Какими свойствами обладает сахароза

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

Биологическая роль сахарозы

Наибольшее значение в питании человека имеет сахароза, которая в значительном количестве поступает в организм с пищей. Подобно глюкозе и фруктозе сахароза после расщепления ее в кишечнике быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь и легко используется как источник энергии.

Важнейший пищевой источник сахарозы — сахар.

Строение сахарозы

Молекулярная формула сахарозы  С12Н22О11.

Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме. Они соединены друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2) -гликозидной связью, то есть свободный полуацетальный (гликозидный) гидроксил отсутствует:

Сахароза. Строение

Физические свойства сахарозы и нахождение в природе

Сахароза (обыкновенный сахар) – белое кристаллическое вещество, более сладкое, чем глюкоза, хорошо растворимое в воде.

Температура плавления сахарозы 160°C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно много ее  содержится в сахарной свёкле (16-21%) и сахарном тростнике (до 20%), которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Содержание сахарозы в сахаре 99,5%. Сахар часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли.

Химические свойства

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам.

1. Качественная реакция с гидроксидом меди (II)

Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.

Видеоопыт «Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе»

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов):

2. Реакция окисления

Восстанавливающие дисахариды

Дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный (гликозидный) гидроксил (мальтоза, лактозы), в растворах частично превращаются из циклических форм в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов: реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Такие дисахариды называются восстанавливающими (восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II)

Невосстанавливающий дисахарид

Дисахариды, в молекулах которых нет полуацетального (гликозидного) гидроксила (сахароза) и которые не могут переходить в открытые карбонильные формы, называются невосстанавливающими (не восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала» и при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I), так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.

Видеоопыт «Отсутствие восстанавливающей способности сахарозы»

3. Реакция гидролиза

Для дисахаридов характерна реакция гидролиза (в кислой среде или под действием ферментов), в результате которой образуются моносахариды.

Сахароза способна подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

Видеоопыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

Мальтоза и лактоза при гидролизе расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.

В живых организмах гидролиз дисахаридов происходит при участии ферментов.

Получение сахарозы

Сахарную свеклу или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры (огромные котлы), в которых горячая вода вымывает сахарозу (сахар).

Вместе с сахарозой в водный раствор переходят и другие компоненты (различные органические кислоты, белки, красящие вещества и др.). чтобы отделить эти продукты от сахарозы, раствор обрабатывают известковым молоком (гидроксидом кальция). В результате этого образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок. Сахароза образует с гидроксидом кальция растворимый сахарат кальция С12Н22О11·CaO·2Н2О.

Для разложения сахарата кальция и нейтрализации избытка гидроксида кальция через раствор пропускают оксид углерода ( IV).

Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор упаривают в вакуумных аппаратах. По мере образования кристалликов сахара отделяют с помощью центрифуги. Оставшийся раствор – меласса – содержит до 50% сахарозы. Его используют для производства лимонной кислоты.

Выделенную сахарозу очищают и обесцвечивают. Для этого ее растворяют в воде и полученный раствор фильтруют через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и кристаллизуют.

Применение сахарозы

Сахароза в основном используется как самостоятельный продукт питания (сахар), а также при изготовлении кондитерских изделий, алкогольных напитков, соусов. Ее используют в высоких концентрациях в качестве консерванта. Путем гидролиза из нее получают искусственный мёд.

Сахароза находит применение в химической промышленности. С помощью ферментации из нее получают этанол, бутанол, глицерин, левулиновую и лимонную кислоты, декстран.

В медицине сахарозу используют при изготовлении порошков, микстур, сиропов, в том числе для новорожденных детей (для придания сладкого вкуса или консервации).

Углеводы

Олигосахариды. Дисахариды

Сахароза — органическое вещество с кристаллической решеткой. Другое название — сахар. Это дисахарид, образованный остатками двух моносахаридов — фруктозы и глюкозы. 

Узнаем больше о сахарозе, ее строении, формуле, физических и химических свойствах и о том, какую пользу играет она для живых организмов.

Формула и строение сахарозы

Структурная формула — C12H22O11, хотя она происходит от соединения двух простых сахаров, таких как глюкоза и фруктоза. 

Два кольца этих сахаров объединены отдельным атомом кислорода, соединенным с двумя атомами углерода в цепочке. Другое расширение атома в молекуле также присутствует, главным образом, в комбинациях кислорода и водорода.

Связь между моносахаридами имеет O-глюкозидный тип. Кроме того, эта связь является дикарбонильной.

Физические свойства

По своим физическим свойствам она обладает сладким вкусом, может кристаллизоваться и растворима в воде.

Когда сахароза достигает желудка, она подвергается кислотному гидролизу и разлагается на части: на глюкозу и фруктозу. Остальная часть сахарозы переходит в тонкий кишечник, где ферментная сахароза преобразует ее в глюкозу и фруктозу.

Подчеркиваются ее специфические свойства в качестве питательного вещества для организма человека: она легко усваивается и не выделяет токсичных веществ. Это означает, что сахароза обладает как свойствами глюкозы, так и свойствами фруктозы, что означает, что она является источником энергии для организма.

Существует множество противоречий по поводу вреда, наносимого потреблением сахарозы, и несколько теорий по этому поводу. Основные дебаты сосредоточены на развитии кариеса, диабета, ожирения, атеросклероза и других патологий.

Интересно, что сахароза является триболюминесцентной, производящей свет механическим действием.

Благодаря низкой температуре плавления 1860С она очень быстро становится жидкой, очень легко прилипает к контейнеру, в котором она находится, может запросто обжечь кожу, если не соблюдать меры безопасности. Температура кипения раствора равна 101,40С.

Основные свойства описаны в таблице:

Химические свойства

В молекуле сахарозы есть гидроксильные группы. Рассмотрим основные уравнения химических реакций сахарозы.

Реакция гидролиза

Сахароза способна подвергаться гидролизу, во время которого она распадается на моносахариды (глюкозу и фруктозу):

C12H22O11
+ H2O → C6H12O6
+ C6H12O6.

Реакции окисления

Дисахариды, которые сохраняют полуацетальный гидроксил, называются восстанавливающими. Дисахариды без полуацетального гидроксила называются невосстанавлиающими. Сахароза не является альдегидом.

Пример каталитического окисления сахарозы кислородом воздуха:

C12H22O11
+ 12 O2 → 12 CO2 + 11 H2O.

Качественная реакция с гидроксидом меди

Как провести лабораторный опыт:

• лабораторное оборудование: пробирка, горелка;

• реагенты: водный раствор сахарозы, гидроксид меди (II);

• действия: залейте раствор сахарозы в пробирку, добавьте гидроксид меди (II), разогрейте пробирку над горелкой:

C12H22O11
+ 2 Cu (OH)2 → ярко-синее окрашивание;

Замечания: синий осадок не изменил цвет, несмотря на подачу энергии в виде тепла;

Вывод: сахароза не обладает восстановительными свойствами.

Нахождение сахарозы в природе

Она обычно извлекается из сахарного тростника, свеклы или кукурузы. 

Сахарный тростник

Другими коммерческими (незначительными) источниками являются сладкий сорго и кленовый сироп.

Получение сахарозы

Сахароза извлекается из сырья, в котором она содержится, а затем очищается и кристаллизуется.

Применение и биологическая роль сахарозы

Широкое применение сахарозы обусловлено ее способностью к подслащению и свойствами функциональной консистенции. По этой причине она важна для структуры некоторых продуктов питания, особенно кондитерских изделий. 

Также является вспомогательным компонентом в сохранении пищи, будучи добавкой, широко используемой в приготовлении так называемой нездоровой пищи.

В проросших семенах растений жиры и белки, находящиеся на хранении, превращаются в сахарозу для транспортировки в процессе развития растений.

Главная функция сахарозы в организме человека — она помогает вырабатывать энергию, необходимую для функционирования различных органов.

Сахароза — это просто сахар из сахарницы. Белые кристаллы, используемые для подслащивания. Узнай где содержится и каков риск чрезмерного потребления.

Сахароза — что это?

С химической точки зрения сахароза представляет собой дисахарид, состоящий из одной молекулы глюкозы и одной фруктозы, связанной так называемой гликозидной связью. Из-за сырья, из которого она получена, также называют свекольным или тростниковым сахаром. В обычном повседневном смысле сахароза — это просто сахар или белые кристаллы, которые вы добавляете в чай.

Это соединение обычно используется для подслащивания сладостей, напитков, тортов. В природе она встречается преимущественно в плодах.

На упаковке пищевых продуктов сахароза отмечена в таблице питания как простой сахар вместе с другими соединениями, которые относятся к этой группе.

Свойства, пищевая ценность и калорийность сахарозы

Сахароза имеет форму белых кристаллов, которые очень хорошо растворяются в воде. Очищенный белый сахар массой 100 г содержит 99,8 г чистой сахарозы.

Коричневый сахар, полученный из сахарного тростника, менее очищен. По этой причине он содержит небольшое количество витаминов из группы B, однако, его пищевая ценность незначительно выше вопреки распространенному мнению.

• Одна чайная ложка белого сахара содержит 20 ккал
• 1 столовая ложка белого сахара содержит 49 ккал

Подумайте, стоит ли подсластить чай? Сахароза добавляется в напитки и другие блюда, но это пустые калории. Посмотрите, что происходит, когда вы пьете 2 чая каждый день, подслащенные 2 чайными ложками сахара.

• 2 чайные ложки сахара — 40 ккал.
• 2 чая с 2 чайными ложками сахара дают в общей сложности 80 ккал.
• В течение месяца вы едите дополнительно 2400 ккал.
• Вы получите килограмм в жировой ткани, если съедите на 7000 ккал больше, чем нужно.
• Выпивая столько же чая, через 3 месяца получите лишний килограмм при взвешивании!

Подумайте об обратном процессе сейчас. Что произойдет, если вы перестанете подслащивать или уменьшите количество сахара вдвое? Если вы добавите ограничение к употреблению сладостей и газированных напитков, эффект может быть потрясающим, даже если вы ничего не измените в диете! Вы похудеете без каких-либо усилий!

Применение и возникновение сахарозы

Сахароза в природе встречается главным образом во фруктах, хотя доминирующим фруктовым сахаром является фруктоза. Вам не нужно бояться простого сахара в свежих фруктах.

Самыми богатыми сахарозой являются:

• финики,
• манго,
• ананас,
• абрикосы,
• нектарины,
• персики,
• дыня.

Это соединение используется в пищевой промышленности для подслащивания не только продуктов из группы сладостей и газированных напитков. Следующее продукты также подслащены сахарозой:

• фруктовые йогурты,
• сухие завтраки,
• сиропы от кашля,
• подслащенные сухофрукты,
• консервированные фрукты,
• джемы, варенье и повидло.

В последнем случае сахар также является консервантом, который ограничивает развитие микроорганизмов, ответственных за порчу продукта. Большое количество сахарозы также содержит кленовый сироп и патока.

Вредна ли сахароза?

Человеку не нужна сахароза для жизни, кроме той, которую он ест в свежих фруктах. Её избыток очень вреден для здоровья. По этой причине сахар следует максимально ограничить. Большое количество сахара способствует:

• ожирению,
• резистентности к инсулину и диабету II типа,
• болезням сердца,
• разрушению зубов,
• остеопорозу,
• расстройствам кишечной микрофлоры,
• ускоренному старению кожи,
• эректильной дисфункции,
• перепадам настроения.

Согласно стандартам, добавленный сахар может составлять максимум 10% от суточной потребности в калориях, но эксперты подчеркивают, что это количество должно быть ограничено 5%. Это означает, что если вы потребляете 2000 ккал в день, вы можете съесть только 5 чайных ложек сахара из всех продуктов, которые его обеспечивают. А не только сахар из сахарницы!

Чем заменить белый сахар?

Если у вас есть проблема с отказом от подслащивания, замените столовый сахар на ксилит или эритрит. Оба соединения — это так называемые безопасные для человека сахарные спирты. Ксилит содержит 40% калорийного сахара, а эритрит совсем не дает калорий. Оба соединения выглядят и на вкус точно такие же, как сахароза.

Единственная разница — это легкое чувство холода на языке, которое остается после еды. Вы также можете использовать их для выпечки. Ксилит, употребляемый в чрезмерных количествах, может вызвать слабительный эффект, поэтому стоит сочетать использование обоих соединений на домашней кухне.