"Penggunaan kanji dan selulosa" Kerja itu disiapkan oleh pelajar gimnasium No. 343, Maria Ivanova
Polisakarida: kanji, selulosa Polisakarida adalah sebatian berat molekul tinggi mengandungi ratusan dan ribuan sisa monosakarida. Apa yang biasa kepada struktur polisakarida ialah sisa-sisa monosakarida dihubungkan oleh hidroksil hemiasetal satu molekul dan hidroksil alkohol yang lain, dsb. Setiap residu monosakarida dikaitkan dengan residu bersebelahan oleh ikatan glikosidik. Sisa monosakarida yang membentuk molekul boleh sama atau berbeza. Nilai tertinggi Antara polisakarida yang lebih tinggi ialah kanji, glikogen (kanji haiwan), serat (atau selulosa). Ketiga-tiga polisakarida ini terdiri daripada molekul glukosa yang dihubungkan bersama dengan cara yang berbeza. Komposisi ketiga-tiga sebatian boleh dinyatakan formula am: (C6H10O5)n
Pati... Pati ialah polisakarida. Jisim molekul bahan ini belum ditetapkan dengan tepat, tetapi diketahui bahawa ia adalah sangat besar (kira-kira 100,000) dan mungkin berbeza untuk sampel yang berbeza. Oleh itu, formula kanji, seperti polisakarida lain, digambarkan sebagai (C6H10O5) n. Bagi setiap polisakarida n mempunyai nilai yang berbeza.
Ciri-ciri fizikal! Pati adalah serbuk tawar, tidak larut dalam air sejuk. DALAM air panas membengkak, membentuk pes. Kanji diedarkan secara meluas dalam alam semula jadi. Dia bagi pelbagai tumbuhan menyimpan bahan nutrien dan terkandung di dalamnya dalam bentuk bijirin kanji. Bijirin terkaya dalam kanji adalah bijirin: beras (sehingga 86%), gandum (sehingga 75%), jagung (sehingga 72%), dan ubi kentang (sehingga 24%). Dalam ubi kentang, bijirin kanji terapung masuk getah sel, dan dalam bijirin ia dilekatkan rapat dengan bahan protein yang dipanggil gluten. Pati adalah salah satu hasil fotosintesis.
Kanji Penyediaan diekstrak daripada tumbuhan dengan memusnahkan sel dan mencucinya dengan air. Pada skala perindustrian, ia diperoleh terutamanya daripada ubi kentang (dalam bentuk tepung kentang), serta dari jagung.
Aplikasi Pati adalah karbohidrat utama dalam makanan manusia; ia didapati dalam kuantiti yang banyak dalam roti, bijirin, kentang, dan sayur-sayuran. Kuantiti kanji yang ketara diproses menjadi dekstrin, molase, dan glukosa, yang digunakan dalam industri gula-gula. Kanji digunakan sebagai pelekat, digunakan untuk kemasan fabrik dan kanji linen. Dalam perubatan, salap, serbuk, dll disediakan berdasarkan kanji.
Selulosa Selulosa adalah karbohidrat yang lebih biasa daripada kanji. Dinding terutamanya diperbuat daripadanya sel tumbuhan. Kayu mengandungi sehingga 60%, bulu kapas dan kertas penapis - sehingga 90% selulosa.
Komposisi dan struktur Komposisi selulosa, serta kanji, dinyatakan dengan formula (C6H10O5) n. Nilai n dalam beberapa jenis selulosa mencapai 10-12 ribu, dan jisim molekul mencecah beberapa juta. Molekulnya mempunyai struktur linear (tidak bercabang), akibatnya selulosa mudah membentuk serat. Molekul kanji mempunyai kedua-dua linear dan struktur bercabang. Ini adalah perbezaan utama antara kanji dan selulosa.
Sifat fizikal Selulosa tulen - putih padu, tidak larut dalam air dan dalam pelarut organik biasa, sangat larut dalam pekat larutan ammonia kuprum(II) hidroksida (reagen Schweitzer). Daripada larutan asid ini, selulosa dimendakkan dalam bentuk gentian (selulosa terhidrat). Serat mempunyai kekuatan mekanikal yang agak tinggi.
Penggunaan selulosa Selulosa dalam bentuk kapas, rami atau rami digunakan untuk membuat fabrik - kapas dan linen. Kuantiti yang besar ia dibelanjakan untuk pengeluaran kertas. Gred kertas murah diperbuat daripada kayu konifer, gred terbaik diperbuat daripada kertas sisa linen dan kapas. Dengan menundukkan selulosa kepada pemprosesan kimia, beberapa jenis sutera tiruan, plastik, filem, serbuk tanpa asap, varnis dan banyak lagi diperolehi.
22.Polysaccharides (kanji, selulosa, glikogen): struktur, fungsi biologi tersendiri.
Polisakarida ialah produk polikondensasi berat molekul tinggi bagi monosakarida yang dihubungkan antara satu sama lain melalui ikatan glikosidik dan membentuk rantai linear atau bercabang. Unit monosakarida yang paling biasa bagi polisakarida ialah D-glukosa. Komponen polisakarida juga boleh termasuk D-mannose, D- dan L-galaktosa, D-xylose dan L-arabinose, D-galakturonik dan asid D-mannuronic, D-glucosamine, D-galactosamine, dsb. Setiap monosakarida termasuk dalam komposisi daripada molekul polimer boleh dalam bentuk piranosa atau furanose. Polisakarida boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan: homopolysaccharides dan heteropolysaccharides.
Homopolisakarida hanya terdiri daripada satu jenis unit monosakarida. Heteropolysaccharides mengandungi dua atau lebih jenis unit monomer.
Homopolisakarida. Menurut tujuan fungsinya, homopolisakarida boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan: polisakarida struktur (glikogen dan kanji) dan rizab (selulosa).
kanji. Ini adalah sebatian molekul tinggi yang mengandungi ratusan ribu sisa glukosa. Ia adalah polisakarida simpanan utama tumbuhan.
Kanji adalah campuran dua homopolisakarida: linear - amilosa (10-70%) dan bercabang - amilopektin (30-90%). Formula am kanji ialah (C 6 H 10 O 5)n. Sebagai peraturan, kandungan amilosa dalam kanji adalah 10-30%, amilopektin - 70-90%. Polisakarida kanji dibina daripada sisa-sisa D-glukosa yang disambungkan dalam rantai amilosa dan amilopektin linear oleh ikatan α-1,4, dan pada titik cawangan amilopektin oleh ikatan α-1,6 interchain.
nasi. Struktur kanji. a - amilosa dengan struktur lingkaran cirinya, b - amilopektin.
Dalam molekul amilosa, 200-300 sisa glukosa dikaitkan secara linear. Disebabkan oleh konfigurasi α sisa glukosa, rantai polisakarida amilosa mempunyai konfigurasi heliks. Dalam air, amilosa tidak menghasilkan penyelesaian yang benar, dalam larutan, apabila iodin ditambah, amilosa menjadi biru.
Amilopektin mempunyai struktur bercabang. Bahagian linear individu molekul amilopektin mengandungi 20-30 sisa glukosa. Dalam kes ini, struktur seperti pokok terbentuk. Amilopektin diwarnakan merah-ungu dengan iodin.
Pati mempunyai berat molekul 10 5 -10 8 Da. Dengan hidrolisis asid separa kanji, polisakarida dengan tahap pempolimeran yang lebih rendah terbentuk - dekstrin, dengan idolisis lengkap - glukosa.
Glikogen. Ini adalah polisakarida rizab utama haiwan dan manusia yang lebih tinggi, dibina daripada sisa-sisa D-glukosa. Formula am glikogen adalah sama dengan kanji (C 6 H 10 O 5) n. Ia ditemui dalam hampir semua organ dan tisu haiwan dan manusia, tetapi jumlah glikogen terbesar terdapat dalam hati dan otot. Berat molekul glikogen ialah 10 5 -10 8 Ya atau lebih. Molekulnya dibina daripada rantai poliglukosidik bercabang, di mana residu glukosa disambungkan oleh ikatan α-1→4-glikosidik. Pada titik bercabang - ikatan α-1→6. Glikogen dicirikan oleh struktur yang lebih bercabang daripada amilopektin; segmen linear dalam molekul glikogen termasuk 11-18 residu α-D-glukosa.
Semasa hidrolisis, glikogen, seperti kanji, dipecahkan kepada mula-mula membentuk dekstrin, kemudian maltosa dan glukosa.
Selulosa (serat) - polisakarida struktur yang paling meluas flora. Ia terdiri daripada monomer β-glucopyranose (D-glukosa) yang dihubungkan oleh ikatan β-(1→4). Dengan hidrolisis separa selulosa, cellodextrins, disakarida cellobiose, terbentuk, dan dengan hidrolisis lengkap, D-glukosa. Berat molekul selulosa adalah kira-kira 10 6 Da. Serat tidak dicerna oleh enzim dalam saluran pencernaan, kerana set enzim ini pada manusia tidak mengandungi hidrolase yang membelah ikatan β.
Berat molekul tinggi struktur organik, yang mengandungi sejumlah besar sisa monosakarida dipanggil polisakarida.
Struktur semua polisakarida adalah sama kerana sisa-sisa monosakarida disambungkan oleh hidroksil hemiasetat bagi molekul tertentu dan hidroksil alkohol bagi molekul lain. Sisa monosakarida boleh sama atau berbeza. Polisakarida yang paling ketara ialah kanji dan selulosa. Berat molekul bahan-bahan ini agak besar. Mereka mempunyai struktur yang diperbuat daripada glukosa, tetapi molekulnya disambungkan secara berbeza. Kedua-dua polisakarida ini ditetapkan oleh formula kimia yang sama (C6H10O5)n.
kanji
Pati adalah karbohidrat kompleks yang merupakan serbuk putih berbutir, rangup yang tidak mempunyai rasa. Ia tidak larut dalam air sejuk, tetapi dalam air dengan suhu tinggi membengkak dan membentuk pes.
Polisakarida ini sangat biasa dalam persekitaran semula jadi. Ia menjadi bahan simpanan dan bahan makanan untuk tumbuhan. Ditemui di dalamnya sebagai bijirin kanji. Kuantiti terbesar bijirin bijirin mengandungi kanji: lapan puluh enam peratus dalam beras, tujuh puluh lima peratus dalam gandum, tujuh puluh dua peratus dalam biji jagung. Kentang mengandungi paling banyak kanji. Di sini, bijirin kanji ditemui dalam jus sel, dan dalam bijirin bijirin ia dilekatkan bersama dengan protein tumbuhan (gluten). Polimer ini adalah hasil daripada proses fotosintesis.
Kanji diperoleh daripada sel tumbuhan yang musnah dengan membasuhnya dengan cecair. Secara industri, ia diekstrak terutamanya daripada kentang (tepung kentang) dan tongkol jagung.
Pati diekstrak daripada sayur-sayuran dengan cara berikut:
- Penyediaan bahan mentah tumbuhan (mencuci dan membersihkan).
- Memotong sayur-sayuran, mendapatkan cecair kanji, mencuci.
- Selesaikan jisim yang terhasil dan basuh semula (mengeluarkan kekotoran).
- Yang terhasil serbuk kelabu dikeringkan, disejukkan dan diayak.
Di bawah pengaruh enzim atau semasa pemanasan bersama-sama dengan asid (mangkin adalah ion hidrogen), kanji dihidrolisiskan. Dalam proses ini tindak balas kimia Pertama, kanji muncul, yang larut, dan kemudian dekstrin terbentuk ( bahan mudah). Akhirnya, glukosa terbentuk.
Kanji tidak menghasilkan tindak balas "cermin perak" (ia mengakibatkan penampilan perak termendap di permukaan), tetapi produk yang terbentuk hasil daripada hidrolisisnya menghasilkan tindak balas ini.
Kanji bertindak balas dengan larutan iodin. Apabila ke pes sejuk, yang diperolehi dengan membancuh kanji air panas, tambah larutan iodin, pes menjadi biru. Apabila pes sedemikian dipanaskan, warna ini hilang, dan apabila pes menjadi sejuk semula, warna itu kembali. Ciri kanji ini digunakan apabila perlu untuk menentukan kehadiran kanji dalam produk makanan. Sebagai contoh, setitik kecil iodin yang digunakan pada sekeping ubi kentang atau sekeping roti gandum menjadikan produk menjadi biru.
Dalam makanan manusia, kanji telah menjadi karbohidrat utama; ia bertindak sebagai sumber tenaga. Jumlah kanji yang tidak mencukupi dalam tubuh manusia membawa kepada kelemahan; keletihan yang cepat; untuk mengurangkan daya tahan terhadap jangkitan; kepada plat kuku rapuh; dan juga fakta bahawa rambut berpecah. Produk makanan dengan kandungan yang tinggi daripada bahan ini anda boleh menambah kuantitinya dalam badan manusia. Terdapat banyak kanji dalam roti gandum, pelbagai bijirin, kentang, dan sayur-sayuran. Ia diproses menjadi glukosa, dekstrin, molase dan digunakan dalam pembuatan produk konfeksi. Lebih-lebih lagi jenis lain kanji menyediakan ketumpatan yang berbeza dalam isipadu air yang sama. Ketumpatan tertinggi diperoleh dengan menggunakan kanji beras, bahan yang sedikit lebih cair terbentuk daripada kanji kentang, dan konsistensi yang paling halus diperoleh daripada kanji jagung.
Dalam produk makanan, kanji mengurangkan rasa produk; rasa hambar, basah, tidak menarik dirasai, jadi menambah kanji membawa kepada peningkatan dalam jumlah bahan lain supaya rasa makanan normal. Sebagai contoh, dalam jeli tebal anda perlu meletakkan lebih banyak gula dan lemon.
Pati juga digunakan sebagai gam. Ia juga perlu dalam kemasan kain tekstil dan pakaian kanji. Ia digunakan untuk membuat salap dan serbuk dalam industri perubatan.
Selulosa
Selulosa juga merupakan karbohidrat. Ia lebih meluas daripada kanji itu sendiri dan adalah sebahagian membran sel tumbuhan. Selulosa juga dipanggil serat. Kayu mentah mengandungi enam puluh peratus selulosa, dan kertas yang telah ditapis mengandungi kira-kira sembilan puluh peratus selulosa.
Selulosa ialah pepejal putih yang tidak berbau dan tidak larut dalam larutan akueus dan pelarut organik lain. Ia larut dengan baik dalam larutan pekat ammonia dengan kuprum hidroksida (dipanggil reagen Schweitzer). Daripada larutan berasid ini, gentian selulosa yang dipanggil selulosa terhidrat diperolehi. Serat bahan (selulosa) mempunyai kekuatan mekanikal dan keanjalan yang ketara.
Molekul selulosa dibina tidak bercabang (tidak linear), jadi ia adalah gentian bahan ini yang terbentuk. Dan molekul kanji dibina bercabang dan linear. Ini adalah perbezaan antara kanji dan selulosa.
Bahan-bahan ini juga berbeza dalam strukturnya, iaitu: molekul kanji terdiri daripada residu alfa-glukosa, dan molekul gentian terdiri daripada residu beta-glukosa.
Perbezaan kecil dalam struktur bahan ini membawa kepada perbezaan besar dalam sifatnya. Pati adalah produk makanan, tetapi selulosa tidak digunakan dalam makanan.
Apabila berinteraksi dengan iodin dan asid sulfurik, selulosa menjadi biru. Dan apabila berinteraksi hanya dengan iodin, ia menjadi coklat.
Selulosa tidak menghasilkan tindak balas "cermin perak". Setiap residu glukosa di dalamnya mengandungi tiga kumpulan hidroksil, yang mana ester boleh dibentuk. Pada suhu standard, selulosa hanya bertindak balas dengan pekat asid. Seperti kanji, ia tertakluk kepada hidrolisis dengan rupa glukosa apabila ia dipanaskan dengan asid tidak pekat.
Hidrolisis selulosa juga dipanggil sakarifikasi. ini harta yang penting, yang membantu untuk mendapatkan selulosa daripada habuk papan kayu dan pencukur kayu. Apabila ia ditapai, ia menghasilkan etil, yang dipanggil alkohol hidrolitik. Di perusahaan hidrolisis, kira-kira dua ratus liter etil keluar dari satu tan bahan mentah kayu, yang memungkinkan untuk menggantikan satu setengah tan kentang atau sifar koma tujuh tan tanaman bijirin.
Glukosa dalam keadaan mentahnya, yang diperoleh daripada bahan mentah kayu, digunakan sebagai makanan ternakan. Dan kapas, rami dan rami (semua ini juga selulosa) digunakan untuk menghasilkan kain kapas dan linen.
Banyak selulosa digunakan untuk membuat produk kertas. Kertas ialah lapisan nipis gentian selulosa yang ditekan dan bersaiz untuk mengelakkan dakwat dan cat daripada berdarah. Pada mulanya, kertas diperbuat daripada tangkai padi, gentian kapas dan kain lama. Kemudian bahan mentah ini menjadi terhad. Mereka mula menggunakan bahan mentah kayu. Dalam industri, selulosa boleh diperolehi dengan memasak serpihan kayu. Banyak kertas diperlukan untuk menghasilkan surat khabar, tetapi kualitinya ( warna putih, kekuatan, rintangan haus) tidak mengapa. Kertas murah diperbuat daripada bahan mentah kayu konifer, dan kertas berkualiti tinggi yang mahal diperbuat daripada kertas sisa kapas dan linen. Selulosa diproses secara kimia untuk menghasilkan gentian fabrik tiruan (viskos, sutera, bulu), plastik, varnis, filem untuk filem dan gambar, dan serbuk mesiu tanpa asap.
Oleh itu, pencirian perbandingan kanji dan selulosa menunjukkan bahawa kanji dan selulosa adalah bahan polimer yang serupa (karbohidrat kompleks). Kedua-dua polimer ini berwarna putih. Mereka tidak larut dalam air. Ia dibina daripada molekul glukosa. Mereka ditetapkan oleh satu formula kimia, mampu hidrolisis dan tidak menghasilkan tindak balas "cermin perak". Mereka berbeza dalam strukturnya (untuk selulosa ia adalah linear, dan untuk kanji ia adalah linear dan bercabang). Struktur mereka juga berbeza, walaupun glukosa terdapat dalam komposisi mereka (kanji dibina daripada residu alfa-glukosa, dan selulosa dibuat daripada residu beta-glukosa). Mereka juga berbeza dalam bidang penggunaannya (kanji digunakan sebagai produk makanan, tetapi selulosa tidak; selulosa digunakan untuk pengeluaran kertas dan produk tekstil, untuk pembuatan pelbagai barangan, tetapi kanji tidak). Glukosa berbeza daripada kanji dalam kekuatannya; ia boleh digunakan untuk membuat serat. Ia juga mengambil masa lebih lama untuk mengurai daripada kanji.
Ingat:
Apakah penyelesaian yang dipanggil koloid (§ 3);
Apakah bahan yang dipanggil polimer (§ 28).
Polisakarida semulajadi yang paling penting ialah kanji dan selulosa. Kedua-dua bahan adalah polimer dengan formula kimia yang sama: n. Mereka berbeza hanya dalam struktur molekul mereka.
Kanji ialah serbuk amorfus dengan ciri-ciri rangup, ketumpatan - 1.5 g/cm 3, pada keadaan biasa tidak larut dalam air. Apabila bijirin kanji jatuh ke dalam air panas, ia menyerap air dan membengkak dengan hebat, cangkerangnya musnah dan larutan koloid terbentuk. Ia dipanggil tampal dan kadangkala digunakan sebagai pelekat. Kanji tidak mempunyai takat lebur atau didih kerana ia terurai apabila dipanaskan.
Kanji terdiri daripada dua jenis molekul. Oleh sebab itu, kadangkala dikatakan terdiri daripada dua bahan: amilosa dan amilopektin. Amilosa (kandungannya kira-kira 20%) mempunyai molekul linear (Rajah 37.1, a), ia lebih baik larut dalam air. Satu molekul amilosa mengandungi kira-kira seribu molekul glukosa. Molekul amilopektin bercabang dan mengandungi kira-kira sepuluh ribu sisa molekul glukosa (Rajah 37.1, b). Amilopektin tidak larut dalam air, tetapi hanya membengkak.
Dengan pemanasan yang berpanjangan dalam persekitaran berasid atau di bawah tindakan enzim, kanji dihidrolisiskan dan ikatan antara sisa molekul glukosa terputus. Hasil hidrolisis lengkap kanji ialah glukosa:
Tindak balas ini digunakan dalam industri untuk pengeluaran molase dan untuk pengeluaran makanan etil alkohol.
Kehadiran kanji ditentukan menggunakan larutan iodin: iodin membentuk sebatian dengan kanji daripada warna biru(Gamb. 37.2). Menggunakan tindak balas kualitatif ini, kanji boleh dikesan dalam banyak produk makanan: kentang, roti, jagung, dll.:
Kanji terbentuk dalam tumbuhan daripada glukosa dan terkumpul dalam akar, ubi dan biji:
Pati adalah karbohidrat utama dalam makanan kita. Gandum dan bijirin lain, serta tepung yang dibuat daripadanya, mengandungi banyak kanji. Ia tidak diserap secara langsung oleh badan. Di bawah pengaruh enzim, hidrolisis kanji berlaku, yang bermula apabila mengunyah makanan di dalam mulut, berterusan di dalam perut dan berakhir di usus. Glukosa yang terbentuk akibat hidrolisis diserap ke dalam darah dan memasuki hati, dan dari sana ke semua tisu badan. Lebihan glukosa disimpan di dalam hati dalam bentuk polisakarida glikogen, yang sekali lagi dihidrolisiskan kepada glukosa kerana ia digunakan dalam sel-sel badan.
Jumlah kanji yang besar digunakan untuk menghasilkan etil alkohol. Untuk melakukan ini, kanji pertama kali dihidrolisiskan oleh enzim malt, dan produk hidrolisis, selepas penapaian oleh yis, ditukar menjadi alkohol.
Selulosa
Selulosa (serat) ialah bahan berserat putih yang tidak larut dalam air dan pelarut lain (tidak seperti kanji). Ketumpatan selulosa, bergantung kepada bahan mentah, berkisar antara 1.27 hingga 1.61 g/cm 3 .
Formula kimia selulosa adalah sama dengan kanji - n. Tetapi tidak seperti kanji, molekul selulosa tidak bercabang dan mengandungi puluhan ribu molekul glukosa (berat molekul selulosa mencapai beberapa juta). Makromolekul selulosa individu disusun dalam cara yang teratur dan padat antara satu sama lain, membentuk gentian yang kuat, yang tidak tipikal untuk kanji (Rajah 37.3).
Selulosa berinteraksi dengan air, menjalani hidrolisis dalam keadaan yang lebih teruk berbanding kanji - semasa mendidih berpanjangan dengan asid. Sudah tentu, hasil hidrolisis juga glukosa.
Selulosa, atau lebih tepatnya kayu yang mengandunginya, digunakan sebagai bahan bakar. Seperti kebanyakan bahan organik, selulosa terbakar ke karbon dioksida dan air:
nasi. 37.3. Molekul kanji mempunyai struktur yang kebanyakannya bercabang (a), dan molekul selulosa mempunyai struktur linear (b)
Selulosa adalah bahan utama sel tumbuhan: kayu terdiri daripada 50% daripadanya, dan kapas dan rami adalah hampir selulosa tulen (Rajah 37.4). Tubuh manusia dan haiwan (kecuali ruminan, kuda dan arnab) tidak dapat mencerna selulosa.
Walaupun kanji dan selulosa mempunyai yang sama komposisi kimia, disebabkan oleh struktur molekul yang berbeza yang mereka lakukan pelbagai fungsi dalam badan: kanji - nutrien, dan selulosa ialah bahan binaan yang tahan lama.
Industri utama di mana selulosa digunakan ialah kertas. Kertas di mana teks ini dicetak terutamanya terdiri daripada selulosa yang diekstrak daripada kayu. Selulosa juga digunakan
nasi. 37.5. Penggunaan selulosa
dalam penghasilan gentian tiruan dan bahan letupan. Filem yang sangat tahan lama dipanggil selofan diperbuat daripada selulosa yang hampir tulen. Dengan memproses selulosa asid asetik selulosa asetat diperoleh daripada mana ia dibuat gentian asetat(sutera tiruan), filem dan filem fotografi dan bahan berharga lain.
Kraftmehl Jerman ("kanji") berasal dari perkataan jerman Kraft - "kekuatan" dan Mehl - "tepung", iaitu kanji - kekuatan tepung. Kanji daripada kentang mula-mula diperolehi pada tahun 1781, dan sebelum itu ia diperoleh daripada gandum.
EKSPERIMEN MAKMAL No. 13, 14
Peralatan: rak dengan tabung uji, spatula, pemegang tabung uji, penunu.
Reagen: air, kanji, larutan iodin (alkohol atau larutan Lugol).
Peraturan keselamatan:
Untuk menjalankan eksperimen, gunakan sejumlah kecil reagen;
Semasa pemanasan, jangan sentuh objek panas dengan tangan anda;
Berhati-hati agar tidak terkena reagen pada kulit, mata atau pakaian anda.
Nisbah kanji kepada air
Tuangkan 2-3 ml air ke dalam dua tabung uji. Panaskan salah satu daripadanya sehingga air hampir mendidih. Tuangkan sedikit (di hujung spatula) kanji ke dalam kedua-dua tabung uji dan gaul perlahan-lahan dengan menggoncang. Buat kesimpulan tentang keterlarutan kanji dalam air sejuk dan air panas.
Apakah yang dipanggil larutan kanji dalam air? Jenis apa sistem tersebar adakah dia berkaitan?
Interaksi kanji dengan iodin
Kepada larutan kanji yang diperolehi dalam eksperimen sebelumnya, tambahkan satu titik larutan iodin cair (warna jerami muda). Apa yang anda perhatikan? Buat kesimpulan tentang tanda-tanda tindak balas kualitatif terhadap kanji.
EKSPERIMEN RUMAH No. 3
Penentuan kanji dalam produk makanan
Anda memerlukan: pipet, gelas, tincture iodin, alkohol salisilik (borik, formik) - anda boleh membelinya di farmasi atau mengambilnya dari kabinet ubat rumah anda; sebarang produk makanan yang mengandungi kanji: kanji kentang, tepung, roti, kek, kerepek, jus tomato, pasta, rebusan beras atau bijirin lain, sosej rebus (atau sosej), krim masam, dsb.
Peraturan keselamatan:
Untuk eksperimen, gunakan sejumlah kecil bahan;
1. Sediakan larutan iodin. Biasanya, tincture iodin farmasi mengandungi 5% iodin. Adalah menyusahkan untuk menggunakan penyelesaian sedemikian untuk mengesan kanji: ia sangat gelap, dan rupa warna biru dengan kehadiran kanji mungkin tidak diperhatikan. Larutan iodin mesti dicairkan. Iodin tidak larut dalam air, jadi etanol (dalam bentuk sediaan farmaseutikal berdasarkannya) mesti digunakan untuk melarutkannya. Tuangkan kira-kira dua sudu alkohol salisilik ke dalam gelas atau botol. Dengan menggunakan pipet, tambah satu (atau lebih) titisan tincture iodin kepada alkohol ini untuk mendapatkan larutan berwarna jerami yang terang. Larutan ini kini boleh digunakan untuk menentukan kanji.
2. Periksa produk makanan anda yang tersedia untuk kandungan kanji. Untuk melakukan ini, tambahkan beberapa titis larutan iodin kepada kepingan kecil dengan pipet. Berdasarkan perubahan warna, buat kesimpulan tentang kehadiran kanji dalam produk yang dikaji. Bentangkan keputusan eksperimen dalam bentuk jadual:
Idea utama
Polisakarida ialah polimer semula jadi, monomernya ialah sisa-sisa molekul monosakarida. Yang paling biasa ialah kanji dan selulosa - polimer yang dibentuk oleh glukosa.
Soalan kawalan
455. Bawa formula kimia kanji dan selulosa. Mengapa karbohidrat ini dipanggil polimer?
456. Bagaimanakah struktur molekul kanji dan selulosa berbeza?
457. Huraikan sifat fizikal kanji dan selulosa.
458. Bagaimanakah anda boleh menentukan kehadiran kanji dalam larutan atau campuran lain?
459. Huraikan kegunaan kanji dan selulosa. Apakah sifat-sifat itu berdasarkan?
Tugasan untuk menguasai bahan
460. Huraikan apakah proses yang berlaku semasa transformasi tersebut: selulosa ^ karbon dioksida ^ glukosa ^ kanji.
461. Berapa banyak unit struktur C 6 H 10 O 5 terkandung dalam molekul selulosa jika berat molekul relatifnya ialah 2.1 juta?
462. Kira isipadu selulosa dengan jumlah bahan 1 mol, jika satu molekul selulosa mengandungi purata 10,000 sisa molekul glukosa, dan ketumpatannya ialah 1.52 g/cm 3.
463. Untuk menyediakan jeli, 2 sudu besar kanji biasanya ditambah kepada 1 liter cecair. Kira pecahan jisim kanji dalam jeli sedemikian, jika satu sudu mengandungi kira-kira 30 g kanji kentang.
464. Kira isipadu karbon dioksida yang akan dibebaskan semasa pembakaran lengkap bulu kapas seberat 1 kg, jika kita mengandaikan bahawa ia terdiri sepenuhnya daripada selulosa. Apakah isipadu oksigen yang diperlukan untuk ini (tidak.)?
465*. Bayangkan anda bekerja sebagai ahli kimia di sebuah syarikat tekstil dan anda perlu membuat persembahan projek penyelidikan, bertujuan untuk penggunaan pengganti kapas sintetik. Apakah maklumat yang perlu anda kumpulkan dan apakah soalan yang perlu anda pertimbangkan untuk menyelesaikan masalah ini? Buat reka bentuk eksperimen untuk penyelidikan anda.
466*. Bagaimanakah anda boleh mengeluarkan kotoran daripada pewarna iodin pada kain menggunakan potongan ubi kentang mentah?
467*. Kentang manakah yang anda fikir boleh menghasilkan lebih banyak kanji: yang baru digali atau yang telah disimpan di kedai sayur sepanjang musim sejuk?
KERJA AMALI Bil 5
Definisi sebatian organik dalam produk makanan
Peralatan: rak dengan tabung uji, spatula.
Reagen: sampel makanan (sementara): anggur, epal, susu segar, kefir, keju kotej, anggur,
jus oren dan tomato; larutan iodin, cuprum(P) sulfat, alkali, penunjuk universal (atau kertas penunjuk).
Peraturan keselamatan:
Untuk eksperimen, gunakan sejumlah kecil bahan;
Berhati-hati agar tidak terkena bahan pada kulit, pakaian atau mata anda; Sekiranya tersentuh, bahan itu hendaklah dibasuh dengan banyak air.
Eksperimen 1. Periksa kefir, keju kotej dan jus tomato untuk kandungan kanji. Untuk menentukan kanji, tambahkan 1-2 titis larutan iodin kepada sampel ujian. Apakah tanda yang harus menunjukkan kehadiran kanji? Huraikan pemerhatian anda. Adakah makanan yang diuji mengandungi kanji?
Eksperimen 2. Menggunakan penunjuk universal, tentukan nilai pH dalam sampel makanan yang tersedia (untuk mengkaji anggur, jus harus diperah daripadanya, dan sekeping kecil epal harus dihancurkan). Apakah persekitaran (berasid, beralkali atau neutral) dalam sampel yang ada? Apakah jenis persekitaran yang harus mengandungi sampel ini? Jika persekitaran berasid, rasa apa asid organik mengandungi produk ini.
Eksperimen 3. Uji anggur, epal, anggur dan jus oren untuk kandungan glukosa (untuk menguji anggur, jus harus diperah daripadanya, dan sekeping epal harus dihancurkan). Untuk menentukan kandungan glukosa, anda perlu mendapatkan mendakan baru cuprum(P) hidroksida dengan bertindak balas cuprum(P) sulfat dengan alkali (seperti yang anda lakukan dalam Pengalaman makmal No 12, hlm. 209). Kemudian masukkan jus ujian ke sedimen sehingga sedimen hilang. Huraikan pemerhatian anda. Adakah semua sampel mengandungi glukosa? Dalam sampel manakah anda mendapati kehadiran glukosa?
Bentangkan keputusan eksperimen dalam bentuk jadual:
Kesimpulan. Buat kesimpulan umum. Untuk melakukan ini, gunakan jawapan kepada soalan:
1. Apakah tindak balas yang dipanggil kualitatif? Apakah tanda yang digunakan untuk menentukan kehadiran bahan tertentu dalam larutan?
2. Menggunakan apa tindak balas kualitatif bolehkah gliserol, glukosa, kanji dikesan?
3. Apakah persamaan struktur molekul gliserol dan glukosa?
4. Apakah kesimpulan tentang kualiti produk makanan yang boleh dibuat berdasarkan keputusan eksperimen?
Ini adalah bahan buku teks
Polisakarida: kanji, selulosa
Polisakarida ialah sebatian berat molekul tinggi yang mengandungi ratusan dan ribuan sisa monosakarida. Apa yang biasa kepada struktur polisakarida ialah sisa-sisa monosakarida dihubungkan oleh hidroksil hemiasetal satu molekul dan hidroksil alkohol yang lain, dsb. Setiap residu monosakarida dikaitkan dengan residu bersebelahan oleh ikatan glikosidik.
Poliglikosida boleh mengandungi rantai bercabang dan tidak bercabang. Sisa monosakarida yang membentuk molekul boleh sama atau berbeza. Polisakarida yang paling penting adalah kanji, glikogen (kanji haiwan), serat (atau selulosa). Ketiga-tiga polisakarida ini terdiri daripada molekul glukosa yang dihubungkan bersama dengan cara yang berbeza. Komposisi ketiga-tiga sebatian boleh dinyatakan dengan formula am: (C 6 H 10 O 5) n
kanji
Pati tergolong dalam polisakarida. Jisim molekul bahan ini belum ditetapkan dengan tepat, tetapi diketahui bahawa ia adalah sangat besar (kira-kira 100,000) dan mungkin berbeza untuk sampel yang berbeza. Oleh itu, formula kanji, seperti polisakarida lain, digambarkan sebagai (C 6 H 10 O 5) n. Bagi setiap polisakarida n mempunyai makna yang berbeza.
Ciri-ciri fizikal
Pati adalah serbuk tawar, tidak larut dalam air sejuk. Ia membengkak dalam air panas, membentuk pes.
Kanji diedarkan secara meluas dalam alam semula jadi. Ia adalah bahan nutrien simpanan untuk pelbagai tumbuhan dan terkandung di dalamnya dalam bentuk bijirin kanji. Bijirin terkaya dalam kanji adalah bijirin: beras (sehingga 86%), gandum (sehingga 75%), jagung (sehingga 72%), dan ubi kentang (sehingga 24%). Dalam ubi kentang, bijirin kanji terapung di dalam sap sel, dan dalam bijirin ia dilekatkan rapat dengan bahan protein yang dipanggil gluten. Pati adalah salah satu hasil fotosintesis.
resit
Pati diekstrak daripada tumbuhan dengan memusnahkan sel dan membasuhnya dengan air. Pada skala perindustrian, ia diperoleh terutamanya daripada ubi kentang (dalam bentuk tepung kentang), serta dari jagung.
1) Di bawah tindakan enzim atau apabila dipanaskan dengan asid (ion hidrogen berfungsi sebagai pemangkin), kanji, seperti semua karbohidrat kompleks, mengalami hidrolisis. Dalam kes ini, kanji larut terbentuk terlebih dahulu, kemudian bahan yang kurang kompleks - dekstrin. Hasil akhir hidrolisis ialah glukosa. Persamaan tindak balas keseluruhan boleh dinyatakan seperti berikut:
Terdapat pecahan makromolekul secara beransur-ansur. Hidrolisis kanji adalah sifat kimianya yang penting.
2) Kanji tidak memberikan tindak balas "cermin perak", tetapi produk hidrolisisnya. Makromolekul kanji terdiri daripada banyak molekul a-glukosa kitaran. Proses pembentukan kanji boleh dinyatakan seperti berikut (tindak balas polikondensasi):
3) Reaksi ciri ialah interaksi kanji dengan larutan iodin. Jika larutan iodin ditambah kepada pes kanji yang telah disejukkan, warna biru muncul. Apabila pes dipanaskan, ia hilang, dan apabila disejukkan, ia muncul semula. Sifat ini digunakan dalam menentukan kanji dalam produk makanan. Sebagai contoh, jika setitik iodin digunakan pada kentang yang dipotong atau sekeping roti putih, warna biru muncul.
Permohonan
Pati adalah karbohidrat utama dalam makanan manusia; ia didapati dalam kuantiti yang banyak dalam roti, bijirin, kentang, dan sayur-sayuran. Kuantiti kanji yang ketara diproses menjadi dekstrin, molase, dan glukosa, yang digunakan dalam industri gula-gula. Kanji digunakan sebagai pelekat, digunakan untuk kemasan fabrik dan kanji linen. Dalam perubatan, salap, serbuk, dll disediakan berdasarkan kanji.
Selulosa atau serat
Selulosa adalah karbohidrat yang lebih biasa daripada kanji. Ia terdiri terutamanya daripada dinding sel tumbuhan. Kayu mengandungi sehingga 60%, bulu kapas dan kertas penapis - sehingga 90% selulosa.
Ciri-ciri fizikal
Selulosa tulen ialah pepejal putih, tidak larut dalam air dan dalam pelarut organik biasa, sangat larut dalam larutan ammonia pekat kuprum (II) hidroksida (reagen Schweitzer). Daripada larutan asid ini, selulosa dimendakkan dalam bentuk gentian (selulosa terhidrat). Serat mempunyai kekuatan mekanikal yang agak tinggi.
Komposisi dan struktur
Komposisi selulosa, serta kanji, dinyatakan oleh formula (C 6 H 10 O 5) n. Nilai n dalam beberapa jenis selulosa mencapai 10-12 ribu, dan berat molekul mencapai beberapa juta. Molekulnya mempunyai struktur linear (tidak bercabang), akibatnya selulosa mudah membentuk serat. Molekul kanji mempunyai struktur linear dan bercabang. Ini adalah perbezaan utama antara kanji dan selulosa.
Terdapat perbezaan dalam struktur bahan ini: makromolekul kanji terdiri daripada sisa molekul a-glukosa, dan makromolekul selulosa terdiri daripada residu b-glukosa. Proses pembentukan serpihan makromolekul selulosa boleh diwakili oleh rajah:
Sifat kimia. Aplikasi selulosa Perbezaan kecil dalam struktur molekul menyebabkan perbezaan ketara dalam sifat polimer: kanji adalah produk makanan, selulosa tidak sesuai untuk tujuan ini.
1) Selulosa tidak memberikan tindak balas "cermin perak" (tiada kumpulan aldehid). Ini membolehkan kita menganggap setiap unit C 6 H 10 O 5 sebagai sisa glukosa yang mengandungi tiga kumpulan hidroksil. Yang terakhir dalam formula selulosa sering dibezakan:
Disebabkan oleh kumpulan hidroksil, selulosa boleh membentuk eter dan ester.
Sebagai contoh, tindak balas untuk membentuk ester dengan asid asetik ialah:
[C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ] n +3nCH 3 COOH® [C 6 H 7 O 2 (OSOCH 3) 3 ] n +3nH 2 O
Apabila selulosa berinteraksi dengan pekat asid nitrik dengan kehadiran asid sulfurik pekat sebagai agen penyahhidratan terbentuk ester- selulosa trinitrat:
Ini adalah bahan letupan yang digunakan untuk membuat serbuk mesiu.
Oleh itu, pada suhu biasa, selulosa hanya bertindak balas dengan asid pekat.
2) Seperti kanji, apabila dipanaskan dengan asid cair, selulosa mengalami hidrolisis untuk membentuk glukosa:
(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС b Н 12 O 6
Hidrolisis selulosa, atau dipanggil sakarifikasi, adalah sifat selulosa yang sangat penting; ia memungkinkan untuk memperoleh selulosa daripada habuk papan dan pencukur, dan dengan menapai yang terakhir, etil alkohol. Etil alkohol yang diperoleh daripada kayu dipanggil hidrolitik.
Di loji hidrolisis, sehingga 200 liter etil alkohol diperoleh daripada 1 tan kayu, yang boleh menggantikan 1.5 tan kentang atau 0.7 tan bijirin.
Glukosa mentah yang diperoleh daripada kayu boleh digunakan sebagai makanan ternakan.
Ini hanyalah beberapa contoh penggunaan selulosa. Selulosa dalam bentuk kapas, rami atau rami digunakan untuk membuat kain - kapas dan linen. Sebilangan besar daripadanya dibelanjakan untuk pengeluaran kertas. Gred kertas murah diperbuat daripada kayu konifer, gred terbaik diperbuat daripada kertas sisa linen dan kapas. Dengan menundukkan selulosa kepada pemprosesan kimia, beberapa jenis sutera tiruan, plastik, filem, serbuk tanpa asap, varnis dan banyak lagi diperolehi.