Расщепить_сахарозу_фруктозу_глюкозу

Что такое инверсионный сахар? И нужна его хим. формула.

Инвертированный сахар представляет собой смесь равных частей двух Сахаров — глюкозы и фруктозы, полученных в результате расщепления, или инверсии, сахарозы. В обычном понимании сахароза — это белый тростниковый или свекловичный сахар. Медленное расщепление сахарозы происходит при кипении ее раствора. Процесс ускоряется, если в раствор добавить небольшое количество любой кислоты. В промышленных условиях белый сахар разводят в воде, а затем прибавляют к нему винную, уксусную, фосфорную или соляную кислоту и раствор кипятят. Глюкоза легко кристаллизуется, а фруктоза остается жидкой почти во всех условиях. Глюкоза менее сладка, чем сахароза, а фруктоза значительно слаще сахарозы, поэтому инвертированный сахар обычно считают слаще сахарозы.

Способ приготовления инвертированного сахара из сахарозы, воды и винной кислоты был запатентован Герцфельдом в Германии. На 11,4 кг тростникового сахара он предложил брать 14 г винной кислоты и 3,8 л воды. Смесь должна медленно кипеть 30—45 минут. Приготовленный указанным способом продукт бывает желтым или коричневым. Путем концентрации в вакууме можно получить прозрачный как вода инвертированный сахар. Во время приготовления инвертированного сахара небольшое количество фруктозы превращается в фурфурол или метилфурфурол. Последние соединения даже в очень небольших дозах дают сильную цветовую реакцию с такими реактивами, как резорцин — уксуснокислый анилин. Указанные реактивы обычно используют для частичной пробы на инвертированный сахар.

Попытки изготовить в промышленном масштабе инвертированный сахар, который не давал бы таких цветовых реакций, оказались совершенно безуспешными. Фермент инвертаза (из дрожжей) расщепляет сахарозу в глюкозу и фруктозу без образования фурфуролов, но при сгущении инвертированного сахара фурфуролы все же образуются. Для химика цветовые реакции вовсе не нужны, чтобы доказать присутствие в меде инвертированного сахара.

Поступающий в продажу инвертированный сахар обычно имеет вид прозрачной жидкости. Он содержит 50 — 75% глюкозы и фруктозы, 1,5 — 30% сахарозы и 18 — 30% воды. Если для инверсии применяют минеральную кислоту, например фосфорную, соляную или серную, то ее частично нейтрализуют содой, и поэтому готовый продукт содержит 0,5 — 3,08% золы. В тех случаях, когда применяется уксусная, винная или фосфорная кислота, в инвертированном сахаре золы не бывает, если только она не входила в состав сахарозы.

Источник

2) Сахароза и её инверсия.

Инверсия (от лат. inversio — перестановка) — гидролитическое расщепление сахарозы на глюкозу и фруктозу. Под влиянием кислот сахароза в водном растворе, присоединяя воду, распадается на глюкозу и фруктозу. Ион во¬дорода кислоты действует при этом как катализатор. Получен¬ная смесь глюкозы и фруктозы вращает плоскость поляризации уже не вправо, как сахароза, а влево, так как левая вращатель¬ная способность образовавшейся фруктозы больше правого вра¬щения глюкозы; происходит превращение правого вращения в левое, вследствие чего и реакция эта названа инверсией саха¬розы.реакция бимолекулярная, т. е. идет между двумя молеку¬лами: сахар и вода. Но если рассматривать реакцию в разбавленных водных растворах, то будет идти как мономолекулярная и необратимая (глюкоза с фруктозой обратно под влиянием кислоты не соединяется). Коэффициент пропорциональности с выражает скорость инверсии: он показывает, сколько образуется инвертного сахара в единицу времени (т = 1) при начальной концентрации сахарозы, равной единице (50 = 1). Время будем выражать в минутах; Скорость инверсии, т. е. коэффициент с, пропорционален концентрации ионов водорода [Н»], так как ион водорода является катализатором реак¬ции. Следовательно, с = с0[Н].

3) Глицерофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды являются производными фосфатидной кислоты. В их состав входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения. Общая формула

В этих формулах R1и R2– радикалы высших жирных кислот, a R3– чаще радикал азотистого соединения. Для всех глицерофосфолипидов характерно, что одна часть их молекул (радикалы R1и R2) обнаруживает резко выраженную гидрофобность, тогда как другая часть гидрофильна благодаря отрицательному заряду фосфорной кислоты и положительному заряду радикала R3.

Из всех липидов глицерофосфолипиды обладают наиболее выраженными полярными свойствами. При помещении глицерофосфолипидов в воду в истинный раствор переходит лишь небольшая их часть, основная же масса липидов находится в виде мицелл. Существует несколько групп (подклассов) глицерофосфолипидов. В зависимости от характера азотистого основания, присоединенного к фосфорной кислоте, фосфатидилхолины (лецитины), фосфатидилэта-ноламины (кефалины) и фосфатидилсерины. В состав некоторых глицеро-фосфолипидов вместо азотсодержащих соединений входит не содержащий азота шестиуглеродный циклический спирт инозит, называемый также инозитолом. Эти липиды называются фосфатидилинозитолами.

Фосфатидилхолины (лецитины). В молекуле фосфатидил-холина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин:

Фосфатидилэтаноламины. наличие в составе последних азотистого основания этаноламина (HO—CH2—CH2—N+H3):

Из глицерофосфолипидов в организме животных и высших растений в наибольшем количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидил-этаноламины. Эти 2 группы глицерофосфолипидов метаболически связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами мембран клеток.

Фосфатидилсерины. В молекуле фосфатидилсерина азотистым соединением служит остаток аминокислоты серина

.Фосфатидилинозитолы. Эти липиды относятся к группе производных фосфатидной кислоты, но не содержат азота. Радикалом (R3) явл. шестиуглеродный циклический спирт инозитол:

Они обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме найдены в мозге, печени и легких.

Плазмогены содержат остаток α,β-ненасыщенного спирта, который образует простую связь

Основными подклассами плазмалогенов являются фосфатидальхолины, фосфатидальэтаноламины и фосфатидальсерины.

Кардиолипин. Своеобразным представителем глицерофосфолипидов является кардиолипин, впервые выделенный из сердечной мышцы.в отличие от других фосфолипидов кардиолипин обладает иммунными свойствами.

Кардиолипин

В этой формуле R1, R 2 , R3 , R4– радикалы высших жирных кислот.

Источник

Кислотный гидролиз (инверсия) сахаров.

Сахароза пищевых продуктов при производстве блюд и изделий нагревается при варке до t 0 С=102 0 С, а при жарке до 135 0 С и выше. В присутствии кислот, под влиянием теплового воздействия сахара разлагаются, происходит их инверсия, т. е. Расщепление на глюкозу и фруктозу.

Смесь глюкозы и фруктозы называют инвертным сахаром. Он имеет более сладкий вкус, изменяет удельное вращение раствора с правого на левое, предохраняет растворы от засахаривания.

Это явление отмечается при тепловой обработке фруктов и ягод в присутствии сахара (варка компотов, джемов, варенья), варке помадки, выпекании яблок, приготовлении фруктово-ягодных напитков т. д.

Фруктоза инвертного сахара не только увеличивает его сладость, но и делает его самым гигроскопичным сахаром.

Повышенная гигроскопичность инвертного сахара и поглощение им воды из окружающей среды ограничивает применение её (фруктозы) в кондитерской промышленности. А для таких изделий как мармелад, некоторые виды пастилы, применение фруктозы и инвертного сахара, наоборот, желательно, т. к. эти кондитерские изделия не должны быстро высыхать.

Инверсия сахарозы ускоряется в присутствии кислот. В плодах и ягодах содержатся в основном лимонная и яблочная кислоты, в значительно меньшей степени такие кислоты как винная, щавелевая, янтарная, салициловая.

Лимонная кислота содержится в основном в цитрусовых плодах и в ягодах, как в свободном состоянии, так и в виде солей, а яблочная – в семечках и косточках плодов. Активная кислотность (рН) плодов и ягод от 2,6 до 6.

Степень инверсии сахарозы зависит от времени и температуры её тепловой обработки, а также от вида и концентрации содержащейся в продуктах кислоты. С повышением температуры и увеличением сроков тепловой обработки степень гидролиза увеличивается. В менее концентрированных по сахару системах, при одинаковых условиях, гидролиз идет лучше, чем в более концентрированных.

Так как ион водорода выполняет функцию катализатора процесса гидролиза, то важно знать его источник. Лучшими инверсионными способностями обладают минеральные кислоты, особенно соляная. Наибольшей инверсионной способностью среди органических кислот обладает щавелевая кислота

в 10 раз меньшей – лимонная,

Количество инвертированной сахарозы в продукте зависит от продолжительности тепловой обработке. Так, если варить в сахарном сиропе (18%) очищенные и нарезанные яблоки, количество инвертированной сахарозы колеблется от 14 – 19% от общего количества. Если при варке яблок, варенья, компотов добавляют лимонную кислоту, то степень инверсии сахарозы повышается до 50%.

Однако варка моркови, свеклы (с высоким содержанием сахаров) не сопровождается инверсией содержащихся в них сахаров, т. к. активная кислотность этих овощей очень малая (рН 6,3 – 6,7), а содержащаяся в них яблочная кислота обладает небольшой инверсионной способностью.

Глубокий распад сахаров наблюдается при проведении целого ряда кулинарных процессов.

1. При приготовлении и в начальной стадии выпечки дрожжевого теста — брожение .
2. В процессе нагревания сахара или сахарного сиропа — карамелизация.
3. При тепловой обработке пищевых продуктов, содержащих редуцирующие сахара и свободные аминокислоты — меланоидинообразование.

Брожение

При производстве дрожжевого теста основную роль играет процесс брожения, при котором глубокому расщеплению подвергаются моносахариды (глюкоза и фруктоза), содержащиеся в муке и образующиеся в тесте в результате гидролиза сахарозы и мальтозы. Среди многочисленных процессов протекающих при брожении теста, основную роль играет спиртовое брожение, в результате которого гексозы распадаются на углекислый газ и этиловый спирт. С₆Н₁₂О₆ 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН Углекислый газ и этиловый спирт являются окончательными продуктами химических реакций, каждая из которых протекает под воздействием особого фермента. При спиртовом брожении в незначительных количествах образуются побочные продукты: янтарная кислота, сивушные масла (смесь спирта амилового, изоамилового, бутилового и др.), уксусный альдегид, глицерин и др. Наиболее легко подвергается сбраживанию глюкоза и фруктоза, медленнее вступает в реакцию галактоза. Пентозы дрожжами не сбраживаются. Дисахариды и мальтоза сбраживаются только после предварительного гидролиза на составляющие их моносахариды. Глубокий распад гексоз происходит также в процессе молочнокислого брожения, сопутствующего спиртовому: С₆Н₁₂О₆ 2СН₃СНОНСООН (молочная кислота) Вызывается молочнокислое брожение попадающими в тесто с мукой гомо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями. Гомоферментативные бактерии образуются из гексоз молочную кислоту, а гетеро- дополнительно ещё образуют уксусную кислоту, этиловый спирт и др. продукты. Такие процессы происходят так же в процессе приготовления кисломолочных продуктов (за счет лактозы), квасов, заквашивания овощей, фруктов.

Неэнзематическое побурение сахаристых веществ

Среди основных изменений сахаров, которые происходят под действием высоких температур, есть изменения внешнего вида, цвета, вкуса, запаха и физико-химических показателей. Объединяющим признаком среди этих изменений является изменение цвета, поэтому их называют еще неэнзиматическое побурение (или неферментативное покоричневение). Продукты неэнзиматического побурения делятся на продукты, которые формируются за счет преобладания процесса карамелизации, и продукты, формирующиеся в процессе меланоидинообразования.

Карамелизация

Нагревание сахаров до высоких температур вызывает их глубокие изменения с появлением новых темно-окрашенных продуктов, при этом процесс называется карамелизация. Происходящие при этом процессы ещё не достаточно изучены, протекающие процессы зависят как от состава сахаров, так и от условий его нагрева. Кислоты католически ускоряют этот процесс. При нагревании сахарозы при температуре 160-185 0 С образуются моносахариды глюкоза и фруктоза. Наиболее чувствительна к последующему нагреванию фруктоза, скорость её изменения в 7 раз больше глюкозы. Поэтому при дальнейшем нагревании от фруктозы отщепляется вода и образуется фруктозан, а затем от глюкозы отщепляется вода и образуется ангидрид глюкозы глюкозан: +Н₂О С₁₂Н₂₂О₁₁ С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆ сахароза глюкоза фруктоза + Н₂О С₆Н₁₂О₆ С ₆Н₁₀О₅ (ангидрид) фруктоза фруктозан +Н₂О С₆Н₁₂О₆ С₆Н₁₀О₅ (ангидрид) глюкоза глюкозан При дальнейшем повышении температуры оба ангидрида соединяясь, образуют изосахарозан (реверсия) С₆Н₁₀О₅ + С₆Н₁₀О₅ = С₁₂Н₂₀О₁₀

Источник