Monozaharidele

MonozaharideleIntroducereMonozaharidele sunt compusi hidroxi-carbonilici, care contin in molecula lor,pe langa grupa hidroxil OH, o grupa aldehidica (aldoze) sau cetonica (cetoze). In functie de numarul atomilor de carbon care alcatuiesc molecula, monozaharidele se clasifica in dioze (cu 2 atomi de carbon), trioze (cu 3 atomi de carbon), tetroze (cu 4 atomi), pentoze (cu 5 atomi), si hexoze. Cea mai simpla monozaharida este aldehida glicolica,care este o aldodioza. Tetrozele nu se gasesc in natura. Pentozele sunt foarte raspandite in natura: arabinoza,xiloza, riboza; cat si hexozele: glucoza,galactoza,fructoza,sorboza.

MONOZAHARIDE IMPORTANTEPENTOZE: Dintre cele opt aldo-pentoze, numai patru se gasesc in natura, iar dintre ceto-pentoze,numai doua. Pentozele se caracterizeaza prin formare de furfurol, la incalzire cu acizi minerali diluati.XILOZA- este mult raspandita in natura, ca o componenta a gumelor vegetale si sub forma de xilan , o polizaharida ce insoteste celuloza in lemn si constituie o parte din asa-numita heiceluloza. Xilanul se mai gaseste in diverse materiale lignificate ca: paie, coceni de porumb, coji de seminte de bumbac si de floarea- soarelui. Din aceste materiale, de ex. Din coceni de porumb, se poate obtine xiloza prin hidroliza cu acizi diluati; din solutia rezultata se indeparteaza glucoza prin fermentare, iar xiloza cristalizeaza la concentrare. Xiloza, ca si celelate pentoze, nu este fermentata de drojdia obisnuita,dar varietatile Torula si Monilia cresc bine pe solutiile rezultate de la hidroliza paielor, a cocenilor si a stufului.

ARABINOZA- este mult raspandita in vegetale, unde apare sub forma unei polizaharide numita araban, precum si ca o componenta a gumelor si mucilagiilor vegetale si a hemicelulozei.De asemenea a fost gasita si in glicozide si in dizaharide. Se obtine prin hidroliza, din guma de cires sau din sfecla, dupa extragerea zaharului.RIBOZA-este un compus de cea mai mare importanta biologica , fiindca este alturi de dezoxi-riboza, o componenta esentiala aacizilor nucleici si apare in orice celula vie. In acizii nucleici, D-riboza este continuta in forma furanozica, legata glicozidic de anumiti derivati ai pirimidinei si purinei si de acid fosforic. Se obtine din acizii nucleici, prin hidroliza cu acizi diluati.HEXOZE: Principalii reprezentanti ai clasei sunt glucoza, manoza, galactoza, fructoza, care sunt si cele mai raspandite monozaharide. Ele se gasesc in natura libere, sub forma de glicozide, de oligozaharide si de polizaharide. Cele patru monozaharide naturale fermenteaza sub actiunea drojdiei de bere.

RibozaMANOZA- nu se intalneste libera in natura. In schimb, sunt frecvente polizaharidele ei, mananii . Unul dintre acestia, fildesul vegetal din nuca de fildes, fructul unui palmier sud-american este cel mai bun material pentru obtinerea manozei, prin hidroliza cu acizi; din siropul rezultat, manoza nu cristalizeaza decat greu, de obicei numai dupa insamantare. Manoza se transforma prin reducere in manitol si se formeaza din acest hexitol prin oxidare. Oxidarea manozei duce la acidul manonic si la acidul manozaharic.GALACTOZA- nu se gaseste libera decat rar, dar este adesea intalnita in dizaharide, trizaharide, polizaharide. De asemenea se gaseste in glicozide si in fosfatidele din creier. Galactoza se obtine , alaturi de glucoza prin hidroliza lactozei. Tesutul glandei mamare transforma in vitro glucoza in galactoza. Galactoza cristalizata este forma piranozica.Prin reducere cu amalgam de sodiu sau de aluminiu, galactoza trece in alcoolul hexahidroxilic optic inactiv, dulcitolul, o substanta care se intalneste si in natura, in vegetale. Prin oxidare se formeaza acidul galactonic, monocarboxilic si acidul mucic, dicarboxilic,optic inactiv.Galactoza este unul din putinele zaharuri din seria L gasit in natura ca polizaharida, in mucilagiul din samanta de in, in galactogenul din melc si in alte polizaharide izolate din alge marine.Prin hidroliza acestora se formeaza, in majoritatea cazurilor, galactoza, care se indeparteaza prin fermentare cu drojdie, fiind singura atacata de aceasta.

GLUCOZA SI OBTINEREA ACESTEIAIntroducereGlucoza este cea mai cunoscut monozaharid. Formul chimic C6H12O6. Alt denumire : pentahidroxihexanol. Glucoza este numit dup un cuvnt grecesc care inseamn zahr sau dulce. Una dintre cele mai importante componente ale vieii ,glucoza,a fost descoperit de Andreas Marggraf n 1747. Structura glucozei a fost descoperit de Emil Fischer n secolul al IX-lea. Glucoza se gsete n toate formele de via i este folosit ca o form de stocare a energiei. Atunci cnd polimerizeaz formeaz celuloza componenta a structurilor plantelor.

a. Proveniena n natur. Glucoza ocup primul loc n procesul de regenerare esuturilor i n biochimia glucidelor.Sub forma ei pur (d-glucoza sau dextroza, C6H12O6 H2O), este cel mai important dintre zaharuri, n special pentru fiziologia vegetal i animal.n natur, ea este fie sub form liber, fie n amestec cu alte substane zaharoase. Se gsete n proporii mici, aproape n toate esuturile organismelor animale i vegetale.Procesul de formare a glucozei prin fenomenul fotosintezei are loc prin reacia endoterm ntre bioxid de carbon i apProcesele de sintetizare care au loc n plantele verzi i organismul animal au ca efect nmagazinarea de substane de rezerv sub form de amidon (la plante), respectiv glicogen (la regnul animal), care sunt apoi consumate n timpul proceselor enzimatice complexe ce au loc pentru eliberarea energiei necesare proceselor vitale.n stare liber, d-glucoza se gsete n multe fructe i n special n struguri (n proporie de 25%), iar n amestec echimolecular cu d-fructoza, se gsete n miere. Combinat cu ea nsi sau cu alte monozaharide, formeaz substane ca maltoza, lactoza, zaharoza, celobioza, precum i polizaharidele cele mai importante, amidonul i celuloza.n regnul animal, d-glucoza joac un rol nsemnat, n snge gsindu-se n concentraie constan de 0,1%, fiind format ca urmare a unui mecanism hormonal complicat.b.Constituie chimic. Din punct de vedere chimic, glucoza face parte din clasa hidrailor de carbon, i anume din grupa monozaharidelor, care pot fi considerate ca produi de oxidare ai polialcoolilor alifatici simpli, n care o grup alcoolic este oxidat n aldehid, sau una de alcool secundar, n ceton.Monozaharidele conin o caten neramificat cu grupe alcoolice, care se pot recunoate prin reacii de esteficare i eterificare.Structura liniar deschis a glucozei a fost stabilit la nceput prin oxidarea d-glucozei pn la acid gluconic i reducerea cu acid iodhidric, pn la acid capronic.S-a dovedit ns ulterior, c grupa carbonil a acestor combinaii nu se afl n stare liber ca n aldehidele i cetonele simple, ci formeaz, cu una din grupele alcoolice din molecul, un semiacetal.Prin urmare, glucoza este un monozaharid din grupa hexozelor cu o formul de constituie neramificat, cu patru carboni asimetrici, grupa carbonil (CHO) fiind legat n poziie 1-5, aa cum se poate vedea n formula de constituie:Din cauza atomilor de carbon asimetrici iau natere mai muli izomeri (substane cu aceeai compoziie chimic, dar cu structur diferit ca dispoziie a atomilor), care pot aprea la rndul lor n dou forme nestabile, transformndu-se uor una n alta i denumite, n general, forma i . Aceste forme, care nu se pot reprezenta dect cu ajutorul formulelor ciclice, difer ntre ele prin poziia grupei oxidrilice de la atomul C1 care devine i el asimetric:Prima form se denumete cis, deoarece hidroxilii de la C1, C2 se gsesc de aceeai parte a catenei, spre deosebire de forma trans, n care unul este de o parte, iar cellalt n partea opus.Formulele artate sunt reprezentate ntr-o form schematic simpl, liniar, caracterizat printr-o claritate evident, atomii cu aceeai configuraie steric, avnd substituenii (grupele OH) n acelai plan.Adevrata dispoziie a atomilor de carbon, determinat prin msurtori cu raza X, este ins spaial.Mai aproape de forma real sunt reprezentrile tridimensionale n care ciclul celor ase atomi de carbon este nchipuit perpendicular pe planul hrtiei, iar legturile situate n faa i deasupra planului inelului, sunt trasate cu linii groase:

a. Activitatea optic. Grupa carbonil, care constituie caracteristica principal a monozaharidelor, imprim combinaiilor din aceast clas diverse proprieti, dintre care cea mai important este activitatea optic, adic proprietatea pe care o au unele substane de a roti cu un anumit unghi planul luminii polarizate atunci cnd sunt strbtute de aceast lumin. Aceast proprietate se datorete faptului c n constituia glucozei ntr patru carboni asimetrici (C2, C3, C4, C5), n reprezentarea ciclic a formulei devenind asimetric i C1. Aceasta are ca efect formare de izomeri, care pot aprea, aa cum s-a artat, n dou forme nestabile i , ce se pot transforma uor una n alta. Aceti izomeri nu au fost descoperii dect datorit proprietii monozaharidelor de a roti planul luminii polarizate. n ce privete dispoziia celor patru carboni asimetrici, se presupune c acetia nu sunt aezai n plan, ci formeaz n spaiu un tetraedru, aa cum se poate vedea n figura n care sunt artate cele dou formule spaiale corespunztoare reprezentrii celor doi izomeri suplimentari ( i ) ai glucozei. Aceti izomeri care se deosebesc ntre ei prin aezarea spaial a atomilor n molecul sunt stereoizomeri.Proprieti fizico-chimiceb. Rotaia specific. Intensitatea deviaiei planului luminii polarizate se caracterizeaz prin unghiul a crui valoare depinde de mai muli factori: natura substanei, grosimea stratului strbtut de lumin, temperatura, concentraia soluiilor. Unghiurile de rotaie se msoar n mod practic cu ajutorul polarimetrelor folosind lumin monocromatic (de obicei se folosete lumina de sodiu, adic linia D din spectrul sodiului, = 5890 ). Indicele care caracterizeaz activitatea optic a unei substane se numete rotaie specific, se noteaz cu 20D i reprezint unghiul cu care este deviat planul luminii polarizate, cnd lumina trece printr-un strat de 1 dm grosime al unei soluii de 1 g substan optic activat n 1 ml soluie. Simbolul D reprezint linia din spectrul de sodiu, iar cifra 20 indic temperatura luat ca referin. O dat cu valoarea rotaiei specifice se menioneaz i sensul de rotaie a planului luminii polarizate ( + pentru dreapta i pentru stnga).c. Mutarotaia. S-a artat mai nainte, c fiecare izomer al glucozei se poate prezenta n dou forme de cristalizare i . Dac se dizolv n ap d-glucoza cristalizat i se msoar imediat rotaia specific, se gsete []20D = +109,60, care dup ctva timp scade la +52,50 meninndu-se constan la acest nivel (este forma ). Forma are imediat dup dizolvare []20D = +20,50 i ajunge dup cteva ore la acelai nivel de +52,50. Soluia de glucoz cu aceast rotaie specific de +52,50 conine ambele forme ( i ) n echilibru, nivelul procentual al celor dou componente fiind de 38 pentru i 62 pentru . Mutarotaia este deci un fenomen specific zaharurilor simple, care se datoreaza prezenei n molecul a unui anumit carbon asimetric (C1), avnd ca rezultat formarea de izomeri optici instabili, cu rotaie specific diferit. Aceast instabilitate se manifest prin trecerea dintr-o forma n alta pn la atingerea punctului de echilibru. Viteza de atingere a valorii finale depinde n mare msur de concentraia ionilor de hidrogen a soluiei i de regimul de temperatur. O cantitate redus de alcalii produce o dezvoltare rapid a fenomenului de mutarotaie.d. Cristalizarea i formele de cristalizare. Monozaharidele sunt n general substane cristalizate, fiind uor solubile n ap din cauza grupelor hidroxil din molecul. Sunt greu solubile n alcool i insolubile n eter, cloroform i hidrocarburi.Timpul de cristalizare i forma cristalelor de glucoz sunt diferite, fiind dependente de dizolvantul folosit i de regimul de temperatur. Cristale mari se obin prin prepararea unei soluii concentrate n alcool metilic diluat, ns ntr-un timp foarte ndelungat (cteva sptmni).Sub form de cristale mai mici, glucoza anhidr se obine i prin cristalizarea unei soluii apoase (concentraia 70-80%), procesul de cristalizare desfurndu-se la temperaturi de 20-40 0C n 3-8 zile. -d-glucoza se obine totdeauna prin cristalizare dintr-o soluie apoas, dac temperatura nu depete 50 0C. n acest fel, rezult aa numita glucoz monohidrat (C6H12O6 H2O), care cristalizeaz n sistemul monoclinic i al crei punct de topire este de circa 83 0C.Peste 50 0C, glucoza cristalizeaz din soluii apoase ca anhidrid a -d-glucozei i se prezint sub form de ace i cilindri, n sistemul ortorombic. Aceast anhidrid se obine paralel cu monohidratul din soluii alcoolice sau din soluii concentrate, la temperatura de 30-35 0C i are un punct de topire de 146 0C. La temperaturi mai mari de 115 0C, se obine forma , care cristalizeaz tot n sistemul ortorombic i se topete la 148 0C.Dac se pune -glucoza monohidrat n ap de 25 0C, are loc o solubilizare rapid pn se atinge un nivel de 30 %, dup care, fenomenul are loc cu viteze mai reduse, pn la un coninut de 51 % glucoz. Prima faz a acestui proces de solubilizare se termin prin solubilitatea limitat a -d-glucozei, pn atunci neschimbat.n faza a doua are loc o frnare temporar a acestui proces, datorit fenomenului de transformare a unei pri de -d-glucoz n form . Cnd n final gradul de saturare atinge 50 %, se stabilete un echilibru ntre cele dou forme izomere i anume, 64 % forma i 36% forma .Cristalele de -d-glucoz se dizolv foarte repede n ap pn la 25 0C i se obine o soluie cu circa 60 % glucoz. n timpul evaporrii unei soluii care conine ambele forme izomere, se depune mai repede forma care este mai greu solubil, iar n timpul procesului de evaporare, din cauza stricrii echilibrului, forma se transform n . n acest fel, la sfritul operaiei de evaporare, se obine un produs care conine numai forma . n cazul n care se alege un alt dizolvant (acid acetic, piridin), n care forma este mai greu solubil, fenomenul de separare se desfoar n acelai fel, cu singura deosebire c, de data aceasta, se separ i se obine n final forma .n general, asupra selectivitii formrii uneia din cele dou stri, are influen i temperatura, -glucoza formndu-se la temperaturi mai reduse (30-50 0C), iar forma , la temperaturi mai mari de 100 0C, deoarece este mai greu solubil.

e. Comportarea la temperatur.S-au artat mai nainte temperaturile de topire ale cristalelor de glucoz, acestea fiind dependente de forma i sistemul cristalografic. nclzit peste punctul de topire, glucoza se coloreaz n brun deschis. n jurul temperaturii de 175 0C se transform ntr-o mas brun nchis, denumit caramel.Aproape de 200 0C, glucoza se descompune cu violen i se formeaz un amestec de substane diferite (acid formic, acid acetic, anhidrid acetic, aceton i derivate ale acestora). Reacia de descompunere are loc cu producere de metan, CO2, CO i degajarea unui ptrunztor. Reziduul din recipientul de topire const dintr-o substan carbonizat, care coloreaz apa n rou-brun.f. Comportarea fa de acizi. Fa de acizi, glucoza nu manifest n general sensibilitate deosebit. Acidul sulfuric nu atac glucoza la temperaturi normale, dect dup aciune ndelungat. Cnd glucoza se trateaz la cald cu acizi minerali concentrai, se formeaz sub aciunea hidrolitic a moleculelor de ap derivai ai furfurolului. n acest fel, d-glucoza este transformat cu uurin n acid levulic i acid formic, trecnd prin faza intermediar de hidroxi-metil-furfurolAcidul clorhidric concentrat descompune glucoza mai repede dnd un amestec de substane organice. n acelai fel reacioneaz i acidul acetic sau fosforic, dar la concetraii mai mari.g. Comportarea fa de alcalii. Alcaliile diluate exercit asupra moleculei de glucoz o aciune de modificare a dispoziiei hidroxililor n configuraia steric, precum i fenomene de transpoziie a grupei > CO (de la C1 la C2) dnd produse epimere ntre ele. Monozaharurile care se deosebesc ntre ele numai prin configuraia atomilor de la C1 la C2 constituie forme epimere.Tratnd glucoza cu soluii diluate alcaline se formeaz un amestec de trei monozaharide epimere ntre ele, n final stabilindu-se un echilibru procentual bine determinat: d-glucoza 66,5 %, d-manoz 2,5% i d-fructoz 31%. Dac tratamentul alcalin se aplic iniial d-fructozei sau d-manozei se formeaz n final aceiai compui, dar n alte raporturi procentuale. O aciune mai ndelungat a alcaliilor poate duce, tot printr-un proces de izomerizare, la produse intermediare de tipul dienolilor cu dou legturi duble ntre C1-C2 i C3-C4. La folosirea soluiilor concentrate de alcalii, mai ales la temperaturi nalte, are loc o descompunere neunitar, cu formarea unui numr mare de compui, dintre care se poate izola metil-glioxalul, care este ns instabil i prin adiie de ap se poate transforma n acid lactic. Cu hidroxidul de sodiu sau de potasiu, soluia de glucoz se coloreaz la nclzire pn la galben-brun, depunnd rini brune. De altfel aceast comportare constituie chiar una din reaciile de recunoatere. Soluiile respective conin sarea acidului lactic (CH3-CHOH-COOH) uneori n cantiti mari.

h. Reducerea. Grupa carbonil a monozaharidelor este elementul care particip aproape la toate transformrile i reaciile chimice la care este supus molecula.Procesul de reducere care se efectueaz n general cu amalgam de sodiu, de aluminiu, sau hidrogen activat catalitic, const n adiia de doi atomi de hidrogen la grupa carbonil, care n acest fel devine un produs de tipul alcoolilor hexavaleni denumit sorbitol sau sorbit Aceast reacie se desfoar n condiii bune n prezena unor catalizatori de nichel sau de paladiu, folosii i la scar industrial n procesul de hidrogenare.Sorbita se gsete i n natur n multe fructe dulci i este folosit ca materie prim pentru producerea acidului ascorbic (vitamina C). i. Oxidarea. Procesul de oxidare se poate realiza n general prin tratare cu soluii acide sau bazice. Oxidarea cu soluii acide se realizeaz prin tratarea blnd a glucozei cu ap de clor sau de brom n mediu acid, sau cu acid azotic. Grupa aldehidic, carbonilul, se oxideaz prin adiie de hidrogen la atomul C1 formnd astfel un acid, denumit acidul d-gluconic forma aciclic i care este greu solubil n alcaliile pmntoase. Acidul gluconic sub forma aciclic poate elimina cu uurin apa, trecnd n forme lactonice ciclice cu legtura 1, 4 sau 1, 5, care la rndul lor pot fi readuse n forma iniial prin reducere cu amalgam de sodiu.Prin tratarea cu hipoclorit a d-glucozei la un pH iniial de 11, aceasta se oxideaz, n timp de 30 h, transformndu-se n d-arabinoz, trecnd prin faze intermediare de d-gluconat.Prin tratament mai puternic, ca de exemplu cu acid azotic concentrat, nu se oxideaz numai grupa aldehidic a C1, ci mai ales grupa alcoolic primar a atomului 6 de carbon. Produsul obinut poart denumirea de acid d-zaharic. Oxidarea n soluii alcaline a glucozei este un proces deosebit de complex i nu totdeauna evident, deoarece decurge neunitar, cu ruperea moleculei i formare de acetaldehid, metil glioxal, acid formic i acid acetic, precum i ali compui.j. Transformri ale grupei hidroxil. Grupele hidroxil din componena hexozelor sunt dotate cu nsuirile reactive de a forma esteri i eteri n combinaie cu grupe acide sau alcoolice. Esterificarea. Prin tratarea cu anhidrid acetic n prezena clorurii de zinc, a acidului sulfuric, se acetileaz toi hidroxilii din molecula de glucoz, att ceo alcoolici ct i cel glicozidic. Prin hidroliza esterilor astfel formai, se obine din nou monozaharida iniial. Hidroliza nu se realizeaz ns prin nclzire cu alcalii ca la ali esteri, ci cu soluii de amoniac n alcool sau metilat de sodiu n cloroform. Eterificarea. Prin tratarea monozaharidelor cu alcool n prezena unei cantiti de acid clorhidric uscat, se obin produi de eterificare numai la grupa hidroxil a atomului C1 (hidroxilul glicozidic), celelalte grupe OH din molecul nereacionnd la acest tratament. Aceast proprietate a fost deosebit de preioas la lucrrile executate de Hworth pentru stabilirea structurii monozaharidelor.Din reacia de condensare a unei molecule de glucoz cu grupa carbonil a unei aldehide sau cetone rezult un produs ciclic din grupa acetalilor diaceton-glucoza.k. Alte reacii. Grupa carbonil din constituia d-glucozei poate participa i la alte reacii chimice, printre care cea mai important este tratarea cu fenil-hidrazin care d natere la compui de tipul hidrazonelor, care au formule ciclice sau aciclice. Tratamentul la cald cu exces de fenil-hidrazin are ca efect formarea de osazone, care sunt substane galbene, greu solubile i frumos cristalizate. Prin hidroliza cu acizi concentrai osazonele se transform n osone care la rndul lor prin reducere cu zinc i acis acetic duc la formarea de cetoze. Cu ajutorul acestei reacii se poate realiza trecerea d-glucozei n d-fructoz.FructozaFructoza sau zaharul din fructe, C6H12O6 , se gaseste impreuna cu glucoza in fructele dulci si in miere. Fructoza este o cetoza, o functie mixta de alcool si cetona. Structura chimica. Ca si in cazul glucozei, moleculele fructozei cristalizate au o structura ciclica. In stare libera are forma piranozica, iar in combinatii se gaseste in forma furanozica.Fructofuranoza Fructopiranoza In solutie apoasa, intre forma carbonilica si cele doua forme ciclice (piranozica) si (furanozica) se stabileste un echilibru dinamic. Preparare. Fructoza se obtine prin hidroliza zaharozei cu acizi diluati: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Fructoza poate provoca disconfort abdominal Studiile asupra cantitatii de gaze produse, realizate prin masurarea hidrogenului expirat de o persoana, demonstreaza ca cu cat este mai mare raportul intre cantitatea de fructoza/glucoza ingerata (cum este cazul anumitor fructe sau sucuri de fructe), cu atat disconfortul abdominal va fi mai pronuntat si cantitatea de hidrogen expirat va fi mai mare. Invers, daca raportul fructoza/glucoza ingerata este aproximativ unitar, atunci hidrogenul expirat tinde spre valoarea sa normala si semnele abdominale dispar.

ZaharozaZaharoza, C12H22O11 ,este foarte raspandita in regnul vegetal. Se gaseste in tulpina trestiei de zahar, in sfecla de zahar, in morcovi, pepeni galbeni, zmeura, piersici, caise, etc.Structura chimica a zaharozei. Zaharoza este formata dintr-o molecula de glucoza si o molecula de fructoza, cu eliminare de apa, care se face intre cei doi hidroxili glicozidici ai glucozei si fructozei.

Obtinerea zaharului din sfecla de zahar. Pentru a obtine zaharul din sfecla de zahar se fac o serie de operatii, dintre care cele mai importante sunt: spalarea si taierea sfeclei; obtinerea sucului zaharat; purificarea sucului; concentrarea si cristalizarea; separarea cristalelor de sirop si albirea zaharului; rafinarea.

Proprietati fizice si chimiceProprietati fizice. Zaharoza este un corp solid, cristalizat, incolor. Se topeste la 185; incalzita peste 185 se ingalbeneste, devine bruna si apoi se transforma in carbune de zahar. Este solubila in apa si insolubila in alcool. Proprietati chimice. Prin hidroliza zaharozei cu acizi se obtine un amestec de glucoza si de fructoza. Amestecul rezultat se mai numeste zahar invertit, iar hidroliza care are loc se numeste invertirea zaharului: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6Intrebuintari. Se intrebuinteaza in alimentatie, fiind o substanta cu o mare valoare alimentara, gustoasa si asimilata usor de organism. Prin asimilarea unui gram de zaharoza in organism se obtin 3,7- 4,2 cal. Zaharul este un aliment pretios pentru om si serveste ca materie prima in fabricile de produse zaharoase (bomboane, ciocolata etc.).Procesul ZaharuluiPrezentarea zahruluiSunt dizaharida cea mai ntlnit n natur i m gsii n tulpina trestiei de zahr, n rdcina sfeclei de zahr, n morcov, n pepeni, n foile i cocenii de porumb, n seva unor arbori i n nectarul florilor. Sunt cunoscut i folosit nc din antichitate sub denumirea de miere nefcut de albine, ca sirop rezultat la presarea tulpinilor de trestie de zahr. Extracia mea din sfecl se face pe principiul difuziei. Sfecla de zahr se spal, se toac mrunt (sub form de tiei) i se trateaz cu ap cald. Zaharoza din celula vegetal difuzeaz n ap formnd o soluie diluat de zahr. Aceasta este purificat i concentrat prin evaporare, deci supus cristalizrii. Se obine zahrul brut i un lichid de culoare brun numit melas. Zahrul brut obinut este supus rafinrii prin cristalizare din ap cu crbune.

Proprieti fiziceSunt o substan solid, cristalizat,solubil n ap, cu gust dulce. M topescla 1850C ; ncalzit peste aceasttemperatur formez un lichid galben- bruncare prin rcire d o mas solid amorfnumit caramel. Dac nclzirea este maiavansat au loc procese de deshidratareintern i m carbonizez.

Comportarea zaharozei la caldMod de lucru:

nclzii ntr-o eprubet puin zahr pudr; nclzii mai departe i punei un pahar la gura eprubetei;

ntr-o spatul metalic nclzii zahr peste care ai presrat scrum de igar;

Observaii i concluziin primul caz, observai cum m topesc ncet ncet, trecprin zahr caramel i dup ceva timp m transform ntr-omas neagr compact de crbune; dac m nclzeti neprubet i pui la gura ei un pahar vei observa c pereiipaharului se umezesc: rezult apa.

Aadar i tu elevule care abia ncepi studiul chimiei poiconcluziona c prin nclzirea mea obii n final C iH2O vapori i c sunt ntr-adevr format din C, H i O.

n al doilea caz, arderea e rapid, deoarece scrumul deigar funcioneaz drept catalizator mi grbetearderea, dar se va regsi integral la finalul reaciei. Structura zaharozei

***conin o legtur dicarbonilic ntre cele dou molecule demonozaharid format prin eliminarea apei ntre cele dou gruprihidroxil glicozidice; lipsindu-mi ambele grupri OH glicozidice nu amcaracter reductor, motiv pentru care sunt cam invidioas pe suratamea glucoza: eu nu voi forma niciodat o frumoas oglind de Ag cu reactivul Tollens i nici nu voi da un precipitat rou crmiziu cureactivul Fehling, precum glucoza; ***am 8 grupri OH libere, cu reactivitate normal i v pot demonstra asta n reacia cu sulfatul de dimetil (CH3)2 SO4 cnd dau un eter octometilic***n organism, n urma oxidrii biochimice un gram de zaharoz produce 42 calorii.

Reacia glucozei cu reactiv Tollens Reacia glucozei cu reactiv Fehling

1. Consumul de zahr duce la apariia diabetului de tip II acuzarea: Inculpatul, zahrul, este cauza a numeroase boli, una dintre acestea este diabetul zaharat, cel mai mare inamic al pancreasului; acesta cu timpul, epuizat de efortul de a metaboliza cantiti mari de zaharoz ncepe s nu mai funcioneze n parametri normali. Aa apare diabetul care genereaz compicaii grave n organism. aprarea: Consumul de zahr nu este singura cauz a apariiei diabetului de tip II. Sedentarismul, supraponderabilitatea, lipsa exerciiilor fizice i istoricul familial de diabet favorizeaz apariia acestui tip de diabet. Nu zahrul propriu zis se face vinovat de apariia diabetului, ci consumul excesiv al acestuia determin ca glucoza n exces din snge s nu mai poat fi utilizat pentru producerea de energie. Consumul moderat de zahr nu reprezint un pericol pentru organism, ci este chiar o necesitate. n plus, reducerea greutii corporale scade probabilitatea apariiei diabetului de tip II. Conform nutriionitilor, reducerea cu numai 10% a greutii scade mortalitatea cu peste 20% i pe aceea cauzat de cancer asociat cu obezitatea, cu mai mult de 40%.

2. Consumul de zahr favorizeaz instalarea obezitiiacuzarea: Zahrule, tu eti cauza obezitii, aceasta instalndu-se frecvent la marii consumatori de dulciuri, deoarece ai capacitatea de a afecta echilibrul hormonal ceea ce duce la creterea apetitului i la dezvoltarea esutului adipos i a celulitei.

aprarea: Consumul excesiv de zahr favorizeaz apariia obezitii. ns exist i metode de prevenire a acestei boli: un regim alimentar bogat n fructe (care conin monozaharide, mult mai uor de procesat de organism) i legume (bogate n fibre), srac n sare i grsimi animale; de evitat mesele rare i abundente (indicat este un nr de 4-5 mese/zi, ultima mas la ora 19); exerciii fizice; dulciuri pregtite n cas cu zahr brut; consumul de dulciuri trebuie s se realizeze la ore corespunztoare, dup mas i nu nainte de mas. Zahrul nu e singurul vinovat de apariia obezitii, e suficient s amintim de grsimile care se gsesc n mncarea fast-food, relevant fiind faptul c n S.U.A 75% din populaie sufer de obezitate.Potrivit studiilor de specialitate, n Romnia cinci din zece persoanese lupt cu kilogramele n plus, dar cauza principala nu este consumul de zahr, ci supraalimentaia bazat, n special, pe fasole, pine, cartofi.

3. Consumul de zahr duce la apariia cariiloracuzarea: Caria dentar este provocat tot de tine, zahrule, care afectezi aproximativ 95% din populaie.

aprarea: Consumul de produse ce conin o cantitate mare de zahr, n special cele care ader uor pe suprafaa dinilor de tip halvi, nuga, batoane de ciocolat cu caramel duce la apariia tartrului. ns o igien oral corespunztoare (splarea pe dini dup fiecare mas, folosirea unei paste de dini ce conine fluor, schimbarea periuei de dini dup 3 luni de zile sau ori de cte ori cnd aceasta se deterioreaz, vizita la stomatolog ) i o alimentaie corespunztoare (bogat n fructe i legume) previn apariia cariilor dentare.

4. Zahrul poate fi foarte periculos cnd este combinat cu substane oxidante n mediul de acid sulfuricacuzarea: Zahrule, o prieten de clasa a IX-a te consider vinovat de fobia ei fa de practica n laborator. La capitolul reacii redox martorul meu a studiat reacia ta cu clorat de potasiu - KClO3 n prezen de H2SO4 concentrat; este drept c martorul meu a pus cantiti mai mari de substan dect cea recomandat de profesor, n ideea c tu, zahrule, eti complet inofensiv. Flacra obinut de martor a fost mult mai mare dect cea prezentat de profesor i din aceast cauz s-a speriat foarte tare. aprarea: Este o flacr deosebit de spectaculoas, dar pe msur de periculoas. Dac respeci pas cu pas indicaiile profesorului, modul de lucru, vei fi mereu n siguran n laboratorul de chimie al colii. Experimentul foarte corect i n deplin siguran, chiar i pentru elevi mai mici, se poate efectua astfel: Mod de lucru:

Se amestec cu mare grij (eventual cu o pan i foarte uor) pe o plac de gresie (sau orice alt material neinflamabil) 0,5g clorat de potasiu KClO3 i 0,5g zahr pudr - C12O11H22.

F un mic crater n grmjoara de amestec i adaug n el cu mare grij cteva picturi acid sulfuric concentrat (cu pipeta, far s aspiri acidul!!!).

Observaii: Reacia e foarte rapid, cteva secunde, i vei observa o flacr de culoare foarte deschis i foarte luminoas nsoit de mici noriori albi. Dup ce focul s-a stins vor rmne pe placa ta resturi nnegrite, carbonizate i foarte fierbini. Explicarea fenomenului:Flacra noastr spectaculoas se datoreaz unor reacii chimice ntre zahr, clorat de potasiu i acid sulfuric. Reacioneaz mai nti acidul sulfuric cu cloratul de potasiu, formndu-se sulfat de potasiu, dioxid de clor i oxigen. Acest oxigen mpreun cu dioxidul de clor furnizeaz un excelent mediu de ardere al zahrului. Atenie!!!Amestec foarte ncet i cu mare grij!Respect normele de protecia muncii la lucrul cu acid sulfuricconcentrat! Nu aprinde cantiti mai mari de amestec! Pregtete din timp o masc (din carton) care i va proteja faa; dup ce adaugi acidul, amestecul va mproca; deprteaz-te la o distan de min. 1m.

5. Zahrul - cauz a unor tulburri psihice ce duc uneori la boli graveAi o influent negativ i asupra elevelor i tinerelor care ncep s apeleze la tot felul de diete distrugndu-i metabolismul pentru a ajunge la o siluet de invidiat. Unele renun complet la dulciuri i n timp ncep s resimt foarte serios, cu precdere pe plan psihic o frustrare puternic; asociat cu ali factori aceast stare conduce spre diferite boli: anorexie, bulimie etc.

Zahrul i produsele dulci consumate cu moderaie sunt cea maibun hran pentru creier, deoarece l ajut s se elibereze de presiune.Zahrul este asimilat de organism n numai 15 minute de la consumare.El stimuleaz producia de serotonin, hormonul senzaiei de bine,meninnd cortexul activ. Un nivel sczut al serotoninei poate conducela depresie, la tulburri de somn. De aceea, consumul de zahr poate fiprivit ca o ncercare de autovindecare a strilor depresive. Pericolul cel mai mare il reprezint promisiunea unei diete minunecare s dea rezultate rapid dar care reprezint un real pericol pentrusntate.Nici o diet nu d rezultate att de repede pe ct se crede, ci decele mai multe ori au efectul contrar celui dorit. Exerciiile fizice ialimentaia sntoas reprezint cea mai sigur metod de a ajunge lagreutatea corporal dorit i de a o menine.

6. Zahrul ascunsacuzarea: Zahrule, uneori eti ascuns n tot felul de alimente ichiar dac populaia e hotrt s-i limiteze consumul dezahr nu prea reuete s o fac. Evit dulciurile i te gsescpn i n pine!

aprarea:Unii productori precizeaz gramele de zahr la 100 grame produs finit sau la 1 litru, dar unii nc nu o fac. Noi propunem adoptarea unei legislaii care s prevad acest lucru. O diet echilibrat i sntoas trebuie s conin o cantitatemoderat de zahr. Doza zilnic recomandat este de 10-11% dinaportul total de calorii. Femeilor li se recomand n jur de 40 g zilnic(10 lingurie), n timp ce brbaii pot consuma 60 g (14 lingurie).

7. Falsificarea mierii de albine cu ajutorul zahrului:Ultimul martor care a depus plngere mpotriva zahrului e un cumprtor. Mare amator de miere de albine acesta a fost pclit de o miere fcut din zahr i colorant alimentar galben. Poi prepara n laborator sau acas o miere fals astfel: dizolv 200 g zahr pudr n 50 ml ap distilat la cald agitnd continuu;adaug o pictur colorant alimentar galben i agit pn obii un lichid gros, vscos asemntor mierii de albine.Verific dac cele pahare sunt etichetate corect astfel:

se amestec ntr-o eprubet cte 1 cm3 din sol. Fehling I si II i se adaug 2 cm3 de ap n care am dizolvat jumtate de spatul de miere; se nclzete eprubeta; n alt eprubet se amestec deasemenea cate 1cm3 din sol. Fehling I si II si se adaug 2 cm3 de ap n care am dizolvat Jumtate de spatul de zahr; se nclzete eprubeta;

Observaii i concluzii: n una din eprubete se obine coloraia roie crmizie specific prezenei glucozei (mierea de albine conine glucoz i alte glucide simple) cealalt eprubet nu d reacie de culoare cu reactivul Fehling (zahrul nu reacioneaz cu reactivul Fehling!)

Din punct de vedere nutriional, mierea conine urmtoarele elemente: ap, monoglucide, deci zaharuri simple, substane minerale, proteine, acizi organici, fermeni, vitamine, hormoni; n total 435 de substane organice.Coninutul n microelemente al mierii este similar cu cel al sngelui uman, de aceea mierea este foarte uor de asimilat. Zaharurile ce intr n componena ei, glucoza i fructoza, sunt direct asimilabile i nu necesit o prelucrare prin digestie asa cum se ntmpl cu zahrul sau ali hidrocarbonai introdusi prin alimentaie n organism i care, ca s fie asimilai de acesta, trebuie s fie mai nti scindai, prin procesul digestiei n zaharuri simple. De aceea, mierea e mult mai indicat pentru ndulcirea lichidelor comparativ cu zahrul alb, rafinat.

Avantajele consumului de zahr n condiii moderate:1. energizant rapid2. la aceeasi cantitate, conine doar jumtate din numrul de calorii fa de grsimi (4 cal/g fa de 9 cal/g)3. bun conservant (n concentraie mare mpiedicdezvoltarea microorganismelor)4. ofer senzaia de saietate5. gust plcutBolile de care sufer omul ca urmare a aa zisei civilizaii iau natere mai ales prin intermediul alimentaiei greite i pot fi vindecate numai pe calea unei alimentaii corecte( Dr. H. P. Rusch)