapljuju..
Prisutnost bilo koje kiseline inhibira proces želatinizacije, na primjer, ako je prisutan u umaku, bit će manje gust od sličnog sastava, ali bez kiseline. Kaša, žele, tjestenina, tijesto se pasteriziraju. Saharoza povećava viskoznost, sol, naprotiv, smanjuje viskoznost, a prisutnost proteina ima stabilizirajući učinak na škrobna zrna.

Škrob, poput disaharida, podvrgnut je hidrolizi koja se može podijeliti na enzimsku i kiselinsku. Enzim AMYLASE sudjeluje u hidrolizi škroba, koji djelomično razgrađuje polisaharide stvaranjem spojeva niske molekulske mase dekstrina, ako hidroliza nastavi dalje, nastaju glukoza i maltoza. Ili se pod djelovanjem amilaze škrob razgrađuje do maltoze. Na primjer, prilikom pečenja kruha, kod kuhanja krumpira.
Dekstrini - međuproizvodi raspada polisaharida (škrob).
Dekstrinizacija se događa i kada se zagrijava bez vode, na primjer, brašna, čime djelomično uništava zrna škroba i gubi sposobnost bubrenja, brašno postaje topljivo u vodi. (Usput, brašno je 70% škroba). Dekstrini su svijetlo do tamno smeđe boje: što je viša temperatura, više se polisaharida pretvara u dekstrine. Dekstirinacija se događa ne samo kod smeđeg brašna, već i kod kalciniranja heljde, sušenja riže, rezanci prije kuhanja, kao i kod drobljenja na kruhu. Ispada da su karamelizacija, dekstrinizacija, reakcija stvaranja melanoidina odgovorne za koricu kruha
Pri miješanju tijesta škrob se razgrađuje do maltoze enzimom, a maltoza je plodno tlo za aktivnost kvasca. Stupanj hidrolize škroba ovisi o temperaturi tijekom košenja i u početnom razdoblju pečenja, stoga se uvijek savjetuje stavljanje tijesta na toplo mjesto, a što je zrno mljenije, to brže hidroliza.
Krompir također sadrži enzim koji pretvara škrob u maltozu. Kad se krumpir smrzne, nakuplja se maltoza i zato krumpir ima slatkast okus. Ako se krumpir prelije hladnom vodom i prokuha, tada će veća količina maltoze otići u juhu i tako će manje hranjivih sastojaka ostati u samom krumpiru, pa se savjetuje da krumpir stavite u kipuću vodu kako bi u gomoljima ostavio što više korisnog..
Hidroliza kiseline odvija se u prisustvu vode i kiseline, nastaje glukoza (umaci, žele). Kuhanje umaka, žele i njihovo dugotrajno skladištenje u vrućem stanju.

To su promjene ugljikohidrata, možda sam nešto propustio, glavno je da ne shvatim pogrešno. Nešto sam pročitao u knjizi Profesionalno kuhanje, sjećam se nečega s predavanja i nešto sam probavio. Ako imate bilo kakvih pitanja, razvrstajmo ih zajedno..

ugljikohidrati

Ugljikohidrati su skupina prirodnih organskih spojeva čija kemijska struktura odgovara formuli Cm(H2O)n. Dio su svih živih organizama bez iznimke.

Klasifikacija

Ugljikohidrati su razvrstani u

    monosaharidi

Monosaharidi (grčki monos - jedini + sahar - šećer) - najčešća skupina ugljikohidrata u prirodi, koja sadrži pet (pentoza) ili šest (hekso) atoma ugljika u molekulama.

Od najpoznatijih predstavnika, pentoze su riboza i deoksiriboza, a heksoze su glukoza i fruktoza..

Oligosaharidi (grč. Ὀλίγος - malo) su skupina ugljikohidrata, čije molekule sadrže od 2 do 10 monosaharidnih ostataka. Ako molekula sadrži dva monosaharidna ostatka, naziva se disaharidom..

Sljedeći disaharidi su najpoznatiji: saharoza, laktoza, maltoza. Oni su izomeri, njihova molekularna formula je ista - C12H22Ojedanaest.

Polisaharidi (grč. Poly - puno) su prirodni biopolimeri, čije se molekule sastoje od dugih lanaca (desetaka, stotina tisuća) monosaharida.

Na primjer, glukoza je monosaharid, a škrob, glikogen i celuloza su njeni polimeri. Hitin i pektin su također polimeri. Škrob, celulozna formula - (C6HdesetOpet)n

monosaharidi

Dobijanje glukoze moguće je na nekoliko načina:

    Butlerov reakcija

U prisutnosti metalnih iona, molekule formaldehida kombiniraju se u tvorbu različitih ugljikohidrata, poput glukoze.

U prisustvu kiseline i kada se zagrijava, škrob (polimer) se razgrađuje u monomere - molekule glukoze.

Ova je reakcija izmislila priroda, jer postoji izvanredni katalizator - sunčeva svjetlost (hν).

Prema kemijskoj strukturi, glukoza je pentaatomski aldehidni alkohol, što znači da su karakterizirane reakcijama i aldehida i višehidrata.

    Reakcije aldehidnih skupina

Oksidacija glukoze prelazi u glukonsku kiselinu. To se može postići korištenjem srebrnih zrcalnih reakcija s bakrom II hidroksidom.

Obratite posebnu pozornost na činjenicu da će prilikom pisanja formule za otopinu amonijaka u potpunosti biti ispravnije u proizvodima navesti ne kiselinu, već sol - amonijev glukonat. To je zbog činjenice da amonijak, koji ima osnovna svojstva, reagira s glukonskom kiselinom u obliku soli.

Oporavak glukoze moguć je do heksaedarskog alkoholnog sorbitola (glucita), koji se u prehrambenoj industriji koristi kao nadomjestak šećera. Sorbitol je manje ugodan, manje sladak od šećera.

Glukoza sadrži pet hidroksilnih skupina i višestruki je alkohol. Ulazi u kvalitativnu reakciju za višehidratne alkohole - sa svježe pripremljenim bakrenim hidroksidom II.

Kao rezultat ove reakcije nastaje karakteristična plava boja otopine..

Postoji nekoliko mogućnosti fermentacije glukoze: alkoholna, mliječna kiselina, maslačna kiselina. Ove su vrste fermentacije od velike praktične važnosti i karakteristične su za mnoge žive organizme, posebno bakterije..

Fruktoza je izomer glukoze. Suprotno tome, ne ulazi u oksidacijske reakcije - to je ketonski alkohol, a ketoni se ne oksidiraju u kiseline.

Karakterizira ga kvalitativna reakcija kao mnogovodni alkohol - sa svježe pripremljenim bakrenim hidroksidom II. Fruktoza ne reagira sa zrcalom srebra.

Fruktoza se koristi kao zaslađivač. Tri je puta slađi od glukoze i 1,5 puta slađi od saharoze.

disaharidi

Kao što je spomenuto ranije, najpoznatiji disaharidi: saharoza, laktoza i maltoza - imaju istu formulu - C12H22Ojedanaest.

Tijekom njihove hidrolize dobivaju se razni monosaharidi.

polisaharidi

Od brojnih reakcija želio bih istaknuti hidrolizu škroba. Rezultat je glukoza.

© Bellevich Jurij Sergejevič 2018.-2020

Ovaj je članak napisao Jurij Sergejevič Bellevich i njegovo je intelektualno vlasništvo. Kopiranje, distribucija (uključujući kopiranje na druge web stranice i izvore na Internetu) ili bilo koje druge uporabe podataka i predmeta bez prethodnog pristanka vlasnika autorskih prava kažnjivo je zakonom. Kako biste dobili materijale članka i dopuštenje za njihovo korištenje, molimo pogledajte Bellevich Yuri.

Položite test za konsolidaciju znanja

Izomeri su glukoza i fruktoza.

Glukoza ne reagira sa silicijumskom kiselinom (netopljivom).

Glukoza reagira sa srebrnim zrcalom i s bakrenim hidroksidom II, oksidiranim u njima, u glukonsku kiselinu.
U reakciji s bakrovim oksidom II dolazi do razmjene - tipična reakcija između kiseline i baznog oksida: nastaje bakreni glukonat i voda.

Ne-disaharidna tvar, riboza.

Galaktoza je monosaharid iz skupine heksoze.

Kao rezultat hidrolize škroba, dobiva se glukoza.

Kao rezultat hidrolize saharoze dobiva se glukoza i fruktoza.

Disaharidi. saharoza

Primjer najčešćih prirodnih disaharida (oligosaharida) je saharoza (šećer od repe ili šećer iz trske).

Oligosaharidi su proizvodi kondenzacije dviju ili više molekula monosaharida.

Disaharidi su ugljikohidrati koji se zagrijavanjem s vodom u prisustvu mineralnih kiselina ili pod utjecajem enzima podvrgavaju hidrolizi, dijeleći se na dvije monosaharidne molekule.

Fizička svojstva i bivanje u prirodi

1. To su bezbojni kristali slatkog okusa, dobro topljivi u vodi.

2. Talište saharoze je 160 ° C.

3. Kada se rastopljena saharoza stvrdne, nastaje amorfna prozirna masa - karamela.

4. Sadrži se u mnogim biljkama: u soku breze, javora, mrkve, dinje, kao i u šećernoj repe i šećernoj trsci.

Struktura i kemijska svojstva

1. Molekularna formula saharoze - C12H22OKOjedanaest

2. Suharoza ima složeniju strukturu od glukoze. Molekula saharoze sastoji se od ostataka glukoze i fruktoze međusobno povezanih interakcijom hemiacetalnih hidroksila (1 → 2) -glikozidne veze:

3. Prisutnost hidroksilnih skupina u molekuli saharoze lako se potvrđuje reakcijom s metalnim hidroksidima.

Ako se u bakreni (II) hidroksid doda otopina saharoze, nastaje svijetloplava otopina bakrene saharoze (kvalitativna reakcija polihidričnih alkohola).

4. U saharozi ne postoji aldehidna skupina: kada se zagrijava s amonijakom otopinom srebro (I) oksida, on ne daje "srebrno ogledalo"; kada se zagrijava s bakrenim (II) hidroksidom, ne tvori crveni bakarni (I) oksid.

5. Suharoza, za razliku od glukoze, nije aldehid. Suharoza, dok je u otopini, ne ulazi u reakciju "srebrnog zrcala", jer nije sposobna pretvoriti se u otvoreni oblik koji sadrži aldehidnu skupinu. Takvi disaharidi nisu sposobni oksidirati (tj. Biti redukcijski agensi) i nazivaju se redukcijskim šećerima..

6. Suharoza je najvažniji od disaharida.

7. Dobiva se iz šećerne repe (sadrži do 28% saharoze u suhoj tvari) ili iz šećerne trske.

Reakcija saharoze s vodom.

Važno kemijsko svojstvo saharoze je sposobnost hidrolize (kada se zagrijava u prisustvu vodikovih iona). U ovom se slučaju iz jedne molekule saharoze formira molekula glukoze i fruktoza:

Od izomera saharoze koji imaju molekulsku formulu C12H22OKOjedanaest, mogu se razlikovati maltoza i laktoza.

Tijekom hidrolize razni disaharidi se dijele na njihove sastavne monosaharide zbog pucanja veza između njih (glikozidne veze):

Stoga je reakcija hidrolize disaharida obrnuta od procesa njihovog stvaranja iz monosaharida.

3.8.3. Ugljikohidrati (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi).

Ugljikohidrati su organski spojevi, najčešće prirodnog podrijetla, koji se sastoje samo od ugljika, vodika i kisika.

Ugljikohidrati igraju ogromnu ulogu u životu svih živih organizama.

Ova klasa organskih spojeva dobila je ime po tome što su prvi ugljikohidrati koje je proučavao čovjek imali opću formulu oblika Cx(H2O)y. Oni. oni su se konvencionalno smatrali spojevima ugljika i vode. Međutim, kasnije se ispostavilo da sastav nekih ugljikohidrata odstupa od ove formule. Na primjer, ugljikohidrat poput deoksiriboze ima formulu CpetHdesetOKO4. Istodobno, postoje neki spojevi koji formalno odgovaraju formuli Cx(H2O)y, međutim, nisu povezane s ugljikohidratima, poput formaldehida (CH20) octena kiselina (C)2H4OKO2).

Unatoč tome, pojam "ugljikohidrati" u prošlosti je bio svrstan u ovu klasu spojeva i stoga se široko koristi u naše vrijeme.

Klasifikacija ugljikohidrata

Ovisno o sposobnosti ugljikohidrata za cijepanje tijekom hidrolize u druge ugljikohidrate s nižom molekularnom težinom dijele se na jednostavne (monosaharidi) i složene (disaharidi, oligosaharidi, polisaharidi).

Kao što možda pogodite, iz jednostavnih ugljikohidrata, tj. monosaharidi, nemoguće je hidrolizom dobiti ugljikohidrate s još nižom molekularnom težinom.

Tijekom hidrolize jedne molekule disaharida nastaju dvije molekule monosaharida, a potpunom hidrolizom jedne molekule bilo kojeg polisaharida dobivaju se mnoge molekule monosaharida.

Kemijska svojstva monosaharida na primjeru glukoze i fruktoze

Najčešći monosaharidi su glukoza i fruktoza koji imaju sljedeće strukturne formule:

Kao što vidite, i molekula glukoze i molekula fruktoze imaju 5 hidroksilnih skupina, te ih stoga možemo smatrati polihidričnim alkoholima.

Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu, tj. u stvari, glukoza je polihidrični aldehidni alkohol.

U slučaju fruktoze može se naći ketonska skupina u njegovoj molekuli, tj. fruktoza je poliatomski keto alkohol.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao karbonilnih spojeva

Svi monosaharidi mogu reagirati u prisutnosti katalizatora s vodikom. U ovom se slučaju karbonilna skupina reducira u alkoholnu hidroksilnu skupinu. Dakle, posebno hidrogenacijom glukoze u industriji dobiva se umjetno zaslađivač - heksaatomski alkoholni sorbitol:

Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu u svom sastavu, i stoga je logično pretpostaviti da njezine vodene otopine daju kvalitativne reakcije na aldehide. Doista, pri zagrijavanju vodene otopine glukoze sa svježe istaloženim bakrovim (II) hidroksidom, kao u slučaju bilo kojeg drugog aldehida, iz otopine se taloži crveno-crveni talog bakrovog (I) oksida. U tom se slučaju aldehidna skupina glukoze oksidira u karboksilnu skupinu - stvara se glukonska kiselina:

Također, glukoza ulazi u reakciju "srebrnog zrcala" kada je izložena otopini amonijaka srebrnog oksida. Međutim, za razliku od prethodne reakcije, umjesto glukonske kiseline nastaje njena sol - amonijev glukonat, jer u otopini je prisutan rastvoreni amonijak:

Fruktoza i drugi monosaharidi, koji su poliatomski ketalkoholi, ne ulaze u kvalitativne reakcije na aldehide.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao polihidroloških alkohola

Budući da monosaharidi, uključujući glukozu i fruktozu, imaju nekoliko hidroksilnih skupina u svojim molekulama. Svi oni daju kvalitativnu reakciju na višehidratne alkohole. Konkretno, svježe istaloženi bakarni (II) hidroksid rastvara se u vodenim otopinama monosaharida. U ovom slučaju, umjesto plavog taloga Cu (OH)2 nastaje tamnoplava otopina bakrenih složenih spojeva.

Reakcije fermentacije glukoze

Alkoholna fermentacija

Kad određeni enzimi djeluju na glukozu, glukoza se može pretvoriti u etilni alkohol i ugljični dioksid:

Fermentacija mliječne kiseline

Pored alkoholne vrste fermentacije, postoje i mnogi drugi. Na primjer, fermentacija mliječne kiseline koja se događa kada mlijeko kiseli kupus i krastavci:

Značajke postojanja monosaharida u vodenim otopinama

Monosaharidi postoje u vodenoj otopini u tri oblika - dva ciklička (alfa i beta) i jedan neciklički (normalan). Tako, na primjer, u otopini glukoze postoji sljedeća ravnoteža:

Kao što vidite, ne postoji aldehidna skupina u cikličkim oblicima zbog činjenice da sudjeluje u stvaranju ciklusa. Na njegovoj osnovi formira se nova hidroksilna skupina koja se naziva acetal hidroksil. Slični prijelazi između cikličkih i necikličkih oblika primijećeni su za sve ostale monosaharide..

Disaharidi. Kemijska svojstva.

Opći opis disaharida

Disaharidi su ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od dva monosaharidna ostatka povezana kondenzacijom dva hemiacetalna hidroksila ili jednog alkoholnog hidroksila i jednog hemiacetal hidroksila. Na taj način nastale veze između ostataka monosaharida nazivaju se glikozidima. Formula za većinu disaharida može se napisati kao C12H22Ojedanaest.

Najčešći disaharid je poznati šećer koji kemičari nazivaju saharozom. Molekula ovog ugljikohidrata nastaje cikličkim ostacima jedne molekule glukoze i jedne molekule fruktoze. Povezanost između disaharidnih ostataka u ovom slučaju ostvaruje se uklanjanjem vode iz dva hemiacetalna hidroksila:

Budući da veza između monosaharidnih ostataka nastaje kondenzacijom dva acetalna hidroksila, molekula šećera nije moguće otvoriti nijedan od prstenova, tj. prijelaz u karbonilni oblik je nemoguć. U tom smislu, saharoza nije sposobna proizvesti kvalitativne reakcije na aldehide.

Takvi dizaharidi, koji ne daju kvalitativne reakcije na aldehide, nazivaju se ne reducirajućim šećerima..

Međutim, postoje disaharidi koji daju kvalitativne odgovore na aldehidnu skupinu. Ova situacija je moguća kada hemiakastal hidroksil iz aldehidne skupine jedne od originalnih monosaharidnih molekula ostaje u molekuli disaharida.

Konkretno, maltoza reagira s amonijačnom otopinom srebrnog oksida i bakarnim (II) hidroksidom poput aldehida. To je zbog činjenice da u njegovim vodenim otopinama postoji sljedeća ravnoteža:

Kao što možete vidjeti, u vodenim otopinama maltoza postoji u dva oblika - s dva ciklusa u molekuli i jednim ciklusom u molekuli i aldehidnom skupinom. Iz tog razloga, maltoza, za razliku od saharoze, daje kvalitativnu reakciju na aldehide.

Disaharidna hidroliza

Svi disaharidi mogu ući u reakciju hidrolize kataliziranu kiselinama i raznim enzimima. Tijekom takve reakcije iz jedne molekule originalnog disaharida nastaju dvije molekule monosaharida, koje mogu biti jednake ili različite ovisno o sastavu izvornog monosaharida.

Tako, na primjer, hidroliza saharoze dovodi do stvaranja glukoze i fruktoze u jednakim količinama:

A hidrolizom maltoze stvara se samo glukoza:

Disaharidi kao polihidrični alkoholi

Disaharidi, kao polihidrični alkoholi, daju odgovarajuću kvalitativnu reakciju s bakrenim (II) hidroksidom, tj. pri dodavanju njihove vodene otopine u svježe istaloženi bakarni (II) hidroksid, u vodi netopljivi plavi talog Cu (OH)2 otapa se da nastane tamnoplava otopina.

Polisaharidi. Škrob i celuloza

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati čije se molekule sastoje od velikog broja monosaharidnih ostataka povezanih glikozidnim vezama.

Postoji još jedna definicija polisaharida:

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati, čije molekule nakon potpune hidrolize tvore veliki broj monosaharidnih molekula.

Općenito, formula za polisaharide može se napisati kao (C6HdesetOpet)n.

Škrob je tvar koja je bijeli amorfni prah, netopljiv u hladnoj vodi i djelomično topiv u vrućoj vodi da tvori koloidnu otopinu, koja se u svakodnevnom životu naziva škrobna pasta.

Škrob nastaje iz ugljičnog dioksida i vode tijekom fotosinteze u zelenim dijelovima biljaka pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Najveće količine škroba nalaze se u gomoljima krumpira, pšenici, riži i kukuruznim žitaricama. Zbog toga su ti izvori škroba sirovine za njegovu proizvodnju u industriji..

Celuloza je tvar koja je u svom čistom stanju bijeli prah, netopljiv u hladnoj ili vrućoj vodi. Za razliku od škroba, celuloza ne tvori pastu. Filtarski papir, pamučna vuna, pahuljica od topole sastoje se od praktično čiste celuloze. I škrob i celuloza su biljni proizvodi. Međutim, uloge koje igraju u biljnom životu su različite. Celuloza je uglavnom građevinski materijal, posebno ona uglavnom tvori membrane biljnih stanica. Škrob, s druge strane, ima uglavnom funkciju skladištenja, energije..

Kemijska svojstva škroba i celuloze

sagorijevanje

Svi polisaharidi, uključujući škrob i celulozu, kada se u potpunosti sagorijevaju u kisiku, tvore ugljični dioksid i vodu:

Tvorba glukoze

Potpunom hidrolizom škroba i celuloze nastaje isti monosaharid - glukoza:

Kvalitativna reakcija na škrob

Kad jod djeluje na sve što sadrži škrob, pojavljuje se plava boja. Kada se zagrijava, plava boja nestaje, a kad se ohladi, ponovo se pojavljuje.

Tijekom suhe destilacije celuloze, posebno drva, ona se djelomično razgrađuje stvaranjem tako malih molekularnih proizvoda kao što su metilni alkohol, octena kiselina, aceton itd..

Budući da i molekule škroba i molekule celuloze sadrže alkoholne hidroksilne skupine, ovi spojevi mogu ući u reakcije esterifikacije s organskim i anorganskim kiselinama:

Kemija. 10. razred

Sažetak lekcije

Lekcija broj 10. Ugljikohidrati. Glukoza. Oligosaharidi. saharoza

Popis pitanja razmatranih u temi: lekcija je posvećena proučavanju ugljikohidrata, osobitostima njihove strukture. Razmatra se utjecaj funkcionalnih skupina na svojstva ugljikohidrata. Dane su karakteristike kemijskih svojstava glukoze i saharoze. Objasnio je biološku ulogu ugljikohidrata i njihova područja primjene.

Alkiliranje - reakcija stvaranja etera kao rezultat zamjene atoma vodika ugljikovodičnim radikalom u hidroksilnoj skupini.

Acilacija je reakcija stvaranja estera kao rezultat interakcije alkohola, uključujući i polihidrične, s kiselinama ili kiselinskim anhidridima.

Fermentacija maslačne kiseline - pretvorba glukoze pod djelovanjem bakterija maslačne kiseline u maslačnu kiselinu. Praćen je ispuštanjem ugljičnog dioksida i vodika.

Fermentacija mliječne kiseline - pretvorba glukoze pod djelovanjem bakterija mliječne kiseline u mliječnu kiselinu.

Alkoholna fermentacija - raspad glukoze pod djelovanjem kvasca uz stvaranje etilnog alkohola i ugljičnog dioksida.

Glukoza je monosaharid sastava C6H12OKO6, koji se sastoji od 6 atoma ugljika, 5 hidroksilnih skupina i aldehidne skupine. Može postojati i linearna i ciklička molekula. Ulazi u reakcije oksidacije, redukcije, acilacije, alkilacije, podvrgava se fermentaciji mliječne kiseline, alkohola, maslačne kiseline.

Škrob je polisaharid koji se sastoji od α-glukoznih ostataka.

Laktoza ili mliječni šećer - disaharid C12H22OKOjedanaest, koji se sastoji od ostataka glukoze i galaktoze, podvrgnut je hidrolizi, može se oksidirati u saharinske kiseline.

Monosaharidi - ugljikohidrati koji ne podliježu hidrolizi, sastoje se od 3-10 atoma ugljika, mogu tvoriti cikličke molekule jednim ciklusom (glukoza, fruktoza, riboza).

Ne reduktivni ugljikohidrati - ugljikohidrati koji ne sadrže aldehidnu skupinu i nisu sposobni za reakcije redukcije (fruktoza, saharoza, škrob).

Oligosaharidi - ugljikohidrati koji se tijekom hidrolize stvaraju od 2 do 10 molekula monosaharida (saharoza, laktoza).

Polisaharidi - ugljikohidrati koji se tijekom hidrolize stvaraju od nekoliko desetaka do stotina tisuća monosaharidnih molekula (celuloza, škrob).

Ribose je monosaharid, spada u pentoze. Linearna molekula sadrži aldehidnu skupinu. Tvori petočlani ciklus. Dio RNA.

Saharoza je disaharid koji se sastoji od α-glukoze i β-fruktoze. Odnosi se na ne reducirajuće ugljikohidrate, jer ne sadrži aldehidnu skupinu i ne može reducirati bakarni (II) hidroksid do monovalentnog bakrovog oksida i srebra iz amonijačne otopine srebrnog hidroksida. To je polihidrični alkohol. Podvrgava se hidrolizi.

Ugljikohidrati - organski spojevi koji sadrže kisik koji sadrže karbonil i nekoliko hidroksilnih skupina.

Fruktoza je monosaharid sastava C6H12OKO6, odnosi se na ketozu. Može postojati i kao linearna molekula i tvoriti petočlani ciklus.

Celuloza je polisaharid sastavljen od ostataka β-glukoze.

Glavna literatura: Rudzitis, G.E., Feldman, F. G. Kemija. 10. razred Osnovna razina; udžbenik / G. E. Rudzitis, F.G, Feldman - M.: Education, 2018.-- 224 str..

1. Ryabov, M.A. Zbirka problema, vježbi i testova iz kemije. Do udžbenika G.E. Rudzitis, F.G. Feldman "Kemija. 10. razred "i" Kemija. 11. razred ": udžbenik / M.A. Ryabov. - M.: Ispit. - 2013..-- 256 s.

2. Rudzitis, G.E. Kemija. 10. razred: udžbenik za obrazovne organizacije. Napredna razina / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Obrazovanje. - 2018.-- 352 s.

Otvoreni elektronički resursi:

  • Jedan prozor za pristup informacijskim izvorima [Elektronski resurs]. M. 2005 - 2018. URL: http://window.edu.ru/ (datum pristupa: 01.06.2018).

TEORETIČKI MATERIJAL ZA NEZAVISNI STUDIJ

Pojam ugljikohidrata, njihova klasifikacija

Ugljikohidrati su organski spojevi koji sadrže kisik koji sadrže karbonilnu skupinu i nekoliko hidroksilnih skupina i obično odgovaraju općoj formuli CP(H2OKO)t. Ugljikohidrati uključuju glukozu, fruktozu, ribozu, saharozu, laktozu, škrob, celulozu i druge. Ugljikohidrati mogu postojati kao linearne ili cikličke molekule. Ugljikohidrati, čije molekule mogu tvoriti samo jedan ciklus, nazivaju se monosaharidi (glukoza, fruktoza, riboza). Ako se molekula ugljikohidrata razgradi na nekoliko (od dva do deset monosaharida) tijekom hidrolize, oni se nazivaju oligosaharidi (saharoza, laktoza). Ugljikohidrati koji tijekom hidrolize stvaraju desetine, stotine ili više monosaharida nazivaju se polisaharidi (škrob, celuloza).

Monosaharidna molekula može imati od dva do deset atoma ugljika. Svi monosaharidi imaju krajnji kraj. Naziv prvo označava broj atoma ugljika, a zatim se dodaje završetak: trioza, tetroza, pentoza, heksoza.

Za žive organizme najvažniji su pentoza i heksoza. Monosaharidi s aldehidnom skupinom nazivaju se aldoze (na primjer glukoza), a oni koji sadrže keto skupinu nazivaju se ketoza (na primjer, fruktoza). Numeriranje atoma ugljika u aldozama započinje od atoma aldehidne skupine, a u ketozi - od ekstremnog atoma najbliže karbonilnoj skupini.

Najzastupljeniji monosaharid u prirodi je glukoza. Nalazi se u slatkim bobicama i voću. Med također sadrži puno glukoze.

Glukoza pripada skupini heksoza, jer sadrži šest atoma ugljika. Molekule glukoze mogu biti linearne (D-glukoza, aldoza) i cikličke (α i β-glukoza). Ravna molekula glukoze sadrži na kraju aldehidnu skupinu. Opća formula C6H12OKO6 mogu se označiti i glukoza i fruktoza.

Fruktoza pripada ketozi i nastaje petočlani ciklus. To je izomer glukoze. Fruktoza, poput glukoze, može postojati u obliku linearnih i cikličkih molekula, ovisno o položaju supstituenata na drugom atomu ugljika, razlikuju se α- i β-fruktoza.

Glukoza je bezbojna kristalna tvar. Dobro se otapa u vodi i ima slatkast okus. Činjenica da molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu dokazuje reakciju "srebrnog zrcala". Ova reakcija ne djeluje s fruktozom. Jedan mol glukoze reagira s pet mola octene kiseline, čime nastaje ester, što dokazuje prisustvo pet hidroksilnih skupina u molekuli glukoze. Ta se reakcija naziva acilacija. Ako se otopini bakrenog sulfata i lužine dodaju otopini glukoze na hladnom, tada se umjesto taloga formira svijetloplava boja. Ova reakcija dokazuje da je glukoza polihidrični alkohol. Zbog prisutnosti aldehidne skupine u molekuli glukoze, on može ne samo ući u reakciju "srebrnog zrcala", već i smanjiti bakarni (II) hidroksid u monovalentni oksid. Vodik u prisutnosti nikl-katalizatora smanjuje glukozu na sorbitol, alkohol sa šest alkoholnih pića. U reakcijama s nižim alkoholima u kiselom mediju ili s metil jodidom u alkalnom mediju, hidroksilne skupine sudjeluju u stvaranju etera - nastaje reakcija alkiliranja.

Glukoza, ovisno o uvjetima, ulazi u fermentacijske reakcije s stvaranjem različitih proizvoda. Pod utjecajem bakterija mliječne kiseline glukoza se pretvara u mliječnu kiselinu - taj se proces naziva "fermentacija mliječne kiseline". Koristi se u proizvodnji fermentiranih mliječnih proizvoda. U prisutnosti kvasca, glukoza prolazi alkoholnu fermentaciju. Ova vrsta fermentacije koristi se u proizvodnji alkoholnih pića, kao i tijesta s kvascima. U tom se procesu, osim alkohola, stvara i ugljični dioksid, koji tijesto čini lepršavim. Fermentacija glukoze, uslijed koje nastaje maslačna kiselina, odvija se pod utjecajem posebnih bakterija maslačne kiseline. Ova vrsta fermentacije koristi se u proizvodnji maslačne kiseline, čiji se esteri naširoko koriste u parfumeriji. Ali ako masne bakterije uđu u hranu, mogu izazvati truljenje..

Jedan od proizvoda fotosinteze koji nastaje sudjelovanjem zelenih biljaka je glukoza. Za ljude i životinje glukoza je glavni izvor energije za metaboličke procese. U životinjskim organizmima glukoza se akumulira u obliku glikogena (polisaharid formiran od ostataka glukoze). U biljkama se glukoza pretvara u škrob (polisaharid koji se sastoji od α-glukoznih ostataka). Stanične stijenke visokih biljaka izgrađene su od celuloze (polisaharid koji se sastoji od ostataka β-glukoze).

Ljudska krv sadrži oko 0,1% glukoze. Ova koncentracija je dovoljna da opskrbi tijelo energijom. Ali s bolešću koja se naziva "dijabetes melitus", glukoza se ne razgrađuje, njegova koncentracija u krvi može doseći 12%, što dovodi do ozbiljnih poremećaja u radu cijelog organizma.

In vitro, glukoza se može dobiti iz formaldehida u prisutnosti kalcijevog hidroksida. Prvi put je ovu sintezu izveo Aleksandar Mihajlovič Butlerov 1861. godine. U industriji se glukoza dobiva hidrolizom škroba djelovanjem sumporne kiseline.

Najčešći disaharid je saharoza. U prirodi se nalazi u velikim količinama u repe i šećernoj trsci. Molekula saharoze sastoji se od ostataka α-glukoze i β-fruktoze.

Suharoza je bezbojna kristalna tvar, lako topiva u vodi, dvostruko slatka od glukoze. Talište je 160 o C. Kao rezultat reakcije saharoze s bakrenim hidroksidom pojavljuje se svijetloplava boja, koja je karakteristična za višehidratne alkohole, ali kada se otopina zagrijava, ne nastaje crveni talog, što ukazuje na odsutnost aldehidne skupine. U prisutnosti mineralnih kiselina, kada se zagrijava, saharoza se podvrgava hidrolizi, raspadajući se na α-glukozu i β-fruktozu. Ako se otopini saharoze doda suspenzija mlijeka vapna, talog se otopi. Nastaje kalcijev saharat topljiv u vodi. Ova reakcija je u osnovi proizvodnje saharoze iz šećerne repe i šećerne trske. Ako ugljični dioksid prođe kroz otopinu kalcijevog saharata, formira se talog kalcijevog karbonata i otopina saharoze.

Suharoza se koristi u prehrambenoj industriji za proizvodnju konditorskih proizvoda, konzerviranje (džemovi, konzerve, kompoti).

PRIMJERI I ANALIZA RJEŠENJA ZADATAKA MODULA OBUKE

1. Izračun količine reagensa potrebne za reakciju s glukozom

Stanje problema: Za dobivanje acetooctenog estera glukoze po molu glukoze potrebno je 5 mola octene kiseline. Koliko grama 35% otopine octene kiseline je potrebno da bi u potpunosti reagiralo s 10 g glukoze ako je prinos produkta reakcije 75%?

Odgovor zapišite kao cijeli broj.

Prvi korak: pronađite molarne mase glukoze i octene kiseline.

M (CH3COOH) = 2 12 + 16 16 + 4 1 = 60 (g / mol).

Drugi korak: Pronađite masu octene kiseline koja reagira s 10 g glukoze. Da bismo to učinili, napravimo proporciju:

180 g glukoze reagira s 5 x 60 g octene kiseline;

10 g glukoze reagira s x1 g octene kiseline.

Treći korak: Pronađite masu octene kiseline, uzimajući u obzir prinos produkta reakcije. Da bismo to učinili, napravimo proporciju:

16,7 g octene kiseline reagirat će sa 75% glukoze;

x2 g octene kiseline reagirat će sa 100% glukozom.

Četvrti korak: Pronađite masu 35% -tne otopine octene kiseline koja sadrži 22,2 g kiseline. Da bismo to učinili, napravimo proporciju:

100 g otopine sadrži 35 g kiseline;

u x3 g otopine sadrži 22,2 g kiseline.

2. Izračun količine energije koju tijelo dobije tijekom razgradnje glukoze.

Stanje problema: U procesu odvajanja 1 mol glukoze u ljudskom tijelu, oslobađa se 200 kJ energije. Srednjoškolcu je potrebno 12.500 kJ energije dnevno. Koliki će postotak dnevne energetske potrebe ispuniti student koji je jeo 200 g grožđa ako je sadržaj glukoze u grožđu 30%? Odgovor zapišite do desetine.

Prvi korak: Pronađite molarnu masu glukoze:

Drugi korak: Pronađite masu glukoze koja se nalazi u 200 g grožđa.

Da biste to učinili, množite masu grožđa sa 30% i podijelite sa 100%:

Treći korak: Pronađite broj molova glukoze koji se nalaze u 60 g ovog ugljikohidrata.

Da biste to učinili, podijelite masu glukoze s molarnom masom:

Četvrti korak: Pronađite količinu energije koja će se osloboditi tijekom razgradnje 0,33 mola glukoze.

Da bismo to učinili, napravimo proporciju:

Kada se razgradi 1 mol glukoze, oslobađa se 200 kJ energije;

cijepanje 0,33 mol oslobođene glukoze x1 kJ energija.

Peti korak: Otkrijte koliki je postotak dnevne potrebe u ovoj količini energije.

Da bismo to učinili, napravimo proporciju:

12500 kJ je 100% dnevne potrebe;

66 kJ je x2% dnevne potrebe.