Hydrolyse van sucrose

Wanneer sucrose-oplossingen worden verwarmd in een zuur medium of onder invloed van het β-fructofuranosidase-enzym, wordt het gehydrolyseerd en vormt het een mengsel van gelijke hoeveelheden glucose en fructose, dat invertsuiker wordt genoemd (figuur 7).

Afb. 7. Regeling van de vorming van invertsuiker uit sucrose

Het enzym b-fructofuranosidase is wijdverbreid van aard en is vooral actief in gist. Het enzym wordt gebruikt in de zoetwarenindustrie, omdat de invertsuiker die onder zijn invloed wordt gevormd de kristallisatie van sucrose in zoetwaren voorkomt. Invertsuiker is zoeter dan sucrose door de aanwezigheid van vrije fructose. Hierdoor kan sucrose worden bespaard door invertsuiker te gebruiken. Zure hydrolyse van sucrose komt ook voor bij het koken van jam en het maken van jam, maar enzymatische hydrolyse is gemakkelijker dan zure hydrolyse..

Maltose С12Н22О11 bestaat uit twee a-D-glucopyranose-residuen verbonden door a1 ® 4 glycosidische binding.

Maltose in vrije toestand in planten zit in een kleine hoeveelheid, maar verschijnt tijdens kieming, omdat het wordt gevormd tijdens de hydrolytische afbraak van zetmeel. Het is afwezig in normaal graan en meel. De aanwezigheid in meel suggereert dat dit meel wordt verkregen uit gekiemd graan. Maltose wordt gevonden in grote hoeveelheden mout, die wordt gebruikt bij het brouwen, daarom wordt maltose ook wel moutsuiker genoemd. Onder invloed van het enzym a-glucosidase (maltase) ondergaat maltose hydrolyse tot D-glucose. Maltose wordt gefermenteerd door gist.

Lactose С12Н22О11 is opgebouwd uit b-D-galactopyranose en D-glucopyranose, met elkaar verbonden door een b1 ® 4-glycosidebinding. Het komt zelden voor bij planten..

Lactose wordt in grote hoeveelheden (4... 5%) in melk aangetroffen, daarom wordt het melksuiker genoemd. Het is een reducerende suiker met een milde zoete smaak. Vergist door lactosegist tot melkzuur.

Cellobiose С12Н22О11 bestaat uit twee b-D-glucopyranose-residuen verbonden door een b1 ® 4-glycosidebinding.

Het dient als een structureel bestanddeel van cellulosepolysaccharide en wordt daaruit gevormd tijdens hydrolyse door het enzym cellulase. Dit enzym wordt geproduceerd door een aantal micro-organismen en is actief in het ontkiemen van zaden..

Hydrolyseproducten van sucrose

a) glucose b) glucose en galactose c) glucose en fructose d) fructose

17. De functies van koolhydraten in het lichaam zijn talrijk, maar de belangrijkste zijn:

a) energie b) structureel c) homeostatisch d) beschermend.

18. Volgens het aantal koolstofatomen in een molecuul worden monosacchariden ingedeeld in:

a) aldosen en ketose b) monose L-serie en monose D-serie c) pentose en hexose d) pyranose en furanose

19. Pentosen omvatten de volgende monosacchariden:

a) glucose en galactose b) ribose en desoxyribose c) mannose en fructose d) lactose en sucrose

20. Koolhydraten zijn:

a) meerwaardige alcoholen die een alcohol-, aldehyde- of ketogroep bevatten

b) organische moleculen, die verschillende aminozuurresiduen bevatten die zijn verbonden door een peptidebinding

c) esters van vetzuren en verschillende alcoholen

d) monosacchariden die metalen uit hun oxiden verminderen

21. Monosaccharide gevonden in planten, fruit, honing, suikerbieten; gemakkelijk geïsomeriseerd tot glucose:

a) ribose b) galactose c) fructose d) sucrose

Welke van de monosacchariden wordt aangetroffen in menselijk bloed?

a) ribose b) desoxyribose c) glucose d) fructose

23. Het is bekend dat 1U insuline de opname van 5 g glucose in het lichaam bevordert. Bereken hoeveel eenheden insuline nodig zijn om 500 ml 5% glucose-oplossing te neutraliseren?

Welk type koolhydraatfermentatie is er?

a) boterzuur b) melkzuur c) alcoholisch d) alle eerdere antwoorden zijn correct

Wat is het verschil tussen alfa- en betavormen van glucose??

a) de aanwezigheid van een cyclus b) de grootte van de cyclus c) de locatie van de glycosidehydroxogroep bij het eerste koolstofatoom d) het aantal zuurstofatomen in de cyclus

26. Disacchariden zijn onder meer:

a) zetmeel en glycogeen b) maltose en lactose

c) galactose en arabinose d) ascorbinezuur en cellulose

27. Disaccharide, de belangrijkste bron van koolhydraten voor pasgeborenen tijdens het geven van borstvoeding:

a) sucrose b) maltose c) lactose d) cellobiose

28. Disaccharide, zonder reducerende eigenschappen; bestaat uit fructose en glucose:

a) sucrose b) maltose c) lactose d) cellobiose

29. Het polysaccharide is onoplosbaar in koud water, maar vormt in hete vorm een ​​colloïdale oplossing; vervat in meel, aardappelen:

a) glycogeen b) vezel c) hyaluronzuur d) zetmeel

Sucrose, eigenschappen, productie en toepassing

Sucrose, eigenschappen, productie en toepassing.

Sucrose is een disaccharide uit de groep van oligosacchariden, bestaande uit twee monosacchariden: α-glucose en β-fructose, met formule C12H22Oelf.

Sucrose, formule, molecuul, structuur, stof:

Sucrose is een disaccharide uit de groep van oligosacchariden, bestaande uit twee monosacchariden: α-glucose en β-fructose, met formule C12H22Oelf.

In het dagelijks leven wordt sucrose suiker, rietsuiker of bietsuiker genoemd..

Oligosacchariden zijn koolhydraten die 2 tot 10 monosaccharideresten bevatten. Disacchariden zijn koolhydraten die bij verhitting met water in aanwezigheid van minerale zuren of onder invloed van enzymen hydrolyse ondergaan en splitsen in twee moleculen van monosacchariden.

Sucrose is een van nature voorkomend disaccharide en koolhydraat. Het wordt gevonden in veel fruit, fruit, bessen, in de stengels en bladeren van planten, in het sap van bomen. Het sucrose-gehalte is vooral hoog in suikerbieten, suikerriet, sorghum, suikeresdoorn, kokospalm, dadelpalm, arena en andere palmen die worden gebruikt voor de industriële productie van eetbare suiker..

Chemische formule van sucrose C12H22Oelf.

Andere disacchariden hebben een vergelijkbare algemene chemische formule: lactose, bestaande uit glucose- en galactoseresten, en maltose, bestaande uit glucose-residuen.

De structuur van het sucrose-molecuul, de structuurformule van sucrose:

Een sucrosemolecuul wordt gevormd uit twee monosaccharideresten - α-glucose en β-fructose, verbonden door een zuurstofatoom en met elkaar verbonden door de interactie van hydroxylgroepen (twee hemiacetale hydroxylen) - (1 → 2) -glycosidebinding.

Systematische chemische naam van sucrose: (2R, 3R, 4S, 5S, 6R) -2 - [(2S, 3S, 4S, 5R) -3,4-dihydroxy-2,5-bis (hydroxymethyl) oxolan-2-yl] oxy-6- (hydroxymethyl) oxaan-3,4,5-triol.

Een andere chemische naam voor sucrose wordt ook gebruikt: α-D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranoside.

Qua uiterlijk is sucrose een witte kristallijne stof. Smaakt zoeter dan glucose.

Sucrose is zeer goed oplosbaar in water. Lichtjes oplosbaar in ethanol en methanol. Onoplosbaar in diethylether.

Sucrose, die onder invloed van enzymen de darmen binnendringt, wordt snel gehydrolyseerd tot glucose en fructose, waarna het wordt opgenomen en in de bloedbaan komt.

Het smeltpunt van sucrose is 160 ° C. Gesmolten sucrose stolt en vormt een amorfe transparante massa - karamel.

Als de gesmolten sucrose blijft verwarmen, dan ontbindt de sucrose bij een temperatuur van 186 ° C met een kleurverandering - van transparant naar bruin.

Sucrose is een bron van glucose en een belangrijke bron van koolhydraten voor het menselijk lichaam.

Fysieke eigenschappen van sucrose:

Parameternaam:Waarde:
Kleurwit, kleurloos
Geurzonder geur
Smaakzoet
Aggregatietoestand (bij 20 ° C en atmosferische druk van 1 atm.)kristallijne vaste stof
Dichtheid (bij 20 ° C en atmosferische druk van 1 atm.), G / cm 31.587
Dichtheid (bij 20 ° C en atmosferische druk van 1 atm.), Kg / m 31587
Ontledingstemperatuur, ° C186
Smeltpunt, ° C160
Verdampingstemperatuur, ° C-
Molaire massa sucrose, g / mol342.2965 ± 0,0144

Chemische eigenschappen van sucrose. Chemische reacties (vergelijkingen) van sucrose:

De belangrijkste chemische reacties van sucrose zijn als volgt:

  1. 1. reactie van sucrose met water (hydrolyse van sucrose):

Tijdens hydrolyse (bij verhitting in aanwezigheid van waterstofionen) wordt sucrose afgebroken tot de samenstellende monosacchariden als gevolg van het verbreken van de glycosidische bindingen daartussen. Deze reactie is het omgekeerde van het proces van vorming van sucrose uit monosacchariden.

Een soortgelijke reactie vindt plaats in de darmen van levende organismen wanneer sucrose erin komt. In de darm wordt sucrose onder invloed van enzymen snel gehydrolyseerd tot glucose en fructose.

  1. 2. kwalitatieve reactie op sucrose (reactie van sucrose met koperhydroxide):

Er zijn verschillende hydroxylgroepen in het sucrosemolecuul. Om hun aanwezigheid te bevestigen, wordt een reactie met metaalhydroxiden gebruikt, bijvoorbeeld met koperhydroxide.

Hiervoor wordt koperhydroxide aan de sucrose-oplossing toegevoegd. Als gevolg hiervan wordt kopersaccharaat gevormd en wordt de oplossing helderblauw..

  1. 3. geeft geen "zilveren spiegel" -reactie:

Er is geen aldehydegroep in sucrose. Daarom geeft het bij verhitting met een ammoniakoplossing van zilveroxide geen "zilveren spiegel" -reactie, omdat sucrose kan niet worden omgezet in een open vorm die een aldehydegroep bevat.

Bovendien vormt sucrose bij verhitting met koper (II) hydroxide geen rood koper (I) oxide.

De zilverspiegelreactie en de reactie met koper (II) hydroxide tot rood koper (I) oxide zijn kenmerkend voor lactose en maltose..

Daarom wordt sucrose ook wel een niet-reducerende disaccharide genoemd, omdat het herstelt Ag niet2O en Cu (OH)2.

Ontvangst en productie van sucrose:

Sucrose wordt gevonden in veel fruit, fruit, bessen, in de stengels en bladeren van planten, in het sap van bomen. Daarom wordt de productie van sucrose geassocieerd met de isolatie van de bronnen: suikerriet, suikerbieten, enz..

Sucrose halen uit suikerriet:

Suikerriet is 's werelds belangrijkste gewas voor suikerproductie. Het is goed voor 65% van de wereldproductie van suiker.

Suikerriet wordt voor de bloei gesneden. De gesneden stelen worden fijngemaakt en gemalen. Sap wordt uit de resulterende massa geperst, die tot 0,03% eiwitstoffen, 0,1% korrelvormige stoffen (zetmeel), 0,22% stikstofhoudend slijm, 0,29% zouten (meestal organische zuren), 18,36% bevat suiker, 81% water en een zeer kleine hoeveelheid aromatische stoffen die het rauwe sap een bijzondere geur geven.

Om het sap schoon te maken, wordt er vers gebluste kalk aan toegevoegd - Ca (OH)2 en verwarmd. Sucrose reageert chemisch met calciumhydroxide om een ​​in water oplosbaar calciumsaccharaat te vormen. Bovendien reageren andere stoffen in het sap ook met calciumhydroxide en vormen slecht oplosbare en onoplosbare zouten, die neerslaan en filteren.

Vervolgens wordt kooldioxide, CO, door de oplossing geleid om het calciumsacharine af te breken en het overtollige calciumhydroxide te neutraliseren.2. Als gevolg hiervan wordt calciumcarbonaat gevormd - CaCO3, die neerslaat. Het neergeslagen calciumcarbonaat wordt afgefiltreerd en de oplossing wordt in vacuümapparaten verdampt totdat sucrosekristallen worden verkregen. In dit productiestadium bevat sucrose nog steeds onzuiverheden - melasse en heeft het een bruine kleur. Melasse geeft sucrose een duidelijk natuurlijk aroma en smaak. Het resulterende product wordt bruine suiker of ongeraffineerde rietsuiker genoemd. Het (bruine suiker) is eetbaar. Het kan worden gegeten zoals het is of verder worden gezuiverd.

In het laatste productiestadium wordt sucrose extra gezuiverd en ontkleurd. Uiteindelijk wordt geraffineerde (geraffineerde) suiker verkregen, die een witte kleur heeft..

Sucroseproductie uit suikerbieten:

Suikerbiet is een tweejarige plant. In het eerste jaar worden wortelgewassen geoogst en verzonden voor verwerking.

In de verwerkingsfabriek worden wortelgewassen gewassen en geplet. Geraspte wortelgroenten worden in diffusers (grote ketels) geplaatst met heet water op een temperatuur van 75 o C. Warm water spoelt sucrose en andere componenten uit de versnipperde wortelgewassen. Als resultaat wordt een diffusiesap verkregen, dat verder wordt gefilterd uit de daarin aanwezige pulpdeeltjes..

In de volgende stadia van de suikerproductie wordt het diffusiesap gezuiverd met calciumhydroxide en kooldioxide, ingekookt, verdampt in vacuümapparatuur, onderworpen aan extra zuivering, bleken en centrifugeren. Hierdoor wordt geraffineerde suiker verkregen..

Sucrose verkrijgen van suikeresdoorn:

Sucrose van suikeresdoorn wordt verkregen in de oostelijke provincies van Canada.

In februari-maart wordt de stam van de suikeresdoorn geboord. Esdoornsap stroomt uit de gaten en wordt verzameld. Het bevat tot 3% sucrose.

Esdoornsap wordt verdampt tot "ahornsiroop". Vervolgens wordt "ahornsiroop" gezuiverd met calciumhydroxide en kooldioxide, verdampt in vacuümapparatuur, onderworpen aan extra zuivering en bleking, waardoor het eindproduct wordt verkregen - suiker.

Toepassing van sucrose:

- als voedingsproduct, maar ook voor de bereiding van verschillende voedingsproducten (zoetwaren, dranken, sauzen, enz.)

- in de zoetwarenindustrie als conserveermiddel,

- gebruikt voor het maken van kunstmatige honing,

- in de chemische industrie voor de productie van ethanol, butanol, glycerine, citroenzuur, dextran, enz..,

- in de farmaceutische industrie voor de vervaardiging van verschillende medicijnen.

Hydrolyseproducten van sucrose

Een voorbeeld van de meest voorkomende natuurlijk voorkomende disaccharide (oligosaccharide) is sucrose (bietsuiker of rietsuiker).

Oligosacchariden zijn condensatieproducten van twee of meer moleculen monosacchariden.

Disacchariden zijn koolhydraten die bij verhitting met water in aanwezigheid van minerale zuren of onder invloed van enzymen hydrolyse ondergaan en splitsen in twee monosaccharidemoleculen.

Fysieke eigenschappen en in de natuur zijn

1. Het is een kleurloze kristallen van zoete smaak, goed oplosbaar in water.

2. Het smeltpunt van sucrose is 160 ° C.

3. Wanneer de gesmolten sucrose stolt, wordt een amorfe transparante massa gevormd - karamel.

4. Bevat in veel planten: in het sap van berk, esdoorn, wortelen, meloenen, maar ook in suikerbieten en suikerriet.

Structuur en chemische eigenschappen

1. Moleculaire formule van sucrose - C12H22OVERelf

2. Sucrose heeft een complexere structuur dan glucose. Het sucrosemolecuul bestaat uit glucose- en fructoseresten die met elkaar zijn verbonden door de interactie van hemiacetale hydroxyls (1 → 2) -glycosidebinding:

3. De aanwezigheid van hydroxylgroepen in het sucrosemolecuul wordt gemakkelijk bevestigd door de reactie met metaalhydroxiden.

Als een sucrose-oplossing wordt toegevoegd aan koper (II) hydroxide, wordt een helderblauwe oplossing van kopersucrose gevormd (kwalitatieve reactie van meerwaardige alcoholen).

4. Er is geen aldehydegroep in sucrose: bij verhitting met een ammoniakoplossing van zilver (I) oxide geeft het geen "zilveren spiegel", bij verhitting met koper (II) hydroxide vormt het geen rood koper (I) oxide.

5. Sucrose is, in tegenstelling tot glucose, geen aldehyde. Sucrose, terwijl het in oplossing is, komt niet in de "zilveren spiegel" -reactie, omdat het niet in staat is om te transformeren in een open vorm die een aldehydegroep bevat. Dergelijke disacchariden kunnen niet worden geoxideerd (d.w.z. als reductiemiddelen) en worden niet-reducerende suikers genoemd..

6. Sucrose is de belangrijkste van de disacchariden.

7. Het wordt verkregen uit suikerbiet (het bevat tot 28% sucrose door droge stof) of uit suikerriet.

Reactie van sucrose met water.

Een belangrijke chemische eigenschap van sucrose is het vermogen om hydrolyse te ondergaan (bij verhitting in aanwezigheid van waterstofionen). In dit geval worden een glucosemolecuul en een fructosemolecuul gevormd uit één sucrosemolecuul:

Van de sucrose-isomeren met de molecuulformule C12H22OVERelf, maltose en lactose zijn te onderscheiden.

Tijdens hydrolyse worden verschillende disacchariden gesplitst in hun samenstellende monosacchariden vanwege het verbreken van de bindingen daartussen (glycosidische bindingen):

De hydrolysereactie van disacchariden is dus het omgekeerde van het proces van hun vorming uit monosacchariden.

Hydrolyseproducten van sucrose

Koolhydraten zijn organische stoffen en zijn samengesteld uit koolstof, waterstof en zuurstof (C, H, O).

Zijn verdeeld in
1. monosacchariden (glucose - druivensuiker, fructose - fruitsuiker, galactose - een bestanddeel van melksuiker en manose - zit in groenten en fruit)
2. disaradirs (sucrose - bietsuiker, lactose - melksuiker, maltose - moutsuiker)
* Maltose is een tussenproduct van de afbraak van zetmeel
3. polysacchariden (zetmeel, vezels, glycogeen en inuline)
* Glycogeen - dierlijk zetmeel
* inuline - zit in de artisjok van Jeruzalem

Suikers ondergaan hydrolyse, dat wil zeggen dat ze worden afgebroken tot monosuiker- of tussenliggende hydrolyseproducten. Zo worden glucose en fructose gevormd uit sucrose tijdens hydrolyse, de laatste is bijna 2 keer zoeter dan sucrose. In dit geval is er een zure hydrolyse van disacchariden, die kan optreden onder invloed van zuren of enzymen. Het eenvoudigste voorbeeld van zure hydrolyse van disacchariden is kookcompote. Je doet een bepaalde hoeveelheid suiker en de compote lijkt ongezoet, maar zodra hij blijft staan ​​en afkoelt, neemt de zoetheid toe, dat wil zeggen dat de sucrose afbreekt en de resulterende fructose veel zoeter is - de inversie van sucrose treedt op. Maar dit proces vereist de aanwezigheid van een zure omgeving - dit is ofwel het organische zuur van het fruit dat we koken of we kunnen bijvoorbeeld citroenzuur toevoegen bij het koken van gelei, compotes, enz. Bij het koken van fondant treedt ook sucrose-hydrolyse op, er wordt een invertsiroop gevormd, die de kristallisatie van sucrose voorkomt (bij het koken van fondant wordt een anticrastallizer toegevoegd, bijvoorbeeld citroenzuur of natuurlijk citroensap).

Sucrose en maltose ondergaan enzymatische hydrolyse in de beginperiode van het bakken van gistdeeg. Sucrose wordt door het enzym sucrase gesplitst in glucose en fructose, en maltose wordt gesplitst in twee glucosemoleculen; beide enzymen worden gevonden in gist. Sucrose is bietsuiker en we voegen het volgens het recept toe aan het deeg, en maltose wordt gevormd wanneer zetmeel wordt afgebroken.
Een andere eigenschap van suikers is dus gistfermentatie.
Laten we eens kijken naar het voorbeeld van gistdeeg. In het deeg vinden twee processen plaats: alcoholische fermentatie en melkzuurfermentatie. Glucose wordt opgesplitst in 2 moleculen ethylalcohol + 2CO2 kooldioxide + warmte komt vrij Q
C6H12O6 valt uiteen in 2С2H5OH + 2CO2 + Q
Kooldioxide is precies het bakpoeder.
Vervolgens reageert de alcohol met een zuur en ontstaat er een ester. Hij geeft het deeg een speciale smaak, en als het deeg bijvoorbeeld in het recept 3 dagen in de koelkast wordt bewaard, zal de smaak en het aroma van de producten intenser zijn.

De belangrijkste eigenschappen van koolhydraten om te koken zijn karamelisatie en verstijfseling..
Tijdens karamelisatie wordt een stof gevormd - karamel tijdens het verwarmingsproces, mede hierdoor hebben de afgewerkte producten een gouden korst (brood, enz.).
De vorming van een gouden korst wordt ook beïnvloed door de reacties tussen suikers (koolhydraten) en aminozuren van eiwitten, dit wordt de Maillard-reactie genoemd. Door deze reactie verschijnt er een gouden korst op de gerechten en de bijproducten van deze reactie beïnvloeden de vorming van een aangename smaak en geur van het eindproduct..
Claying is een proces dat over het algemeen begrijpelijk is. Zetmeel wordt verstijfseld door opname van water door zetmeelkorrels. Bij verhitting neemt deze zwelling toe, maar bij langdurige verwarming wordt het proces omgekeerd - gelei zal bijvoorbeeld weer vloeibaar worden.
De aanwezigheid van enig zuur remt het verstijfselingproces, als het bijvoorbeeld in een saus aanwezig is, zal het minder dik zijn dan een vergelijkbare samenstelling, maar zonder zuur. Pap, gelei, pasta, deeg worden gepasteuriseerd. Sucrose verhoogt de viscositeit, zout daarentegen verlaagt de viscositeit en de aanwezigheid van eiwitten heeft een stabiliserend effect op zetmeelkorrels.

Zetmeel is, net als disacchariden, onderhevig aan hydrolyse, die kan worden onderverdeeld in enzymatisch en zuur. Het enzym AMYLASE neemt deel aan de hydrolyse van zetmeel, dat polysacchariden gedeeltelijk afbreekt door de vorming van verbindingen met een laag molecuulgewicht van dextrines. Als de hydrolyse verder gaat, worden glucose en maltose gevormd. Of, onder invloed van amylase, wordt zetmeel afgebroken tot maltose. Bijvoorbeeld bij het bakken van brood, bij het koken van aardappelen.
Dextrines - tussenproducten van de afbraak van polysacchariden (zetmeel).
Dextrinisatie treedt ook op bij verhitting zonder water, bijvoorbeeld meel, waardoor zetmeelkorrels gedeeltelijk worden vernietigd en het vermogen om op te zwellen wordt verloren, het meel wordt oplosbaar in water. (Trouwens, meel is 70% zetmeel). Dextrines zijn licht tot donkerbruin van kleur; hoe hoger de temperatuur, hoe meer polysacchariden worden omgezet in dextrines. Dextirinatie treedt niet alleen op bij het bruinen van meel, maar ook bij het calcineren van boekweit, het drogen van rijst, noedels voor het koken en bij het verkruimelen op brood. Het blijkt dat karamelisatie, dextrinisatie, melanoidinevormingsreactie verantwoordelijk zijn voor de broodkorst
Bij het kneden van het deeg wordt zetmeel door een enzym afgebroken tot maltose en is maltose een vruchtbare grond voor gistactiviteit. De mate van zetmeelhydrolyse hangt af van de temperatuur tijdens het baggeren en in de beginperiode van het bakken, daarom wordt altijd aangeraden om het deeg op een warme plaats te zetten, en hoe fijner het graan wordt gemalen, hoe sneller de hydrolyse verloopt.
Aardappelen bevatten ook een enzym dat zetmeel omzet in maltose. Wanneer aardappelen worden ingevroren, hoopt maltose zich op en daarom hebben de aardappelen een zoete smaak. Als de aardappelen met koud water worden gegoten en gekookt, zal er een grotere hoeveelheid maltose in de bouillon gaan en zullen er dus minder voedingsstoffen in de aardappelen zelf achterblijven, daarom wordt geadviseerd om de aardappelen in kokend water te doen om zoveel mogelijk nuttig te blijven in de knollen.
Zure hydrolyse vindt plaats in aanwezigheid van water en zuur, glucose wordt gevormd (sauzen, gelei). Sauzen, gelei en hun langdurige opslag in een hete staat koken.

Dit zijn de veranderingen in koolhydraten, misschien heb ik iets gemist, het belangrijkste is om het niet verkeerd te doen. Ik las iets in het boek Professioneel koken, ik herinner me iets uit lezingen, ik heb zelf iets verteerd. Als je vragen hebt, laten we het samen oplossen.

Koolhydraten

Koolhydraten zijn een groep natuurlijke organische verbindingen waarvan de chemische structuur overeenkomt met formule Cm(H2O)n. Maken zonder uitzondering deel uit van alle levende organismen.

Classificatie

Koolhydraten zijn ingedeeld in

    Monosacchariden

Monosacchariden (Griekse monos - de enige + sacchar - suiker) - de meest voorkomende groep koolhydraten in de natuur, met vijf (pentose) of zes (hexose) koolstofatomen in moleculen.

Van de meest bekende vertegenwoordigers zijn pentosen ribose en desoxyribose en hexosen glucose en fructose..

Oligosacchariden (Grieks ὀλίγος - een beetje) zijn een groep koolhydraten, waarvan de moleculen 2 tot 10 monosaccharideresten bevatten. Als een molecuul twee monosaccharideresten bevat, wordt dit een disaccharide genoemd..

De volgende disacchariden zijn het meest bekend: sucrose, lactose, maltose. Het zijn isomeren, hun moleculaire formule is hetzelfde - C12H22Oelf.

Polysacchariden (Grieks poly - veel) zijn natuurlijke biopolymeren, waarvan de moleculen bestaan ​​uit lange ketens (tientallen, honderdduizenden) monosacchariden.

Glucose is bijvoorbeeld een monosaccharide en zetmeel, glycogeen en cellulose zijn de polymeren ervan. Chitine en pectine zijn ook polymeren. Zetmeel, celluloseformule - (C6HtienOvijf)n

Monosacchariden

Het verkrijgen van glucose is op verschillende manieren mogelijk:

    Butlerov's reactie

In aanwezigheid van metaalionen combineren formaldehyde-moleculen verschillende koolhydraten, zoals glucose.

In aanwezigheid van zuur en bij verhitting valt zetmeel (polymeer) uiteen in monomeren - glucosemoleculen.

Deze reactie is uitgevonden door de natuur, want er is een buitengewone katalysator - zonlicht (hν).

In termen van chemische structuur is glucose een pentaatomische aldehydealcohol, wat betekent dat het wordt gekenmerkt door reacties van zowel aldehyden als meerwaardige alcoholen.

    Aldehyde-groepsreacties

Oxidatie van glucose gaat naar gluconzuur. Dit kan worden bereikt met behulp van zilveren spiegelreacties met koper II-hydroxide.

Let er vooral op dat wanneer u de formule voor een volledige ammoniakoplossing schrijft, het correcter is om in de producten niet het zuur, maar het zout - ammoniumgluconaat aan te geven. Dit komt doordat ammoniak, dat basiseigenschappen heeft, met gluconzuur reageert tot een zout.

Terugwinning van glucose is mogelijk tot hexahedral alcohol sorbitol (glucite), dat in de voedingsindustrie wordt gebruikt als suikervervanger. Sorbitol smaakt minder prettig, minder zoet dan suiker.

Glucose bevat vijf hydroxylgroepen en is een meerwaardige alcohol. Het gaat een kwalitatieve reactie aan voor meerwaardige alcoholen - met vers bereid koperhydroxide II.

Door deze reactie ontstaat een karakteristieke blauwe kleur van de oplossing..

Er zijn verschillende opties voor glucosefermentatie: alcohol, melkzuur, boterzuur. Deze vormen van fermentatie zijn van groot praktisch belang en zijn kenmerkend voor veel levende organismen, met name bacteriën..

Fructose is een isomeer van glucose. Daarentegen treedt het geen oxidatiereacties op - het is een ketonalcohol en ketonen worden niet geoxideerd tot zuren.

Het wordt gekenmerkt door een kwalitatieve reactie als een meerwaardige alcohol - met vers bereid koperhydroxide II. Fructose reageert niet met een zilveren spiegel.

Fructose wordt gebruikt als zoetstof. Het is 3 keer zoeter dan glucose en 1,5 keer zoeter dan sucrose.

Disacchariden

Zoals eerder vermeld, hebben de meest bekende disacchariden: sucrose, lactose en maltose - dezelfde formule - C12H22Oelf.

Hun hydrolyse levert verschillende monosacchariden op.

Polysacchariden

Van de vele reacties wil ik de hydrolyse van zetmeel benadrukken. Het resultaat is glucose.

© Bellevich Yuri Sergeevich 2018-2020

Dit artikel is geschreven door Yuri Sergeevich Bellevich en is zijn intellectuele eigendom. Kopiëren, verspreiden (ook door kopiëren naar andere sites en bronnen op internet) of elk ander gebruik van informatie en objecten zonder de voorafgaande toestemming van de houder van het auteursrecht is strafbaar. Om de materialen van het artikel te verkrijgen en toestemming om ze te gebruiken, verwijzen wij u naar Bellevich Yuri.

Doe de test om kennis te consolideren

Isomeren zijn glucose en fructose.

Glucose reageert niet met kiezelzuur (onoplosbaar).

Glucose reageert met een zilveren spiegel en met koperhydroxide II, daarin geoxideerd tot gluconzuur.
Bij de reactie met koperoxide II treedt een uitwisseling op - een typische reactie tussen een zuur en een basisoxide: kopergluconaat en water worden gevormd.

Niet-disaccharidestof, ribose.

Galactose is een monosaccharide uit de hexosegroep.

Als gevolg van hydrolyse van zetmeel wordt glucose verkregen.

Door hydrolyse van sucrose worden glucose en fructose verkregen.

Disacchariden. Sucrose

Een voorbeeld van de meest voorkomende natuurlijk voorkomende disaccharide (oligosaccharide) is sucrose (bietsuiker of rietsuiker).

Oligosacchariden zijn condensatieproducten van twee of meer moleculen monosacchariden.

Disacchariden zijn koolhydraten die bij verhitting met water in aanwezigheid van minerale zuren of onder invloed van enzymen hydrolyse ondergaan en splitsen in twee monosaccharidemoleculen.

Fysieke eigenschappen en in de natuur zijn

1. Het is een kleurloze kristallen van zoete smaak, goed oplosbaar in water.

2. Het smeltpunt van sucrose is 160 ° C.

3. Wanneer de gesmolten sucrose stolt, wordt een amorfe transparante massa gevormd - karamel.

4. Bevat in veel planten: in het sap van berk, esdoorn, wortelen, meloenen, maar ook in suikerbieten en suikerriet.

Structuur en chemische eigenschappen

1. Moleculaire formule van sucrose - C12H22OVERelf

2. Sucrose heeft een complexere structuur dan glucose. Het sucrosemolecuul bestaat uit glucose- en fructoseresten die met elkaar zijn verbonden door de interactie van hemiacetale hydroxyls (1 → 2) -glycosidebinding:

3. De aanwezigheid van hydroxylgroepen in het sucrosemolecuul wordt gemakkelijk bevestigd door de reactie met metaalhydroxiden.

Als een sucrose-oplossing wordt toegevoegd aan koper (II) hydroxide, wordt een helderblauwe oplossing van kopersucrose gevormd (kwalitatieve reactie van meerwaardige alcoholen).

4. Er is geen aldehydegroep in sucrose: bij verhitting met een ammoniakoplossing van zilver (I) oxide geeft het geen "zilveren spiegel", bij verhitting met koper (II) hydroxide vormt het geen rood koper (I) oxide.

5. Sucrose is, in tegenstelling tot glucose, geen aldehyde. Sucrose, dat in oplossing is, komt niet in de "zilveren spiegel" -reactie, omdat het niet in staat is om te transformeren in een open vorm die een aldehydegroep bevat. Dergelijke disacchariden kunnen niet worden geoxideerd (d.w.z. als reductiemiddelen) en worden niet-reducerende suikers genoemd..

6. Sucrose is de belangrijkste van de disacchariden.

7. Het wordt verkregen uit suikerbiet (het bevat tot 28% sucrose door droge stof) of uit suikerriet.

Reactie van sucrose met water.

Een belangrijke chemische eigenschap van sucrose is het vermogen om hydrolyse te ondergaan (bij verhitting in aanwezigheid van waterstofionen). In dit geval worden een glucosemolecuul en een fructosemolecuul gevormd uit één sucrosemolecuul:

Van de sucrose-isomeren met de molecuulformule C12H22OVERelf, maltose en lactose zijn te onderscheiden.

Tijdens hydrolyse worden verschillende disacchariden gesplitst in hun samenstellende monosacchariden vanwege het verbreken van de bindingen daartussen (glycosidische bindingen):

De hydrolysereactie van disacchariden is dus het omgekeerde van het proces van hun vorming uit monosacchariden.

3.8.3. Koolhydraten (monosacchariden, disacchariden, polysacchariden).

Koolhydraten zijn organische verbindingen, meestal van natuurlijke oorsprong, die alleen uit koolstof, waterstof en zuurstof bestaan.

Koolhydraten spelen een grote rol in het leven van alle levende organismen.

Deze klasse van organische verbindingen kreeg zijn naam omdat de eerste door de mens bestudeerde koolhydraten een algemene formule met de vorm C haddenX(H2O)y. Die. ze werden conventioneel beschouwd als verbindingen van koolstof en water. Later bleek echter dat de samenstelling van sommige koolhydraten van deze formule afweek. Een koolhydraat zoals deoxyribose heeft bijvoorbeeld de formule CvijfHtienOVER4. Tegelijkertijd zijn er enkele verbindingen die formeel overeenkomen met formule CX(H2O)y, echter niet gerelateerd aan koolhydraten, zoals formaldehyde (CH2O) en azijnzuur (C2H4OVER2).

Niettemin is de term "koolhydraten" van oudsher toegewezen aan deze klasse van verbindingen, en daarom wordt het in onze tijd veel gebruikt.

Classificatie van koolhydraten

Afhankelijk van het vermogen van koolhydraten om door hydrolyse af te breken in andere koolhydraten met een lager molecuulgewicht, zijn ze onderverdeeld in eenvoudige (monosacchariden) en complexe (disacchariden, oligosacchariden, polysacchariden).

Zoals je zou kunnen raden, van eenvoudige koolhydraten, d.w.z. monosacchariden is het onmogelijk om door hydrolyse koolhydraten met een nog lager molecuulgewicht te verkrijgen.

Tijdens de hydrolyse van één molecuul disaccharide worden twee moleculen monosaccharide gevormd en met de volledige hydrolyse van één molecuul van elk polysaccharide worden veel moleculen monosacchariden verkregen.

Chemische eigenschappen van monosacchariden door het voorbeeld van glucose en fructose

De meest voorkomende monosacchariden zijn glucose en fructose, die de volgende structuurformules hebben:

Zoals je kunt zien, hebben zowel het glucosemolecuul als het fructosemolecuul 5 hydroxylgroepen en daarom kunnen ze worden beschouwd als meerwaardige alcoholen.

Het glucosemolecuul bevat een aldehydegroep, d.w.z. glucose is in feite een meerwaardige aldehydealcohol.

In het geval van fructose kan een ketongroep worden gevonden in zijn molecuul, d.w.z. fructose is een polyatomaire keto-alcohol.

Chemische eigenschappen van glucose en fructose als carbonylverbindingen

Alle monosacchariden kunnen in aanwezigheid van katalysatoren reageren met waterstof. In dit geval wordt de carbonylgroep gereduceerd tot een alcoholische hydroxylgroep. Dus, met name door hydrogenering van glucose in de industrie, wordt een kunstmatige zoetstof verkregen - hexaatomic alcohol sorbitol:

Het glucosemolecuul bevat een aldehydegroep in zijn samenstelling en daarom is het logisch om aan te nemen dat de waterige oplossingen kwalitatieve reacties op aldehyden geven. Bij het verwarmen van een waterige glucoseoplossing met vers neergeslagen koper (II) hydroxide, zoals bij elk ander aldehyde, slaat inderdaad een steenrood neerslag van koper (I) oxide neer uit de oplossing. In dit geval wordt de aldehydegroep van glucose geoxideerd tot een carboxylgroep - er wordt gluconzuur gevormd:

Ook komt glucose in de "zilveren spiegel" -reactie wanneer het wordt blootgesteld aan een ammoniakoplossing van zilveroxide. In tegenstelling tot de vorige reactie wordt in plaats van gluconzuur het zout gevormd - ammoniumgluconaat, omdat opgeloste ammoniak is aanwezig in de oplossing:

Fructose en andere monosacchariden, die polyatomaire ketalcoholen zijn, vertonen geen kwalitatieve reacties op aldehyden.

Chemische eigenschappen van glucose en fructose als meerwaardige alcoholen

Omdat monosacchariden, waaronder glucose en fructose, verschillende hydroxylgroepen in hun moleculen hebben. Allemaal geven ze een kwalitatieve reactie op meerwaardige alcoholen. In het bijzonder lost vers neergeslagen koper (II) hydroxide op in waterige oplossingen van monosacchariden. In dit geval in plaats van het blauwe neerslag Cu (OH)2 er ontstaat een donkerblauwe oplossing van kopercomplexverbindingen.

Fermentatiereacties van glucose

Alcoholische gisting

Wanneer bepaalde enzymen op glucose inwerken, kan glucose worden omgezet in ethylalcohol en kooldioxide:

Melkzuurfermentatie

Naast de alcoholische gisting zijn er nog vele andere. Bijvoorbeeld melkzuurfermentatie, die optreedt wanneer melk zuurt, zuurkool en komkommers:

Kenmerken van het bestaan ​​van monosacchariden in waterige oplossingen

Monosacchariden bestaan ​​in waterige oplossing in drie vormen: twee cyclisch (alfa en bèta) en één niet-cyclisch (normaal). Zo bestaat er bijvoorbeeld het volgende evenwicht in een glucoseoplossing:

Zoals je kunt zien, is er geen aldehydegroep in de cyclische vormen omdat het deelneemt aan de vorming van de cyclus. Op basis hiervan wordt een nieuwe hydroxylgroep gevormd, die acetal hydroxyl wordt genoemd. Vergelijkbare overgangen tussen cyclische en niet-cyclische vormen worden waargenomen voor alle andere monosacchariden..

Disacchariden. Chemische eigenschappen.

Algemene beschrijving van disacchariden

Disacchariden zijn koolhydraten, waarvan de moleculen bestaan ​​uit twee monosaccharideresiduen die zijn verbonden door condensatie van twee hemiacetale hydroxylen of een alcoholische hydroxyl en een hemiacetale hydroxyl. De zo gevormde bindingen tussen de residuen van monosacchariden worden glycosidisch genoemd. De formule voor de meeste disacchariden kan worden geschreven als C12H22Oelf.

De meest voorkomende disaccharide is de bekende suiker die chemici sucrose noemen. Het molecuul van dit koolhydraat wordt gevormd door cyclische residuen van één glucosemolecuul en één fructosemolecuul. De verbinding tussen disaccharideresiduen wordt in dit geval gerealiseerd door de eliminatie van water uit twee hemiacetale hydroxylen:

Aangezien de binding tussen de monosaccharideresiduen wordt gevormd door de condensatie van twee acetaalhydroxylen, is het voor een suikermolecuul onmogelijk om een ​​van de ringen te openen, d.w.z. overgang naar de carbonylvorm is onmogelijk. In dit opzicht is sucrose niet in staat kwalitatieve reacties op aldehyden te veroorzaken.

Dergelijke disacchariden, die geen kwalitatieve reacties op aldehyden geven, worden niet-reducerende suikers genoemd..

Er zijn echter disacchariden die kwalitatieve reacties geven aan de aldehydegroep. Deze situatie is mogelijk wanneer een hemiacetaal hydroxyl uit de aldehydegroep van een van de oorspronkelijke monosaccharidemoleculen in het disaccharidemolecuul blijft.

In het bijzonder reageert maltose met een ammoniakale oplossing van zilveroxide en koper (II) hydroxide-achtige aldehyden. Dit komt door het feit dat het volgende evenwicht bestaat in de waterige oplossingen:

Zoals je kunt zien, bestaat maltose in waterige oplossingen in twee vormen - met twee cycli in het molecuul en één cyclus in het molecuul en een aldehydegroep. Om deze reden geeft maltose, in tegenstelling tot sucrose, een kwalitatieve reactie op aldehyden.

Disaccharide hydrolyse

Alle disacchariden zijn in staat een hydrolysereactie aan te gaan die wordt gekatalyseerd door zuren en verschillende enzymen. Tijdens een dergelijke reactie worden twee moleculen van een monosaccharide gevormd uit één molecuul van het aanvankelijke disaccharide, die hetzelfde of verschillend kunnen zijn, afhankelijk van de samenstelling van het aanvankelijke monosaccharide.

Zo leidt bijvoorbeeld de hydrolyse van sucrose tot de vorming van glucose en fructose in gelijke hoeveelheden:

En bij de hydrolyse van maltose wordt alleen glucose gevormd:

Disacchariden als meerwaardige alcoholen

Disacchariden, zijnde meerwaardige alcoholen, geven een geschikte kwalitatieve reactie met koper (II) hydroxide, d.w.z. wanneer hun waterige oplossing wordt toegevoegd aan vers neergeslagen koper (II) hydroxide, in water onoplosbaar blauw neerslag Cu (OH)2 lost op tot een donkerblauwe oplossing.

Polysacchariden. Zetmeel en cellulose

Polysacchariden zijn complexe koolhydraten waarvan de moleculen bestaan ​​uit een groot aantal monosaccharideresiduen verbonden door glycosidebindingen.

Er is een andere definitie van polysacchariden:

Polysacchariden worden complexe koolhydraten genoemd, waarvan de moleculen bij volledige hydrolyse een groot aantal monosaccharidemoleculen vormen.

Over het algemeen kan de formule voor polysacchariden worden geschreven als (C6HtienOvijf)n.

Zetmeel is een stof die een wit amorf poeder is, onoplosbaar in koud water en gedeeltelijk oplosbaar in warm water om een ​​colloïdale oplossing te vormen, in het dagelijks leven zetmeelpasta genoemd.

Zetmeel wordt tijdens fotosynthese gevormd uit kooldioxide en water in de groene delen van planten onder invloed van zonlicht. De grootste hoeveelheden zetmeel komen voor in aardappelknollen, tarwe, rijst en maïskorrels. Om deze reden zijn deze zetmeelbronnen de grondstoffen voor de productie in de industrie..

Cellulose is een stof die in pure toestand een wit poeder is, onoplosbaar in koud of warm water. In tegenstelling tot zetmeel vormt cellulose geen pasta. Filtreerpapier, watten, populierpluis bestaan ​​uit praktisch pure cellulose. Zowel zetmeel als cellulose zijn plantaardige producten. De rollen die ze spelen in het plantenleven zijn echter anders. Cellulose is vooral een bouwmateriaal, het vormt vooral de membranen van plantencellen. Zetmeel daarentegen heeft voornamelijk een opslag-, energiefunctie..

Chemische eigenschappen van zetmeel en cellulose

Verbranding

Alle polysacchariden, inclusief zetmeel en cellulose, vormen bij volledige verbranding in zuurstof kooldioxide en water:

Vorming van glucose

Met de volledige hydrolyse van zowel zetmeel als cellulose wordt hetzelfde monosaccharide gevormd - glucose:

Kwalitatieve reactie op zetmeel

Wanneer jodium inwerkt op alles wat zetmeel bevat, verschijnt er een blauwe kleur. Bij verhitting verdwijnt de blauwe kleur; bij afkoeling verschijnt hij weer.

Tijdens droge destillatie van cellulose, in het bijzonder hout, ontleedt het gedeeltelijk met de vorming van producten met een laag molecuulgewicht zoals methylalcohol, azijnzuur, aceton, enz..

Aangezien zowel zetmeelmoleculen als cellulosemoleculen alcoholische hydroxylgroepen bevatten, kunnen deze verbindingen veresteringsreacties aangaan met zowel organische als anorganische zuren:

Chemie. Rang 10

Samenvatting van de les

Les nummer 10. Koolhydraten. Glucose. Oligosacchariden. Sucrose

De lijst met kwesties die in het onderwerp worden behandeld: de les is gewijd aan de studie van koolhydraten, de eigenaardigheden van hun structuur. Er wordt gekeken naar de invloed van functionele groepen op de eigenschappen van koolhydraten. Het kenmerk van de chemische eigenschappen van glucose en sucrose wordt gegeven. De biologische rol van koolhydraten en hun toepassingsgebieden uitgelegd.

Alkylering - de reactie van de vorming van ethers als gevolg van de vervanging van een waterstofatoom door een koolwaterstofradicaal in de hydroxylgroep.

Acylering is de reactie van de vorming van esters als gevolg van de interactie van alcoholen, inclusief meerwaardige, met zuren of zuuranhydriden.

Boterzuurfermentatie - de omzetting van glucose onder invloed van boterzuurbacteriën in boterzuur. Gaat gepaard met het vrijkomen van kooldioxide en waterstof.

Melkzuurfermentatie - de omzetting van glucose onder invloed van melkzuurbacteriën in melkzuur.

Alcoholische fermentatie - de afbraak van glucose onder invloed van gist met de vorming van ethylalcohol en kooldioxide.

Glucose is een monosaccharide met samenstelling C6H12OVER6, bestaande uit 6 koolstofatomen, 5 hydroxylgroepen en een aldehydegroep. Het kan zowel als lineaire als cyclische moleculen bestaan. Het komt in de reacties van oxidatie, reductie, acylering, alkylering, ondergaat melkzuur, alcoholische, boterzuurfermentatie.

Zetmeel is een polysaccharide dat bestaat uit α-glucose-residuen.

Lactose of melksuiker - disaccharide C12H22OVERelf, bestaande uit glucose- en galactoseresten, ondergaat hydrolyse, kan worden geoxideerd tot sacharinezuren.

Monosacchariden - koolhydraten die geen hydrolyse ondergaan, bestaan ​​uit 3-10 koolstofatomen, kunnen in één cyclus cyclische moleculen vormen (glucose, fructose, ribose).

Niet-reducerende koolhydraten - koolhydraten die geen aldehydegroep bevatten en die reacties niet kunnen verminderen (fructose, sucrose, zetmeel).

Oligosacchariden - koolhydraten die zich vormen tijdens hydrolyse van 2 tot 10 moleculen monosacchariden (sucrose, lactose).

Polysacchariden - koolhydraten die zich vormen tijdens hydrolyse van enkele tientallen tot honderdduizenden monosaccharidemoleculen (cellulose, zetmeel).

Ribose is een monosaccharide, behoort tot pentosen. Een lineair molecuul bevat een aldehydegroep. Vormt een cyclus met vijf leden. Onderdeel van RNA.

Sucrose is een disaccharide dat bestaat uit α-glucose- en β-fructoseresten. Verwijst naar niet-reducerende koolhydraten, omdat het geen aldehydegroep bevat en koper (II) hydroxide niet kan reduceren tot monovalent koperoxide en zilver uit een ammoniakoplossing van zilverhydroxide. Het is een meerwaardige alcohol. Ondergaat hydrolyse.

Koolhydraten - zuurstofbevattende organische verbindingen die carbonyl en verschillende hydroxylgroepen bevatten.

Fructose is een monosaccharide met samenstelling C6H12OVER6, verwijst naar ketose. Het kan zowel als een lineair molecuul bestaan ​​en een cyclus met vijf leden vormen.

Cellulose is een polysaccharide dat is samengesteld uit β-glucose-residuen.

Hoofdliteratuur: Rudzitis, G.E., Feldman, F.G. Chemistry. Rang 10. Een basisniveau van; leerboek / G.E. Rudzitis, F.G, Feldman - M.: Education, 2018. - 224 p..

1. Ryabov, M.A. Verzameling van problemen, oefeningen en tests in de chemie. Naar de leerboeken van G.E. Rudzitis, F.G. Feldman “Chemie. Graad 10 "en" Chemie. Grade 11 ": leerboek / M.А. Ryabov. - M.: Examen. - 2013.-- 256 s.

2. Rudzitis, G.E. Chemie. Graad 10: leerboek voor educatieve organisaties. Geavanceerd niveau / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: onderwijs. - 2018. - 352 s.

Open elektronische bronnen:

  • Een enkel venster voor toegang tot informatiebronnen [elektronische bron]. M. 2005 - 2018. URL: http://window.edu.ru/ (toegangsdatum: 01.06.2018).

THEORETISCH MATERIAAL VOOR ONAFHANKELIJKE STUDIE

Het concept van koolhydraten, hun classificatie

Koolhydraten zijn zuurstofbevattende organische verbindingen die carbonyl en verschillende hydroxylgroepen bevatten en die gewoonlijk overeenkomen met de algemene formule C.P(H2OVER)t. Koolhydraten zijn onder meer glucose, fructose, ribose, sucrose, lactose, zetmeel, cellulose en andere. Koolhydraten kunnen bestaan ​​als lineaire of cyclische moleculen. Koolhydraten, waarvan de moleculen slechts één cyclus kunnen vormen, worden monosacchariden genoemd (glucose, fructose, ribose). Als een koolhydraatmolecuul tijdens hydrolyse in meerdere (van twee tot tien monosacchariden) uiteenvalt, worden ze oligosacchariden (sucrose, lactose) genoemd. Koolhydraten die tijdens hydrolyse tientallen, honderden of meer monosacchariden vormen, worden polysacchariden genoemd (zetmeel, cellulose).

Een monosaccharidemolecuul kan twee tot tien koolstofatomen bevatten. Alle monosacchariden hebben het -ose-einde. De naam geeft eerst het aantal koolstofatomen aan en vervolgens wordt het einde toegevoegd: triose, tetrose, pentose, hexose.

Voor levende organismen zijn de belangrijkste pentose en hexose. Monosacchariden met een aldehydegroep worden aldosen genoemd (bijvoorbeeld glucose) en die met een ketogroep worden ketosen genoemd (bijvoorbeeld fructose). De nummering van koolstofatomen in aldosen begint met het atoom van de aldehydegroep en in ketose - van het extreme atoom dat het dichtst bij de carbonylgroep staat.

Het meest voorkomende monosaccharide in de natuur is glucose. Het wordt gevonden in zoete bessen en fruit. Honing bevat ook veel glucose.

Glucose behoort tot de groep van hexosen, omdat het zes koolstofatomen bevat. Glucosemoleculen kunnen zowel lineair (D-glucose, aldose) als cyclisch (α en β-glucose) zijn. Een lineair glucosemolecuul bevat aan het einde een aldehydegroep. Algemene formule C6H12OVER6 kan zowel glucose als fructose worden genoemd.

Fructose behoort tot ketose en er wordt een cyclus met vijf leden gevormd. Het is een isomeer van glucose. Fructose kan, net als glucose, voorkomen in de vorm van lineaire en cyclische moleculen, afhankelijk van de positie van de substituenten op het tweede koolstofatoom worden α- en β-fructose onderscheiden.

Glucose is een kleurloze kristallijne stof. Het lost goed op in water en heeft een zoete smaak. Het feit van de aanwezigheid van een aldehydegroep in het glucosemolecuul bewijst de reactie van de "zilveren spiegel". Deze reactie werkt niet bij fructose. Eén mol glucose reageert met vijf mol azijnzuur tot een ester, wat de aanwezigheid van vijf hydroxylgroepen in het glucosemolecuul bewijst. Deze reactie wordt acylering genoemd. Als oplossingen van kopersulfaat en alkali in de kou aan een glucoseoplossing worden toegevoegd, wordt in plaats van een neerslag een helderblauwe kleur gevormd. Deze reactie bewijst dat glucose een meerwaardige alcohol is. Door de aanwezigheid van een aldehydegroep in het glucosemolecuul, kan het niet alleen een "zilveren spiegel" -reactie aangaan, maar ook koper (II) hydroxide reduceren tot een eenwaardig oxide. Waterstof in aanwezigheid van een nikkelkatalysator reduceert glucose tot sorbitol, een alcohol met zes alcohol. Bij reacties met lagere alcoholen in een zuur medium of met methyljodide in een alkalisch medium, nemen hydroxylgroepen deel aan de vorming van ethers - er treedt een alkyleringsreactie op.

Glucose, afhankelijk van de omstandigheden, gaat fermentatiereacties aan met de vorming van verschillende producten. Onder invloed van melkzuurbacteriën wordt glucose omgezet in melkzuur - dit proces wordt "melkzuurfermentatie" genoemd. Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van gefermenteerde melkproducten. In aanwezigheid van gist ondergaat glucose een alcoholische gisting. Dit type fermentatie wordt gebruikt bij de vervaardiging van alcoholische dranken, evenals gistdeeg. Daarbij wordt naast alcohol kooldioxide gevormd, waardoor het deeg luchtig wordt. De fermentatie van glucose, waardoor boterzuur ontstaat, vindt plaats onder invloed van speciale boterzuurbacteriën. Dit type fermentatie wordt gebruikt bij de productie van boterzuur, waarvan de esters veel worden gebruikt in de parfumerie. Maar als vette bacteriën in voedsel terechtkomen, kunnen ze rotten..

Een van de producten van fotosynthese die optreedt bij deelname van groene planten is glucose. Voor mens en dier is glucose de belangrijkste energiebron voor metabole processen. In dierlijke organismen hoopt glucose zich op in de vorm van glycogeen (een polysaccharide gevormd door glucose-residuen). In planten wordt glucose omgezet in zetmeel (een polysaccharide bestaande uit α-glucose-residuen). De celwanden van hogere planten zijn gemaakt van cellulose (een polysaccharide bestaande uit β-glucose-residuen).

Er zit ongeveer 0,1% glucose in menselijk bloed. Deze concentratie is voldoende om het lichaam van energie te voorzien. Maar bij een ziekte die "diabetes" wordt genoemd, wordt glucose niet afgebroken, de concentratie in het bloed kan 12% bereiken, wat leidt tot ernstige verstoringen in het werk van het hele organisme.

In vitro kan glucose worden verkregen uit formaldehyde in aanwezigheid van calciumhydroxide. Deze synthese werd voor het eerst uitgevoerd door Alexander Mikhailovich Butlerov in 1861. In de industrie wordt glucose verkregen door hydrolyse van zetmeel door de werking van zwavelzuur.

Het meest voorkomende disaccharide is sucrose. In de natuur komt het in grote hoeveelheden voor in bieten en suikerriet. Het sucrosemolecuul bestaat uit α-glucose- en β-fructoseresten.

Sucrose is een kleurloze kristallijne stof, gemakkelijk oplosbaar in water, tweemaal zo zoet als glucose. Het smeltpunt is 160 o C. Als gevolg van de reactie van sucrose met koperhydroxide ontstaat een helderblauwe kleur, die kenmerkend is voor meerwaardige alcoholen, maar bij verhitting vormt zich geen rood neerslag, wat wijst op de afwezigheid van een aldehydegroep. In aanwezigheid van minerale zuren ondergaat sucrose bij verhitting hydrolyse en valt uiteen in α-glucose en β-fructose. Als een sucrose-oplossing wordt toegevoegd aan een suspensie van kalkmelk, lost het neerslag op. Er wordt een in water oplosbaar calciumsacharine gevormd. Deze reactie ligt ten grondslag aan de productie van sucrose uit suikerbieten en suikerriet. Als kooldioxide door een oplossing van calciumsacharaat wordt geleid, wordt een neerslag van calciumcarbonaat en een oplossing van sucrose gevormd.

Sucrose wordt gebruikt in de voedingsindustrie voor de vervaardiging van snoepgoed, conserven (jam, conserven, compotes).

VOORBEELDEN EN ANALYSE VAN DE OPLEIDINGSMODULE TAKEN OPLOSSINGEN

1. Berekening van de hoeveelheid reagens die nodig is voor de reactie met glucose

Probleemconditie: Om een ​​acetoazijnester van glucose per mol glucose te verkrijgen, is 5 mol azijnzuur nodig. Hoeveel gram 35% azijnzuuroplossing is nodig om volledig te reageren met 10 g glucose als de opbrengst van het reactieproduct 75% is?

Schrijf het antwoord als een geheel getal.

Stap één: zoek de molmassa van glucose en azijnzuur.

M (CH3COOH) = 2 12 + 1 16 + 4 1 = 60 (g / mol).

Stap twee: Zoek de massa azijnzuur die reageert met 10 g glucose. Laten we om dit te doen een verhouding maken:

180 g glucose reageert met 5 * 60 g azijnzuur;

10 g glucose reageert met x1 g azijnzuur.

Stap drie: Bepaal de massa azijnzuur, rekening houdend met de opbrengst van het reactieproduct. Laten we om dit te doen een verhouding maken:

16,7 g azijnzuur reageert met 75% glucose;

X2 g azijnzuur reageert met 100% glucose.

Stap vier: Zoek de massa van een 35% azijnzuuroplossing, die 22,2 g zuur bevat. Laten we om dit te doen een verhouding maken:

100 g oplossing bevat 35 g zuur;

in x3 g oplossing bevat 22,2 g zuur.

2. Berekening van de hoeveelheid energie die het lichaam ontvangt tijdens de afbraak van glucose.

Toestand van het probleem: Bij het splitsen van 1 mol glucose in het menselijk lichaam komt 200 kJ energie vrij. Een middelbare scholier heeft 12.500 kJ energie per dag nodig. Welk percentage van de dagelijkse energiebehoefte zal worden vervuld door een student die 200 g druiven heeft gegeten als het glucosegehalte van de druiven 30% is? Schrijf je antwoord op tot tienden.

Stap één: Zoek de molecuulmassa van glucose:

Stap twee: Zoek de massa glucose in 200 g druiven.

Om dit te doen, vermenigvuldig je de druivenmassa met 30% en deel je met 100%:

Stap drie: Zoek het aantal mol glucose in 60 g van dit koolhydraat.

Om dit te doen, deelt u de massa van glucose door zijn molaire massa:

Stap vier: Zoek de hoeveelheid energie die vrijkomt bij de afbraak van 0,33 mol glucose.

Laten we om dit te doen een verhouding maken:

Wanneer 1 mol glucose wordt afgebroken, komt er 200 kJ energie vrij;

splijt 0,33 mol vrijgekomen glucose x1 kJ energie.

Stap vijf: Zoek uit hoeveel procent van de dagelijkse behoefte deze hoeveelheid energie is.

Laten we om dit te doen een verhouding maken:

12500 kJ is 100% van de dagelijkse behoefte;

66 kJ is x2% van de dagelijkse behoefte.