Формула сахарози

Природные сахара встречаются, например, во фруктах, ягодах, меде, но также и в овощах и молоке. Наиболее известными природными сахарами являются сахароза, глюкоза, фруктоза, лактоза и мальтоза.

Сахароза встречается почти во всех растениях. Сахароза состоит их двух простых сахаров – фруктозы и глюкозы.

Глюкоза встречается во фруктах и овощах, ягодах, меде и соцветиях растений. Глюкозу также называют виноградным сахаром, поскольку в винограде она содержится в большом количестве. Человеческий организм перерабатывает большинство усваиваемых углеводов (например, крахмал) в глюкозу.

Фруктоза, или фруктовый сахар, в больших количествах содержится во фруктах и меде. Фруктоза слаще сахарозы и глюкозы.

Лактоза, или молочный сахар, менее сладкая. В коровьем молоке как правило содержится 4,7–5% лактозы. При скисании молока лактоза частично сбраживается в молочную кислоту, поэтому в кисломолочных продуктах лактозы содержится приблизительно 3–4,5%. В сырах длительной ферментации (преимущественно твердые сыры), как правило, не должно содержаться лактозы.

Мальтоза, или солодовый сахар, вырабатывается из крахмала, содержащегося в прорастающих ячменных зернах. Солодовый экстракт известен также под названием «мальтоза».

Приблизительное содержание природных сахаров в 200 г некоторых пищевых продуктах.

Определение и формула сахара

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Сахара (углеводы) — это группа природных веществ, близких по свойствам к гидроксиальдегидам и гидроксикетонам.

Формула –

На долю углеводов приходится около сухого вещества растений и около животных.

Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений: и .

Классификация сахаров

Углеводы делятся на две группы:

• Моносахариды (монозы)
• Полисахариды (полиозы), которые подразделяются на сахароподобные (олигосахариды), к которым относятся дисахариды (биозы), трисахариды и несахароподобные полисахариды.

Моносахариды

В природе наиболее распространено два вида моноз: пентозы и гексозы .

Одни монозы ведут себя как гидроксиальдегиды (альдозы), другие — как гидроксикетоны (кетозы).

Одни монозы ведут себя как гидроксиальдегиды (альдозы), другие — как гидроксикетоны (кетозы).

Наиболее часто встречаются два моносахарида: глюкоза (альдоза) и фруктоза (кетоза).

Дисахариды

Дисахариды при гидролизе образуют два одинаковых или разных моносахарида.

Их можно разделить на восстанавливающие и невосстанавливающие.

Полисахариды

Два самых важных полисахарида — это крахмал и клетчатка (целлюлоза) — построены из остатков глюкозы.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Сколько грамм глюкозы можно получить из г картофеля, в котором содержится по массе крахмала.
Решение	Определим массу крахмала: Запишем реакцию гидролиза крахмала: Рассчитаем количество моль крахмала: моль Из стехиометрии реакции следует, что из моль крахмала образуется моль глюкозы, тогда из пропорции найдем: моль крахмала — моль глюкозы моль крахмала — моль глюкозы, тогда моль Рассчитаем массу глюкозы: г
Ответ	г

ПРИМЕР 2

Задание	Какой объем водки может получиться из г сахарозы?
Решение	Спиртовому брожению подвергается глюкоза. Проведем гидролиз сахарозы: В этом процессе образуется глюкоза и фруктоза. Рассчитаем количество моль сахарозы и глюкозы: моль Из стехиометрии реакции следует: моль Запишем реакцию спиртового брожения под действием дрожжей: Из стехиометрии реакции следует: моль Найдем массу спирта: г На основании массы спирта определим его объем: мл плотность спирта. Рассчитаем объем водки через объемную долю спирта: мл
Ответ	мл

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Олигосахариды – это продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов.

Дисахариды – это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Физические свойства и нахождение в природе

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 – С12Н22О11

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2)-гликозидной связью:

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 (качественная реакция многоатомных спиртов).

Видео-опыт «Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе»

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. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала», так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу. Подобные дисахариды не способны окисляться (т.е. быть восстановителями) и называются невосстанавливающими сахарами.

Видео-опыт «Отсутствие восстанавливающейспособности сахарозы»

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.

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

С12Н22О11 + Н2О t, H2SO4→ С6Н12O6 + С6Н12O6

Видео-опыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

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

При гидролизе различные дисахариды расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):