Что образуется при разложении сахарозы

Разложение сахарозы на глюкозу и фруктозу

#1 Turon

Отправлено 02 Ноябрь:11

При повторении рецепта столкнулся с тем,что процесс варки очень длительный,более 2 часов.

Ставим массу на огонь и, помешивая, варим до тех пор, пока масса не начнет изменяться в цвете.

Оглавление:

Может понадобиться около 10 минут.

Почти тоже,можно наверное добавить лимонной кислоты вместо уксуса,из расчета 0,1-0,3% на раствор.

По второму рецепту за примерно 10 минут мне было намного удобней,так как варить надо около 100 кг.

#2 Гость_Ефим_*

Отправлено 02 Ноябрь:17

В пчеловодстве для подкормки пчел применяют леденец,свареный по такому рецепту:

За какое время разлагается сахароза на глюкозу и фруктозу?

По второму рецепту за примерно 10 минут мне было намного удобней,так как варить надо около 100 кг.

10 минут — это очень сомнительно. Скорость гидролиза сахарозы зависит от кислотности среды. Чтобы реакция настолько ускорилась (с 2 ч до 10 мин) — это туда надо серной кислоты плеснуть.

Вот тут есть кое-что:

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей

Источник: http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=103135

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Разложение — сахар

Разложение сахара исследовано довольно подробно. Известно, что из Сахаров в картофеле содержатся главным образом глюкоза и фруктоза и небольшое количество сахарозы; в зерне, наоборот, доминирует сахароза. Эти сахара в процессе варки претерпевают разнообразные химические превращения. Сахароза, например, инвертируется, альдозы эпимеризуются в кетозы.  [1]

Затем, в результате разложения сахара , его концентрация постепен -: я.  [2]

Молочная кислота обычно образуется при разложении сахара в живых клетках. Эта кислота названа так потому, что она образуется при скисании молока.  [3]

Фурфурол ( 5) образуется при разложении Сахаров ( стр.  [4]

Из сказанного выше очевидно, что степень разложения сахара можно снизить или подкислением разваренной массы до рН около 3 5, или смягчением режима варки. При рН 3 5 крахмал сильнее гидролизуется, и при этом идет накопление глюкозы, но она в этих условиях почти полностью сохраняется.  [6]

В то время как при действии крепких щелочей происходит побурение и разложение Сахаров , разбавленные растворы щелочен и гидроокисей щелочноземельных металлов, а также пиридин и хинолин при нагревании вызывают у Сахаров своеобразную перегруппировку.  [7]

Иногда к этой среде прибавляют мел для нейтрализации кислот, образующихся при разложении сахара микробами. Стерилизовать можно нагреванием в автоклаве при 110 в течениемин. Последняя стерилизация производится на шестой день в течение одного часа.  [8]

Теллер предполагает, что взрыв в указанных выше условиях обусловлен снижением энергии активации разложения сахара .  [10]

Хроматографический анализ ионитного сахара свидетельствует о том, что при обработке рафинадных сиропов анионитом АВ-16ГС не происходит разложения сахара и продажный рафинад состоит из чистой сахарозы.  [11]

Мы знаем также, что процесс связывания СО2 в сложные молекулы ( что в конечном счете приводит к синтезу сахара) весьма сходен с процессом, обратным процессу разложения сахара . Однако эти реакции очень сложны и здесь не рассматриваются.  [12]

Древесный гидролизат анализируют на содержание в нем серной кислоты и органических кислот, что дает представление о концентрации варочной кислоты, применяемой для гидролиза древесины, и о степени разложения гидролизного сахара в процессе гидролиза древесины, так как при разложении Сахаров наряду с другими продуктами разложения образуются и органические кислоты.  [13]

Древесный гидролизат анализируют на содержание в нем серной кислоты и органических кислот, что дает представление о концентрации варочной кислоты, применяемой для гидролиза древесины, и о степени разложения гидролизного сахара в процессе гидролиза древесины, так как при разложении Сахаров наряду с другими продуктами разложения образуются и органические кислоты.  [14]

Первый способ, получивший широкое распространение вследствие относительно более простого аппаратурного оформления, не является, однако, перспективным из-за низкого выхода сахара ( не превышающего% от теоретического), его небольшой концентрации в гидролизате и загрязнения гидролизата продуктами разложения Сахаров и лигнина, что практически ограничивает ассортимент получаемой продукции этиловым спиртом и дрожжами. Однако затруднения, встреченные при регенерации соляной кислоты и антикоррозионной защите аппаратуры, препятствовали до последнего времени внедрению этого метода в промышленность.  [15]

Источник: http://www.ngpedia.ru/id363418p1.html

Изменение сахаров

В процессе технологической обработки пищевых продуктов сахара могут подвергаться кислотному и ферментативному гидролизу, а также глубоким изменениям, связанным с образованием окрашенных веществ (карамелей и меланоидинов).

Гидролиз дисахаридов. При нагревании дисахариды под действием кислот или в присутствии ферментов распадаются на составляющие их моносахариды. При этом ион водорода кислоты действует как катализатор. Полученная смесь глюкозы и фруктозы вращает плоскость поляризации не вправо, как сахароза, а влево. Такое преобразование правовращающей сахарозы в левовращающую смесь моносахаридов называется инверсией, а эквимолекулярная смесь глюкозы и фруктозы — инвертным сахаром. Последний имеет более сладкий вкус, чем сахароза. Ин- вертный сахар образуется, например, при варке киселей, компотов, запекании яблок с сахаром.

Степень инверсии сахарозы зависит от продолжительности тепловой обработки, а также вида и концентрации содержащейся в продукте кислоты. Наибольшей инверсионной способностью обладает щавелевая кислота, в 10 раз меньшей, чем щавелевая, — лимонная, в 15 — яблочная, в 17 — молочная, в 35 — янтарная и в 45 раз меньшей — уксусная кислота.

Если готовить сахарные сиропы высокой концентрации (для помад) в присутствии кислоты или фермента инвертазы, то из сахарозы образуются не только глюкоза и фруктоза, но и продукты их преобразования. В сиропе при получении инвертного сахара в присутствии фермента инвертазы обнаруживаются соединения фруктозы с сахарозой (кестоза), которые предохраняют сироп от засахаривания. Сироп, полученный в результате кислотного гидролиза сахарозы, засахаривается быстрее, чем сироп, приготовленный с инвертазой.

Карамелизация. Нагревание сахаров при температурах, превышающих 100 °С, в слабокислой и нейтральной средах приводит к образованию сложной смеси продуктов, свойства и состав которой изменяются в зависимости от степени воздействия среды, вида и концентрации сахара, условий нагревания и т. д.

Наиболее изучен механизм превращения глюкозы. Нагревание глюкозы в слабокислой и нейтральных средах вызывает дегидратацию сахара с выделением одной или двух молекул воды. Ангидриды сахаров могут соединяться друг с другом или с неизменным сахаром и образовывать так называемые продукты реверсии (конденсации). Под продуктами реверсии, образующимися при разложении сахаров, понимают соединения с большим числом глюкозных единиц в молекуле, чем у исходного сахара.

Последующее тепловое воздействие вызывает выделение третьей молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, которая при дальнейшем нагревании может распадаться с разрушением углеводного скелета и образованием муравьиной и левулиновой кислот или образовывать конденсированные (окрашенные) соединения.

Промежуточным продуктом при образовании левулиновой кислоты из оксиметилфурфурола может быть 5-оксилевулиновый альдегид.

Вода, присутствующая в растворах сахаров, способствует их необратимым изменениям. Уменьшение количества свободной воды при реакции разложения приводит к появлению значительных количеств продуктов реверсии (конденсации).

По мере нагревания сухой сахарозы отщепляется все больше молекул воды, в результате чего образуется большое количество продуктов разложения, в том числе производных фурфурола, альдегидов, акролеина, углерода диоксида, смеси ангидридов.

При отщеплении от молекул сахарозы двух молекул воды образуется карамелан (C12H18O9) — вещество светло-соломенного цвета, растворяющееся в холодной воде. При отщеплении от трех молекул сахарозы восьми молекул воды образуется карамелен (С36Н50О25) ярко-коричневого цвета с рубиновым оттенком. Карамелен растворяется в холодной и кипящей воде. Более сильное обезвоживание нагреваемой массы приводит к образованию темно-коричневого вещества — карамелина (С24Н30О15), которое растворяется только в кипящей воде. При длительном нагревании образуются гуминовые вещества, растворимые только в щелочах.

Продукты карамелизации сахарозы представляют собой смесь веществ различной степени полимеризации, поэтому деление их на карамелен, карамелан, карамелин условное; все эти вещества можно получить одновременно. На этом основании состав различных продуктов карамелизации сахарозы выражают формулой С т(Н20)n. Под влиянием пиролиза меняется их отношение т: п — от 1,09 (у сахарозы) до 3,0. По достижении значения 1,3 продукты карамелизации сахаров приобретают темную окраску. Некоторые продукты распада обладают повышенной люминесценцией, а иногда и горьким вкусом. Свойства красящих веществ, образующихся из сахарозы или гексоз, не зависят от вида сахара, из которого они получены.

Продукты карамелизации сахарозы могут образовывать соли и комплексные соединения с железом и некоторыми другими металлами. Подобно сахарам они реагируют с аминокислотами и обладают редуцирующей способностью.

В процессе производства кулинарных и кондитерских изделий, содержащих сахара, все перечисленные изменения могут протекать одновременно, а конечный продукт — представлять собой смесь веществ. Состав этой смеси зависит от многих факторов, основной из которых — термоустойчивость сахаров.

Нагревание 4—О-замещенных производных глюкозы (мальтоза, лактоза) до высокой температуры (карамелизация) приводит к появлению веществ, влияющих на образование аромата. К таким соединениям относится мальтол. При наличии аминокислот это вещество образуется в большом количестве. Мальтол усиливает сладкий вкус, поэтому его используют при производстве кондитерских изделий, а также в составе подслащивающих веществ, заменяющих сахар. Для ароматизации применяют и метилциклопентанолы с преобладающим сладким (лакричным) вкусом. В процессе карамелизации образуются и другие компоненты с подобными свойствами.

Меланоидинообразование. При взаимодействии альдегидных групп альдосахаров с аминогруппами белков, аминокислот образуются различные карбонильные соединения и темноокрашенные продукты -меланоидины. Реакция впервые была описана в 1912 г. Майяром и названа его именем.

Продукты реакций меланоидинообразования оказывают различное влияние на органолептические свойства готовых изделий: заметно улучшают качество жареного и тушеного мяса, котлет, но ухудшают вкус, цвет и запах бульонных кубиков, мясных экстрактов и других концентратов.

Продукты реакции Майяра обусловливают аромат сыра, свежевыпеченного хлеба, обжаренных орехов. Образование тех или иных ароматических веществ зависит от природы аминокислот, вступающих в реакцию с сахарами, а также от стадии реакции. Каждая аминокислота может образовывать несколько веществ, участвующих в формировании аромата пищевых продуктов.

Следствием меланоидинообразования являются нежелательные потемнение и изменение аромата и вкуса в процессе нагревания плодовых соков, джемов, желе, сухих фруктов и овощей, что приводит к увеличению содержания альдегидов и потере некоторых аминокислот и сахаров.

При невысоких температурах реакции протекают медленно, при температурах, близких к 100 °С и выше, — ускоряются. Чтобы задержать нежелательные изменения, используют соединения, легко связывающиеся с карбонильными группами, такие, как, например, водорода пероксид, сернистая кислота. Блокировка этих реакций может быть осуществлена путем устранения одного из взаимодействующих соединений, например глюкозы, или добавления фермента глюкозооксидазы, что используют при производстве яичного порошка.

Чем выше интенсивность образования коричневой окраски, тем ниже пищевая ценность белковых продуктов. В результате теряется от 20 до 50 % свободных аминокислот, причем с увеличением продолжительности нагревания эти потери возрастают.

В овощах темная окраска различной интенсивности образуется в зависимости от присутствия тех или иных аминокислот и сахаров. С глюкозой наиболее интенсивное потемнение дает лизин, затем триптофан и аргинин и наименьшее — глютаминовая кислота и пролин.

Процесс обжаривания продуктов сопровождается, с одной стороны, снижением пищевой ценности готового продукта в связи с потерями им ценных пищевых веществ, с другой — улучшением его органолептических свойств.

Считается весьма перспективным использование меланоидиновых препаратов для имитации цвета, вкуса и запаха жареных продуктов, так как это позволяет исключить процессы жарки.

Изучение реакций меланоидинообразования позволило улучшить технологический процесс изготовления некоторых пищевых продуктов. Так, для улучшения вкусовых свойств пива вместо жженого солода рекомендуется препарат из солодовых ростков. Получен также препарат, напоминающий по цвету и запаху порошок из сушеных грибов.

В настоящее время для приготовления и разогревания готовых блюд используют сверхвысокочастотные печи (СВЧ-печи), что позволяет значительно сокращать потери ценных пищевых веществ в готовых блюдах, но при этом последние имеют вкус, цвет и запах, свойственные изделиям, приготовленным на пару. Отсутствие у этих блюд вкуса, аромата и цвета жареных изделий, возбуждающих аппетит, может быть с успехом восполнено меланоидиновыми препаратами.

Пищевая ценность продуктов, как известно, определяется и такими важными физиологическими свойствами, как усвояемость и способность воздействовать на секреторную деятельность желудка.

Опытами на животных доказано, что усвояемость белковых продуктов, подвергнутых тепловой обработке, снижается по мере увеличения времени и температуры их нагревания. Это может быть вызвано образованием продуктов сахароаминных реакций, устойчивых к ферментативному гидролизу.

Источник: http://helpiks.org/.html

Что такое сахароза: определение вещества, содержание в продуктах питания

Ученые доказали, что сахароза является составной частью всех растений. Вещество в больших количествах находится в сахарном тростнике и сахарной свекле. Роль этого продукта достаточно велика в рационе каждого человека.

Сахароза относится к группе дисахаридов (входит в класс олигосахаридов). Под действием своего фермента или кислоты сахароза распадается на фруктозу (плодовый сахар) и глюкозу, из которой состоит большинство полисахаридов.

Другими словами молекулы сахарозы состоят из остатков D-глюкозы и D-фруктозы.

Главным доступным продуктом, служащим основным источником сахарозы, является обыкновенный сахар, который продается в любом продуктовом магазине. Наука химия обозначает молекулу сахарозы, являющуюся изомером, следующим образом — С12Н22О11 .

Взаимодействие сахарозы с водой (гидролиз)

Сахароза считается важнейшим из дисахаридов. Из уравнения можно видеть, что гидролиз сахарозы проводит к образованию фруктозы и глюкозы.

Молекулярные формулы этих элементов одинаковые, а вот структурные абсолютно разные.

Сахароза и ее физические свойства

Сахароза – это сладкие бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Температура плавления сахарозы составляет 160 °C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

  1. Это самый главный дисахарид.
  2. Не относится к альдегидам.
  3. При нагреве с Ag2O (аммиачным раствором) не дает эффекта «серебряного зеркала».
  4. При нагревании с Cu(OH)2(гидроксидом меди) не появляется оксид меди красного цвета.
  5. Если вскипятить раствор сахарозы с несколькими каплями хлороводородной или серной кислоты, затем ее же нейтрализовать любой щелочью, далее нагреть полученный раствор с Cu(OH)2, можно наблюдать выпадение осадка красного цвета.

Состав

В состав сахарозы, как известно, входит фруктоза и глюкоза, точнее, их остатки. Оба эти элемента между собой тесно соединены. Из числа изомеров, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, нужно выделить такие:

Продукты питания, в состав которых входит сахароза

  • Ирга.
  • Мушмула.
  • Гранаты.
  • Виноград.
  • Инжир вяленый.
  • Изюм (кишмиш).
  • Хурма.
  • Чернослив.
  • Пастила яблочная.
  • Соломка сладкая.
  • Финики.
  • Пряники.
  • Мармелад.
  • Мед пчелиный.

Как сахароза влияет на человеческий организм

Важно! Вещество обеспечивает человеческий организм полноценным запасом энергии, которая необходима для функционирования всех органов и систем.

Сахароза стимулирует защитные функции печени, улучшает мозговую деятельность, защищает человека от воздействия токсических веществ.

Она поддерживает деятельность нервных клеток и поперечно-полосатой мускулатуры.

По этой причине элемент считается наиважнейшим среди тех, которые содержатся почти во всех пищевых продуктах.

Если организм человека испытывает дефицит сахарозы, можно наблюдать следующие симптомы:

Причем самочувствие может постепенно ухудшаться, поэтому нужно вовремя нормализовать количество сахарозы в организме.

Высокий уровень сахарозы тоже очень опасен:

Если мозг человека перегружен активной умственной деятельностью или организм подвергся влиянию токсических веществ, потребность в сахарозе резко возрастает. И, наоборот, эта потребность снижается, если человек имеет избыточный вес или страдает сахарным диабетом.

Как глюкоза и фруктоза влияют на организм человека

В результате гидролиза сахарозы образуется глюкоза и фруктоза. Какие основные характеристики имеют оба эти вещества, и как они влияют на жизнедеятельность человека?

Фруктоза является видом молекулы сахара и в большом количестве содержится в свежих фруктах, придавая им сладость. В связи с этим можно предположить, что фруктоза очень полезна, так как это естественный компонент. Фруктоза, имеющая низкий гликемический индекс, не повышает концентрацию сахара в крови.

Сам по себе продукт очень сладкий, но в состав известных человеку фруктов он входит лишь в малых количествах. Поэтому в организм попадает только минимальное количество сахара, и тот моментально перерабатывается.

Тем не менее, не следует вводить в рацион большое количество фруктозы. Ее неразумное употребление может спровоцировать:

  • ожирение печени;
  • рубцевание печени – цирроз;
  • ожирение;
  • болезни сердца;
  • сахарный диабет;
  • подагру;
  • преждевременное старение кожи.

Исследователи пришли к выводу, что, в отличие от глюкозы, фруктоза значительно быстрее вызывает признаки старения. Говорить о ее заменителях в этом плане, вообще не имеет смысла.

Исходя из всего вышесказанного, можно заключить, что употребление фруктов в разумных количествах для организма человека весьма полезно, так как в их состав входит минимальное количество фруктозы.

А вот фруктозы концентрированной рекомендуется избегать, поскольку этот продукт может привести к развитию различных заболеваний. И обязательно нужно знать, как принимается фруктоза при диабете.

Как и фруктоза, глюкоза является видом сахара и самой распространенной формой углеводов. Продукт получают из крахмалов. Глюкоза обеспечивает организм человека, в частности его мозг, запасом энергии на довольно долгое время, но значительно повышает концентрацию сахара в крови.

Обратите внимание! При регулярном употреблении в пищу продуктов, подвергающихся сложной обработке или простых крахмалов (белая мука, белый рис), сахар в крови будет сильно повышаться.

  • сахарный диабет;
  • незаживающие раны и язвы;
  • высокий уровень липидов в крови;
  • повреждение нервной системы;
  • почечная недостаточность;
  • избыточный вес;
  • ишемическая болезнь сердца, инсульт, инфаркт.

Источник: http://diabethelp.org/kushaem/saharoza.html

Формула сахарозы

Определение и формула сахарозы

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – бесцветные кристаллы, хорошо растворяется в воде.

Широко распространенное резервное вещество растений, образующееся при фотосинтезе.

При нагревании выше температуры плавления сахароза разлагается с изменением окраски расплава.

Химические свойства сахарозы

  • Сахароза подвергается гидролизу. Для этого кипятят раствор сахарозы в кислой среде, а затем нейтрализуют кислоту щелочью. После этого нагревают раствор. При этом появляются соединения с альдегидными группами (глюкоза и фруктоза), которые и восстанавливают до :

Получение

Сахарозу преимущественно получают из сока сахарного тростника или сахарной свеклы. Ее химический синтез достаточно сложный и трудоемкий, поэтому не представляет практического интереса.

Применение

Сахароза находит многочисленное применение и в первую очередь как пищевой продукт — сахар. Она также служит в качестве исходного вещества в различных ферментационных процессах получения этилового спирта, глицерина, лимонной кислоты. Применяется также для изготовления лекарств.

Качественная реакция

Качественной реакцией на сахарозу является взаимодействие с гидроксидом меди (II). За счет наличия в молекуле сахарозы нескольких гидроксильных групп происходит взаимодействие аналогично глицерину и глюкозе. Если добавить раствор к осадку он растворится и жидкость окрашивается в синий цвет.

Примеры решения задач

Комбинируя эти два уравнения выразим молярную массу:

Плотность раствора сахарозы с массовой долей при равна г/мл.

Осмотическое давление переведем в Паскали:

Абсолютная температура равна: , тогда молярная масса сахарозы равна:

Из справочника находим стандартную энтальпию сгорания сахарозы, рассчитанную на моль:

Рассчитаем количество моль сахарозы:

Вычислим для моль сахарозы:

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения

администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-saxarozy/

Глубокий распад сахаров: при брожении, карамелизации, меланоидинообразовании.

Брожение. Глубокому распаду при брожении дрожжевого теста подвергаются моносахариды (глюкоза и фруктоза ), содержащиеся в муке и образующиеся в тесте в результате гидролиза сахарозы и мальтозы. В дрожжевом тесте основную роль играет спиртовое брожение. Под действием ферментов дрожжей сахара превращаются в спирт и углекислый газ, последний разрыхляет тесто. Кроме углекислый газа и этилового алкоголя, при спиртовом брожении в незначительных количествах образуются побочные продукты: янтарная кислота, сивушные масла, уксусный альдегид, глицерин и др. Дисахариды ( сахароза и мальтоза) непосредственно не подвергаются брожению. Они сбраживаются лишь после предварительного гидролиза на составляющие их моносахариды. Глубокий распад гексоз происходит также в процессе молочнокислого брожения, сопутствующего спиртовому. Молочнокислое брожение вызывается попадающими в тесто с мукой гомо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями. Первые из них сбраживают гексозы с образованием молочной кислоты, а вторые кроме молочной кислоты, образуют значительные количества уксусной кислоты, этилового спирта и других продуктов.

Карамелизация. Нагревание сахаров при температурах,

превышающих 100 ‘С, в слабокислой и нейтральной средах при-

водит к образованию сложной смеси продуктов, свойства и со-

став которой изменяются в зависимости от степени воздействия

среды, вида и концентрации сахара, условий нагревания и т. д.

Наиболее изучен механизм превращения глюкозы. Нагрева-

ние глюкозы в слабокислой и нейтральных средах вызывает де-

гидратацию сахара с выделением одной или двух молекул воды.

Ангидриды сахаров могут соединяться друг с другом или с неизменным сахаром и образовывать так называемые продукты ре-

версии (конденсации). Под продуктами реверсии, образующи-

мися при разложении сахаров, понимают соединения с большим

числом глюкозных единиц в молекуле, чем у исходного сахара.

Последующее тепловое воздействие вызывает выделение

третьей молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола,

который при дальнейшем нагревании может распадаться с раз-

рушением углеводного скелета и образованием муравьиной и

левулиновой кислот или образовывать конденсированные (окра-

Промежуточным продуктом при образовании левулиновой

кислоты из оксиметилфурфурола может быть δ-оксилевулино-

Вода, присутствующая в растворах сахаров, способствует их

необратимым изменениям. Уменьшение количества свободной

воды при реакции разложения приводит к появлению значитель-

ных количеств продуктов реверсии (конденсации).

По мере нагревания сухой сахарозы отщепляется все больше

молекул воды, в результате чего образуется большое количество

продуктов разложения, в том числе производных фурфурола,

альдегидов, акролеина, углерода диоксида, смеси ангидридов.

При отщепление от молекул сахарозы двух молекул воды об-

разуется карамелан (C12H18O9) — вещество светло-соломенного

цвета, растворяющееся в холодной воде. При отщепление от трех

молекул сахарозы восьми молекул воды образуется карамелен

(C36H50O25) ярко-коричневого цвета с рубиновым оттенком. Кара-

мелен растворяется в холодной и кипящей воде. Более сильное

обезвоживание нагреваемой массы приводит к образованию тем-

но-коричневого вещества — карамелина (C24H30O15), которое рас-

творяется только в кипящей воде. При длительном нагревании об-

разуются гуминовые вещества, растворимые только в щелочах.

Продукты карамелизации сахарозы представляют собой

смесь веществ различной степени полимеризации, поэтому де-

ление их на карамелен, карамелан, карамелин условное; все эти

вещества можно получить одновременно. На этом основании со-

став различных продуктов карамелизации сахарозы выражают

формулой Сm(Н2О)n. Под влиянием пиролиза меняется их отно-

шение т: n — от 1,09 (у сахарозы) до 3,0. По достижении значе-

ния 1,3 продукты карамелизации сахаров приобретают темную

окраску. Некоторые продукты распада обладают повышенной

люминесценцией, а иногда и горьким вкусом. Свойства красящих веществ, образующихся из сахарозы или гексоз, не зависят

от вида сахара, из которого они получены.

Продукты карамелизации сахарозы могут образовывать соли

и комплексные соединения с железом и некоторыми другими

металлами. Подобно сахарам они реагируют с аминокислотами и

обладают редуцирующей способностью.

В процессе производства кулинарных и кондитерских изде-

лий, содержащих сахара, все перечисленные изменения могут

протекать одновременно, а конечный продукт — представлять

собой смесь веществ. Состав этой смеси зависит от многих фак-

торов, основной из которых — термоустойчивость сахаров.

Нагревание 4 — 0-замешенных производных глюкозы (мальто-

за, лактоза) до высокой температуры (карамелизация) приводит

к появлению веществ, влияющих на образование аромата. К та-

ким соединениям относится мальтол. При наличии аминокислот

это вещество образуется в большом количестве. Мальтол усили-

вает сладкий вкус, поэтому его используют при производстве

кондитерских изделий, а также в составе подслащивающих ве-

ществ, заменяющих сахар. Для ароматизации применяют и ме-

тилциклопентанолы с преобладающим сладким (лакричным)

вкусом. В процессе карамелизации образуются и другие компо-

ненты с подобными свойствами.

Меланоидинообразование. При взаимодействии альде-

гидных групп альдосахаров с аминогруппами белков, аминокис-

лот образуются различные карбонильные соединения и темно-

окрашенные продукты — меланоидины. Реакция впервые была

описана в 1912 г. Майером и названа его именем.

Наиболее известен механизм реакций, предложенный Хо-

джем семь основных типов реак-

ций, которые можно подразделить на три последовательно про-

Начальная стадия — образование бесцветных соединений, не

поглощающих свет: А — сахароаминная реакция, Б — перегруп-

пировка Амадори и образование 1-амино-1-дезокси-2-кетозы в

1,2-енольной форме. Эти стадии реакции невозможно обнару-

жить измерением оптической плотности в видимой и УФ-обла-

Промежуточная реакция — образование бесцветных и слабо-

желтых продуктов. Еще до появления видимой цветности они

активно поглощают свет в ультрафиолетовой области спектра:

В — дегидратация сахаров; Г — разложение сахаров; Д — разло-

жение аминокислот (по Штекеру).

Конечная стадия характеризуется интенсивным нарастанием

цветности: Е — альдольная конденсация (реакция конденсации

альдегидов); Ж — альдегидаминная полимеризация, образование

гетероциклических азотистых соединений.

В результате реакции образуются также ароматические вкусо-

вые вещества, причем по сравнению с реакцией карамелизации в

данном случае преобладают летучие компоненты, значительно

влияющие на аромат

Общей для структурных соединений, образующихся в резуль-

тате реакции Майера, является группа СН3— С = С — СО —.

Соединения, содержащие эту группу, обнаружены в пищевых

продуктах, подвергшихся обжариванию (хлеб, кофе, какао, со-
лод), при котором под воздействием высоких температур проис-

ходит неферментативное потемнение.

При термическом воздействии аромат образуется вследствие

расщепления аминокислот по Штрекеру — процесс окислитель

ного дезаминирования и декарбоксилирования аминокислот в

альдегид (или кетон), содержащий на один атом углерода мень-

ше, чем исходная аминокислота.

Недостаточно изучены труднолетучие (например, горькие)

вещества реакции Майера, а также сложные по структуре веще-

ства с солодовым, карамелеобразным, хлебоподобным, горьким

или «пригорелым» ароматом.

Сравнительно простую структуру имеют другие вещества, об-

разующиеся в процессе покоричневения, — пиразины, среди ко-

торых преобладают короткоцепочные соединения.

Пиразины в миллионных долях содержатся в продуктах, ко-

торые подвергались обжариванию (жареное мясо, хрустящий

картофель, кофе, какао и др.).

На конечной стадии меланоидинообразования наблюдается

сложное сочетание различных реакций полимеризации, приво-

дящих к образованию как растворимых, так и нерастворимых (на

последних этапах) красящих веществ, являющихся ненасыщен-

ными флюоресцирующими полимерами.

Продукты реакций меланоидинообразования оказывают раз-

личное влияние на органолептические свойства готовых изде-

лий: заметно улучшают качество жареного и тушеного мяса, кот-

лет, но ухудшают вкус, цвет и запах бульонных кубиков, мясных

экстрактов и других концентратов.

Продукты реакции Майера обусловливают аромат сыра, све-

жевыпеченного хлеба, обжаренных орехов. Образование тех или

иных ароматических веществ зависит от природы аминокислот,

вступающих в реакцию с сахарами, а также от стадии реакции.

Каждая аминокислота может образовывать несколько веществ,

участвующих в формировании аромата пищевых продуктов.

Следствием меланоидинообразования являются нежелатель-

ные потемнение и изменение аромата и вкуса в процессе нагре-

вания плодовых сока, джемов, желе, сухих фруктов и овощей,

что приводит к увеличению содержания альдегидов и потере

некоторых аминокислот и сахаров.

При невысоких температурах реакции протекают медленно,

при температурах, близких к 100 ‘С и выше, — ускоряются. Что-

бы задержать нежелательные изменения, используют соедине-

ния, легко связывающиеся с карбонильными группами, такие,

как, например, водорода пероксид, сернистая кислота. Блоки-

ровка этих реакций может быть осуществлена путем устранения

одного из взаимодействующих соединений, например глюкозы,

или добавления фермента глюкозооксидазы, что используют при

производстве яичного порошка.

Чем выше интенсивность образования коричневой окраски,

тем ниже пищевая ценность белковых продуктов. В результате

теряется от 20 до 50 % свободных аминокислот, причем с увели-

чением продолжительности нагревания эти потери возрастают.

В овощах темная окраска различной интенсивности образует-

ся в зависимости от присутствия тех или иных аминокислот и

сахаров. С глюкозой наиболее интенсивное потемнение дает ли-

зин, затем триптофан и аргинин и наименьшее — глютаминовая

кислота и пролин.

Процесс обжаривания продуктов сопровождается, с одной

стороны, снижением пищевой ценности готового продукта в

связи с потерями им ценных пищевых веществ, с другой — улуч-

шением его органолептических свойств.

Считается весьма перспективным использование меланоиди-

новых препаратов для имитации цвета, вкуса и запаха жареных

продуктов, так как это позволяет исключить процессы жарки.

Изучение реакций меланоидинообразования позволило улуч-

шить технологический процесс изготовления некоторых пище-

вых продуктов. Так, для улучшения вкусовых свойств пива вме-

сто жженого солода рекомендуется препарат из солодовых рост-

ков. Получен также препарат, напоминающий по цвету и запаху

порошок из сушеных грибов.

В настоящее время для приготовления и разогревания гото-

вых блюд используют сверхвысокочастотные печи (СВЧ-печи),

что позволяет значительно сокращать потери ценных пищевых

веществ в готовых блюдах, но при этом последние имеют вкус,

цвет и запах, свойственные изделиям, приготовленным на пару.

Отсутствие у этих блюд вкуса, аромата и цвета жареных изделий,

возбуждающих аппетит, может быть с успехом восполнено мела-

Пищевая ценность продуктов, как известно, определяется и та-

кими важными физиологическими свойствами, как усвояемость и

способность воздействовать на секреторную деятельность желудка.

Источник: http://foodteor.ru/lektsii-po-distsipline-obshchestvennoe-pitanie/16-lekcii-po-tehnologi-prigotovlenii-pishhi/318-glubokij-raspad-saharov-pri-brozhenii.html

Кунсткамера

Читальный зал

Гроссе Э., Вайсмантель X.

Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты.

Глава 7. ХИМИЯ ЖИЗНИ

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ КАК ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Однако, если пока не рассматривать человека именно в этом плане, то можно сказать, что его организм поистине подобен химическому комбинату с чрезвычайно сложной технологией производства. В организме человека без применения сильных кислот, а также высоких давлений или температур с превосходным выходом осуществляются сложнейшие химические превращения.

Хотя мы знаем о них далеко не все, но многое нам уже известно благодаря исследованиям ряда выдающихся физиологов и химиков (Химией жизни вначале занимались физиология и органическая химия. На рубеже XIX и XX в, вопросы химии жизни стали предметом тесно связанной с этими науками новой самостоятельной науки биохимии (греч. bios — жизнь). — Прим. перев.).

Человеческий организм не может не только расти и развиваться, но и просто существовать без притока органических веществ. В отличие от растений и подобно животным, он не может сам создавать органические соединения из неорганического сырья.

Кроме того, организму требуется энергия — как для обеспечения соответствующей температуры тела, так и для совершения работы.

ОПЫТЫ С САХАРОМ

К ним относятся различные виды сахаров, крахмал и целлюлоза. Как правило, углеводы служат человеческому организму в качестве горючего, то есть источника энергии. В ограниченной мере организм может также превращать углеводы в жиры.

Проверим, может ли сахар служить источником энергии. Если поднести к куску сахара зажженную спичку, то мы увидим, что сам по себе он не горит. Однако, если насыпать на кусок сахара совсем немного пепла от папиросы и снова поднести к нему горящую спичку, то на этот раз он загорится. Сахар горит с потрескиванием, синевато-желтым пламенем и в процессе горения плавится и обугливается. Как и всегда при горении, выделяется тепло. Пепел в нашем опыте служит катализатором.

В организме сахар «сгорает», разумеется, не в результате воспламенения, а под влиянием органических катализаторов при более низкой температуре. Этот процесс включает в себя очень сложные промежуточные стадии. Конечными продуктами его являются углекислый газ и вода.

Нагреем в пробирке немножко сахара — вначале осторожно, а затем сильнее. Сахар плавится, приобретает коричневатую окраску, затем чернеет и, наконец, после сильного прокаливания от него остается почти чистый углерод, а в верхней части пробирки конденсируются капельки воды.

Общая формула углеводов Сm2О)n, где m и n — целые числа. Большинство углеводов — отсюда и происходит их название — можно представить себе состоящими из углерода и воды. При нагревании без доступа кислорода, они, как мы только что наблюдали, распадаются на свои составные части.

Приведенная здесь формула одного из углеводов свидетельствует о том, что их молекулы имеют довольно сложное строение. С цепочкой атомов углерода, которая у важнейших видов Сахаров составлена из шести атомов, связаны гидроксильные группы и атомы водорода. Молекула содержит также остаток альдегидной группы, благодаря которому возникает так называемый кислородный мостик. Строение углеводов представлено выше на примере виноградного сахара, который химики называют глюкозой (Наряду с приведенной циклической формой, в равновесии к ней в растворе глюкозы содержится небольшое количество цепной формы, содержащей альдегидную группу СН=О.

Когда гидроксильная группа присоединяется к ненасыщенной связи альдегидной группы СН=О, молекула приобретает изображенную выше циклическую форму. Взаимные превращения цепной и циклической форм обратимы. За счет цепной формы глюкоза вступает в реакции, характерные для алканалей (альдегидов). — Прим. перев.).

Молекулы глюкозы могут объединяться друг с другом или с молекулами других подобных сахаров, образуя длинные цепи. Говоря другими словами, они способны к поликонденсации с отделением воды. При таком соединении остатков глюкозы образуется крахмал, содержащий в среднем от 200 до 1000 звеньев глюкозы, или целлюлоза, у которой в цепь соединено еще больше — от 300 до 5000 звеньев глюкозы.

В отличие от простых сахаров такие вещества называются полисахаридами. Простые же сахара, содержащие в молекуле только одно звено, называются моносахаридами. Глюкоза является примером моносахарида.

В заключение отметим, что тростниковый сахар (сахароза), содержащийся в сахарном тростнике, сахарной свекле и некоторых других растениях, представляет собой дисахарид. Он состоит из двух звеньев — остатка молекулы глюкозы и остатка другого моносахарида, сходного с ней по строению, — фруктозы (фруктового сахара). (Фруктоза встречается в свободном виде во многих фруктах и плодах. Особенно богаты ею помидоры, яблоки и пчелиный мед (около 50%). — Прим. перев.)

При нагревании сахарозу не удается разделить на эти составные части. Она только частично разлагается в ином направлении, образуя коричневатые промежуточные продукты, которые называют карамелью (жженым сахаром) и используют при изготовлении различных кондитерских изделий. Жженый сахар с еще более темной окраской служит природным красителем для некоторых продуктов питания — пива, уксуса и др. Остаток, полученный после нагревания сахара, — сахарный уголь — успешно применяется в качестве активного угля.

Чтобы разложить сахарозу на глюкозу и фруктозу, нужно присоединить к ней воду. Если просто кипятить сахар с водой, то реакция протекает слишком медленно и почти не обнаруживается. Однако эту реакцию катализируют ионы водорода. Поэтому можем ускорить расщепление сахарозы добавлением любых кислот.

Натуральный пчелиный мед представляет собой смесь виноградного сахара (глюкозы) и фруктового сахара (фруктозы), а также малые количества ароматизирующих веществ. При расщеплении тростникового сахара (сахарозы) химическим путем получается почти такая же смесь. Она не содержит только душистых веществ. Расщепление сахарозы обычно называют инверсией или гидролизом. Последнее название показывает, что процесс происходит с участием воды.

Приготовим искусственный мед по следующему рецепту. В фарфоровой чашке или химическом стакане к 70 г сахара прильем 30 мл кипящей воды. При перемешивании сахар растворяется с образованием вязкого сиропа. Нагреем его на водяной бане до°С (контролировать термометром!).

Для ускорения гидролиза нужно добавить еще кислоту. Лучше всего возьмем для этого 0,5 мл чистой метановой (муравьиной) кислоты. ( Осторожно! Концентрированная метановая кислота ядовита и вызывает на коже ожоги! )

Можно использовать вместо нее и чистую соляную кислоту, но тогда мед получится с неприятным соленым привкусом, от которого трудно избавиться.

Смесь при почти непрерывном перемешивании выдержим 2-3 часа при указанной температуре. Затем при тщательном перемешивании нейтрализуем кислоту добавлением 0,8 г гидрокарбоната натрия (питьевой соды). При этом выделяется углекислый газ. После охлаждения получится сладкий светлый сироп.

При промышленном получении искусственного меда в него вводят еще ароматизирующие добавки, в нашем продукте их нет.

Моносахариды, например виноградный и фруктовый сахар, являются восстановителями. Это свойство объясняется наличием у них альдегидных групп.

Виноградный сахар (глюкозу) можно купить в аптеке в виде порошка, таблеток или раствора. Растворим немного глюкозы в воде и добавим к раствору различные реактивы.

Во-первых, подействуем на глюкозу реактивом Фелинга, который можно быстро приготовить из двух исходных растворов Фелинга. При нагревании выпадает обильный красный осадок оксида меди(II).

Для приготовления второго реактива к малому количеству раствора нитрата серебра добавим по каплям ровно столько водного аммиака (гидроксида аммония), сколько его понадобится для растворения первоначально образующегося осадка. Полученный раствор прильем в пробирке к раствору глюкозы, перемешаем и содержимое пробирки нагреем. При этом на стенках пробирки появится более или менее равномерное серебряное зеркало.

Пробирки, используемые для этих опытов, предварительно нужно тщательно вымыть!

Эти реакции можно использовать для обнаружения моносахаридов, например, виноградного сахара.

Однако другие восстановители, как мы уже видели на примере алканалей (альдегидов), могут проявлять такие же свойства.

Проверим, ведут ли себя таким же образом растворы тростникового сахара или самостоятельно полученный нами искусственный мед. Тростниковый сахар и полисахариды не восстанавливают приготовленных нами реактивов, потому что у них звенья моносахаридов сцеплены между собой и альдегидные группы поэтому отсутствуют.

Как мы уже знаем, крахмал и целлюлоза состоят из остатков молекул виноградного сахара. А нельзя ли превратить крахмал, полученный из картофеля или хлебных злаков, либо целлюлозу — главную составную часть древесины — в виноградный сахар? Оказывается, можно! Только для этого нам понадобится сильное расщепляющее средство.

Для осахаривания крахмала или тем более целлюлозы нужно либо повысить концентрацию кислоты по сравнению с гидролизом тростникового сахара, либо работать при повышенном давлении и более высокой температуре.

В противоположность тому пути, который выбирают в промышленности, мы используем только первое средство, т. е. повысим концентрацию кислоты, хотя из-за этого полученные нами продукты превращения нельзя будет употребить в пищу.

Начнем с гидролиза крахмала — главной составной части картофеля и зерна хлебных злаков. Раньше картофельный крахмал хозяйки готовили дома сами. Для этого картофелины нужно мелко натереть и отжать через тряпку. Из полученной жидкости выделяется крахмал.

Но лучше возьмем для опыта готовый картофельный или рисовый крахмал. Около 20 г крахмала размешаем в кашицу с равным количеством воды. К очень малому количеству этой смеси на часовом стекле прибавим каплю спиртового раствора иода или раствора иода и иодида калия в воде. При этом крахмал дает характерную синюю окраску.

В химическом стакане или фарфоровой чашке к 40 мл воды прильем 1 мл концентрированной серной кислоты и нагреем раствор на водяной бане. При непрерывном перемешивании малыми порциями добавим к нему приготовленную на холоду кашицу крахмала и продолжим нагревание 4-5 часов. По окончании реакции проба реакционной массы не должна давать синей окраски с иодом.

Другие пробы, которые мы будем отбирать в течение этого времени, будут давать с реактивом Фелинга все более интенсивную положительную реакцию. Следовательно, крахмал исчезает, и образуется виноградный сахар.

Правда, наряду с ним получаются и продукты неполного расщепления молекул крахмала, которые называют декстринами. После охлаждения серную кислоту нейтрализуют гашеной известью или мелом (проверить реакцию среды!).

При нейтрализации образуется труднорастворимый гипс, который большей частью осаждается, хотя и медленно. Дадим суспензии отстояться и отберем пипеткой полученный над слоем осадка прозрачный раствор.

При осторожном упаривании из него получается крахмальная патока, которая применяется при изготовлении кондитерских изделий, а также чистого виноградного сахара.

Если мы использовали химически чистую серную кислоту, то можно осторожно попробовать на вкус чуть-чуть патоки. Она имеет явственно сладкий вкус, хотя заметно уступает в этом отношении тростниковому сахару или искусственному меду — ведь виноградный сахар в 3 раза менее сладок, чем тростниковый. Кроме того, мы, конечно, почувствуем неприятный вяжущий привкус из-за незначительной примеси растворенного гипса.

В промышленности полученный виноградный сахар тщательно очищают — раствор упаривают под вакуумом, а остаток подвергают перекристаллизации.

Все мы знакомы с глюкозой и знаем, что ею пользуются, когда надо подкрепить ослабленный организм. Она всегда содержится непосредственно в крови (сахар крови) и служит для организма источником энергии. Поэтому глюкоза является совершенно безвредным укрепляющим средством, например для выздоравливающего после болезни или для спортсмена, в организме которого при введении глюкозы быстро возрастает запас энергии. Путешественникам нередко удавалось преодолеть внезапную слабость благодаря лишь нескольким глоткам из фляги с раствором виноградного сахара. А то, что он не очень сладкий, является его преимуществом, так как растворы виноградного сахара даже при высокой концентрации не вызывают отвращения.

Не очень сладок и молочный сахар (лактоза). Как и тростниковый сахар, лактоза — дисахарид: ее молекула состоит из остатков двух моносахаридов — глюкозы и галактозы. Последняя по строению очень похожа на глюкозу.

В коровьем молоке содержится в среднем 4,6% молочного сахара. В женском молоке его больше — 6,5%. Поэтому молоко для искусственного кормления грудных детей приходится обогащать молочным сахаром.

Мы получим молочный сахар из молочной сыворотки, которая остается на сыродельных заводах после отделения от молока жира и белка с помощью сычужного фермента. (Сычужный фермент — биологический катализатор, который вырабатывается в желудке молодых жвачных животных и вызывает свертывание молока. — Прим. перев.).

Это слегка мутный водный раствор, в котором наряду с малым количеством оставшегося белка содержатся сахар и минеральные соли. В большой фарфоровой чашке упарим 300 мл молочной сыворотки (или несколько больше). Через некоторое время осядет оставшийся белок. Отфильтруем его и продолжим упаривание фильтрата до тех пор, пока не начнет кристаллизоваться молочный сахар. После охлаждения от полученной каши кристаллов отделим молочный сахар — лучше всего на воронке Бюхнера. Для дальнейшей очистки можно еще раз перекристаллизовать осадок из горячей воды.

При скисании молока молочный сахар под влиянием бактерий превращается в молочную кислоту. Поэтому из кислой сыворотки, которая остается дома после приготовления творога, не удастся выделить молочный сахар. Упаривая ее, мы получим лишь сиропообразный концентрированный раствор молочной кислоты.

Целлюлоза не может служить для нас продуктом питания. Напротив, в желудках жвачных животных с помощью бактерий она расщепляется с образованием усвояемого сахара.

В промышленности из целлюлозы или непосредственно из древесины, которая, как известно, состоит преимущественно из целлюлозы, при обработке кислотами получают виноградный сахар. Обычно осахаривание (гидролиз) древесины осуществляют в присутствии разбавленной серной кислоты при температуре 135 °С и повышенном давлении или применяют соляную кислоту высокой концентрации при комнатной температуре.

Нам понадобится несколько миллилитров «дымящей» соляной кислоты. Для ее получения нальем 4-5 мл концентрированной соляной кислоты в пробирку и тщательно охладим содержимое пробирки в бане с ледяной водой. Используя простое приспособление, которое мы уже применяли раньше для выделения углекислого газа, получим газообразный хлористый водород. Для этого будем добавлять по каплям 50-70%-ную серную кислоту к 3 г поваренной соли. ( Надеть защитные очки! Из-за выделения едких паров обязательно проводить опыт только в вытяжном шкафу или на открытом воздухе. )

С помощью отводной стеклянной трубки введем хлороводород в пробирку с тщательно охлажденной соляной кислотой. При пропускании газа горло пробирки не слишком плотно закроем кусочком ваты. Через некоторое время, закончив пропускание хлористого водорода, стеклянной палочкой осторожно сдвинем этот кусочек ваты в соляную кислоту, закроем пробирку другим кусочком ваты и оставим в бане с ледяной водой на несколько часов. Предварительно добавим в баню побольше льда. Вата сначала набухает, а потом постепенно растворяется. В пробирке происходит расщепление целлюлозы, и на следующий день большая часть ее превращается в виноградный сахар.

Сильно разбавим раствор водой, нейтрализуем его раствором соды (карбоната натрия) и проверим, образовался ли виноградный сахар, с помощью реактива Фелинга и аммиачного раствора соли серебра.

Осахаривание древесины приобрело некоторое значение во время второй мировой войны, однако теперь в ГДР почти не применяется, так как в нашем распоряжении имеются другие, более дешевые источники сахаров.

(В отличие от многих других стран, в том числе ГДР, которой приходится 1/3 всей древесины покупать за рубежом, наша страна обладает огромными запасами древесины и по вывозу ее занимает первое место в мире. Поэтому в Советском Союзе гидролиз древесины осуществляется во все возрастающих масштабах. На гидролизных заводах получают глюкозу и в результате брожения раствора сахаров гидролизный спирт:

Выделяющийся углекислый газ собирают и, охлаждая его под давлением, превращают в так называемый сухой лёд. Из отходов производства получают кормовые дрожжи, фурфурол, используемый для изготовления синтетических полимеров, лигнин и т.д. — Прим. перев.).

Источник: http://www.alhimik.ru/read/grosse22.html

admin
admin

×