Mitteelektrolüütide lahuste massifraktsiooni, kristallumistemperatuuri ja keemistemperatuuri arvutamine

Looduses kõige tavalisemate disahhariidide (oligosahhariid) näide on sahharoos (peedi- või roosuhkur).

Sahharoosi bioloogiline roll

Inimeste toitumises on suurima tähtsusega sahharoos, mis siseneb kehasse toiduga märkimisväärses koguses. Sarnaselt glükoosile ja fruktoosile imendub sahharoos pärast soolestikus lõhustumist seedetraktist kiiresti verre ja seda on lihtne kasutada energiaallikana..

Sahharoosi kõige olulisem toiduallikas on suhkur..

Sahharoosi struktuur

Sahharoosi C molekulvalem12N22INFOüksteist.

Sahharoosil on keerukam struktuur kui glükoosil. Sahharoosimolekul koosneb tsüklilisel kujul glükoosi ja fruktoosi molekulide jääkidest. Need on omavahel ühendatud tänu poolatsetaalhüdroksüülide vastasmõjule (1 → 2) glükosiidsidemega, see tähendab, et puudub vaba pool-atsetaal (glükosiidne) hüdroksüülrühm:

Sahharoosi füüsilised omadused ja olemine looduses

Sahharoos (tavaline suhkur) on valge kristalne aine, glükoosist magusam, vees hästi lahustuv.

Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C. Kui sula sahharoos tahkub, moodustub amorfne läbipaistev mass - karamell.

Sahharoos on looduses väga levinud disahhariid, seda leidub paljudes puuviljades, puuviljades ja marjades. Eriti palju seda leidub suhkrupeedis (16–21%) ja suhkruroogas (kuni 20%), mida kasutatakse söödava suhkru tööstuslikuks tootmiseks.

Sahharoosisisaldus suhkrus on 99,5%. Suhkrut nimetatakse sageli “tühjade kalorite kandjaks”, kuna suhkur on puhas süsivesik ja ei sisalda muid toitaineid, näiteks vitamiine, mineraalsooli.

Keemilised omadused

Sahharoosi iseloomustavad reaktsioonid hüdroksüülrühmadel.

1. Kvalitatiivne reaktsioon vask (II) hüdroksiidiga

Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosi molekulis saab hõlpsalt kinnitada reaktsioonil metallhüdroksiididega.

Videokatse “Hüdroksüülrühmade olemasolu tõestamine sahharoosis

Kui sahharoosi lahus lisatakse vask (II) hüdroksiidile, moodustub vasesuhkru helesinine lahus (mitmehüdroksüülsete alkoholide kvalitatiivne reaktsioon):

2. Oksüdatsioonireaktsioon

Taastavad disahhariidid

Disahhariidid, mille molekulides säilib hemiatsetaal (glükosiid) hüdroksüül (maltoos, laktoos), muutuvad lahustes tsüklilistest vormidest osaliselt aldehüüdvormideks ja muutuvad aldehüüdidele tüüpilisteks reaktsioonideks: nad reageerivad hõbeoksiidi ammoniaagilahusega ja redutseerivad vask (II) hüdroksiidi. vaskoksiidiks (I). Selliseid disahhariide nimetatakse redutseerivaks (redutseerivaks Cu (OH))2 ja Ag2O).

Hõbedase peegli reaktsioon

Redutseerimata disahhariid

Disahhariide, mille molekulides puudub pool-atsetaal (glükosiid) hüdroksüül (sahharoos) ja mis ei saa muunduda avatud karbonüülvormideks, nimetatakse mitte redutseerivateks (ei redutseeri Cu (OH))2 ja Ag2O).

Sahharoos, erinevalt glükoosist, ei ole aldehüüd. Lahuses olev sahharoos ei jõua hõbedase peegli reaktsiooni ja vask (II) hüdroksiidiga kuumutamisel ei moodustu punast vaskoksiidi (I), kuna see ei ole võimeline muutuma aldehüüdrühma sisaldavaks avatud vormiks.

Videokogemus "Sahharoosi taastamisvõime puudumine"

3. Hüdrolüüsi reaktsioon

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

Sahharoos suudab hüdrolüüsida (vesinikuioonide juuresolekul kuumutamisel). Sel juhul moodustatakse ühest sahharoosimolekulist glükoosimolekul ja fruktoosimolekul:

Videokogemus “Sahharoosi happeline hüdrolüüs”

Hüdrolüüsi käigus jagunevad maltoos ja laktoos nende monosahhariidideks, kuna nende vahel olevad sidemed purunevad (glükosiidsidemed):

Seega on disahhariidide hüdrolüüsi reaktsioon nende monosahhariididest moodustamise pöördprotsess..

Elusorganismides toimub disahhariidide hüdrolüüs ensüümide osalusel.

Sahharoosi saamine

Suhkrupeet või suhkruroog muudetakse peeneks laastudeks ja pannakse hajutitesse (suured katlad), milles kuum vesi leosib sahharoosi (suhkrut).

Koos sahharoosiga satuvad vesilahusesse ka muud komponendid (mitmesugused orgaanilised happed, valgud, värvained jne). Nende toodete sahharoosist eraldamiseks töödeldakse lahust lubjapiimaga (kaltsiumhüdroksiid). Selle tulemusel moodustuvad vähelahustuvad soolad, mis sadestuvad. Sahharoos moodustub kaltsiumhüdroksiidis lahustuva kaltsiumisuhkruga C12N22INFOüksteistCaO2H2INFO.

Kaltsiumisuhkru lagundamiseks ja liigse kaltsiumhüdroksiidi neutraliseerimiseks juhitakse lahus läbi vingugaasi (IV).

Sadestunud kaltsiumkarbonaat filtritakse välja ja lahus aurutatakse vaakumseadmetes. Kui suhkrukristallid moodustuvad, eraldatakse need tsentrifuugimisega. Ülejäänud lahus - melass - sisaldab kuni 50% sahharoosi. Seda kasutatakse sidrunhappe tootmiseks..

Saadud sahharoos puhastatakse ja värvus muutub. Selleks lahustatakse see vees ja saadud lahus filtritakse läbi aktiivsöe. Seejärel lahus aurustatakse uuesti ja kristallitakse.

Sahharoosi kasutamine

Sahharoosi kasutatakse peamiselt iseseisva toiduainena (suhkur), aga ka kondiitritoodete, alkohoolsete jookide, kastmete valmistamisel. Seda kasutatakse säilitusainena suurtes kontsentratsioonides. Tehismee saadakse sellest hüdrolüüsi teel..

Sahharoosi kasutatakse keemiatööstuses. Kääritamise teel saadakse sellest dekstraan etanooli, butanooli, glütseriini, levuliin- ja sidrunhappe saamiseks..

Meditsiinis kasutatakse sahharoosi pulbrite, ravimite, siirupite, sealhulgas vastsündinute tootmiseks (magusa maitse või säilitamise tagamiseks).

Keemiasuhkur: molaarmass ja valem

Artikli sisu

  • Keemiasuhkur: molaarmass ja valem
  • Fruktoosi füüsikalised omadused
  • Kus kasutatakse polüsahhariide?

Suhkrutüüpe on erinevaid. Lihtsaim tüüp on monosahhariidid, mille hulka kuuluvad glükoos, fruktoos ja galaktoos. Toidus tavaliselt kasutatav laua- või graanulisuhkur on sahharoosi disahhariid. Muud disahhariidid on maltoos ja laktoos..

Suhkrutüübid, mis hõlmavad pikki molekulide ahelaid, mida nimetatakse oligosahhariidideks.

Enamikku seda tüüpi ühendeid ekspresseeritakse valemiga CnH2nOn. (n on arv, mis võib varieeruda vahemikus 3 kuni 7). Glükoosi valem - C6H12O6.

Mõned monosahhariidid võivad moodustada sidemeid teiste monosahhariididega, moodustades disahhariide (sahharoosi) ja polüsahhariide (tärklist). Suhkru tarbimisel lagundavad ensüümid need sidemed ja suhkur lagundatakse. Pärast seedimist ning vere ja kudede imendumist muutuvad monosahhariidid glükoosiks, fruktoosiks ja galaktoosiks..

Pentos ja heksoosmonosahhariidid moodustavad ringstruktuuri.

Aluselised monosahhariidid

Peamised monosahhariidid hõlmavad glükoosi, fruktoosi ja galaktoosi. Neil on viis hüdroksüülrühma (-OH) ja üks karbonüülrühm (C = 0).

Glükoosi, dekstroosi või viinamarjasuhkrut leidub puu- ja köögiviljamahlades. See on fotosünteesi esmane toode. Glükoosi saab tärklisest ensüümide lisamisega või hapete juuresolekul.

Fruktoosi või puuviljasuhkrut leidub puuviljades, mõnedes juurviljades, roosuhkrus ja mees. See on kõige magusam suhkur. Fruktoos on osa lauasuhkrust või sahharoosist.

Galaktoosi puhtal kujul ei esine. Kuid see on osa glükoosisahhariidist laktoosist või piimasuhkrust. See on vähem magus kui glükoos. Galaktoos on osa antigeene, mis paiknevad veresoonte pinnal.

Disahhariidid

Sahharoos, maltoos ja laktoos on disahhariidid.

Disahhariidide keemiline valem on C12H22O11. Need moodustuvad kahe monosahhariidimolekuli, välja arvatud üks veemolekul, kombinatsiooni tõttu..

Sahharoosi leidub looduslikult roosuhkru vartes ja suhkrupeedi juurviljades, mõnedes taimedes, porgandites. Sahharoosimolekul on fruktoosi ja glükoosi molekulide kombinatsioon. Selle molaarmass on 342,3.

Maltoos moodustub teatud taimede, näiteks odra, seemikute ajal. Maltoosimolekul moodustub kahe glükoosimolekuli kombinatsiooni tõttu. See suhkur on vähem magus kui glükoos, sahharoos ja fruktoos..

Laktoosi leidub piimas. Selle molekul on galaktoosi ja glükoosi molekulide kombinatsioon.

Kuidas leida suhkru molekuli molaarmassi

Molekuli molaarmassi arvutamiseks peate lisama molekulis kõigi aatomite aatommassid..

Molaarmass C12H22O11 = 12 (mass C) + 22 (mass H) + 11 (mass O) = 12 (12,01) + 22 (1,008) + 11 (16) = 342,30

Sahharoos

Struktuur

Molekuli koostis sisaldab kahe tsüklilise monosahhariidi - a-glükoosi ja β-fruktoosi - jääke. Aine struktuurvalem koosneb fruktoosi ja glükoosi tsüklilistest valemitest, mis on ühendatud hapnikuaatomiga. Struktuuriüksused on omavahel seotud kahe hüdroksüülrühma vahel moodustatud glükosiidsidemega.

Joon. 1. Struktuurivalem.

Sahharoosimolekulid moodustavad molekulaarse kristallvõre.

Saamine

Sahharoos on looduses kõige tavalisem süsivesik. Ühend on osa puuviljadest, marjadest, taime lehtedest. Suures koguses valmis ainet leidub peet ja suhkruroog. Seetõttu ei sünteesita sahharoosi, vaid see eritub kehalise toimimise, seedimise ja puhastamise teel..

Joon. 2. Suhkruroog.

Peet või suhkruroog hõõrutakse peeneks ja pannakse kuuma veega suurtesse katlatesse. Sahharoos pestakse ära, moodustades suhkrulahuse. See sisaldab mitmesuguseid lisandeid - värvipigmente, valke, happeid. Sahharoosi eraldamiseks lisati lahusele kaltsiumhüdroksiidi Ca (OH)2. Tulemuseks on sade ja kaltsium C12N22INFOüksteistCaO2H2Oh, mille kaudu juhitakse süsinikdioksiidi (süsinikdioksiidi). Kaltsiumkarbonaat sadestub ja järelejäänud lahus aurustatakse, moodustades suhkrukristalle.

Füüsikalised omadused

Aine peamised füüsikalised omadused:

  • molekulmass 342 g / mol;
  • tihedus - 1,6 g / cm3;
  • sulamistemperatuur - 186 ° C.

Joon. 3. Suhkrukristallid.

Kui sula aine jätkub kuumutamisele, hakkab sahharoos värvuse muutumisega lagunema. Kui sula sahharoos tahkub, moodustub karamell - amorfne läbipaistev aine. Normaaltingimustes 100 ml vees võib lahustuda 211,5 g suhkrut, temperatuuril 0 ° C - 176 g, temperatuuril 100 ° C - 487 g. 100 ml etanoolis võib normaaltingimustes lahustada ainult 0,9 g suhkrut..

Loomade ja inimeste soolestikus laguneb ensüümide toimel sahharoos kiiresti monosahhariidideks.

Keemilised omadused

Erinevalt glükoosist ei avalda sahharoos -CHO-aldehüüdrühma puudumise tõttu aldehüüdide omadusi. Seetõttu on hõbepeegli kvalitatiivne reaktsioon (koostoime ammoniaagilahusega Ag2O) ei lähe. Vase (II) hüdroksiidiga oksüdeerimisel ei moodustu mitte punane vaskoksiid (I), vaid helesinine lahus..

Peamised keemilised omadused on esitatud tabelis..

Reaktsioon

Kirjeldus

Võrrand

Kvalitatiivne reaktsioon hüdroksüülrühmade olemasolul

Reageerib koos vask (II) hüdroksiidiga, saades erksinise vasksuhkru

Reaktsioon kulgeb kuumutamisel katalüsaatori (väävel- või soolhape) juuresolekul. Sahharoos laguneb fruktoosi ja glükoosi molekulideks

Sahharoos ei ole võimeline oksüdeeruma (see ei ole reaktsioonides redutseeriv aine) ja seda nimetatakse mitte redutseerivaks suhkruks..

Rakendus

Puhtal kujul suhkrut kasutatakse toiduainetööstuses kunstliku mee, maiustuste, kondiitritoodete ja alkoholi tootmiseks. Sahharoosi kasutatakse mitmesuguste ainete tootmiseks: sidrunhape, glütserool, butanool.

Meditsiinis kasutatakse sahharoosi ravimite ja pulbrite valmistamiseks, et varjata ebameeldivat maitset..

Mida me õppisime?

Sahharoos või suhkur on disahhariid, mis koosneb glükoosi ja fruktoosi jääkidest. Sellel on magus maitse, vees kergesti lahustuv. Aine eraldatakse peedist ja suhkruroost. Sahharoos on vähem aktiivne kui glükoos. See hüdrolüüsub, reageerib vask (II) hüdroksiidiga, moodustades vasesuhkru, ei oksüdeeru. Suhkrut kasutatakse toiduainetes, keemiatööstuses, meditsiinis.

Sahharoos - sahharoos

Sahharoos
nimed
nimi IUPAC
Muud nimed

β- D -fruktofuranosüül- (2 → 1) -α- D - glükopüranosiid; β- (2S, 3S, 4S, 5R) -frukofuranosüül-a- (1 R, 2 R, 3S, 4S, 5R) glükopüranosiid; α- (1 R, 2 R, 3S, 4S, 5R) glükopüranosüül-β- (2S, 3S, 4S, 5R) -frukofuranosiid
, dodekarbonaadi monodehüdraat

((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)

IdentifitseerijadICGV teabekaart100.000.304EÜ number200-334-9RTECSi numberWN6500000UniiomadusedKUI 12 N 22 INFO üksteistMolaarmass342,30 g / molVälimusvalge tahke ainetihedus1,587 g / cm3 tahket ainetSulamistemperatuurPuudub; laguneb 186 ° C (367 ° F; 459 K)

2000 g / l (25 ° C) (muude temperatuuride kohta vt tabelit)sisestage P-3,76Struktuur

P2 1termokeemia1349,6 kcal / mol (5647 kJ / mol) (kõrgem kütteväärtus)ohudMSDSICSC 1507NFPA 704Surmav annus või kontsentratsioon (LD, LC):29700 mg / kg (suu kaudu, rott)USA tervisekontrolli piirnormid (NIOSH):TWA 15 mg / m 3 (kokku) TWA 5 mg / m 3 (vastavalt)TWA 10 mg / m 3 (kokku) TWA 5 mg / m 3 (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 looduslikult taimedes, millest rafineeritud lauasuhkur. Tal on valem C 12 H 22 O üksteist.

Inimtoiduks ekstraheeritakse ja rafineeritakse sahharoos suhkruroost või suhkrupeedist. Suhkrutehased asuvad suhkruroo kasvatamiseks suhkruroo purustamiseks ja toorsuhkru tootmiseks, mida tarnitakse kogu maailmas töötlemiseks puhtaks sahharoosiks. Mõned suhkruvabrikud töötlevad toorsuhkru ka puhtaks sahharoosiks. Suhkrupeet asub külmas kliimas, kus peet kasvatatakse ja töödeldakse peet otse rafineeritud suhkruks. Suhkru töötlemise protsess hõlmab toorsuhkru kristallide pesemist enne nende lahustamist suhkrusiirupis, mis filtreeritakse ja lastakse seejärel läbi süsiniku, et eemaldada kõik jäävvärvid. Suhkrusiirup on nüüd selge, kontsentreeritakse see vaakumis keetmisel ja kristallitakse lõpliku puhastusprotsessina puhta sahharoosi kristallide saamiseks. Need kristallid on selged, lõhnatud ja magusa maitsega. Massiliselt on kristallid valged.

Suhkur on toidu ja toiduretseptide valmistamisel sageli lisakomponent. 2013. aastal toodeti kogu maailmas umbes 175 miljonit tonni suhkrut.

sisu

Etümoloogia

Sõna sahharoos loodi 1857. aastal inglise keemiku William Milleri poolt prantsuse sahhariidist ("suhkur") ja üldisest keemilisest järelliite suhkru-oosist. Lühendatud terminit Suc kasutatakse teaduskirjanduses sageli sahharoosi kohta..

Sahharoos on suhkrute, eriti sahharoosi üldine aegunud nimetus. Sahharoosi nime lõi 1860. aastal prantsuse keemik Berthelot.

Füüsilised ja keemilised omadused

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

Sahharoosi, glükoosi ja fruktoosi komponendid on ühendatud eetriühenduse kaudu glükosüültransferaasi alaühikul oleva C1 ja fruktosüülploki C2 vahel. Sidet nimetatakse glükosiidsideks. Glükoos eksisteerib valdavalt kahe isomeerse "püranoosi" (α ja β) kujul, kuid ainult ühel neist viitest fruktoosile. Fruktoos ise eksisteerib „furanooside” segu kujul, millest kõigil on a- ja p-isomeerid, kuid ainult üks konkreetne isomeer on viide glükosüültransferaasi plokile. Sahharoosi osas on tähelepanuväärne see, et erinevalt enamikust disahhariididest moodustub glükosiidside glükoosi ja fruktoosi redutseerivate otste vahel, mitte ühe redutseeriva otsa ja teiste mitte redutseeriva otsa vahel. See side inhibeerib edasist seondumist teiste sahhariidiüksustega. Kuna see ei sisalda anomeerseid hüdroksüülrühmi, klassifitseeritakse see mitteredutseerivaks suhkruks.

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

Sahharoosi puhtust mõõdetakse polarimeetriliselt, tasapinnaliselt polariseeritud valguse pöörlemisel suhkrulahusega. Eripööre temperatuuril 20 ° C kollast "naatrium-D" valgust (589 nm) kasutades on + 66,47 °. Selle parameetri abil analüüsitakse kaubanduslikke suhkruproove. Sahharoos ei halvene keskkonnas.

Termiline ja oksüdatiivne lagunemine

Sahharoosi lahustuvus vees temperatuuril
T (° C)S (g / dl)
viiskümmend259
55273
60289
65306
70325
75346
80369
85394
90420

Sahharoos ei sula kõrgel temperatuuril. Selle asemel laguneb temperatuur 186 ° C (367 ° F) karamelli moodustamiseks. Nagu teised süsivesikud, põleb see süsinikdioksiidi ja veega. Sahharoosi segamisel kaaliumnitraadi oksüdeeriva ainega saadakse kommidrakettidena tuntud kütus, mida kasutatakse amatöörraketimootorite tõukamiseks..

Seda reaktsiooni on siiski mõnevõrra lihtsustatud. Osa süsinikust oksüdeerub täielikult süsinikdioksiidiks ja toimuvad ka muud reaktsioonid, näiteks vee-gaasi muundamise reaktsioon. Täpsem teoreetiline võrrand:

KUI 12 N 22 INFO üksteist + 6288 KNO 3 → 3796 СО 2 + СО + 5,205 7,794 N 2 O + 3,065 N 2 + 3,143 N 2 + 2,998 K 2 Koos 3 + 0,274 KOH

Sahharoosi saab väävelhappega dehüdreerida, et saada must, süsinikurikas tahke aine, nagu on näidatud järgmises idealiseeritud valemis:

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

Sahharoosi lagunemise valemi võib esitada kaheetapilise reaktsioonina: esimene lihtsustatud reaktsioon on sahharoosi dehüdraatimine puhtaks süsinikuks ja veeks ning seejärel oksüdeerib süsinik CO 2 koos O-ga 2 õhust.

KUI 12 N 22 INFO üksteist + kuumus → 12 C + 11 N 2 Umbes 12 C + 12 O 2 → 12 СО 2

Hüdrolüüs

Hüdrolüüs lagundab glükosiidsidet, muutes sahharoosi glükoosiks ja fruktoosiks. Hüdrolüüs on aga nii aeglane, et sahharoosilahused võivad väikese muutusega aastaid vastu panna. Kui lisatakse sahharoosi ensüüm, siis toimub reaktsioon kiiresti. Hüdrolüüsi saab kiirendada ka hapetega, näiteks viinakreem või sidrunimahlaga, näiteks nõrkade hapetega. Samamoodi muudab maomahla happelisus seedimise ajal sahharoosist glükoosiks ja fruktoosiks, nendevaheline ühendus on atsetaalside, mida hape võib katkestada.

Võttes arvesse (ülalpool) põlemiskuumust sahharoosi puhul 1349,6 kcal / mol, glükoosi korral 673,0 ja fruktoosi korral 675,6, heide umbes 1,0 kcal (4,2 kJ) mooli sahharoosi kohta või umbes 3 väikesed kalorid toote grammi kohta.

Sahharoosi süntees ja biosüntees

Sahharoosi tulude biosüntees, kasutades UDP glükoosi ja fruktoosi 6-fosfaadi prekursoreid, mida katalüüsib sahharoos-6-fosfaadi süntaasi ensüüm. Reaktsiooni energia saadakse uridiindifosfaadi (UDP) lõhustamisel. Sahharoosi moodustavad taimed ja sinivetikad, kuid mitte muud organismid. Sahharoosi leidub koos fruktoosmonosahhariididega looduslikult paljudes toidutaimedes. Paljudes puuviljades, nagu ananass ja aprikoos, on sahharoos peamine suhkur. Teistes riikides, näiteks viinamarjades ja pirnides, on peamine suhkur fruktoos.

Keemiline süntees

Ehkki sahharoos eraldati peaaegu alati looduslikest allikatest, saavutas selle keemiline süntees esmakordselt 1953. aastal Raymond Lemieux.

allikad

Looduses leidub sahharoosi paljudes taimedes, eriti nende juurtes, puuviljades ja nektarites, kuna see on vahend energia salvestamiseks, peamiselt fotosünteesi käigus. Paljud imetajad, linnud, putukad ja bakterid kogunevad taimedesse sahharoosi ja toituvad sellest ning mõne jaoks on see nende peamine toitumisallikas. Inimtarbimisel on meetaimed eriti olulised, kuna need akumuleerivad sahharoosi ja toodavad mett, mis on oluline toiduaine kogu maailmas. Mees sisalduv süsivesik koosneb peamiselt fruktoosist ja glükoosist, ainult väikeses koguses sahharoosi..

Viljade valmimisel tõuseb selle sahharoosisisaldus tavaliselt järsult, kuid mõned puuviljad ei sisalda peaaegu üldse sahharoosi. Siia hulka kuuluvad viinamarjad, kirsid, mustikad, murakad, viigimarjad, granaatõunad, tomatid, avokaadod, sidrunid ja laim.

Sahharoos on looduslik suhkur, kuid industrialiseerimise tulekuga on seda täiustatud ja tarbitud igat tüüpi töödeldud toitudes..

tootmine

Sahharoosi rafineerimise ajalugu

Laua suhkru tootmisel on pikk ajalugu. Mõnede teadlaste sõnul avastasid indiaanlased, kuidas suhkur kristalliseerus Gupta dünastia ajal, umbes 350 pKr..

Teised teadlased osutavad muistsetele Hiina eKr pärinevatele käsikirjadele 8. sajand, kus pärineb üks varasemaid ajaloolisi viiteid suhkruroo kohta koos sellega, et nende teadmised suhkruroo kohta saadi Indiast. Lisaks selgub, et umbes 500. aastal eKr hakkasid moodsa India elanikud suhkrusiirupit valmistama ja seda suurtes lamedates kaussides jahutama, et toorsuhkrukristallidest tabeleid valmistada, mida oli lihtsam hoiustada ja transportida. Kohalikus põliselanike keeles said need kristallid nimeks Handa (खण्खण), mis on sõna komm.

Aleksander Suure armee peatati Induse jõe kaldal tema vägede keeldumisega edasi itta liikuda. Nad nägid, kuidas India poolsaarel kasvavad suhkruroogid ja mis muudavad magusa pulbrina graanuliteks soola, kohalikku nime SAHAR (साखर), hääldatakse sakcharon (ζακχαρον), mis on tõlgitud kreeka keelest (tänapäeva kreeka, Zachary ζάχαρη). Tagasiteel vedasid Kreeka sõdurid osa meepurke tagasi. Suhkruroog on aastatuhandeid püsinud piiratud saagina. Suhkur oli haruldane kaup ja suhkrukaupmehed said jõukaks. Veneetsia oli oma rahalise tugevuse tipus peamine suhkru levitamise keskus Euroopas. Araablased hakkasid seda tootma Sitsiilias ja Hispaanias. Alles pärast ristisõdijaid hakkas see Euroopas konkureerima mee kui magusainega. Hispaanialased hakkasid suhkruroo kasvatamist Lääne-Indias 1506. aastal (Kuuba 1523). Portugali esimene suhkruroog, mida kasvatati Brasiilias 1532. aastal.

Suhkur ei püsinud suures osas maailmas luksusena kuni 18. sajandini. Ainult rikkad said seda endale lubada. 18. sajandil oli Euroopas suhkru nõudmine sumin ja 19. sajandil hakati seda pidama inimvajaduseks. Suhkru kasutamine on kasvanud tees, kookides, kondiitritoodetes ja šokolaadides kasutamisel. Suhkruturu tarnijad uutes vormides, näiteks tahked koonused, mida tarbijad vajavad tükkide rebimiseks suhkruklambriga - tangide moodi tööriistaga.

Nõudlus odavama suhkru järele ajendas eelkõige troopilisi saari ja riike, kus õitsevad aeganõudvad suhkrurooistandused ja lauasuhkru tootmine. Suhkruroo põllukultuuride kasvatamine kuumas niiskes kliimas ja suhkrutööstuses suhkrulaudade tootmine kõrgel temperatuuril oli raske, ebainimlik töö. Eelkõige nõudis selle töö järele odavat ja kuulekat tööjõudu - kõigepealt läks orjakaubandus Aafrikast (eriti Lääne-Aafrikast) ja seejärel tolliametnikukaubandusest Lõuna-Aasiast (eriti Indiast). Miljonid orjad, kellele järgnesid miljonid palgatud töötajad, toimetati Kariibi merele, India ookeani, Vaikse ookeani saartele, Ida-Aafrikasse, Natali, Põhja- ja Ida-Lõuna-Ameerikasse ning Kagu-Aasiasse. Paljude rahvaste moodne etniline koosseis asustus kahe viimase sajandi jooksul lauasuhkru mõjul.

Alates 18. sajandi lõpust on suhkru tootmine muutunud üha mehhaniseeritumaks. Aurumasin käivitas Jamaica suhkruvabriku esmakordselt 1768. aastal ja vahetult pärast seda asendas aur otsese põletamise protsessisoojuse allikana. Samal sajandil hakkasid eurooplased katsetama suhkru tootmist muudest kultuuridest. Andreas Marggrave tuvastas suhkrupeedi juurtes sahharoosi ja tema õpipoiss Franz Achard ehitas Sileesias (Preisimaal) suhkrupeeditöötlemise tehase. Kuid suhkrupeedisuhkrutööstus startis Napoleoni sõdade ajal, kui Prantsusmaal ja mandril Kariibi mere suhkur lahti lõigati. 2010. aastal toodeti peedist umbes 20 protsenti maailma suhkrust..

Praegu toodetakse suures peedivabrikus umbes 1500 tonni suhkrut päevas; ööpäevaringseks tootmiseks on vaja pidevat tööjõudu - umbes 150..

Praegused trendid

Tabel suhkru (sahharoosi) kohta on pärit taimsetest allikatest. Valitsevad 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 (Acer-suhkur). Sahharoos saadakse ekstraheerides neid kultuure kuuma veega; ekstrakti kontsentreerimisel saadakse siirupid, millest sahharoosi tahke aine võib kristalliseeruda. 2013. aastal toodeti maailmas laua suhkrut 175 miljonit tonni.

Enamik roosuhkrut pärineb sooja kliimaga riikidest, sest suhkruroog ei talu külma. Suhkrupeet kasvab seevastu vaid parasvöötmega jahedamates piirkondades ega talu kõrgeid temperatuure. Ligikaudu 80 protsenti sahharoosist tuleb suhkruroogist, ülejäänu tuleb peaaegu kogu suhkrupeedist.

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

Piirkonniti vaadates on suhkruroo tootmises ülekaalus Aasia. Suur osa Indiast, Hiinast, Taist ja teistest riikidest, mille toodang moodustas 2006. aastal 40% maailma toodangust, on Lõuna-Ameerika teisel kohal 32% maailma toodangust; Aafrika ja Kesk-Ameerika toodavad kumbki 8% ja Austraalia 5%. Ülejäänud osa moodustavad USA, Kariibi mere ja Euroopa riigid, mõlemas umbes 3%.

Peedisuhkur on pärit külmema kliimaga piirkondadest: Loode- ja Ida-Euroopast, Jaapani põhjaosast, samuti mõnedest USA piirkondadest (sealhulgas Californias). Peedikasvatuse põhjapoolkeral lõpeb hooaeg saagikoristuse algusega septembri paiku. Mõnel juhul jätkub kogumine ja töötlemine märtsini. Nii töötlemisettevõtete läbilaskevõime olemasolu kui ilm mõjutavad nii kogumise kui ka töötlemise kestust - tööstus saab suhkrupeedisaaki enne töötlemist ladustada, kuid kahjustatud peedi külm muutub tegelikult töötlematuks.

Brasiilia on maailma suurim suhkru eksportija, tehes seda aastas 29 miljoni tonni võrra. Euroopa Liidust (EL) on saanud suuruselt teine ​​suhkru eksportija maailmas. EL-i ühine põllumajanduspoliitika seab liikmetoodangu maksimumkvoodid pakkumise ja nõudluse ning hinna vastavusse viimiseks. Euroopas eksporditakse üleliigseid tootmiskvoote (umbes 5 miljonit tonni 2003. aastal). Osa suhkru „kvoodist” subsideeritakse tööstustasudest, ülejäänud (umbes pool) müüakse suhkru C-kvoodina turuhindades ilma subsiidiumideta. Need subsiidiumid ja kõrged imporditariifid muudavad teiste riikide keerukaks eksportimise ELi riikidesse või maailmaturul eurooplastega konkureerimise.

USA seab oma tootjate toetuseks kõrged suhkruhinnad, mille tulemusel vahetasid paljud endised suhkruostjad maisisiirupi (joogitootjad) või kolisid riigist (kommitootjad).

India tarbib 2013. aastal kogu suhkrut rohkem kui 26 miljonit tonni lauasuhkrut. EL-27 on teisel kohal 18 miljoni ja Hiina suuruselt teisel kohal, üle 16 miljoni tonni..

Eeldatakse, et madalad suhkruhinnad stimuleerivad ülemaailmset tarbimist ja kaubandust, ekspordiprognoos on 4 protsenti suurem 59 miljoni tonni võrra.

Nisust ja maisist (mais) saadud glükoosisiirupite madalad hinnad ohustavad traditsioonilist suhkruturgu. Kasutades koos kunstlike magusainetega, võivad need lubada jookide tootjatel toota väga odavaid tooteid..

Kõrge fruktoosisisaldusega maisisiirup

Ameerika Ühendriikides kehtivad suhkru impordi tariifid ja subsiidiumid maisi (maisi) tootmiseks. Suure fruktoosisisaldusega maisisiirup (HFCS) on oluliselt odavam kui rafineeritud sahharoos magusainetena. See tõi kaasa sahharoosi ülemineku USA tööstuslikus toidutootmises osaliselt HFCS-i ja muude looduslike sahharoosivabade magusainete kasutamisele..

Mõne inimese arvates on HFCS ebatervislik. Kliinilised toitumisspetsialistid, meditsiiniasutused ja Ameerika Ühendriikide toidu- ja ravimiamet lükkasid sellised probleemid siiski tagasi, kuna “sahharoos, FUV, invertsuhkur, mesi ning paljud puuviljad ja mahlad tarnivad sama suhkrut samades osades sama tootega koed sama aja jooksul samade metaboolsete radade jaoks. ” Ehkki teaduslikud ametivõimud nõustuvad, et dieedisuhkrud on teatud terviseprobleemidega seotud tühjade kalorite allikad, kinnitavad teaduslikud tõendid usku, et glükoos-fruktoosisiirupid nagu HFCS pole eriti tervislikud. FDA kiidab heaks kõigi lisatud suhkrute, sealhulgas HFCS-ide tarbimise piiramise.

pilliroog

Alates 6. sajandist eKr purustasid roosuhkru tootjad suhkruroost koristatud taimset materjali mahla kogumiseks ja filtreerimiseks. Seejärel kantakse need lisandite eemaldamiseks vedelikele (sageli lubja (kaltsiumoksiidiga)) ja seejärel neutraliseeritakse. Mahla keetmine laseb sel siis süvendamise põhja vajuda ja värdjas tõuseb koorimise jaoks pinnale. Jahutamisel kristallub vedelik segamise käigus reeglina suhkrukristallide saamiseks. Tsentrifuugid eemaldavad tavaliselt kristalliseerimata siirupi. Seejärel saavad tootjad kas müüa suhkrutoodet olemasolevaks kasutamiseks või töödelda seda edasi kergemate sortide tootmiseks. Töötlemine võib hiljem toimuda mõnes teises riigis asuvas ettevõttes..

Suhkruroog on Brasiilia põllumajanduse üks peamisi komponente; riik on maailma suurim suhkruroo ja selle derivaatide, näiteks kristalliseeritud suhkru ja etanooli (etanoolikütus) tootja..

peet

Suhkrupeeditootjad tükeldavad pestud peedid ja ekstraheerivad suhkru seejärel hajuti kuuma veega. Seejärel kasutatakse aluselist lahust (lubjapiim ja lubjaahjust pärit süsinikdioksiid) lisandite sadestumiseks (vt gaseerimine). Pärast filtreerimist aurutatakse mahlakontsentraadid umbes 70% tahkiseks ja suhkur kristalliseerub kristallisatsiooni kontrollimiseks. Tsentrifuug eemaldab suhkrukristallid vedelikust, mis kristalliseerimisetapis töödeldakse. Kui majanduslikud raskused takistavad rohkema suhkru eemaldamist, kõrvaldab tootja järelejäänud vedeliku, mida praegu nimetatakse melassiks, või müüb selle loomasööda tootjale.

Saadud valge suhkru sõelumisel saadakse müügiks mitmesuguseid sorte.

Roo vs punapeet

Peet ja suhkruroost toodetud täielikult rafineeritud suhkrut on keeruline eristada. Üks võimalus on süsiniku isotoopide analüüs. Pilliroog kasutab C4 süsiniku fikseerimist ja punapeet kasutab C3 süsiniku fikseerimist, mille tulemuseks on sahharoosis 13 C ja 12 C isotoopide erinev suhe. Teste kasutatakse Euroopa Liidu toetuste pettuse tuvastamiseks või võltsitud puuviljamahla avastamiseks.

Suhkruroog talub paremini kuumat kliimat, kuid suhkruroo tootmiseks on vaja umbes neli korda rohkem vett kui suhkrupeedi tootmiseks. Selle tulemusel on mõned traditsiooniliselt roosuhkrut tootnud riigid (näiteks Egiptus) ehitanud uusi peedisuhkru tehaseid, alates 2008. aastast töötlevad mõned suhkruvabrikud nii suhkruroo kui ka suhkrupeeti ja pikendavad sel viisil nende töötlemisaega.

Suhkru tootmine jätab jäägid, mis erinevad oluliselt sõltuvalt kasutatud toorainest ja tootmiskohast. Kuigi suhkruroo melassi kasutatakse toiduvalmistamisel sageli, peavad inimesed suhkrupeedist pärit melassi ebameeldivaks ja seetõttu peamiselt toorainete tööstuslikuks kääritamiseks (näiteks destilleerimisalkoholis) või loomasöödaks. Pärast kuivatamist võib kütusena kasutada mis tahes tüüpi melassi.

Puhast peedisuhkrut on turul nii raskesti märgistatud. Ehkki mõned kaubamärgid tähistavad oma tooteid selgelt kui „puhast roosuhkrut“, märgistatakse peedisuhkur peaaegu alati lihtsalt suhkru või puhta suhkruna. Intervjuu tootmisettevõtte 5 suurema suhkrupeediga näitas, et paljud kaupluste kaubamärgid või Private Labeli suhkrutoode on puhas peedisuhkur. Koodi saab palju kasutada ettevõtte ja taime tuvastamiseks, kust suhkur tuli, võimaldades peedisuhkrul kindlaks teha, kas koodid on teada..

Kulinaarsuhkur

veski valge

Valge veski, mida nimetatakse ka valgeks istanduseks, saadakse toorsuhkrust kristallilist suhkrut või kõrgemat suhkrut. Valmistamisprotsessis puutub see kokku vääveldioksiidiga, et vähendada värviliste ühendite kontsentratsiooni ja aitab vältida värvi edasist arengut kristallimise ajal. Ehkki see on suhkruroo kasvatamise piirkondades tavaline, ei ladusta ega tarnita seda toodet hästi. Mõne nädala pärast kipub selle segu muutuma värvuse muutuseks ja tükkideks; Seetõttu piirdub seda tüüpi suhkur tavaliselt kohaliku tarbimisega..

Blanco directo

Blanco Directo, Indias ja teistes Lõuna-Aasia riikides levinud valge suhkur, saadakse suhkruroo mahlast paljude lisandite sadestamisel fosforhappe ja kaltsiumhüdroksiidiga, mis sarnaneb suhkrupeedi töötlemisel kasutatava gaseerimise tehnikaga. Blanco Directo on puhtam kui valge suhkru veskid, kuid vähem puhas kui valge rafineeritud.

Valge rafineeritud

Rafineeritud valge on kõige levinum suhkru vorm Põhja-Ameerikas ja Euroopas. Rafineeritud suhkur saadakse toorsuhkru lahustamisel ja rafineerimisel fosforhappega, sarnaselt Blanco Directo meetodile. Kaltsiumhüdroksiidi ja süsinikdioksiidi hõlmav gaseerimisprotsess või mitmesuguseid filtreerimisstrateegiaid. Seejärel puhastati seda täiendavalt filtrimisega läbi aktiivsöe kihi või sõmerate. Rafineeritud valge suhkru taimede peedisuhkru tootmine otse ilma vahepealse toorfaasita.

Rafineeritud valget suhkrut müüakse tavaliselt suhkruliiva kujul, mis on kobestumise vältimiseks kuivatatud ja on erineva suurusega kristallides nii kodu- kui ka tööstuslikuks kasutamiseks:

  • Jäme, näiteks jahvatav suhkur (nimetatakse ka “pärlsuhkruks”, “kaunistussuhkruks”, nibbsuhkur või suhkruotsad) on jämedateraline suhkur, mida kasutatakse küpsetiste ja maiustuste ülaosale särtsu ja maitse lisamiseks. Selle suured peegeldavad kristallid ei lahustu kuumusega kokkupuutel.
  • Granuleeritud, suhkruga tuttav, tera läbimõõduga umbes 0,5 mm. Suhkrutükid on mugavaks tarbimiseks tükid, mis saadakse granuleeritud suhkru segamisel suhkrusiirupiga.
  • Ratas (või riitsinus) (0,35 mm), väga hea suhkur Suurbritannias ja teistes Rahvaste Ühenduse riikides, mida on nimetatud sellepärast, et teravili on piisavalt väike, et mahutada läbi ratas, mis on perforeeritud ülaosaga väike anum, millest puista suhkur lauale. Tavaliselt kasutatakse seda pagaritoodetes ja segajookides, seda müüakse Ameerika Ühendriikides kõige peenema suhkruna. Oma peensuse tõttu lahustub see kiiremini kui tavaline valge suhkur ja on seetõttu eriti kasulik martsipulites ning külmades vedelikes. Riitsinussuhkrut saab kodus valmistada, jahvatades granuleeritud suhkrut mõni minut uhmris või köögikombainis.
  • Pulber, 10X suhkur, kondiitrisuhkur (0,060 mm) või tuhksuhkur (0,024 mm), mis on toodetud suhkru peenestamisel pulbriks. Tootja võib klompide tekkimise vältimiseks lisada väikese koguse paakumisvastaseid aineid - kas maisitärklist (1% kuni 3%) või tri-kaltsiumfosfaati.

Pruun suhkur saadakse roosuhkru hilisematest etappidest, rafineerimisel, kui suhkur moodustab väikeste kristallidena märkimisväärse melassi, või valge rafineeritud suhkru katmisest suhkruroo-siirupi siirupiga (melass). Pruuni suhkru värvus ja maitse tugevnevad melassisisalduse suurenemisel, muutes selle vettpidavateks omadusteks. Pruun suhkur kipub atmosfääriga kokkupuutel tahenema, kuigi õige töötlemine võib seda muuta..

mõõtmine

Lahustunud suhkur

Teadlased ja suhkrutööstus kasutavad lahustunud aine massi ja vedeliku massi suhte mõõtühikuna Adolf Brixi kasutusele võetud Brixi kraade (sümbol ° Bx). 25 ° Bx sahharoosi lahuses on 25 grammi sahharoosi 100 grammi vedeliku kohta; või teisisõnu, 100 grammis lahuses on 25 grammi sahharoosisuhkrut ja 75 g vett.

Brixi kraadi mõõdetakse infrapunaanduri abil. Seda mõõtmist ei tohiks tiheduse või murdumisnäitaja mõõtmisel võrdsustada Brixi kraadidega, kuna see mõõdab kõigi lahustunud kuivainete asemel lahustunud suhkru kontsentratsiooni. Refraktomeetri kasutamisel tuleb tulemus esitada kui “refraktomeetriline kuivaine” (RDS). Võib rääkida vedelikust, mille RDS on 20 ° Bx. See viitab kuivaine massiprotsendi mõõtmisele ja ehkki tehniliselt pole see sama kui infrapunameetodi abil määratud Brixi kraadidel, teeb see sahharoosi täpset mõõtmist, kuna sahharoos moodustab tegelikult suurema osa kuivainetest. Tänu Brixi infrapuna-mõõteandurite reale tehti otsese mõõtmise abil ökonoomsetes toodetes lahustunud suhkru koguse mõõtmine.

tarbimine

Rafineeritud suhkur oli luksus kuni 18. sajandini. See levis 18. sajandil ja sai siis 19. sajandil oluliseks toiduks. See maitse areng ja nõudlus suhkru kui toidu olulise koostisosa järele vallandas suured majanduslikud ja sotsiaalsed muutused. Lõpuks muutus lauasuhkur piisavalt odavaks ja piisavalt üldiseks, et mõjutada tavalist kööki ja maitsestatud jooke.

Sahharoos on kondiitritoodetes ja magustoitudes üks olulisemaid elemente. Kokad kasutavad seda magustamiseks - selle fruktoosikomponent, millel on peaaegu kaks korda suurem suhkru magusus, teeb sahharoosi teiste süsivesikutega võrreldes eriliselt magusaks. Piisavas kontsentratsioonis kasutamise korral võib see toimida ka toidu säilitusainena. Sahharoos on oluline paljude toitude, sealhulgas küpsiste ja küpsiste, kondiitritoodete ja kookide, maiustuste ning jäätise ja sorbetide, struktuuris. See on paljudes töödeldud ja niinimetatud rämpstoitudes tavaline koostisosa.