Понятия не редуцирующих сахаров. Контрактное производство
Введение
Сахар. Редуцирующие сахара
Инвертный сироп
Редуцирующий сахар
Значение сахаров для организма
Методы определения сахара в кондитерских изделиях
Экспериментальная часть
Приготовление медного щелочно-цитратного раствора(реактива Бенедикта)
Проведение анализа
Обсуждение результатов исследования
1. Определение содержания редуцирующих сахаров в мармеладе
2. Определение содержания редуцирующих сахаров в пастиле
3. Определение содержания редуцирующих сахаров в карамели
Выводы
Список литературы
Приложение 1
Введение
Йодометрией называют метод объемного анализа, в ос-нове которого лежат реакции:
Методом йодиметрии можно определять как окисли-тели, так и восстановители.
Определение окислителей. Методом йодиметрии можно определять те окислители, которые количественно окисляют IЇ в свободный I2. Чаще всего определяют перманганаты, бихроматы, соли меди (II), соли желе-за (III), свободные галогены и др. Индикатором в методе йодиметрии служит раствор крахмала. Это чувствительный и специфический инди-катор, образующий с йодом адсорбционное соединение синего цвета.
Определение восстановителей. Из числа восстано-вителей этим методом чаще всего определяют сульфиты, сульфиды, хлорид олова (II) и др. Рабочим раствором является раствор йода I2. Метод йодиметрии широко применяется в химическом анализе. Этим методом определяют соединения мышьяка (III); медь (II) в солях, рудах; многие органические лекарственные препараты - формалин, анальгин, аскорбиновую кислоту и др.
Цель работы: определение редуцирующих сахаров в различных кондитерских изделиях.
Отработка методики количественного определения редуцирующих сахаров в рабочем растворе.
Установить соответствие нормальным содержаниям редуцирующих сахаров в кондитерских изделиях содержащихся в ГОСТ
Основным сырьем для производства кондитерских товаров служат сахар, инвертный сироп, мука, жиры, молоко. Кроме того, при производстве кондитерских изделий используются фрукты и ягоды, орехи, какао-бобы, мед, пряности также многие другие продукты.
В формировании потребительских свойств кондитерских изделий большая роль придается продуктам, которые придают им структуру, внешний вид, вкус и цвет: студнеобразователям, эмульгаторам, пенообразователям, красителям, ароматизаторам.
редуцирующий сахар кондитерский потребительский
Сахар. Редуцирующие сахара
Продукт представляет собой чистый углевод - сахарозу, характеризуется приятным сладким вкусом и высокой усвояемостью. Обладает большой физиологической ценностью, возбуждающе действует на ЦНС, способствуя обострению органов зрения, слуха; является питательным веществом для серого вещества мозга; участвует в образовании жира, белково-углеводных соединений и гликогена. При избыточном употреблении сахара развиваются ожирение, сахарный диабет, кариес. Суточная норма - 100 г, в год - 36,5 кг, но ее следует дифференцировать в зависимости от возраста и образа жизни.
Инвертный сироп
Инвертный сироп служит заменителем патоки, так как обладает антикристаллизационными свойствами. Получают инвертный сироп нагреванием водного раствора сахара с кислотой, при этом происходит процесс инверсии, заключающийся в расщеплении сахарозы на фруктозу и глюкозу. Для инверсии используются кислоты: соляная, лимонная, молочная, уксусная.
Редуцирующий сахар
Все моносахариды, в случае с сиропом глюкоза и фруктоза, и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих) сахаров, т. е. соединений, способных вступать в реакцию восстановления.
Две обычные реакции на редуцирующие сахара -- реакция Бенедикта и реакция Фелинга -- основаны на способности этих сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди(II) (CuSO4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди(1) (Cu2O).
Реакция Фелинга наиболее часто используется для доказательства восстанавливающих свойств сахаров, она заключается в восстановлении моносахаридами гидроксида меди (II) в закись меди (I). При проведении реакции используется реактив Фелинга, представляющий собой смесь сульфата меди с сегнетовой солью (калий, натрий виннокислый) в щелочной среде. При смешивании сульфата меди со щелочью образуется гидроксид меди.
CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2v + Na2SO4
В присутствии сегнетовой соли выделившийся гидроксид не выпадает осадок, а образует растворимое комплексное соединение меди (II), которое восстанавливается в присутствии моносахаридов с образованием закисной меди (I). При этом альдегидная или кетон- группа моносахарида окисляется до карбоксильной группы. Например, реакция глюкозы с реактивом Фелинга.
СН2ОН - (СНОН) 4 - СОН + Сu(ОН) 2 ===>
Значение сахаров для организма
Фруктоза.
Фруктоза менее распространена, чем глюкоза, и также быстро окисляется. Часть фруктозы в печени превращается в глюкозу, но для своего усвоения она не требует инсулина. Этим обстоятельством, а также значительно более медленным всасыванием фруктозы сравнительно с глюкозой в кишечнике, объясняется лучшая переносимость ее больными сахарным диабетом.
Глюкоза - составная единица, из которой построены все важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал, целлюлоза. Она входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы. Глюкоза быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта, затем поступает в клетки органов, где вовлекается в процессы биологического окисления. Метаболизм глюкозы сопровождается образованием значительных количеств аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), являющейся источником уникального вида энергии. АТФ во всех живых организмах играет роль универсального аккумулятора и переносчика энергии. В медицине препараты аденозина применяют при спазмах сосудов и мышечной дистрофии, и это доказывает важность для организма АТФ и глюкозы.
Во время бодрствования организма энергия глюкозы восполняет почти половину его энергетических затрат. Оставшаяся невостребованной часть глюкозы преобразуется в гликоген - полисахарид, который хранится в печени.
Методы определения сахара в кондитерских изделиях
Поскольку контроль содержания уровня сахара в организме необходим, существует целый ряд различных методов определения количества как общих, так и редуцирующих (инверсных) сахаров в кондитерских изделиях,
что является важной частью контроля качества производства данной продукции.
Иодиметрический метод
Метод основан на восстановлении щелочного раствора меди некоторым количеством раствора редуцирующих сахаров и определении количества образовавшегося оксида меди (1) или невосстановившейся меди йодометрическим способом.
Метод применяется для всех видов кондитерских изделий и полуфабрикатов, кроме мучных кондитерских изделий, полуфабрикатов для тортов и пирожных и восточных сладостей.
Метод применяется при возникновении разногласий в оценке качества.
Перманганатный метод
Метод основан на восстановлении соли железа (III) оксидом меди (I) и последующем титрова-нии восстановленного оксида железа (И) перманганатом.
Поляриметрический метод
Метод основан на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными ве-ществами.
Метод применяется для определения массовой доли общего сахара в шоколаде, пралине, какао- напитках, шоколадных пастах, сладких плитках, шоколадных полуфабрикатах без добавлений и с добавлением молока.
Экспериментальная часть
Приготовление и стандартизация раствора С(Na2S2O3)=0,1 моль/дм3
Реактивы:
Навеска Na2S2O3Ч5pO
Навеска K2Cr2O7
2M раствор HCl
1% р-р Крахмала
Дистиллированная вода
1. Мерная колба 100см3;
2. Мерный цилиндр вместимостью 25см3;
3. Коническая колба для титрования 250 см3
4. Пипетка 10 мл
4. Бюретка на 25 мл
Ход работы:
Рабочий раствор тиосульфата натрия готовят по навеске, исходя из заданной концентрации раствора и его объема. Для приготовления 200 мл 0,1 м раствора тиосульфата натрия отвешивают в бюксе на технических весах 5 г тиосульфата натрия. Взятую навеску растворяют в 200 мл дистиллированной воды и добавляют 0,02 г соды. Раствор хранят в склянке из темного стекла.
Определение точной концентрации раствора тиосульфата натрия проводится по 2--3 точным навескам дихромата калия полумикрометодом (бюретка объемом 25 мл, цена деления 0,1 мл). Навеску дихромата калия рассчитывают с учетом объема мерной колбы, пипетки, бюретки и концентрации приготовленного раствора тиосульфата натрия. Учитывая, что на титрование аликвоты раствора дихромата калия должно пойти 10 мл 0,1 М тио сульфата натрия и соотношение объема мерной колбы и пипетки
100: 10, рассчитываем массу дихромата калия:
m(K2Cr2O7) = C(Na2S2O3) ЧV(Na2S2O3) ЧМ(1/6 K2Cr2O7) Ч100/10 = 0,1Ч 10 49Ч10 = 490 мг = 0,49 г.
Точная навеска дихромата калия лежит в пределах 0,47--0,51 г.Пробирку с дихроматом калия взвешивают на аналитических весах, отсыпают дихромат через воронку в мерную колбу на 100 мл и взвешивают пробирку с дихроматом калия. По разности взвешиваний находят навеску дихромата калия. Дистиллированной водой смывают дихромат калия с воронки в колбу, взбалтывают со держимое колбы до полного растворения дихромата калия
и только после этого доливают воду до метки. Раствор хорошо перемешивают. Пипетку на 10 мл промывают раствором дихромата калия
и отбирают 1/10 часть его в колбу для титрования объемом на 250 мл, добавляют 5 мл 10 % раствора KI и 5 мл 2 М раствора HCl. Колбу закрывают часовым стеклом и оставляют на 5 мин в темном месте. Затем к раствору добавляют 50 мл воды и титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя его по каплям и хорошо перемешивая раствор. Когда окраска раствора из бурой перейдет в бледно-желтую, добавляют 50 капель раствора крахмала
(2--3 мл) и продолжают титрование до перехода синей окраски раствора в бледно-зеленую, почти бесцветную. При втором и последующих титрованиях крахмал добавляется возможно ближе к концу титрования. Отсчет объема раствора тиосульфата натрия ведется с точностью до ±0,005 мл. Титрование аликвотной части раствора дихромата калия проводят 3--4 раза и вычисляют среднее значение объема тиосульфата натрия (Vср.), относительное отклонение от среднего не более 0,5 %. По экспериментальным данным рассчитывают титр тиосульфата натрия по дихромату калия.
Расчетная часть
М(1/6 K2Cr2O7)=49 г/моль
М(Na2S2O3Ч 5pO)=248 г/моль
M (Na2S2O3)=158,11 г/мл
m(K2Cr2O7)= C(Na2S2O3) Ч V(Na2S2O3) Ч М(1/6 K2Cr2O7) Ч 100/10=0,1 Ч10 Ч49 Ч10=490 мг =0,49 г
T (Na2S2O3/ K2Cr2O7) = , г/мл
C (Na2S2O3) = , моль/л
T (Na2S2O3) = , г/мл
T (Na2S2O3/ K2Cr2O7) = =0,005050 г/мл
C (Na2S2O3)= =0,1030 моль/л
T (Na2S2O3) = = 0,01629 г/мл
Приготовление медного щелочно-цитратного раствора(реактива Бенедикта)
Реактивы:
Лимонная кислота C6H8O7
Дистиллированная вода
Оборудование
Мерная колба 250 см3
Химический стакан
Ход работы.
9,77 г сернокислой меди растворяют в 25 см3 дист. воды.
12,5 г лимонной кислоты растворяют отдельно в 13 см3 дист. воды.
35,9 г Углекислого безводного натрия так же отдельно растворяют в 125 см3 горячей дист. воды.
Раствор лимонной кислоты осторожно вливают в раствор углекислого натрия. После прекращения выделения углекислого газа смесь растворов переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 , вливают в колбу раствор сернокислой меди и доводят содержимое колбы дист. водой до метки, перемешивают
При проведении эксперимента альдегидные группы окисляются, а катионы меди восстанавливаются. Реактив Бенедикта склонен образовывать гидратированные оксиды, поэтому продукт реакции не всегда имеет красное окрашивание: он может быть также жёлтым или зелёным. Если содержание сахара мало, то осадок образуется только при охлаждении. Если восстанавливающие сахара отсутствуют, то раствор остаётся прозрачным. Растворы с содержанием сахара, равным 0,08 % дают заметный положительный результат, в то время как для реактива Фелинга эта величина равна 0,12 %
Приготовление рабочего исследуемого раствора.
Навеску измельченного исследуемого изделия берут из расчета, чтобы количество редуцирующих сахаров 1 см3 раствора было около 0,005 г
Массу навески вычисляют по формуле
где b-оптимальная концентрация редуцирующих сахаров г/ см3
P - предполагаемая массовая доля редуцирующих сахаров в исследуемом изделии, %
Согласно ГОСТ 6442-89 Мармелад может содержать не более 20% редуцирующих сахаров от массы изделия.
Согласно ГОСТ 6441-96 Изделия кондитерские пастильные могут содержать от 10% до 25% редуцирующих сахаров от массы изделия.
Согласно ГОСТ 6477-88 Карамель может содержать не более 20 % редуцирующих сахаров от массы изделия.
Навеску в стакане растворяют в дистиллированной воде нагретой до 60?-70?С
Если изделие растворяется без остатка, то полученный раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 доводят той же водой до метки и хорошо перемешивают.
Если изделие имеет в своем составе вещества нерастворимые в воде- то после переноса навески в мерную колбу, помещают ее на водяную баню на 10-15 минут, затем фильтруют, охлаждают и доводят дистиллированной водой до метки.
Проведение анализа
В коническую колбу вместимость 250 см3 вносят пипетками 25см3 щелочного цитратного раствора меди, 10 см3 исследуемого раствора и 15 см3 дистиллированной воды. Колбу подсоединяют к обратному холодильник и в течение 3-4 минут доводят до кипения и кипятят 10 минут, во время кипячения наблюдаем качественную реакцию глюкозы с гидрооксидом меди: поскольку глюкоза содержит в своем составе пять гидроксильных групп и одну альдегидную группу, она относиться к альдегидоспиртам. Ее химические свойства похожи на свойства многоатомных спиртов и альдегидов. Реакция с гидроксидом меди (II) демонстрирует восстановительные свойства глюкозы. Прильем к раствору глюкозы несколько капель раствора Бенедикта. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт. Нагреем раствор. Цвет раствора начинает изменяться. Сначала образуется желтый осадок Cu2O, который с течением времени образует более крупные кристаллы Cu2O красного цвета. Глюкоза при этом окисляется до глюконовой кислоты.
СН2ОН - (СНОН) 4 - СОН + Сu(ОН) 2 ===> СН2ОН - (СНОН) 4 - СООН + Сu2Оv+ Н2О
Колбу быстро охлаждают до комнатной температуры.
В остывшую жидкость прибавляют 10 см3 KI р-р 30%, и 25 см3 раствора pSO4 концентрации 4 моль/дм3. Серную кислоту приливают осторожно во избежание ее выплескивания из колбы за счет выделившегося углекислого газа. После этого сразу титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски жидкости.
Затем приливают 2-3см3 1% раствора крахмала и продолжают титровать окрасившуюся в грязно синий цвет жидкость до появления молочно-белого окрашивания. Фиксируют количество тиосульфата, которое пошло на титрование. Опыт повторяют 3 раза.
Контрольный опыт проводится в тех же условиях, для чего берут 25 см3 щелочного цитратного раствора меди и 25 см3 дистиллированной воды.
Разность между объемом тиосульфата натрия в см3 ,затрачееным при контрольном опыте и при определении, умноженная на поправочный коэффициент K=1,2, дает количество меди, выраженное в см3 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия,по которому находят количество миллиграммов инверсного сахара во взятых 10 см3 раствора навески исследуемого изделия по таблице 1, предоставленной в ГОСТе 5903-89
Массовую долю редуцирующих сахаров (Х) в процентах вычисляют по формуле
Где m-навески изделия, г
m1 -масса инверсного сахара определенная по табл.1, мг
V-вместимость мерной колбы, см3
V1-объем исследуемого раствора, взятый для анализа, см3
Обсуждение результатов исследования
Определение содержания редуцирующих сахаров в мармеладе.
Объем тиосульфата натрия при контрольном опыте 31см3
Vиск1 = (31-17)1.21= 16,9 см3
Vиск2 = (31-16,6)1.21= 17,4 см3
Vиск3 = (31-16)1.21= 18,2 см3
mинв1 =46,14 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв2 =47,34 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв3 =49,74 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
щ1 = = = 18,5 %
щ2 = = = 18,9 %
щ3 = = = 19,9 %
щсредн = 19,1 %
Определение содержания редуцирующих сахаров в пастиле.
Объем тиосульфата натрия пошедшего на титрование
Vиск1 = (31-17,8)1,21= 16 см3
Vиск2 = (31-17,7)1,21= 16,1 см3
Vиск3 = (31-17,5)1,21= 16,3 см3
mинв1 =43,53 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв2 =43,82 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв3 =44,11 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
щсредн = 20,86 %
Определение содержания редуцирующих сахаров в карамели
Объем тиосульфата натрия пошедшего на титрование
Vиск1 = (31-18,3)1,21= 15,4 см3
Vиск2 = (31-18,5)1,21= 15,1 см3
Vиск3 = (31-18,1)1,21= 15,6 см3
mинв1 =41,79 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв2 =40,92 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
mинв3 =42,37 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)
щсредн = 19,9 %
В результате проведенного исследования удалось установить массовую долю редуцирующих сахаров в различных видах кондитерских изделий методом йодометрического титрования. Согласно результатам, содержание редуцирующих сахаров во всех предоставленных для анализа изделиях соответствуют государственному стандарту, и следовательно могут быть допущены до реализации.
Список литературы
ГОСТ 6477-88 Карамель. Общие технические условия.
ГОСТ 6441-96 Изделия кондитерские пастильные.
ГОСТ 6442-89 Мармелад. Технические условия.
В.П. Васильев Аналитическая химия - М.: Дрофа 2004 г.
Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. -- М.: Мир, 1979. Т. 1,2.
Основы аналитической химии / Под ред. академика Ю. А. Золотова. -- М.: Высшая школа, 2002. Кн. 1, 2.
Алексеев В. И. Количественный анализ. -- М.: Химия, 1972.
Кондитерские изделия [Электронный ресурс]: http://ru.wikipedia.org/wiki/Кондитеские_изделия
Кондитерские изделия [Электронный ресурс]: http://www.amaras.biz/publ/1-1-0-1
Приложение 1
Подобные документы
Общее представление о веществах, объединяемых под названием "сахара", молекулярная интерпретация их химических аналитически значимых свойств. Изучение химических методов определения сахаров, основанных на их способности окисляться в щелочной среде.
контрольная работа , добавлен 10.06.2010
Определение сахара в сухих винах с использованием колоночной хроматографии. Химические свойства моносахаридов и полисахаридов. Фотоколориметрическое определение общего сахара в кондитерских изделиях. Определение крахмала в зерновом сырье по методу Эверса.
курсовая работа , добавлен 29.06.2014
Анализ состояния методов стандартизации и контроля качества лекарственных свойств кислоты аскорбиновой; зарубежные фармакопеи. Выбор валидационной оценки методик установления подлинности и количественного определения кислоты аскорбиновой в растворе.
дипломная работа , добавлен 23.07.2014
Методы определения редуцирующих веществ в гидролизатах. Определение легко- и трудногидролизуемых полисахаридов, массовой доли PB в гидролизатах по методу Макэна-Шоорля и эбулиостатическим методом. Анализ гидролизатов методом газожидкостной хроматографии.
реферат , добавлен 24.09.2009
Химиотерапевтические средства: антибиотики, их применение в медицине. Общая физико-химическая характеристика, фармакопейные свойства пенициллинов; промышленный синтез. Методики количественного определения ампициллина в готовых лекарственных формах.
дипломная работа , добавлен 20.02.2011
Особенности применения методов выделения, отгонки и осаждения для определения содержания в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, витаминов и других компонентов. Требования, предъявляемые к осадкам в гравиметрическом анализе.
презентация , добавлен 27.02.2012
Общие сведения о сульфатных соединениях. Получение водного раствора сульфатов. Опрессование, центрифугирование, вытеснение, вакуум-фильтрационный и лизиметрический метод. Методики количественного и качественного анализа наличия сульфата в растворе.
реферат , добавлен 27.11.2002
Рассмотрение пособов разделения смесей. Изучение особенностей качественного и количественного анализа. Описание выявления катиона Сu2+. Проведение анализа свойств веществ в предлагаемой смеси, выявление метода очистки и обнаружение предложенного катиона.
курсовая работа , добавлен 01.03.2015
Анализ устранения влияния присутствующих в растворе веществ на реакции обнаружения или количественного определения какого-либо элемента. Исследование термодинамической и кинетической маскировки ионов. Описания группы веществ, применяемых для маскировки.
реферат , добавлен 25.11.2011
Основные факторы, влияющие на ход процесса нуклеофильного замещения галогена в молекуле органического соединения. Процесс замещения сульфогруппы в промышленности, в синтезе лекарственных веществ и витаминов, пептидов, антибиотиков и модификаций сахаров.
Введение
Йодометрией называют метод объемного анализа, в ос-нове которого лежат реакции:
Методом йодиметрии можно определять как окисли-тели, так и восстановители.
Определение окислителей. Методом йодиметрии можно определять те окислители, которые количественно окисляют IЇ в свободный I2. Чаще всего определяют перманганаты, бихроматы, соли меди (II), соли желе-за (III), свободные галогены и др. Индикатором в методе йодиметрии служит раствор крахмала. Это чувствительный и специфический инди-катор, образующий с йодом адсорбционное соединение синего цвета.
Определение восстановителей. Из числа восстано-вителей этим методом чаще всего определяют сульфиты, сульфиды, хлорид олова (II) и др. Рабочим раствором является раствор йода I2. Метод йодиметрии широко применяется в химическом анализе. Этим методом определяют соединения мышьяка (III); медь (II) в солях, рудах; многие органические лекарственные препараты - формалин, анальгин, аскорбиновую кислоту и др.Цель работы: определение редуцирующих сахаров в различных кондитерских изделиях.
Отработка методики количественного определения редуцирующих сахаров в рабочем растворе.
Установить соответствие нормальным содержаниям редуцирующих сахаров в кондитерских изделиях содержащихся в ГОСТ
Основным сырьем для производства кондитерских товаров служат сахар, инвертный сироп, мука, жиры, молоко. Кроме того, при производстве кондитерских изделий используются фрукты и ягоды, орехи, какао-бобы, мед, пряности также многие другие продукты.
В формировании потребительских свойств кондитерских изделий большая роль придается продуктам, которые придают им структуру, внешний вид, вкус и цвет: студнеобразователям, эмульгаторам, пенообразователям, красителям, ароматизаторам.
редуцирующий сахар кондитерский потребительский
Сахар. Редуцирующие сахара
Продукт представляет собой чистый углевод - сахарозу, характеризуется приятным сладким вкусом и высокой усвояемостью. Обладает большой физиологической ценностью, возбуждающе действует на ЦНС, способствуя обострению органов зрения, слуха; является питательным веществом для серого вещества мозга; участвует в образовании жира, белково-углеводных соединений и гликогена. При избыточном употреблении сахара развиваются ожирение, сахарный диабет, кариес. Суточная норма - 100 г, в год - 36,5 кг, но ее следует дифференцировать в зависимости от возраста и образа жизни.
Инвертный сироп
Инвертный сироп служит заменителем патоки, так как обладает антикристаллизационными свойствами. Получают инвертный сироп нагреванием водного раствора сахара с кислотой, при этом происходит процесс инверсии, заключающийся в расщеплении сахарозы на фруктозу и глюкозу. Для инверсии используются кислоты: соляная, лимонная, молочная, уксусная.
Редуцирующий сахар
Все моносахариды, в случае с сиропом глюкоза и фруктоза, и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих) сахаров, т. е. соединений, способных вступать в реакцию восстановления.
Две обычные реакции на редуцирующие сахара -- реакция Бенедикта и реакция Фелинга -- основаны на способности этих сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди(II) (CuSO4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди(1) (Cu2O).
Реакция Фелинга наиболее часто используется для доказательства восстанавливающих свойств сахаров, она заключается в восстановлении моносахаридами гидроксида меди (II) в закись меди (I). При проведении реакции используется реактив Фелинга, представляющий собой смесь сульфата меди с сегнетовой солью (калий, натрий виннокислый) в щелочной среде. При смешивании сульфата меди со щелочью образуется гидроксид меди.
CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2v + Na2SO4
В присутствии сегнетовой соли выделившийся гидроксид не выпадает осадок, а образует растворимое комплексное соединение меди (II), которое восстанавливается в присутствии моносахаридов с образованием закисной меди (I). При этом альдегидная или кетон- группа моносахарида окисляется до карбоксильной группы. Например, реакция глюкозы с реактивом Фелинга.
СН2ОН - (СНОН) 4 - СОН + Сu(ОН) 2 ===> СН2ОН - (СНОН) 4 - СООН + Сu2Оv+ Н2О
Значение сахаров для организма
Фруктоза.
Фруктоза менее распространена, чем глюкоза, и также быстро окисляется. Часть фруктозы в печени превращается в глюкозу, но для своего усвоения она не требует инсулина. Этим обстоятельством, а также значительно более медленным всасыванием фруктозы сравнительно с глюкозой в кишечнике, объясняется лучшая переносимость ее больными сахарным диабетом.
Глюкоза - составная единица, из которой построены все важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал, целлюлоза. Она входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы. Глюкоза быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта, затем поступает в клетки органов, где вовлекается в процессы биологического окисления. Метаболизм глюкозы сопровождается образованием значительных количеств аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), являющейся источником уникального вида энергии. АТФ во всех живых организмах играет роль универсального аккумулятора и переносчика энергии. В медицине препараты аденозина применяют при спазмах сосудов и мышечной дистрофии, и это доказывает важность для организма АТФ и глюкозы.
Во время бодрствования организма энергия глюкозы восполняет почти половину его энергетических затрат. Оставшаяся невостребованной часть глюкозы преобразуется в гликоген - полисахарид, который хранится в печени.
Методы определения сахара в кондитерских изделиях
Поскольку контроль содержания уровня сахара в организме необходим, существует целый ряд различных методов определения количества как общих, так и редуцирующих (инверсных) сахаров в кондитерских изделиях,что является важной частью контроля качества производства данной продукции.
Иодиметрический метод
Метод основан на восстановлении щелочного раствора меди некоторым количеством раствора редуцирующих сахаров и определении количества образовавшегося оксида меди (1) или невосстановившейся меди йодометрическим способом.
Метод применяется для всех видов кондитерских изделий и полуфабрикатов, кроме мучных кондитерских изделий, полуфабрикатов для тортов и пирожных и восточных сладостей.
Метод применяется при возникновении разногласий в оценке качества.
Перманганатный метод
Метод основан на восстановлении соли железа (III) оксидом меди (I) и последующем титрова-нии восстановленного оксида железа (И) перманганатом.
Поляриметрический метод
Метод основан на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными ве-ществами.
Метод применяется для определения массовой доли общего сахара в шоколаде, пралине, какао- напитках, шоколадных пастах, сладких плитках, шоколадных полуфабрикатах без добавлений и с добавлением молока.
На рис. 5.6 отмечены некоторые свойства дисахаридов. Дисахариды образуются в результате реакции конденсации между двумя моносахаридами, обычно гексозами (рис. 5.14).
Связь между двумя моносахаридами называют гликозидной связью . Обычно она образуется между 1-м и 4-м углеродными атомами соседних моносахаридных единиц (1,4-гликозидная связь). Этот процесс может повторяться бессчетное число раз, в результате чего и возникают гигантские молекулы полисахаридов (рис. 5.14). После того как моносахаридные единицы соединятся друг с другом, их называют остатками . Таким образом, мальтоза состоит из двух остатков глюкозы.
Среди дисахаридов наиболее широко распространены мальтоза, лактоза и сахароза:
Глюкоза + Глюкоза = Мальтоза, Глюкоза + Галактоза = Лактоза, Глюкоза + Фруктоза = Сахароза
Мальтоза образуется из крахмала в процессе его переваривания (например, в организме животных или при прорастании семян) под действием ферментов, называемых амилазами. Расщепление мальтозы до глюкозы происходит под действием фермента, называемого мальтозой. Лактоза, или молочный сахар, содержится только в молоке. Сахароза, или тростниковый сахар, наиболее распространена в растениях. Здесь она в больших количествах транспортируется по флоэме. Иногда она откладывается в качестве запасного питательного вещества, так как метаболически она довольно инертна. Промышленным способом сахарозу получают из сахарного тростника или из сахарной свеклы; именно она и есть тот самый "сахар", который мы обычно покупаем в магазине.
Редуцирующие сахара
Все моносахариды и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих) Сахаров. Сахароза - нередуцирующий сахар. Восстановительная способность Сахаров зависит у альдоз от активности альдегидной группы, а у кетоз от активности как кетогруппы, так и первичных спиртовых групп. У нередуцирующих Сахаров эти группы не могут вступать в какие-либо реакции, потому что здесь они участвуют в образовании гликозидной связи. Две обычные реакции на редуцирующие сахара - реакция Бенедикта и реакция Фелинга (разд. 5.8) - основаны на способности этих Сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди(ΙΙ) (CuS0 4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди(Ι) (Cu 2 О).
Одним из основных качественных показателей сиропа наряду с содержанием сухих веществ является присутствие в нем редуцирующих веществ.
Редуцирующими веществами сиропа называется часть сухих веществ, которая способна к реакции окисления солями поливалентных металлов. К такой реакции способны альдегидные и кетонные (карбонильные) группы различных Сахаров (глюкозы, фруктозы, мальтозы, лактозы и т. п.). Сахароза не содержит свободных карбонильных групп и не является редуцирующим сахаром.
В связи с тем что реакционная способность зависит от многих факторов и особенно от количества карбонильных групп по отношению к молекулярной массе сахара, а также оттого, что реакции окисления карбонильных групп поливалентными металлами не идут стехиометрически, эта способность у различных Сахаров не одинакова. Например, у редуцирующих дисахаридов мальтозы и лактозы она значительно меньше, чем у редуцирующих моносахаридов глюкозы и фруктозы.
Даже такие близкие по строению молекулы сахара, имеющие по одной карбонильной (альдегидной) группе в молекуле и одинаковое значение молекулярной массы, как мальтоза и лактоза, обладают несколько различной редуцирующей способностью. По этим причинам содержание редуцирующих веществ принято выражать условно в инвертном сахаре.
Обычно масса редуцирующих веществ, содержащихся в сиропе, в состав которого входит мальтоза или другие редуцирующие диса-хариды, несколько больше массы редуцирующих веществ, полученной в результате анализа и выраженной в инвертном сахаре. Только в частном случае, когда редуцирующие вещества сиропа состоят исключительно из равных количеств глюкозы и фруктозы, фактическое содержание их в сиропе соответствует результату анализа.
Для расчетов примем следующие обозначения:
G С -масса сахара, кг;
G п -масса патоки, кг;
G и -масса инвертного сиропа, кг;
а - доля сухих веществ сиропа, доли единицы;
а С, а п, а и - соответственно доля сухих веществ сахара, патоки и инвертного сахара (значение а с близко к единице и для стандартного сахара равно более 0,9985, поэтому в расчетах принимается равным единице);
k 2 - количество сухих веществ патоки, приходящихся на 1 кг сухих веществ сахара,
k 3 - количество сухих веществ инвертного сиропа, приходящихся на 1 кг сухих веществ сахара,
рв - доля редуцирующих веществ, заложенных с сырьем, в сухих веществах рецептурной смеси, сиропа и т. п.;
рв п и рв и - соответственно доля редуцирующих веществ патоки и инвертного сиропа.
Масса редуцирующих веществ, заложенных с сырьем,
рв = G п a п рв п + G и a и рв и. (1-3)
Доля редуцирующих веществ, заложенных с сырьем,
(1-4)
Подставив в уравнение (1-4) значения G п и G и из уравнений (1-1) и (1-2) и приняв а с = 1, получим
(1-5)
В технических расчетах часто требуется рассчитать значение k 3 . Расчет производят по следующей формуле:
(1-6)
Контроль производства. Сахар-песок проверяется на соответствие требованиям ГОСТа по содержанию воды и по цветности. Кроме того, органолептически проверяется запах, вкус и содержание механических примесей.
Патока проверяется на соответствие требованиям ГОСТа по содержанию сухих веществ, по цветности и кислотности. Содержание сухих веществ определяется рефрактометром с поправкой на содержащие редуцирующих веществ, которое определяется поляриметрическим методом.
В готовых сиропах контролируется содержание сухих и редуцирующих веществ. Содержание сухих веществ определяется ориентировочно - по температуре кипения и рефрактометром, содержание редуцирующих веществ - методом титрования щелочного раствора меди или фотоколориметрическим.
Оглавление темы "Вода. Углеводы. Липиды.":Лактоза , или молочный сахар , содержится только в молоке и служит важным источником энергии для детенышей млекопитающих. Она переваривается медленно и потому способна обеспечивать постоянный стабильный приток энергии.
Сахароза , или тростниковый сахар - самый распространенный в природе полисахарид. Чаще всего она встречается в растениях, где в больших количествах транспортируется по флоэме. Сахароза особенно пригодна для этого, так как благодаря ее высокой растворимости она может транспортироваться в виде весьма концентрированных растворов.
В химическом отношении сахароза довольно инертна, т. е. при перемещении из одного места в другое она практически не вовлекается в метаболизм. По этой же причине сахароза иногда откладывается в качестве запасного питательного вещества. Промышленным способом сахарозу получают из сахарного тростника или сахарной свеклы; именно она и есть тот самый «сахар»,который мы обычно покупаем в магазине.
Редуцирующие сахара
Все моносахариды и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих).
Сахаров , т. е. соединений, способных вступать в реакцию восстановления. представляет собой единственный нередуцирующий сахар среди распространенных Сахаров. Две обычные реакции на редуцирующие сахара - реакция Бенедикта и реакция Фелинга - основаны на способности этих Сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди(II) (CuSO 4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди(1) (Cu 2 0).