на что расщепляется сахароза
Сахароза
| Сахароза | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | (2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-дигидрокси-2,5-бис(гидроксиметил)оксолан-2-ил]окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол |
| Традиционные названия | α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид |
| Химическая формула | C12H22O11 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 342,3 г/моль |
| Плотность | 1,587 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 186 °C |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 211,5 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 57-50-1 |
| SMILES | OC1C(OC(CO)C(O)C1O) OC2(CO)OC(CO)C(O)C2O |
Сахароза C12H22O11, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар — дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α-глюкозы и β-фруктозы.
Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.
Сахароза имеет высокую растворимость. В химическом отношении сахароза довольно инертна, так как при перемещении из одного места в другое почти не вовлекается в метаболизм. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.
Синонимы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид, свекловичный сахар, тростниковый сахар
Содержание
Внешний вид
Бесцветные моноклинные кристаллы. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса — карамель.
Химические и физические свойства
Молекулярная масса 342,3 а. е. м. Брутто-формула (система Хилла): C12H22O11. Вкус сладковатый. Растворимость (в граммах на 100 граммов растворителя): в воде 179 (0 °C) и 487 (100 °C), в этаноле 0,9 (20 °C). Малорастворима в метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире. Плотность 1,5879 г/см 3 (15 °C). Удельное вращение для D-линии натрия: 66,53 (вода; 35 г/100г; 20 °C). При охлаждении жидким воздухом, после освещения ярким светом кристаллы сахарозы фосфоресцируют. Не проявляет восстанавливающих свойств — не реагирует с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. Не образует открытую форму, поэтому не проявляет свойств альдегидов и кетонов. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди. Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I). Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, можно выделить мальтозу и лактозу.
Реакция сахарозы с водой
Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор, то появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:
Реакция с гидроксидом меди (II)
В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Поэтому соединение взаимодействует с гидроксидом меди (II) аналогично глицерину и глюкозе. При добавлении раствора сахарозы к осадку гидроксида меди (II) он растворяется; жидкость окрашивается в синий цвет. Но, в отличие от глюкозы, сахароза не восстанавливает гидроксид меди (II) до оксида меди (I).
Природные и антропогенные источники
Содержится в сахарном тростнике, сахарной свёкле (до 28 % сухого вещества), соках растений и плодах (например, берёзы, клёна, дыни и моркови). Источник получения сахарозы — из свёклы или из тростника, определяют по соотношению содержания стабильных изотопов углерода 12 C и 13 C. Сахарная свёкла имеет C3-механизм усвоения углекислого газа (через фосфоглицериновую кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 12 C; сахарный тростник имеет C4-механизм поглощения углекислого газа (через щавелевоуксусную кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 13 C.
Мировое производство в 1990 году — 110 000 000 тонн.
Галерея
Статичное 3D-изображение
молекулы сахарозы.
Кристаллы коричневого
(тростникового) сахара
Примечания
 |
 Углеводы | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общие: | Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы | ||||||||||||||
| Геометрия | Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса | ||||||||||||||
| Моносахариды |
| ||||||||||||||
| Мультисахариды |
| ||||||||||||||
| Производные углеводов |
| ||||||||||||||
Полезное
Смотреть что такое «Сахароза» в других словарях:
САХАРОЗА — Химическое назв. тростникового сахара. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. САХАРОЗА химич. название тростникового сахара. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
сахароза — тростниковый сахар, свекловичный сахар Словарь русских синонимов. сахароза сущ., кол во синонимов: 3 • мальтобиоза (2) • … Словарь синонимов
сахароза — ы, ж. saccharose f. Сахар, содержащийся в растениях (тростниковый, свекловичный). Уш. 1940. Пру в 1806 г. установил существование нескольких видов сахаров. Он различал тростниковый сахар (сахарозу) от виноградного (глюкозы) и фруктового… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
САХАРОЗА — (тростниковый сахар), дисахарид, при гидролизе дающий d глюкозу и d фрук тозу [а 1 (1,5) глюкозидо у 2 (2,6) фруктозид]; остатки моносахаридов соединены в нем ди гликозидной связью (см. Дисахариды), вследствие чего он не обладает… … Большая медицинская энциклопедия
САХАРОЗА — (тростниковый или свекловичный сахар), дисахарид, образованный остатками глюкозы и фруктозы. Важная транспортная форма углеводов в растениях (особенно много сахарозы в сахарном тростнике, сахарной свекле и других сахароносных растениях).… … Современная энциклопедия
САХАРОЗА — (тростниковый или свекловичный сахар) дисахарид, образованный остатками глюкозы и фруктозы. Важная транспортная форма углеводов в растениях (особенно много сахарозы в сахарном тростнике, сахарной свекле и др. сахароносных растениях); легко… … Большой Энциклопедический словарь
САХАРОЗА — (С12Н22О11), обыкновенный белый кристаллический САХАР, ДИСАХАРИД, состоящий из цепочки молекул глюкозы и ФРУКТОЗЫ. Встречается во многих растениях, но для промышленного получения используют главным образом сахарный тростник и сахарную свеклу.… … Научно-технический энциклопедический словарь
САХАРОЗА — САХАРОЗА, сахарозы, жен. (хим.). Сахар, содержащийся в растениях (тростниковый, свекловичный). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
САХАРОЗА — САХАРОЗА, ы, жен. (спец.). Тростниковый или свекловичный сахар, образуемый остатками глюкозы и фруктозы. | прил. сахарозный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
САХАРОЗА — тростниковый сахар, свекловичный сахар, дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы. Наиб, легко усвояемая и важнейшая транспортная форма углеводов в растениях; в виде С. образовавшиеся при фотосинтезе углеводы перемешаются из листа в… … Биологический энциклопедический словарь
сахароза — ТРОСТНИКОВЫЙ САХАР, СВЕКЛОВИЧНЫЙ сАхар – дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы; один из наиболее распространенных в природе сахаров растительного происхождения. Основной источник углерода во многих пром. микробиол. процессах… … Словарь микробиологии
Сахароза, свойства, получение и применение
Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.
Сахароза, формула, молекула, строение, вещество:
Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.
В быту сахароза именуется сахаром, тростниковым сахаром или свекловичным сахаром.
Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.
Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом. Она встречается во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле, сахарном тростнике, сорго, сахарном клене, кокосовой пальме, финиковой пальме, аренге и иных пальмах, которые используются для промышленного производства пищевого сахара.
Химическая формула сахарозы C12H22O11.
Аналогичную общую химическую формулу имеют и другие дисахариды: лактоза, состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и мальтоза, состоящая из остатков глюкозы.
Строение молекулы сахарозы, структурная формула сахарозы:
Молекула сахарозы образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных гидроксилов) – (1→2)-гликозидной связью.
Систематическое химическое наименование сахарозы: (2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-дигидрокси-2,5-бис(гидроксиметил)оксолан-2-ил]окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол.
Используется также и другое химическое название сахарозы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.
Сахароза по внешнему виду сахароза представляет собой белое кристаллическое вещество. На вкус более сладкая, чем глюкоза.
Сахароза очень хорошо растворяется в воде. Малорастворима в этаноле и метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире.
Сахароза, попадая в кишечник, под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу, после чего всасывается и попадает в кровь.
Температура плавления сахарозы 160 °C. Расплавленная сахароза застывает, образуя аморфную прозрачную массу – карамель.
Если расплавленную сахарозу продолжить нагревать, то при температуре 186 °C сахароза разлагается с изменением окраски – с прозрачной на коричневую.
Сахароза служит источником глюкозы и важнейшим источником углеводов для организма человека.
Физические свойства сахарозы:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | белый, бесцветный |
| Запах | без запаха |
| Вкус | сладкий |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое кристаллическое вещество |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см 3 | 1,587 |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м 3 | 1587 |
| Температура разложения, °C | 186 |
| Температура плавления, °C | 160 |
| Температура кипения, °C | — |
| Молярная масса сахарозы, г/моль | 342,2965 ± 0,0144 |
Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы:
Основные химические реакции сахарозы следующие:
При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода) сахароза расщепляется на составляющие ее моносахариды за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования сахарозы из моносахаридов.
Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него сахарозы. В кишечнике сахароза под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу.
В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию с гидроксидами металлов, например, с гидроксидом меди.
Для этого к раствору сахарозы добавляют гидроксид меди. В результате образуется сахарат меди, а раствор окрашивается в ярко-синий цвет.
Альдегидной группы в сахарозе нет. Поэтому она при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра не дает реакцию «серебряного зеркала», т.к. сахароза не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.
Кроме того, при нагревании с гидроксидом меди (II) сахароза не образует красного оксида меди (I).
Реакция «серебряного зеркала» и реакция с гидроксидом меди (II) с образованием красного оксида меди (I) характерны для лактозы и мальтозы.
Поэтому сахарозу еще именуют невосстанавливающим дисахаридом, т.к. она не восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.
Получение и производство сахарозы:
Сахароза содержится во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Поэтому получение сахарозы связано с выделением ее из ее источников: сахарного тростника, сахарной свеклы и пр.
Получение сахарозы из сахарного тростника:
Сахарный тростник является основной мировой культурой для производства сахара. На его долю приходится до 65 % мирового производства сахара.
Сахарный тростник до начала цветения срезают. Срезанные стебли измельчают и размалывают. Из полученной массы отжимают сок, в котором содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах.
Для очистки сока к нему добавляют свежегашеную известь – Са(ОН)2 и нагревают. Сахароза вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция, в результате чего образуется растворимый в воде сахарат кальция. Кроме того, другие вещества, содержащиеся в соке, также вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя малорастворимые и нерастворимые соли, которые выпадают в осадок и отфильтровывают.
Затем через раствор, чтобы разложить сахарат кальция и нейтрализовать избыточный гидроксид кальция, пропускают углекислый газ – СО2. В итоге образуется карбонат кальция – СаСО3, который выпадает в осадок. Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор выпаривают в вакуумных аппаратах до получения кристаллов сахарозы. На данной стадии производства сахароза все еще содержит примеси – мелассу и имеет коричневый цвет. Меласса придает сахарозе ярко выраженный естественный аромат и вкус. Полученный продукт именуется коричневым сахаром или тростниковым нерафинированным сахаром. Он (коричневый сахар) пригоден в пищу. Его можно использовать в пищу как есть либо подвергнуть дополнительной очистке.
На последней стадии производства сахарозу подвергают дополнительной очистке и обесцвечиванию. В конечном итоге получают рафинированный (очищенный) сахар, имеющий белый цвет.
Получение сахарозы из сахарной свеклы:
Сахарная свекла является двухлетним растением. В первый год собирают урожай корнеплодов и отправляют их на переработку.
На перерабатывающей фабрике корнеплоды промываются и измельчаются. Измельченные корнеплоды помещают в диффузоры (большие котлы) с горячей водой температурой 75 о С. Горячая вода вымывает из измельченных корнеплодов сахарозу и прочие компоненты. В итоге получается диффузионный сок, который в дальнейшем подвергается фильтрации от содержащихся в нем частичек мякоти.
На следующих стадиях производства сахара диффузионный сок очищают гидроксидом кальция и углекислым газом, уваривают, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке, отбеливанию и центрифугированию. В итоге получают рафинированный сахар.
Получение сахарозы из сахарного клена:
Сахарозу из сахарного клена получают в восточных провинциях Канады.
Кленовый сок выпаривают, получая «кленовый сироп». Далее «кленовый сироп» очищают гидроксидом кальция и углекислым газом, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке и отбеливанию, тем самым получая готовый продукт – сахар.
200 г / дл (25 ° C) ( другие температуры см. В таблице ниже)
СОДЕРЖАНИЕ
Этимология
Физические и химические свойства
Сахароза кристаллизуется в моноклинной пространственной группе P2 1 с параметрами решетки a = 1.08631 нм, b = 0.87044 нм, c = 0.77624 нм, β = 102.938 ° при комнатной температуре.
Термическая и окислительная деструкция
| Т (° C) | S (г / дл) |
|---|---|
| 50 | 259 |
| 55 | 273 |
| 60 | 289 |
| 65 | 306 |
| 70 | 325 |
| 75 | 346 |
| 80 | 369 |
| 85 | 394 |
| 90 | 420 |
C 12 H 22 O 11 + 6,288 KNO 3 → 3,796 CO 2 + 5,205 CO + 7,794 H 2 O + 3,065 H 2 + 3,143 N 2 + 2,998 K 2 CO 3 + 0,274 KOH
Сахароза может быть обезвожена серной кислотой с образованием черного, богатого углеродом твердого вещества, как показано в следующем идеализированном уравнении:
H 2 SO 4 (катализатор) + C 12 H 22 O 11 → 12 C + 11 H 2 O + тепло (и некоторое количество H 2 O + SO 3 в результате тепла).
C 12 H 22 O 11 + нагрев → 12 C + 11 H 2 O 12C + 12 O 2 → 12 CO 2
Гидролиз
Учитывая (более высокие) теплоты сгорания 1349,6 ккал / моль для сахарозы, 673,0 ккал / моль для глюкозы и 675,6 для фруктозы, гидролиз высвобождает около 1,0 ккал (4,2 кДж) на моль сахарозы, или около 3 небольших калорий на грамм продукта.
Синтез и биосинтез сахарозы
Химический синтез
После многочисленных неудачных попыток других исследователей Раймонду Лемье и Джорджу Хуберу в 1953 году удалось синтезировать сахарозу из ацетилированной глюкозы и фруктозы.
Источники
По мере созревания фруктов содержание сахарозы в них обычно резко возрастает, но некоторые фрукты почти не содержат сахарозы. Сюда входят виноград, вишня, черника, ежевика, инжир, гранаты, помидоры, авокадо, лимоны и лаймы.
Производство
История очистки сахарозы
Сегодня крупный завод по переработке свеклы, производящий около 1500 тонн сахара в день, нуждается в постоянной рабочей силе около 150 человек для круглосуточного производства.
Тенденции
Столовый сахар (сахароза) поступает из растительных источников. Преобладают две важные сахарные культуры: сахарный тростник ( Saccharum spp. ) И сахарная свекла ( Beta vulgaris ), в которых сахар может составлять от 12% до 20% от сухой массы растения. Незначительные коммерческие сахарные культуры включают финиковую пальму ( Phoenix dactylifera ), сорго ( Sorghum vulgare ) и сахарный клен ( Acer saccharum ). Сахарозу получают экстракцией этих культур горячей водой; концентрация экстракта дает сиропы, из которых может кристаллизоваться твердая сахароза. В 2017 году мировое производство столового сахара составило 185 млн тонн.
Соединенные Штаты устанавливают высокие цены на сахар для поддержки своих производителей, в результате чего многие бывшие покупатели сахара перешли на кукурузный сироп (производители напитков) или уехали из страны (производители конфет).
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) значительно дешевле в качестве подсластителя для производства продуктов питания и напитков, чем рафинированная сахароза. Это привело к частичному вытеснению сахарозы в промышленном производстве продуктов питания в США высокопроизводительным сахарозаменителем и другими натуральными подсластителями, не являющимися сахарозой.
Трость
С 6 века до нашей эры производители тростникового сахара измельчали растительный материал из сахарного тростника, чтобы собрать и отфильтровать сок. Затем они обрабатывают жидкость (часто известью (оксид кальция) ) для удаления примесей, а затем нейтрализуют ее. Затем кипячение сока позволяет осадку осесть на дно для выемки, в то время как накипь поднимается на поверхность для удаления. При охлаждении жидкость кристаллизуется, обычно в процессе перемешивания, с образованием кристаллов сахара. Центрифуги обычно удаляют некристаллизованный сироп. Затем производители могут либо продавать сахарный продукт для использования в том виде, как он есть, либо переработать его для получения более легких сортов. Последующая переработка может происходить на другом заводе в другой стране.
Свекла
Просеивание полученного белого сахара дает различные сорта для продажи.
Тростник против свеклы
Сахарный тростник лучше переносит жаркий климат, но для производства сахарного тростника требуется примерно в четыре раза больше воды, чем для производства сахарной свеклы. В результате некоторые страны, которые традиционно производили тростниковый сахар (например, Египет ), построили новые заводы по производству свекловичного сахара примерно с 2008 года. Некоторые сахарные фабрики перерабатывают как сахарный тростник, так и сахарную свеклу, и таким образом продлевают период их переработки.
Чистый свекловичный сахар трудно найти на рынке с такой маркировкой. Хотя некоторые производители четко маркируют свой продукт как «чистый тростниковый сахар», свекловичный сахар почти всегда маркируется просто как сахар или чистый сахар. Интервью с 5 крупными производителями свекловичного сахара показали, что многие торговые марки или сахарные продукты «под собственной торговой маркой» являются чистым сахаром из свеклы. Код партии может использоваться для идентификации компании и завода, с которого был получен сахар, что позволяет идентифицировать свекловичный сахар, если коды известны.
Кулинарный сахар
Мельница белая
Мельничный белый, также называемый плантационным белым, кристаллический сахар или сахар высшего качества, производится из сахара-сырца. Он подвергается воздействию диоксида серы во время производства, чтобы снизить концентрацию цветных соединений и помочь предотвратить дальнейшее развитие цвета в процессе кристаллизации. Хотя этот продукт является обычным явлением для районов выращивания сахарного тростника, его нельзя хранить или транспортировать. Через несколько недель его примеси, как правило, вызывают обесцвечивание и комкование; поэтому этот вид сахара обычно ограничивается местным потреблением.
Blanco directo
Белый изысканный
Белый рафинированный сахар обычно продается в виде сахарного песка, который был высушен для предотвращения комкования и поставляется в форме кристаллов различных размеров для домашнего и промышленного использования:
Измерение
Содержание растворенного сахара
Градусы Брикса измеряются с помощью инфракрасного датчика. Это измерение не приравнивается к градусам Брикса при измерении плотности или показателя преломления, потому что оно будет конкретно измерять концентрацию растворенного сахара, а не всех растворенных твердых веществ. При использовании рефрактометра результат следует указывать как « рефрактометрическое высушенное вещество » (RDS). Можно сказать, что жидкость имеет RDS 20 ° Bx. Это относится к измерению процента по массе от общего количества сухих твердых веществ и, хотя технически это не то же самое, что степень Брикса, определяемая с помощью инфракрасного метода, обеспечивает точное измерение содержания сахарозы, поскольку сахароза фактически составляет большую часть сухих твердых веществ. Появление линейных инфракрасных измерительных датчиков Brix сделало измерение количества растворенного сахара в продуктах более экономичным с помощью прямого измерения.
Потребление
До 18 века сахар-рафинад был роскошью. Она стала широко популярной в 18 веке, а затем стала необходимой пищей в 19 веке. Эта эволюция вкусовых качеств и спроса на сахар как на один из важнейших пищевых ингредиентов привела к серьезным экономическим и социальным изменениям. В конце концов, столовый сахар стал достаточно дешевым и достаточно распространенным, чтобы повлиять на стандартную кухню и ароматизированные напитки.