Сахароза, свойства, получение и применение
Сахароза — дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов, α-глюкозы и β-фруктозы, с формулой C12H22O11.
Сахароза, формула, молекула, строение, вещество:
Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеет формулу C12H22O11.
В обиходе сахарозу называют сахаром, тростниковым сахаром или свекольным сахаром.
Олигосахариды представляют собой углеводы, содержащие от 2 до 10 остатков моносахаридов. Дисахариды — это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под действием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.
Сахароза – природный дисахарид и углевод. Он содержится во многих плодах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Сахароза особенно высока в сахарной свекле, сахарном тростнике, сорго, сахарном клене, кокосовой пальме, финиковой пальме, аренге и других пальмах, которые используются в промышленном производстве пищевого сахара.
Химическая формула сахарозы C12H22O11.
Аналогичную общую химическую формулу имеют и другие дисахариды: лактоза, состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и мальтоза, состоящая из остатков глюкозы.
Строение молекулы сахарозы, структурная формула сахарозы:
Молекула сахарозы состоит из двух остатков моносахаридов, α-глюкозы и β-фруктозы, связанных атомом кислорода и связанных между собой взаимодействием гидроксильных групп (два полуацетальных гидроксила) – (1→2)-гликозидная связь.
Систематическое химическое название сахарозы: (2R, 3R, 4S, 5S, 6R)-2-[(2S, 3S, 4S, 5R)-3,4-дигидрокси-2,5-бис(гидроксиметил)оксолан-2- ил]окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол.
Также используется другое химическое название сахарозы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.
По внешнему виду сахароза представляет собой белое кристаллическое вещество. Вкус слаще глюкозы.
Сахароза хорошо растворяется в воде. Нерастворим в этаноле и метаноле. Нерастворим в диэтиловом эфире.
Сахароза, попадая в кишечник, быстро гидролизуется ферментами до глюкозы и фруктозы, после чего всасывается и поступает в кровоток.
Температура плавления сахарозы 160°С. Расплавленная сахароза затвердевает, образуя аморфную прозрачную массу, называемую карамелью.
При дальнейшем нагревании расплавленной сахарозы она разлагается при 186°С и меняет цвет с бесцветного на коричневый.
Сахароза является источником глюкозы и важным источником углеводов для человеческого организма.
Физические свойства сахарозы:
| Имя параметра: | Ценность: |
| Цвет | белый, бесцветный |
| Запах | без запаха |
| Вкус | сладкий |
| Агрегатное состояние (при 20°С и атмосферном давлении 1 атм) | кристаллическое твердое вещество |
| Плотность (при 20°С и атмосферном давлении 1 бар), г/см3 | 1,587 |
| Плотность (при 20°С и атмосферном давлении 1 бар), кг/м 3 | 1587 |
| Температура разложения, °С | 186 |
| Температура плавления, °С | 160 |
| Температура кипения, °С | — |
| Молярная масса сахарозы, г/моль | 342,2965 ± 0,0144 |
Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы:
Основные химические реакции сахарозы следующие:
- 1) Реакция сахарозы с водой (гидролиз сахарозы):
В результате гидролиза (нагревания в присутствии ионов водорода) сахароза расщепляется на входящие в ее состав моносахариды путем разрыва связывающих их гликозидных связей. Эта реакция противоположна образованию сахарозы из простых сахаров.
Аналогичная реакция протекает в кишечнике живых организмов при поступлении в него сахарозы. В кишечнике сахароза быстро гидролизуется ферментами до глюкозы и фруктозы.
- 2) Качественная реакция на сахарозу (реакция сахарозы с гидроксидом меди):
В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Их наличие подтверждается реакцией с гидроксидами металлов, например гидроксидом меди.
Для этого в раствор сахарозы добавляют гидроксид меди. При этом образуется сахарин меди, и раствор становится светло-голубым.
- 3. не дает реакции «серебряного зеркала» и не образует красный оксид меди (I) при нагревании с гидроксидом меди (II):
В сахарозе нет альдегидной группы. Следовательно, он не дает реакции серебряного зеркала при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра, потому что сахароза не может превратиться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.
Кроме того, сахароза не образует красный оксид меди (I) при нагревании с гидроксидом меди (II).
Для лактозы и мальтозы характерна реакция «серебряного зеркала» и реакция с гидроксидом меди (II) с образованием красного оксида меди (I).
Поэтому сахарозу также называют невосстанавливающим дисахаридом, так как она не восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.
Получение и производство сахарозы:
Сахарозу можно найти во многих плодах, ягодах, стеблях и листьях растений, а также в соке деревьев. Поэтому производство сахарозы связано с получением ее из следующих источников: сахарного тростника, сахарной свеклы и др.
Получение сахарозы из сахарного тростника:
Сахарный тростник является основной культурой в мире для производства сахара. На его долю приходится 65% мирового производства сахара.
Сахарный тростник срезают до того, как он начнет цвести. Срезанные стебли измельчают и измельчают. Из мезги отжимают полученный сок, который содержит до 0,03 % белка, 0,1 % альбумина (крахмала), 0,22 % азотсодержащей слизи, 0,29 % соли (в основном органические кислоты), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку характерный запах.
Для очистки сока добавляют свежемолотую Са(ОН)2 известь и нагревают. Сахароза химически реагирует с гидроксидом кальция с образованием водорастворимого сахарина кальция. Кроме того, другие вещества сока также реагируют с гидроксидом кальция с образованием малорастворимых и нерастворимых солей, которые выпадают в осадок и отфильтровываются.
Затем через раствор пропускают углекислый газ (CO2), чтобы разрушить сахаринат кальция и нейтрализовать избыток гидроксида кальция. При этом образуется карбонат кальция CaCO3, который затем выпадает в осадок. Осажденный карбонат кальция фильтруют и раствор упаривают в вакуум-аппарате до получения кристаллов сахарозы. На этом этапе производства сахароза еще содержит примеси — патоку — и имеет коричневый цвет. Меласса придает сахарозе сильный натуральный аромат и вкус. Полученный продукт называют коричневым сахаром или тростниковым сахаром. Он (коричневый сахар) съедобен. Его можно есть как есть или дополнительно рафинировать.
На заключительных этапах производства сахароза дополнительно очищается и обесцвечивается. Конечным результатом является рафинированный (рафинированный) сахар, имеющий белый цвет.
Получение сахарозы из сахарной свеклы:
Сахарная свекла – двулетнее растение. В первый год корни собирают и отправляют на переработку.
На перерабатывающем заводе свеклу моют и измельчают. Измельченные корни помещают в диффузоры (большие котлы) с горячей водой температурой 75°С. Горячая вода смывает сахарозу и другие ингредиенты из измельченных корней. В результате получается диспергированный сок, который затем фильтруется от содержащихся в нем частиц мезги.
На последующих стадиях производства сахара диспергированный сок очищают гидроксидом кальция и углекислым газом, уваривают, упаривают под вакуумом, дополнительно очищают, отбеливают и центрифугируют. Конечным продуктом является рафинированный сахар.
Получение сахарозы из сахарного клена:
Сахарозу из сахарного клена получают в восточных провинциях Канады.
Ствол клена сахарного бурят в феврале-марте. Кленовый сок вытекает из отверстий и собирается. Этот сок содержит до 3% сахарозы.
Кленовый сок выпаривают с образованием «кленового сиропа». Кленовый сироп очищают гидроксидом кальция и углекислым газом, выпаривают с помощью вакуумных машин, а затем дополнительно очищают и отбеливают, в результате чего получается конечный продукт — сахар.
Применение сахарозы:
— в качестве пищевого продукта и для приготовления различных пищевых продуктов (кондитерских изделий, напитков, соусов и др. )
— В кондитерской промышленности в качестве консерванта,
— используется для приготовления искусственного меда,
— в химической промышленности для производства этанола, бутанола, глицерина, лимонной кислоты, декстрана и др.,
— в фармацевтической промышленности для производства различных лекарственных средств.
