Углеводы: дисахариды. Важнейшие представители

Дисахариды – это углеводы, в состав которых входят остатки двух молекул моносахаридов.

К дисахаридам относится сахароза, мальтоза, лактоза.

Сахарозу в быту называют просто сахаром. Она содержится в сахарной свёкле, сахарном тростнике.

Мальтоза – это солодовый сахар, содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений.

Лактоза содержится в молоке. Много людей обладают так называемой «непереносимостью» молока, это объясняется незначительным содержанием у них фермента лактазы. Больше всего лактазы у младенцев, затем с возрастом её количество уменьшается.

Молекула сахарозы имеет формулу С₁₂Н₂₂О_11.  В состав молекулы сахарозы, как и в молекуле глюкозы, входит несколько гидроксильных групп. Доказательством этого является образование ярко-синего раствора со свежеприготовленным гидроксидом меди (II).

Однако сахароза не даёт реакцию с аммиачным раствором оксида серебра (I) и с гидроксидом меди (II) при нагревании, поэтому в молекуле сахарозы отсутствует альдегидная группа. Поэтому сахарозу относят к невосстанавливающим сахарам.

По физическим свойствам сахароза представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления от 160 ⁰C до 185 ⁰С. Сахароза хорошо растворима в воде, сладкая на вкус. Если расплавить сахарозу, то при застывании она превращается в смесь аморфных веществ – карамель.

Рассмотрим химические свойства сахарозы. Если нагреть раствор глюкозы с разбавленной серной кислотой, то образуется два моносахарида – глюкоза в циклической α-форме и фруктоза в циклической β-форме.

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

 Смесь глюкозы и фруктозы, которую получают при кислотном гидролизе сахарозы, называется искусственным мёдом и применяют в пищевой промышленности.

При действии на сахарозу концентрированной серной кислоты происходит процесс дегидратации сахарозы и образуются продукты чёрного цвета, кроме них ещё содержится СО и СО₂.

Мальтоза и лактоза – это восстанавливающие углеводы. Их молекулярная формула также С₁₂Н₂₂О₁₁. Это кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус. Мальтоза состоит из остатков глюкозы. Мальтоза получается при ферментативном гидролизе крахмала. Её применяют в производстве пива и этилового спирта. Лактоза получается из молочной сыворотки.

Сахарозу в промышленных масштабах получают из сока сахарной свёклы или сахарного тростника.

Получение сахарозы состоит из нескольких этапов. Клубни свёклы измельчают в мелкие стружки, В сосуды со стружками пропускают горячую воду, в результате чего в раствор переходит почти вся сахароза с различными примесями: белками, красящими веществами, органическими кислотами. Полученный таким образом раствор, обрабатывают известковым молоком, он образует комплекс с сахарозой. На другом этапе через этот раствор пропускают оксид углерода (IV), при этом комплекс разрушается и выделяется чистая сахароза. Её отделяют и фильтруют через активированный уголь или ионнообменные смолы и получают сахарозу белого цвета.

Таким образом, представителями дисахаридов являются сахароза, мальтоза и лактоза. Сахароза относится к невосстанавливающим углеводам, а мальтоза и лактоза – к восстанавливающим. При кислотном гидролизе сахарозы образуется глюкоза и фруктоза.