Көмірсулардың жіктелуі және олардың құрылысы. Химия, 11 сынып, қосымша материал.

қосымша.

Сахароза

Дисахаридтер – құрамында екі моносахарид қалдығы бар көмірсулар. Тотықсызданбайтын (сахароза, трегалоза) және тотықсызданатын (лактоза, мальтоза) кейбір Дисахаридтер табиғатта бос күйінде таралған. Жоғары олигосахаридтерді немесе полисахаридтерді біртіндеп гидролиздеу арқылы алады.Дисахаридтер молекулалары өзара оттек атомы арқылы жалғасқан моносахаридтердің екі қалдығынан құралады. Құрылыстары жай эфирлерді еске түсіреді:

R' - О - R"

R' мен R”— моносахаридтер қалдықтары оттек "көпіршесі" арқылы жалғасқан. Дисахаридтерге: сахароза, лактоза, мальтоза, т.б. жатады. Дисахаридтердің құрылысы мен кейбір қасиеттерін сахарозаның мысалында қарастырайық.^[1]

Сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁. Сахароза көптеген өсімдіктерде, қант қызылшасында, қант қамысында, сәбізде, қауында, қайың мен үйеңкінің шырындарында болады.

Сахароза — ақ түсті кристалды зат, суда жақсы ериді, дәмі тәтті, балқу температурасы 184-185° С. Сахарозаны балқытып, содан соң қатырса, аморфты мөлдір масса карамель түзіледі.

Сахарозаның ерітіндісі мыс (II) гидроксидімен әрекеттескенде, ашық көк түсті ерітіндінің түзілуі, сахарозаның көпатомды спиртке жататынын көрсетеді.

Сахарозаны күміс (I) оксидінің аммиактағы ерітіндісімен қыздырғанда, "күміс айна" түзілмейді. Бұл сахароза құрамында альдегид тобы жоқ екенін дәлелдейді.

Сахарозаны қышқыл қатысында қыздырғанда гидролизденіп, екі моносахарид — глюкоза мен фруктоза түзіледі:

C₁₂H₂₂O₁₂ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Яғни, сахарозаның молекуласы әр түрлі моносахарид қалдығынан — глюкоза және фруктозадан түзіледі екен:

Сахароза, негізінен, тағам ретінде, кондитер өнеркәсібінде қолданылады. Оны гидролиздеп, жасанды бал алады. Адам және жануарлар организмінде ферменттердің әсерінен ыдырайды. Сахарозаны өнеркәсіпте қант қызылшасынан және қант қамысынан алады.

Сахароза этил спиртін алуда маңызды өнім болып табылады.

Дисахаридтерді сатылап гидролиздеп полисахаридтерден алуға болады:

(C₆H₁₂O₅)_n + nH₂O → n/2 C₁₂H₂₂O₁₁

Сахарозаның изомерлері

Лактоза — сүт қанты. Молекуласы глюкоза мен оның изомері галактозаның қалдығынан құралған. Гидролиздегенде глюкоза мен галактозаға айналады:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Лактоза коректілігі өте жоғары өнім. Тәттілігі сахарозадан төмендеу.

Мальтоза. Табиғатта бос күйінде кездеспейді, бұл дисахаридті крахмалдан алады. Гидролиздегенде глюкозаның екі молекуласын түзеді:

С₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

Ол тәтті дәмі бар зат, тәттілігі сахарозаға қарағанда 3 есе төмен. Адам оргаизмінде мальтозаны қорыту процесінде � α-глюкозидаза ферменті қатысады. Мальтоза ашытқымен ашиды.

Қазақстандағы қант өнеркәсібі жақсы дамыған. Ол — тамақ өнеркәсібінің қант қызылшасы мен қант қамысынан құмшекер және одан шақпақ қант өндіретін саласы. Сонымен бірге қант өнеркәсібі жемдік сірне және құрғақ қызылша сығындысын шығарады.Қазақстанда алғаш 1933 жылы Меркеде, 1934 жылы Талдықорғанда қант зауыттары іске қосылды. 1936 жылы қызылша өңдейтін Тараз қант зауыты салынды. 1942 жылы Алматы қант зауыты пайдалануға берілді. 1947 жылы Қарабұлақ қант зауыты, 1963 жылы Шу қант зауыты салынып, өнім шығара бастады. Қазақстанда Ақсу, Шу қант зауыты және Жамбыл, Қарабұлақ, Мерке қант комбинаттарының өнімдері жоғары сапалы болып есептеледі.

Қант өндірісі — қант қызылшасынан және қант қамысынан қант өндіруге арналған техникалық процестер. Бұл процесс қант қызылшасын тазалаудан басталады. Қант қызылшасын тазалаған соң, өлшейді. Содан соң турағыш аппаратта жаңқалап туралады да, шырын бөлгіш ыдыстар диффузорларда ыстық сумен қанты ерітіледі. Бұдан алынған шырынның құрамында қанттан өзге де қоспалар болатындықтан, оның түсі қоңыркай келеді. Оны тазалау үшін қыздырғышта бумен қыздырып, үстіне әк (кальций гидроксиді) ерітіндісін қосады. Кальций гидроксиді шырын құрамындағы органикалық қышқылдармен әрекеттесіп, тұнба түзеді. Ал сахароза кальций гидроксидімен тұнбаға түспейтін ерігіш сахарат түзеді: С12Н22О11 • СаО • 2Н2О. Бұл затты көміртек (IV) оксидімен өңдейді. Кальций карбонаты тұнбаға түсіп, қант ерітіндісі алынады:

С₁₂Н₂₂О₁₁ • СаО • 2Н₂О + СО₂ → С₁₁Н₂₂О₁₁ + СаСО₃ + 2Н₂О

Шырын ерітіндісі арнайы тұндырғышта тұндырылады да, вакуум сүзгілерде сүзіледі. Бірнеше қайтара сүзілген шырынның түсі сарғыштау болады. Тазарту үшін оны қайта сұйылтып, белсендірілген көмір арқылы өткізеді. Ерітіндіні қайтадан буландырып, қантты кристалдандырады. Осыдан кейін ғана алынған қант кристалдары кептіргішке жіберіледі. Ол жерден кеуіп шыққан қант арнайы шанаққа келіп түседі де, 50 немесе 100 кг-нан қапталады. Қант өндірісінде қанттан басқа да қалдық өнім шығарылады.

Қант тек қант қызылшасынан ғана емес, қант қамысынан да өндіріледі. Мұның қызылшадан қант өндіруден өзгешелігі — шырын алу процесінде ғана. Шырын алу үшін қант қамысы арнайы біліктермен жанышталады. Содан соң шырын тазартылып сүзіледі. Қалған процесі қызылшадан қант өндіру процесі сияқты. Кесек, яғни шақпақ қант алу үшін құмшекерді ерітіп, ол ерітіндіні сүйек күлі арқылы сүзеді де, төменгі қысымда қайнатады. Қою қант массасы қалыпқа құйылады немесе престеледі.Дисахаридтер моносахаридтің екі молекуласының қалдығынан құралған. Дисахаридтердің ішінде сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁ бізге қант түрінде жақсы таныс. Сахароза суда гидролизденіп, глюкоза мен фруктоза түзеді. Мальтоза, лактоза, целлобиза сахарозаның изомерлері. Дисахаридтер табиғатта кең тараған, оларды табиғи заттардан бөліп алады және полисахаридтерді гидролиздеп алуға болады. Адамның тіршілігінде дисахаридтердің маңызы зор.