Отдельные представители дисахаридов

Сахароза. По структуре сахароза представляет собой гликозидогликозид, образованный вследствие дегидратации за счет гликозидных гидроксилов a-D-глюкопиранозы (a-D-глюкозы) и b-D-фруктофуранозы (b-D-фруктозы). Из этого следует химические название сахарозы как a-D-глюкопиранозил-b-D-фруктофуранозид. В молекуле сахарозы кольцо пиранозы и кольцо фуранозы между собой соединены атомом кислорода одного из общих гликозидных гидроксилов. Вследствие этого в молекуле сахарозы отсутствует возможность изомеризации хотя бы одного кольца в карбонильную форму и, как результат, - отсутствие восстановительных свойств. Гидролиз сахарозы идет с разрывом кислородного мостика. В результате получаются равномолекулярные количества a-D-глюкозы и b-D-фруктозы. Такая смесь называется инвертным сахаром.

сахароза, [a]_D= + 66,5⁰

1 - a-D-глюкоза, [a]_D= + 52,5⁰

2 - b-D-фруктоза, [a]_D= - 92⁰

Сахароза или тростниковый (свекловичный) сахар – бесцветное кристаллическое вещество. Т.пл. 185⁰С, плотность (d) – 1,5879 г/см³. Сахароза хорошо растворяется в спиртах (метаноле, этаноле). При нагревании выше 200⁰С она разлагается (карамелизуется), что используется в кондитерском производстве.

Сахароза – оптически активное правовращающее вещество. Однако при гидролизе (инверсии) образующиеся растворы инвертного сахара вращают плоскость поляризации света влево. D[a]_D = (- 92,0⁰) – (+ 52,5⁰) = - 39,5⁰, поскольку в смеси содержится сильно вращающая влево b-D-фруктоза. Инвертный сахар (искусственный мед) используется в кондитерском производстве, т.к. он препятствует кристаллизации сахарозы, варений, джемов, сиропов, задерживает черствение хлеба. Инвертный сахар лучше растворим, чем сахароза и слаще сахара в 1,2 раза.

Сахароза является важнейшим питательным продуктом, но чрезмерное употребление очищенного сахара является причиной некоторых заболеваний (например, сахарный диабет). Традиционным источником получения сахарозы является сахарный тростник (14-25% сахарозы) и сахарная свекла (15-20%сахарозы). В нашей стране основным источником сахара является сахарная свекла, производство которой превышало 100 млн. тонн в год. Две три мировой продукции сахара производится из сахарного тростника.

Мальтоза. Тривиальное название мальтозы происходит от латинского maltum – солод, получаемый при неполном гидролизе крахмала, из которого мальтозу получают в производстве. Это восстанавливающий дисахарид, водные растворы которого дают реакцию "серебряного зеркала" и восстанавливают реактив Фелинга, образуя мальтобионовую кислоту. Для мальтозы характерны и другие реакции по альдегидной группе.

По химической структуре мальтоза 4-О-(a-D-глюкопиранозил)-a-D-глюкопираноза, т.е. глюкозидо-глюкоза. В молекуле мальтозы имеется один гликозидный гидроксил, поэтому она подвергается мутаротации и существует в a- и b-формах, а в растворах – в циклических и альдегидных таутомерных формах, находящихся между собой в динамическом равновесии.

1 - a-форма мальтозы; 2 - b-форма мальтозы

3 – мальтобионовая кислота

Мальтоза хорошо растворяется в воде и кристаллизуется из нее с молекулой воды С₁₂Н₂₂О₁₁×Н₂О (т.пл. 102⁰С). Мальтоза – правовращающий сахар, [a]_D= + 112⁰. Сладость мальтозы составляет 0,6 сладости сахарозы. Мальтоза распространена в растительных и животных организмах. Применяют мальтозу (солодовый сахар) в пищевой промышленности в виде мальтозной патоки.

Лактоза. Лактоза или молочный сахар (от латинского lactum – молоко) содержится в свободном виде в молоке млекопитающих (в коровьем молоке 4-5% лактозы). При гидролизе лактозы образуются равномолекулярные количества a-D-глюкопиранозы и b-D-галактопиранозы. Лактоза относится к восстанавливающим дисахаридам. При ее окислении получается лактобионовая кислота. По химической структуре лактоза является 4-О-(b-D-галактопиранозил)-a-D-глюкопираноза, в которой гликозидный гидроксил принадлежит остатку a-D-глюкозы. Лактозе присуща мутаротация и она существует в a- и b-формах. В растворах лактоза существует в циклической и альдегидной таутомерных формах, находящихся в динамическом равновесии.

лактобионовая кислота

Лактоза находится преимущественно в a- форме, хорошо растворяется в воде, из которой кристаллизуется в виде моногидрата С₁₂Н₂₂О₁₁×Н₂О, плавящегося при температуре 202⁰С. Она оптически активна [a]_D= + 52,6⁰. Сладость лактозы не велика, составляет 0,16 сладости сахарозы. Производят лактозу из молочной сыворотки, используют в пищевой промышленности (продукты питания для грудных детей) и для изготовления фармацевтических препаратов.

Целлобиоза. Целлобиоза при гидролизе дает два моля b-D-глюкозы. По химическому строению целлобиоза представляет 4-О-(b-D-глюкопиранозил)-b-D-глюкопиранозу, в одном из глюкопиранозных колец которой сохранился гликозидный гидроксил, способный таутомеризоваться в карбонильную форму. Поэтому целлобиоза является восстанавливающим дисахаридом, который при окислении образует целлобионовую кислоту. В водных растворах целлобиоза существует в a- и b-формах, находящихся в динамическом равновесии с карбонильной формой.

целлобиоза ц еллобионовая

(карбонильная форма) кислота

1 – целлобиоза

Кристаллическая целлобиоза (т.пл.225⁰С) имеет a-форму, хорошо растворяется в воде, вращает плоскость поляризованного света вправо, [a]_D= + 24,4⁰, не сладкая на вкус. Целлобиозу получают гидролизом целлюлозы, для которой она является строительным фрагментом.

Трегалоза. Трегалоза или грибной сахар (микоза) находится во многих грибах. Трегалоза содержится и в других растительных и животных организмах. Известно несколько изомеров трегалозы, из которых в природе встречается только a, a-изомер. При гидролизе трегалозы образуется a-D-глюкоза. Трегалоза невосстанавливающий дисахарид, в котором два глюкопиранозных кольца соединены кислородным мостиком, образовавшимся вследствие отщепления молекулы воды от двух гликозидных гидроксилов. Поэтому по структуре трегалозу называют 1-О-(a-D-глюкопиранозил)-a-D-глюкопиранозид (глюкозидо-глюкозид).

трегалоза

a, a-трегалоза хорошо растворяется в воде, из которой кристаллизуется в виде дигидратов С₁₂Н₂₂О₁₁×2Н₂О (т.пл. 97⁰С); безводная плавится при 205⁰С, оптически активна, [a]_D= + 178⁰. a, a-трегалозу получают из пекарских дрожжей.

Дата добавления: 2015-07-13