Сахароза. Крохмаль.
Целюлоза.
1. Сахароза.
а) будова молекули та фізичні властивості;
Сахароза ‑ представник
дисахаридів, має молекулярну формулу C12H22O11 і являє собою сполучення двох молекул: глюкози та фруктози.
Сахароза називається буряковим цукром, тому що міститься в цукровому буряку й цукровій
тростині.
Біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді, має низьку температуру плавлення tпл(сахароза) = 186 °С (розклад).
Цукор — незамінний продукті в туристському поході, і під
час занять спортом. Це не тільки
постійний супутник уранішнього чаю чи кави, а й важливий компонент тістечок, тортів, печива, цукерок на будь-якому святі. Задоволення від споживання цих страв зумовлено
значною мірою солодким смаком цукру.
Цукор є харчовим продуктом і сировиною в кондитерській, хлібопекарській, консервній, молочній, концентратній та інших галузях харчової промисловості.
б) сучасний стан галузі.
Сьогодні понад 100
країн світу виробляють цукор. 75 % виготовляють із цукрової тростини, вирощеної в тропічних і субтропічних поясах Південної півкулі, решту
‑ з цукрових буряків у помірних поясах Північної
півкулі. Загальне виробництво цукру в 2009 ‑ 2010 pp. становило
131,07 млн. тонн, з них тростинного ‑ 98, бурякового ‑ 33 млн. тонн.
Нині 69 % виробленого у світі цукру споживають у країні походження,
решта ‑ надходить на світовий ринок. П'ять найбільших
експортерів ‑ Бразилія, ЄС, Австралія, Таїланд і САДК (Співтовариство розвитку країн Півдня Африки: Ангола, Ботсвана, Демократична Республіка Конго, Лесото, Мадагаскар, Малаві,
Маврикій, Мозамбік, Намібія, Південна
Африка, Свазіленд, Танзанія,
Замбія і Зімбабве)
‑ охоплюють приблизно 76 % світового експорту.
Основну частину світового виробництва бурякового цукру становлять: США ‑ 13,8 %, Німеччина ‑ 13, Франція
‑ 12,9, Туреччина ‑ 5,7, Польща ‑ 6,1, Росія ‑ 6, Україна ‑ 5,4, Італія ‑ 3,5, Велика Британія
‑ 4,2, Іспанія
‑ 3,2, Нідерланди ‑ 3,1, Бельгія ‑ 2,8 %.
Сировиною для виробництва
цукру (сахарози) є цукровий буряк
(Beta vulgaris) і цукрова тростина (Arundo saceharibere). В Україні цукор виробляють переважно з цукрових
буряків.
Який хімічний склад має ця
культура нині?
Середній вміст сахарози
в коренеплодах ‑ 17,5 % і залежить від сорту, умов вирощування, способів збирання та зберігання. До складу нерозчинних
органічних речовин (5 %) входять: геміцелюлози ‑ 1,3 %; пектинові
речовини ‑ 2,4 %; нітрогеновмісні
органічні сполуки ‑ 1,2 %, серед
яких
білок ‑ 0,7 %; бетаїн ‑ 0,2 %; амінокислоти ‑ 0,2 %, а також
інвертний цукор (суміш рівних кількостей
глюкози та фруктози) ‑ 0,12 %, органічні кислоти ‑ 0,5 %; мінеральні речовини
в перерахунку на оксиди:
К2О ‑ 0,20 %;
СаО ‑ 0,07 %; Na2O ‑
0,04 %; Р2О5 ‑ 0,07 % та ін.
У блокадному Ленінграді, завдяки знанням вчених, деревина врятувала життя багатьом людям. У Ленінграді
через нестачу білкової їжі люди хворіли страшною
хворобою ‑ аліментарною дистрофією
‑ організм поглинав власний білок. Вчені одного із наукових інститутів виявили на складі деревяну тару у великій кількості. Вони не спалили ящики. Руками, які не згиналися від холоду, вони робили з них тріски, нагрівали
їх у суміші з сульфатною кислотою, і на
продукт реакції поселяли клітини
дріжджів. Дріжджі харчувалися цією речовиною, нарощували свою масу.
Одержаними дріжджами годували перш за все дітей, жінок. Кількість хворих на аліментарну дистрофію зменшувалась.
в) хімічні властивості сахарози;
1. Її важлива властивість
‑ здатність до гідролізу з утворенням
глюкози й фруктози:
С12Н22О11
+ Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6
глюкоза фруктоза
Ця хімічна реакція використовується для одержання
штучного меду.
2. Реакція горіння.
С12Н22О11
+ О2 → 12СО2 + 11Н2О
3.
Якісна реакція на сахарозу – реакція з Купрум (II)
гідроксидом.
.
С12Н22О11
+ Сu(OH)2 → C12H22O11 CuO + H2O
Купрум (ІІ) сахарат
яскраво – синього кольору.
г) застосування та добування
сахарози.
Сахарозу використовують у
харчовій промисловості.
Добування. Ще за
300 р. до н.е. індуси добували кристалічний цукор з тростини. Ще за 200 р. до
н.е. солодкий сік цукрової тростини вживали в їжу китайці. Пізніше тростину
почали вирощувати в Єгипті, Греції, Сицилії. У 8 ст. н. е. цукор у
твердому стані був предметом торгівлі персів. У Європі цукор з`явився у 16 ст.
У середині 18 ст. цукор виявили в цукровому буряку. У 1801 році під
керівництвом Ахарда був побудований перший цукровий завод. У наш час шведські
хіміки розробили метод добування цукру з кукурудзи і картоплі.
У промисловості сахарозу виробляють із соку цукрової
тростини (вміст 14 ‑ 16 %), цукрового буряку
(16 – 21 %) та деяких інших рослин,
наприклад, канадського
клену, земляної груші.
Добування цукру з буряка включає
такі етапи:
1. Миття і
подрібнення.
2. Вимивання
сахарози із стружки буряків в розчин
гарячою водою.
3. Обробка
розчину вапняним молоком для осадження домішок.
4. Обробка
розчину вуглекислим газом для нейтралізації надлишку вапняного молока.
5.
Випаровування й нейтралізація.
6. Додаткове
очищення від барвних речовин, розчинення у воді, випарювання і кристалізація.
Із
2. Крохмаль. Целюлоза.
Крохмаль — полісахарид
(С6Н10О5)n.
Це природний полімер, що синтезується
в рослинах з глюкози за реакцією:
nС6Н12О6
→ (С6Н1005)n
+ nН2O.
Відкладається у бульбах, у коренях,
зерні рослин (у картоплі – 20 %, у зернах пшениці – 70 %, рису – 80 %).
Крохмаль складається із дуже дрібних округлих часточок
білого кольору. При розтиранні його пальцями відчувається легке поскрипування
внаслідок взаємного тертя часточок (зерен). Крохмаль не має запаху і смаку, не
розчиняється в холодній воді, а в теплій утворює колоїдний розчин (крохмальний
клейстер).
Целюлоза — полісахарид (С6Н10О5)n – біла волокниста речовина, нерозчинна у воді. Є основною складовою частиною оболонок рослинних клітин. Найбільше її у волокнах бавовни (до 98 %), льону та коноплі.
У деревині міститься 50 % целюлози.
Крохмаль –
природний полімер лінійної і розгалуженої будови. До складу крохмалю входять
залишки βα-глюкози. Фрагмент крохмалю:
Відносна молекулярна маса від 1000 до 5000.
Целюлоза – теж
природний полімер, тільки лінійної будови. До складу крохмалю входять залишки
β-глюкози. Фрагмент целюлози:
Відносна молекулярна маса кілька мільйонів.
Крохмаль - білий
порошок, нерозчинний у воді, набрякає у гарячій воді, утворює колоїдні розчини.
На цій властивості основане приготування киселів.
На відміну від крохмалю, целюлоза волокниста речовина, нерозчинна у воді, стійка до розчинів
кислот, лугів.
Хімічні властивості.
Крохмаль:
+H2O +H2O
- Повний гідроліз: (C6H10O5)n
→ (C6H10O5)n
→ C12H22O11+C6H12O6
декстрини мальтоза глюкоза
-
Ферментативний гідроліз: (С6Н10О5)n+H2O → 2С2Н5ОН+2СО2
‑ Якісна
реакція на крохмаль:
Із спиртовим розчином йоду – поява синього забарвлення.
Дослід. На скибку
білого хліба, зріз картоплі капнути спиртовий розчин йоду. З’являється синя
пляма.
Застосування:
крохмаль – продукт харчування, джерело енергії. Використовується для
виготовлення клею, обробки тканини, в кондитерській справі; для виробництва
глюкози, спирту, пива, кетчупів. У медицині – для виготовлення присипок, паст,
капсул, лікарських препаратів.
Як виявити
фальсифікований мед?
До меду можуть бути домішані крейда, цукор, картопляне й кукурудзяне
борошно. Щоб виявити їх досить
взяти трохи меду в яку-небудь посудину, залити його дистильованою водою. Домішки залишаться на дні посудини або
зверху розчину.
Борошно і крохмаль легко виявити за допомогою йодної проби. Для цього у розчин меду в дистильованій воді треба додати 1‑3 краплі йоду. Синє забарвлення розчину свідчить про вміст у меді домішок.
Домішки крейди визначають, додавши у водний розчин меду кілька крапель кислоти або оцту. Спостерігається скипання.
Крохмальну
патоку легко виявити за зовнішнім
виглядом, за клейкістю і відсутністю кристалізації.
Про вміст цукрового сиропу ( звичайного цукру) в меді свідчить утворення
білого осаду – Аргентум (І) хлориду при додаванні
у водний розчин його 5 ‑ 10 % розчину ляпісу. Можна використати інший спосіб:
до 5 мл 20 % водного розчину
меду додати
