Kõige tavalisema looduslikult esineva disahhariidi (oligosahhariid) näide on sahharoos (peedi- või roosuhkur).

Sahharoosi bioloogiline roll

Inimese toitumises on kõige olulisem sahharoos, mis satub toiduga märkimisväärsetes kogustes kehasse. Sarnaselt glükoosile ja fruktoosile imendub sahharoos pärast soolestikus lagundamist seedetraktist kiiresti verre ja seda saab kergesti kasutada energiaallikana..

Sahharoosi kõige olulisem toiduallikas on suhkur.

Sahharoosi struktuur

Sahharoosi C molekulmolekul12H22Umbesüksteist.

Sahharoosil on keerulisem struktuur kui glükoosil. Sahharoosimolekul sisaldab glükoosi ja fruktoosi molekulide jääke tsüklilises vormis. Need on omavahel ühendatud hemiatsetaalse hüdroksüüli (1 → 2) -glükosiidsideme vastasmõju tõttu, see tähendab, et puudub vaba hemiatsetaal- (glükosiid-) hüdroksüülühend:

Sahharoosi füüsikalised omadused ja esinemine looduses

Sahharoos (tavaline suhkur) on valge kristalliline aine, magusam kui glükoos, kergesti vees lahustuv.

Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C. Sulanud sahharoosi tahkumisel tekib amorfne läbipaistev mass - karamell.

Sahharoos on looduslikult esinev disahhariid ja seda leidub paljudes puuviljades, puuviljades ja marjades. Eriti palju seda sisaldab suhkrupeet (16–21%) ja suhkruroog (kuni 20%), mida kasutatakse söödava suhkru tööstuslikuks tootmiseks..

Sahharoosisisaldus suhkrus on 99,5%. Suhkrut nimetatakse sageli "tühjaks kalorikandjaks", kuna suhkur on puhas süsivesik ega sisalda muid toitaineid nagu vitamiine, mineraale.

Keemilised omadused

Sahharoosi puhul on iseloomulikud hüdroksüülrühmade reaktsioonid.

1. Kvalitatiivne reaktsioon vask (II) hüdroksiidiga

Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosimolekulis kinnitab reaktsioon metallhüdroksiididega kergesti.

Videokatse "Tõend hüdroksüülrühmade esinemise kohta sahharoosis"

Kui vask (II) hüdroksiidile lisatakse sahharoosilahus, tekib vasksahharoosi erksinine lahus (mitmehüdroksüülsete alkoholide kvalitatiivne reaktsioon):

2. Oksüdatsioonireaktsioon

Disahhariidide vähendamine

Disahhariidid, mille molekulides on säilinud hemiatsetaal (glükosiidne) hüdroksüül (maltoos, laktoos), muunduvad lahustes tsüklilistest vormidest osaliselt avatud aldehüüdvormideks ja alustavad aldehüüdidele iseloomulikke reaktsioone: reageerivad hõbeoksiidi ammoniaagilahusega ja redutseerivad vask (II) hüdroksiidi vase (I) oksiidiks. Selliseid disahhariide nimetatakse redutseerivateks (vähendage Cu (OH)2 ja Ag2O).

Hõbedane peegelreaktsioon

Mitte-redutseeriv disahhariid

Disahhariide, mille molekulides puudub hemiatsetaal (glükosiidne) hüdroksüül (sahharoos) ja mida ei saa muuta avatud karbonüülvormideks, nimetatakse mitt redutseerivateks (ärge vähendage Cu (OH)2 ja Ag2O).

Sahharoos, erinevalt glükoosist, ei ole aldehüüd. Lahuses olevad sahharoos ei toimu "hõbedase peegli" reaktsioonis ja ei moodusta vask (II) hüdroksiidiga kuumutamisel punast vask (I) oksiidi, kuna see ei ole võimeline muunduma aldehüüdirühma sisaldavaks avatud vormiks.

Videokogemus "Sahharoosi redutseerimisvõime puudumine"

3. Hüdrolüüsireaktsioon

Disahhariide iseloomustab hüdrolüüsireaktsioon (happelises keskkonnas või ensüümide toimel), mille tulemusena moodustuvad monosahhariidid.

Sahharoos on võimeline läbima hüdrolüüsi (kuumutamisel vesinikioonide juuresolekul). Sel juhul moodustuvad glükoosimolekul ja fruktoosimolekul ühest sahharoosimolekulist:

Videokatse "Sahharoosi happeline hüdrolüüs"

Hüdrolüüsi käigus lagunevad maltoos ja laktoos nende omavahelisteks monosahhariidideks nende omavaheliste sidemete (glükosiidsidemete) purunemise tõttu:

Seega on disahhariidide hüdrolüüsi reaktsioon vastupidine nende moodustumise protsessile monosahhariididest.

Elusorganismides toimub disahhariidide hüdrolüüs ensüümide osalusel.

Sahharoosi saamine

Suhkrupeedist või suhkruroost muudetakse peened laastud ja need asetatakse difuusoritesse (suured katlad), milles kuum vesi loputab sahharoosi (suhkur).

Koos sahharoosiga lähevad vesilahusesse muud komponendid (erinevad orgaanilised happed, valgud, värvained jne). Nende toodete sahharoosist eraldamiseks töödeldakse lahust lubjapiimaga (kaltsiumhüdroksiid). Selle tulemusena moodustuvad halvasti lahustuvad soolad, mis sadestuvad. Sahharoos moodustab kaltsiumhüdroksiidiga lahustuva kaltsiumsahharoosi C12H22UmbesüksteistCaO 2H2Umbes.

Kaltsiumsahharaadi lagundamiseks ja kaltsiumhüdroksiidi liigse neutraliseerimiseks lastakse lahusest läbi süsinikmonooksiid (IV)..

Sadestunud kaltsiumkarbonaat filtreeritakse välja ja lahus aurutatakse vaakumiseadmes. Kristallide moodustumisel eraldatakse suhkur tsentrifuugi abil. Ülejäänud lahus - melass - sisaldab kuni 50% sahharoosi. Seda kasutatakse sidrunhappe valmistamiseks.

Eraldatud sahharoos puhastatakse ja värvitakse. Selleks lahustatakse see vees ja saadud lahus filtreeritakse läbi aktiivsöe. Seejärel lahus aurustatakse uuesti ja kristallitakse.

Sahharoosi kasutamine

Sahharoosi kasutatakse peamiselt iseseisva toiduainena (suhkur), samuti maiustuste, alkohoolsete jookide ja kastmete valmistamisel. Seda kasutatakse suurtes kontsentratsioonides säilitusainena. Kunstmesi saadakse sellest hüdrolüüsi teel.

Sahharoosi kasutatakse keemiatööstuses. Kääritamise teel saadakse sellest etanool, butanool, glütseriin, levuliin- ja sidrunhapped, dekstraan..

Meditsiinis kasutatakse sahharoosi pulbrite, segude, siirupite valmistamiseks, sealhulgas vastsündinutele (magusa maitse või säilivuse saamiseks).

Aine nimi C12h22o11

Kõige tavalisema looduslikult esineva disahhariidi (oligosahhariid) näide on sahharoos (peedi- või roosuhkur).

Oligosahhariidid on kahe või enama monosahhariidi molekuli kondensatsiooniproduktid.

Disahhariidid on süsivesikud, mis mineraalhapete juuresolekul või ensüümide mõjul veega kuumutamisel läbivad hüdrolüüsi, lagunedes kaheks monosahhariidmolekuliks.

Füüsikalised omadused ja looduses viibimine

1. See on värvitu magusa maitsega kristall, mis lahustub vees hästi.

2. Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C.

3. Sulanud sahharoosi tahkumisel tekib amorfne läbipaistev mass - karamell.

4. Sisaldub paljudes taimedes: kase, vahtra, porgandi, meloni mahlas, samuti suhkrupeedis ja suhkruroos.

Struktuur ja keemilised omadused

1. Sahharoosi molekulvalem - C12H22Umbesüksteist

2. Sahharoos on keerukama struktuuriga kui glükoos. Sahharoosimolekul koosneb glükoosi- ja fruktoosijääkidest, mis on omavahel seotud hemiatsetaalhüdroksüülrühmade (1 → 2) -glükosiidsideme koostoime kaudu:

3. Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosimolekulis kinnitab reaktsioon metallhüdroksiididega kergesti.

Kui vask (II) hüdroksiidile lisatakse sahharoosilahus, tekib vasksahharaadi erksinine lahus (mitmehüdroksüülsete alkoholide kvalitatiivne reaktsioon).

4. Sahharoosis ei ole aldehüüdirühma: kuumutamisel hõbe (I) oksiidi ammoniaagilahusega ei anna see "hõbedast peeglit", vase (II) hüdroksiidiga kuumutamisel ei moodusta see punast vask (I) oksiidi.

5. Erinevalt glükoosist ei ole sahharoos aldehüüd. Lahuses olles ei satu sahharoos "hõbedase peegli" reaktsiooni, kuna see ei ole võimeline muunduma avatud vormiks, mis sisaldab aldehüüdi rühma. Selliseid disahhariide ei ole võimalik oksüdeerida (st nad on redutseerivad ained) ja neid nimetatakse mitte-redutseerivateks suhkruteks..

6. Sahharoos on disahhariididest kõige olulisem.

7. See on saadud suhkrupeedist (see sisaldab kuni 28% sahharoosi kuivaines) või suhkruroost.

Sahharoosi reageerimine veega.

Sahharoosi oluline keemiline omadus on hüdrolüüsi võime (kuumutamisel vesinikioonide juuresolekul). Sel juhul moodustuvad glükoosimolekul ja fruktoosimolekul ühest sahharoosimolekulist:

Sahharoosi isomeeridest, mille molekulvalem on C12H22Umbesüksteist, maltoosi ja laktoosi saab eristada.

Hüdrolüüsi käigus jagunevad erinevad disahhariidid nende koostisosadeks monosahhariidideks nende omavaheliste sidemete (glükosiidsidemete) purunemise tõttu:

Seega on disahhariidide hüdrolüüsi reaktsioon vastupidine nende moodustumise protsessile monosahhariididest.

Aine nimi C12h22o11

KEEMIA on imede valdkond, selles on peidus inimkonna õnn,

tehakse suurimaid mõistuse vallutusi

täpselt selles piirkonnas. (M. GORKY)

Keemiliste elementide perioodiline tabel

Universaalne lahustuvustabel

Keemiatundide tabelite kogumine

Glükoosi keemilised omadused. Vastuvõtt, avaldus

I. Glükoosi saamine

1. Tööstuses

2. Laboris

  • Formaldehüüdist (1861 A. Butlerov):

3. Looduses

4. Muud viisid

  • Disahhariidi hüdrolüüs:

sahharoos glükoos fruktoos

II. Glükoosi keemilised omadused

1. Spetsiifilised omadused

Monosahhariidide kõige olulisem omadus on nende ensümaatiline käärimine, s.t. molekulide lagunemine fragmentideks erinevate ensüümide toimel. Fermentatsioon toimub pärmi, bakterite või hallitusseente sekreteeritud ensüümide juuresolekul. Sõltuvalt aktiivse ensüümi olemusest eristatakse järgmist tüüpi reaktsioone:

1. Alkohoolne kääritamine:

2. Piimhappe kääritamine:

3. Võihappe kääritamine:

2. Aldehüüdide omadused

1. Hõbedase peegli reaktsioon:

2. Oksüdeerimine vask (II) hüdroksiidiga:

3. Taastumine:

sorbitool - heksahüdraatne alkohol

3. Mitmehüdroksüülsete alkoholide omadused

1. Eetrite moodustamine alkoholidega

Metüülalkoholi toimel gaasilise vesinikkloriidi juuresolekul asendatakse glükosiidhüdroksüüli vesinikuaatom metüülrühmaga.

2. Mitmehüdroksüülsete alkoholide kvalitatiivne reaktsioon

Lisame glükoosilahusele paar tilka vask (II) sulfaadi lahust ja leeliselahust. Vaskhüdroksiidi sade ei moodustu. Lahus muutub erksiniseks. Sel juhul lahustab glükoos vask (II) hüdroksiidi ja käitub nagu mitmehüdroksüülne alkohol, moodustades kompleksühendi - erksinine.

4. Oksüdatsioonireaktsioonid

III. Rakendus

Glükoos on väärtuslik toitev toode. Kehas toimub see keerulistes biokeemilistes muundumistes, mille tulemusena moodustuvad süsinikdioksiid ja vesi, samal ajal kui energia vabaneb vastavalt lõplikule võrrandile:

Kuna glükoos imendub kehas kergesti, kasutatakse seda meditsiinis tugevdava ravimina südamepuudulikkuse, šoki sümptomite korral, see on osa vere asendus- ja šokivastastest vedelikest. Glükoosi kasutatakse laialdaselt kondiitritoodetes (marmelaadi, karamelli, piparkookide jms valmistamine), tekstiilitööstuses redutseeriva ainena, askorbiin- ja glükoonhapete tootmise algtootena, paljude suhkruterivaatide sünteesimiseks jne. Glükoosi kääritamise protsessidel on suur tähtsus. Nii näiteks kapsaste, kurkide, piima marineerimisel toimub piimhappe glükoosikäärimine, samuti sööda sileerimisel. Kui silitatav mass on ebapiisavalt tihendatud, toimub sissetunginud õhu mõjul võihappe fermentatsioon ja sööt muutub kasutuskõlbmatuks. Praktikas kasutatakse glükoosi alkohoolset kääritamist ka näiteks õlle tootmisel.

Aine nimi C12h22o11

Keemilise ühendi molaarmass arvutamiseks sisestage selle valem ja klõpsake nuppu 'Arvuta'. Keemilises valemis saate kasutada:

  • Mis tahes keemiline element. Suurtähtke esimene täht keemilise sümbolina ja kasutage ülejäänud tähtede jaoks väiketähti: Ca, Fe, Mg, Mn, S, O, H, C, N, Na, K, Cl, Al.
  • Funktsionaalsed rühmad: D, Ph, Me, Et, Bu, AcAc, For, Ts, Tos, Bz, TMS, tBu, Bzl, Bn, Dmg
  • sulgudes () ja nurksulgudes.
  • Levinud liitnimed.
Molaarse massi arvutamise näited: NaCl, Ca (OH) 2, K4 [Fe (CN) 6], CuSO4 * 5H2O, vesi, lämmastikhape, kaaliumpermanganaat, etanool, fruktoos.

Molaarmassikalkulaator kuvab ka levinud ühendi nime, Hilli valemit, elementkoostist, massiprotsendi koostist, aatomprotsentide koostist ja võimaldab teisendada massist moolide arvuks ja vastupidi.

Molekulmassi (molekulmass) arvutamine

Molekulmassi, molekulmassi, molekulmassi ja molaarkaalu määramine

  • Molekulmass (molekulmass) on aine ühe molekuli mass, väljendatuna aatommassiühikutes (ja). (1 ja võrdub 1/12 ühe süsinik-12 aatomi massist)
  • Molaarmass (molekulmass) on aine ühe mooli mass ja seda väljendatakse g / mol.
Aatomi- ja isotoopmassid artiklist NIST.

Jätke meile tagasisidet oma molekulmassikalkulaatori kasutamise kohta.

Sahharoos - sahharoos

Sahharoos
nimed
IUPACi nimi
Muud nimed

β- D -fruktofuranosüül- (2 → 1) -α- D - glükopüranosiid; β- (2S, 3S, 4S, 5R) -fruktofuranosüül-a- (1R, 2R, 3S, 4S, 5R) glükopüranosiid; α- (1 R, 2 R, 3S, 4S, 5R) glükopüranosüül-β- (2S, 3S, 4S, 5R) -fruktofuranosiid
, dodekokarbonaatmonodekahüdraat

((2R, 3R, 4S, 5S, 6R) -2 - [(2S, 3S, 4S, 5R) -3,4-dihüdroksü-2,5-bis (hüdroksümetüül) oksapent-2-üül] oksü-6- (hüdroksümetüül) oksaheksaan-3,4,5-triool)

Identifikaatorid
  • 57-50-1 Y
  • Interaktiivne pilt
  • CHEBI: 17992 Y
  • ChEMBL253582 Y
  • 5768 Y
  • DB02772 Y
ICGV infokaart100.000.304EÜ number200-334-9
  • 5411
  • 5988
RTECS-numberWN6500000UNII
  • C151H8M554 Y
omadusedPÄRAST 12 H 22 Umbes üksteistMolaarmass342,30 g / molVälimusvalge tahke ainetihedus1,587 g / cm3, tahkeSulamistemperatuurMitte keegi; laguneb temperatuuril 186 ° C (367 ° F; 459 K)

2000 g / l (25 ° C) (teiste temperatuuride kohta vt alltoodud tabelit)sisselogimine P-3.76Kompositsioon

P2 1termokeemia1349,6 kcal / mol (5647 kJ / mol) (kõrgem kütteväärtus)ohtMSDSICSC 1507NFPA 704Surmav annus või kontsentratsioon (LD, LC):29 700 mg / kg (suu kaudu, rott)USA tervisekeskkonna piirnormid (NIOSH):TWA 15 mg / m3 (kokku) TWA 5 mg / m3 (vastavalt)TWA 10 mg / m3 (kokku) TWA 5 mg / m3 (vastavalt)Põhja-DakotaSeotud ühendid Y veenduge (mis?) Y N Infokasti lingid

Sahharoos on tavaline suhkrulaud. See on disahhariid, molekul koosneb kahest monosahhariidist: glükoosist ja fruktoosist. Sahharoosi toodetakse loomulikult taimedes, millest rafineeritakse lauasuhkrut. Sellel on valem C 12 H 22 O üksteist.

Inimtoiduks ekstraheeritakse ja rafineeritakse sahharoos suhkruroost või suhkrupeedist. Suhkruvabrikud asuvad suhkruroo kasvatamiseks suhkruroo purustamiseks ja toorsuhkru tootmiseks, mis tarnitakse kogu maailmas puhta sahharoosina töötlemiseks. Mõni suhkruvabrik töötleb toorsuhkrut ka sahharoosiks. Suhkrupeeditehased asuvad külmemas kliimas, kus kasvatatakse peeti ja töötletakse peet otse rafineeritud suhkruks. Suhkru rafineerimise protsess hõlmab toorsuhkru kristallide pesemist enne nende lahustamist suhkrusiirupis, mis filtreeritakse ja lastakse seejärel läbi süsiniku jääkvärvi eemaldamiseks. Nüüd selge suhkrusiirup kontsentreeritakse vaakumis keetmisega ja kristallitakse lõpliku puhastamisprotsessina, saades puhtad sahharoosikristallid. Need kristallid on selged, lõhnatud ja magusa maitsega. En Masse, kristallid tunduvad valged.

Suhkur on toidus ja toiduretseptides sageli täiendav koostisosa. 2013. aastal toodeti kogu maailmas umbes 175 miljonit tonni suhkrut.

sisu

  • 1 Etümoloogia
  • 2 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 2.1. Struktuurne O-α-D-glükopüranosüül- (1 → 2) -β-D-fruktofuranosiid
    • 2.2 termiline ja oksüdatiivne hävitamine
    • 2.3 Hüdrolüüs
    • 2.4 Sahharoosi süntees ja biosüntees
      • 2.4.1 Keemiline süntees
  • 3 Allikad
  • 4 Tootmine
    • 4.1 Sahharoosi peenuse ajalugu
    • 4.2 Praegune suundumus
      • 1 kõrge fruktoosisisaldusega maisisiirup
    • 4.3 tüübid
      • 4.3.1 Roostik
      • 4.3.2 Peet
        • 4.3.2.1 Roo versus peet
      • 4.3.3 kulinaarne suhkur
        • 4.3.3.1 veski valge
        • 4.3.3.2 Blanco Directo
        • 4.3.3.3 Valge rafineeritud
    • 4.4 Mõõtmine
      • 4.4.1 Lahustunud suhkrusisaldus
  • 5 Tarbimine
    • 5.1 Toiteväärtus
    • 5.2 Sahharoosi metabolism
    • 5.3 Inimeste tervis
      • 5.3.1 Hammaste lagunemine
      • 5.3.2 Glükeemiline indeks
      • 5.3.3 Suhkurtõbi
      • 5.3.4 Ülekaalulisus
      • 5.3.5 Podagra
      • 5.3.6 Sahharoositalumatus
    • 5.4 ÜRO dieedisoovitus
    • 5.5 Usulised küsimused
  • 6 Kaubandus ja majandus
  • 7 Viited
  • 8 Edasine lugemine
  • 9 Välised lingid

Etümoloogia

Sõna sahharoos mõtles 1857. aastal välja inglise keemik William Miller Prantsuse sukreest ("suhkur") ja suhkru -ose tavalisest keemilisest sufiksist. Lühendatud mõistet Suc kasutatakse sahharoosi puhul teaduskirjanduses sageli.

Sahharoos on suhkrute, eriti sahharoosi, aegunud nimi. Nime sahharoosi mõtles 1860. aastal välja prantsuse keemik Berthelot.

Füüsilised ja keemilised omadused

Struktuurne O-α- D -glükopüranosüül- (1 → 2) -β- D -fruktofuranosiid

Sahharoosi-, glükoosi- ja fruktoosikomponendid seotakse eetrisideme abil glükoosüültransferaasi alamühiku C1 ja fruktoosüülblokil oleva C2 ​​vahel. Linki nimetatakse glükosiidseks lüliks. Glükoos eksisteerib valdavalt kahe isomeerse "püranoosi" (a ja β) kujul, kuid ainult üks neist vormidest on seotud fruktoosiga. Fruktoos ise eksisteerib "furanooside" seguna, millest igaühel on a- ja p-isomeerid, kuid glükosüültransferaasi ühikule viidatakse ainult ühele konkreetsele isomeerile. Sahharoosi puhul on tähelepanuväärne see, et erinevalt enamikust disahhariididest moodustub glükosiidside pigem redutseerivate otste nagu glükoos ja fruktoos vahel, mitte ühe ja teiste redutseerivate otste vahel. See side pärsib edasist seondumist teiste sahhariidühikutega. Kuna see ei sisalda anomeerseid hüdroksüülrühmi, klassifitseeritakse see mitte-redutseerivaks suhkruks.

Sahharoos kristalliseerub monokliinses ruumirühmas P2 1 võre parameetritega toatemperatuuril c = 1,08631 nm, b = 0,87044 nm, c = 0,77624 nm, β = 102,938 °.

Sahharoosi puhtust mõõdetakse polarimeetriliselt suhkrulahusega tasapinnaliselt polariseeritud valguse pöörlemise kaudu. Spetsiifiline pöörlemine temperatuuril 20 ° C, kasutades kollast "naatrium-D" valgust (589 nm), on + 66,47 °. Kaubanduslikke suhkruproove analüüsitakse selle parameetri abil. Sahharoos keskkonnatingimustes ei lagune.

Termiline ja oksüdatiivne hävitamine

Temperatuurilt sahharoosi lahustuvus vees
T (° C)S (g / dl)
50259
55273
60289
65306
70325
75346
80369
85394
90420

Sahharoos ei sula kõrgel temperatuuril. Selle asemel laguneb see temperatuuril 186 ° C (367 ° F), moodustades karamelli. Sarnaselt teiste süsivesikutega põleb see süsinikdioksiidiks ja veeks. Sahharoosi segamine kaaliumnitraadi oksüdeerijaga annab kütusena tuntud kommiraketi, mida kasutatakse amatöörraketimootorite käitamiseks.

See reaktsioon on siiski mõnevõrra lihtsustatud. Osa süsinikust oksüdeerub täielikult süsinikdioksiidiks ja toimuvad ka muud reaktsioonid, näiteks veegaasi nihke reaktsioon. Täpsem teoreetiline võrrand:

PÄRAST 12 H 22 Umbes üksteist + 6288 KNO 3 → 3,796 CO 2 + CO + 5,205 7,794 N 2 O + 3,065 N 2 + 3,143 N 2 + 2.998K 2 CO 3 + 0,274 KOH

Sahharoosi võib dehüdreerida väävelhappega, saades musta, süsinikurikka tahke aine, nagu on näidatud järgmises idealiseeritud valemis:

H 2 NII 4 (katalüsaator) + C 12 H 22 O üksteist → 12 C + 11 H 2 O + soojus (ja mõned H 2 O + CO 3 kuumuse tagajärjel).

Sahharoosi lagundamise valemit võib esitada kaheastmelisena: esimene lihtsustatud reaktsioon on sahharoosi dehüdratsioon puhtaks süsinikuks ja veeks ning seejärel süsinik oksüdeerib CO 2 koos O-ga 2 õhust.

PÄRAST 12 H 22 Umbes üksteist + kuumus → 12 C + 11 N 2 O12C + 12O 2 → 12 CO 2

Hüdrolüüs

Hüdrolüüs lagundab glükosiidsideme, mis muudab sahharoosi glükoosiks ja fruktoosiks. Hüdrolüüs on aga nii aeglane, et sahharoosilahused võivad väheste muutustega istuda mitu aastat. Ensüümi sahharoosi lisamisel kulgeb reaktsioon aga kiiresti. Hüdrolüüsi saab kiirendada ka hapetega, nagu koorekreem või nõrkade hapetena sidrunimahl. Samamoodi muudab maomahla happesus seedimise ajal sahharoosi glükoosiks ja fruktoosiks, kusjuures nende kahe vaheline side on atsetaalside, mida saab happega katkestada.

Võttes arvesse (ülal) sahharoosi kütteväärtust 1349,6 kcal / mol, glükoosil 673,0 ja fruktoosil 675,6, on hüdrolüüsi heitkogus umbes 1,0 kcal (4,2 kJ) sahharoosi mooli kohta või umbes 3 väikesed kalorid toote grammi kohta.

Sahharoosi süntees ja biosüntees

Sahharoosi biosüntees kulgeb UDP-glükoosi ja fruktoos-6-fosfaadi eelkäijate kaudu, mida katalüüsib ensüüm sahharoos-6-fosfaadi süntaas. Reaktsiooni energia saadakse uridiindifosfaadi (UDP) lõhustamisel. Sahharoosi toodavad taimed ja tsüanobakterid, kuid mitte teised organismid. Sahharoosi esineb looduslikult paljudes toidutaimedes koos monosahhariidfruktoosiga. Paljudes puuviljades, nagu ananass ja aprikoos, on sahharoos peamine suhkur. Teistes riikides, näiteks viinamarjades ja pirnides, on fruktoos peamine suhkur.

Keemiline süntees

Ehkki sahharoos on peaaegu alati looduslikest allikatest eraldatud, saavutas selle keemilise sünteesi esmakordselt 1953. aastal Raymond Lemieux.

allikatest

Looduses esineb sahharoosi paljudes taimedes, eriti nende juurtes, viljades ja nektarites, kuna see toimib peamiselt fotosünteesist pärineva energia salvestamise vahendina. Paljud imetajad, linnud, putukad ja bakterid kogunevad taimedesse sahharoosiga ja toituvad neist ning mõnele on see nende peamine toiduallikas. Inimtarbimise seisukohast on suhkrutaimed eriti olulised, kuna nad koguvad sahharoosi ja toodavad mett, mis on kogu maailmas oluline toiduaine. Mee enda süsivesikud on enamasti fruktoos ja glükoos, milles on ainult sahharoosi.

Puuviljade küpsemisel tõuseb nende sahharoosisisaldus järsult, kuid mõned puuviljad ei sisalda peaaegu üldse sahharoosi. Siia kuuluvad viinamarjad, kirsid, mustikad, murakad, viigimarjad, granaatõunad, tomatid, avokaadod, sidrunid ja laimid.

Sahharoos on looduslik suhkur, kuid industrialiseerimise tulekul on seda rafineeritud ja tarbitud igat tüüpi töödeldud toitudes..

tootmine

Sahharoosi peenuse ajalugu

Lauasuhkru tootmisel on pikk ajalugu. Mõned teadlased väidavad, et indiaanlased avastasid, kuidas suhkur kristallus Gupta dünastia ajal, umbes 350 pKr..

Teised teadlased osutavad iidsetele Hiina käsikirjadele, mis pärinevad eKr. 8. sajand, kus üks varasemaid ajaloolisi viiteid suhkruroogule tuleb koos sellega, et nende teadmised suhkruroost saadi Indiast. Samuti näib, et umbes 500 eKr hakkasid tänapäeva India inimesed valmistama suhkrusiirupit ja jahutama seda suurtes lamedates kaussides, et valmistada toors lauasuhkrukristalle, mida oli lihtsam hoida ja transportida. Kohalikus indiaanikeeles nimetati neid kristalle Handa (,), mis on sõna kommid allikas.

Aleksander Suure armee peatati Induse kallastel tema vägede keeldumisega marssida edasi ida suunas. Nad nägid India subkontinendil inimesi kasvamas suhkruroogu ja valmistamas granuleeritud, soolataolist magusat pulbrit, mis on SUGARi (साखर) kohalik nimi, kreeka keeles (uus-kreeka keeles Zachari ζάχαρη) sakcharon (Greekακχαρον). Tagasiteel kandsid Kreeka sõdurid osa "mesiroost" tagasi. Suhkruroog on aastatuhandeid olnud piiratud saak. Suhkur oli haruldane kaup ja suhkrukaupmehed said rikkaks. Veneetsia oli oma rahalise jõu kõrgpunktis Euroopa peamine suhkru jaotuskeskus. Araablased hakkasid seda tootma Sitsiilias ja Hispaanias. Alles pärast ristisõdijate tegevust hakkas mesi Euroopas magusainena konkureerima. Hispaania alustas suhkruroo kasvatamist Lääne-Indias 1506. aastal (Kuuba 1523. aastal). Esimest korda kultiveeris portugallane suhkruroo Brasiilias 1532. aastal.

Suhkur püsis suures osas maailmas luksusena kuni 18. sajandini. Ainult rikkad said seda endale lubada. 18. sajandil kasvas nõudlus suhkru järele Euroopas ja 19. sajandil hakati seda pidama inimlikuks vajaduseks. Suhkru kasutamine on kasvanud koos tee, kookide, saiakeste ja šokolaadide kasutamisega. Tarnijad suhkruturul uutes vormides, näiteks kõvad pungad, mis nõuavad tarbijatelt tükkide purustamiseks suhkrutangide, tangidega sarnast tööriista.

Nõudlus odavama suhkru järele on ajendanud eelkõige asustama troopilisi saari ja riike, kus töömahukad suhkrurooistandused ja lauasuhkru tootmine võivad õitseda. Suhkruroo kasvatamine kuumas ja niiskes kliimas ning lauasuhkru tootmine suhkrutööstuses kõrgel temperatuuril oli raske, ebainimlik töö. Eelkõige nõudis selle töö nõudmine odava ja kuuleka tööjõu järele kõigepealt orjakaubandust Aafrikast (eriti Lääne-Aafrikast) ja seejärel Lõuna-Aasiast (eriti Indiast) suunatud töökaubandust. Miljonid orjad, millele järgnesid miljonid palgasaajad, veeti Kariibidele, India ookeanile, Vaikse ookeani saartele, Ida-Aafrikasse, Natali, Lõuna-Ameerika põhja- ja idaossa ning Kagu-Aasiasse. Paljude rahvaste tänapäevane etniline koosseis, mis asus viimase kahe sajandi jooksul lauasuhkru mõjul.

Alates 18. sajandi lõpust muutus suhkru tootmine üha mehhaniseeritumaks. Aurumootor käivitas suhkrutehase Jamaical esmakordselt 1768. aastal ja vahetult pärast seda asendas aur otsese süütamise protsessisoojuse allikana. Samal sajandil hakkasid eurooplased katsetama suhkru tootmist teistest põllukultuuridest. Andreas Marggraf tuvastas peedijuure sahharoosi ja tema õpilane Franz Ashar ehitas Sileesiasse (Preisimaal) suhkrupeedi töötlemise tehase. Peedisuhkrutööstus tõusis siiski Napoleoni sõdade ajal, kui Prantsusmaa ja kontinent olid Kariibi mere suhkrust eraldatud. 2010. aastal tuli umbes 20 protsenti maailma suhkrust peedist.

Tänapäeval toodab suur peeditaim päevas umbes 1500 tonni suhkrut ja vajab ööpäevaringseks tootmiseks püsivat umbes 150 töötajaga..

Praegused trendid

Lauasuhkur (sahharoos) pärineb taimsetest allikatest. Domineerivad kaks olulist suhkrukultuuri: suhkruroog (Saccharum spp.) Ja suhkrupeet (Beta Vulgaris), milles suhkur võib moodustada 12–20% taime kuivmassist. Väiksemate kaubanduslike suhkrukultuuride hulka kuuluvad datlipalm (Phoenix dactylifera), sorgo (harilik sorgo) ja suhkruvaher (Aceri suhkur). Sahharoos saadakse nendest kultuuridest ekstraheerimisel kuuma veega; ekstrakti kontsentreerimisel saadakse siirupid, millest sahharoosi tahked ained võivad kristalluda. 2013. aastal ulatus lauasuhkru ülemaailmne tootmine 175 miljoni tonnini.

Enamik roosuhkrut pärineb sooja kliimaga riikidest, kuna suhkruroog ei talu pakast. Suhkrupeet seevastu kasvab ainult külmemates parasvöötmes ja ei talu kõrgeid temperatuure. Umbes 80 protsenti sahharoosist saadakse suhkruroost, ülejäänu peaaegu kogu suhkrupeedist.

2010. aastal olid Brasiilia, India, Euroopa Liit, Hiina, Tai ja Ameerika Ühendriigid peamised suhkrut tootvad riigid maailmas. Brasiilia tootis 2013. aastal umbes 40 miljonit tonni lauasuhkrut, India aga 25 miljonit, EL-27 riigid 16 miljonit, Hiina 14 miljonit, Tai umbes 10 miljonit ja USA üle 7 miljoni..

Piirkonniti vaadatuna domineerib suhkruroo tootmisel Aasia, kus India, Hiina, Tai ja muud riigid annavad suure panuse, ühendades 2006. aastal 40% kogu maailma toodangust; Lõuna-Ameerika on 32% -ga kogu maailma toodangust teisel kohal; Aafrika ja Kesk-Ameerika toodavad mõlemad 8% ja Austraalia 5%. Ülejäänud osa moodustavad Ameerika Ühendriigid, Kariibi mered ja Euroopa, kumbki umbes 3%.

Peedisuhkur pärineb külmema kliimaga piirkondadest: Loode- ja Ida-Euroopast, Põhja-Jaapanist ja mõnest Ameerika Ühendriikide piirkonnast (sealhulgas California). Põhjapoolkeral lõpeb peedi kasvuperiood saagikoristuse algusega septembri paiku. Mõnel juhul jätkub kogumine ja töötlemine märtsini. Töötlemisjaama võimsus ja ilm mõjutavad nii saagikoristuse kui ka töötlemise kestust - tööstus võib peedisaagi enne töötlemist säilitada, kuid külmakahjustusega peet muutub tegelikult töötlematuks..

Brasiilia on maailma suurim suhkrueksportija - 2013. aastal oli see 29 miljonit tonni. Euroopa Liidust (EL) on saanud maailma suuruselt teine ​​suhkrueksportija. ELi ühine põllumajanduspoliitika kehtestab liikmetele maksimaalsed tootmiskvoodid, et need vastaksid pakkumisele ja nõudlusele ning hinnale. Euroopa ekspordib tootmiskvootide ülejääki (umbes 5 miljonit tonni 2003. aastal). Osa sellest "kvoodisuhkrust" subsideeritakse tööstuse maksudest, ülejäänud osa (umbes pool) müüakse C-kvoodisuhkruna turuhindades ilma subsiidiumideta. Need toetused ja kõrged imporditariifid muudavad teiste riikide eksportimise ELi riikidesse või eurooplastega maailmaturul konkureerimise raskeks..

Ameerika Ühendriigid kehtestavad tootjate tugevdamiseks kõrge suhkru hinna, mistõttu paljud endised suhkruostjad lähevad üle maisisiirupile (joogitootjad) või on riigist lahkunud (kommitootjad)..

India tarbib 2013. aastal kõige rohkem suhkrut 26 miljoni tonni lauasuhkruga. EL-27 on teisel kohal 18 miljoni ja Hiina kolmandal kohal üle 16 miljoni.

Madalate suhkruhindade arv on eeldatavasti ülemaailmse tarbimise ja kaubanduse ergutamine, eksport prognoosib 4 miljoni võrra 59 miljoni tonni võrra suuremat kasvu.

Nisust ja maisist (mais) saadud glükoosisiirupite madalad hinnad ohustavad traditsioonilist suhkruturgu. Kasutatuna koos kunstlike magusainetega võimaldavad need joogitootjatel toota väga odavaid tooteid.

Kõrge fruktoosisisaldusega maisisiirup

Ameerika Ühendriikides on kehtestatud suhkru imporditariifid ja maisi (maisi) tootmise toetused. Kõrge fruktoosisisaldusega maisisiirup (HFCS) on magusainena oluliselt odavam kui rafineeritud sahharoos. Selle tulemusel on sahharoos USA tööstuslikus toiduainetootmises osaliselt asendatud HFCSi ja muude looduslike magusainetega, mis ei sisalda sahharoosi.

Mõnel inimesel on HFCS ebatervislik. Kuid kliinilised toitumisspetsialistid, meditsiiniasutused ning Ameerika Ühendriikide Toidu- ja Ravimiamet lükkasid sellised mured tagasi, sest „Sahharoos, HUF, invertsuhkur, mesi ning paljud puuviljad ja mahlad toovad samu suhkruid sama suhe ja sama suhe. kudedes sama aja jooksul sama ainevahetusraja jaoks. " Kui teadusasutused nõustuvad, et toidusuhkrud on teatud terviseprobleemidega seotud tühjade kalorite allikas, ei toeta teaduslikud tõendid veendumust, et glükoosi-fruktoosisiirupid, näiteks HFCS, on eriti ebatervislikud. FDA kiidab heaks kõigi lisatud suhkrute, sealhulgas HFCS-i tarbimise piiramise.

pilliroog

Alates 6. sajandist eKr on roosuhkrutootjad mahla kogumiseks ja filtreerimiseks hävitanud koristatud roosuhkrumaterjali. Seejärel töödeldakse neid lisandite eemaldamiseks ja seejärel neutraliseerimiseks vedelikuga (sageli lubja (kaltsiumoksiidiga)). Seejärel võimaldab mahla keetmine settida välja süvendamise põhja, samal ajal kui sööt tõuseb pinnale, et see ära koorida. Jahutamisel kristalliseerub vedelik, tavaliselt segamise ajal, suhkrukristallideks. Tsentrifuugid eemaldavad tavaliselt kristalliseerimata siirupi. Seejärel võivad tootjad suhkrutoote müüa sellisena, nagu see on, või töödelda seda edasi kergemate sortide saamiseks. Hilisem töötlemine võib toimuda mõnes teises riigis asuvas ettevõttes.

Suhkruroog on Brasiilia põllumajanduse peamine komponent; riik on maailma suurim suhkruroo ja selle derivaatide nagu kristalliseeritud suhkur ja etanool (etanoolkütus) tootja.

peet

Suhkrupeedikasvatajad viilutavad pestud peedid ja ekstraheerivad seejärel suhkrut "hajuti" abil kuuma veega. Leeliseline lahus (lubjapiim ja lubjaahjust pärinev süsinikdioksiid) aitab seejärel eraldada lisandeid (vt karboniseerumine). Pärast filtreerimist, mahlakontsentraatide aurustamist umbes 70% kuivainesisalduseni ja kristallimise kontrollimist ekstraheeritakse suhkur. Tsentrifuug eemaldab vedelikust suhkrukristallid, mida töödeldakse kristallisaatori staadiumis. Kui majanduslikud raskused takistavad suurema suhkru eemaldamist, viskab tootja järelejäänud vedeliku, mida praegu nimetatakse melassiks, kõrvale või müüb selle loomasööda tootjale..

Saadud valge suhkru sõelumisel saadakse müügiks mitmesuguseid sorte.

Roo vs peet

Peedist ja roost valmistatud täielikult rafineeritud suhkru vahel on raske vahet teha. Üks võimalus on süsiniku isotoopide analüüs. Roos kasutatakse süsiniku C4 ja peedi C3 sidumist, mille tulemuseks on sahharoosis erinevad 13 C ja 12 C isotoopide suhted. Katseid kasutatakse Euroopa Liidu toetuste petliku kuritarvitamise tuvastamiseks või võltsitud puuviljamahla avastamiseks.

Suhkruroog talub paremini kuuma kliimat, kuid suhkruroo tootmine vajab umbes neli korda rohkem vett kui suhkrupeedi tootmine. Seetõttu on mõned traditsiooniliselt roosuhkrut tootvad riigid (näiteks Egiptus) ehitanud uued peedisuhkrutehased, alates 2008. aastast töötlevad mõned suhkruvabrikud nii roo kui suhkrupeedi ja pikendavad sel viisil oma töötlemisaega.

Suhkru tootmine jätab jäägid, mis erinevad oluliselt sõltuvalt kasutatud toorainest ja tootmiskohast. Kui suhkruroo melassi kasutatakse toiduvalmistamisel sageli, peavad inimesed suhkrupeedist pärit melassi ebameeldivaks ja satuvad seetõttu peamiselt tööstusliku kääritamise toorainena (näiteks piiritusetehaste piiritusetehastesse) või loomasöödaks. Pärast kuivatamist võib mis tahes tüüpi melass olla kütusena põlemisel.

Puhtat peedisuhkrut on turul nii raske märgistada. Kui mõned kaubamärgid märgistavad oma tooteid selgelt kui "puhast roosuhkrut", siis peedisuhkur on peaaegu alati lihtsalt suhkru või puhta suhkruna. Intervjuu viie suurema suhkrupeeditootmisettevõttega näitas, et paljud kauplusemargid ehk "Private Label" suhkrutooted on puhas peedisuhkur. Partii koodi saab kasutada ettevõtte ja taime identifitseerimiseks, kust suhkur pärineb, võimaldades peedisuhkrul määrata, kas koodid on teada.

Suhkru keetmine

veski valge

Veskivalge, mida nimetatakse ka istanduse valgeks, kristalsuhkur või kõrgem suhkur saadakse toorsuhkrust. See puutub tootmisprotsessi käigus kokku vääveldioksiidiga, et vähendada värviliste ühendite kontsentratsiooni ja aidata vältida värvuse edasist arengut kristallimisel. Ehkki suhkruroo kasvualadel on see tavaline, ei ladustata ega tarnita seda toodet hästi. Mõne nädala pärast kipub selle lisand värvimuutusi ja tükke tekitama; Seetõttu piirdub seda tüüpi suhkur tavaliselt kohaliku tarbimisega..

Blanco Directo

Blanco Directot, Indias ja teistes Lõuna-Aasia riikides levinud valget suhkrut, toodetakse suhkruroo mahlast paljude lisandite sadestamisel fosforhappe ja kaltsiumhüdroksiidi abil, sarnaselt suhkrupeedi töötlemisel kasutatava karboniseerimistehnikaga. Blanco Directo on puhtam kui valge suhkru veskid, kuid vähem puhas kui rafineeritud valge.

Rafineeritud valge

Rafineeritud valge värv on Põhja-Ameerikas ja Euroopas kõige tavalisem suhkruvorm. Rafineeritud suhkrut toodetakse toorsuhkru lahustamisel ja rafineerimisel fosforhappega, mis on sarnane Blanco Directo jaoks kasutatava kaltsiumhüdroksiidi ja süsinikdioksiidi sisaldava karboniseerimisprotsessiga, või erinevate filtreerimisstrateegiate abil. Seejärel puhastati see täiendavalt filtreerimisega läbi aktiivsöe või tangude kihi. Rafineeritud valge suhkru tehaste peedisuhkru tootmine otse ilma vahetoore etapita.

Rafineeritud valget suhkrut müüakse tavaliselt granuleeritud suhkruna, mis on tükkide moodustumise vältimiseks kuivatatud ja mida on mitmesugustes kristallide suurustes kodus ja tööstuses kasutamiseks:

  • Jäme suhkur, näiteks jahvatusuhkur (nimetatakse ka "pärlsuhkruks", "kaunistussuhkruks", nibbed suhkruks või nibbed suhkruks) on jäme teravilja suhkur, mida kasutatakse küpsetiste ja kommide ülaosale sära ja maitse lisamiseks. Selle suured peegeldavad kristallid ei lahustu kuumusega kokkupuutel.
  • Teraline, tuttav nagu suhkur, terade läbimõõduga umbes 0,5 mm. "Suhkrukuubikud" on lihtsaks tarbimiseks mõeldud tükid, mis saadakse granuleeritud suhkru ja suhkrusiirupiga segamisel.
  • Ratas (või ratas) (0,35 mm), väga hea suhkur Suurbritannias ja teistes Rahvaste Ühenduse riikides, seda nime nimetatakse seetõttu, et terad on piisavalt väikesed, et mahtuda läbi kastori, mis on väike augustatud anum, millest puistatakse suhkrut lauale. Tavaliselt kasutatakse küpsetistes ja segujookides seda Ameerika Ühendriikides kui "parimat" suhkrut. Peenuse tõttu lahustub see kiiremini kui tavaline valge suhkur ja on seega eriti kasulik beseede ja külmade vedelike puhul. Kastoor-suhkrut saab valmistada kodus, jahvatades granuleeritud suhkrut mõni minut uhmris või köögikombainis.
  • Pulber, 10X suhkur, kondiitri suhkur (0,060 mm) või tuhksuhkur (0,024 mm), mis on saadud suhkru peeneks pulbriks jahvatamisel. Kokkupõrke vältimiseks võib tootja lisada väikese koguse paakumisvastaseid aineid - kas maisitärklist (1–3%) või tri-kaltsiumfosfaati.

Pruun suhkur pärineb kas roosuhkru hilisematest etappidest, rafineerimisel, kui suhkur moodustab olulise melassisisaldusega väikseid kristalle, või valge rafineeritud suhkru katmisest roosuhkru (melass) siirupiga. Pruuni suhkru värvus ja maitse muutuvad melassisisalduse suurenemisega tugevamaks, samamoodi ka selle vetthoidvad omadused. Pruun suhkur kipub ka atmosfääri sattudes kõvenema, ehkki õige käitlemine võib seda muuta..

mõõde

Lahustunud suhkrusisaldus

Teadlased ja suhkrutööstus kasutavad Adolf Brixi kasutusele võetud Brixi kraadi (sümbol ° Bx) kui mõõtühikut soluuti ja vedeliku masside suhte suhtes vedelikus. 25 ° Bx sahharoosilahuses on 25 grammi sahharoosi 100 grammi vedeliku kohta; või teisisõnu, 100 grammis lahuses on 25 grammi sahharoosisuhkrut ja 75 grammi vett.

Brixi kraadi mõõdetakse infrapunaanduriga. Seda mõõtmist ei tohiks võrdsustada tiheduse või murdumisnäitaja mõõtmistega Brixi kraadidega, kuna see mõõdab spetsiaalselt lahustunud suhkru kontsentratsiooni kõigi lahustunud tahkete ainete asemel. Refraktomeetri kasutamisel tuleb tulemus esitada kui "refraktomeetriline kuivatatud aine" (RDS). Võiks rääkida vedelikust, mille RDS on 20 ° Bx. See viitab kogu kuivaine massiprotsendi mõõtmisele ja ehkki tehniliselt see ei erine infrapunameetodil määratud Brixi kraadidega, mõõdab see sahharoosisisaldust täpselt, kuna sahharoos moodustab tegelikult suurema osa kuivainest. Infrapuna-Brixi mõõtesensorite tulek liinile muutis toodete lahustunud suhkru koguse mõõtmise otsese mõõtmise abil ökonoomseks.

tarbimine

Rafineeritud suhkur oli luksus kuni 18. sajandini. See leidis laialdast heakskiitu 18. sajandil ja sai seejärel 19. sajandil olulise toitumise. See maitse areng ja nõudlus suhkru kui toidu olulise koostisosa järele on vallandanud suured majanduslikud ja sotsiaalsed muutused. Lõpuks muutus lauasuhkur piisavalt odavaks ja tavaliseks, et mõjutada tavapäraseid toite ja maitsestatud jooke..

Sahharoos on kondiitritoodete ja magustoitude üks olulisemaid elemente. Kokad kasutavad seda magustamiseks - selle fruktoosikomponent, mis on peaaegu kaks korda magusam kui glükoos, muudab sahharoosi võrreldes teiste süsivesikutega selgelt magusaks. Piisavas kontsentratsioonis kasutatuna võib see toimida ka toidu säilitusainena. Sahharoos on paljude toiduainete, sealhulgas küpsiste ja küpsiste, saiakeste ja kookide, kommide ja jäätise ning sorbeti jaoks oluline. See on tavaline koostisosa paljudes töödeldud ja niinimetatud rämpstoitudes.

Lisateave Hüpoglükeemia