Химические свойства
По химическим свойствам дисахариды можно разделить на две группы:
К первой группе относятся: лактоза, мальтоза, целлобиоза. Ко второй: сахароза, трегалоза. Загальна схема виробництва цукру - дуже проста і багато в чому залишається незмінною ще з часів Бродських, Симиренків, Терещенків, Яхненків й інших відомих українських цукрозаводчиків. Після зважування буряку й визначення його цукристості відбувається механічна обробка коренеплодів - миття, чищення й подрібнення. На стадії дифузії сировину обробляють гарячою (поясніть, чому) водою. Далі розчинену у воді сахарозу обробляють кальцій гідроксидом, аби добути розчинний кальцій сахарат й позбавитися домішок. Потім кальцій сахарат обробляють карбон(ІV) оксидом. У такий спосіб одержують розчин сахарози й осад кальцій карбонату - крейду, яку відокремлюють фільтруванням. Зрештою випарюванням виокремлюють сахарозу з розчину. Добутий цукор остаточно висушують і фасують. Цукор стратегічно важливий для кожної держави, тож резервний запас цього продукту накопичують на складах. Натомість у живих організмах запасати сахарозу й глюкозу досить важко (поміркуйте, чому). Мудра Природа знайшла вихід у перетворенні моносахаридів на полімери. Приміром, із залишків глюкози побудовані природні полімери - крохмаль і целлюлоза. Про них ітиметься в наступному параграфі. У великих кількостях сахароза міститься у цукрових буряках, стеблах цукрової тростини, а також у березовому та кленовому соках, у багатьох плодах. Важлива хімічна властивість сахарози – здатність до гідролізу при нагріванні у кислому середовищі. При цьому з однієї молекули сахарози утворюється молекула глюкози і молекула фруктози: C12H22O11 + H2O →C6H12O6 + C6H12O6. Сахарозу добувають з природної сировини – цукрового буряку, цукрової тростини. Спочатку цукровий буряк, наприклад, миють, коренеплоди подрібнюють. Потім цю масу обробляють гарячою водою. Як добре розчинна у воді сполука сахароза переходить у розчин. Розчин сахарози очищують, поступово обробляючи його вапняним молоком і вуглекислим газом. Далі розчин випарюють, сахароза кристалізується – утворюється цукровий пісок. Шляхом повторного розчинення і кристалізації утворюють цукор-рафінад. 43. Полісахариди. Крохмаль та целюлоза – полісахариди, склад та будова молекули, фізичні та хімічні властивості. Поширення в природі, застосування. Полісахариди Полісахариди – вуглеводи, молекули яких складаються від одинадцяти до сотні і навіть тисяч залишків моносахаридів. Полісахариди можуть складатись з однакових або різних залишків моносахаридів. Їх молекула може бути лінійна або розгалужена. До групи полісахаридів, молекула яких складається із залишків одного моносахариди відносять найважливіші вуглеводи рослинного і тваринного походження – целюлоза, крохмаль і глікоген (тваринний крохмаль). Крохмаль – основне джерело енергії в клітинах рослин. Целюлоза – основний будівельний матеріал рослин. Крохмаль і целюлоза утворюються в процесі фотосинтезу. Крохмаль і целюлоза побудовані із залишків глюкози, різниця між ним полягає лише у тому, що крохмаль складається із залишків a-глюкози, а целюлоза – із b-глюкози. Крохмаль - речовина природного походження яка має величезну біологічну і економічну цінність. Він виробляється рослинами, використовується в їжу і має величезну цінність для всього живого. Крохмаль – це природний полісахарид, утворений залишками α-глюкози. Крохмаль утворюється в рослинах при фотосинтезі. Склад молекули виражається формулою (С6Н10О5)п. Крохмаль – це природний полімер, який синтезується в рослинах із глюкози по реакції: пС6 Н12О6→ (С6Н10О5)п + Н2,О Більш за все багаті на крохмаль зерна злаків (рис, пшениця, кукурудза) та бульби картоплі. Він накопичується рослинами і використовується ними як джерело енергії, необхідне, наприклад, для проростання насінин. Крохмаль – це позбавлений смаку білий порошок, нерозчинний у холодній воді. У гарячий воді він набухає і поступово розчиняється. Целюлоза (клітковина) – найбільш розповсюджений у рослинному світі полісахарид. Целюлоза утворюється в рослинах під час реакції фотосинтезу. Склад молекули виражається формулою С6Н10О5. Вона є основною складовою частиною оболонок рослинних клітин; звідси і походити її назва целюлоза (cellula – клітина). Волокна бавовни – це майже чиста целюлоза (до 98 %), волокна льону та коноплі також складаються головним чином із целюлози. В деревині її міститься майже 50 %. Якщо крохмаль – джерело енергії, то целюлоза – будівельний матеріал. Зовнішня різниця між крохмалем та целюлозою очевидна. Молекули крохмалю мають лінійну і розгалужену будову, а молекули целюлози – ниткоподібні, тому можуть утворювати волокна Хімічні властивості крохмалю. Накопичений рослинами крохмаль розщеплюється під впливом ферментів з утворенням глюкози, у результаті окислення якої вивільняється енергія. Якщо рослини накопичують енергію у вигляді крохмалю, то тварини – у вигляді глікогену (вуглеводу, близького по структурі до крохмалю). Процес засвоєння крохмалю починається у ротовій порожнині з його гідролізу до глюкози під впливом ферментів. Надлишок глюкози відкладається у печінці у вигляді запасного глікогену. У разі необхідності, наприклад при фізичному навантаженні, глікоген перетворюється, як і крохмаль у рослинах, у глюкозу, яка постачає поживні речовини у весь організм. Таким чином, у людському організмі енергія запасається у вигляді жирів та вуглеводів і вивільняється у разі їх окиснення. На думку спеціалістів, енергетичні потреби людини повинні задовольнятися на 65% за рахунок рослинної їжі (овочем та фруктів) У промисловості крохмаль шляхом гідролізу перетворюють на патоку та глюкозу.Луганська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів Мар’їнський район Донецької області Якщо гідроліз крохмалю не доводити до кінця, то утворюється суміш декстринів з глюкозою – патока, яку використовують у кондитерській промисловості. Якщо гідроліз проводити до кінця, то добувають глюкозу, яка при спиртовому бродінні перетворюється на етиловий спирт. С6Н12О6 → 2 СН3 – СН2ОН + 2 СО2 ↑ Характерною хімічною властивістю є і реакція крохмалю з йодом, під час якої спостерігається поява синьої окраски Хімічні властивості целюлози. Основну масу целюлози виділяють з деревини, в якій вона міститься разом з іншими речовинами. Найбільш поширеним методом добування целюлози в нашій країні є так званий сульфітний. За цим методом подрібнену деревину в присутності розчину гідросульфіду кальцію Са(НSО3) 2 або гідросульфіду натрію NaHSO2 нагрівають в автоклавах при тиску 0,5 – 0,6 МПа та температурі 150 °С. При цьому інші речовини руйнуються, а целюлоза виділяється у порівняно чистому вигляді. ЇЇ промивають водою , сушать та направляють на подальшу переробку. в основному на виробництво паперу. З хімічних властивостей целюлози найважливішою є здатність до утворення складних естерів. Гідроліз целюлози з утворенням глюкози: (С6Н10О5)п + Н2О → пС6Н12О6 У термітів та деяких тварин в органах травлення є речовини, під впливом яких відбувається гідроліз клітковини та її засвоєння. В організмі людини целюлоза, що потрапила з рослинною їжею, не гідролізується, а значити і не засвоюється. Целюлоза піддається частковому гідролізу під час силосування соломи, тому такі продукти є цінним кормом для сільськогосподарських тварин. У результаті нагрівання деревини без доступу повітря відбувається розклад целюлози з утворенням деревинного вугілля, метанолу та ряду інших цінних кисневмісних сполук. Целюлоза окислюється (горить) з утворенням вуглекислого газу та води і виділенням енергії: (С6Н10О5)п + 6пО2 → 6пСО2 + 5пН2О Саме ця реакція відбувається при спалюванні деревини. Хімічним шляхом із целюлози добувають ацетатний шовк, негорючі плівки, оргскло, скипидар, оцтову кислоту, метанол, смоли, глюкозу, кормові дріжджі, папір, бездимний порох, колодій. Ацетатні волокна, що добувають з целюлози, еластичні, приємні на дотик, стійкі до мікроорганізмів, нестійкі до стирання, руйнуються в концентрованих кислотах та лугах, термостабільні до 170 °С, мають гарні електроізоляційні властивості. Тканини, піддані поверхневому омиленню, характеризуються поліпшеними гігієнічними властивостями та комфортністю.
|
