Моносахариды и полисахариды: их свойства, растворимость, степень сладости, окисляемость, оптическая активность
Моносахариды и полисахариды являются двумя группами, которые относят к углеводам. Углеводы широко распространении в природе, главным образом, в растительном мире. Синтезируются они в зеленых частях растений.Наряду с белками и жирами, они являются необходимой составной частью пищи человека и животных. Причем по количеству превышают все другие компоненты.
В 
Большинство отраслей пищевой промышленности связаны с биохимической переработкой углеводов (изготовление вина, пива, дрожжей, пищевых кислот, ацетона). В крахмалы – текущей промышленности у растений добывается крахмал и превращается в патоку, глюкозу, мальтозу.
Углеводы – это вещества, состоящие из кислорода. Водорода и углерода с общей формулой Ст. (Н2О) п.
Моносахариды и полисахариды делятся на полисахариды первого порядка (сахароза, мальтоза, лактоза и др.). И полисахариды второго порядка (высокомолекулярные углеводы – крахмал, клетчатка и др.)..
Главные представители моносахаридов – гексозы (С6Н12О6) и пектозы (С5Н10О5). Все моносахариды – кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и оптически активные. В пищевом отношении моносахариды – наиболее легко усваиваются; без участия ферментов они в неизмененном состоянии всасываются через стенки желудка в кровь.
Наиболее важное значение из моносахаридов в пищевом отношении занимает глюкоза и фруктоза. Глюкоза широко распространена в растительном мире: в семенах, плодах, листьях и корнях растений в свободном состоянии или в составе полисахаридов. Много их в соках винограда (до 10%). Особенно много глюкозы связанной находится в растениях в виде крахмала и клетчатки. Во пчелином меде – около половины сухих веществ. В промышленности глюкозу получают путем кислотного гидролиза крахмала. Глюкоза сбраживается дрожжами, сладость ее составляет 70% от сладости сахара.
Фруктоза (плодовый сахар) в природе распространен как в свободном так и в связанном состоянии. Вместе с глюкозой она содержится во многих плодах и ягодах. В равной с глюкозой количестве находится в виноградном соке и пчелином меде. В связанном состоянии находится в сахарозы.
На воздухе фруктоза гидроскопическое, что делает трудной использования ее в чистом виде в кондитерском производстве. При кипячении водного раствора быстро разлагается. По сладости она в 1,5 раза превышает сахарозу.Как и глюкоза сбраживается дрожжами
Больше пищевое значение из полисахаридов первого порядка имеют три дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза.Все они являются кристаллическими веществами, которые хорошо растворяются в воде, сладкие. Наибольшую сладость имеет сахароза, затем мальтоза и лактоза. Все они оптически активные и имеют общую для полисахаридов свойство поддаваться гидролитическом расписания с образованием двух манноза. Сахароза – наиболее распространенный в растительном мире сахар. Ее много в сахарной свекле, в плодах дыни, арбуза. В промышленности сахароза получают из сахарной свеклы и сахарного тростинка. Она хорошо сбраживается дрожжами, подвергается гидролизу, разлагаясь на глюкозу и фруктозу.
Смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром. Он анти кристаллизационные свойства, которые широко используются кондитерской промышленности. В сахарной промышленности от инвертного сахара необходимо избавляться, так как он мешает процессу кристаллизации сахарозы.
Мальтоза при гидролизе распадается на 2 молекулы глюкозы. В свободном состоянии мальтоза в природе встречается в семенах злаковых, особенно при их прорастании. В основном мальтозу получают в результате ферментного гидролиза.Сбраживается дрожжами в присутствии глюкозы.
Лактоза (молочный сахар) – сахар, который при гидролизе дает галактозу и глюкозу. Она содержится в молоке всех млекопитающих, например в коровьем молоке 4-5%. Сбраживается лактоза только теми видами дрожжей, производящих фермент лактозы.
Относительная сладость сахаров следующая: сахароза – 100; фруктоза – 173; инвертный сахар – 130 глюкоза – 74; мальтоза – 32,5; галактоза – 32,1 лактоза – 16.
Полисахариды второго порядка – это высокомолекулярные соединения. В растительном мире они играют роль запасных питательных веществ или являются основой опорных тканей организма. Полисахариды под действием кислот или соответствующих ферментов расщепляются на свои первичные строительные структуры.
Крахмал – наиболее важный по своей пищевой ценности полисахариды. Он содержится во всех растениях, выполняя роль запасной питательного вещества. Зерно крахмала состоит из двух компонентов – амилозы и амилопектина, одинаковых по химическому составу, но разных по строению.
В холодной воде зерна крахмала не растворяются. Но при нагреве воды начинается процесс его клейстеризации, причем для разных крахмалов температура клейстеризации разная.
При кипячении с разбавленными кислотами крахмал превращается в глюкозу, при ферментном гидролизе солодовой амилозы – в основном в мальтозу и частично в глюкозу. Крахмал очень гигроскопичен. В нормальных условиях он содержит до 20% влаги.
Крахмал в пищевой промышленности основное сырье для производства глюкозы и патоки, которую используют в кондитерской промышленности в качестве анти кристаллизатора.
В растительных продуктах наряду с углеводами, которые обеспечивают организм энергией, содержатся непищевые углеводы – целлюлоза и пектиновые вещества. Практического значения, как источник энергии, в пищевом рационе клетчатка не имеет, поскольку усваивается только на 25%, но способствует нормальной функции желудка.
Целлюлоза – это полисахаоид, который составляет основную массу органического вещества всех растений, основу их опорных структур. Особенно много целлюлозы в волокнах хлопка. Чистая клетчатка – белая гигроскопическая масса волокнистой строения бех вкуса и запаха. В воде она набухает, устойчива к действию разбавленных кислот и щелочей.Примесь клетчатки к белкам заметно снижает их усвоения.
Пектиновые вещества не усваиваются организмом. Они образуют комплексные соединения с тяжелыми металлами, выводят их из организма. В кислой среде при наличии сахара и кислоты образуют плодово – ягодные студни. На этом их свойстве основано производство джема, повидла и мармелада.
В растительном сырье пектиновые вещества встречаются в виде нерастворенного в воде протопектина или растворенного пектина. Процесс преобразования протопектина в пектин возникает при созревании плодов и ягод, при тепловой обработке растительного сырья. Наибольшее количество пектиновых веществ содержится в яблоках, абрикосах, сливах.
Поступая в организм человека, все тяжелые углеводы подвергаются гидролитическом распада, превращаясь в глюкозу.Моносахариды также превращаются в глюкозу. Глюкоза через стенки желудка всасываются в кровь. Нормальное содержание глюкозы в крови около 0,1%. Это количество регулируется печенью: если сахара поступает много, то он накапливается в печени в виде запасного вещества животного крахмала, который при недостаточном поступлении углеводов в организм превращается в глюкозу.
2. Эмульсии, их составные части, характеристика. Виды эмульсии. Примеры получения пищевых эмульсий.
Эмульсии – это дисперсные системы с жидкой поверхностью разделение между двумя фазами, которые не смешиваются друг с другом. Так как каждая фаза может быть или дисперсионной средой или дисперсной фазой, то возможно существование эмульсий двух типов – прямых эмульсий типа масло в воде (мел) и обратных эмульсий типа вода в масле (ВИМ). К эмульсии можно отнести системы жидкость – газ. Вследствие полной легкой подвижности молекул жидкости и жидких поверхностей разделения капли эмульсии под действием молекулярных сил принимают сферическую форму, которая исправляется, когда содержание дисперсной фазы в эмульсии превышает за объем 74,2% и глобулы начинают затрагивать друг друга. Такая так называемая спумоидна форма эмульсии, когда глобулы разделены очень тонкими о слойки среды, свойственна концентрированным высокостойким эмульсиям наиболее важным для использования в технологии.
Процесс эмульгирования может быть осуществлен двумя методами – диспергирования и конденсации. Механическое диспергирование одной жидкости в другой достигается перемешиванием мешалками, пропускании их смеси через узкие зазоры между твердыми поверхностями в коллоидных мельницах. При конденсационном эмульгировании эмульсии образуется из молекул жидкости постепенно увеличиваясь сначала к частым коллоидного размера и далее в более крупные капли в результате одного из следующих процессов:
а). Конденсации перенасыщенного пара в тумане;
б). Перенасыщение гомогенного раствора двух жидкостей вследствие снижения их взаимной растворимости при добавлении к раствору третьей жидкости или при переходе его в двухфазную температурную область при охлаждении до температуры ниже критической.
Для придания агрегатной устойчивости эмульсиям при обычных и особенно высоких концентрациях дисперсной фазы необходима их стабилизация, которая определяется исключительно эффективностью действия поверхностно – активных веществ – эмульгаторов. Так как стабилизация всегда сопровождается снижением между фазного поверхностного состава и увеличения дисперсности глобул, то вместе с агрегативной повышается и кинетическая устойчивость эмульсии. Именно это и имеет целью процесс гомогенизации эмульсии, который заключается в дополнительном механическом излиянии на готовую эмульсию, что не только повышает ее дисперсность, но и делает ее монодисперсной и тем самым задерживает ее розслоювання.
Если величина поверхностного состава при больших концентрациях эмульгатора снизится до очень низких значений, самовольно образуются бесконечно – стойкие эмульсии.
Гидрофильные растворенные в воде эмульгаторы образуют стойкие эмульсии только типа “масло в воде”, олеофильные растворенные в органической среде – типа “вода в масле”. Если путем химической реакции введением в водяную фазу ионов превратить олеат натрия в олеат кальция, то возникнет возвратность фаз эмульсии, т.е. переход от типа Мел типу ВИМ. Тип и стойкость эмульсии зависит также от соотношения объема фаз. Поэтому во всех случаях необходимо использовать малые объемы дисперсной фазы, вводить их последовательно при энергичном диспергировании. Именно этот прием постепенного эмульгирования и является основным способом получения высококонцентрированных технических эмульсий. В таких эмульсиях деформированные глобулы мало подвижны, дисперсионная среда существует только в форме тонких пленок между ними и вся эмульсия имеет высокую вязкость и упругость формы.Аналогичные явления возвратности фаз могут проходить в эмульсиях стабилизированными твердыми эмульгаторами.Если в такую трехфазное эмульсию, содержащую например гидрофильные эмульгаторы, ввести поверхностно активное вещество, которое может адсорбироваться на их частиц и создать на их поверхности Гидрофобизирующий ее адсорбацийшний слой, то исходная эмульсия типа мел превращается в эмульсию типа ВИМ. Обратный случай имеет место в эмульсиях типа ВИМ, которые стабилизированы олеофильным эмульгаторами, которые при воздействии гидрофилизуючои их поверхностно активного вещества становятся стабилизаторами прямых эмульсий. В обоих случаях в процессе вращения может возникнуть разрушение эмульсий. Если подобрать оптимальную концентрацию поверхностно – активного модификатора, то можно избежать вращения фаз и вместе с тем резко повысить стойкость эмульсии вследствие более удобных условий смачивания частей и усиление их усыпления к поверхности раздела фаз.
Техническое значение эмульсии очень велико. Процессы эмульгирования играют основную роль при мыловарении, при обезводжу ванной сырой нефти, в технологии производства пищевых продуктов (сливочного масла, маргарина), при переработке натурального каучука, получении канцелярских смазок.
Список использованной литературы
- Александров А.П., Арциковський А.В., Баранов Н.А. Химическая энциклопедия / под ред. И.А. Кнунянц; М.: 1967, 1095 с.
- Л.П. Коваль ской “Технология пищевых производств” – М. Колос 1997, 752 с.
Комментарий к выполнению контрольной работы
Контрольная работа написана аккуратным каллиграфическим почерком, содержательная, выполнена на родном языке.Автор раскрыл свое представление о поставленных вопросов, пользовался литературными источниками и знаниями, полученными при изучении предыдущих дисциплин.
К недостаткам следует отнести стилистические и орфографические ошибки. Не удовлетворяет объем работы, по требованиям к контрольным работам от должен содержать двенадцать листов, а не 10 как в приведенной контрольной работе.
Первый вопрос освещен полностью, так как предоставленные физические свойства моно и полисахаридов, химические свойства изложены тоже в недостаточном объеме.
Вопрос второй, вообще, содержит очень много ошибок. Так, автор не приводит определения дисперсных систем их строения и примеров.
В работе также нераскрытое вопрос эмульсии, а система жидкость-газ вообще относится к туманов, а не эмульсий.
Литературные источники использованы в недостаточном количестве. В целом контрольная работа заслуживает оценки “удовлетворительно”.
Ви прочитали: "Выполненная контрольная работа."Читати далі