Сахароза применение


Сахароза, свойства, получение и применение.

 

 

Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.

 

Сахароза, формула, молекула, строение, вещество

Физические свойства сахарозы

Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы

Получение и производство сахарозы: из сахарного тростника, сахарной свеклы и сахарного клена

Применение сахарозы

 

Сахароза, формула, молекула, строение, вещество:

Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.

В быту сахароза именуется сахаром, тростниковым сахаром или свекловичным сахаром.

Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.


Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом. Она встречается во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле, сахарном тростнике, сорго, сахарном клене, кокосовой пальме, финиковой пальме, аренге и иных пальмах, которые используются для промышленного производства 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:

Сахароза

Молекула сахарозы образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных гидроксилов) – (1→2)-гликозидной связью.

Систематическое химическое наименование 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.


Используется также и другое химическое название сахарозы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.

Сахароза по внешнему виду сахароза представляет собой белое кристаллическое вещество. На вкус более сладкая, чем глюкоза.

Сахароза очень хорошо растворяется в воде. Малорастворима в этаноле и метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире.

Сахароза, попадая в кишечник, под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу, после чего всасывается и попадает в кровь.

Температура плавления сахарозы 160 °C. Расплавленная сахароза застывает, образуя аморфную прозрачную массу – карамель.

Если расплавленную сахарозу продолжить нагревать, то при температуре 186 °C сахароза разлагается  с изменением окраски – с прозрачной на коричневую.

Сахароза служит источником глюкозы и важнейшим источником углеводов для организма человека.

 

Физические свойства сахарозы:


Наименование параметра: Значение:
Цвет белый, бесцветный
Запах без запаха
Вкус сладкий
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое кристаллическое вещество
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 1,587
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1587
Температура разложения, °C 186
Температура плавления, °C 160
Температура кипения, °C
Молярная масса сахарозы, г/моль 342,2965 ± 0,0144

 

Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы:

Основные химические реакции сахарозы следующие:

  1. 1. реакция сахарозы с водой (гидролиз сахарозы):

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12O6 + С6Н12O6 (tо, kat = H2SO4, HCl).

При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода) сахароза расщепляется на составляющие ее моносахариды за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования сахарозы из моносахаридов.

Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него сахарозы. В кишечнике сахароза под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу.

  1. 2. качественная реакция на сахарозу (реакция сахарозы с гидроксидом меди): 

12Н22О11 + Cu(OH)2 → Cu(C12H21O11)2 + 2Н2О, или

2C12H20O9(OH)2+Cu(OH)2 → Cu(C12H20O9(O)(OH))2+2H2O.

В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию с гидроксидами металлов, например, с гидроксидом меди.

Для этого к раствору сахарозы добавляют гидроксид меди. В результате образуется сахарат меди, а раствор окрашивается в ярко-синий цвет.

  1. 3. не дает реакцию «серебряного зеркала»:

Альдегидной группы в сахарозе нет. Поэтому она при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра не дает реакцию «серебряного зеркала», т.к. сахароза не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.

Кроме того, при нагревании с гидроксидом меди (II) сахароза не образует красного оксида меди (I).

Реакция «серебряного зеркала» и реакция с гидроксидом меди (II) с образованием красного оксида меди (I) характерны для лактозы и мальтозы.

Поэтому сахарозу еще именуют невосстанавливающим дисахаридом, т.к. она не восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.

 

Получение и производство сахарозы:


Сахароза содержится во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Поэтому получение сахарозы связано с выделением ее из ее источников: сахарного тростника, сахарной свеклы и пр.

 

Получение сахарозы из сахарного тростника:

Сахарный тростник является основной мировой культурой для производства сахара. На его долю приходится до 65 % мирового производства сахара.

Сахарный тростник до начала цветения срезают. Срезанные стебли измельчают и размалывают. Из полученной массы отжимают сок, в котором содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах.

Для очистки сока к нему добавляют свежегашеную известь – Са(ОН)2 и нагревают. Сахароза вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция, в результате чего образуется растворимый в воде сахарат кальция. Кроме того, другие вещества, содержащиеся в соке, также вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя малорастворимые и нерастворимые соли, которые выпадают в осадок и отфильтровывают.


Затем через раствор, чтобы разложить сахарат кальция и нейтрализовать избыточный гидроксид кальция, пропускают углекислый газ – СО2. В итоге образуется карбонат кальция – СаСО3, который выпадает в осадок. Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор выпаривают в вакуумных аппаратах до получения кристаллов сахарозы. На данной стадии производства сахароза все еще содержит примеси – мелассу и имеет коричневый цвет. Меласса придает сахарозе ярко выраженный естественный аромат и вкус. Полученный продукт именуется коричневым сахаром или тростниковым нерафинированным сахаром. Он (коричневый сахар) пригоден в пищу. Его можно использовать в пищу как есть либо подвергнуть дополнительной очистке.

На последней стадии производства сахарозу подвергают дополнительной очистке и обесцвечиванию. В конечном итоге получают рафинированный (очищенный) сахар, имеющий белый цвет.

 

Получение сахарозы из сахарной свеклы:

Сахарная свекла является двухлетним растением. В первый год собирают урожай корнеплодов и отправляют их на переработку.

На перерабатывающей фабрике корнеплоды промываются и измельчаются. Измельченные корнеплоды помещают в диффузоры (большие котлы) с горячей водой температурой 75 оС. Горячая вода вымывает из измельченных корнеплодов сахарозу и прочие компоненты. В итоге получается диффузионный сок, который в дальнейшем подвергается фильтрации от содержащихся в нем частичек мякоти.

На следующих стадиях производства сахара диффузионный сок очищают  гидроксидом кальция и углекислым газом, уваривают, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке, отбеливанию и центрифугированию. В итоге получают рафинированный сахар.

 

Получение сахарозы из сахарного клена:


Сахарозу из сахарного клена получают в восточных провинциях Канады.

В феврале-марте ствол сахарного клена просверливают. Из отверстий вытекает кленовый сок, который собирают. Он содержит до 3 % сахарозы.

Кленовый сок выпаривают, получая «кленовый сироп». Далее «кленовый сироп» очищают  гидроксидом кальция и углекислым газом, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке и отбеливанию, тем самым получая готовый продукт – сахар.

 

Источник: xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Сахарный тростник – это многолетнее, достаточно высокое травянистое растение семейства злаков. Выращивается в субтропических и тропических регионах для получения сахарозы и других побочных продуктов сахарного производства.

Описание культуры

Сахарный тростник внешне напоминает бамбук. Его стебли растут небольшими пучками, имеют цилиндрическую форму и достигают высоты до семи метров при толщине от одного до восьми сантиметров. Именно из сока стеблей и получают сахар. В узлах каждого стебля находятся почки (глазки), которые впоследствии развиваются в небольшие боковые побеги. Их используют для размножения сахарного тростника методом черенкования. Семена формируются в верхней части соцветий (в метелках). Их в основном применяют для выведения новых видов тростника и только в редких случаях – в виде посевного материала.


Сахарный тростник требует плодородной почвы, много солнца и воды. Именно поэтому его возделывают только в районах с влажным и жарким климатом. Чтобы получить максимальное количество сахарозы из стеблей (17 процентов от массы), урожай собирают сразу же после прекращения роста растения в высоту.

Производство сахара из тростника

Сахарный тростник является древнейшей из возделываемых культур и единственной, из которой производят сахар в Африке, Океании, Латинской Америке и Азии. В Европе же сахар из сахарного тростника получают только в Португалии и Испании.

Производство сахара в России берет свое начало в первой половине Х VII века, когда в Петербурге был сооружен первый завод по производству сахара. Его получали из привозного тростникового сахара-сырца.

По традиции и сегодня практически во всех странах, где растет сахарный тростник, перерабатывают и производят именно сахар-сырец, а не готовый продукт в виде сахара-песка. В основном чистота сахара-сырца достигает 98 процентов. Его экспортируют в Россию и другие страны в виде сырья, из которого уже и получают сахар-песок.

Ввиду существенного отличия в химическом составе и в структуре растительных тканей технологических процесс переработки сахарного тростника значительно отличается от производства сахарной свеклы.


Для получения сахара из тростника его стебли срезают до начала цветения. В них в этот момент находится до 12 процентов клетчатки, до 21 процента сахара и до 73 процентов воды, а также белковые вещества и соли.

Далее срезанные стебли отжимают и при помощи железных вил выдавливают из них сок. В нем содержится около 0,03 процента белка, 0,1 процент крахмала, 0,22 процента азотосодержащих веществ, 0,29 процента солей (в основном органических кислот), 18,36 процента сахарозы, 81 процент воды и небольшой процент ароматических компонентов, которые и придают соку особый запах. Для отделения белков к сырому соку добавляют свежегашеную известь и нагревают его до 70 градусов. Данную массу фильтруют, а затем методом выпаривания доводят до кристаллизации сахара.

Сахароза: применение

Сахароза (сахар обыкновенный) представляет собой моноклинные бесцветные кристаллы, хорошо растворяющиеся в воде. В больших количествах она встречается в свекле и в тростнике, из которых ее получают путем технической переработки.

Сахароза используется непосредственно как пищевой продукт или же в составе различных кондитерских изделий. В большой концентрации ее применяют в виде консерванта. Помимо этого, сахарозу используют в химической промышленности для получения бутанола, глицерина, декстрана, этанола и лимонной кислоты.

Также сахароза является достаточно ценным сырьем в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных препаратов.

В заключение хотелось бы отметить, что именно сахарный тростник является главным сырьем в производстве сахарозы. На его долю приходится две трети производимого во всем мире сахара.

Источник: FB.ru

Химические свойства


Сахароза образуется путём отсоединения молекулы воды от гликозидных остатков простых сахаридов (под действием энзимов).

Структурная формула соединения – С12Н22О11.

Дисахарид растворяется в этаноле, воде, метаноле, нерастворим – в диэтиловом эфире. Нагревание соединения выше температуры плавления (160 градусов) приводит к карамелизации расплава (разложению и окрашиванию). Интересно, что при интенсивном освещении или охлаждении (жидким воздухом) вещество проявляет фосфоресцирующие свойства.

Сахароза не вступает в реакцию с растворами Бенедикта, Фелинга, Толленса и не проявляет кетоновых и альдегидных свойств. Однако, при взаимодействии с гидроксидом меди углевод «ведёт себя», как многоатомный спирт, образуя ярко–синие сахараты металла. Данную реакцию используют в пищевой индустрии (на сахарных заводах), для выделения и очистки «сладкого» вещества от примесей.

При нагревании водного раствора сахарозы в кислой среде, в присутствии фермента инвертазы или сильных кислот, происходит гидролиз соединения. В результате этого образуется смесь глюкозы и фруктозы, называемая инертным сахаром. Гидролиз дисахарида сопровождается изменением знака вращения раствора: с положительного на отрицательный (инверсия).

Полученную жидкость применяют для подслащивания пищевых продуктов, получения искусственного мёда, предотвращения кристаллизации углевода, создания карамелизированной патоки, производства многоатомных спиртов.

Главные изомеры органического соединения с аналогичной молекулярной формулой – мальтоза и лактоза.

Метаболизм

Усвоение сахарозыОрганизм млекопитающих, в том числе человека, не приспособлен к усвоению сахарозы в чистом виде. Поэтому при попадании вещества в ротовую полость, под воздействием амилазы слюны, происходит запуск гидролиза.

Основной цикл переваривания сахарозы происходит в тонком кишечнике, где, в присутствии фермента сахаразы, высвобождаются глюкоза и фруктоза. После этого моносахариды, при помощи белков – переносчиков (транслоказ), активируемых инсулином, доставляются в клетки кишечного тракта путём облегчённой диффузии. Наряду с этим, глюкоза проникает в слизистую оболочку органа посредством активного транспорта (за счёт градиента концентрации ионов натрия). Интересно, что механизм ее доставки в тонкий кишечник зависит от концентрации вещества в просвете. При значительном содержании соединения в органе «работает» первая схема «транспортировки», а при малом – вторая.

Основной моносахарид, поступающий из кишечника в кровь – глюкоза. После ее всасывания, половина простых углеводов по воротной вене транспортируется в печень, а остальная часть поступает в кровоток через капилляры кишечных ворсинок, где в последствии извлекается клетками органов и тканей. После проникновения глюкоза, расщепляется на шесть молекул углекислого газа, вследствие чего выделяется большое количество энергетических молекул (АТФ). Оставшаяся часть сахаридов усваивается в кишечнике путём облегчённой диффузии.

Польза и суточная потребность

Метаболизм сахарозы сопровождается выделением аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая является главным «поставщиком» энергии в организм. Она поддерживает форменные элементы крови в норме, жизнедеятельность нервных клеток и мышечных волокон. Кроме того, невостребованная часть сахарида используется организмом для построения гликогена, жира и белково – углеродных структур. Интересно, что планомерное расщепление запасённого полисахарида обеспечивает стабильную концентрацию глюкозы в крови.

Учитывая, что сахароза – «пустой» углевод, суточная доза не должна превышать десятую часть потребляемых килокалорий.

Для сохранения здоровья диетологи рекомендуют ограничить прием сладости до следующих безопасных норм в день:

  • для младенцев от 1 до 3 лет – 10 – 15 грамм;
  • для детей до 6 лет – 15 – 25 грамм;
  • для взрослых 30 – 40 грамм в сутки.

Нехватка сахарозыПомните, под «нормой» понимается не только сахароза в чистом виде, но и «скрытый» сахар, содержащийся в напитках, овощах, ягодах, фруктах, кондитерских изделиях, выпечке. Поэтому, детям до полутора лет лучше исключить продукт из рациона питания.

Энергетическая ценность 5 грамм сахарозы (1 чайной ложки) составляет 20 килокалорий.

Признаки нехватки соединения в организме:

  • депрессивное состояние;
  • апатия;
  • раздражительность;
  • головокружение;
  • мигрень;
  • быстрая утомляемость;
  • снижение когнитивных функций;
  • выпадение волос;
  • нервное истощение.

Потребность в дисахариде возрастает при:

  • интенсивной мозговой деятельности (за счёт расходования энергии на поддержание прохождения импульса по нервному волокну аксон – дендрит);
  • токсической нагрузке на организм (сахароза выполняет барьерную функцию, защищая клетки печени парными глюкуроновыми и серными кислотами).

Помните, повышать суточную норму сахарозы важно предельно осторожно, поскольку избыток вещества в организме чреват функциональными расстройствами поджелудочной железы, патологиями сердечно – сосудистых органов, появлением кариеса.

Вред сахарозы

В процессе гидролиза сахарозы, помимо глюкозы и фруктозы, образуются свободные радикалы, которые блокируют действие защитных антител. Молекулярные ионы, «парализуют» иммунную систему человека, вследствие чего организм становится уязвимым перед вторжением чужеродных «агентов». Данное явление лежит в основе гормонального дисбаланса и развития функциональных расстройств.

Вред сахарозыОтрицательное воздействие сахарозы на организм:

  • вызывает нарушение минерального обмена;
  • «бомбардирует» инсулярный аппарат поджелудочной железы, вызывая патологии органа (диабет, преддиабет, метаболический синдром);
  • снижает функциональную активность энзимов;
  • вытесняет из организма медь, хром и витамины группы В, повышая риск развития склероза, тромбоза, инфаркта, патологий кровеносных сосудов;
  • уменьшает сопротивляемость инфекциям;
  • закисляет организм, провоцируя возникновение ацидоза;
  • нарушает усвоение кальция и магния в пищеварительном тракте;
  • повышает кислотность желудочного сока;
  • увеличивает риск возникновения язвенного колита;
  • потенцирует ожирение, развитие паразитарных инвазий, появление геморроидальных узлов, эмфиземы лёгких;
  • повышает уровень адреналина (у детей);
  • провоцирует обострение язвы желудка,12 – перстной кишки, хронического аппендицита, приступов бронхиальной астмы;
  • увеличивает риск заболеваемости ишемией сердца, остеопорозом;
  • потенцирует возникновение кариеса, парадонтоза;
  • вызывает сонливость (у детей);
  • повышает систолическое давление;
  • вызывает головную боль (за счёт образования мочекислых солей);
  • «загрязняет» организм, провоцируя возникновение пищевых аллергий;
  • нарушает структуру белковых, а иногда, и генетических структур;
  • вызывает токсикоз у беременных;
  • изменяет молекулу коллагена, потенцируя появление ранней седины;
  • ухудшает функциональное состояние кожи, волос, ногтей.

Если концентрация сахарозы в крови больше, чем нужно организму, излишек глюкозы преобразуется в гликоген, который откладывается в мышцах и печени. При этом, переизбыток вещества в органах потенцирует образование «депо» и ведёт к трансформации полисахарида в жировые соединения.

Как минимизировать вред сахарозы?

Мед и сухофруктыУчитывая, что сахароза потенцирует синтез гормона радости (серотонина), приём сладких продуктов ведёт к нормализации психоэмоционального равновесия человека.

При этом, важно знать, как нейтрализовать вредоносные свойства полисахарида.

Полезные советы:

  1. Замените белый сахар натуральными сладостями (сухофруктами, мёдом), кленовым сиропом, натуральной стевией.
  2. Исключите из ежедневного меню продукты с большим содержанием глюкозы (торты, конфеты, пирожные, печенье, соки, магазинные напитки, белый шоколад).
  3. Следите, чтобы в составе приобретаемых продуктов не было белого сахара, крахмальной патоки.
  4. Употребляйте антиоксиданты, нейтрализующие свободные радикалы и препятствующие повреждению коллагена сложными сахарами.К природным антиокислителям относятся: клюква, ежевика, квашеная капуста, цитрусовые фрукты, зелень. Среди ингибиторов витаминного ряда выделяют: бета – каротин, токоферол, кальций, L – аскорбиновую кислоту, бифлаваноиды.
  5. Съедайте два ореха миндаля после приёма сладкой еды (для уменьшения скорости абсорбции сахарозы в кровь).
  6. Выпивайте ежедневно полтора литра чистой воды.
  7. Полоскайте ротовую полость после каждого приёма еды.
  8. Занимайтесь спортом. Физические нагрузки стимулируют выброс естественного гормона радости, вследствие чего поднимается настроение и сокращается тяга к сладким продуктам.

Для минимизации вредного воздействия белого сахара на организм человека рекомендуется отдать предпочтение подсластителям.

Данные вещества, в зависимости от происхождения, разделяют на две группы:

  • натуральные (стевия, ксилит, сорбит, маннит, эритрит);
  • искусственные (аспартам, сахарин, ацесульфам калия, цикламат).

При выборе подсластителей лучше отдать предпочтение первой группе веществ, поскольку польза вторых до конца не изучена. При этом, важно помнить, что злоупотребление сахарными спиртами (ксилитом, маннитом, сорбитом) чревато возникновением диареи.

Природные источники

Природные источники «чистой» сахарозы – стебли сахарного тростника, корнеплоды сахарной свёклы, соки кокосовой пальмы, канадского клёна, берёзы.

Кроме того, соединением богаты зародыши семян некоторых злаков (маиса, сахарного сорго, пшеницы). Рассмотрим, в каких продуктах содержится «сладкий» полисахарид.

Таблица № 1 «Источники сахарозы»
Наименование продукта Содержание сахарозы на 100 грамм пищевого сырья, грамм
Белый сахар (свекловичный) 99,9
Коричневый сахар (тростниковый, кленовый) 85
Мёд 79,8
Пряники, мармелад 71 – 76
Финики, пастила яблочная 70
Чернослив, изюм (кишмиш) 66
Хурма 65
Инжир (вяленый) 64
Виноград (мускат, кишмиш) 61
Мушмула 60,5
Ирга 60
Кукуруза (сладкая, замороженная, белая) 8,5
Манго (свежий) 7
Фисташки (сырые) 6,8
Мандарины, клементины, ананасы (сладкие сорта) 6
Абрикосы, орехи кешью (сырые) 5,8
Горох зелёный (свежий) 5
Нектарины, персики, сливы 4,7
Дыня 4,5
Морковь (свежая) 3,5
Грейпфрут 3,5
Фасоль 3,3
Фейхоа 3
Бананы, куркума (пряность) 2,3
Яблоки, груши (сладкие сорта) 2
Смородина чёрная, клубника 1,2
Грецкие орехи, лук (свежий) 1
Помидоры 0,7
Крыжовник, тыква, картофель, черешня 0,6
Малина 0,5
Вишня 0,3

Кроме того, сахароза в небольших количествах (менее 0,4 грамм на 100 грамм продукта) содержится во всех хлорфиллоносных растениях (зелени, ягодах, фруктах, овощах).

Получение сахарозы

Сахар из свеклыДля извлечения данного углевода в промышленных масштабах применяют физические и механические методы воздействия.

Рассмотрим, как делается свекловичная сахароза (белый сахар)

  1. Очищенную сахарную свёклу измельчают в механических свёклорезках.
  2. Нарезанное сырьё помещают в аппараты – диффузоры, а затем пропускают через них горячую воду. В результате этого из свёклы вымывается 90 – 95 % сахарозы.
  3. Полученный раствор обрабатывают известковым молоком (для осаждения примесей). В процессе реакции гидроксида кальция с органическими кислотами, содержащимися в растворе, образуются малорастворимые кальциевые соли, а при взаимодействии с сахарозой – растворимый сахарат кальция.
  4. Для осаждения гидроксида кальция, через «сладкий» раствор пропускают углекислый газ.
  5. После этого его фильтруют, а затем упаривают в вакуумах – аппаратах. Выделенный сахар – сырец имеет жёлтый оттенок, поскольку в нём присутствуют красящие вещества.
  6. Для очистки от примесей, сахарозу вновь растворяют в воде, а затем раствор пропускают через активированный уголь.
  7. «Чистую» смесь повторно упаривают в вакуумных аппаратах. В результате получается рафинированный (белый) сахар.
  8. Полученный продукт подвергают кристаллизации путём центрифугирования или раскалывания компактных «сахарных голов» на небольшие куски.

Бурый раствор (меласса), который остаётся после извлечения сахарозы, применяют для получения лимонной кислоты.

Сферы применения

  1. Пищевая индустрия. Дисахарид используют как самостоятельный продукт питания (сахар), консервант (в высоких концентрациях), составной компонент кулинарных изделий, алкогольных напитков, соусов. Кроме того, из сахарозы получают искусственный мёд.
  2. Биохимия. Полисахарид применяют как субстрат при получении (ферментации) глицерина, этанола, бутанола, декстрана, левулиновой и лимонной кислот.
  3. Фармакология. Сахарозу (из сахарного тростника) используют при изготовлении порошков, микстур, сиропов, в том числе для новорожденных детей (для придания сладкого вкуса или консервации).

Помимо этого, сахарозу в сочетании жирными кислотами, применяют как неионные детергенты (вещества, улучшающие растворимость в водных средах) в сельском хозяйстве, косметологии, при создании моющих средств.

Вывод

Сахароза – «сладкий» углевод, образуемый в плодах, стеблях и семенах растений в процессе фотосинтеза.

При поступлении в организм человека, дисахарид, распадается на глюкозу и фруктозу, выделяя большое количество энергетического ресурса.

Лидеры по содержанию сахарозы – сахарный тростник, сок канадского клёна, сахарная свёкла.

В умеренных количествах (20 – 40 грамм в день) вещество полезно для человеческого организма, поскольку активизирует работу головного мозга, снабжает клетки энергией, защищает печень от токсинов. Однако, злоупотребление сахарозой, особенно в детском возрасте, ведёт к появлению функциональных расстройств, гормональному сбою, ожирению, кариесу, пародонтозу, преддиабетическому состоянию, паразитарным инвазиям. Поэтому перед приёмом продукта, в том числе введением сладости в детские смеси, целесообразно оценить, каковы его польза и вред.

Для минимизации ущерба для здоровья, белый сахар заменяют на стевию, нерафинированный сахар – сырец, мёд, фруктозу (фруктовый сахар), сухофрукты.

Источник: FoodandHealth.ru

Что представляет собой сахароза

Сахароза – дисахарид, органическое соединение, образованное остатками двух моносахаридов: глюкозы и фруктозы. В чистом виде сахароза представляет собой белый порошок, обладающий сладким вкусом, с температурой плавления 185 градусов. Добавим, что так называют быстрый углевод, который разлагается в пищеварительном тракте. Содержится в больших количествах в соке и плодах некоторых растений: сахарном тростнике (18-20%), сахарной свекле (20-23%). Впрочем, обнаружена сахароза и в соке клена, березы, моркови, дыни.

Организм млекопитающих, в том числе человека, не умеет усваивать сахарозу в чистом виде. Поэтому сначала происходит ее гидролиз – химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в ходе которой при помощи фермента сахаразы  образуются глюкоза и фруктоза. Начинается этот процесс в ротовой полости – при помощи слюны, а завершается в тонком кишечнике. Полученные в ходе этой реакции вещества могут легко всасываться в кровь.

В этой связи нужно упомянуть такое понятие как гликемический индекс, обозначающее скорость усвоения углеводов. Чем он выше, тем быстрее повышается уровень глюкозы в крови, поджелудочная железа быстрее выбрасывает инсулин, а клетки получают энергию. Как правило, при этом за 100 % берется глюкоза. Оказывается, что гликемический индекс сахарозы составляет всего 58%.

 

История появления сахара

Оказывается, история появления сахара довольно занимательная. Его родиной принято считать Индию. В исторических хрониках упоминается 510 год до нашей эры, когда воины персидского царя Дария узнали о тростнике, который рос на берегах индийских рек. Местные жители использовали сок данного растения как лакомство. Позднее этот продукт арабские купцы привезли в Египет. Скорее всего, индусы первыми научились выпаривать из сока тростника кристаллы – сахарозу. Во всяком случае, известно, что в 6 веке эта практика уже была распространена в долине Инда. Китайцы также знали про сахар, начиная с глубокой древности.

Арабские купцы привезли сахар в Египет, который был провинцией Римской империи. Так это лакомство впервые попало в Европу, в частности, на Сицилию и в Испанию. Раньше в Европе сахар был очень дорогим и применялся в качестве лекарственного средства. Долгое время он оставался в дефиците и был доступен только знати. К примеру, английский король Генрих III, живший в 13 веке с трудом сумел раздобыть небольшое количество сахара для пира. С развитием мореплавания и освоением Нового Света сахарные заводы начали строить на Санто-Доминго (Гаити) и постепенно колониальный сахар стал поступать в Европу целыми караванами.

Когда в 1747 году Андреас Марграф высказал предположение, что в качестве сырья для производства продукта можно использовать сахарную свеклу, его дефицит был покрыт. Но сахар вошел в наш рацион питания не так давно. Еще в 18 веке русские крестьяне практически не употребляли его в пищу. История появления сахара в России началась позднее, когда в 1809 году был основан первый сахарный завод в нашей стране. 

 

 

 

 

Применение сахара в производстве

 Если говорить о применении сахара в производстве, нужно выделить три основные сферы. Во-первых, назовем пищевую промышленность – сахар до сих пор остается непременным атрибутом обеденного стола большинства людей. Наряду с этим сахарозу используют в качестве консерванта, добавляя в некоторые алкогольные напитки, соусы.

Во-вторых, этот простой углевод применяют в химической промышленности как субстрат для производства бутанола, этанола, глицерина и других веществ. 

Еще одна важная область применения сахарозы – фармацевтика, где ее используют для приготовления различных сиропов и микстур. Также она необходима для выпуска многих препаратов, поскольку является хорошим консервантом.

 

Польза сахара для организма

Хотя нападки на это вещество со стороны диетологов происходят все чаще, следует рассматривать его действие в целостности. Главная польза сахара для организма заключается в поставке углеводов. Восполнить их запас легко – достаточно выпить сладкого чая или кофе. Правда, усваивается сахароза все равно в виде моносахаридов (глюкозы и фруктозы).

Кроме того, переработка сахарозы организмом происходит при выделении аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Именно она является основным источником энергии для большинства биохимических процессов в теле. Также АТФ поддерживает функцию мышечной и нервной ткани, а еще она необходима для образования гликогена, сложного углевода, который организм запасает на случай стрессов и сильных нагрузок.

Добавим, что такое свойство данного вещества как быстрая всасываемость используется при лечении больных сахарным диабетом 2-го типа.

 

Главный вред сахарозы

 Нужно сказать, что процесс гидролиза сопровождается образованием свободных радикалов, которые мешают работе иммунной системы. Вред сахарозы заключается в том, что этот дисахарид блокирует действие антител, тем самым снижая сопротивляемость иммунной системы. Другое важное свойство вещества – способность быстро превращаться в жир. Поэтому те, кто стремится похудеть, должны сократить употребление сахара, а лучше вообще заменить его на глюкозу.

Еще одно вредное действие сахарозы связано с развитием гормонального дисбаланса, который приводит к нарушению работы многих органов и систем. Это вещество атакует поджелудочную железу, что ведет к сахарному диабету, преддиабету, метаболическому синдрому. Помимо этого начинает изменяться в худшую сторону минеральный обмен. Назовем и другие негативные свойства сахара.

  • Ухудшает действие энзимов.
  • Снижает содержание в организме веществ: витаминов группы В, меди, хрома, что приводит к повышению риска тромбоза, инфаркта,
  • Ухудшает функцию сосудов.
  • Уменьшает усвояемость кальция и магния.
  • Провоцирует закисление организма, что отражается на общем состоянии здоровья и может привести к ацидозу.
  • Вызывает ожирение.
  • Снижает активность ряда ферментов.
  • Вызывает старение кожи.
  • Обостряет язвенную болезнь желудка и 12-типерстной кишки.
  • Является излюбленной пищей гельминтов, поэтому злоупотребление сладостями провоцирует размножение паразитов в организме.
  •  

     

     

Также по данным американских исследований сахароза ухудшает зрение, способствует развитию алкоголизма, повышает риск развития рака молочной железы, яичников и кишечника.

 

Суточная норма сахара.
Избыток сахарозы.

Интересно, сколько можно есть сладкого в день без опасения получить опасное заболевание? Считается, что суточная норма сахара – 50 грамм (две столовые ложки). При этом сегодня обычный житель мегаполисов употребляет в четыре-пять раз больше установленной нормы. Выясним, что происходит, если в организме избыток сахарозы?  В первую очередь нужно отметить такие последствия:

  • повышается риск развития сердечно-сосудистых заболеваний;
  • ухудшается состояние кишечной микрофлоры;
  • происходит рост гнилостных процессов;
  • метеоризм;
  • ухудшается жировой и холестериновый обмен;
  • развивается кариес;
  • поражается печень;
  • снижается функция поджелудочной железы.

Добавим, что избыточное содержание в пище сахарозы приводит к повышению общей калорийности питания. Налегая на пирожные, можно легко располнеть, что в свою очередь отразится на физическом состоянии.

 

Что говорят диетологи о сахаре

 Современные диетологи о сахаре далеко не лучшего мнения, считают его вредным для организма. Наиболее рьяные противники именуют этот привычный продукт «белой смертью». Почему же так происходит? Дело в том, за последние 20-30 лет количество полных людей в западных странах резко возросло. Если в 70-е годы американские врачи утверждали, что основная причина «эпидемии полноты» – продукты, содержащие животные жиры, то сейчас ситуация изменилась. Многочисленные эксперименты подтверждают, что сахароза более опасна.

Несколько лет назад в научном журнале «Nature» вышла статья с громким названием «Ядовитая правда о сахаре». Одним из авторов этой публикации является американский профессор Роберт Ластиг. Ученый уверяет, что в массовом ожирении жителей США виновен именно сахар, прежде всего тот, который содержится в продуктах питания.

Оказывается, мы употребляем много сахара в скрытом виде, который добавляют для улучшения вкуса в мясные, молочные и хлебобулочные продукты, консервы. Кроме того простые углеводы обильно включают сегодня в популярные продукты, которые принято считать «здоровыми»: йогурты и хлопья. Сладкий вкус стимулирует употребление пищи, даже когда мы не испытываем голода.

Еще один противник употребления сахарозы — техасский кардиолог Генрих Такмайер. Он считает, что из-за увеличения в нашем рационе количества сладостей стало гораздо больше пациентов с сердечно-сосудистыми расстройствами. Проведя ряд экспериментов, он обнаружил вещество – глюкозо-6-фосфат, которое угнетает работу миокарда.

Как же быть, если очень хочется сладкого? Диетологи рекомендуют использовать заменители сахара: стевиозид, сорбит, ксилит.  А вот аспартам лучше не покупать, поскольку доказано, что распадаясь, он образует в организме токсины.

Также сладкоежкам рекомендуется вводить в рацион продукты, которые содержат сахарозу: бананы, персики, абрикосы, слива. Также можно использовать продукты, богатые глюкозой и сладкие на вкус: мед, финики, изюм, курагу.

 

Сахар в спорте:
средство для выносливости

 Несмотря на то, что сахар снискал недобрую славу, можно утверждать, что для спортсменов этот продукт полезен. Недавно в ведущем международном журнале «American Journal of Physiology – Endocrinology & Metabolism» были опубликованы данные исследования Медицинского университета Бата. Ученые провели анализ воздействия быстрых углеводов (сахарозы и глюкозы) в виде напитков на работоспособность велосипедистов. В эксперименте приняло участие несколько атлетов, участвующих в гонках на длинные дистанции. В итоге выяснилось, что применение сахара в спорте помогает бороться с усталостью. Они уверяют, что так можно оптимальным образом восстановить уровень гликогена. Кроме того, напиток, содержащий одну глюкозу, вызывает дискомфорт в кишечнике, поэтому лучше использовать смесь быстрых углеводов.

Если говорить о других сильных средствах для выносливости атлетов можно назвать пищевую добавку «Леветон Форте», содержащую все вещества, необходимые при активных тренировках: аминокислоты, витамины, микроэлементы. Входящий в состав препарата трутневый расплод включает простые углеводы: сахарозу, глюкозу, фруктозу.

Рассмотрев свойства и области применения вещества, можно сказать, что сахароза остается важным продуктом для пищевой промышленности, фармацевтики и спорта. Но чтобы избежать опасных заболеваний, необходимо соблюдать суточную норму его потребления.

 

 

Источник: leveton.su

§1. Синонимы

IUPAC: сахароза.

Русский: тростниковый сахар, свекловичный сахар, «сахар».

Немецкий: Saccharose, Rohrzucker, Rübenzucker, «Zucker».

Английский: sucrose, cane sugar, beet sugar, «sugar».

Французский: Saccharose, sucre de canne, sucre colonial, sucre de betteraves, «sucre».

Итальянский: saccarosio, zucchero di canna, zucchero di barbabietola. «zucchero». Испанский: sacarosa, azúcar de cana, azúcar de remolacha, «azúcar».

§2. Историческая справка

Сахар (тростниковый) появился в Европе из Юго-Восточной Азии около 700 года нашей эры. Отсюда он позднее попал в Америку. В XVIII веке в Герма­нии была разработана промышленная технология производства сахара из сахар­ной свеклы. Вначале из-за своей редкости и высокой цены сахар был предметом роскоши и лекарством. Со временем он стал использоваться в больших количе­ствах для подслащивания пищи, а еще позже и для консервирования пищевых продуктов.

§3. Товарные формы

Практическое применение находит только сахароза из сахарного тростника (тростниковый сахар) и сахарной свеклы (свекловичный сахар). Она поступает в продажу в твердом виде или в виде растворов (сиропов). По своему значению для консервирования другие сахара сильно уступают сахарозе.

§4. Свойства

Сахароза С12Н22О11 представляет собой бесцветные, сладкие на вкус кристал­лы, плавящиеся при температуре 185°С. В спирте сахароза растворима мало. В 100 г воды при комнатной температуре растворяется приблизительно 204 г сахарозы, что соответствует 67,1 г сахара на 100 г раствора. При 100°С в 100 г воды растворяется 487 г сахарозы.

§5. Аналитические сведения

Для качественного и количественного определения сахарозы в пищевых про­дуктах существуют ферментативный и поляриметрический методы анализа, тон­кослойная, газовая и ионная хроматография, химические методы, например ме­тод Луф-Шурла, а также высокоэффективная жидкостная хроматография.

§6. Получение

Сахарозу получают главным образом из сахарного тростника (Saccharum officinarum) или сахарной свеклы (Beta vulgaris saccharifera). В обоих растениях са­хароза содержится в несвязанном виде. Ее извлекают водой из соответствующих частей растений и после очистки раствора выделяют кристаллизацией.

§7. Токсиколого-гигиеническая оценка

Для крыс LD50 сахарозы составляет 30-35 г на 1 кг массы тела; самцы не­сколько более восприимчивы, чем самки.

Кариогенное действие сахара бесспорно. Степень очистки оказывает ре­шающее влияние на кариогенность отдельных его видов. Основным факто­ром, влияющим на возникновение кариеса, является не количество сахара, а час-гота его употребления и время пребывания в полости рта. Для напитков это вре­мя значительно меньше, чем для твёрдых пищевых продуктов, например конди­терских изделий.

Сахар, как всякий высококалорийный пищевой продукт, может приводить к избыточной массе, что, в свою очередь, может способствовать возникновению некоторых форм диабета, хотя сам сахар и не является его причиной. Соглас­но рекомендациям ВОЗ, нормальным можно считать ежедневный приём са­харозы в количестве, не превышающем 10% дневного поступления энергии.

Мнения о болезнетворном действии сахара (например, о разрушении вита­мина В1) не выдерживают научной критики.

§8. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах

Сахар – существенная составляющая многих пищевых продуктов, и его до­бавление в целях консервирования не имеет никаких законодательных ограничений. Исключение составляют диетические продукты для страдающих диабе­том или избыточной массой, а также продукты из фруктов специального качест­ва. В России и Германии сахар не считается пищевой добавкой.

§9. Действие на микроорганизмы

Общие принципы действия. Сахароза снижает активность воды и тем самым ухудшает условия для жизнедеятельности микроорганизмов. По этому действию она аналогична поваренной соли (см. §9 гл.6). Так как активность воды даже в насыщенных растворах сахара не опускается ниже 0,85, а некоторые микроорга­низмы ещё могут развиваться в таких условиях, надёжно защитить пищевой про­дукт от микробной порчи одним сахаром невозможно.

Для консервирования пищевые продукты помешают в концентрированный раствор сахара (сироп) или добавляют к ним кристаллический сахар. Вследствие осмотического удаления части воды из пищевого продукта ее активность снижа­ется. Зависимость активности воды от содержания сахарозы в растворе представ­лена в табл. 17.

Таблица 17. Активность воды в растворах сахарозы 

Концентрации сахарозы, г на 100 г воды Активность воды
11 0,99
25 0,96
78 0,95
93 0,94
107 0,93
120 0,92
144 0,90
169 0,88
194 0,86
208 0,85

Большое практическое значение имеет сочетание сахара с другими консер­вантами и с физическими способами консервации (прежде всего, сгущением, суш­кой и нагреванием). Непосредственное антимикробное действие сахарозы отсутствует. В малых концентрациях она даже является для многих микроорга­низмов питательным веществом. Кроме того, сахароза вследствие осмоса повы­шает термостойкость плесневых грибов.

Спектр действия. Так как действие сахарозы определяется снижением ак­тивности воды, спектр её действия обусловливается требованиями микроорга­низмов к этому фактору. Из табл. 10. где представлены пороговые значения ак­тивности воды для некоторых важных микроорганизмов, видно, что сильнее всего угнетаются бактерии.

Среди микроорганизмов, переносящих самые высокие концентрации саха­ра, можно упомянуть плесневые грибы вида Aspergillus glaucus и так называемые осмотолерантные дрожжи, например вида Zygosaccharomyces rouxii, вида Z. Bailii,и различные дрожжи рода Torulopsis. Некоторые из этих дрожжей не только устой­чивы к высокому осмотическому давлению, но и сахарофильны, т.е. они не толь­ко переносит высокую концентрацию сахара, но и быстрее развиваются при опре­делённых (весьма высоких) его концентрациях. Так, например, Z. rouxii лучше растут в 30%-м растворе сахара, чем без сахара или в 60%-м растворе.

Сахароза, как и поваренная соль, уменьшает растворимость кислорода в во­де. Поэтому в продуктах, содержащих много сахара, аэробные микроорганизмы могут испытывать нехватку кислорода.

§10. Области применения

Фруктовые продукты. При консервировании фруктовых продуктов сахаром различают способы, которые состоят только в добавлении сахара, и способы, в которых дополнительно применяется сгущение. Сахар используется в твёрдом виде или в виде сиропа.

Консервированием со сгущением получают джемы, повидла, конфитюры, варенья. Содержание сахарозы в них составляет 55-65%, а в цитрусовых повид­лах и вареньях даже выше.

В продуктах, консервированных сахаром (например, в джемах и вареньях), активность воды составляет 0,75-0,82. Такие значения не всегда достаточно низ­ки, чтобы полностью подавить рост плесеней и деятельность осмотолерантных дрожжей. В этом случае дополнительно применяют пастеризацию или использу­ют сахарозу вместе с другими консервантами, например сорбиновой кислотой, в виде консервирующего или желирующего сахара (смеси сахарозы с пектинами и сорбиновой кислотой).

Путем засахаривания без сгущения делают цукаты, а также фрукты, засаха­ренные и обсыпанные сахаром. Фрукты или их кусочки многократно обрабаты­вают все более концентрированными растворами сахара. При этом (так же как при посоле и мариновании) в результате осмоса происходит обмен между кон­центрированным раствором сахара и клеточным соком фруктов. Готовые про­дукты содержат сахара больше, чем джемы и варенья, и поэтому могут храниться без дополнительного консервирования или консервантов. То же справедливо и для фруктовых сиропов. Они готовятся путём добавления сахара к фруктовым сокам и содержат его до 68%.

Выпечка. Сахар к выпечным изделиям добавляют для улучшения вкуса. Одновременно он служит и важным консервантом. Типичный пример – пироги и другие сдобные изделия. Содержание сахара в них колеблется от 20 до 50% (в зависимости от вида продукта), что снижает активность воды до 0,83–0,9067. Зачастую этого недостаточно для длительного хранения, поэтому по возможно­сти добавляют и другие консерванты, например сорбиновую кислоту.

Кондитерские изделия. Среди кондитерских изделий имеются такие, в кото­рых сахароза используется исключительно в качестве компонента, придающего продукту вкус и увеличивающего его массу, и такие, в которых сахароза допол­нительно выполняет функции консерванта для других составляющих. Ко второй группе принадлежат, например, марципаны, персипаны, нуга, а также наполнители для шоколада и пралине. Содержание сахарозы в них часто превышает 60%. Вместе с приправами и сухими веществами остальных ингредиентов её обычно достаточно, чтобы исключить микробную порчу. Только в редких случаях при­ходится сочетать сахарозу с более эффективными консервантами.

§11. Прочие действия

Наряду с консервирующим действием сахароза имеет сладкий вкус, и это во многих случаях является главной причиной применения сахара как составной части пищевых продуктов. Концентрация сахара, заметно влияющая на вкус, су­щественно ниже требуемой для консервирования. В области низких концентра­ций (менее 10%) сахароза не проявляет консервирующих свойств, а является пи­тательным веществом для многих микроорганизмов (непосредственно или после расщепления на глюкозу и фруктозу).

Источник: alternativa-sar.ru


Leave a Comment

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.