Сахароза — что это такое, формула, отличие от сахара и фруктозы

Что представляет собой сахароза

Сахароза – дисахарид, органическое соединение, образованное остатками двух моносахаридов: глюкозы и фруктозы. В чистом виде сахароза представляет собой белый порошок, обладающий сладким вкусом, с температурой плавления 185 градусов. Добавим, что так называют быстрый углевод, который разлагается в пищеварительном тракте. Содержится в больших количествах в соке и плодах некоторых растений: сахарном тростнике (18-20%), сахарной свекле (20-23%). Впрочем, обнаружена сахароза и в соке клена, березы, моркови, дыни.

Организм млекопитающих, в том числе человека, не умеет усваивать сахарозу в чистом виде. Поэтому сначала происходит ее гидролиз – химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в ходе которой при помощи фермента сахаразы  образуются глюкоза и фруктоза. Начинается этот процесс в ротовой полости – при помощи слюны, а завершается в тонком кишечнике. Полученные в ходе этой реакции вещества могут легко всасываться в кровь.

В этой связи нужно упомянуть такое понятие как гликемический индекс, обозначающее скорость усвоения углеводов. Чем он выше, тем быстрее повышается уровень глюкозы в крови, поджелудочная железа быстрее выбрасывает инсулин, а клетки получают энергию. Как правило, при этом за 100 % берется глюкоза. Оказывается, что гликемический индекс сахарозы составляет всего 58%.

Чем сахароза отличается от глюкозы

Глюкоза является простым углеводом (моносахаридом). Вещество присутствует во многих видах растительных организмов, включая фрукты, ягоды, овощи. Питательное вещество — источник 50% всего объема энергии, в котором нуждается человеческий организм. Виды глюкозы, в которых она поступает в организм:

• чистое вещество, к примеру, с виноградом;
• сахароза, например, с сахаром;
• крахмал, к примеру, в крупах, макаронных изделиях, картофеле.

Глюкоза нашла применение в качестве продукта питания и лечебного средства. К примеру, капельница, в которой содержится глюкоза, помогает очистить организм от токсинов и способствует его восстановлению после операционных вмешательств.

Глюкоза входит в состав сахарозы. Эти вещества обладают следующими характеристиками:

Сахароза отличается от глюкозы следующими химическими свойствами:

• вступает в реакции гидролиза в кислой среде;
• не дает реакции «серебряного зеркала»;
• отсутствует в ее составе альдегидная группа.

Кроме отличий, сахароза и глюкоза обладают рядом сходств:

• порошкообразные вещества;
• без запаха;
• сладкий вкус;
• высока степень растворимости в водной среде;
• углеводы;
• получение из сырья природного происхождения;
• ключевые источники энергии для организма;
• рекомендованы к употреблению в ограниченном количестве;
• имеют противопоказания к применению в определенных случаях, к примеру, при тяжелых формах диабета.

Описание сравнения веществ:

• разный химический состав, глюкоза является составным компонентом сахарозы;
• по показателям сладости сахароза превышает в два раза глюкозу;
• глюкоза является моносахаридом, сахароза представляет собой дисахарид (существуют также полисахариды, к которым относят крахмал (природный полимер), целлюлозу и клетчатку);
• сахарозу значительно легче получить, что объясняет массовую продажу вещества в форме сахара для употребления в пищу;
• по степени полезности для организма глюкоза превосходит сахарозу;
• глюкозу применяют в сфере медицины, сахарозу в медицинской области не используют.

Сахароза, как и глюкоза, является энергетическим источником. Глюкозу в чистом виде считают более полезной для организма. Это связано с тем, что распад структуры сахарозы также сопровождается образованием фруктозы, которая в меньшей степени помогает синтезу инсулина.

В результате данного процесса ухудшается восприятие организмом насыщения, что способствует, в свою очередь, перееданию. Фруктоза помогает накоплению жиров. Это является причиной диабета и других неблагоприятных последствий.

Можно сделать вывод о том, что сахароза не является глюкозой, несмотря на достаточно близкий состав и назначение веществ. Они представляют собой углеводы, благодаря которым организм получает необходимое количество энергии. Потребление сахарозы и глюкозы является обязательным, но в разумных объемах.

Отличие фруктозы от сахарозы

Рассмотрим подробнее, отличия фруктозы от сахарозы. Фруктоза – моносахарид в составе сахарозы, простой углевод, природный сахар. Но намного слаще, приятнее на вкус. Калорийность на 30% ниже, чем у сахарозы, поэтому часто используется в диетах. Иногда разрешают употребление при диабете в качестве сахарозаменителя. Большое количество фруктозы содержит натуральный мед.

Она имеет ряд отличительных особенностей:

1. Медленно перерабатывается в печени до глюкозы, гликогена, лактозы.
2. Не провоцирует появления аллергий.
3. Применяется в пищевой отрасли в качестве сахарозаменителя, усилителя вкуса и запаха, консерванта.
4. Для достижения определенного вкуса необходимо меньше вещества, чем сахарозы.
5. Потребление моносахаридане отражается на уровне сахара в крови из-за низкого гликемического индекса.
6. Не влияет на зубную эмаль, не разрушает ее.

Фруктоза усваивается только печенью. Здесь она преобразуется до нужного организму количества гликогена. Дальнейшее поступление моносахарида приводит к превращению его в жир.

У вещества низкая калорийность, поэтому не наступает чувства насыщения при его употреблении. Часто это приводит к увеличению порции. Кроме того она вызывает быстрое привыкание.

Полностью заменяя сахарозу, можно достичь критически низких показателей глюкозы в крови. Поэтому использование фруктозы должно быть дозировано, оправдано и уместно.

Отличие сахара от сахарозы

Сахароза и сахар – слова синонимы, под одним подразумевают другое. Разница состоит в том, что первое вещество сложный натуральный углевод, второе получено промышленным путем.

Сахар – это органическое вещество, на 99% та же сахароза, добытая из растительного сырья. Остальная часть состоит из различных примесей – продуктов переработки. В желтом свекольном и коричневом тростниковом дисахариде есть некоторые минералы.

Рафинированный белый сахар содержит больше сахарозы меньше примесей. К этому стремятся производители сладкого продукта. Его питательные и вкусовые свойства определяет сахароза.

Производство ее в чистом виде дорогостоящее и экономически не оправданно. Она также имеет кристаллическую структуру, похожа на сахар, не имеет примесей. Аналогично хорошо плавится, превращаясь в карамель, отлично растворяется в воде.

Все большую популярность приобретает глюкозно-фруктозный сироп. Это жидкий сахар, который изготовляют из крахмала, преимущественно кукурузного.

Натуральный сахар состоит из равных частей глюкозы и фруктозы. Технология производства сиропа это соотношение изменяет в сторону увеличения количества глюкозы. Так регулируется уровень его сладости. Он не имеет примесей.

История появления сахара

Оказывается, история появления сахара довольно занимательная. Его родиной принято считать Индию. В исторических хрониках упоминается 510 год до нашей эры, когда воины персидского царя Дария узнали о тростнике, который рос на берегах индийских рек. Местные жители использовали сок данного растения как лакомство. Позднее этот продукт арабские купцы привезли в Египет. Скорее всего, индусы первыми научились выпаривать из сока тростника кристаллы – сахарозу. Во всяком случае, известно, что в 6 веке эта практика уже была распространена в долине Инда. Китайцы также знали про сахар, начиная с глубокой древности.

Арабские купцы привезли сахар в Египет, который был провинцией Римской империи. Так это лакомство впервые попало в Европу, в частности, на Сицилию и в Испанию. Раньше в Европе сахар был очень дорогим и применялся в качестве лекарственного средства. Долгое время он оставался в дефиците и был доступен только знати. К примеру, английский король Генрих III, живший в 13 веке с трудом сумел раздобыть небольшое количество сахара для пира. С развитием мореплавания и освоением Нового Света сахарные заводы начали строить на Санто-Доминго (Гаити) и постепенно колониальный сахар стал поступать в Европу целыми караванами.

Когда в 1747 году Андреас Марграф высказал предположение, что в качестве сырья для производства продукта можно использовать сахарную свеклу, его дефицит был покрыт. Но сахар вошел в наш рацион питания не так давно. Еще в 18 веке русские крестьяне практически не употребляли его в пищу. История появления сахара в России началась позднее, когда в 1809 году был основан первый сахарный завод в нашей стране.

Формула и строение сахарозы

Структурная формула — C12H22O11, хотя она происходит от соединения двух простых сахаров, таких как глюкоза и фруктоза.

Два кольца этих сахаров объединены отдельным атомом кислорода, соединенным с двумя атомами углерода в цепочке. Другое расширение атома в молекуле также присутствует, главным образом, в комбинациях кислорода и водорода.

Связь между моносахаридами имеет O-глюкозидный тип. Кроме того, эта связь является дикарбонильной.

Физические свойства

По своим физическим свойствам она обладает сладким вкусом, может кристаллизоваться и растворима в воде.

Когда сахароза достигает желудка, она подвергается кислотному гидролизу и разлагается на части: на глюкозу и фруктозу. Остальная часть сахарозы переходит в тонкий кишечник, где ферментная сахароза преобразует ее в глюкозу и фруктозу.

Подчеркиваются ее специфические свойства в качестве питательного вещества для организма человека: она легко усваивается и не выделяет токсичных веществ. Это означает, что сахароза обладает как свойствами глюкозы, так и свойствами фруктозы, что означает, что она является источником энергии для организма.

Существует множество противоречий по поводу вреда, наносимого потреблением сахарозы, и несколько теорий по этому поводу. Основные дебаты сосредоточены на развитии кариеса, диабета, ожирения, атеросклероза и других патологий.

Интересно, что сахароза является триболюминесцентной, производящей свет механическим действием.

Благодаря низкой температуре плавления 1860С она очень быстро становится жидкой, очень легко прилипает к контейнеру, в котором она находится, может запросто обжечь кожу, если не соблюдать меры безопасности. Температура кипения раствора равна 101,40С.

Химические свойства

В молекуле сахарозы есть гидроксильные группы. Рассмотрим основные уравнения химических реакций сахарозы.

Реакция гидролиза

Сахароза способна подвергаться гидролизу, во время которого она распадается на моносахариды (глюкозу и фруктозу):

C12H22O11
+ H2O → C6H12O6
+ C6H12O6.

Реакции окисления

Дисахариды, которые сохраняют полуацетальный гидроксил, называются восстанавливающими. Дисахариды без полуацетального гидроксила называются невосстанавлиающими. Сахароза не является альдегидом.

Пример каталитического окисления сахарозы кислородом воздуха:

C12H22O11
+ 12 O2 → 12 CO2 + 11 H2O.

Качественная реакция с гидроксидом меди

Как провести лабораторный опыт:

• лабораторное оборудование: пробирка, горелка;
• реагенты: водный раствор сахарозы, гидроксид меди (II);
• действия: залейте раствор сахарозы в пробирку, добавьте гидроксид меди (II), разогрейте пробирку над горелкой:

C12H22O11
+ 2 Cu (OH)2 → ярко-синее окрашивание;

Замечания: синий осадок не изменил цвет, несмотря на подачу энергии в виде тепла;

Вывод: сахароза не обладает восстановительными свойствами.

Нахождение сахарозы в природе

Она обычно извлекается из сахарного тростника, свеклы или кукурузы.

Сахарный тростник

Другими коммерческими (незначительными) источниками являются сладкий сорго и кленовый сироп.

Функции сахарозы в организме

Сахароза – это один из главных поставщиков энергии в организм человека. Для мозга вещество и вовсе является единственным источником энергии. Вещество легко усваивается, а значит, быстро повышает активность человека.

Кроме того, рассматриваемое вещество выполняет следующие функции:

• обеспечивает правильное протекание процесса метаболизма. Стоит отметить, что благоприятным образом на здоровье она сказывается только в том случае, когда ее потребление осуществляется в адекватном объеме. Употребление слишком большого количества сахарозы способно, наоборот, нарушить обмен веществ и привести к увеличению веса;
• сахароза отвечает за деятельность нервной системы: она нормализует ее работу, следовательно, способствует улучшению эмоционального состояния;
• соединение стимулирует выработку инсулина, уменьшающего концентрацию глюкозы в крови;
• сахароза снабжает энергией мышечные клетки, обеспечивает движение;
• при заболеваниях, которым сопутствует накопление токсинов в организме, сахароза действует как антиоксидант и способствует выведению всех нежелательных веществ;
• вещество повышает умственную и физическую активность;
• вступая в реакцию с глюкозой и кислородом, соединения питает красные кровяные тельца;
• сахароза улучшает защитную функцию печени.

Соединение нормализует работу всех систем организма, поступая в него небольшими порциями. При употреблении слишком большого количества сахарозы показатель глюкозы в крови мгновенно увеличивается, повышается уровень активности, наблюдается прилив сил, человек становится бодрее.

Суточная норма сахарозы – 50 граммов или 2 столовые ложки. Употребление вещества сверх нормы может привести к следующим последствиям:

• повышению риска возникновения и развития сердечно-сосудистых заболеваний;
• ухудшению состояния микрофлоры кишечника;
• развитию гнилостных процессов;
• метеоризму;
• ухудшению жирового и холестеринового обмена;
• развитию заболеваний в полости рта, в частности – образованию кариеса;
• ухудшению состояния печени;
• снижению защитной функции поджелудочной железы.

Получение сахарозы

Естественные источники сахарозы

Сахароза в натуральном виде содержится во многих продуктах питания. Главным источником сахарозы является сахарный тростник (в странах с жарким климатом) и сахарная свекла (в странах в умеренным климатом). Сахарозу в больших объемах содержит канадский клен и береза. Ее можно встретить в составе следующих плодов и ягод: хурме, кукурузе, винограде, ананасе, манго, абрикосах, мандаринах, вишне, сливах, персиках, дыне, моркови, бананах, грушах, фасоли, фисташках, грецких орехах, яблоках, помидорах, луке, тыкву, малине, зеленом горошке и т.д.

Сахарная свекла

Естественные источники сахарозы:

Наименование продукта	Количество сахарозы в 100 граммах продукта (г)
Сахар	99,8
Коричневый сахар	94,6
Темный шоколад	46,3
Меласса	29,4
Финики	23,8
Клюква	15,8
Вяленые персики	15,4
Крекер	11,9
Курага	7,9
Фисташки	7
Манго	6,9
Мандарины	6,1
Ананас	5,9
Клементин	5,9
Абрикос	5,9
Кешью	5,8
Зеленый горошек	5,2
Арахис	4,9
Нектарины	4,9
Персик	4,8
Миндаль	4,8
Фундук	4,8
Дыня	4,4
Петрушка	4
Морковь	4
Кукуруза	3,9
Грейпфрут	3,5
Батат	2,5
Грецкий орех	2,4
Банан	2,4
Груша	2,1
Яблоки	2
Чечевица	1,5
Арбуз	1,2

Получение сахарозы из сахарного тростника

Из сахарного тростника производят больше половины всего сахара в мире. Тростник срезают еще до начала периода цветения. Срезанные стебли промывают в холодной воде, тщательно измельчают и размалывают. Из полученной массы отжимают сок.

С целью очищения полученной жидкости в нее добавляют свежегашеную известь и нагревают. Сахароза вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция, в результате которой образуется сахарат кальция.

Сахарный тростник

На следующем этапе через раствор пропускают углекислый газ. По итогу реакции образуется осадок, представленный карбонатом кальция. Его тщательно отфильтровывают, а раствор выпаривают до получения мелких кристаллов. Полученный продукт называют тростниковым сахаром.

На финальной стадии производства сахарозу подвергают дополнительной очистке и обесцвечиванию.

Получение сахарозы из сахарной свеклы

Корнеплоды тщательно промывают в холодной воде и измельчают. Измельченное сырье помещают в диффузоры и заливают его горячей водой. Жидкость вымывает из свеклы сахарозу и другие компоненты. По итогу получается сок, который на последующих этапах очищают от мякоти при помощи применения гидроксида кальция и углекислого газа.

Полученную жидкость выпаривают, по итогу получают рафинированный сахар.

Суточная потребность в сахарозе

Возраст и пол	Суточная потребность в сахарозе
Дети в возрасте 2-3 лет	25 граммов
Дети в возрасте 4-8 лет	30-35 граммов
Девочки в возрасте 9-13 лет и женщины старше 50 лет	40 граммов
Мальчики в возрасте 9-13 лет, девушки 14-18 лет и женщины от 30 до 50 лет	45 граммов
Девушки от 19 лет, женщины до 30 лет и мужчины после 50 лет	50 граммов
Мужчины в возрасте от 30 до 50 лет	55 граммов
Мужчины от 19 до 30 лет	60 граммов

В каких продуктах содержится сахароза

Сбалансировать питание возможно, учитывая количество сахарозы натуральной и искусственной, которая содержится в продуктах питания. Она есть не только в белой свекле и тростнике. В Канаде сахар добывают из сока специальных видов клена. Сладкий сок выделяет белая береза, кокосовая пальма.

Изобилие сахарозы в спелом арбузе, дыне. Ее содержит натуральный мед, она придает сладость моркови. Сложного углевода достаточно в картофеле, помидорах, луке, фасоли, бобах, тыкве, кукурузе и зеленом горошке.

Натуральные продукты, содержащие сахарозу:

• сладкие сорта фруктов и ягод;
• бананы;
• ананасы;
• хурма;
• апельсины, мандарины;
• орехи;
• инжир;
• финики;
• гранат;
• виноград.

Но основной источник сахарозы – кондитерские изделия, выпечка, сладкие газированные напитки. Также заготовленные на зиму варенья, джемы, повидла, соки, компоты, фруктовые пюре, маринады. Не стоит забывать о ложках сахара, положенного в чай и кофе.

Польза сахара для организма

Хотя нападки на это вещество со стороны диетологов происходят все чаще, следует рассматривать его действие в целостности. Главная польза сахара для организма заключается в поставке углеводов. Восполнить их запас легко – достаточно выпить сладкого чая или кофе. Правда, усваивается сахароза все равно в виде моносахаридов (глюкозы и фруктозы).

Кроме того, переработка сахарозы организмом происходит при выделении аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Именно она является основным источником энергии для большинства биохимических процессов в теле. Также АТФ поддерживает функцию мышечной и нервной ткани, а еще она необходима для образования гликогена, сложного углевода, который организм запасает на случай стрессов и сильных нагрузок.

Добавим, что такое свойство данного вещества как быстрая всасываемость используется при лечении больных сахарным диабетом 2-го типа.

Главный вред сахарозы

Нужно сказать, что процесс гидролиза сопровождается образованием свободных радикалов, которые мешают работе иммунной системы. Вред сахарозы заключается в том, что этот дисахарид блокирует действие антител, тем самым снижая сопротивляемость иммунной системы. Другое важное свойство вещества – способность быстро превращаться в жир. Поэтому те, кто стремится похудеть, должны сократить употребление сахара, а лучше вообще заменить его на глюкозу.

Еще одно вредное действие сахарозы связано с развитием гормонального дисбаланса, который приводит к нарушению работы многих органов и систем. Это вещество атакует поджелудочную железу, что ведет к сахарному диабету, преддиабету, метаболическому синдрому. Помимо этого начинает изменяться в худшую сторону минеральный обмен. Назовем и другие негативные свойства сахара.

• Ухудшает действие энзимов.
• Снижает содержание в организме веществ: витаминов группы В, меди, хрома, что приводит к повышению риска тромбоза, инфаркта,
• Ухудшает функцию сосудов.
• Уменьшает усвояемость кальция и магния.
• Провоцирует закисление организма, что отражается на общем состоянии здоровья и может привести к ацидозу.
• Вызывает ожирение.
• Снижает активность ряда ферментов.
• Вызывает старение кожи.
• Обостряет язвенную болезнь желудка и 12-типерстной кишки.
• Является излюбленной пищей гельминтов, поэтому злоупотребление сладостями провоцирует размножение паразитов в организме.

Также по данным американских исследований сахароза ухудшает зрение, способствует развитию алкоголизма, повышает риск развития рака молочной железы, яичников и кишечника.

Почему нельзя полностью отказываться от сахарозы и сладкого

Сахароза является доступным источником энергии для организма. Внутренние органы могут получать калории из жиров и углеводов, однако для расщепления данных веществ приходится проводить цепочку сложных химических реакций. По этой причине протеины и липиды не способны стать основным энергетическим источником.

При полном отказе от сладкого у человека в первую очередь реагирует нервная система.

Признаки нехватки в организме

При этом появляются следующие симптомы:

1. Депрессия. Ухудшение настроения сопровождается нежеланием делать что-либо. Человеку перестают доставлять удовольствие те развлечения, которые прежде нравились. В тяжелых случаях страдает работоспособность, у детей ухудшаются оценки в школе, исчезает мотивация.
2. Раздражительность. Человек чаще вступает в конфликты. Он теряет желание общаться с окружающими, избегает контактов.
3. Головокружение. Приступы усиливаются после физической или умственной активности. Могут беспокоить обмороки.
4. Мигрень. Головная боль беспричинная, возникает резко и сохраняется в течение долгого времени. Лекарства не помогают справиться с проблемой. Боль усиливается после интенсивных интеллектуальных нагрузок.
5. Повышенная утомляемость. Человек перестает справляться с прежним объемом дел. Ему не хватает времени и сил для выполнения повседневных и рабочих обязанностей. Уже с утра он чувствует себя уставшим.
6. Ухудшение деятельности головного мозга. Становится труднее сконцентрироваться на задаче. Не удается справиться даже с простыми обязанностями.
7. Усиленное выпадение волос. Оно может сочетаться с появлением перхоти.

При нехватке сахарозы возникает головокружение.

Симптомы избытка

При превышении суточных дозировок сахарозы возникают следующие симптомы:

1. Ухудшение состояния ногтей, кожи и волос. Ногтевые пластины слоятся и ломаются даже при слабом воздействии. Волосы усиленно выпадают, становятся тусклыми и ломкими. Кожа шелушится, появляются ранние морщины.
2. Увеличение массы тела. Злоупотребление сладким провоцирует ожирение. Излишки сахарозы не выводятся из организма. Они преобразуются в жировые отложения. Последние тело использует, когда ему не хватает энергии. Поскольку жир является полноценным органом и синтезирует гормоны, при запущенном ожирении человеку становится трудно вернуться к нормальному весу.
3. Аллергические реакции. Иммунная система перестает работать корректно. Из-за этого возникают нежелательные реакции даже на уже знакомые продукты и вещества.
4. Развитие сердечно-сосудистых патологий. Избыток глюкозы провоцирует появление холестериновых бляшек и атеросклероза. Из-за этого повышается артериальное давление. Сердцу становится труднее справляться с транспортировкой крови. Это усиливает риск наступления инсульта и инфаркта.
5. Ухудшение пищеварения. Вещество повышает кислотность желудочного сока. Из-за этого развивается гастрит. Человек страдает от изжоги и болей в желудке. Одновременно сахар снижает активность пищеварительных ферментов. Это мешает нормальной переработке еды.
6. Развитие кариеса. Вещество создает благоприятную среду для патогенов, что приводит к разрушению эмали зубов. В тяжелых случаях поражаются более глубокие ткани.
7. Расстройства зрения. В первую очередь страдает острота. Человек начинает хуже видеть. Возникает ощущение сухости слизистых оболочек.

При превышении суточных дозировок сахарозы происходит увеличение массы тела.
Исследователи утверждают, что чрезмерное потребление сладкого связано с развитием алкогольной зависимости. В некоторых случаях сахар может спровоцировать возникновение раковых опухолей.

Сферы применения сахарозы

Сахароза получила большую популярность в следующих сферах:

1. Пищевая промышленность. Сахарозу часто применяют в качестве самостоятельного продукта, консерванта и составного компонента многих кулинарных изделий. Помимо этого, из сахарозы производят искусственный мед.
2. Биохимия. Сахарозу применяют в качестве субстрата при производстве глицерина, спиртов и кислот.
3. Фармакология. Сахарозу применяют для изготовления порошков, микстур и сиропов, в производстве косметических средств.

Применение сахара в производстве

Если говорить о применении сахара в производстве, нужно выделить три основные сферы. Во-первых, назовем пищевую промышленность – сахар до сих пор остается непременным атрибутом обеденного стола большинства людей. Наряду с этим сахарозу используют в качестве консерванта, добавляя в некоторые алкогольные напитки, соусы.

Во-вторых, этот простой углевод применяют в химической промышленности как субстрат для производства бутанола, этанола, глицерина и других веществ.

Еще одна важная область применения сахарозы – фармацевтика, где ее используют для приготовления различных сиропов и микстур. Также она необходима для выпуска многих препаратов, поскольку является хорошим консервантом.

Ваша оценка?