На что распадается мальтоза при гидролизе

Ионное уравнение гидролиза

Не подвергается гидролизу

Al 3+ + H₂O ↔ AlOH 2+ + H +

б) хлорид натрия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлородородной) и сильным основанием (гидроксидом натрия), следовательно, она не подвергается гидролизу. Вариант 1.

в) сульфид натрия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (сероводородной) и сильным основанием (гидроксидом натрия). Гидролиз протекает по аниону:

г) сульфид алюминия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (сероводородной) и слабым основанием (гидроксидом алюминия). Гидролиз протекает по катиону и аниону:

Источник

Мальтоза, свойства, получение и применение

Мальтоза, свойства, получение и применение.

Мальтоза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов – остатков D-глюкозы, имеющий формулу C₁₂H₂₂O₁₁.

Мальтоза, формула, молекула, строение, вещество:

Мальтоза (от англ. malt – «солод») – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух остатков D-глюкозы, имеющий формулу C₁₂H₂₂O₁₁.

В быту мальтоза именуется солодовым сахаром.

Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов. Мальтоза расщепляется на два остатка D-глюкозы.

Химическая формула мальтозы C₁₂H₂₂O₁₁.

Аналогичную общую химическую формулу имеют и другие дисахариды: лактоза, состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и сахароза, состоящая из остатков α-глюкозы и β-фруктозы.

Строение молекулы мальтозы, структурная формула мальтозы:

Рис. 3. Открытая форма мальтозы

Молекула мальтозы может существовать в циклической и линейной – открытой цепной (ациклической) формах.

Молекула α-мальтозы (циклическая форма) образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и α-глюкозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом (1→4)-гликозидной связью.

Молекула β-мальтозы (циклическая форма) образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и β-глюкозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом (1→4)-гликозидной связью.

Молекула открытой формы мальтозы образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и D-глюкозы.

Встречается также изомер мальтозы – изомальтоза. Изомальтоза похожа на обычную мальтозу, но остатки глюкозы в ней соединены не (1→4)-гликозидной связью, (1→6)-гликозидной связью.

Систематическое химическое наименование мальтозы:

Мальтоза очень хорошо растворяется в воде. Растворимость в воде составляет 48,19 г/100 г воды (при 30 °C).

Мальтоза, попадая в пищеварительный тракт, под действием ферментов под действием фермента мальтазы, содержащемся в пищеварительном соке, быстро гидролизуется на глюкозу, после чего всасывается и попадает в кровь.

Температура плавления α-мальтозы 108 °C, β-​мальтозы – 160-165 °C.

Мальтоза является источником энергии для организма человека и животных.

Физические свойства мальтозы:

Химические свойства мальтозы. Химические реакции (уравнения) мальтозы:

Основные химические реакции мальтозы следующие:

1. реакция мальтозы с водой (гидролиз мальтозы):

При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода ) мальтоза расщепляется на составляющие ее моносахариды – остатки глюкозы за счёт разрыва гликозидных связей между ними.

Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него мальтозы. В кишечнике мальтоза под действием ферментов быстро гидролизуется на две молекулы глюкозы.

2. качественная реакция на мальтозу (реакция мальтозы с гидроксидом меди):

3. качественная реакция на лактозу – реакция «серебряного зеркала» (реакция лактозы с аммиачным раствором оксида серебра ):

В молекуле мальтозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию «серебряного зеркала». Для этого к аммиачному раствору оксида серебра добавляют мальтозу. В результате реакции образуется среди прочего чистое серебро. Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро осаждается на них в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.

Получение и производство мальтозы:

Мальтоза образуется в результате частичного гидролиза крахмала ((C₆H₁₀O₅)_n).

Гидролиз крахмала протекает ступенчато. Из крахмала сначала образуется декстрин ((C₆H₁₀O₅)_n), который гидролизуется до мальтозы (C₁₂H₂₂O₁₁). А затем в результате гидролиза мальтозы образуется глюкоза (С₆Н₁₂O₆).

Аналогичная реакция происходит во рту, желудке и кишечнике у живых организмов при попадании в него крахмала. В желудке и кишечнике крахмал под действием ферментов окончательно гидролизуется на глюкозу.

Применение мальтозы:

– для приготовления различных продуктов питания: диетических продуктов и детского питания (молочных смесей, фруктового пюре и пр.),

– в кондитерской промышленности при изготовлении сладких сиропов,

– для приготовления ячменной патоки, которая используется в винокурении и пивоварении, а также для добавления в хлебобулочные изделия, соки, мороженое и пр.

Источник

На что распадается мальтоза при гидролизе

Дисахаридами называют углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов одинаковой или разной природы, соединенных между собой гликозидной связью.

Дисахариды легко гидролизуются в кислой среде с образованием двух молекул моносахаридов. В зависимости от способа образования гликозидной связи, дисахариды разделяют на две группы – восстанавливающие и невосстанавливающие.

В восстанавливающих дисахаридах гликозидная связь образуется из гликозидной (полуацетальной) гидроксильной группы одного и любой, но не полуацетальной гидроксильной группы второго моносахарида. В большинстве случаев гликозидную связь образует гидроксильная группа у 4-го углеродного атома. Таким образом, дисахарид имеет свободную гликозидную гидрокильную группу, и, следовательно, обладает восстанавливающими свойствами. В свежеприготовленных растворах таких дисахаридов наблюдается явление мутаротации. Представителями восстанавливающих дисахаридов является мальтоза, целлобиоза, лактоза.

Номенклатура дисахаридов является сложной. Название образуется по типу О-замещенных производных моносахаридов, исходя из названия восстанавливающего звена с указанием всех имеющихся заместителей. Наиболее употребительны тривиальные названия дисахаридов, обычно связанные с источником получения вещества.

Молекула мальтозы состоит из двух остатков D-глюкопиранозы, связанных 1,4-гликозидной связью.

За счет полуацетального гидроксила мальтоза образует гликозиды.

С участием циклических форм мальтоза, аналогично моносахаридам, образует простые и сложные эфиры по всем гидроксильным группам.

Целлобиоза и мальтоза имеют разное пространственное строение. В молекуле целлобиозы один остаток глюкозы по сравнению с мальтозой повернут на 180 °С.

Целлобиоза легко растворяется в воде, но не расщепляется в организме человека и поэтому не может быть использована в качестве продукта питания.

В невосстанавливающих дисахаридах гликозидная связь образуется за счет полуацетальных (гликозидных) групп обоих моносахаридов.

Эти дисахариды не имеют свободного полуацетального гидроксила. Поэтому в растворах они существуют только в циклической форме, их растворы не мутаротируют и не обладают восстанавливающими свойствами (не дают реакцию «серебряного зеркала»).

Такие дисахариды не дают реакций по альдегидной группе и гликозидному гидроксилу. Они способны лишь к образованию простых и сложных эфиров. Представителем невостанавливающих дисахаридов является сахароза.

(тростниковый или свекловичный сахар)

Сахароза содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, в соках различных плодов, откуда ее и получают. В растениях сахароза служит растворимым резервным сахаридом, а также той транспортной формой, которая легко переносится по растению.

Растворы сахарозы оптически активны [ α D20=+66,5°], мутаротации не наблюдается, и они не проявляют восстанавливающих свойств.

Сахароза при кипячении водных растворов в присутствии кислот или при действии ферментов гидролизуется с образованием смеси глюкозы и фруктозы. При этом происходит изменение знака удельного вращения, то есть характерное для сахарозы вращение плоскости поляризации вправо [ α 20=+66,5°] изменяется на левое вращение [ α 20=–39,5°]. Процесс изменения знака удельного (оптического) вращения по величине и знаку в процессе гидролиза называется инверсией. Образующаяся в процессе гидролиза смесь равных количеств D- глюкозы и D-фруктозы называется инвертным сахаром. Инвертный сахар является основной частью пчелиного меда.

Сахароза легко расщепляется ферментативно в организмах человека и животных под действием фермента сахаразы.

Сахароза является ценным пищевым продуктом и исходным сырьем для получения этилового спирта. В виде стеарата сахароза нашла применение как эмульгатор и стабилизатор лекарственных препаратов.

Источник

Углеводы

Классификация

Моносахариды

В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.

Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.

Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.

В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.

Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.

Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.

Дисахариды

При их гидролизе получаются различные моносахариды.

Полисахариды

Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

На что распадается мальтоза при гидролизе

Под действием обеих амилаз солодовый крахмал при затирании гидролизуется до мальтозы и декстринов по следующим ос новным реакциям:

Конечный результат этих реакций на практике зависит от условий осахаривания.

Отношение декстринов к мальтозе в охмеленном сусле важно как с технической, так и с экономической точек зрения по следующим причинам. Мальтозы из сухого вещества крахмала образуется на 5,5 мае. % больше, т. е. на количество воды, связанной при гидролизе, в то время как при образовании декстринов масса не увеличивается. Высокое содержание декстринов снижает выход экстракта.

Большое количество декстринов затрудняет фильтрацию и выщелачивание дробины, в которой задерживается больше экстракта. Это происходит в результате того, что декстрины являются гидрофильными коллоидами с высокой вязкостью.

Декстрины в условиях пивоваренного брожения большей частью не сбраживаются (под действием трансглюкозидазы только небольшая часть их переходит в сбраживающиеся), по-этому конечная степень сбраживания сусла, богатого декстринами, низкая. Образованию декстринов способствуют высокие температуры осахаривания (свыше 70°С), которые ограничивают действие осахаривающей β-амилазы в пользу декстринирующей α-амилазы.

Расщепление крахмала на продукты, которые не дают с йодным раствором цветной реакции, называется осахариванием крахмала. Оно протекает в три стадии: клейстеризация, разжижение и собственно осахаривание.

Клейстеризация крахмала. Она происходит при нагреве суспензии крахмала в воде. Зерна крахмала при медленном нагревании набухают и при определенной температуре из амилопектина образуется вязкий гель, называемый крахмальным клейстером.

Для остальных видов крахмала Ле Корвазье [4] приводит следующие температуры клейстеризации (в °С).

Температура клейстеризации не является постоянной. Она колеблется и у крахмала одного происхождения в зависимости от структуры зерна, образуемого сферокристаллами, состоящими из множества мицелл, и далее в зависимости от некоторых физических и физико-химических факторов. Чем медленнее нагревается суспензия крахмала, тем лучше набухают зерна и клейстеризация происходит при более низкой температуре. На поглощение воды влияет также плотность зернового слоя и степень конденсации крахмального вещества. Влияние размера зерна иное: мелкие зерна, по Нейману, клейстеризовать хуже, чем крупные [3].

Разжижение крахмала (крахмального клейстера). Разжижение крахмального клейстера при осахаривании является результатом ферментативной реакции. Согласно старым представлениям, разжижение клейстера обусловливает гидролиз сложного фосфорного эфира амилопектина, катализированного амилофосфатазой. Когда было обнаружено, что солодовая амилофосфатаза не гидролизует амилопектин зернопродуктов, а только картофельные амилопектины, то утвердилось мнение, что разжижение крахмального клейстера при осахаривании связано с декстринирующим действием α-амилазы солода. Поэтому данный эффект считается одной из функций α-амилазы.

В присутствии довольно большого количества разжижающего фермента крахмальный клейстер в заторах разжижается при оптимальной температуре с большой скоростью. И наоборот, разжижение неклейстеризованного крахмала требует продолжительного воздействия ферментов, так что маловероятно, чтобы этот процесс полностью проходил при осахаривании.

Оптимальная температура разжижения крахмального клейстера в заторах 65-70° при оптимальном pH 4,6. Фермент инактивируется при 80°С.

При переработке крахмалистых заменителей солода в соответствующий затор перед клейстеризацией добавляется небольшое количество разжижающего фермента в виде солодовой дробины. За границей разжижение крахмала из заменителей облегчается путем добавки амилазы другого происхождения, например бактериальной α-амилазы.

Собственно осахаривание. Расщепление крахмала до мальтозы и декстринов, катализируемое солодовыми амилазами, называют осахариванием.

Затор может осахариваться только после разжижения крахмального клейстера.

В практике заторы осахариваются после медленного нагревания до температуры осахаривания с выдержкой, начатой при этой температуре.

Технологически важными температурами (температурные интервалы) являются следующие:

Заторы всегда осахариваются постепенно в связи с тем, что большая молекула крахмала постепенно распадается на меньшие.

Процесс осахаривания и степень достигнутого осахаривания контролируют реакцией по йодному раствору. Это очень чувствительная цветная реакция, ее дает водный раствор йода в йодистом калии с крахмалом и некоторыми декстринами.

Согласно конвенции, «осахаривание» считается удовлетворительным, если капля затора и капля 0,02 н. раствора йода в йодистом калии (2,5 г J₂ и 5 г KJ на 1л воды) дают на пластинке чистое желтое пятно.

При конвенционных анализах солода определяется «длительность осахаривания», т. е. время от достижения температуры 70°С в заторе вплоть до полного расщепления крахмала на йодонормальные продукты. Учитывая то, что на практике чисто желтая окраска обычно недосягаема, определение временного момента конца осахаривания в значительной степени зависит от субъективной оценки. Для устранения этого недостатка Зилберайзен рекомендовал две модификации конвенционного метода.

Поскольку йодный раствор с пластинки испаряется, рекомендуется для солодов, осахаривающихся очень медленно (более 20 мин), через 15 мин пропитать йодом следующую пластинку и работать с ней.

В этом методе капля затора с йодом сначала восстанавливается, а потом окисляется. Еще неосахаренные заторы дают чистосинюю окраску, довольно устойчивую.

С помощью обоих методов можно определять конец осахаривания с точностью до 1-2 мин. Для точного определения длительности осахаривания рекомендуется реакцию на йод повторить с двухминутными интервалами и работать первым, более простым методом.

Однако распространенное определение реакции на йод как реакции осахаривания не совсем точно и подвергалось критике в литературе, поскольку был объяснен механизм действия обеих амилаз.

α-Амилаза расщепляет молекулу крахмала до декстринов, которые не дают с йодом цветной реакции (ахродекстрины), а мальтоза образуется медленно. β-Амилаза гидролизует крахмал до мальтозы и декстринов, дающих с йодом фиолетовую реакцию, а те в свою очередь расщепляются α-амилазой до ахродекстринов. При осахаривании крахмала цветная реакция на йод исчезает главным образом при действии α-амилазы, так что реакция на йод является собственно показателем активности этой амилазы. Следовательно, установившийся термин «осахаривание» означает стадию ферментативного расщепления крахмала, при которой исчезает цветная реакция с йодом, что свидетельствует о наличии наряду с мальтозой только ахродекстринов.

Правильный выбор температуры осахаривания и полнота осахаривания заметно влияют на качество продукции. До недавних пор считали, что несбраживающиеся декстрины придают светлому пиву полноту вкуса. Это мнение в последнее время пересмотрено (Де Клерк) на основе точно проведенных сравнительных испытаний пива с высоким содержанием декстринов, которое при дегустационных испытаниях было определено как более пустое, чем пиво с высоким содержанием спирта. Тем самым было вновь подтверждено положительное влияние спирта на вкус пива. Его содержание зависит от соотношения декстринов к мальтозе в исходном охмеленном сусле.

Белки (азотистые вещества)

Расщепление белков, катализируемое солодовыми протеазами, при затирании происходит не полностью, расщепляется только ограниченное количество (от 1 /₃ до 2 /₅). Более важным, чем количество белков, перешедших в раствор, является соотношение отдельных фракций, которое должно удовлетворять условиям, наиболее благоприятным для качества пива.

При температурах, применяемых при затирании, и при обычном pH заторов действует главным образом протеиназа. Поэтому образуются преимущественно высокомолекулярные продукты расщепления белков, которые протеиназа при благоприятных условиях частично расщепляет на среднемолекулярные. Характерным является тот факт, что из нерастворимых белков солода, т. е. из остатков эдестина, гордеина и глютелина во время затирания в среднем образуется больше стойкорастворимых фракций, чем при солодоращении. Общая доля растворимых белков, образующихся при солодоращении и затирании, соответствует приблизительно соотношению 1:1. Однако между ними имеется существенное качественное различие главным образом в том, что растворимые фракции, образовавшиеся при солодоращени, содержат около 40% формольного азота, а фракции, образовавшиеся при затирании, содержат его только 20%. Поэтому недостаточное растворение белков при солодоращении нельзя компенсировать их более интенсивным расщеплением при затирании.

При переработке недостаточно растворенного солода издавна применяют пептонизирующую (белковую) паузу при температуре от 45 до 55°С. Известно, что тем самым устраняют или уменьшают различные технологические трудности, особенно при фильтрации и брожении. При переработке перерастворенного солода, наоборот, эту выдержку при температуре пептонизации по возможности исключают, чтобы обеспечить пеностойкость и сохранить полный вкус пива. Вместе с тем эти сведения являются эмпирическими и до сих пор не были объяснены однозначно. И хотя сегодня влияние расщепления белков считается положительным, объяснить его можно только с теоретической точки зрения. Необходимо также учитывать, что в интервале температур от 45 до 55°С находятся оптимальные температуры для действия ряда других ферментов. Например, при этих температурах происходит ферментативный гидролиз пентозанов, ксиланов (Люерс), амилана (Пиратский), смолистых веществ и органических сложных эфиров фосфорной кислоты. В этой связи особенно важную роль играет гидролиз амилана, который как слизистое, высокомолекулярное, коллоидное вещество очень затрудняет фильтрацию. В недостаточно растворенных солодах остается много амилана в первоначальной форме, который расщепляется только при осахаривании. Следовательно, не исключено, что положительное воздействие паузы в интервале от 45 до 55°С обусловлено расщеплением коллоидных веществ небелкового характера.

Наряду с белками, перешедшими в раствор под действием ферментов, другая их часть растворяется при высоких температурах под влиянием присутствующих солей. И наоборот, растворенные белки частично осаждаются в результате кипячения заторов и реакции белков с дубильными веществами оболочек солода. Эти процессы осаждения очень важны с технологической точки зрения.

Растворы белков имеют типичные свойства гидрофильных коллоидов. Они очень чувствительны ко всем физико-химическим воздействиям, при которых изменяется их коллоидное равновесие и существенно изменяются свойства. Нативные белки, растворимые в воде, при кипячении превращаются в нерастворимые и осаждаются (коагулируют). Этот процесс протекает в две стадии. Сначала происходит денатурация белков, т. е. химическое изменение, вызванное внутренней перегруппировкой в молекуле, при которой молекулы переходят из состояния гидратированного (лиофильного) в дегидратированное (лиофобное). На следующей стадии происходят коллоидно-химические изменения денатурированного белка, результатом которых является осаждение (коагуляция) дегидратированных мицелл. Первичные частицы соединяются с вторичными, образуется грубая суспензия, которая выпадает из раствора.

Процесс расщепления белков при затирании невозможно контролировать непосредственно. С помощью аналитического анализа может быть определен стойкорастворимый азот в готовом охмеленном сусле, который выражается в процентах к азоту в солоде (Кольбах), так как содержание стойкорастворимого азота зависит не только от условий затирания, но также от 146 содержания его в солоде. Число Кольбаха можно определить также при лабораторном осахаривании. Сравнительным критерием интенсивности производственного затирания является сравнение данных, полученных при производственном и лабораторном затирании, при условии, что выход белков при лабораторном затирании принимается за 100.

Кислотность

Кислотность оказывает на ферментативные реакции при осахаривании косвенное влияние, которое вытекает из зависимости активности ферментов от кислотности среды.

Зона оптимального pH большинства ферментов солода в производственных заторах смещена несколько дальше к кислой области. Она не только различна у разных ферментов, но зависит также от состава среды и от температуры.

На практике валено поддерживать pH затора как можно ближе к значению естественной кислотности перерабатываемого солода. Тем самым обеспечивают не только нормальное течение ферментативных реакций при затирании, но также более благоприятное прохождение процессов осаждения и брожения; кроме того, это улучшает вкусовые качества пива.

Остальные процессы

С технологической точки зрения при затирании важными являются минеральные вещества, попадающие в технологический процесс вместе с производственной водой и солодом. Даже, присутствуя в незначительном количестве, они существенно влияют на pH заторов и сусла.

Фосфорнокислые соли калия (гидрофосфат и дигидрофосфат) в пивоваренном процессе играют роль буферных растворов. Органические фосфаты растворимы в воде в незначительной степени, однако при затирании они расщепляются в результате реакции, катализируемой фитазой, на инозит и фосфорную кислоту. Неорганические и органические фосфаты при затирании большей частью осаждаются ионами кальция и магния, содержащимися в воде и солоде. Оставшиеся неорганические фосфаты используются в процессах фосфорилирования, которыми начинается спиртовое брожение. Инозит считается важным веществом роста дрожжей [7]. При работе с производственной водой с высокой постоянной жесткостью и при искусственном гипсовании карбонатных вод возникает опасность, что излишнее осаждение фосфатов может вызвать трудности при брожении.

Пентозаны растворяются при обычных процессах довольно незначительно. Больше их переходит в раствор при холодном экстрагировании.

Дубильные вещества из оболочек способствуют подкрашиванию сусла тем, что окисляются в красно-бурый флобафен. Они отрицательно влияют на вкус пива, так же как горькие вещества из оболочек, которые мало растворимы и тем не менее могут придать пиву неприятный привкус.

Подкрашивание происходит при кипячении заторов в результате окисления и частично карамелизации. По Юсту [8], подкрашивание не связано с ферментативными процессами.

Пектиновые вещества и гемицеллюлозы переходят в раствор только при кипячении.

Источник

• ← Как определить что женщина не замужем
• Мертвая зона в космосе что это →