Хим формула сахара


Что такое сахар? Сахаром в быту принято называть сахарозу. У сахара сладкий вкус, состоит углевод из фруктозы и глюкозы. Делают сахар массово из сахарной свеклы и реже из сахарного тростника. Помимо основных видов сахара, бывают и другие его виды, сорта, типы.

Обычный сахар (сахарный песок и рафинад) – это сахароза в чистом виде. Сахар по составу делится на дисахариды и моносахариды. К моносахаридам относится: глюкоза – виноградный сахар – и фруктоза – плодовый сахар. Дисахаридами считаются: сахароза – тростниковый или свекловичный сахар – и мальтоза – солодовый сахар. Помимо сахарозы и мальтозы известным дисахаридом является молочный сахар (или её ещё называют лактоза).

Тестовед советует. Перед употреблением в пищу важно помнить, что сахар – высокоуглеводный пищевой продукт и высококалорийный. Всего в 100 грамм сахара содержится 400 кКал.

Сахар является ценным пищевым продуктом, умеренное употребление сладкого в пищу поднимает настроение, обеспечивает организм энергией. Сахара оказывают благоприятное воздействие на работу мозга, способствуют выработке гормонов радости в человеческом организме.


Тема сахара нередко становится предметом дискуссий среди любителей сладкого и приверженцев здорового питания. Чтобы узнать, стоит ли отказываться от употребления сахара, насколько вреден сладкий продукт, называемый диетологами «белой смертью» наряду с солью, нужно детально разобраться в товаре. Многое из того, что мы знаем о вреде сахара, на самом деле является мифами. Информация про сахар бывает неправдивой. По сути, правильное употребление продукта может принести пользу, и только съеденное сверх нормы – навредить.

Что известно о сахаре, его виды, типы, сорта, влияние на организм – разбираемся прежде, чем полностью исключить сахар из своего рациона питания.

Химический состав сахара

Составляющие сахара обычного это сахароза и группа сложных по составу веществ. Именно формула сахара в химии отсутствует. Химическая формула сахарозы – C12H22O11. Сахароза в свою очередь состоит из фруктозы и глюкозы. Теперь мы знаем, что содержится в сахаре, каков химический состав углевода, употребляемого нами ежедневно в пищу.

Сахар в виде сложных по составу соединений входит в состав большинства продуктов питания. Он содержится в материнском молоке, входит в состав коровьего молока, велико содержание сахаров в овощах, в фруктах, в ягодах и орехах. В растениях, как правило, содержится глюкоза и фруктоза. В природе в составе растений чаще встречается глюкоза. Глюкозу ещё называют декстроза или виноградный сахар. Фруктозу обозначают как фруктовый сахар или называют левулёза.


Фруктоза считается самым сладким природным сахаром. Глюкоза менее сладкая, чем фруктоза.  Содержание глюкозы превышает количество фруктозы в органах растений. Глюкоза входит в состав таких полисахаридов, как крахмал и целлюлоза.

Помимо глюкозы, существуют и другие природные сахара:

  1. Мальтоза.
  2. Лактоза.
  3. Манноза.
  4. Сорбоза.
  5. Метилпентоза.
  6. Арабилоза.
  7. Инулин.
  8. Пентоза.
  9. Ксилоза.
  10. Целлобиоза.

В разных странах сахар добывают из различных растительных продуктов. Для производства сахара в России распространена сахарная свекла, содержащая до 22% сахарозы. Тростниковый сахар в виде коричневых кристаллов или крупиц получают из сока сахарного тростника и ввозят продукт из Индии.

Сахарное производство

Производство сахара в промышленных масштабах началось в Индии в ХVI веке. Сахарная промышленность в России и первый завод по производству сладкого продукта из привозного сырья появился в 1719 году в Петербурге. В XIX веке сахар в России начали получать из свеклы, выращенной на собственных полях. Большая часть сахарных заводов Российской империи работала на территории сегодняшней Украины.

Позже, в СССР, сахарная промышленность быстрыми темпами начала развиваться в Украине, сахарные заводы по производству свекловичного сахара открылись в различных регионах Киргизии, в Узбекистане и республиках Закавказья. В 30-ые годы XX века СССР принадлежало первое место в мире по производству сахара из сахарной свеклы. В 70-ых годах численность сахарных заводов уже составляла 318 единиц. В настоящее время в России работает около 70 заводов по переработке сахарной свеклы.


Из чего делают сахар сейчас

В России сахар делают из сахарной свеклы. Из чего делают сахар в разных странах, кроме тростника и свеклы? В разных странах его добывают из различных природных источников, сырьём, как правило, служат растения. Виды сахаров по сырью:

  1. Китайцы делают из сока злакового растения сорго.
  2. В Канаде нередко используют кленовый сироп. Для приготовления кленового сахара берут сок сахарного клёна.
  3. Египтяне получают сладкий пищевой продукт из бобов.
  4. Пальмовый сахар (или ягре) добывают из сока сладких видов пальм в Южной, Юго-Восточной Азии, на большинстве островов Индийского океана.
  5. В Польше сладость получают из берёзового сока.
  6. Японцы вырабатывают солодовый сахар из крахмалистого риса.
  7. Мексиканцы лакомятся патокой из агавы, сока растения.

Помимо перечисленных видов сахаров по сырью, сахар добывают из различных растений-сахароносов, в том числе из цветов. Сырьём для получения сахара может быть крахмал. Из кукурузного крахмала сладость чаще называют кукурузная патока. В природе насчитывается сотни различных видов сахаров. Но в чистом виде рафинированный, искусственно очищенный сахар в природе не встречается, его получают промышленным путём.

Получение сахаров


Как делают сахар? Технология производства сахара остаётся неизменной долгие годы. Для того, чтобы добыть сахар из свеклы либо получить продукт из стеблей сахарного тростника, растительное сырьё на производстве проходит несколько этапов сложного технологического процесса.

  1. Первым делом свеклу моют для удаления грязи и нарезают стружкой.
  2. Для нейтрализации микробов сырец заливают известковым раствором.
  3. Очищенная масса измельчается.
  4. Поверхность измельчённой сырьевой массы проходит обработку активными веществами, в результате химической реакции из сырья выделяется сахарный сироп.
  5. Сахарный сироп проходит фильтрацию.
  6. Последующий этап – выпаривание сиропа. Применяется для удаления излишков воды.
  7. Кристаллизация с помощью вакуума.
  8. Продукт, полученный в результате кристаллизации, состоит из кристаллов сахарозы и мелассы.
  9. Следующим этапом добычи твёрдого сахара является разделение сахарозы и мелассы с помощью центрифуги.
  10. В заключение применяется просушка, после просушки можно употреблять сахар в пищу.

Технология производства свекловичного сахара схожа с получением сладкого продукта из тростника.

Виды сахара

Какие виды сахара бывают? Сахар, как известно, производится разных видов, основные его виды:

  1. Тростниковый.
  2. Свекловичный.
  3. Пальмовый.
  4. Солодовый.
  5. Сорговый.
  6. Кленовый.

Помимо основных видов существуют виды сахара, предназначенные для использования в кондитерском производстве, такой сахар нельзя купить в магазине. Мы покупаем и употребляем в пищу обычный белый гранулированный сахар либо сахарный песок. Менее популярным видом является рафинированный кусковой сахар. В домашних условиях потребителями широко используется продукт, произведённый из сахарной свеклы, именно его мы покупаем в магазине.

Типы сахаров

Сахар разделяют по видам и типам. Сахара имеют одинаковый состав, отличие заключается в степени обработки и качестве очистки товара от примесей.

Существуют такие типы сахара гранулированного

  1. Regular Sugar – обычный или его ещё называют кристаллическим. Кристаллический – самый употребляемый в пищу тип сахара. Размер кристаллов влияет на вкусовые качества кристаллического сахара. Является обязательным ингредиентом сладких блюд, приготовленных в домашних условиях. Его используют при заготовке джема на зиму, варке домашнего варенья, именно он встречается в кулинарных рецептах домашних тортов и десертов.
  2. Bakers Special – пекарский отличается наименьшим размером кристаллов. Мелкий сахар пекари применяют в кулинарии при приготовлении сдобы, бисквитов.

  3. Fruit sugar – фруктовый с мелкими гранулами. Ценится больше обычного за однородность структуры. Применяется при приготовлении сладких пудингов, заварных кремов.
  4. Coarse Sugar – грубый, имеющий крупные гранулы, что делает его незаменимым компонентом в производстве помадок, ликёров и конфет.
  5. Superfine, Ultrafine, Bar Sugar – ультрамелкий продукт с самыми мелкими кристаллами, за счёт чего кристаллы сахара быстро растворяются в воде любой температуры. Идеальный компонент безе, начинки для штруделей, пирогов с тонким вытяжным тестом.
  6. Confectioners (Powdered) Sugar – кондитерская пудра. На прилавках магазинов пудра самого тонкого помола представлена под привычным названием сахарная пудра. В домашней кулинарии её используют при взбивании сливок, яичных белков, приготовлении кремов, пудра входит в состав глазурей для куличей, кексов.
  7. Sanding Sugar – сахарная обсыпка. Продукт имеет кристаллы крупных размеров. Используется, как правило, в кондитерском производстве, в домашних условиях сахарная обсыпка не применяется.

Ассортимент сахара

Основу ассортимента сахара в магазине составляет сахарный песок и сахар-рафинад. Коричневый сахар на сегодняшний день считается менее популярным среди покупателей в отличие от белого. Ассортимент сахара:

  1. Твёрдый и сыпучий.
  2. Сахар-песок.
  3. Колотый, кусковой сахар и пиленый.
  4. Леденцовый, каменный.

Свекловичный белый сахар

Белый или обычный сахар является обыкновенным подсластителем пищи. Его получают путём переработки сахарного тростника или сахарной свеклы. Предприятиями сахарной промышленности производятся основные виды белого сахара – сахар-песок и сахар-рафинад. В продаже белый сахар бывает в виде сахара-песка и рафинада в кусочках.

Сахар-рафинад

Сахар-рафинад вырабатывают из сахара-песка. Для того, чтобы получить рафинад, сахарный песок растворяют в воде, полученный сироп дополнительно очищают – рафинируют. В результате рафинирования рафинад получается с повышенным содержанием сахарозы, является продуктом максимально очищенным от примесей.

Сахар-рафинад производят в таком ассортименте:

  1. Рафинад прессованный колотый.
  2. Прессованный рафинад в кубиках.
  3. Прессованный быстрорастворимый рафинад.
  4. Прессованный сахар-рафинад в мелкой расфасовке – дорожный вариант.
  5. Рафинад повышенной биологической ценности с добавками лимонника либо элеутерококка.

Рафинад фасуется в картонные коробки и в таком виде товар с сахарных заводов поступает в магазины.

Сахар-песок

Рафинированный сахарный песок вырабатывают из очищенного сахарного сиропа. В зависимости от размера кристаллов песок сахарный представлен в следующем ассортименте:

  1. Мелкий.
  2. Средний.
  3. Крупный.
  4. Очень крупный.

В отличие от рафинада в состав сахарного белого песка входит небольшое количество полезных веществ: кальция, натрия, железа и калия. Фасуется сахарный песок в мешки и пакеты.

Ванильный сахар

Кулинары ванильный сахар нередко называют ваниль или ванилин. В чём разница между ванилином и ванильным сахаром? Для того, чтобы понять, чем отличается обычный сахар от ванильного, нужно знать, что такое ванильный сахар.

Ванильный – это обычный сахарный песок, ароматизированный стручками ванили. Настоящая ваниль считается дорогостоящим и ценным продуктом. Ванилин является веществом, производным от ванили, её искусственным заменителем.

Коричневый тростниковый сахар

Получают тростниковый сахар из тростникового сока. Разновидностей тростникового сахара множество, основное отличие между видами в количественном содержании патоки (мелассы) в сахаре. Коричневый – это нерафинированный тростниковый сахар. Тёмный неочищенный имеет тёмный цвет и насыщен ароматом патоки в отличие от светлого неочищенного сахара.

Нерафинированный тростниковый сахар принято считать полезной заменой обычному белому. Прежде, чем сделать правильный выбор между рафинированным тростниковым, нерафинированным и неочищенным, надо знать, какие виды тростникового сахара бывают.

Виды тростникового сахара

  1. Высококачественный
  2. Особый.
  3. Специальный.
  4. Рафинированный очищенный
  5. Нерафинированный.
  6. Коричневый неочищенный.

Тростниковый продаётся в очищенном и неочищенном виде, существуют особые сорта тростникового сахара.

Сорта тростникового сахара

  1. Сорт Демерара (Demerara sugar). Нерафинированный, светлый, коричневый с большими кристаллами. Отличается сильным ароматом патоки. Демерару используют в качестве натурального подсластителя чая, кофе. Демерара добавляется в десерты, её крупные кристаллы используют для обсыпки кексов, булочек, сладких пирогов.
  2. Мускавадо (Muscavado sugar). Нерафинированный сахар, кристаллический и насыщен ароматом мелассы. Кристаллы немного крупнее, чем у обычного коричневого, но не такие крупные, как у Демерара.
  3. Турбинадо (Turbinado sugar). Частично рафинированный. Крупные кристаллы от жёлтого до бурого цвета. Имеет приятный карамельный вкус. Идеально подходит для сладких и несладких блюд.
  4. Барбадосский (Soft molasses sugar/Black Barbados sugar). Мягкий, тонкий и влажный. Имеет тёмный цвет, отличается сильным ароматом за счёт высокого содержания мелассы. Используется для приготовления коврижек, пряников, пряничных домиков и имбирного теста.

В чём отличия

Свекловичный белый сахар съедобен только в рафинированном виде. Тростниковый можно купить в рафинированном, нерафинированном и неочищенном виде. Этим отличается тростниковый сахар от белого.

Жидкие сахара


Помимо кристаллического, бывает жидкий сахар. В жидкой форме он представляет собой раствор белого сахара и может использоваться по назначению, как кристаллический.

Жидкость янтарного цвета с добавлением мелассы применяется для придания пищевым продуктам особого аромата.

К жидким типам относится ещё один вид – инвертный сахар.

Что такое инвертный сахар

Invert Sugar – сахар в жидкой форме, состоящий из смеси глюкозы и фруктозы. Применяется только в промышленности для производства газированных напитков. Инвертный сахар используется лишь в жидком виде.

Какой сахар лучше покупать

Прежде, чем купить сахар, надо понимать, какой сахар лучше покупать для выпечки, белый свекольный или коричневый тёмный тростниковый. Как выбрать?

Весь сахар – белый и коричневый – вызывает пищевую зависимость, относится к продуктам без глютена. При приготовлении сладкой выпечки, как известно, обойтись без сахара невозможно. Можно купить недорогой сахар-песок, рафинад хорошего качества либо некачественный, но популярный у сторонников здорового питания дорогой коричневый сахар. Под видом тростникового нередко продают простой сахар, крашенный сахарным колером. Если Вы хотите купить настоящий тростниковый сахар, на его упаковке должно быть указано:

  1. Нерафинированный.
  2. Вид тростникового сахара: Демерара, Мусковадо, Турбинадо или Блэк Барбадос.

Кристаллы должны иметь разный размер, одинаковый кристаллический сахар свидетельствуют о химической обработке продукта.

Можно смело купить белый сахарный песок в заводской упаковке, на ней добросовестный производитель, как правило, указывает на пачке такие данные:

  1. Категорию. Категория бывает первая либо Экстра.
  2. ГОСТ Р 55396-2009.
  3. Пищевую ценность продукта.
  4. Из какого сырья изготовлен песок либо рафинад: свекловичный либо из тростникового сахара-сырца.
  5. Год изготовления и дату фасовки.

На пачках кускового сахара содержатся такие же данные, как на упаковках сахарного песка. Сахарная пудра, изготовленная на сахарном предприятии, содержит вредные добавки. Их добавляют, чтобы пудра оставалась сыпучей и не сбивалась в комки. Пудру полезнее приготовить в домашних условиях, для её приготовления понадобится простой сахарный песок перемолоть в мельнице.

Где используется сахар

В пище продукт используется в различных блюдах. Как основной ингредиент сахароза наряду с мукой входит в традиционные рецепты теста для пиццы. Повсеместно сахарозу используют в кондитерском производстве, при выработке сгущённого молока. Сладкие начинки для пирожков, десертная начинка пирогов, некоторые виды пиццы содержат сладкий ингредиент.

Белый сахар является отличным консервантом, его добавляют при варке джемов на зиму, заготовки варенья. Практически все домашние заготовки, консервация содержит его. Продукты, куда производителю кладут сахар:

  1. Колбасы, сосиски.
  2. Кетчупы, соусы.
  3. Каши быстрого приготовления в пакетах, сухие завтраки.
  4. Мясные консервы.
  5. Обезжиренные йогурты, творожки.
  6. Соки, газировка, коктейли.
  7. Сиропы, мороженое.
  8. Замороженные пищевые продукты.
  9. Кондитерские изделия, хлебобулочные.
  10. Пиво, квас.

Помимо пищи, сахар применяют для изготовления медицинских препаратов, в табачной промышленности, в кожевенной, его широко используют в химической отрасли.

Чем вреден сахар для организма человека

В первую очередь сахар вреден для людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Рафинированный продукт быстро усваивается организмом человека и мгновенно поднимает уровень глюкозы в крови.

Повышенный уровень сахара в крови, как известно, способствует развитию сахарного диабета. Нагрузка на поджелудочную железу увеличивается, и железа не успевает вырабатывать нужное количество инсулина, необходимое для нормальной жизнедеятельности человека.

Чрезмерное употребление сахара наносит вред зубам, фигуре. Избыточный вес и сладкое в виде пирожных, тортов в дополнение с жирами вредят организму. Соблюдение норм употребления сахарозы вместо вреда приносит пользу человеческому организму. Вред наносит сахар, съеденный сверх нормы.

Норма употребления сладкого

Согласно нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), нормой употребления сахара считается:

  1. Для женщин дневная норма составляет 50 г в сутки.
  2. Для мужчин 60 г в день.

Помните! Избыточное потребление сладкого приводит сладкоежек чаще остальных к ожирению, нарушению обмена веществ, к сердечно-сосудистыми заболеваниям и сахарному диабету.

Чем можно заменить сахар

Сахарозаменители используют в качестве пищевой добавки, как правило, люди, страдающие сахарным диабетом. Здоровым людям сахарозу и искусственные подсластители лучше заменить натуральными сладкими продуктами, они менее калорийные и более полезные:

  1. Мёдом.
  2. Стевией (или траву ещё называют медовой травой).
  3. Кленовым сиропом.
  4. Сиропом агавы.
  5. Сиропом топинамбура или земляной груши.

Как правильно хранить сахар в домашних условиях

Сахар, как пищевой продукт, имеет свой срок годности. Для правильной сохранности всех длительно хранящихся пищевых продуктов необходимо соблюдать условия их хранения в домашних условиях.

Срок хранения сахара исчисляется годами. Сахар относится к продуктам длительного хранения. После истечения срока годности он ещё длительное время сохраняет свои первоначальные вкусовые качества.

Все виды сахара имеют одинаковый срок хранения. В домашних условиях сахарный песок и рафинад кусочками должны храниться в сухом месте при температуре не выше 25+. Срок такого хранения составит около 8 лет.

Срок хранения продукта в холодном помещении сокращается до 5-6 лет. Для длительного хранения сахар лучше держать в тканевом мешке, для использования в течение года можно пересыпать в стеклянную тару, пластиковую посуду либо оставить в заводской упаковке.

Помимо широко известных видов сахаров существуют и другие виды. Сегодня нередко можно услышать, что коричневый сахар полезнее белого. На самом деле это миф. Очищенный продукт из свеклы или тростника не содержит витаминов, минералов, в нём нет клетчатки.

Диетологи советует сахарозу заменять по возможности фруктозой из свежих фруктов, сокращать употребление сладкого и следить за уровнем глюкозы в крови, чтобы оставаться здоровыми на долгие годы, питаться правильно, используя полезные продукты.

Источник: testoved.com

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:

Физические свойства сахарозы

Молярная масса

342,3 г/моль

Температура плавления

1860С

Растворимость

211,5 г / 100 мл

Плотность

1,587 г/см3

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.


Источник: nauka.club

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

Организм 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.

Помните, 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.

Отрицательное 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?

Учитывая, 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

Для 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

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.Хим формула сахара

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:

Хим формула сахара

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):

Хим формула сахара

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»Хим формула сахара

Реакция с гидроксидом меди (II)Хим формула сахара

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:

Хим формула сахара

Видеоопыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

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

Хим формула сахара

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.
Хим формула сахара

Источник: himija-online.ru

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.Хим формула сахара

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:

Хим формула сахара

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):

Хим формула сахара

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»Хим формула сахара

Реакция с гидроксидом меди (II)Хим формула сахара

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:

Хим формула сахара

Видеоопыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

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

Хим формула сахара

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.
Хим формула сахара

Источник: himija-online.ru


Leave a Comment

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