Формула сахарозы и ее биологическая роль в природе

Одним из наиболее известных углеводов является сахароза. Ее используют при приготовлении пищевых продуктов, также она содержится в плодах многих растений.

Этот углевод является одним из основных источников энергии в организме, но его избыток может привести к опасным патологиям. Поэтому стоит ознакомиться с его свойствами и особенностями подробнее.

h2>Физические и химические свойства

Сахароза является органическим соединением, образованным из остатков глюкозы и фруктозы. Оно представляет собой дисахарид. Его формула С12Н22О11. Это вещество имеет кристаллическую форму. У него нет цвета. Вкус вещества – сладкий.

Его отличает превосходная растворимость в воде. Также это соединение можно растворить в метаноле и этаноле. Для плавления этого углевода необходима температура от 160 градусов, в результате этого процесса образуется карамель.

Для образования сахарозы необходима реакция отсоединения молекул воды от простых сахаридов. У нее не проявляются альдегидные и кетоновые свойства. При реакции с гидроксидом меди образует сахараты. Основными изомерами являются лактоза и мальтоза.

Анализируя, из чего состоит это вещество, можно назвать первое, чем отличается сахароза от глюкозы — у сахарозы более сложное строение, и глюкоза является одним из ее элементов.

Кроме этого, можно назвать следующие отличия:

1. Больше всего сахарозы находится в свекле или тростнике, именно поэтому ее называют свекловичным либо тростниковым сахаром. Второе название глюкозы – виноградный сахар.
2. Сахарозе присущ более сладкий вкус.
3. Гликемический индекс у глюкозы выше.
4. Организм усваивает глюкозу гораздо быстрее, поскольку она является простым углеводом. Для усвоения сахарозы необходимо предварительное ее расщепление.

Эти свойства являются основными различиями двух веществ, у которых достаточно много сходства. Как различить глюкозу и сахарозу способом попроще? Стоит сравнить их цвет. Сахароза – бесцветное соединение, которому присущ незначительный блеск. Глюкоза тоже является кристаллическим веществом, но его цвет – белый.

Биологическая роль

Человеческий организм неспособен к прямому усвоению сахарозы — для этого необходим гидролиз. Соединение переваривается в тонком кишечнике, где из нее высвобождается фруктоза и глюкоза. Именно они в дальнейшем расщепляются, превращаясь в энергию, необходимую для жизнедеятельности. Можно сказать, что основная функция сахара – энергетическая.

Благодаря этому веществу в организме происходят следующие процессы:

• выделение АТФ;
• поддержание нормы форменных элементов крови;
• функционирование нервных клеток;
• жизнедеятельность мышечной ткани;
• образование гликогена;
• поддержание стабильного количества глюкозы (при планомерном расщеплении сахарозы).

Однако несмотря на наличие полезных свойств, этот углевод считается «пустым», поэтому его чрезмерное потребление может вызвать нарушения в работе организма.

Это означает, что его количество в день не должно быть слишком большим. Оптимально оно должно составлять не больше 10-й части от потребляемых калорий. При этом сюда должна входить не только чистая сахароза, но и та, что входит в другие продукты питания.

Полностью исключать это соединение из рациона не следует, поскольку такие действия тоже чреваты последствиями.

На его нехватку указывают такие неприятные явления, как:

• депрессивные настроения;
• головокружение;
• слабость;
• повышенная утомляемость;
• снижение работоспособности;
• апатия;
• перепады настроения;
• раздражительность;
• мигрени;
• ослабление когнитивных функций;
• выпадение волос;
• ломкость ногтей.

Иногда у организма может наблюдаться повышенная потребность в продукте. Такое случается при активной умственной деятельности, поскольку для прохождения нервных импульсов нужна энергия. Также эта потребность возникает, если организм подвергается токсической нагрузке (сахароза в этом случае становится барьером для защиты клеток печени).

Вред сахара

Злоупотребление этим соединением может быть опасно. Это обусловлено образованием свободных радикалов, что происходит при гидролизе. Из-за них ослабевает иммунная система, что приводит к повышению уязвимости организма.

Можно назвать следующие негативные аспекты влияния продукта:

• нарушение минерального обмена;
• снижение сопротивляемости инфекционным заболеваниям;
• губительное действие на поджелудочную железу, из-за чего развивается диабет;
• повышение кислотности желудочного сока;
• вытеснение из организма витаминов группы B, а также необходимых минералов (в результате развиваются сосудистые патологии, тромбоз и инфаркт);
• стимуляция выработки адреналина;
• вредное действие на зубы (повышается риск возникновения кариеса и пародонтоза);
• повышение давления;
• вероятность появления токсикоза;
• нарушение процесса усвоения магния и кальция;
• негативное влияние на кожу, ногти и волосы;
• формирование аллергических реакций за счет «загрязнения» организма;
• способствование увеличению веса;
• повышение риска паразитарных заражений;
• создание условий для развития ранней седины;
• стимуляция обострений язвенной болезни и бронхиальной астмы;
• возможность появления остеопороза, язвенного колита, ишемии;
• вероятность увеличения геморроидальных узлов;
• учащение головных болей.

В связи с этим необходимо ограничивать потребление этого вещества, не допуская его чрезмерного накопления.

Природные источники сахарозы

Чтобы контролировать количество потребляемой сахарозы, надо знать, где содержится данное соединение.

Оно входит во многие продукты питания, также широко и ее распространение в природе.

Очень важно учитывать, в каких растениях содержится компонент – это позволит ограничить его употребление до нужной нормы.

Природным источником большого количества этого углевода в жарких странах является сахарный тростник, а в странах с умеренным климатом — сахарная свекла, канадский клен и береза.

Также много вещества содержится в плодах и ягодах:

• хурме;
• кукурузе;
• винограде;
• ананасах;
• манго;
• абрикосах;
• мандаринах;
• сливах;
• персиках;
• нектаринах;
• моркови;
• дыне;
• клубнике;
• грейпфруте;
• бананах;
• грушах;
• черной смородине;
• яблоках;
• грецких орехах;
• фасоли;
• фисташках;
• помидорах;
• картофеле;
• луке;
• черешне;
• тыкве;
• вишне;
• крыжовнике;
• малине;
• зеленом горошке.

Помимо этого, соединение содержат многие сладости (мороженое, конфеты, выпечка) и отдельные виды сухофруктов.

Особенности производства

Получение сахарозы подразумевает промышленное ее извлечение из сахаросодержащих культур. Чтобы продукт соответствовал нормам ГОСТ, необходимо соблюдение технологии.

Она заключается в выполнении следующих действий:

1. Очищение сахарной свеклы и ее измельчение.
2. Помещение сырья в диффузоры, после чего через них пропускается горячая вода. Это позволяет вымыть из свеклы до 95% сахарозы.
3. Обработка раствора с помощью известкового молока. Благодаря этому осаждаются примеси.
4. Фильтрация и упаривание. Сахар в это время отличается желтоватым цветом из-за красящих веществ.
5. Растворение в воде и очищение раствора с использованием активированного угля.
6. Повторное упаривание, результатом которого и становится получение белого сахара.

После этого вещество кристаллизуют и расфасовывают в упаковки для продажи.

Видеоматериал о производстве сахара:

Область применения

Поскольку у сахарозы немало ценных особенностей, ее широко применяют.

Основными сферами ее использования можно назвать:

1. Пищевую промышленность.
   В ней этот компонент используется в виде самостоятельного продукта и в качестве одного из компонентов, входящих в состав кулинарных изделий. Его используют для изготовления сладостей, напитков (сладких и алкогольных), соусов. Также из этого соединения изготавливают искусственный мед.
2. Биохимию. В этой сфере углевод является субстратом для ферментации некоторых веществ. Среди них находятся: этанол, глицерин, бутанол, декстран, лимонная кислота.
3. Фармацевтика. Это вещество часто включают в состав лекарственных средств. Оно содержится в оболочках таблеток, сиропах, микстурах, лечебных порошках. Такие препараты обычно предназначены для детей.

Также продукт находит применение в косметологии, сельском хозяйстве, при производстве бытовой химии.

Как сахароза влияет на человеческий организм?

Этот аспект является одним из наиболее важных. Многие люди стремятся понять, стоит ли использовать вещество и средства с его добавлением в повседневной жизни. Информация о наличии у него вредных свойств широко распространилась. Тем не менее нельзя забывать и о положительном влиянии продукта.

Наиболее важное действие соединения – снабжение организма энергией. Благодаря ему все органы и системы могут исправно функционировать, а человек при этом не испытывает утомления. Под влиянием сахарозы активируется нейронная деятельность, повышается способность сопротивления токсическим воздействиям. За счет этого вещества осуществляется деятельность нервов и мускулов.

При недостатке этого продукта самочувствие человека стремительно ухудшается, у него снижается работоспособность и настроение, появляются признаки переутомления.

Нельзя забывать и о возможном негативном воздействии сахара. При его повышенном содержании у человека могут развиться многочисленные патологии.

Среди наиболее вероятных называют:

• сахарный диабет;
• кариес;
• пародонтоз;
• кандидоз;
• воспалительные болезни ротовой полости;
• ожирение;
• зуд в области половых органов.

В связи с этим необходимо следить за количеством потребляемой сахарозы. При этом нужно учитывать потребности организма. В некоторых обстоятельствах необходимость в этом веществе увеличивается, и на это нужно обращать внимание.

Видеоматериал о пользе и вреде сахара:

Также следует помнить об ограничениях. Непереносимость этого соединения – редкое явление. Но если оно обнаружено, то это означает полное исключение данного продукта из рациона.

Еще одним ограничением является сахарный диабет. Можно ли при сахарном диабете употреблять сахарозу – лучше спросить у врача. На это влияют разные особенности: клиническая картина, симптоматика, индивидуальные свойства организма, возраст пациента и пр.

Специалист может полностью запретить употребление сахара, поскольку он увеличивает концентрацию глюкозы, провоцируя ухудшения. Исключением становятся случаи гипогликемии, для нейтрализации которых нередко используют сахарозу или продукты с ее содержанием.

В остальных ситуациях предполагается замена данного соединения подсластителями, не повышающими уровня глюкозы в крови. Иногда запрет на использование этого вещества нестрогий, и диабетику разрешается время от времени употребить желанный продукт.