Cukry

2

Definicja cukrów

Są

to

związki

organiczne

-

wielowodorotlenowe alkohole, składające
się

z

węgla,

wodoru

i tlenu, w których stosunek wodoru do
tlenu jest taki sam jak w wodzie, czyli 2:1.

3

Występowanie cukrów



Węglowodany (cukry)

występują w takich

produktach jak:

- produkty zbożowe, np.

pieczywo, ryż, makaron

- nabiał, np. mleko

jogurt, kefir

- owoce

- soki

- słodycze

- niektóre warzywa, np.

ziemniaki, kukurydza,

fasola, zielony groszek.

4

Powstawanie cukrów



Cukry powstają w procesie
fotosyntezy przy katalitycznym
działaniu chlorofilu
z tlenku węgla (IV) i wody w
organizmach roślin.

Wzór:





2

2

2

2

XO

O

CH

O

XH

XCO

x

światło





 





chlorofil

cukier

5

Podział cukrów

Podstawowym kryterium podziału
węglowodanów jest podział na:



cukry proste, inaczej monosacharydy
(jednocukry) tj. glukoza, fruktoza



dwucukry, inaczej disacharydy tj.
sacharoza, laktoza, maltoza



wielocukry dzielące się na
oligosacharydy i polisacharydy tj.
skrobia, celuloza, glikogen

6

Cukry proste -
monosacharydy

W cząsteczkach cukrów występują grupy

funkcyjne aldehydowa i ketonowa jako
grupy główne oraz grupy OH. Wszystkie
monosacharydy możemy podzielić:



Ze względu na obecność grupy
funkcyjnej na aldozy (grupa aldehydowa)
lub ketozy (grupa ketonowa)



Ze względu na liczę atomów węgla w
cząsteczce: triozy, tetrozy, pentozy,
heksozy.

7

Podział cukrów ze względu na obecność
grupy funkcyjnej

8

Podział cukrów prostych ze względu na
liczbę atomów węgla w cząsteczce:

9

Do cukrów prostych
zaliczamy:



Glukoza - cukier gronowy, szeroko

rozpowszechniony w naturze. Znajduje

się w sokach roślinnych, zwłaszcza

owocowych. Glukoza jest cukrem

fizjologicznym - znajduje się w płynach

ustrojowych.



Fruktoza - cukier owocowy, występuje

w owocach, soku z owoców, w miodzie.

10

Właściwości fizyczne glukozy



stan skupienia stały



biała



krystaliczna



słodka



bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie



odczyn obojętny



temperatura topnienia 140°C



nierozpuszczalna w etanolu.

11

Właściwości chemiczne
glukozy



palna



reaguje z wodorotlenkiem miedzi dając

związek kompleksowy (barwa lazurowa)



posiada właściwości redukujące (ulega

reakcji dla cukrów redukujących).



Wodorotlenek miedzi(II) (barwa

niebieska) pod wpływem glukozy

rozkłada się do czerwonego tlenku

miedzi (I).

12

Zastosowanie i występowanie
glukozy



w medycynie: m.in. jako środek

wzmacniający serce, w schorzeniach

wątroby, do konserwowania krwi



przemysł spożywczy: wyroby

cukiernicze



przemysł włókienniczy: m.in. barwienie

skór.



Występowanie: owoce (szczególnie

winogrona), miód (jest bardziej

charakterystyczny dla fruktozy).

13

Wykrywanie glukozy w
roztworach

Do wykrywania glukozy przeprowadza
się dwie charakterystyczne dla niej
reakcje: próbę Trommera i próbę
Tollensa (zwana także próbą próbom
lustra srebrowego). Obie te próby
dowodzą, iż glukoza ma właściwości
redukujące.

14

Próba Trommera



Do świeżo strąconego wodorotlenku

miedzi(II) dodaje się roztwór

glukozy, następnie całą probówkę

ogrzewa się. Po chwili niebieski osad

Cu(OH)2 zmienia barwę na

czerwoną. Powstała substancja to

CuO (tlenek miedzi(I)). Opisana

powyżej reakcja jest reakcją redukcji

miedzi.



2 Cu(OH)2 + glukoza → Cu2O +

kwas organiczny + 2 H2O



W tej reakcji wodorotlenek miedzi(II)

pełni rolę utleniacza, a glukoza -

reduktora. W wyniku redukcji

powstaje tlenek miedzi(I), a w

reakcji utleniania - kwas organiczny

(kwas glukonowy) i woda (H2O).

15

Próba Tollensa



W wyniku reakcji azotanu(V) srebra(I) z
wodorotlenkiem sodu i roztworem
amoniaku powstaje amoniakalny roztwór
tlenku srebra(I). Pod wpływem
ogrzewania z glukozą tlenek ten redukuje
się do metalicznego srebra, które w
postaci lustra osadza się na ściankach
probówki. Jej pozytywny wynik
potwierdza redukujące właściwości cukru.



Ag2O + C6H12O6 → 2Ag + C6H12O7

16

Fruktoza



Fruktoza , czyli cukier

owocowy – monosacharyd

występujący w owocach i

miodzie.



Fruktoza podobnie jak glukoza

należy do cukrów prostych. Ma

taki sam wzór jak glukoza

C6H12O6 . Jest izomerem

glukozy. Fruktoza stanowi łatwo

przyswajalny składnik

pożywienia. Stosuje się ją jako

środek słodzący dla ludzi

chorych na cukrzycę. Fruktoza

jest najsłodsza z cukrów.

Wchodzi w skład dwucukru

sacharozy (glukoza + fruktoza).

17

Właściwości fruktozy



Fruktoza w

temperaturze

pokojowej jest białą

substancją

krystaliczną.

Temperatura topnienia:

około 100°C. Fruktoza

posiada słodki smak

(nieco słodszy od

sacharozy) i dobrze

rozpuszcza się w

wodzie.



W wyniku fermentacji

ulega przemianie do

etanolu.

18

Zastosowanie fruktozy



jako substytut cukru dla diabetyków



wspomagająca w chorobach serca,
profilaktycznie – ma działanie
przeciwnowotworowe



jako substrat w przemyśle
farmaceutycznym



w przemyśle spożywczym

19

Dwucukry



Sacharoza - składa się z glukozy i
fruktozy. Występuje w dużej ilości w
trzcinie cukrowej i burakach cukrowych.



Laktoza - składa się z glukozy i
galaktozy. Występuje w mleku i
produktach mlecznych.



Maltoza - składa się z z dwóch
cząsteczek glukozy. Występuje w piwie i
produktach piekarniczych.

20

Sacharoza



Jest cukrem
złożonym, o wzorze
sumarycznym
C12H22O11, należy
do dwucukrów, jej
cząsteczka
zbudowana jest
z fragmentów dwóch
cukrów prostych:
glukozy i fruktozy.

21

Właściwości fizyczne
sacharozy



W temperaturze pokojowej sacharoza jest
bezbarwnym, krystalicznym ciałem stałym. Jest
nietoksyczna, ma słodki smak i bardzo dobrze
rozpuszcza się w wodzie. Temperatura
topnienia:
184 °C. Należy do cukrów nieredukujących, o
czym świadczy negatywny wynik próby
Trommera.
W kwaśnych warunkach hydrolizuje do fruktozy
i glukozy wg schematu:

22

Otrzymywanie sacharozy



Na skalę przemysłową

otrzymuje się ją z dwóch

roślin. W klimacie

umiarkowanym - jest to

burak cukrowy, zaś w

klimacie tropikalnym -

trzcina cukrowa. Na małą

skalę otrzymuje się ją także

z syropu klonu cukrowego.

Cukier nazywa się czasem

ze względu na nazwę

surowca cukrem

buraczanym, cukrem

trzcinowym lub cukrem

klonowym.

23

Zastosowanie sacharozy



Jest stosowana jako

najpopularniejszy

środek słodzący.

W odniesieniu do niej

określa się słodkość

innych związków.



Jest doskonałym

konserwantem dla

mleka i dżemów,

ponieważ obniża

aktywność wodną w

tych produktach, przez

co hamuje wzrost

pleśni.

24

Cukier buraczany



Cukier buraczany, jako gotowy produkt,
jest w Polsce nazywany cukrem spożywczym



Cukier ten otrzymywany jest z buraków
cukrowych zwany SACHAROZĄ

25

Proces produkcyjny cukru z
buraków

Technologia produkcji cukru z buraków cukrowych w cukrowniach

składa się z kolejnych procesów:



pokrojone korzenie (tzw. krajanka) ługuje się wodą

w temperaturze 75-85 °C



otrzymany w ten sposób sok zawiera ok. 15% cukru



w celu oczyszczenia poddaje się go najpierw procesowi

nawapniania, a następnie saturacji



po odfiltrowaniu wytrąconych zanieczyszczeń sok zagęszcza

się

w wyparkach, aż do wykrystalizowania surowego cukru



następnie poddaje się go rafinacji polegającej na

rozpuszczeniu go w wodzie, odbarwieniu za pomocą węgla

aktywnego, powtórnym odparowaniu, odwirowaniu i suszeniu



zgodnie z polską normą - cukier biały zawiera nie mniej niż

99,8% sacharozy, a cukier rafinowany - powyżej 99,85%.

26

Schemat produkcji cukru

27

Laktoza



Podstawowy węglowodan przyjmowany
przez niemowlęta i całkowicie
pokrywający ich zapotrzebowanie na
węglowodany. Potocznie zwany cukrem
mlekowym.
W przewodzie pokarmowym pod wpływem
enzymu laktozy ulega rozpadowi do
glukozy i galaktozy, które zostają
wchłonięte do krwi. Wykazuje właściwości
redukujące w odróżnieniu od sacharozy.

28

Właściwości chemiczne
laktozy



Chemicznie jest to bezbarwna substancja

stała o temperaturze topnienia 225°C,

rozpuszczalna w wodzie, słabo

rozpuszczalna w alkoholu

i nierozpuszczalna w eterze. W jelicie

cienkim ssaków enzym laktaza rozkłada

laktozę na cukry proste, które ulegają

wchłanianiu (absorpcji jelitowej).

Występuje u niemowląt w okresie

karmienia piersią, później stopniowo

zanika.

29

Otrzymywanie i zastosowanie
laktozy



Laktozę otrzymuje się z serwatki

podczas produkcji sera. Stosowana jest

w przemyśle farmaceutycznym jako

wypełniacz, w lecznictwie, przemyśle

spożywczym i w pirotechnice. Jest

najczęściej używanym środkiem

rozcieńczającym w recepturze

aptecznej. Służy do sporządzania

rozcierek, w celu uzyskania określonego

stężenia substancji czynnej lub jako

zabezpieczenie proszków silnie

wilgotniejących.

30

Maltoza



Maltoza, cukier słodowy – organiczny

związek chemiczny z grupy

węglowodanów. Jest to dwucukier

zbudowany z dwóch cząsteczek

glukozy, połączonych wiązaniem α-1,4

glikozydowym. Fermentuje.

Otrzymywany przez hydrolizę skrobi,

stosowany jako środek słodzący, do

pożywek bakteriologicznych,

stabilizator wielosiarczków. Występuje

w słodzie

i pośrednich produktach przemysłu

fermentacyjnego.

31

Wielocukry



Skrobia – składa się wyłącznie z merów glukozy.
Szczególnie bogate w skrobię są ziarna zbóż i
bulwy ziemniaka.



Celuloza - nierozgałęziony biopolimer,
polisacharyd, o cząsteczkach złożonych z
kilkunastu do kilkuset tysięcy jednostek glukozy
połączonych wiązaniami glikozydowymi.
Występowanie: pnie drzew, źdźbła traw, korzenie,
liście.



Glikogen - wielocukier, którego cząsteczki
zbudowane są z połączonych reszt glukozy.
Występuje w bakteriach, grzybach i w ziarnach
niektórych gatunków kukurydzy.

32

Skrobia

Wielocukier powstały w wyniku
połączenia od kilkuset do kilku
tysięcy cząsteczek glukozy.
Tworzą ją dwa polisacharydy:
amyloza (ok. 20% skrobi) i
amylopektyna , która jest
głównym składnikiem skrobi.
Substancja zapasowa
większości roślin, występuje
głównie w nasionach i
bulwach. Najwięcej skrobi
zawierają ziarna zbóż.

33

Właściwości skrobi



Skrobia jest białą substancją stałą, bez

zapachu i bez smaku. Nie rozpuszcza się

w zimnej wodzie, natomiast w gorącej

wodzie pęcznieje tworząc tzw. Kleik

skrobiowy.



Skrobia nie wykazuje właściwości

redukujących charakterystycznych dla

glukozy. Długie ogrzewanie skrobi w

obecności wody i kwasów lub enzymów

prowadzi do jej hydrolizy, której

końcowym etapem jest glukoza.

34

Reakcja charakterystyczna
skrobi



Próba

jodoskrobiowa
Pod wpływem

jodyny (roztwór

jodu w alkoholu)

skrobia przyjmuje

zabarwienie

ciemnogranatowe

wówczas można

wykryć jej

obecność.

35

Celuloza



Wielocukier o wzorze (C6H10O5)n. Ma włóknistą
budowę i jest to najważniejszy składnik budulcowy
roślin. Zwana również błonnikiem. Odporna jest na
działanie wysokiej temperatury, różnych związków
chemicznych, nie rozpuszcza się ani w zimnej ani
w ciepłej wodzie, również nie ulega rozpuszczeniu
w rozpuszczalnikach organicznych.



Nieprzyswajalna przez organizm człowieka,
ponieważ nie ulega hydrolizie w przewodzie
pokarmowym. Jest natomiast rozkładana do
glukozy przy udziale flory bakteryjnej w przewodzie
pokarmowym zwierząt trawożernych, u których
pokrywa zapotrzebowanie na węglowodany.

36

Zalety celulozy



Celuloza ułatwia właściwe
funkcjonowanie przewodu pokarmowego



wspomaga pracę jelit (poprawia ich
perystaltykę)



ułatwia przesuwanie treści pokarmowej,



obniża poziom cholesterolu LDL



zapobiega powstawaniu żylaków (w tym
hemoroidów)



pomaga w zwalczaniu otyłości

37

Występowanie celulozy



pnie drzew



źdźbła traw



łodygi krzewów



korzenie, liście



inne części roślin



niemal czystą celulozę zawiera len,
bawełna, konopie

38

Glikogen



Glikogen to wielocukier, który występuje

w organizmach zwierzęcych jako materiał

zapasowy. Jego cząsteczki zbudowane są

z połączonych reszt glukozy.



W stanie czystym glikogen ma postać

bezbarwnego proszku, który pęcznieje w

wodzie. Cząsteczki glikogenu posiadają

silnie rozgałęzioną strukturę, składającą

się z krótkich łańcuchów, liczących 12-18

reszt glukozowych.

Dziękujemy za uwagę