РЕФЕРАТ на тему:
Крохмаль і целюлоза – представники поліцукридів. Декстринізація та клейстеризація крохмалю. Глікоген – тваринний крохмаль.
Підготував
Студент ІІ курсу
Групи ХТ-10
Товарянський Андрій
ПЛАН
1 Крохмаль і целюлоза – представники поліцукридів.
2 Декстринізація та клейстеризація крохмалю.
3 Глікоген – тваринний крохмаль.
С
ахароза, яку ще називають буряковим, або тростинним, цукром — найважливіша сполука з дисахаридів. Молекулярна формула її — С12Н22О11. У великих кількостях сахароза міститься у буряках і стеблах цукрової тростини, а також у березовому і кленовому соках, у багатьох плодах і овочах.Сахароза (звичайний цукор) — біла кристалічна речовина, солодша за глюкозу, добре розчинна у воді. Важлива хімічна властивість сахарози — здатність до гідролізу (при нагріванні і наявності іонів водню як каталізатора). При цьому з однієї молекули сахарози утворюється молекула глюкози й молекула фруктози:
С12Н22О11 + Н2О -> С6Н12О6 + С6Н12О6
Це підтверджує, що молекули сахарози складаються із сполучених один з одним залишків молекул глюкози і фруктози. Сахарозу порівняно з глюкозою можна розглядати ніби подвійним цукром, через що вона й належить до дисахаридів.
В Україні сахарозу добувають із соку буряків. Вона не лише важливий продукт харчування — її похідні використовуються в техніці, наприклад як пластифікатори у виробництві пластмас. Вона застосовується також для виготовлення деяких ліків, мікстур для дітей, сиропів тощо.
Полісахариди не солодкі на смак, здебільшого не розчиняються у воді. Полісахари-ди є складними високомолекулярними сполуками, які під каталітичним впливом кислота бо ферментів гідролізуються з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів і, зрештою, величезної кількості (сотень і тисяч) молекул моносахаридів. Тому їх і об’єднують під загальною назвою полісахариди.Найважливішими представниками полісахаридів є крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані з ланок –С6Н10О5-, які є залишками молекул глюкози, що втратила молекулу води (Н2О). Тому склад крохмалю і целюлози виражається загальною формулою (С6Н10О5)n. Відмінність у властивостях природних полімерів глюкози зумовлена будовою цих речовин: макромолекули крохмалю побудовані із залишків α-глюкози, а макромолекули це-люлози — із залишків молекул β-глюкози.
Крохмаль поширений у природі. Для різних рослин — він запасний поживний матеріал міститься і міститься в них у вигляді крохмальних зерен. У бульбах картоплі його міститься приблизно 20%, в зернах пшениці — біля 70%, рису — біля 80%.
Крохмаль — білий порошок, що не розчиняється у холодній воді; у гарячій воді він набрякає, утворюючи клейстер. З розчином йоду дає синє забарвлення (характерна реакція).
Молекули крохмалю неоднорідні за величиною — значення n у них коливається від сотень до 1000-5000 чи більше.
Найважливіша хімічна властивість крохмалю — його гідроліз, кінцевим продуктом якого є глюкоза. Сумарне рівняння можна виразити так:
(С6Н10О5)n + nН2О -> nС6Н12О6
Звідси можна зробити висновок, що макромолекула крохмалю побудована із залишків молекул глюкози.
Крохмаль утворюється в результаті фотосинтезу в зелених рослинах з участю хлорофілу — зеленого пігменту рослин. Хлорофіл вбирає сонячне світло, і за рахунок цієї енергії здійснюється ряд реакцій між оксидом вуглецю (IV) і водою. Фотосинтез можна подати таким сумарним рівнянням:
6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2
Далі глюкоза через ряд проміжних стадій перетворюється у крохмаль:
nС6Н12О6 -> (С6Н10О5)n + nН2О
Продукти фотосинтезу внаслідок вбирання енергії сонячних променів володіють великим запасом енергії. За рахунок цієї енергії, яка виділяється при окисленні органічних речовин в організмі, і можлива його життєдіяльність.
У промисловості крохмаль виробляють переважно з бульб картоплі, а також кукурудзи.
Застосування крохмалю різноманітне. Він є основним вуглеводом продуктів харчу-вання людини — хліба, крупів, картоплі. Значні кількості його переробляють на декстрини, патоку і глюкозу, які використовують у кондитерському виробництві.
З крохмалю, який є в картоплі і зернах злаків, добувають етиловий спирт. Для цього крохмаль спочатку перетворюють на глюкозу під дією ферментів, а потім глюкозу піддають спиртовому бродінню в присутності дріжджів.
Крохмаль використовують як засіб клеєння, обробки тканин, крохмалення білизни. У медицині на основі крохмалю виготовляють мазі, присипки тощо.Целюлоза, або клітковина, — ще більш поширений вуглевод, ніж крохмаль. З неї складаються в основному стінки рослинних клітин. У дереві міститься до 60% целюлози, у ваті і фільтрувальному папері — до 90%.
Целюлоза — тверда волокниста речовина, нерозчинна у воді і органічних розчинниках. Склад целюлози, як і крохмалю, зображують формулою (С6Н10О5)n. Величина n у деяких видах целюлози досягає 40000, а молекулярна маса становить кілька мільйонів Молекули її мають лінійну (не-розгалужену) будову, тому целюлоза легко утворює волокна. Молекули ж крохмалю мають як лінійну, так і розгалужену будову. У цьому основна відмінність крохмалю від целюлози.
Невеликі відмінності у будові молекул зумовлюють значні відмінності у властивостях природних полімерів: крохмаль — продукт харчування, целюлоза для цієї мети непридатна.
Подібно до крохмалю, целюлоза при нагріванні з розведеними кислотами піддається гідролізу, утворюючи глюкозу:
(С6Н10О5)n + nН2О -> nС6Н12О6
Гідроліз целюлози, відомий також під назвою оцукрення, — дуже важлива властивість целюлози, він дає змогу добувати з деревної тирси і стружок глюкозу, а зброджуванням останньої — етиловий спирт. Цей спирт, добутий із деревини, називається гідролізним.
На гідролізних заводах з 1 т деревини виробляють до 200 л етилового спирту, що замінює 1,5 т картоплі або 0,7 т зерна. Сира глюкоза, добута з деревини, може бути кормом для худоби.
Оскільки целюлоза — полімер глюкози, її молекули містять спиртові гідроксильні групи. У кожному залишку глюкози таких груп три, і формулу целюлози можна подати так: [С6Н7О2(ONO2)3]n, або, як його ще називають, піроксилін, — вибухова речовина, яка використовується при виготовленні порохів. З оцтовокислих ефірів целюлози, наприклад з триацетату целюлози [С6Н7О2(ОСОСН3)3]n виготовляють негорючу фото- і кіноплівку, різні прозорі пластмаси.
Це лише окремі приклади застосування целюлози. У вигляді бавовнику, льону, прядива вона йде на виготовлення тканин — бавовняних і лляних. Великі кількості її витрачаються на виробництво паперу. Піддаючи целюлозу хімічній переробці, виробляють кілька видів штучного шовку.
Крохмаль є продуктом фотосинтезу. Він утворюється в зеленому листі рослин у вигляді зерен, які можна бачити в мікроскоп.
Крохмаль не є однорідною речовиною. Він являє собою суміш двох полісахаридів: амілози і /амілопектину. Вміст амілози в крохмалі різного походження складає від 15 до 25%, на долю амілопектину приходиться від 75 до 85%.
Амілоза— малорозгалужена молекула із ступінню полімеризації 1000—6000, що відповідає молекулярній масі 16000-1000000. Усі глюкозні залишки зв’язані між собою a–1,4-глюкозидним зв’язком.
Амілоза має кристалічну будову, розчинна в гарячій воді, але із часом осаджується з розчинів. За даними рентгеноструктурного аналізу молекула амілози закручена в спіраль. У середині спіралеподібної молекули залишається канал діаметром біля 5 нм, в якому можуть розміщуватися відповідні за розміром молекули, утворюючи особливого типу комплекси – так звані «сполуки включення». Однією з таких сполук є сполука амілози з йодом, яка забарвлена в синій колір.
Приблизну будову амілози можна зобразити наступною формулою:
Амілопектинтеж побудований із молекул глюкози a-1,4-глюкозидними зв’язками, але ланцюги амілопектину сильно розгалужені. У точках розгалуження присутні 1,6-глюкозидні зв’язки. Між точками розгалуження в основному ланцюгу розміщується 20-25 глюкозних залишків. Молекулярна маса амілопектину порядку
.Крохмаль – малоактивна речовина в хімічному відношенні. Із йодом за рахунок амілози дає яскраво-синє забарвлення. Найважливішими хімічними властивостями крохмалю є: гідроліз, декстринізація і клейстеризація.
Гідроліз або осахарювання крохмалю може відбуватись під час нагрівання у присутності кислот, а також під впливом ферментів. Кінцевим продуктом гідролізу є глюкоза. Значення цих процесів. Використання крохмалю.
Декстринізація крохмалю – процес зміни крохмалю за умов нагрівання до 190°C. За цих умов відбувається частковий гідроліз крохмалю з утворенням декстринів. Оскільки декстрини – значно простіші сполуки, ніж крохмаль, вони легше засвоюються організмом. Декстрини розчиняються у воді, мають солодкуватий смак. Процес декстринізації відбувається при випіканні хліба. На властивості крохмалю перетворюватися на декстрини засновується поширений у кулінарії технологічний прийом – смаження крупи і борошна в маслі (пасерування).
Клейстеризаціякрохмалю полягає в набуханні зерен крохмалю в умовах нагрівання його (або крохмалевмісного продукту) з водою, внаслідок чого руйнується у тій чи іншій мірі нативна структура зерна крохмалю і вода проникає в середину крохмального зерна.
Розрізняють два види клейстеризації: обмежене набухання — відбувається з частковим збереженням структури зерна крохмалю (набухання крупи при варінні), і необмежене, яке пов’язане з повним руйнуванням структури молекули крохмалю і утворенням колоїдного розчину — крохмального клейстеру. Здатність крохмалю до набухання широко використовується у хлібопеченні, харчовій промисловості (киселі, заварні креми тощо).
Глікоген, або тваринний крохмаль (С6Н10О5)n. Це білий аморфний порошок який є запасним енергетичним матеріалом у організмі тварини і людини. Глікоген, як і крохмаль, побудований із залишків глюкози; будова схожа з амілопектином, легко розчиняється у воді без утворення клейстеру. Колоїдний розчин не відновлює реактив Фелінга, дає з йодом від червоного до червоно-бурого забарвлення, яке втрачається при нагріванні і з'являється при охолодженні. Глікоген міститься також у кукурудзі; молекула рослинного глікогену більш розгалужена, ніж амілопектину; він є у дріжджах і грибах. В організмі людини всі процеси життєдіяльності, в першу чергу робота м'язів, проходять з розщепленням глікогену. Особливо багато глікогену у печінці (2-5%), м'язах (0,2-2%). В організмі людини синтезується із глюкози і відкладається в органах і тканинах, а в період між прийманням їжі розщеплюється і постачає організм глюкозою.
Крохмаль - основна частина найважливіших продуктів харчування: борошна (75 - 80%), картоплі (25%), саго та ін. Енергетична цінність близько 16,8кДж/г. Він є цінним поживним продуктом. Щоб полегшити його засвоєння, що містять крохмаль продукти піддають дії високої температури, тобто картоплю варять, хліб печуть. У цих умовах відбувається частковий гідроліз крохмалю і утворюються декстрини, розчинні у воді. Декстрини в травному тракті піддаються подальшому гідролізу до глюкози, яка засвоюється організмом. Надлишок глюкози перетворюється в глікоген (тваринний крохмаль). Склад глікогену такий же, як у крохмалю, - (C6H10O5) n, але його молекули більш розгалужені. Особливо багато глікогену міститься в печінці (до 10%). В організмі глікоген є резервним речовиною, яка перетворюється на глюкозу в міру її витрачання в клітинах.
Глікоген у м'язах слугує джерелом швидкої енергії як за аеробного, так і за анаеробного метаболізму. Його запаси можуть бути вичерпані за одну годину інтенсивного фізичного навантаження. Регулярне тренування дозволяє збільшити запаси глікогену в м'язах, внаслідок чого вони можуть довше працювати без втоми. У печінці глікоген є резервом глюкози для інших органів, на той випадок, якщо її надходження із їжею обмежене. Особливо важливий такий запас для нейронів, які не можуть використовувати жирні кислоти як енергетичний субстрат. Печінковий запас глікогену під час голодування вичерпується за 12—24 годин.
Глікоген також надходить в організм із їжею і розщеплюється у тонкому кишківнику гідролітичними ферментами.
Якщо ми будемо періодично приймати їжу, що містить якусь кількість вуглеводів, то будуть поповнюватися і запаси глікогену. Але якщо з їжею вуглеводи перестануть надходити в організм, то запасеного глікогену вистачить приблизно на 17-24 годин.
Використана література
1. «Органічна хімія 10 клас», Домбровський А.В., Лукашова Н.І., Лукашов С.М.
2. «Химия» Учебник для 8-10 классов средней школы, Ходаков Ю.В., Шапова-ленко С.Г., Цветков Л.А., Эпштейн Д.А.
3. «Енциклопедія Кирила і Мефодія»
https://uk.wikipedia.org/wiki/Головна_сторінка
https://www.pharmencyclopedia.com.ua
https://studfile.net/preview/8107569/