Олігосахариди
У складі молекул олігосахаридів перебуває від 2 до 10 залишків моносахаридів, з'єднаних глікозидними зв'язками. У цю групу входять дисахариди, трисахариди і т.п. Олігосахариди мають зрівняно невелику молекулярну масу , також схожі своїми властивостями з моносахаридами , добре розчиняються в воді , утворюючі істинно молекулярні розчини , володіють солодким смаком , їх легко добути у вигляді правильних кристалів.
Так як за своєю будовою вони є глікозидами , олігосахариди легко гідролізуються кислотами і ферментами і значно важче лугами.
В хімії вуглеводів з олігосахаридів важливе значення мають дисахариди .
Дисахариди
Дисахариди – складні цукри, кожна молекула яких при гідролізі розпадається на дві молекули моносахаридів. Емпірична формула С12Н22О11. Серед дисахаридів найбільше значення мають мальтоза, лактоза, сахароза, целобіоза. Поряд з полісахаридами дисахариди є основними вуглеводами в їжі людини і тварин.
Сахароза. Сахароза - широко поширена в рослинному світі. Основна сировина для її промислового отримання – цукровий буряк і цукровий тросник . Сахароза – дисахарид , який складається з двох моноцукрів – α-глюкози і α-фруктози , з´єднаних між собою глюкозидними зв´язками.
Піддається гідролізу під дією кислот і ферменту сахарази. В результаті гідролізу розпадається з утворенням молекули глюкози і молекули фруктози.
Сахароза може знаходитись в аморфному стані , розтопленому і кристалічному стані. Кристалізується вона без кристалізаційної води з виділенням теплоти , кількість якої залежить від температури кристалізації.
Сахароза не розчиняється в етиловому спирті і в більшості інших органічних розчинах , але добре розчиняється в воді з поглинанням 3,35кДж теплоти на 1 г*моль.
Розчини сахарози володіють значною в´язкістю , яка залежить від концентрації сахарози та температурі.
Під дією кислота бо деяких ферментів , відбувається гідроліз сахарози з і з´єднанням молекули води . В результаті утворюється суміш рівних кількостей D-глюкози і D-фруктози .Глюкоза володіє правим обертом +52,7º,фруктоза - лівим обертом – 92,4º .А еквімолекулярна суміш глюкози і фруктози після повного гідроліза і мутаротації буде мати ліве обертання -19,8º.Така зміна кута повороту площини називається інверсією , а суміш яка утворюється при гідролізі – інвертним цукром.
Інверсія мотивує підвищення маси висушених інвертних цукрів на 5,26% від цукру , а також підвищення інтенсивності солодкого смаку розчинності, як це зображено на рис.
Це можливість збільшувати концентрацію сухих речовин у розчині використовуються при виробництві сиропів із цукру , особливо у тих випадках , коли потрібно мати певну кількість сухих речовин у розчині при меншій в´язкості , ніж у випадку використання сахарози. Це також дозволяє у деяких випадках технології зменшувати можливість розвитку плісеней та дріжджів.
Збільшення розчинності інвертного цукру проти сахарози пояснюється більше високою розчинністю фруктози ( табл.1) , а також трудністю кристалізації глюкози.
Таблиця 1 . Розчинність різних цукрі у воді при температурі 20 º С
Речовина |
Розчинність , г/100г води |
Сахароза |
204 |
Фруктоза |
375 |
Глюкоза(гідрат) |
107 |
Мальтоза(гідрат) |
83 |
Лактоза(гідрат) |
20 |
Відомо , що у перенасичених розчинах глюкоза кристалізується зі значно меншою швидкістю , ніж сахароза .
Ступінь і швидкість інверсії залежать від параметрів технологічного процесу. Серед них найважливішими є тривалість процесу , температура гідролізу , концентрація сахарози , концентрація та вид кислоти .
З підвищенням температури та збільшенням терміну обробки ступінь гідролізу підвищується . У менш концентрованих за цукром системах за інших однакових умов гідроліз йде краще , ніж у більш концентрованих.
Гідроліз сахарози протікає легше , ніж гідроліз інших сахаридів.
Мальтоза
. Мальтоза (солодовий цукор) -
О
утворюється в результаті неповного
гідроліза крохмалу під дією амілаз
солода ; звідси і походить назва солодовий
цукор
. Термин «мальтоза» походить від
латинської назви солода – maltum.
Молекула мальтози складається з двох
залишків D-глюкози
, з´єднаних за рахунок півацетального
гідроксила першої молекули і спиртового
гідроксила при С-4 другої молекули.
Мальтоза володіє редуціючими властивостями і здібністю до мутаротації , після завершення якої її обертання дорівнює +130,4º. Мальтоза кристалізується з одною молекулою води , при гідролізі розпадається на дві молекули глюкози.
Лактоза – молочний цукор – складається з β-галактози і -глюкози. Вона міститься в молоці та молочних продуктах.
Лактоза добре засвоюється організмом після розщеплення в тонкому кишечнику під дією ферменту лактази (β-галактозидази). При вродженому або придбаному дефіциті цього ферменту виникає нестерпність організмом молока, що проявляється здуттям кишечнику за рахунок підвищеного газоутворення, порушенням функції кишечнику.
Целобіоза – утворюється при ферментативному гідролізі целюлози під дією ферменту, що синтезується мікроорганізмами, β- целюлази.
