Растворимость в воде сахарозы

Сахароза



Легкая расщепляемость сахарозы и способность ее легко инвертироваться объясняются наличием у сахарозы неустойчивого фуранового кольца. При инверсии сахарозы получается d-глюкоза и обычная β-d-фруктопираноза, так как β-d-фруктофураноза перегруппировывается в нее в момент инверсии.

Оглавление:

Перспективный вид формулы сахарозы таков:

Физические свойства. 1. Кристаллы сахарозы принадлежат к моноклинической системе, имеют сложную многогранную форму. Относительная плотность кристаллов сахарозы d4в15 = 1,5879.

2. Растворимость сахарозы в воде значительна. Она быстро растет с повышением температуры.

Растворимость сахарозы определялась рядом исследователей. Были предложены формулы для интерполяции, по которым составлен ряд таблиц растворимости. В России принята в настоящее время таблица растворимости сахарозы, рассчитанная И.Н. Кагановым.



Хорошо изучены относительная плотность растворов сахарозы и их коэффициенты преломления, так как они являются основой дензиметрических и рефрактометрических методов анализа в сахарном производстве.

В этиловом спирте (абсолютном) сахароза не растворяется. В смесях же спирта с водой растворимость тем больше, чем больше воды содержит смесь.

То же самое относится и к растворимости в метиловом спирте.

3. Тепловые свойства. Теплоемкость кристаллического сахара с — 0,2387 + 0,00173t ккал/(кг*град) [999,38—7,24 дж/ (кг*град)], где t — температура. Следовательно, между температурой 22 и 51° С средняя теплоемкость с=0,3019 (Hess).

Для водных сахарных растворов теплоемкость в зависимости от процента содержания сахарозы и от температуры выражается формулой (Яновский)



При растворении сахара в воде наблюдается поглощение теплоты: около 0,8 ккал (3,35 кдж) на 1 г-мол сахара. Следовательно, при кристаллизации сахарозы, наоборот, должна выделяться теплота. Однако, по Вертело, этот эффект зависит от температуры растворения: при 12°С он равен — 0,79 ккал (3,31 кдж), при 31°С — 0, а при 100°С составляет +3,00 ккал (12,56 кдж).

Теплота сгорания сахарозы равна 3941 кал (16,5 кдж) на 1 г сахарозы. Температура плавления сахарозы равняется 188° С.

4. Вращение плоскости поляризации растворов сахарозы правое. Удельная вращательная способность очень мало зависит от концентрации и температуры. Поэтому сахарозу особенно удобно определять поляриметрическим методом:

где с — число граммов сахарозы в 100 мл.

Зависимость вращательной способности от температуры мала:



Для растворов в этиловом спирте (70%-ном) вращательная способность на 0,16 больше, чем в воде.

На вращательную способность сахарозы значительно влияют щелочи и соли слабых кислот, имеющие вследствие гидролиза щелочную реакцию (сода, бура). Вращательная способность при этом понижается. Например, если на молекулу сахарозы имеется в растворе две молекулы извести, то вращательная способность будет равна 51,8 вместо 66,5. Это объясняется образованием сахаратов. Аммиак на вращательную способность сахарозы не влияет (при концентрации NH3 не более 10%), так как является очень слабым основанием.

Инверсия. Под влиянием кислот сахароза в водном растворе, присоединяя воду, распадается на глюкозу и фруктозу. Ион водорода кислоты действует при этом как катализатор. Полученная смесь глюкозы и фруктозы вращает плоскость поляризации уже не вправо, как сахароза, а влево, так как левая вращательная способность образовавшейся фруктозы больше правого вращения глюкозы; происходит превращение правого вращения в левое, вследствие чего и реакция эта названа инверсией сахарозы.

Реакция — бимолекулярная, т. е. идет между двумя молекулами: сахар и вода. Но если рассматривать реакцию инверсии в разбавленных водных растворах, то количество воды будет мало изменяться, так как лишь незначительная часть ее будет связываться с сахарозой. Меняться постепенно будет только количество сахарозы, а реакция, таким образом, будет идти как мономолекулярная и необратимая (глюкоза с фруктозой обратно под влиянием кислоты не соединяется). Законы таких реакций были изучены именно путем наблюдения инверсии (Вильгельми).

Действие щелочей. Щелочи (и щелочные земли) не разлагают и не осмоляют сахарозу (отличие от моноз), так как сахароза не содержит ни свободной альдегидной, ни кетонной группы.



1. Щелочи с сахарозой дают сахараты, т. е. соединения типа алкоголятов. Таким образом, сахароза играет здесь роль как бы слабой кислоты. Константа электролитической диссоциации сахарозы как кислоты при температуре 25°С равна 3*10в-13 (Смоленский и сотрудники, также Гирш и Шлаге). Эта точка зрения нашла в последнее время новое подтверждение и значительное развитие в работах С.Е. Харина и И.П. Палаш, а также С.3. Иванова и Е.С. Лыгина: изучено образование сахаратов калия и натрия с сахарозой, глюкозой и фруктозой при повышенных температурах — до 90° С. Оказалось, что константы электролитической диссоциации сахаров значительно меняются с температурой.

Ряд сахаратов был получен в твердом виде путем осаждения алкоголем из растворов, содержащих сахарозу и щелочь, например C12H21O11Na — однонатриевый сахарат, С12Н22О11*СаО — однокальциевый сахарат.

Для производства большое значение имеют не эти твердые препараты сахаратов, а физико-химические отношения сахаратов в водных растворах.

2. Разберем, например, реакцию образования однонатриевого сахарата:

Следовательно, реакция состоит в том, что ион водорода из сахарозы, действующей как слабая кислота, соединяется с ионом гидроксила щелочи и дает очень слабодиссоциированную молекулу воды; рядом остается то, что мы называем сахаратом, — соль металла и сахара как кислоты.

Если бы сахароза была сильной кислотой, например как НСl, то реакция шла бы только в сторону, указанную стрелкой в уравнении (3); вся щелочь могла бы быть нейтрализована сахаром. На самом деле, как бы много сахарозы мы ни брали, смесь ее, хотя бы и с очень малыми количествами NaOH, имеет щелочную реакцию. Это объясняется тем, что сахароза весьма слабая (слабодиссоциированная) кислота, а вода диссоциирует (хотя и очень слабо) на ионы Н’ и ОН’. Поэтому, кроме реакции (3) образования сахарата, идет одновременно и обратная реакция гидролиза (разложения водой) сахарата:

т. е. анион (С12Н21О11)’, встречаясь с ионом Н’, получаемым при электролитической диссоциации воды, обратно дает сахарозу и, следовательно, в свободном состоянии остаются ионы Na’ и ОН’.

Объединяя реакции, выраженные в уравнениях (3) и (4), можем написать



т. е. при смешивании водных растворов сахара и щелочи мы имеем подвижное равновесие двух противоположных реакций; в растворе имеется и сахар, и щелочь, и некоторое количество сахарата.

Которая из двух реакций (3) или (4) преобладает, зависит от условий и соотношения количества сахарозы, щелочи и воды.

а) Если мы будем брать более разбавленные растворы, то будет преобладать реакция гидролиза (4), так как, разбавляя растворы, мы увеличиваем действующую массу воды (Н‘ ОН’), что и вызывает преобладание данной реакции как реакции с ионом Н‘ из воды. Наоборот, в более концентрированных растворах сахарозы и щелочи больший процент их идет на образование сахарата.

б) Если брать избыток щелочи по сравнению с сахарозой, то щелочь будет оставаться в свободном состоянии, но зато больший процент сахарозы превратится в сахарат; увеличенная действующая масса щелочи даст преобладание реакции (3).

в) Если взять избыток сахарозы по сравнению со щелочью, то значительная доля сахарозы останется не превратившейся в сахарат, но своей массой она даст преобладание реакции (3), и более значительная доля Na’ ОН’ войдет в состав сахарата.

г) Температура оказывает огромное влияние на равновесие в сахаратном растворе, так как при повышении температуры чрезвычайно сильно увеличивается электролитическая диссоциация воды.

Следовательно, при температуре 99° С вода в 86 раз более диссоциирована, чем при 20° С. Это вызывает преобладание реакции гидролиза сахарата (4), т. е. реакции именно с ионом Н’. Итак, при повышении температуры резко уменьшается образование сахаратов; они особенно сильно гидролизуются.

3. Образование сахаратов обнаруживается в целом ряде явлений, которые могут изучаться на опыте и из которых мы можем делать заключения о количестве образовавшегося сахарата. Главнейшие из этих явлений следующие.

а) Если измерить концентрацию ионов гидроксила [ОН’] в чистом водном растворе щелочи и в том же растворе в присутствии сахарозы, то эта последняя концентрация будет значительно меньше (или, что равносильно, [Н’] больше). Это обозначает, что образовался сахарат, т. е. ионы Н‘ из сахарозы связали ОН’-ионы в воду.

Измерение ОН’ и Н’ можно провести электрометрически или колориметрически, или же по измерению скоростей реакций, для которых ОН’ является катализатором (например, омыление этилацетата).



б) Выше мы говорили, что в присутствии щелочи вращательная способность сахарозы оказывается ниже, так как образовавшийся сахарат имеет меньшую вращательную способность. Наблюдая понижение вращательной способности, можно также вычислить количество образовавшегося сахарата.

в) Для плохо растворимых оснований, как Са(ОН)2, Sr(OH)2, образование сахаратов обнаруживается в повышении растворимости этих оснований: в растворах сахара они гораздо лучше растворимы, чем в чистой воде. Это объясняется образованием сахаратов. Сама по себе известь так же плохо растворяется в сахарном растворе, как и в воде, но сахароза образует растворимый сахарат кальция, поэтому в растворе оказывается уже гораздо большее количество извести. Здесь предел растворимости устанавливается гидролизом: часть сахарата всегда гидролизирована, следовательно, наряду с сахаратом кальция в растворе имеется и гидрат окиси кальция как продукт гидролиза. Когда в раствор переходит больше извести в виде сахарата, то там больше оказывается и свободного гидрата окиси кальция. Раствор сахарозы будет насыщен известью, когда получающийся вследствие гидролиза гидрат окиси кальция будет представлять собой уже насыщенный водный раствор.

Все перечисленные выше методы изучения образования сахаратов были использованы проф. К. Смоленским и его сотрудниками. В последнее время С.3. Ивановым и С.Е. Хариным проведены широкие исследования при более высоких температурах — до 90° С.

В табл. 8 дана по работе К- Смоленского и В. Жеро растворимость извести в сахарных растворах в зависимости от концентрации сахара и от температуры. Работы К. Смоленского весьма четко и стройно подтверждают изложенную выше теорию образования и гидролиза сахаратов.

Следует заметить, что Ван-Акен развивает в своих работах совсем иной взгляд на сахараты кальция как на коллоидные растворы извести в сахарных растворах. Однако охват наблюдаемых явлений с этой точки зрения оказывается менее полным, а образование сахаратов натрия и калия остается совсем без объяснения.



Работами проф. Смоленского и его сотрудников подтверждено, что сахароза является чрезвычайно слабой многоосновной кислотой; константа диссоциации для первой ступени (первый ион водорода) 3*10d-13 и для второй ступени — 0,3*10d-13.

При значительном избытке оснований могут замещаться на металл до шести водородов молекулы сахарозы. Это наблюдается при образовании сахаратов кальция.

4. Сахараты кальция. Известны три сахарата кальция, в которых замещены на кальций два, четыре или шесть водородов сахарозы. Их формулы

Два первых сахарата кальция растворимы в воде, а третий плохо растворим. Образованием первых двух из них объясняется большая растворимость извести в сахарных растворах, чем в воде. Этой растворимости должно быть уделено особое внимание (табл. 9).

а) Относительно растворимости извести в воде и сахарных растворах можно отметить следующее:


1) растворимость в сахарных растворах в несколько раз выше, чем в воде (образование сахаратов);

2) при повышении температуры растворимость в сахарных растворах резко понижается, что объясняется усилением гидролиза сахаратов при повышении температуры;

3) при увеличении концентрации сахара увеличивается растворимость извести, что объясняется также большим количеством образовавшихся сахаратов

Обращают внимание странные расхождения в данных о растворимости извести в сахарных растворах у разных авторов и странное явление зависимости растворимости от формы извести по работам Классена (см. табл. 9): растворимость негашеной извести оказалась значительно больше, чем гашеной, и менее всего растворима известь старого известкового молока. Имеются еще непонятные наблюдения Классена: обычно в первые 5 мин в растворе оказывается больше извести, а при дальнейшем перемешивании (60 мин) количество извести в растворе несколько уменьшается, тогда как следовало бы ожидать обратного явления.

Эти явления можно понять и объяснить. Физико-химия учит нас, что определенную «нормальную» растворимость имеют лишь не слишком мелкие кристаллы. Для очень мелких частиц растворимость больше нормальной (иногда в 2—3 раза). Негашеная известь является системой весьма высокой степени дисперсности (размельчения). При обжигании углекальциевой соли углекислый газ улетучивается, а известь остается в виде губки весьма тонкого строения. Понятно, что растворимость таких частиц будет выше нормальной, поэтому негашеная известь лучше растворима, чем известковое молоко. При гашении с небольшим количеством воды создаются благоприятные условия для процесса перекристаллизации — растворения более растворимых мелких частиц и укрупнения за их счет более крупных, по отношению к которым раствор оказывается пересыщенным. Однако такая перекристаллизация происходит не моментально, вследствие чего старое известковое молоко получается с более крупными частицами и меньшей растворимостью. Изложенная теория подтверждена нами на опыте: негашеную тонко размолотую известь мы всыпали в воду и получали растворимость в воде, в 1,51 раза большую нормальной; при этом было замечено, что излишек извести из пересыщенного раствора выпадал лишь весьма медленно, т. е. известь обладает очень малой скоростью кристаллизации.

Аналогичные воззрения и подтверждающие их опыты позднее были развиты Рейндерсом и еще позднее Сальманом. Рейндерс, например, наблюдал в течение первых 3 мин растворимость извести в сахарных растворах, которая в 3 раза превышала обычную растворимость; следовательно, действительно наблюдается аномально большая растворимость чрезвычайно тонких частиц извести.



б) Однокальциевый сахарат С12Н22О11*СаО*2Н2О получается не только в растворе, но и в твердом виде путем осаждения раствора сахара и извести спиртом. В воде он хорошо растворим.

в) Двухкальциевый сахарат С12Н22О11*2СаО выкристаллизовывается при охлаждении льдом насыщенного известью (негашеной, порошком) сахарного раствора, в котором на одну молекулу сахарозы приходятся две молекулы извести.

г) Трехкальциевый сахарат С12Н22О11*3СаО*3Н2О имеет важное значение, так как он плохо растворим в воде (около 1,06% при температуре 14,5°С; выражено в процентах сахара, перешедшего в раствор). Поэтому образование трехкальциевого сахарата используется для выделения сахара из мелассы (сепарация по Стеффену). Имеются два метода получения трехкальциевого сахарата: горячий и холодный.

При нагревании насыщенных известью сахарных растворов, т. е. растворов одно- и двухкальциевого сахаратов, выпадает осадок трехкальциевого сахарата:

Реакции эти можно объяснить так: при нагревании раствора однокальциевый или двухкальциевый сахарат гидролизуется; получаются сахар и известь; раствор оказывается пересыщенным известью, которая должна была бы выпасть в осадок, но так как она кристаллизуется медленно, то выпадает быстрее кристаллизующийся и тоже плохо растворимый трехкальциевый сахарат. При охлаждении раствора гидролиз уменьшается и сахарат вновь растворяется.



Таким образом, будут понятны и следующие явления: если имеется избыток сахара в растворе по сравнению с известью, то, несмотря на нагревание, трехкальциевый сахарат не получается, так как избыток сахара (действие массы) затрудняет гидролиз сахарата и освобождение извести; разбавление водой, наоборот, усиливая гидролиз, облегчает выделение сахарата. Интересно и важно отметить, что сахарат выпадает успешно из прозрачных фильтрованных растворов сахарата, не содержащих взвешенного избытка Са(ОН)2; если же имеется избыток нерастворившегося Са(ОН)2, то при нагревании выпадает не трехкальциевый сахарат, а Са(ОН)2. Наша теория объясняет это явление: когда мы имеем готовый осадок Са(ОН)2, то мы облегчаем и ускоряем выкристаллизовывание на эту готовую затравку дальнейших количеств Са(ОН)2, получаемых вследствие гидролиза при нагревании, поэтому не успевает выпасть трехкальциевый сахарат, а выпадает Са(ОН)2. При колебаниях температуры на дефекации и сатурации трехкальциевый сахарат не выпадает, так как там имеется избыток извести в осадке.

Трехкальциевый сахарат может быть получен также и на холоду (при температуре не более 35°С, лучше — не выше 15—20°С); в сахарный раствор концентрацией 6—12% при энергичном перемешивании всыпается тонкий порошок негашеной извести. При этих условиях лишь около 1 % сахара остается в растворе, весь остальной сахар получаем в осадке в виде трехкальциевого сахарата. Если применять известь в кусках или известковое молоко, трехкальциевый сахарат не образуется. Это явление объясняется очень тонким строением известкового порошка, причем каждая его пылинка является агломератом еще более топких частиц; такой порошок дает аномально большую растворимость извести; получается пересыщенный раствор извести, которая должна была бы выпасть из этого пересыщенного раствора, но так как скорость кристаллизации извести очень мала, то выпадает трехкальциевый сахарат.

Трехкальциевый сахарат более растворим в воде, чем известь, поэтому водный раствор над осадком этого сахарата всегда пересыщен известью. Если облегчить выпадение извести путем прибавления избытка суспензии Са(ОН)2, то постепенно трехкальциевый сахарат будет переходить в раствор, а известь выпадать. Таким образом, трехкальциевый сахарат оказывается соединением неустойчивым, способным постепенно разлагаться, давая Са(ОН)2 и одно- и двухкальциевый сахараты в растворе. Разложение идет вообще медленно, но ускоряется при избытке Са(ОН)2.

Трехкальциевый сахарат легко растворяется в сахарных растворах, переходя в одно- и двухкальциевый сахарат.

Одностронциевый сахарат образуется, так же как и однокальциевый сахарат, путем растворения Sr(0H)2-8H20 в сахарном растворе. Растворимость в сахарном растворе оказывается также значительно больше, чем в воде (табл. 10). Разница от соответствующих отношений для Са(ОН)2 в том, что растворимость Sr(OH)2 в воде довольно значительна и с повышением температуры не падает, как у Са(ОН)2, а очень быстро увеличивается. Вследствие этого и в сахарном растворе при повышении температуры растворимость Sr(OH)2, несмотря на гидролиз сахарата, не падает, а растет.



Одностронциевый сахарат может быть получен с хорошим выходом (70—75%) и в кристаллическом виде, если, например, дать остыть приготовленному при температуре 70—75° С насыщенному раствору сахарата стронция (около 20% сахара в растворе): при низких температурах (табл. 10) раствор оказывается пересыщенным и сахарат выкристаллизовывается. Следует заметить, что если к пересыщенному раствору прибавить кристаллов Sr(ОH)2*8H2О, то вместо сахарата в осадок выкристаллизовывается Sr(ОH)2*8H2О. Одностронциевый сахарат легко дает пересыщенные растворы.

Двустронциевый сахарат плохо растворим в кипящей воде (в 84 частях, т. е. лишь 1,18%) и поэтому получается в осадке, если к кипящему 15%-ному сахарному раствору прибавлять Sr(ОH)2*8H20.

Последний при 100° С очень хорошо растворим в воде (около 20% SrO); когда на одну молекулу сахара в растворе окажется более двух молекул SrO, начинает выпадать двустронциевый сахарат в виде плотного кристаллического осадка; при добавлении на одну молекулу сахарозы трех молекул SrO и после 8—10 мин кипячения осаждение сахарозы в виде двустронциевого сахарата оказывается почти количественным.

На этой реакции основан стронциановый метод получения сахара из мелассы.

Двустронциевый сахарат легко растворяется в сахарных растворах, переходя в одностронциевый сахарат. При стоянии с водой на холоду бистронциевый сахарат постепенно разлагается: в осадке оказывается лишь гидрат окиси стронция, а сахар в виде одностронциевого сахарата переходит в раствор.



6. Сахарат бария известен лишь один — это однобариевый сахарат C12H22O11*BaO. Он плохо растворим в воде (в 47,6 части воды при температуре 15° С и в 43,4 части — при температуре 100°С), легко растворяется в сахарном растворе, почти нерастворим в воде, насыщенной Ва(ОН)2 (действие массы). Если обратить внимание на очень большую растворимость Ва(ОН)2 в воде при повышенных температурах, становится понятным метод получения сахарата бария; он осаждается при кипячении сахарных растворов с гидратом окиси бария.

Растворимость Ва(ОН)2 или ВаО в воде характеризуется следующими данными.

Окислители, как, например, аммиачный раствор азотнокислого серебра, фелингова жидкость или йод в щелочном растворе, на сахарозу не действуют, так как она не содержит легко-окисляемых альдегидных или кетонных групп.

Однако нужно иметь в виду, что слабое действие на сахарозу фелингова жидкость все-таки обнаруживает.

В щелочной среде сахароза, хотя и медленно, способна окисляться при пропускании через раствор кислорода (или газа, содержащего кислород, например воздуха, сатурационного газа). Из 15%-ного раствора сахарозы при избытке извести и пропускании чистого кислорода в 1 ч при температуре 80° С окисляется 1,4% от всего количества сахарозы.



Нагревание твердой сахарозы. Сахароза плавится при температуре 186—188° С, причем уже при более низкой температуре она начинает разлагаться. Происходит «карамелизация» сахарозы, т. е. образование сложных, окрашенных в бурый цвет, горького вкуса ангидридов; при этом выделяется вода. Карамели получаются при нагревании сахарозы до температуры 170—190° С.

Процесс разложения сахарозы при нагревании ее водных растворов имеет большое отрицательное значение в сахарном производстве. Поэтому его необходимо рассмотреть подробнее. Он был тщательно изучен С.З. Ивановым.

Разложение сахарозы при нагревании является реакцией автокаталитической. Так называются реакции, при которых образуются вещества, являющиеся катализаторами, ускоряющими дальнейшее развитие основной реакции. При разложении сахарозы она постепенно инвертируется, а получившийся инвертный сахар тоже разлагается и частично превращается в органические кислоты, которые как катализаторы все более и более ускоряют дальнейшую инверсию сахарозы. При этом разложении инвертного сахара повышается окраска раствора и понижается pH.

До развития автокаталитической реакции разложения сахарозы проходит некоторый «индукционный» период, когда держится еще щелочная или близкая к нейтральной реакция. В этот индукционный период идет лишь очень медленная мономолекулярная реакция начального разложения сахарозы под влиянием очень малых количеств ионов водорода, образующихся вследствие диссоциации воды и сахарозы.

На рис. 13 показан ход разложения сахарозы при 100° С в чистом ее растворе (кривая 2) и постепенное нарастание концентрации ионов водорода (кривая 1). Процесс имеет три периода: 1) индукционный период, 2) быстронарастающий автокаталитический распад и 3) новое замедление процесса вследствие того, что уже почти вся сахароза разложена.



В сахарном производстве, конечно, последний период не встречается вообще; для свеклосахарного производства имеет значение лишь медленный индукционный период, так как обычно pH бывает выше 7; для сахаро-рафинадного производства важное значение имеет и автокатализ, именно он приводит к появлению значительных количеств редуцирующих веществ в рафинадной мелассе.

Индукционный период разложения сахарозы для свеклосахарного производства оказывается удлиненным не только вследствие повышенных значений pH, но и вследствие наличия буферных солей слабых органических кислот (кривая 2).

Факторами, сокращающими индукционный период и ускоряющими автогидролиз сахарозы, являются: увеличение времени и температуры нагревания, низкое начальное pH среды, наличие редуцирующих веществ и отсутствие буферных соединений.

Шпенглер с сотрудниками провел работу по изучению влияния нагревания сахарных растворов на их поляризацию и на нарастание цветности, причем применялись растворы с определенным pH (буферные боратные смеси). Количество сахарозы, определенное поляриметром, не дало никаких закономерностей; иногда оно немного падало, иногда немного повышалось (вероятно, разложение сахарозы компенсировалось образованием каких-то правовращающих продуктов). В нарастании цветности нагреваемых сахарных растворов наблюдалось гораздо больше последовательности, что видно из следующих данных (табл. 11).

Из приведенных данных видно, что нарастание цветности подчиняется следующим закономерностям: 1) более разбавленные растворы сильнее повышают цветность; 2) при повышении рН нарастание цветности увеличивается (на единицу pH почти в 2 раза); 3) с повышением температуры нарастание цветности быстро увеличивается (для каждых 10° приблизительно в 3 раза).



Недавно С.Е. Харин нашел, что сахароза наиболее устойчива при pH 8,0.

Брожение. Дрожжи сбраживают сахарозу в спирт и углекислый газ, причем предварительно сахароза инвертируется инвертазой дрожжей. В растворах сахарозы легко развивается также молочнокислое и маслянокислое брожение. На сахарных заводах, если допустить понижение температуры, в соках быстро развивается лейконосток и идет слизевое брожение.

Источник: http://agro-portal24.ru/proizvodstvo-sahara/6439-saharoza.html

Растворимость в воде сахарозы

Вернемся к растворам, которые нам больше всего известны — к жидким. Как они получаются?

Обычно для этого не требуется особых усилий: достаточно просто всыпать (или влить, если оно жидкое) растворяемое вещество в жидкий растворитель, немножко размешать, и раствор готов. Самый простой пример — водный раствор сахара. Сладкий чай все мы пили, и не раз.


Но сколько сахара можно растворить в воде?

Возьмем четверть стакана холодной воды и будем добавлять сахар, всякий раз его размешивая, чтобы добиться полного растворения. Первые куски сахара растворятся в воде почти мгновенно, как будто в стакане появился голодный динозаврик-сладкоежка.

Но когда в стакан попадет не второй или третий, а десятый кусок сахара, похоже, что дракончик почти наелся: растворение происходит все труднее. Для этого требуется подолгу размешивать новые порции сахара.

Наш дракончик наелся, раствор стал насыщенным.

Насыщенный раствор может спокойно соседствовать с кристаллами, и ничего не будет происходить (если только не меняется температура).

Догадались, в чем дело? Правильно! Даже у самого свирепого и злобного чудовища брюхо не бездонная бочка — когда-нибудь да наполнится. И даже если кругом будет полно добычи, он ее уже не тронет.



Так и насыщенный раствор: он больше не может растворять вещество, которого и так уже «досыта наелся».

«Аппетит» растворителя по отношению к растворенному веществу имеет и количественное выражение: это растворимость вещества, способность его растворяться в данном растворителе при определенной температуре.

Растворимость измеряется концентрацией насыщенного раствора, то есть содержанием растворяемого вещества в определенном количестве растворителя. А это содержание можно выразить по-разному, кому как удобно:

  • самое простое — рассчитать коэффициент растворимости. Для этого надо знать, сколько вещества растворилось в 100 г растворителя;
  • концентрацию насыщенного раствора можно выразить и с помощью массовой доли растворенного вещества. Массовая доля вещества в растворе показывает, сколько растворенного вещества содержится в 100 г раствора (то есть и растворенного вещества, и растворителя вместе). Массовая доля — величина безразмерная, ее при желании можно выразить и в процентах;
  • для малорастворимых веществ содержание растворяемого вещества часто определяют с помощью химической единицы измерения концентрации молярность. Чтобы ее рассчитать, определяют, сколько моль вещества содержится в 1 л раствора.

Помните, сколько сахара было насыпано в стакан к «ненасытному динозаврику»?

Чайных ложек десять-двенадцать. Химики определили, что при комнатной температуре (20 °С) растворимость сахара (химического вещества сахарозы с формулой C12H22O11) можно выразить


  • коэффициентом растворимости, равным 203,9 г сахарозы / 100 г воды;
  • или массовой долей 0,671 (67,1 %) сахарозы в воде;
  • или молярностью насыщенного раствора сахарозы — молярной концентрацией, которая составляет около 6 моль/л.

Если содержание растворенного вещества в растворе (неважно, насыщенном или ненасыщенном) сравнительно маленькое, то раствор считается разбавленным, если большое — концентрированным.

  • Разбавленные растворы — это те, в которых массовая доля растворенного вещества составляет всего несколько процентов, или молярность меньше 0,1 моль/л.
  • В концентрированных растворах массы растворенного вещества и растворителя можно сравнивать между собой, и еще неизвестно, кто будет иметь перевес. Вот, например, насыщенный раствор сахара оказался концентрированным: в нем сахарозы по массе больше, чем воды.

Но если вы не сладкоежка, то кладете в чай сахара немного, и раствор сахарозы получается разбавленным.

Каждый знает, что в горячей воде сахар растворяется лучше, чем в холодной. Химики определили и точные значения растворимости сахарозы в воде: при 50 °С это уже 72,3 %, а при 80 °С — 78,4 %.

С нагреванием увеличивается растворимость и у поваренной солихлорида натрия NaCl, и у питьевой содыгидрокарбоната натрия NaHCO3. В 100 г воды при 20 °С растворяется 35,9 г хлорида натрия или 9,6 гидрокарбоната натрия, а при 80 °С — уже 38,1 г NaCl и 20,2 NaHCO3.

Но есть вещества, растворимость которых при нагревании раствора уменьшается. Вы обращали когда-нибудь внимание на то, как ведет себя вода в чайнике незадолго до того, как закипеть? Перед кипением, а иногда и раньше, с самого начала нагревания, на внутренних стенках чайника или кастрюли появляются пузырьки воздуха. Почему?

Растворимость всех газов (азота N2, кислорода O2, диоксида углерода CO2), входящих в состав воздуха, с ростом температуры уменьшается. Вот и выделяется излишек растворенного на холоду воздуха, взбаламучивая горячую воду.

Если газы не реагирует с водой каким-то особым образом (как это происходит при растворении хлороводорода HCl или аммиака NH3), то они и безо всякого нагревания, на холоду, плохо растворимы в воде. А если еще и температура повышается, они и вовсе воде не друзья: Словом, если для чего-то требуется вода без примеси растворенных газов, ее для начала следует просто прокипятить — и большая часть газообразных примесей улетучится.

Среди кристаллических веществ тоже встречаются такие, которые при нагревании растворимы хуже, чем на холоду, например, карбонат лития Li2CO3.

Взаимная растворимость жидкостей — вот где впору запутаться и заблудиться, до того она может быть разной. Единственное, что может здесь спасти — старое, еще алхимическое, правило: «подобное растворяется в подобном». Это означает, что жидкости с неполярными молекулами хорошо растворимы в неполярных растворителях (например, растительное масло в бензине или тетрахлориде углерода), но плохо — в воде.

Если же у обоих веществ (и у растворителя, и у растворяемой «добавки») полярные молекулы, то они тоже хорошо растворимы друг в друге. Хорошие примеры — вода и этиловый спирт или вода и ацетон: они смешиваются друг с другом в любых соотношениях и в неограниченном количестве. Вот почему, например, нельзя отмыть пятно от мазута на куртке или джинсах чистой водой: полярные молекулы воды бессильны перед неполярными частицами углеводородов, смесь которых — это и есть мазут. Зато бензин или тетрахлорид углерода неприятное пятно смоют без труда.

Существует еще один вид растворов, совершенно удивительный и невероятный — это пересыщенные растворы.

Если насыщенный раствор слить с кристаллов и дать ему охладиться, то получится такая жидкость, в которой заведомо больше растворенного вещества, чем это полагалось бы по значению его растворимости. Такой раствор — пересыщенный, и ему очень хочется избавиться от излишка растворенного вещества.

Со своим непосильным грузом пересыщенный раствор расстанется при первом же удобном случае — например, если в него попадет крохотный кристаллик или простая пылинка, на который тут же выделятся все «лишние» кристаллы.

Иногда такая кристаллизация «излишков» происходит уже при легком сотрясении сосуда с пересыщенным раствором.

Что изучает химия?

Строение атомов и Периодический закон

Химическая связь и строение молекул

Простые и сложные вещества. Водород и кислород

Источник: http://www.alhimik.ru/teleclass/glava6/gl-6-2.shtml

Растворимость в воде сахарозы

Присутствие так называемых «ОН-групп» сахаров делает простые сахара легко растворимыми в воде. В воде ОН-группы связываются преимущественно свободными молекулами воды. Сам же кристалл сахара разрушается, и его частички равномерно распределяются в водной среде. Это можно увидеть в прозрачном стакане с водой, опустив в нее кубик сахара и медленно перемешав.

Как же растворяются сахара? Как определить, сколько сахара добавлять в сироп для ягодного морса, а сколько для приготовления карамели? Какие процессы происходят при растворении сахара в холодной или кипящей воде?

Ответим на эти вопросы исчерпывающе.

В науке считается, что сахар «растворяется», то есть крупные кристаллы многократно дробятся на более мелкие и притягиваются к молекулам воды, постепенно становясь невидимыми.

А сколько сахара вообще можно растворить в жидкости? Оказывается, что можно растворить в воде ровно столько сахара, сколько потребуется для того, чтобы не дать возможности молекулам воды двигаться хаотично. Иными словами, в определенном количестве воды всегда можно растворить лишь четко определенное количество сахара.

Фруктоза – самая растворимая из всех простых сахаров. Ее можно растворить в количестве воды, равном четверти ее исходного объема. Сахароза также неплохо растворяется в воде. Она вторая по растворимости и может раствориться в количестве жидкости, равной половине исходного объема сахарозы и образовать густой раствор. А вот глюкоза чуть менее растворима, и поэтому из нее не получится густой сахарный раствор.

К сожалению, фруктоза довольно дорога и редко доступна в продаже, именно поэтому ее редко используют для варки варений и сиропов. Хотя, если вам позволяют средства и все-таки удалось найти этот «чудо-сахар», стоит использовать именно его для приготовления фруктово-ягодных заготовок. Фруктоза чрезвычайно полезна.

Вернемся к растворимости сахаров. Итак, после определенного момента сахар невозможно дальше растворять в уже сладком растворе, потому что в нем попросту «заканчиваются» молекулы воды, доступные для связи с новыми молекулами досыпаемого в емкость сахара. В этот момент сахар остается в кристаллической форме и больше не будет растворяться. Такой раствор сахара называют «насыщенным».

В отличие от сложных углеводов, белков и жиров, сахара состоят из маленьких и стабильных молекул, к тому же чрезвычайно устойчивых к теплу. Смесь сахара и воды может быть нагрета до температуры кипения без ущерба для структуры сахара. Как только сироп закипает, молекулы воды равномерно испаряются из смеси, а раствор становится все более и более концентрированным. При этом молекулы сахара начнут связываться между собой и образовывать твердые кристаллы.

Твердые кристаллы сахара есть не что иное как любимые всеми детьми карамельные леденцы на палочке!

Хозяйка, которая использует сахар при варке сиропов и варенья, должна помнить, что температура кипения раствора сахара всегда будет выше 100 °C. Это объясняется тем, что в процессе связывания молекул сахара и воды, тепло необходимо не только для того, чтобы разорвать связи молекул воды друг с другом, но и для существенного увеличения скорости их движения.

Советы кулинарам: ♦ Сахарный сироп следует нагревать немного выше той температуры, когда вода начинает превращаться в газ (пар).

Есть простой кулинарный закон: «Чем более концентрированный раствор сахара, тем выше температура его кипения».

По мере того как сироп нагревают, вода испаряется все интенсивнее, и раствор становится все более и более концентрированным, соответственно увеличивается температура его кипения. Например, раствор с концентрацией сахара в 90 % закипит при температуре 125 °C.

Если сироп нагревать до достаточно высокой температуры (до момента, когда вся вода испарится из сахарного раствора), сахар постепенно начинает приобретать характерный «карамельный» вкус, из-за того что молекулы сахара начали разрушаться. Моносахариды – химически активные вещества. При их нагревании до относительно высоких температур атомы из молекул начинают интенсивно вырываться наружу. При этом образуются новые молекулы уже с совершенно другой структурой атомов. Вновь образованные молекулы обусловливают как широкий спектр вкусов продукта с содержанием сахара, так и его коричневый цвет.

В кондитерском деле вышеупомянутый процесс известен под названием «карамелизация». Чем больше карамель нагревается, тем более коричневой она становится.

Кулинарный закон: ♦ Чем сильнее нагреть карамель, тем менее сладкой она будет.

Это обстоятельство связано с тем, что молекулы, «отвечающие» за сладкий вкус карамели, в процессе нагрева полностью разрушаются.

Очень важно вовремя убрать карамель с огня, как только она приобретет требуемый нежно-коричневый цвет. В противном случае она станет темной и горькой.

Обычный сахар карамелизируется при температуре 170 °C, а глюкоза – уже при 150 °C.

Если вы хотите приготовить карамель из фруктозы, то сотейник или сковороду нужно нагреть всего до температуры 105 °C.

Советы кулинарам: ♦ Контролируйте температуру нагрева карамели с помощью кондитерского термометра или используйте кастрюли с крышками-термометрами. ♦ Для приготовления карамели, сиропов и варенья используйте сахарозу (сахар-песок).

Добавляйте в сиропы и карамель белки (сливки или молоко). Аминокислоты, содержащиеся в них, позволят вам добиться разнообразных оттенков вкуса и запаха.

Если вы хотите уменьшить кристаллизацию варенья, сиропа или карамели – добавьте каплю лимонного сока. Когда сахароза нагревается с присутствием кислоты, она распадается на монокомпоненты сахара. В кулинарии этот процесс называется «инверсия». Инверсия часто используется профессиональными кондитерами при приготовлении сладостей для уменьшения кристаллизации.

Сахара используются не только как «подсластители». Они также могут уменьшить горечь или кислоту либо подчеркнуть иные вкусовые свойства продукта. Мастера паназиатской кулинарии почти ни одно блюда не готовят без сахара. Сочетайте сахар с кислотой и используйте его в маринадах к мясу и рыбе. При жарке этих продуктов именно сахар позволит вам добиться фантастического вкуса блюд. Помните, сахара выступают основными компонентами в реакции Майяра, только они обеспечивают вкус и аромат горячих блюд. При этом не злоупотребляйте количеством такой «специи».

Источник: http://velib.com/read_book/lazerson_ilja_isaakovich/kulinarnaja_nauka_ili_nauchnaja_kulinarija/chast_i_prosto_o_slozhnom_sostav_osnovnykh_kategorijj_pishhevykh_produktov_i_khimiko_fizicheskie_izmenenija_produkta_v_processakh_ego_prigotovlenija_obrabotki_i_khranenija/glava_1_uglevody_belki_zhiry_voda__osnova_produktov/prostye_uglevody/rastvorimost_sakharov/

Сахароза

Характеристики и физические свойства сахарозы

Молекула этого вещества построена из остатков α-глюкозы и фруктопиранозы, которые соединяются между собой посредством гликозидного гидроксила (рис. 1).

Рис. 1. Структурная формула сахарозы.

Основные характеристики сахарозы приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Температура разложения, o F

Растворимость в воде (25 o С), г/100 мл

Получение сахарозы

Сахароза – важнейший из дисахаридов. Её получают из сахарной свеклы (в ней содержится до 28% сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника (откуда и происходит название); содержится также в соке березы, клена и некоторых фруктов.

Химические свойства сахарозы

При взаимодействии с водой сахароза гидрозуется. Эта реакция проводится в присутствии кислот или щелочей, а её продуктами являются образующие сахарозу моносахариды, т.е. глюкоза и фруктоза.

Применение сахарозы

Сахароза нашла свое применение, главным образом, в пищевой индустрии: её используют как самостоятельный продукт питания, а также в качестве консерванта. Кроме этого данный дисахарид может служит субстратом для получения ряда органических соединений (биохимия), а также составным компонентом многих лекарств (фармакология).

Примеры решения задач

Для того, чтобы определить, где какой раствор, добавим в каждую пробирку несколько капель разбавленного раствора серной или соляной кислоты. Визуально мы не будем наблюдать никаких изменений, однако сахароза будет гидролизоваться:

Глюкоза – альдо-спирт, поскольку содержит пять гидроксильных и одну карбонильную группу. Поэтому, чтобы отличить её от глицерина проведем качественную реакцию на альдегиды – реакцию «серебряного» зеркала – взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра. В обе пробирки добавим указанный раствор.

В случае добавления его к трехатомному спирту мы не будем наблюдать никаких признаков химической реакции. Если же в пробирке есть глюкоза, то будет выделяться коллоидное серебро:

Найдем количество вещества глюкозы, учитывая условия задачи (молярная масса – 180 г/моль):

Согласно уравнению реакции ν (C6H12O6) = ν (C12H22O11) = 0,2 моль. Найдем массу сахарозы, вступившей в реакцию гидролиза (молярная масса – 342г/моль):

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения

администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/soedineniya/saxaroza/

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Растворимость сахарозы

    Растворимость сахарозы в воде следующая 1 г сахарозы растворяется при 25° в 0,5 мл, а при 100° — в 0,2 мл воды. Однако вещество это настолько склонно к кристаллизации, что, несмотря на хорошую растворимость, может быть выделено в виде больших красивых кристаллов. Другие представители сахаров довольно трудно получить в кристаллическом виде, особенно в присутствии следов примесей, причем образуются мелкие нехарактерные кристаллы. Чтобы понизить растворимость и вызвать кристаллизацию, к водному раствору сахаров часто добавляют спирт. [c.140]

Смотреть страницы где упоминается термин Растворимость сахарозы: [c.1187]    [c.1187]    Кристаллизация в химической промышленности (1979) — [ c.293 ]

Источник: http://chem21.info/info//

Почему сахар растворяется в воде?

Почему сахар растворяется в воде?

Да мне приходилось заниматься процессами растворения. Прежде всего нужно вспомнить и химию и народную мудрость, что подобное растворяется в подобном. А раз сахар растворяется, значит его структура в какой то степени подобна структуре воды. Например крахмал имеет меньшее подобие и растворяется хуже и в основном при нагревании с образованием коллоидных растворов. Почему я вспомнил про крахмал, дело в том что крахмал по структуре похож на сахар, но имеет большую молекулярную массу. Еще хочу заметить, что есть и твердые растворы. И например водород растворяется в металлах. Но там главное размер. Так что сахар растворяется потому, что имеет подобную структуру как и вода и определенную степень свободы. Да это физический процесс. Но вот то что там при растворении огромную роль играет образование водородных связей ( как пишут в интернете), то это спорное мнение, так многие вещества растворяются в бензине, а там нет водородных связей, я уже не говорю о твердых растворах. И тем не менее раствор отличается от смеси, именно благодаря физическим взаимодействиям. И мы опять возвращаемся к народной мудрости, что подобное растворяется в подобном.

Сахар или сахароза получают из тростника или сахарной свеклы, она относится к углеводам дисахаридам (С12Н22О11), в состав сахарозы входят остаток А-глюкозы и В-фруктозы.

При попадании сахар в воду начинается процесс его растворения в ней — физико-химический процесс. Растворимость сахара сильно зависит от температуры смеси — чем она выше, тем больше сахара может раствориться в воде (максимально 200 г сахара в 100 мл воды).

Как происходит процесс растворения сахара в воде? От кристаллов сахара отделяются его молекулы, которые связываются с молекулами воды, которые окружают молекулы сахара гидратной оболочкой. Происходит процесс гидратации. При этом видимый сахар в растворе quot;исчезаетquot;, переходя в растворенную форму. Затем происходит процесс диффузии растворенного вещества — то есть спонтанное распределение молекул сахара в объеме воды. Раствор становится однородным.

С одной стороны это процесс физический, химический состав воды и сахара не меняется, только при растворении разрушается кристаллическая решетка в растворенном сахаре, при этом затрачивается энергия.

С другой стороны молекулы сахара становятся связанными с молекулами воды, образуя как бы новые химические соединения — гидраты, но их состав не является постоянным и легко изменяется.

Сахар относится к хорошо растворимым веществам (даже очень хорошо растворимым), так как в 100 г воды можно растворить до 200 г сахара. Растворение сахара в основном физический процесс, так как существенных изменений ни с молекулами воды, ни с молекулами сахара не происходит.

Это означает, что причиной растворения можно назвать особенности строения кристаллов сахара. Молекулы сахара легко отрываются от кристалла при образовании водородных связей с молекулами воды. По другому говоря энергия разрушения кристалла сахара небольшая, поэтому сахар хорошо растворяется в воде.

Растворение физико-химический процесс при котором происходит взаимодействие частиц.Когда сахар попадает в воду его молекулы которые находятся на поверхности сахарного кристалла вступают в реакцию с молекулами воды,одна молекула сахара вступает в реакцию с двумя молекулами воды.Таким образом, молекулы воды заставляют отрываться молекулы от сахарного кристалла в ступая с ним в реакцию и растворяя сам сахарный кристалл.

Сахар растворяется по причине гидролиза.

Так как сахар это олигосахарид и состоит всего лишь из двух молекул глюкозы. Удачи

Скорее всего это связанно с температурой той воды в которой сахарный песок не растворяется, или сахар синтетического изготовления и просто не пригоден для употребления в пищу, обычный сахар должен растворятся в теплой и горячей жидкости.

Источник: http://info-4all.ru/drugoe/pochemu-sahar-rastvoryaetsya-v-vode/

Физико-химические свойства карамельного сиропа, карамельной массы, расплавов сахарозы

Сиропы по своему химическому составу и физико-химическим свойствам отличаются от состава и свойств сырья, от свойств отдельных сахаров, которые вводятся с сырьем. Основные отличия заключаются в следующем:

1.Сиропы имеют более высокую редуцирующую способность, т.е. более высокое содержание редуцирующих сахаров и редуцирующих веществ

2.Сиропы имеют повышенную цветность по сравнению со смесью сырья

3.Сиропы гигроскопичны, гигроскопичность выше гигроскопичности отдельных сахаров и углеводов сырья

Все отличия объясняются химическими и физико-химическими изменениями сахаров и др. углеводов в процессе приготовления сиропов. Значительные изменения сахаров могут происходить при хранении и транспортировании сиропов. Поэтому следует исключать длительное промежуточное хранение сиропов и транспортирование, особенно на значительные расстояния. Наилучшее качество сиропов, особенно карамельных, достигается при использовании непрерывных способов приготовления рецептурных смесей и сиропов на станциях ШСА. Это достигается за счет повышения концентрации рецептурной смеси, применения способа уваривания под давлением, сокращения продолжительности уваривания и в целом технологического цикла, непосредственная передача карамельного сиропа на уваривание до карамельной массы в змеевиковые вакуум-аппараты.

Расплавы сахарозы получают при производстве твердых грильяжных масс. Сахар переходит из кристаллического состояния в аморфное при нагревании до температуры, превышающей температуру плавления. Это изменяет его физико-химические свойства. При плавлении сахара происходит карамелизация, появляются красновато-коричневая окраска, специфический вкус и аромат. Интенсивность физико-химических изменений зависит от времени нагревания и конечной температуры. При температурахо С даже кратковременное воздействие в течение 15-20с в расплаве происходит глубокий распад сахаров с образованием темноокрашенных веществ. Увеличивается содержание редуцирующих веществ (моносахариды, ангидриды сахаров, оксиметилфурфурол, фурфурол, красящие вещества).

Рассмотрим химический состав и свойства сахаров, которые проявляются в наибольшей степени в производстве карамели.

Сахароза. Молекула сахарозы состоит из двух остатков моносахаридов: Д-глюкозы и Д-фруктозы, соединенных глюкозидными группами. Температура плавления кристаллов сахарозыо С. Сахароза хорошо растворима в воде. Растворимость повышается с ростом температуры. При температуре 50 о С в насыщенном растворе содержится 72.2% сахарозы и возрастает при температуре 100 о С до 82.97%. Большое значение имеет свойство растворов сахарозы растворять другие сахара. При этом общая концентрация растворенных веществ возрастает, что дает возможность получить более концентрированные сиропы.

Однако предельная концентрация самой сахарозы в присутствии других сахаров и патоки снижается. Так при температуре 50 о С и введении 46% инвертного сиропа в насыщенном растворе можно растворить не 72.2%,а лишь35.7%.Но общее количество сахаров в насыщенном растворе составит 81.7% (против 72.2). При введении 40.5% патоки растворимость сахарозы в насыщенном растворе снижается от 72.2 до 38%,а общая растворимость составит78.5 %.

Сахароза не гигроскопична. Однако при добавлении к сахарозе других сахаров смесь становится гигроскопичной даже при низкой относительной влажности воздуха. Наибольшее влияние оказывают инвертный сахар и фруктоза. Глюкоза и мальтоза оказывают меньшее влияние на гигроскопичность сахарозы. В спирте этиловом сахароза не растворяется. Растворяется в водно-спиртовых смесях. По влиянию на растворимость сахарозы вещества можно расположить в следующем порядке: декстрины, патока картофельная, патока кукурузная, глюкоза, фруктоза. Вязкость растворов сахарозы увеличивается с повышением концентрации и уменьшается с повышением температуры. Сахароза относится к нередуцирующим сахарам.

Глюкоза. Глюкоза в чистом виде находит ограниченное применение и вносится в изделия с разнообразным сырьем. Глюкоза — кристаллическое вещество. Кристаллизуется глюкоза из воды в виде а-формы, которая при растворении переходит частично в в-форму. В растворе устанавливается подвижное равновесие всех форм. Растворение глюкозы -эндотермический процесс. Этим объясняется холодящий сладкий вкус при употреблении глюкозы. Вязкость насыщенных растворов глюкозы увеличивается с повышением температуры. Гигроскопичность кристаллической глюкозы невысокая, но выше чем у сахарозы. Гигроскопичность водных растворов глюкозы выше чем кристаллической. Глюкоза начинает притягивать влагу при относительной влажности выше 85%.При нагревании растворов глюкозы в кислой среде образуются различные продукты. При действии щелочных растворов на глюкозу она быстро разлагается с образованием сильноокрашенных продуктов.

Фруктоза. Фруктоза входит в состав диетических изделий. Температура плавления кристаллов фруктозыо С. Фруктоза хорошо растворяется в воде. Ее растворимость выше чем у сахарозы и глюкозы и значительно повышается с ростом температуры. Обладает очень высокой гигроскопичностью: уже при относительной влажности воздуха% поглощает воду. Относится как и глюкоза к редуцирующим веществам. При нагревании фруктозы ее растворы претерпевают те же изменения, что и растворы глюкозы, но интенсивность этих изменений у фруктозы значительно выше. В щелочной среде, даже при малой щелочности, при незначительном нагревании образуются темноокрашенные вещества.

Мальтоза. Мальтоза вносится в кондитерские изделия вместе с патокой и частично может образовываться за счет гидролиза декстринов патоки. Мальтоза является дисахаридом и ее молекула состоит из двух остатков глюкозы. Обладает редуцирующей способностью, но меньшей чем глюкоза. Температура плавленияо С. Хорошо растворяется в воде. Растворимость повышается с ростом температуры. Мальтоза довольно стойко переносит нагревание, но с появлением глюкозы (как продукта разложения) процесс ускоряется.

Инвертный сироп. Инвертный сироп представляет собой раствор равных количеств глюкозы и фруктозы. Готовят инвертный сироп кислотным или ферментативным гидролизом сахарозы в растворе. Кроме глюкозы и фруктозы инвертный сироп содержит до 5% сахарозы. Реакция гидролиза идет по уравнению:

Из 342 частей сахарозы получается 360 частей равных количеств глюкозы и фруктозы. Инвертный сироп обладает высокой гигроскопичностью. Химические свойства инвертного сиропа определяются свойствами глюкозы и фруктозы. При нагревании сиропа за счет разложения глюкозы и фруктозы образуются продукты повышенной цветности. Этот процесс особенно интенсивно идет в щелочной среде.

Патока. Патока является продуктом неполного гидролиза крахмала. В состав патоки входят глюкоза и мальтоза, т.е. редуцирующие вещества и декстрины. Содержание сухих веществ%. Содержатся минеральные вещества, азотистые. Последние вызывают потемнение патоки при нагревании. В зависимости от степени гидролиза патока имеет различную редуцирующую способность. Редуцирующие вещества патоки условно выражаются в глюкозе. Патока обладает инвертирующей способностью, зависящей от рН. Поэтому в сахаро-паточных растворах при нагревании неизбежно происходит инверсия сахарозы. Степень инверсии зависит от активной кислотности патоки, степени нагрева, продолжительности и концентрации сухих веществ. Высокая вязкость патоки, обусловленная высоким содержанием декстринов, изменяется в значительных пределах в зависимости от температуры, общего содержания сухих веществ, от соотношения между составными частями патоки.

Карамельные сиропы готовят по различным рецептурам:

-с использованием в качестве антикристаллизатора карамельной патоки

-с использованием в качестве антикристаллизатора инвертного сиропа

-по смешанной рецептуре с использованием карамельной патоки и инвертного сиропа.

Для растворения сахара в виде жидкой фазы используют воду, в меньшей степени – молоко (в соответствии с рецептурой).

В зависимости от рецептуры сиропа, его назначения и технологии приготовления происходят химические изменения сахаров, содержащихся в сырье. Но эти изменения происходят с разной интенсивностью и в разной степени сказываются на качестве готового изделия. Наибольшее влияние оказывают изменения сахаров на качество карамели.

Дата добавления:9 ; просмотров: 1213 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: http://helpiks.org/.html