Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2011 в 08:35, курсовая работа
Задачи:
Выявление строения молекул углеводов, их свойства.
Изменения углеводов в процессе технологической обработки пищи.
Цель работы: изучить теоретические воззрения по вопросу исследования строения углеводов и их свойств, прогнозировать пищевую ценность.
Введение……………………………………………………….стр.3
Глава 1
Классификация углеводов и нахождение их в природе….…стр.
Глава 2
История открытия углеводов…………………………….…...стр.
Глава 3
Углеводы – источник питания………………………………..стр.
Заключение…………………………………………………….стр.
Используемая литература………
Содержание.
Введение……………………………………………………….
Глава 1
Классификация углеводов и нахождение их в природе….…стр.
Глава 2
История открытия углеводов…………………………….…...стр.
Глава 3
Углеводы – источник питания………………………………..стр.
Заключение……………………………………………………
Используемая литература…………………………………….стр.
Приложение
Введение.
Предмет исследования: углеводы растительного происхождения, характеристика их строения, свойств и пищевая ценность.
Задачи:
Цель
работы: изучить теоретические воззрения
по вопросу исследования строения углеводов
и их свойств, прогнозировать пищевую
ценность.
Углеводы – обширный класс органических соединений. В клетках живых организмов углеводы являются источниками и аккумуляторами энергии. В растениях (где на долю углеводов приходится 90% сухого вещества) и некоторых животных они выполняют роль опорного материала, входят в состав многих важнейших природных соединений, выступают в роли регуляторов важнейших биохимических реакций. Соединяясь с белками и липидами, углеводы образуют сложные высокомолекулярные комплексы, составляющие основу субклеточных структур, а следовательно основу живой материи.
Углеводы занимают исключительно важное место в питании. Их доля по калорийности в продуктах питания составляет от 50-80%.
Название «углеводы» предложил в 1884 году русский химик К.Г.Шмидт, исходя из того, что эти вещества по составу формально соответствуют соединению углерода с водой общей формулой Сm(Н2О)m . В дальнейшем стало известно много углеводов, не отвечающих этому условию, однако название «углеводы» прочно укоренилось в химии, биологии, медицине и других смежных науках.
Углеводы содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения. Образование углеводов в природе начинается со сложнейших биохимических реакций в процессе фотосинтеза растений из диоксида углерода и воды, который происходит в зеленых частях растений при участии хлорофилла. Этот процесс сопровождается поглощением тепловой энергии. Суммарный процесс фотосинтеза можно изобразить следующей схемой:
nCO2 + nH2O→ CnH2nOn + n18O2 – 2830Дж (676ккал)
Методом меченых атомов показано, что в процессе фотосинтеза кислород воды выделяется в атмосферу. В процессе ассимиляции углекислого газа растения ежегодно синтезируют до 1000 млрд. тонн биомассы, связывая до 150 млрд. тонн углерода и 25 млрд. тонн воды. При этом в атмосферу поступает до 400 млрд. тонн кислорода.
С углеводами мы встречаемся в домашнем быту буквально на каждом шагу. Во-первых, они содержатся в больших количествах в муке, крупах, картофеле, фруктах и ягодах. Во-вторых, применяется в кулинарии и в чистом виде: крахмал используется для приготовления киселей, сахар – для сладких блюд.
К углеводам относятся простые сахара (глюкоза – виноградный сахар, фруктоза – фруктовый сахар), а также сложные сахара, или дисахариды (свекловичный, молочный, солодовый, грибной) и полисахариды (крахмалы, клетчатка).
Углеводы – один из важнейших пищевых веществ. Они являются в нашем питании наряду с жирами основными поставщиками энергии. Каждый грамм углеводов дает 3,75 – 4 ккал, общая потребность в них для взрослого человека составляет 400 – 500 грамм в сутки с синтетическими заменителями.
Глава 1.
Классификация
углеводов и нахождение их в природе.
Углеводы широко распространены
в природе и играют большую роль в биологических
процессах живых организмов и человека.
В зависимости от их строения можно подразделить
на моносахариды, дисахариды и полисахариды.
Углеводы
↓
Моносахариды
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Глюкоза Фруктоза
Рибоза Сахароза Мальтоза
Крахмал Целлюлоза
Моносахариды. Молекулы моносахаридов построены из неразветвленных углерод-углеродных целей, содержащих различное число атомов углерода. В состав растений и животных входят главным образом монозы с 5, 4, 6 углеродными атомами – пентозы и гексозы. У атомов углерода расположены гидроксильные группы, а один из них окислен до альдегидной (альдозы) или кетонной (кетозы) группы.
Мы порой и не подозреваем, какие важные превращения претерпевают некоторые моносахариды, например глюкоза.
При изучении состава глюкозы выяснили, что ее простейшая формула СН2О, а молярная масса 180г/моль. Отсюда можно сделать вывод, что молекулярная формула глюкозы С6Н12О6.
Для
установления структурной формулы
молекулы глюкозы необходимо знать
ее химические свойства. Экспериментально
доказали. Что один моль глюкозы реагирует
с пятью молями уксусной кислоты с образованием
сложного эфира. Это означает, что в молекуле
глюкозы имеется пять гидроксильных групп.
Так как глюкоза с аммиачным раствором
оксида серебра дает реакцию «серебряного
зеркала», то в ее молекуле должна быть
альдегидная группа. Опытным путем также
доказали, что глюкоза имеет неразветвленную
углеродную.
На
основании этих данных строение молекулы
глюкозы можно выразить следующей
формулой:
Н Н Н ОН Н
Н – С – С – С – С – С – С
ОН ОН ОН Н
ОН
Как видно из структурной формулы, глюкоза является одновременно многоатомным спиртом и альдегидом, т. е. альдегидоспиртом. Так как в молекуле глюкозы С6Н12О6 шесть атомов углерода, то она является представителем гексоз.
Дальнейшие
исследования показали, что кроме
молекул с открытой цепью для
глюкозы характерны молекулы циклического
строения. Это объясняется тем, что молекулы
глюкозы вследствие вращения атомов углерода
вокруг связей могут принимать изогнутую
форму и гидроксильная группа пятого атома
углерода может приблизиться к альдегидной
группе. В последней под воздействием
гидроксильной группы разрывается П –
связь. К свободной связи присоединяется
атом водорода, и образуется шестичленное
кольцо, в котором альдегидная группа
отсутствует. Доказано, что в водном растворе
существуют обе формы молекул глюкозы
– альдегидная и циклическая, между которыми
устанавливается химическое равновесие:
В молекулах глюкозы с открытой цепью альдегидная группа может свободно вращаться вокруг - связи, которая находится между первым и вторым атомами углерода. В молекулах циклической формы такое вращение невозможно. По этой причине циклическая форма молекул глюкозы может иметь различное пространственное строение:
А) - форма глюкозы – гидроксильные группы при первом и втором углеродных атомах расположены по одну сторону кольца молекулы
Б)
- форма глюкозы – гидроксильные
группы находятся по разные стороны
кольца молекулы:
Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата С6Н12О6Н2О. По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая. О том, что моносахарид глюкоза – необходимый компонент пищи, один из главных участников обмена веществ в организме, сейчас знает каждый. Прежде всего при ее окислении выделяется больше трети используемой в организме энергии. Есть и другой важный энергетический ресурс – жиры, но роль глюкозы и жиров в энергетике разных органов различна. Сердце, например, использует в качестве топлива жирные кислоты – продукт распада жиров.
Фруктоза (фруктовый сахар) – находится в плодах, ягодах, овощах, меде. Она очень гигроскопична. Сладость ее в 2,2 раза выше сладости глюкозы.
Галактоза – составная часть молочного сахара. Она обладает незначительной сладостью, в свободном виде в природе не встречается.
Манноза
– содержится во фруктах.
Дисахариды (С12Н22О11)n. Особое значение имеют дисахариды, молекулы которых построены из двух одинаковых или разных моноз. Одна из молекул моноз всегда участвует в построении молекулы дисахарида свом полуацетальным гидроксилом, другая – полуацетальным или одним из спиртовых гидроксилов. Если в образовании молекулы дисахарида монозы участвуют своими полуацетальными гидроксилами, образуется невосстанавливающий дисахарид. В восстанавливающем дисахариде циклическая форма одного остатка не является закрепленной, и оставшийся свободным полуацетальный гидроксил может перейти таутомерную альдегидную форму. Поэтому восстанавливающий дисахарид может восстанавливать гидроксиды металлов до чистых металлов.
К дисахаридам относят сахарозу, мальтозу, лактозу, трегалозу. Это белые кристаллические вещества хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус. Однако сладость без лишних сахаров не одинакова. Если сладость сахарозы принять за 100, то при одинаковой температуре сладость остальных сахаров составляет: фруктозы – 173, глюкозы – 74, мальтозы и галактозы – 32, лактозы – 16.
Под
действием ферментов
С12Н22О11 → С6Н12О6 + Н2О
Все
эти продукты темно – бурого цвета
под названием «колер»