будова крохмалю
Крохмаль складається з 2 полісахаридів - амілози і амілопектину, утворених залишками глюкози. Експериментально доведено, що хімічна формула крохмалю [С6 (Н2 О) 5] n.
Встановлено, що крохмаль складається не тільки з лінійних молекул, але і з молекул розгалуженої структури. Цим пояснюється зернисту будову крохмалю.
Знаходження в природі. Отримання крохмалю.
Накопичується у вигляді зерен, головним чином в клітинах насіння, цибулин, бульб, а також в листі і стеблах. Крохмаль - білий порошок, нерозчинний в холодній воді. У гарячій воді він набухає і утворює клейстер.Крахмал найчастіше отримують з картоплі. Для цього картоплю подрібнюють, промивають водою і перекачують у великі судини, де відбувається відстоювання. Отриманий крохмаль ще раз промивають водою, відстоюють і сушать в струмені теплого повітря.
Крохмаль - основна частина найважливіших продуктів харчування: борошна (75 - 80%), картоплі (25%), саго і ін. Енергетична цінність близько 16,8 кДж / 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, [С6 (Н2 О) 5] n. але його молекули більш розгалужені. Особливо багато глікогену міститься в печінці (до 10%). В організмі глікоген є резервним речовиною, яке перетворюється в глюкозу в міру її витрачання в клітинах.
У промисловості крохмаль шляхом гідролізу перетворюють на патоку і глюкозу. Для цього його нагрівають з розбавленою сірчаною кислотою, надлишок якої потім нейтралізують крейдою.
Осад сульфату кальцію відфільтровують, розчин упарюють і виділяють глюкозу. Якщо гідроліз крохмалю не доводити до кінця, то утворюється суміш декстринів з глюкозою - патока, яку застосовують в кондитерській промисловості. Одержані за допомогою крохмалю декстрини використовуються в якості клею, для загустіння фарб при нанесенні малюнків на тканину.
Крохмаль застосовують для накрохмалювання білизни. Під гарячою праскою відбувається частковий гідроліз крохмалю і перетворення його в декстрини. Останні утворюють на тканині щільну плівку, яка надає блиск тканини і оберігає її від загряненія. Крохмаль і його похідні також застосовуються при виробництві паперу, текстильних виробів, в ливарному та інших виробництвах, а також у фармацевтичній промисловості.
Молекулярна формула целюлози, [С6 (Н2 О) 5] n як і у крохмалю.
Целюлоза теж є природним полімером. Її макромалекула складається з багатьох залишків молекул глюкози. Може военікнуть питання: чому крохмаль і целюлоза - речовини з однаковою молекулярною формулою - мають різні властивості?
При розгляді синтетичних полімерів ми вже з'ясували, що їх властивості залежать від числа елементарних ланок та їх структури. Це ж положення відноситься і до природних полімерів. Виявляється, ступінь полімеризації у целюлози набагато більше, ніж у крохмалю. Крім того, порівнюючи структури цих природних полімерів, встановили, що макромолекули целюлози, на відміну від крохмалю, складаються із залишків молекули (-глюкози і мають тільки лінійна будівля. Макромолекули целюлози розташовуються в одному напрямку і утворюють волокна (льон, бавовна, коноплі).
У кожному залишку молекули глюкози містяться три гідроксильні групи. Целюлоза - волокнисте речовина. Вона не плавиться і не переходить в пароподібний стан: при нагріванні приблизно до 350оС целюлоза розкладається - обвуглюється. Целюлоза нерастворима ні в воді, ні в більшості інших неорганічних і органічних розчинниках.
Розчинником целюлози є реактив Швейцера - розчин гідроксиду міді (II) з аміаком, з яким вона одночасно і взаємодіє. Концентровані кислоти (сірчана, фосфорна) і концентрований розчин хлориду цинку також розчиняють целюлозу, але при цьому відбувається її частковий розпад (гідроліз), що супроводжується зменшенням молекулярної маси.
Целюлоза використовується людиною з дуже давніх часів. Спочатку застосовували деревину як горючий і будівельний матеріал; потім бавовняні, лляні та інші волокна стали використовувати як текстильне сировину. Перші промислові способи хімічної переробки деревини виникли в зв'язку з розвитком паперової промисловості. Папір - це тонкий шар волокон клітковини, спресованих і проклеєних для створення механічної міцності, гладкій поверхні, для запобігання розтікання чорнила. Спочатку для виготовлення паперу вживали рослинну сировину, з якого чисто механічно можна було отримати необхідні волокна, стебла рису (так звана рисовий папір), бавовни, використовували також зношені тканини. Однак у міру розвитку друкарства перерахованих джерел сировини стало не вистачати для задоволення зростаючої потреби паперу. Особливо багато паперу витрачається для друкування газет, причому питання про якість (білизні, міцності, довговічності) для газетного паперу значення не має. Знаючи, що деревина приблизно на 50% складається з клітковини, до паперової маси стали додавати розмолоту деревину. Такий папір не міцна і швидко жовтіє (особливо на світлі). Для поліпшення якості деревних добавок до паперової маси були запропоновані різні способи хімічної обробки деревини, що дозволяють отримати з неї більш-менш чисту целюлозу, звільнену від супутніх речовин - лігніну, смол і інших. Для виділення целюлози було запропоновано кілька способов.По сульфітних способу подрібнену деревину "варять" під тиском з гідросульфітом кальцію. При цьому супутні речовини розчиняються, і звільнену від домішок целюлозу відокремлюють фільтруванням. Утворені сульфітні лугу є в паперовому виробництві відходами. Однак внаслідок того, що вони містять поряд з іншими речовинами здатні до бродіння моносахариди, їх використовують як сировину для отримання етилового спирту (так званий гідролізний спирт). Целюлоза використовується для отримання віскозного, ацетатного, мідно-аміачного волокон.
Питання для закріплення теми:
Які речовини відносяться до вуглеводів?
Як можна класифікувати вуглеводи?
Де зустрічаються вуглеводи?
Яка біологічна роль вуглеводів?
Які хімічні властивості характерні для глюкози?