ZWIĄSKI CHEMICZNE W SKŁADNIKACH POKARMOWYCH

1. Tłuszcze i węglowodory (cukry) dzięki biologicznemu utlenieniu dostarczają organizmom energii potrzebnej do ich funkcjonowania.

2. Białka pełnią funkcje budulcową – pod wpływem enzymów (katalizatorów biologicznych) rozpadają się do aminokwasów z których organizm wytwarza własne odmiany białek.

TŁUSZCZE

1. Tłuszcze: estry gliceryny i wyższych kwasów karboksylowych. Można je otrzymać w reakcji estryfikacji.

Gliceryna + kwas tłuszczowy -> ester + woda

Gliceryna (glicerol) + 3 cząsteczki kwasu stearynowego -> tristearynian gliceryny + 3 cząsteczki wody.

2. Podział tłuszczów ze względu na:

a) budowę cząsteczki oraz stan skupienia w temperaturze pokojowej:

STAŁE (nasycone): masło, smalec, słonina, łój.

CIEKŁE (nienasycone): tran, olej

b) ze względu na pochodzenie:

ROŚLINNE: olej np, słonecznikowy, rzepakowy

ZWIERZĘCE: słonina, smalec, masło, tran

3. Tłuszcze ulegają reakcji zmydlania. Jest metodą otrzymywania mydła na skalę przemysłową.

TŁUSZCZ + ZASADA (sodowa lub potasowa) -> MYDŁO + GLICERYNA

Tripalmitynian gliceryny + zasada sodowa -> gliceryny + 3 cząsteczki mydła palnitynianu+ soda

4. Ze względu na większą wygodę używa się tłuszczów stałych, w technice i przemyśle spożywczym opracowano technologię utwardzania tłuszczów – polega ona na przemianie oleju roślinnego w tłuszcz stały, przez dodanie wodoru (uwodornienia)

TŁUSZCZ ROŚLINNY >UWODORNIENIE (katalizator NIKIEL)> TŁUSZCZ STAŁY

TRIOLEINIAN GLICERYNY + WODÓR -> TRISTEARYNIAN GLICERYNY

(C₁₇H₃₃COO)₃ C₃H₅ +6H₂ -> (C₁₇H₃₅COO)₃ C₃H₅

POZNAJEMY SKŁAD PIERWIASTKOWY, WŁAŚCIWOŚCI I REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE BIAŁEK.

1. Białka (pektyny) – występują we wszystkich organizmach żywych, zarówno roślinnych jak i zwierzęcych. Są składnikiem stanowiącym materiał budulcowy tkanek.

-szczególnie w organizmie ludzkim i zwierzęcych, wchodzą w skład: krwi, mięśni, chrząstek, skóry, włosów, paznokci, sierści, piór, kopyt, rogów.

Białka to wielo cząsteczkowe związki organiczne o bardzo skąp likowanej budowie, produkty łączenia się aminokwasów.

2. W skład przeciętny białek: węgiel, tlen, azot, wodór, siarka, fosfor.

3. Podział białek:

PROSTE(proteiny): zbudowane z fragmentów aminokwasów

ZŁOŻONE (protetydy): oprócz części pochodzącej od aminokwasów zawierają pierwiastki lub przyłączone cząsteczki inny związków organicznych (chemicznych).

POZNAJEMY SKŁAD PIERWIASTKOWY, WŁAŚCIWOŚCI I REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE CUKRÓW.

1. Skład pierwiastkowy i podział cukrów

Cukry są związkami organicznymi rozpowszechnionymi na świecie.

D1. Badamy skład pierwiastkowy cukru

O1. Cukier zwęglił się i stał się czarny, na dnie widoczna jest woda, kolba była ciepła, dym unosił się Nat kolbą, charakterystyczny zapach.

W1. Stężenie H₂SO₄ mający właściwości higroskopijne pochłoną wodę znajdującą się w cukrze, pozostawiając sam węgiel. Wynika z tego, że w składzie cukru wchodzą: węgiel, wodór i tlen.

2. Cukrom przypisuje się ogólny wzór:

C_n(H₂O)_m

C_nH_2mO_m

n – liczba atomów węgla w cząsteczce

m – liczba atomów tlenu w cząsteczce

3. Podział i przykłady cukrów:

Cukry (sacharydy):

PROSTE (monosacharydy): glukoza, fruktoza <- C₆H₁₂O₆

ZŁOŻONE: a) dwucukry (disacharydy): sacharoza, maltoza, laktoza <C₁₂H₂₂O₁₁

b) wielocukry (polisacharydy): skrobia (C₆H₁₀O₅)_n, n>300

(C₆H₁₀O₅)_m m>1000

CUKRY PROSTE

6 CO2 + 6 H20 >ENERGIA SŁONECZNA, CHLOROFIL> 6 O2 + C6H10O6 <- FOTOSYNTEZA

Glukoza to związek bardzo rozpowszechniony w przyrodzie. Powstaje w roślinach podczas fotosyntezy. Szczególnie dużo glukozy znajduję się w soku winogronowym, stąd nazwa zwyczajna cukier gronowy.

C₆H₁₂+ 60₂ ^{(pobieranie z powietrza w procesie oddychania)} ->6 CO₂^{(wydalane w procesie oddychania)}+ 6H₂O + ENERGIA

W organizmach żywych glukoza spełnia rolę materiału energicznego, ponieważ jej utlenianiu w tkankach towarzyszy wydzielanie energii koniecznej do procesów biologicznych.

Glukoza i fruktoza są izomerami. Izomery to związki chemiczne o takich samych wzorach sumarycznych lecz różnych wzorach strukturalnych:

Pentan C₅H₁₂:

2 metylo butan:

2 dimetylo propan:

D2. Badanie właściwości glukozy

Na szalce Petriego umieszczono niewielką ilość glukozy i określamy jej właściwości: stan skupienia, rozpuszczalność w wodzie, barwę, zapach, smak.

O2. Stan skupienia: stały, rozpuszczalność w wodzie: dobra, barwa: ciała, zapach: brak, smak: słodki

W2. Glukoza jest nietoksyczna – stosuję się ją do słodzenia potraw spożywanych przez niemowlęta oraz osoby na diwcie.

D3. Wykrywanie glukozy – PRÓBA TROMMERA

Do próbówki ze świeżo przygotowanym wodorotlenkiem miedzi (II) (barwa niebieska) dodajemy roztwór glukozy i ogrzewamy.

O3. Niebieska substancja pod wpływem ciepła przez zielony staje się żółta. Później staje się brązowo-pomarańczowa (ceglasta).

W3. Glukoza wykazuje właściwości redukujące, zachodzi reakcja charakterystyczna na wykrycie glukozy

PRÓBA TOLLENSA (próba lustra srebrnego)

Próba Tollensa, to również reakcja na wykrywanie glukozy. Podczas ogrzewania brunatnego Ag₂O z C₆H₁₂O₆ na ściankach próbówki pojawia się srebro, czyli „lustro srebrne”.

DWUCUKRY

Sacharoza w środowisku kwasowym ulega reakcji hydrolizy, tj. rozkładowi na inne związki chemiczne w reakcji z wodą. Reakcja hydrolizy sacharozy zachodzi w naszych organizmach podczas trawienia. Sacharoza wchodzi w reakcje z wodą już w jamie ustnej pod wpływem enzymów zawartych w ślinie. W sokach żołądkowych znajdują się enzymy, woda i rozcięczony roztwór kwasu solnego. Pod ich wpływem następuje reakcja hydrolizy – rozkładu na glukozę i fruktozę.

Do dwucukrów o wzorze C₁₂H₂₂O₁₁ należą (sacharoza trzcinowa, buraczana, kiełkującego jęczmienia), laktoza (cukier mlekowy znajdujący się w mleku ssaków).

D4. Badanie właściwości fizycznych sacharozy.

Barwa: biała, stała, zapach: słodki (brak),smak: słodki, bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, nietoksyczny. kształty: budowa krystaliczna

D5. Próba Trommera

Do próbówki ze świeżo przygotowanym wodorotlenkiem miedzi II dodajemy sacharozę i ogrzewamy.

O5. Po ogrzaniu nic się nie dzieje, barwa roztworu cały czas jest niebieska.

W5. Sacharoza nie ma właściwości redukujących, świadczy o tym próba Trommera, negatywny jej wynik.

WIELOCUKRY(polisacharydy)

Do wielocukrów zaliczamy skrobię , celulozę, glikogen o wzorze ogólnym (C₆H₁₀O₅)_n, gdzie n to liczba naturalna różna dla każdego z tych związków.

Wielocukry zbudowane są z wielu z wielu cząsteczek monosacharydów, są nietoksyczne. W odróżnieniu od monosacharydów i disacharydów są nierozpuszczalne w wodzie i nie mają słodkiego smaku (skrobia).

Właściwości wielocukrów:

a) właściwości fizyczne skrobi: substancja stała, barwy białej, bez zapachu, śliska w dotyku, w zimnej wodzie źle się rozpuszcza

D6. Wykrywanie skrobi

Do świeżo przygotowanego kleiku skrobiowego dodajemy kilka kropli jodyny

O6. Przezroczysty kleik skrobiowy sprawił, że żółta jodyna stała się granatowa (niebieska).

W6. Jest to reakcja charakterystyczna do wykrywania skrobi.

Zadania rachunkowe związane z cukrami:

1. Wiedząc, że miód składa się z 70% z monosacharydów i w 10% z disacharydów, oblicz ile glukozy i fruktozy oraz ile sacharozy i maltozy jest w 2kg słoika naturalnego miodu.

2kg miodu w tym 70% monosacharydów i 10% disacharydów

2kg *70% = 2kg *= 1,4 kg

2kg * 10% = 2kg * = 0,2 kg

Odp. W 2kg miodu jest 0,2kg glukozy I fruktozy oraz 1,4kg sacharozy I maltozy.

2. Glukoza ulega fermentacji alkoholowej, napisz równanie tej reakcji. Napisz równanie reakcji biologicznego utleniania glukozy w komórkach ciała człowieka. Ustal stosunek liczby cząsteczek używanego w tym procesie tlenu do liczby cząsteczek tlenku węgla IV, który jest produktem tej reakcji.

C₆H₁₂O₆ 2 CO₂ + 2 C₂H₅OH + O₂ CH₃COOH + H₂O

^

DROŻDŻE 34-37 STOPNI C

3. Oblicz masowy skład procentowy pierwiastków wchodzących w skład glukozy i sacharozy MC=12u, MH=1u, MO=16u

MC6H12O6= 6*12u + 12*1u + 6*16u=180u

MC12H22O11= 12*12u + 22*1u + 11*16u=342u