Что относится к сахарозе
Сахароза
Сахароза – органическое соединение, образованное остатками двух моносахаридов: глюкозы и фруктозы. Она содержится в хлорофиллоносных растениях, сахарном тростнике, свёкле, маисе.
Рассмотрим более подробно, что это такое.
Химические свойства
Сахароза образуется путём отсоединения молекулы воды от гликозидных остатков простых сахаридов (под действием энзимов).
Структурная формула соединения – С12Н22О11.
Дисахарид растворяется в этаноле, воде, метаноле, нерастворим – в диэтиловом эфире. Нагревание соединения выше температуры плавления (160 градусов) приводит к карамелизации расплава (разложению и окрашиванию). Интересно, что при интенсивном освещении или охлаждении (жидким воздухом) вещество проявляет фосфоресцирующие свойства.
Сахароза не вступает в реакцию с растворами Бенедикта, Фелинга, Толленса и не проявляет кетоновых и альдегидных свойств. Однако при взаимодействии с гидроксидом меди углевод ведёт себя как многоатомный спирт, образуя ярко–синие сахараты металла. Данную реакцию используют в пищевой индустрии (на сахарных заводах), для выделения и очистки «сладкого» вещества от примесей.
При нагревании водного раствора сахарозы в кислой среде, в присутствии фермента инвертазы или сильных кислот, происходит гидролиз соединения. В результате этого образуется смесь глюкозы и фруктозы, называемая инертным сахаром. Гидролиз дисахарида сопровождается изменением знака вращения раствора: с положительного на отрицательный (инверсия).
Полученную жидкость применяют для подслащивания пищевых продуктов, получения искусственного мёда, предотвращения кристаллизации углевода, создания карамелизированной патоки, производства многоатомных спиртов.
Главные изомеры органического соединения с аналогичной молекулярной формулой – мальтоза и лактоза.
Метаболизм
Организм млекопитающих, в том числе человека, не приспособлен к усвоению сахарозы в чистом виде. Поэтому при попадании вещества в ротовую полость, под воздействием амилазы слюны, происходит запуск гидролиза.
Основной цикл переваривания сахарозы происходит в тонком кишечнике, где, в присутствии фермента сахаразы, высвобождаются глюкоза и фруктоза. После этого моносахариды, при помощи белков – переносчиков (транслоказ), активируемых инсулином, доставляются в клетки кишечного тракта путём облегчённой диффузии. Наряду с этим, глюкоза проникает в слизистую оболочку органа посредством активного транспорта (за счёт градиента концентрации ионов натрия). Интересно, что механизм ее доставки в тонкий кишечник зависит от концентрации вещества в просвете. При значительном содержании соединения в органе «работает» первая схема «транспортировки», а при малом – вторая.
Основной моносахарид, поступающий из кишечника в кровь – глюкоза. После ее всасывания, половина простых углеводов по воротной вене транспортируется в печень, а остальная часть поступает в кровоток через капилляры кишечных ворсинок, где в последствии извлекается клетками органов и тканей. После проникновения глюкоза, расщепляется на шесть молекул углекислого газа, вследствие чего выделяется большое количество энергетических молекул (АТФ). Оставшаяся часть сахаридов усваивается в кишечнике путём облегчённой диффузии.
Польза и суточная потребность
Метаболизм сахарозы сопровождается выделением аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая является главным «поставщиком» энергии в организм. Она поддерживает форменные элементы крови в норме, жизнедеятельность нервных клеток и мышечных волокон. Кроме того, невостребованная часть сахарида используется организмом для построения гликогена, жира и белково – углеродных структур. Интересно, что планомерное расщепление запасённого полисахарида обеспечивает стабильную концентрацию глюкозы в крови.
Учитывая, что сахароза – «пустой» углевод, суточная доза не должна превышать десятую часть потребляемых килокалорий.
Для сохранения здоровья диетологи рекомендуют ограничить прием сладости до следующих безопасных норм в день:
Помните, под «нормой» понимается не только сахароза в чистом виде, но и «скрытый» сахар, содержащийся в напитках, овощах, ягодах, фруктах, кондитерских изделиях, выпечке. Поэтому, детям до полутора лет лучше исключить продукт из рациона питания.
Энергетическая ценность 5 грамм сахарозы (1 чайной ложки) составляет 20 килокалорий.
Признаки нехватки соединения в организме:
Потребность в дисахариде возрастает при:
Помните, повышать суточную норму сахарозы важно предельно осторожно, поскольку избыток вещества в организме чреват функциональными расстройствами поджелудочной железы, патологиями сердечно – сосудистых органов, появлением кариеса.
Вред сахарозы
В процессе гидролиза сахарозы, помимо глюкозы и фруктозы, образуются свободные радикалы, которые блокируют действие защитных антител. Молекулярные ионы, «парализуют» иммунную систему человека, вследствие чего организм становится уязвимым перед вторжением чужеродных «агентов». Данное явление лежит в основе гормонального дисбаланса и развития функциональных расстройств.
Отрицательное воздействие сахарозы на организм:
Если концентрация сахарозы в крови больше, чем нужно организму, излишек глюкозы преобразуется в гликоген, который откладывается в мышцах и печени. При этом, переизбыток вещества в органах потенцирует образование «депо» и ведёт к трансформации полисахарида в жировые соединения.
Как минимизировать вред сахарозы?
Учитывая, что сахароза потенцирует синтез гормона радости (серотонина), приём сладких продуктов ведёт к нормализации психоэмоционального равновесия человека.
При этом, важно знать, как нейтрализовать вредоносные свойства полисахарида.
Для минимизации вредного воздействия белого сахара на организм человека рекомендуется отдать предпочтение подсластителям.
Данные вещества, в зависимости от происхождения, разделяют на две группы:
При выборе подсластителей лучше отдать предпочтение первой группе веществ, поскольку польза вторых до конца не изучена. При этом, важно помнить, что злоупотребление сахарными спиртами (ксилитом, маннитом, сорбитом) чревато возникновением диареи.
Природные источники
Природные источники «чистой» сахарозы – стебли сахарного тростника, корнеплоды сахарной свёклы, соки кокосовой пальмы, канадского клёна, берёзы.
Кроме того, соединением богаты зародыши семян некоторых злаков (маиса, сахарного сорго, пшеницы). Рассмотрим, в каких продуктах содержится «сладкий» полисахарид.
Наименование продукта | Содержание сахарозы на 100 грамм пищевого сырья, грамм |
---|---|
Белый сахар (свекловичный) | 99,9 |
Коричневый сахар (тростниковый, кленовый) | 85 |
Мёд | 79,8 |
Пряники, мармелад | 71 – 76 |
Финики, пастила яблочная | 70 |
Чернослив, изюм (кишмиш) | 66 |
Хурма | 65 |
Инжир (вяленый) | 64 |
Виноград (мускат, кишмиш) | 61 |
Мушмула | 60,5 |
Ирга | 60 |
Кукуруза (сладкая, замороженная, белая) | 8,5 |
Манго (свежий) | 7 |
Фисташки (сырые) | 6,8 |
Мандарины, клементины, ананасы (сладкие сорта) | 6 |
Абрикосы, орехи кешью (сырые) | 5,8 |
Горох зелёный (свежий) | 5 |
Нектарины, персики, сливы | 4,7 |
Дыня | 4,5 |
Морковь (свежая) | 3,5 |
Грейпфрут | 3,5 |
Фасоль | 3,3 |
Фейхоа | 3 |
Бананы, куркума (пряность) | 2,3 |
Яблоки, груши (сладкие сорта) | 2 |
Смородина чёрная, клубника | 1,2 |
Грецкие орехи, лук (свежий) | 1 |
Помидоры | 0,7 |
Крыжовник, тыква, картофель, черешня | 0,6 |
Малина | 0,5 |
Вишня | 0,3 |
Кроме того, сахароза в небольших количествах (менее 0,4 грамм на 100 грамм продукта) содержится во всех хлорофиллоносных растениях (зелени, ягодах, фруктах, овощах).
Получение сахарозы
Для извлечения данного углевода в промышленных масштабах применяют физические и механические методы воздействия.
Рассмотрим, как делается свекловичная сахароза (белый сахар)
Бурый раствор (меласса), который остаётся после извлечения сахарозы, применяют для получения лимонной кислоты.
Сферы применения
Помимо этого, сахарозу в сочетании жирными кислотами, применяют как неионные детергенты (вещества, улучшающие растворимость в водных средах) в сельском хозяйстве, косметологии, при создании моющих средств.
Вывод
Сахароза – «сладкий» углевод, образуемый в плодах, стеблях и семенах растений в процессе фотосинтеза.
При поступлении в организм человека, дисахарид, распадается на глюкозу и фруктозу, выделяя большое количество энергетического ресурса.
Лидеры по содержанию сахарозы – сахарный тростник, сок канадского клёна, сахарная свёкла.
В умеренных количествах (20 – 40 грамм в день) вещество полезно для человеческого организма, поскольку активизирует работу головного мозга, снабжает клетки энергией, защищает печень от токсинов. Однако злоупотребление сахарозой, особенно в детском возрасте, ведёт к появлению функциональных расстройств, гормональному сбою, ожирению, кариесу, пародонтозу, преддиабетическому состоянию, паразитарным инвазиям. Поэтому перед приёмом продукта, в том числе введением сладости в детские смеси, целесообразно оценить, каковы его польза и вред.
Для минимизации ущерба для здоровья, белый сахар заменяют на стевию, нерафинированный сахар – сырец, мёд, фруктозу (фруктовый сахар), сухофрукты.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Сахароза: польза и вред, где содержится, суточная норма
Содержание:
Что такое сахароза
Разница с глюкозой
В отличие от глюкозы, сахароза является более сложным веществом. Первая содержится в последней, но наравне с фруктозой. Они отличаются химическим составом. Глюкоза не распадается в организме, она менее сладкая, и производить ее в промышленных масштабах намного сложнее.
Однако она полезнее и используется в медицинских целях, т. к. лучше стимулирует синтез инсулина. Благодаря этому вещество быстрее вызывает насыщение.
Отличия от фруктозы
Как получают
В промышленных условиях для получения сахарозы чаще всего используют тростник или свеклу. Независимо от типа сырья технический процесс не отличается. Продукты сначала моют прохладной водой. Низкая температура позволяет избежать вымывания сахара на этом этапе. Чистое и сухое сырье измельчают для последующей переработки.
Тростник используют для получения сахарозы.
При добавлении извести происходит химическая реакция, в результате которой образуется сахарат кальция. Из него необходимо выделить гидроксид. Для этого полученную массу обрабатывают углекислым газом. Происходит новая химическая реакция: сахарат разлагается, отделяется карбонат кальция, который выпадает в осадок. Жидкость очищают от него путем фильтрации.
В вакуумных условиях массу подвергают термической обработке. Вода выпаривается, остается осадок. С помощью центрифуг смесь разделяют на патоку и кристаллы сахарозы. Последние подвергают окончательной очистке: обрабатывают промывкой и обдают паром.
Патоку фильтруют отдельно. В результате получают желто-коричневый сахар и мелассу. Кристаллы либо осветляют, либо используют в цветном виде. Мелассу применяют в пищевой промышленности.
При переработке тростника получают коричневые кристаллы, которые пользуются особой популярностью. Их тоже можно осветлить.
Химические свойства сахарозы
Температура плавления вещества составляет +186 °C. Соединение не проявляет свойств кетонов и альдегидов, не реагирует с реактивами Бенедикта, Фелинга и Толленса. При соединении сахарозы с гидроксидом меди получается синий раствор. При воздействии кислот вещество распадается на глюкозу и фруктозу.
Функции сахарозы и усвояемость
Усвояемость сахарозы происходит в кишечнике.
Наиболее активно усваивание сахарозы происходит в тонком кишечнике. Там благодаря ферментам соединение расщепляется на глюкозу и фруктозу. После этого вещества доставляются в клетки кишечного тракта белками-переносчиками. Дополнительно первая проникает в слизистые оболочки.
Фруктоза полностью поглощается печенью. Глюкоза в большом количестве поступает в кровь. После этого организм распределяет запасы в зависимости от своих потребностей. Часть проникает в клетки органов и тканей и идет на поддержание жизнеобеспечения. Невостребованная доля углеводов откладывается в печени и мышцах. Если эти резервы уже заполнены, моносахариды преобразуются в жировые отложения.
Польза сахарозы для организма
Сахароза относится к числу наиболее доступных источников энергии. Она придает энергии, усиливает выносливость и делает человека бодрым. Благодаря веществу удается справиться с активными физическими и умственными нагрузками. Соединение улучшает мозговую активность и повышает работоспособность. В небольшом количестве оно помогает сконцентрироваться.
Сахароза придает энергии, помогает справиться с нагрузкой.
Вещество требуется для выработки серотонина. Это гормон счастья, который повышает устойчивость к стрессам и депрессии, стабилизирует эмоциональное состояние. При нормальном уровне серотонина человек избавляется от тревожности, навязчивых мыслей, раздражительности, агрессивности и страхов.
Умеренное количество сахарозы положительно воздействует на работу сердечно-сосудистой системы, помогает справиться с отравлением продуктами распада и токсикозом у беременных, ускоряет восстановление после родов.
Вещество препятствует появлению холестериновых бляшек и расширяет доступный просвет артерий и вен. В результате крови становится легче циркулировать по организму, снижается нагрузка на сердце. Уменьшается вероятность образования тромбов.
Сахароза положительно влияет на пищеварение и обмен веществ, поэтому должна присутствовать в рационе детей.
Ребенок тратит много энергии на интеллектуальную и физическую деятельность, поэтому ему нужны доступные источники глюкозы.
Вред сахарозы
При превышении суточной нормы сахароза ухудшает самочувствие.
При избытке глюкоза начинает воздействовать на организм как токсин. Поскольку ее выведением занимаются почки, нагрузка на них повышается, они перестают справляться со своими задачами. При устойчивом высоком уровне глюкозы нарушается работа иммунной системы, человек чаще болеет. На внутренней поверхности сосудов появляются холестериновые бляшки, затрудняется циркуляция крови.
Замедляется регенерация тканей. В тяжелых случаях резкое повышение уровня глюкозы может привести к коме и гибели.
Суточная потребность
Для взрослых
Для них суточная норма составляет 30-40 г в сутки. Это 6-8 ч. л. сахара. Однако необходимо учитывать, что человек получает сахарозу не только из подсластителей, но и из продуктов питания.
Для детей
Детям старше 1 года в день требуется 10-15 г вещества. После 3 лет норма повышается до 15-25 г. В 6 лет суточную дозировку доводят до 30-40 г.
Максимальная суточная доза для детей составляет 40 грамм.
Когда потребность снижается
В каких случаях потребность возрастает
Это случается при интенсивных физических и умственных нагрузках. В последнем случае энергия требуется для проведения нервных импульсов. Сладкое может принести пользу при высокой токсической нагрузке на организм. Так вещество выполняет барьерную функцию, защищая печень от негативного воздействия.
Почему нельзя полностью отказываться от сахарозы и сладкого
Сахароза является доступным источником энергии для организма. Внутренние органы могут получать калории из жиров и углеводов, однако для расщепления данных веществ приходится проводить цепочку сложных химических реакций. По этой причине протеины и липиды не способны стать основным энергетическим источником.
При полном отказе от сладкого у человека в первую очередь реагирует нервная система.
Признаки нехватки в организме
При нехватке сахарозы возникает головокружение.
Симптомы избытка
При превышении суточных дозировок сахарозы происходит увеличение массы тела.
Исследователи утверждают, что чрезмерное потребление сладкого связано с развитием алкогольной зависимости. В некоторых случаях сахар может спровоцировать возникновение раковых опухолей.
Уменьшение вреда от сахарозы
Чтобы нейтрализовать вредные свойства сахарозы, соблюдайте суточные дозировки. Уберите из рациона продукты, которые содержат слишком много дисахаридов. В первую очередь это относится к десертам, магазинным напиткам и сокам, печенью, шоколаду и т. д.
Употребляйте больше источников антиоксидантов. Они нейтрализуют свободные радикалы и препятствуют повреждению коллагена дисахаридами. Специалисты советуют включить в меню цитрусы, зелень, ежевику, клюкву и квашеную капусту.
Чтобы смягчить перепады уровня сахара в крови, после приема сладкой пищи съедайте 2-3 миндальных ореха. Старайтесь пить не менее 2 л воды в сутки. Жидкость способствует выведению токсинов из организма. После каждого приема пищи рекомендуется полоскать ротовую полость, чтобы избежать появления кариеса.
Желательно заниматься спортом. Физические нагрузки помогают тратить лишние калории и способствуют активной выработке серотонина. Это снижает тягу к сладостям. Магазинные десерты рекомендуется заменить натуральной сладкой пищей, например медом и сухофруктами.
Природные источники и продукты с высоким содержанием сахарозы
Сахароза в большом количестве содержится в ягодах и фруктах. Она присутствует в персиках, сливах, мандаринах, малине, вишне, землянике, яблоках и т. д. Дополнительно вещество находится в овощах, например в белокочанной капусте, тыкве, томатах и моркови. Немного его в бобах и злаках.
Сахароза содержится в фруктах в больших количествах.
Как сахарозу маскируют в составе
Личностно ориентированное
обучение – путь к успеху
Повышение качества образования напрямую зависит от того, какие педагогические технологии в своей работе использует учитель. Технологии личностно ориентированного обучения в полной мере соответствуют современным требованиям.
В них профессиональная позиция учителя состоит в том, чтобы знать и уважительно относиться к любому высказыванию ученика по содержанию обсуждаемой темы. Педагог продумывает не только то, какой материал сообщать, но и предугадывает, что из этого материала уже имеется в субъектном опыте учащихся. При этом обсуждать детские версии необходимо в равноправном диалоге. Выделять и поддерживать версии, соответствующие теме урока, задачам и целям обучения. B таких условиях ученики стремятся быть услышанными, активно высказываются по обсуждаемой теме, предлагают, не боясь ошибиться, свои варианты. Обсуждая точки зрения учеников на уроке, учитель формирует коллективное знание, a не просто добивается от класса воспроизведения готовых образцов.
Взаимодействие в процессе урока требует не только учета личностных особенностей, но и особенностей межгруппового взаимодействия, предвосхищения возможных изменений в организации коллективной работы класса, коррекции их по ходу урока. Результативность урока определяется обобщением полученных знаний и умений, оценкой их усвоения, анализом результатов групповой и индивидуальной работы, особым вниманием к процессу выполнения заданий, а не только к конечному результату, обсуждением в конце урока того, что «мы узнали», что понравилось (не понравилось) и почему.
Цели. Усвоение учащимися строения, свойств, способов получения сахарозы, ее биологической роли; развитие умений работать с учебником и дополнительной литературой, применять имеющиеся знания в новых, нестандартных ситуациях, делать выводы; развитие интереса к истории и новым фактам науки, бережного отношения к природе и своему здоровью.
Оборудование и реактивы. Учебник Л.А.Цветкова «Химия-10», таблицы «Промышленный способ получения сахарозы», «Строение молекулы сахарозы», «Карта независимого расследования»; сахароза, вода, серная кислота (конц.), растворы медного купороса, гидроксида натрия, аммиачный раствор оксида серебра.
Актуализация знаний
И н д и в и д у а л ь н а я р а б о т а. У доски: характеристика свойств и строения глюкозы.
По карточкам. а) написать структурную формулу арабинозы. Как данный углевод относится к аммиачному раствору оксида серебра?
б) Составить уравнение реакции полного окисления глюкозы. Вычислить объем СО2 (н.у.), образующегося при окислении 2 моль глюкозы.
в) Составить уравнение реакции спиртового брожения глюкозы. Вычислить объем СО2 (н.у.), образующегося при брожении 360 г глюкозы.
Б е с е д а с к л а с с о м.
Что такое углеводы?
По каким признакам их классифицируют?
Какие моносахариды вам известны?
Какова биологическая роль рибозы и дезоксирибозы?
Чем по отношению друг к другу являются глюкоза и фруктоза?
Какова их биологическая роль?
Где в природе они встречаются?
Из чего их можно получить? (Если ребята не отвечают, отвечает учитель – из сахарозы.)
А к какой группе углеводов относится сахароза?
Изучение нового материала
Учитель (сообщает тему урока и ставит перед учащимися цель). Необходимо провести расследование по определению строения, свойств, способов получения сахарозы, ее биологической роли, начала истории «сладкой» жизни. Для получения достоверных сведений мы создадим группы. Каждая группа получает инструкцию, необходимое оборудование и литературу для своего расследования.
Инструкция 1
Подготовьте справку об истории «жизни» сахара, нахождении и образовании его в природе, пользуясь учебником и дополнительной литературой. (Вопросы в помощь: где и когда впервые стали использовать сахар в пищу? Какие растения богаты сахаром? Как сахар образуется в растении? В результате какого процесса?)
Составьте уравнения реакций образования сахара в клетках растения.
Инструкция 2
Составьте схему промышленного способа получения сахара из сахарной свеклы, пользуясь учебником и дополнительной литературой.
Инструкция 3
Подготовьте справку о строении молекулы сахарозы. (Выпишите структурную и молекулярную формулы сахарозы.)
Исходя из строения, сделайте вывод о ее физических свойствах.
Какова биологическая роль данного вещества?
Инструкция 4
Выясните химические свойства сахарозы, пользуясь учебником, дополнительной литературой и реактивами.
Задания для экспериментальной работы.
1) Даны пробирки с растворами глюкозы и сахарозы. Опытным путем определите, в какой пробирке находится сахароза.
2) Испытайте раствор сахарозы свежеприготовленным гидроксидом меди(II). Объясните признаки данной реакции.
3) Используя данные текста учебника и результатов проведенных экспериментов, напишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства сахарозы.
Инструкция 5
Выясните химические свойства сахарозы, пользуясь учебником, дополнительной литературой и реактивами.
Задания для экспериментальной работы.
1) Проведите реакцию гидролиза сахарозы (в пробирку с раствором сахарозы прилейте немного раствора серной кислоты и подогрейте). Как доказать, что гидролиз осуществился?
2) В пробирку с сахарной пудрой аккуратно, по каплям, прилейте концентрированной серной кислоты. Объясните признаки данной реакции.
3) Используя данные из текста учебника и результаты проведенных экспериментов, напишите уравнения произошедших реакций.
Группы работают по инструкциям в течение 10 мин. На столах каждого учащегося таблица «Карта независимого расследования». По мере поступления сведений карта заполняется.
Карта независимого расследования
Направление исследования
Результаты
исследования
Уравнения реакций
Большое содержание сахара в сахарном тростнике, сахарной свекле, кленовом соке. Образуется сахароза в листьях растений в процессе фотосинтеза
= С12Н22О11 + СаСО3
• сахароза – многоатомный спирт, следовательно, при взаимодействии со свежеприготовленным гидроксидом меди(II) дает синее окрашивание
С12Н22О11+ Ag2О реакции нет,
= (С12Н21О11)2Cu + 2Н2О
• концентрированная серная кислота обугливает сахарозу
2С12Н22О11 + 2Н2SО4 = 23С + СО2 +
+ 2SО2 + 24Н2О
Обсуждение нового материала
Деятельность учащихся организована как групповая работа и предполагает как коллективный, так и индивидуальный способ получения знаний. Учащиеся знакомятся с учебной информацией о сахарозе, принимают решения о ее важности и соответствии цели своего исследования, выполняют эксперимент, готовятся рассказать о результатах своей работы. По окончании работы группы отчитываются. В это время остальные учащиеся дополняют свои «Карты независимого расследования» новыми сведениями. Затем оценивают работу своих товарищей, делают общий вывод.
Подведение итогов
Сахароза – многоатомный спирт, при кислотном гидролизе которого образуются моносахариды (что подтверждается последующим окислением продукта реакции до глюконовой кислоты). Данный дисахарид называют невосстанавливающим, поскольку он не содержит открытые альдегидные группы. Сахароза – важнейший продукт питания, т.к. является поставщиком энергии.
Домашнее задание на выбор
1) Предложите способ обнаружения глицерина, сахарозы, фенола с помощью одного реактива.