Фруктоза
Большинство моносахаридов представляют собой бесцветные кристаллические вещества, прекрасно растворимые в воде. Каждая молекула моносахарида содержит несколько гидроксильных групп (группа -ОН) и одну карбонильную группу (-С-О-Н). Многие моносахариды очень трудно выделить из раствора в виде кристаллов, поскольку они образуют вязкие растворы (сиропы), состоящие из различных изомерных форм.
Самый известный моносахарид — виноградный сахар, или глюкоза (от греческого «гликис», что означает «сладкий»), CbH12Ob.
Глюкоза
Рис. 1 Глюкоза образует комплексное соединение с солью меди Рис. 2 При нагревании глюкозы образуется гидроксид меди (одновалентный) Рис. 3 Восстановление меди до ее оксида
Глюкоза относится к классу альдегидных спиртов — соединений, содержащих гидроксильные и альдегидные группы. В молекуле глюкозы пять гидроксильных групп и одна альдегидная группа. Наличие этих групп в глюкозе можно доказать реакцией с серебряным зеркалом.
Формула глюкозы обычно приводится в сокращенном виде:
* Многие сахара оканчиваются на «-иза»
. Это обозначение означает не только глюкозу, но и семь изомерных сахаров – .
Шад, альтроза, манноза, гулоза, идоза, галактоза, таллоза
которые отличаются пространственным расположением «-ОН» -группы и атомы водорода на разных атомах углерода.
Формулу глюкозы с учетом пространственного расположения групп лучше представить таким образом.
Глюкоза (как и любой другой из ее семи изомерных сахаров) может существовать в виде двух изомеров, молекулы которых являются зеркальным отражением друг друга.
Наличие глюкозы в любом растворе можно проверить с помощью растворимой соли меди:
В щелочной среде соли меди (II-валентной) образуют с глюкозой ярко окрашенные комплексы (рис. 1). При нагревании эти комплексы разлагаются: глюкоза восстанавливает медь до желтого гидроксида Cu (I-валентного) CuOH, который превращается в красный оксид Cu2O (рис. 2, 3).
Фруктоза
Фруктоза (фруктовый сахар) изомерна глюкозе, но в отличие от глюкозы относится к кетоспиртам — соединениям, содержащим кетоновые и карбонильные группы.
В щелочной среде ее молекулы могут изомеризоваться в глюкозу, поэтому водные растворы фруктозы восстанавливают гидроксид меди (II-валентный) и оксид серебра Ag2O (реакция «серебряного зеркала»).
Фруктоза — самый сладкий сахар. Встречается в меде (около 40%), цветочном нектаре и некоторых соках растительных клеток.
дисахариды
Целлюлозный крахмал
Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11 относится к дисахаридам и образуется из связанных остатков А-глюкозы и В-фруктозы. Однако, в отличие от моносахаридов (А-глюкозы и В-фруктозы), сахароза не восстанавливает оксид серебра и гидроксид меди (двухвалентный). В кислой среде сахароза подвергается гидролизу — расщепляется водой на глюкозу и фруктозу. Простой пример: сладкий чай кажется еще слаще, если в него бросить дольку лимона, хотя, конечно, он при этом кислый. Это связано с наличием лимонной кислоты, которая ускоряет распад сахарозы на глюкозу и фруктозу.
Если раствор сахарозы смешать с раствором сульфата меди и добавить основание, то получится светло-голубой сахаринат меди, вещество, в котором атомы металла связаны с гидроксильными группами углеводов.
Молекулы одного изомера сахарозы, мальтозы (солодового сахара), состоят из двух остатков глюкозы. Этот дисахарид получают путем ферментативного гидролиза крахмала.
Молочный сахар
Молоко многих млекопитающих содержит еще один изомерный сахарозе дисахарид — лактозу (молочный сахар). Лактоза значительно (в три раза) уступает сахарозе по интенсивности сладкого вкуса.
Например, молочный сахар. Этот сахар также содержится в коровьем молоке (около 4,5%) и грудном молоке (около 6,5%). Поэтому, если ребенок находится на искусственном вскармливании (коровье молоко вместо человеческого), это молоко необходимо обогащать молочным сахаром.
Для производства молочного сахара необходима сыворотка, т.е. мутная жидкость, образующаяся в результате отделения белка и жира от молока под действием специального фермента (
сычужный фермент
). Сыворотка содержит следовые количества белка и почти весь молочный сахар и минеральные соли.
Так варим 400 мл сыворотки в кружке, например из фарфора, на очень слабом огне. За это время (во время варки) оставшийся в сыворотке белок выпадает в осадок. Отфильтровав белок, продолжайте варить до кристаллизации молочного сахара. Когда вы закончите выпаривать жидкость, дайте кристаллам остыть. Затем вам нужно будет отделить сахар от молока.
Если нужен чистый молочный сахар, полученный сахар снова растворяют в горячей воде и повторяют выпаривание.
После приготовления творога обычно остается молочная сыворотка. Однако он не пригоден для употребления, так как содержит молочную кислоту вместо молочного сахара.
Молочнокислые бактерии в молоке делают его кислым. В результате молочный сахар превращается в молочную кислоту. Если попробовать выпарить, получится та же молочная кислота, только в концентрированном (безводном) виде.
Карамель
Карамель Карамель
Если вы попытаетесь нагреть сахар, например, в чашке выше его температуры (190 °С), то заметите, что сахар начинает постепенно терять воду и распадаться на составляющие. Этот ингредиент — карамель. Все вы не раз пробовали и видели карамель — вы знаете, как она выглядит — это очень липкая желтоватая масса, которая очень быстро застывает при остывании. При создании карамели часть молекул сахарозы расщепляется на уже известные нам компоненты — глюкозу и фруктозу. А эти, в свою очередь, теряя воду, тоже разлагаются:
Другая часть молекул, не разделившаяся на глюкозу и фруктозу, вступает в реакции конденсации, в результате которых образуются окрашенные продукты (карамель С36Н50О25 имеет светло-коричневый цвет). Иногда эти вещества добавляют в сахар для создания цветового эффекта.
Переключиться на английский
Сахар. Глюкоза. Фруктоза
