В отличие от сахарозы глюкоза реагирует

Глюкоза и сахароза – это органические вещества. Относящиеся к одному и тому же крупному классу углеводов, они имеют много общего. Между тем рассмотрим, чем отличается глюкоза от сахарозы.

Определение

Глюкоза – моносахарид, продукт распада некоторых органических соединений.

Строение глюкозы

Сахароза – вещество, по своей структуре относящееся к сложным углеводам.

Строение сахарозы к содержанию ↑

Все углеводы складываются из компонентов, называемых сахаридами. Такая структурная единица иногда всего одна. Примером вещества с подобным устройством как раз является глюкоза. Составных компонентов может быть и много, а также два. Последнему варианту соответствует сахароза.

Таким образом, с позиции химии отличие глюкозы от сахарозы заключается в степени их сложности. Примечательно здесь то, что первое вещество является составной частью второго. Иными словами, глюкоза и другая единица – фруктоза – вместе образуют сахарозу. А поступив в организм, названный сложный углевод распадается на две своих составляющие.

При дальнейшем сравнении глюкозы и сахарозы можно обнаружить, что общим для них является кристаллическая организация и легкая растворимость в воде. А вот по сладости вещества отличаются. У сахарозы эта характеристика более выражена за счет входящей в ее состав фруктозы.

Чтобы получить тот и другой углевод, следует обратиться к природным ресурсам. Рассматриваемые вещества синтезируются в растениях. Сначала под солнечными лучами создается глюкоза. Затем она соединяется с фруктозой. Образовавшаяся сахароза продвигается к частям растения, предназначенным для накапливания запасных веществ.

Однако рассмотрим подробней, в чем разница между глюкозой и сахарозой относительно их добычи человеком. Справедливо здесь то, что первую из них выделить в чистом виде гораздо сложней. Сырьем для выработки глюкозы является, как правило, целлюлоза или крахмал.

В свою очередь, сахар (бытовое название второго углевода) получить проще. К тому же в этом случае расходуется меньше природного материала, в качестве которого обычно используется свекла или тростник.

Свойства сахарозы следует рассматривать с точки зрения физики и химии. Вещество является распространенным дисахаридом, больше всего его присутствует в сахарном тростнике и свекле.

При попадании в желудочно-кишечный тракт строение сахарозы расщепляется на более простые углеводы – фруктозу и глюкозу. Она является главным источником энергии, без которого невозможна нормальная работа организма.

Какое свойство характерно для вещества, и какое оно оказывает влияние на организм, раскрыто в этом материале.

Состав и свойства вещества

Сахароза (прочие названия – тростниковый сахар либо сукроза) является дисахаридом из группы олигосахаридов, содержащих 2-10 моносахаридных остатков. Она состоит из двух элементов – альфа-глюкозы и бета-фруктозы. Ее химическая формула – С12Н22О11.

Вещество в чистом виде представлено прозрачными моноклинными кристаллами. Когда растопленная масса застывает, формируется карамель, т.е. аморфная бесцветная форма. Тростниковый сахар отлично растворяется в воде (Н2О) и этаноле (C2H5OH), малорастворим в метаноле (СН3ОН) и почти нерастворим в диэтиловом эфире ((C2H5)2O). Вещество можно расплавить при температуре 186℃.

Сукроза не является альдегидом, но считается самым важным дисахаридом. Если нагреть сахарозу вместе с раствором аммиака Ag2O, то образование «серебряного зеркала» не произойдет. Подогревание вещества с Cu(OH)2 не приведет к образованию окиси меди. Если прокипятить раствор сукрозы вместе с хлористым водородом (HCl) либо серной кислотой (H2SO4), а потом нейтрализовать щелочью и поддать нагреванию вместе с Cu(OH)2, то в конце получается красный осадок.

Под воздействием воды образуется глюкоза и фруктоза. Среди изомеров сукрозы, имеющих такую же молекулярную формулу, выделяют лактозу и мальтозу.

В каких продуктах содержится?

В природе данный дисахарид встречается довольно часто. Сахароза находится в плодах, фруктах и ягодах.

В большом количестве она имеется в сахарном тростнике и сахарной свекле. Сахарный тростник распространен в тропиках и Южной Америке. В его стеблях находится 18-21% сахара.

Следует отметить, что именно из тростника получают 65% мировой выработки сахара. Странами-лидерами по производству продукта являются Индия, Бразилия, КНР, Таиланд, Мексика.

Свекла содержит около 20% сахарозы и является двухлетним растением. Корнеплод на территории Российской империи стали выращивать, начиная с XIX века. В настоящее время Россия выращивает достаточно сахарной свеклы, чтобы прокормить себя и экспортировать свекловичный сахар заграницу.

Человек совсем не замечает, что в его привычном рационе присутствует сукроза. Она содержится в таких продуктах питания:

  • финиках;
  • гранатах;
  • черносливе;
  • пряниках;
  • мармеладах;
  • изюме;
  • ирге;
  • яблочной пастиле;
  • мушмуле;
  • пчелином меде;
  • кленовом соке;
  • сладкой соломке;
  • вяленом инжире;
  • березовом соке;
  • дыне;
  • хурме;

Помимо этого большое количество сахарозы содержится в моркови.

Полезность сахарозы для человека

Как только сахар оказывается в пищеварительном тракте, происходит его расщепление на более простые углеводы. Затем они разносятся по кровотоку во все клеточные структуры организма.

Большое значение при расщеплении сахарозы имеет глюкоза, ведь это главный источник энергии для всего живого. Благодаря данному веществу происходит компенсация 80% энергозатрат.

Итак, полезность сахарозы для человеческого организма заключаются в следующем:

  1. Обеспечение полноценного функционирования энергии.
  2. Улучшение мозговой активности.
  3. Восстановление защитной функции печени.
  4. Поддержка работы нейронов и поперечнополосатых мышц.

Дефицит сахарозы приводит к появлению раздражительности, состоянию полного безразличия, истощению, нехватке сил и депрессии. Избыток вещества вызывает отложение жиров (ожирение), пародонтоз, разрушение тканей зуба, патологии полости рта, молочницу, зуд половых органов, а также повышает вероятность гипергликемии и развития диабета.

Потребление сахарозы увеличивается, когда человек находится в постоянном движении, перегружен интеллектуальной работой либо подвержен сильной интоксикации.

Следует рассмотреть отдельно пользу составляющих сахарозы – фруктозы и глюкозы.

Фруктоза является веществом, которое находится в большинстве свежих фруктов. Она имеет сладкий привкус и не влияет на гликемию. Гликемический индекс составляет всего 20 единиц.

Избыток фруктозы приводит к циррозу, избыточному весу, сердечным патологиям, подагре, ожирению печени и преждевременному старению. В ходе научных исследований было доказано, что это вещество намного быстрее по сравнению с глюкозой вызывает признаки старения.

Глюкоза является самой распространенной формой углеводов на нашей планете. Она вызывает быстрое повышение гликемии и наполняет организм необходимой энергией.

В связи с тем, что глюкоза производится из крахмалов, чрезмерное потребление продуктов, содержащих простые крахмалы (рис и мука высшего сорта), приводит к увеличению сахара в кровотоке.

Такой патологический процесс влечет за собой снижение иммунитета, почечную недостаточность, ожирение, повышение концентрации липидов, плохое заживление ран, нервное расстройство, инсульты и инфаркты.

Польза и вред искусственных подсластителей

Некоторые люди не могут употреблять в пищу привычный для остальных сахар. Наиболее распространенное объяснение этому – сахарный диабет любой формы.

Приходится применять натуральные и синтетические сахарозаменители. Различие между синтетическими и естественными сахарозаменителями состоит в разной калорийности и воздействии на организм.

Синтетические вещества (аспарт и сукропаза) имеют некоторые недостатки: их химический состав вызывает мигрени и повышает вероятность развития злокачественных опухолей. Единственный плюс синтетических сахарозаменителей состоит лишь в низкой калорийности.

Среди натуральных подсластителей наиболее популярными являются сорбит, ксилит и фруктоза. Они достаточно калорийны, поэтому при чрезмерном потреблении вызывают избыточный вес.

Наиболее полезным заменителем является стевия. Ее полезные свойства связаны с повышением защитных сил организма, нормализацией артериального давления, омоложением кожи и устранением кандидоза.

Избыточное потребление сахарозаменителей может привести к развитию следующих негативных реакций:

  • тошнота, нарушение пищеварения, аллергия, плохой сон, депрессия, аритмия, головокружения (прием аспартама);
  • аллергические реакции, в т. ч. дерматиты (использование сукламата);
  • развитие доброкачественных и злокачественных новообразований (прием сахарина);
  • рак мочевого пузыря (потребление ксилита и сорбита);
  • нарушение кислотно-щелочного баланса (применение фруктозы).

В связи с риском развития различных патологий, сахарозаменители применяют в ограниченном количестве. Если сахарозу потреблять нельзя, можно понемногу добавлять в рацион мед – безопасный и полезный продукт. Умеренное потребление меда не приводит к резким скачкам гликемии и повышает иммунитет. Также в качестве подсластителя используют кленовый сок, который содержит всего 5% сахарозы.

Информация о сахарозе предоставлена в видео в этой статье.

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Биологическая роль сахарозы

Наибольшее значение в питании человека имеет сахароза, которая в значительном количестве поступает в организм с пищей. Подобно глюкозе и фруктозе сахароза после расщепления ее в кишечнике быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь и легко используется как источник энергии.

Важнейший пищевой источник сахарозы — сахар.

Строение сахарозы

Молекулярная формула сахарозы С12Н22О11 .

Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме. Они соединены друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2) -гликозидной связью, то есть свободный полуацетальный (гликозидный) гидроксил отсутствует:

Физические свойства сахарозы и нахождение в природе

Сахароза (обыкновенный сахар) – белое кристаллическое вещество, более сладкое, чем глюкоза, хорошо растворимое в воде.

Температура плавления сахарозы 160°C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно много ее содержится в сахарной свёкле (16-21%) и сахарном тростнике (до 20%), которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Содержание сахарозы в сахаре 99,5%. Сахар часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли.

Химические свойства

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам.

1. Качественная реакция с гидроксидом меди (II)

Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.

Видеоопыт «Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе»

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов):

2. Реакция окисления

Восстанавливающие дисахариды

Дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный (гликозидный) гидроксил (мальтоза, лактозы), в растворах частично превращаются из циклических форм в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов: реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Такие дисахариды называются восстанавливающими (восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II)

Невосстанавливающий дисахарид

Дисахариды, в молекулах которых нет полуацетального (гликозидного) гидроксила (сахароза) и которые не могут переходить в открытые карбонильные формы, называются невосстанавливающими (не восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала» и при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I), так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.

Видеоопыт «Отсутствие восстанавливающей способности сахарозы»

3. Реакция гидролиза

Для дисахаридов характерна реакция гидролиза (в кислой среде или под действием ферментов), в результате которой образуются моносахариды.

Сахароза способна подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

Видеоопыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

Мальтоза и лактоза при гидролизе расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.

В живых организмах гидролиз дисахаридов происходит при участии ферментов.

Получение сахарозы

Сахарную свеклу или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры (огромные котлы), в которых горячая вода вымывает сахарозу (сахар).

Вместе с сахарозой в водный раствор переходят и другие компоненты (различные органические кислоты, белки, красящие вещества и др.). чтобы отделить эти продукты от сахарозы, раствор обрабатывают известковым молоком (гидроксидом кальция). В результате этого образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок. Сахароза образует с гидроксидом кальция растворимый сахарат кальция С12Н22О11·CaO·2Н2О.

Для разложения сахарата кальция и нейтрализации избытка гидроксида кальция через раствор пропускают оксид углерода ( IV).

Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор упаривают в вакуумных аппаратах. По мере образования кристалликов сахара отделяют с помощью центрифуги. Оставшийся раствор – меласса – содержит до 50% сахарозы. Его используют для производства лимонной кислоты.

Выделенную сахарозу очищают и обесцвечивают. Для этого ее растворяют в воде и полученный раствор фильтруют через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и кристаллизуют.

Применение сахарозы

Сахароза в основном используется как самостоятельный продукт питания (сахар), а также при изготовлении кондитерских изделий, алкогольных напитков, соусов. Ее используют в высоких концентрациях в качестве консерванта. Путем гидролиза из нее получают искусственный мёд.

Сахароза находит применение в химической промышленности. С помощью ферментации из нее получают этанол, бутанол, глицерин, левулиновую и лимонную кислоты, декстран.

В медицине сахарозу используют при изготовлении порошков, микстур, сиропов, в том числе для новорожденных детей (для придания сладкого вкуса или консервации).

Источники: http://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-glyukoza-ot-saharozy/, http://diabetik.guru/products/saharoza-svojstva.html, http://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/uglevody/saxaroza.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *