Из каких растений выделяют сахарозу схема выделения

Основные сведения о сахарозе: строение, формула вещества

Сахароза (сахар, sucrose или тростниковый сахар) — углевод, дисахарид природного происхождения. Углеводы — главный источник энергии в организме. Человек и животные не могут синтезировать их самостоятельно, поэтому запас пополняется за счет употребления растительных пищевых продуктов. Примечание 1

Сахароза в небольших количествах (менее 0,4 г на 100 г продукта) вместе с глюкозой присутствует в плодах и листьях многих зеленых растений. В результате обменных процессов, протекающих в клетках, остатки глюкозы образуют резервный полисахарид — крахмал. Когда основная часть глюкозы в крахмале израсходована, он переходит в сахарозу.

• сок стеблей сахарного тростника 14-19 %; корни сахарной свеклы 16-21 %;
• фрукты: абрикосы до 11 %, слива до 8 %; апельсины до 6 %; яблоки, груши до 5 %;
• овощи: лук до 8 %, морковь 4-6 %;
• зародыши семян зерновых культур, например, маис до 14 % и сорго до 11 %;
• сок деревьев около 20 %, например, сахарный клен и различные виды пальм, в том числе кокосовая и финиковая.

Рисунок 1. Кристаллы сахарозы.

Физические свойства сахарозы

Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы

1. Как многоатомный спирт, к примеру, глицерин или глюкоза, сахароза имеет гидроксильные группы. Это проявляется в способности сахарозы реагировать с гидроксидами металлов.

Например, качественная реакция на сахарозу: бесцветный раствор сахарозы при реакции с Реакция 1

Сахароза — это дисахарид, в состав которого входят остатки глюкозы и фруктозы, соединенные атомом кислорода O-глюкозидным типом связи.

Рисунок 2. Строение сахарозы.

Структура молекулы сахарозы: молекулярная кристаллическая решетка.

Получение и производство сахарозы

Способы производства сахарозы основаны на выделении сока из растений и получении из него сначала раствора, а затем кристаллической сахарозы.

Рассмотрим на схеме получения сахарозы из свеклы.

Продукт измельчают в тонкую стружку, помещают в большие котлы (диффузоры). Через них пропускают горячую воду, которая вымывает сахарозу в виде раствора.

В нем присутствуют различные примеси, в том числе органические кислоты с общей формулой R-COOH.

Чтобы отделить их от сахарозы, в раствор добавляют известковое молоко (гидроксид кальция) Реакция 4

Учитель непонятно объясняет предмет?

Источник

1. Строение дисахаридов. Производство сахара

Сахароза — дисахарид. Её состав выражает молекулярная формула C 12 H 22 O 11 . Такой же состав у других дисахаридов, например у мальтозы и лактозы . Эти вещества являются изомерами: у них одинаковый состав молекул, но разное строение.

Молекула мальтозы состоит из двух остатков глюкозы, лактозы — из остатков глюкозы и галактозы, а сахарозы — из остатков глюкозы и фруктозы.

Все остатки моносахаридов в молекулах перечисленных веществ содержатся в циклических формах. В молекуле сахарозы есть восемь гидроксильных групп, а альдегидные и кетонные группы отсутствуют.

Лактоза (молочный сахар) входит в состав молока, а мальтоза (солодовый сахар) содержится в прорастающих семенах ржи, ячменя и других злаков.

Сахароза (обычный сахар) — запасное вещество некоторых растений. Самый первый сахар люди научились получать из стеблей сахарного тростника. В некоторых странах его получают из кленового сиропа, а в Европе и России производят из корнеплодов сахарной свёклы. Иногда используют названия «тростниковый сахар» или «свекловичный сахар».

Вымытые корнеплоды измельчают, стружку обрабатывают горячей водой. Сахароза растворяется, но вместе с ней растворяются и другие вещества.

Для удаления примесей в полученный раствор добавляют известковое молоко — взвесь гидроксида кальция. Сахароза превращается в растворимый сахарат кальция:

Примеси образуют с гидроксидом кальция нерастворимые соединения. Например, кислоты превращаются в нерастворимые соли:

Осадок отделяют фильтрованием, а через раствор сахарата кальция пропускают углекислый газ. Кальций образует нерастворимый карбонат, а в растворе остаётся сахароза:

Источник

Из каких растений выделяют сахарозу схема выделения

Решебник по химии за 10 класс (А. М.Радецкий, 1999 год), №1 к главе «Тема IX. Углеводы. Работа 1 Глюкоза, сахароза. Вариант 2». Все задачи > Условие задачи: 1. Из каких растений выделяют сахарозу? Составьте схему, отражающую процесс её выделения. 1. Сахарозу выделяют из свеклы, тростника, …
Подробнее…

2. Даны растворы глюкозы и сахарозы. Как распознать их опытным путём? Составьте план работы. Опишите предполагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций

Решебник по химии за 10 класс (А. М.Радецкий, 1999 год), №2 к главе «Тема IX. Углеводы. Работа 1 Глюкоза, сахароза. Вариант 2». Все задачи > 2. Даны растворы глюкозы и сахарозы. Как распознать их опытным путём? Составьте план работы. Опишите предполагаемые наблюдения и подтвердите их …
Подробнее…

3. Массовая доля крахмала (С6Н10О5)n в картофеле составляет 20%. Рассчитайте массу глюкозы, которую можно получить из картофеля массой 1620 г. (Ответ: 360 г.)

Решебник по химии за 10 класс (А. М.Радецкий, 1999 год), №3 к главе «Тема IX. Углеводы. Работа 1 Глюкоза, сахароза. Вариант 2». Все задачи > Условие задачи: 3. Массовая доля крахмала (С6Н10О5)n в картофеле составляет 20%. Рассчитайте массу глюкозы, которую можно получить из картофеля массой …
Подробнее…

1. Каковы области применения сахарозы и глюкозы?

Решебник по химии за 10 класс (А. М.Радецкий, 1999 год), №1 к главе «Тема IX. Углеводы. Работа 1 Глюкоза, сахароза. Вариант 3». Все задачи > Условие задачи: 1. Каковы области применения сахарозы и глюкозы? 1. Сахароза применяется в пищевой промышленности, глюкоза в пищевой промышленности, медицине …
Подробнее…

2011-2023 © Физматика — материалы по физике и математике для школьников и педагогов.

Источник

Превращение углеводов

Физиологические и биохимические процессы в зеленом растении тесно связаны с углеводами. Они составляют 75-80% сухого вещества растительного организма и служат основным питательным и скелетным материалом клеток и тканей растения.

Рис. 62. Последовательное «разъедание» крахмального зерна эндосперма злаков ферментом амилазой: _{1 — крахмальное зерно в начале прорастания семени; 2, 3 — крахмальное зерно в период образования колеоптиля; 4 — крахмальное зерно при полном прорастании семени.}

В прорастающих семенах и пробуждающихся почках происходят процессы мобилизации запасных веществ. Наиболее характерная черта этих процессов — распад сложных запасных веществ на более простые. Полисахариды распадаются на моносахариды, жиры — на жирные кислоты и глицерин, белки — на аминокислоты и аммиак. Эти реакции проходят с присоединением воды и относятся к типу гидролитических.

Крахмал на 96,1-97,6% состоит из полисахаридов двух типов — амилозы и амилопектина, различающихся своими физическими и химическими свойствами. В крахмале содержатся фосфорная кислота (до 0,7%) и некоторые высокомолекулярные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая и др.).

Крахмал — основное запасное вещество большинства растений. В прорастающих семенах под микроскопом можно наблюдать «разъедание» крахмальных зерен (рис. 62) — это процесс гидролитического распада полисахаридов на моносахариды.

Известно, что охлажденный при 1-2&degС картофель приобретает сладковатый привкус. У него гидролиз крахмала происходит при пониженной температуре, дыхание в этом случае угнетается, вследствие чего сахаров используется меньше. Таким образом, в клубнях проходит односторонний процесс — гидролиз крахмала до гексоз и их накопление. В охлажденных клубнях, помещенных в условия комнатной температуры, процесс дыхания возобновляется, расход сахара увеличивается и сладкий привкус исчезает. Мучнистый вкус семян благодаря большому количеству крахмала сменяется при прорастании сладковатым вследствие накопления в них глюкозы.

Превращение крахмала в сахар происходит под влиянием фермента амилазы. Более детальное изучение фермента показало, что это смесь двух ферментов — &#945- и &#946-амилазы, которые действуют параллельно и расщепляют крахмал до декстринов и мальтозы.

Рис. 63. Схема действия &#945- и &#946-амилазы на молекулу крахмала

Количество амилазы в семени, находящемся в состоянии покоя, незначительно, но с прорастанием оно возрастает. Центром образования амилазы, например, в зернах пшеницы или кукурузы являются зародыш, в частности его щиток, а также алейроновый слой, окружающий эндосперм. Образующиеся ферменты &#945-амилаза и &#946-амилаза диффундируют в ткани эндосперма и вызывают расщепление крахмала. Осахаривание крахмала в эндосперме идет до конца только в том случае, когда он находится в тесном контакте с молодым побегом, который непрерывно поглощает и использует сахар, образующийся при гидролизе.

Наряду с гидролитическим распадом крахмала существует и другой тип его расщепления — фосфоролитический под действием растительной фосфорилазы (Р-фермент из класса трансфераз), осуществляющей ступенчатый перенос, остатков глюкозы молекулы крахмала на неорганический фосфат. В результате образуется глюкозо-1-фосфат.

Под действием фермента цитазы растворяется гемицеллюлоза. Этот фермент в более или менее Чистом виде можно получить из семян люпина или косточек финиковой пальмы. Цитаза вырабатывается также зародышем.

Кроме ферментов, расщепляющих полисахариды, при прорастании действуют также ферменты, которые гидролизуют дисахариды и гликозиды. В растениях чрезвычайно распространен фермент &#946-фруктофуранозидаза (сахараза, инвертаза). Биосинтез углеводов (моно- и дисахаридов) в зеленом растении осуществляется в процессе фотосинтеза.

Исследования советских ученых А. И. Опарина и А. Л. Курсанов а показали, что через фосфорнокислые эфиры гексоз (фруктоза, глюкоза, манноза, галактоза) легко осуществляются взаимные превращения этих моносахаридов, а также превращение их в полиозы. Первым нефосфорилированным сахаром является дисахарид сахароза. Образование в первые минуты фотосинтеза преимущественно свободных углеводов в форме сахарозы было установлено у большинства растений с различными типами углеводного обмена.

Синтез полисахаридов высшего порядка и олигосахаридов происходит в процессе трансгликозидирования, т. е. реакции переноса гликозидных остатков с. участием ферментов гликозилтрансфераз. Основным источником гликозидных остатков в организме служат разнообразные нуклеозиддифосфатсахара (НДФС). Очень активными донорами гликозидных остатков в реакциях трансгликозидирования являются уридиндифосфатглюкоза (УДФГ) и аналогично построенные УДФ — производные сахаров.

Сахарозосинтетаза и сахарозофосфатсинтетаза наряду с ферментом &#946-фруктофуранозидазой могут участвовать в расщеплении сахарозы, которая служит также основным транспортным углеводом у большинства растений. Передвижение сахарозы по растению сопровождается значительным расходом энергии. Субстратом для дыхания в тканях (например, проводящие пучки, паренхима черешка), по которым транспортируются органические вещества, является сахароза, частично расходуемая при передвижении.

Исследования О. А. Павликовой и М. В. Туркиной показали, что в проводящих тканях имеются пировиноградная, щавелевоуксусная, кетоглутаровая, лимонная, яблочная, фумаровая и янтарная кислоты, это свидетельствует об окислении молекулы сахарозы в цикле Кребса, а наличие щавелевой и гликолевой кислот подтверждает, что здесь происходят и вторичные превращения сахарозы. Кроме того, проводящие пучки содержат нуклеотиды АТФ, АДФ, АМФ, уридинмонофосфат, уридинди фосфат, уридинтрифосфат в значительно большем количестве, чем окружающие их ткани.

Нуклеозиддифосфатсахара играют большую роль в биосинтезе важнейшего полисахарида растений — крахмала. Установлено, что синтез крахмала происходит при участии фермента УДФГ — крахмалглюкозилтрансферазы (крахмалсинтетазы). Этот фермент катализирует перенос остатков глюкозы (Г) с УДФГ на акцептор («затравку») согласно схеме: $$\ce УДФ + крахмал>.$$

В качестве «затравки» служит полисахарид, состоящий из трех-четырех остатков глюкозы (1,4-связь). В основе легкого образования крахмала из сахарозы в растениях лежат, по-видимому, следующие превращения: $$\ce;$$ $$\ce УДФ + крахмал>.$$

Исследования показали, что при синтезе крахмала в качестве донора остатков глюкозы гораздо более активным соединением является АДФГ по сравнению с УДФГ. Общая схема аналогична предыдущей: $$\ce АДФ + крахмал>.$$

Реакцию катализирует фермент АДФГ-крахмалглюкозилтрансфераза, под действием которого, как и под действием УДФГ-крахмалглюкозилтрансферазы, происходит в сущности синтез амилозы (образование 1,4-связи). В синтезе разветвленной молекулы амилопектина участвует другой фермент, названный Q-ферментом (&#945-глюканветвящаяся глюкозилтрансфераза), который катализирует превращение связей 1,4 в связи 1,6 без промежуточного гидролиза. Q-фермент был выделен из картофеля.

Синтез крахмала в растениях происходит также в результате синтезирующего действия фермента фосфорилазы. Исходным веществом для синтеза крахмала данным путем служит глюкозо-1-фосфат. При этом также необходима «затравка». Синтезируется полисахарид типа амилозы. В синтезе амилопектина участвует Q-фермент.

Источник