Transcript: Produşii de policondensare ai monozaharidelor– zahăr, amidon, celuloză

Cu toții știm cum arată zahărul, ce gustare și la ce se folosește, dar nu toată lumea-i cunoaște numele oficial și formula chimică.
Zahar roza, cu formula carbon 12, hidrogen 22, oxigen 11, este o dizaharidă formată, după cum îi zice și numele, din două monozaharide și anume din glucoză și fructoză.
Zahar roza se mai numește și sucroză, dar o cunoaștem cu toții după denumirea uzuală de zahăr.
Se găsește în tulpina tresiei de zahăr, într-o concentrație între 14 și 20%, și în sfecla de zahăr, într-o concentrație între 16 și 20%.
Din aceste două plante, zahăr roza este extrasă prin procese industriale.
Se pot obține două tipuri de zahăr, zahăr brut, nerafinat, și zahăr alb, rafinat.
Zahărul brut mai păstrează, pe lângă zahar roză, și urme din alte substanțe naturale provenite din planta de extracție,
în timp ce zahărul alb conține exclusiv zahăr roză, toate celelalte substante fiind înlăturate prin procedee chimice.
Zahărul brun, pe care îl găsim în magazine, poate fi fie zahăr brut nerafinat,
fie zahăr alb rafinat, care după rafinare a fost colorat cu melasă sau cu caramel.
Alte surse de zahăr roză sunt morcovii, zmeura, piersticele și caisele și multe alte fructe.
Zahăr roză se digeră repede și astfel constituie o sursă rapidă de glucoză,
care, după cum știm deja, e folosită de celulele biologice pentru producere de energie.
Din acest motiv, zahăr roză este folosit aproape exclusiv în alimentație.
Deci, în industrie, zahăr roză constituie materia primă pentru produsele zahăroase precum bomboanele sau ciocolata.
Prin reacția de hidroliză, zahăr roză se scindează într-o moleculă de glucoză și o moleculă de fructoză.
Fructoza e o monozaharidă izomeră cu glucoza.
Deci, după hidroliza zahărozei, rezultă un amestec de glucoză și fructoză care se numește zahăr invertit sau miere artificială.
Însă, zahăr roză este doar o dizaharidă.
În continuare, haide să vorbim și despre polizaharide.
Polizaharidele pot conține de la 10 unități de monozaharide, cel puțin, și până la câteva mii.
Cele mai cunoscute polizaharide sunt amidonul și celuloza.
Amidonul este, deci, o polizaharidă, iar această polizaharidă e formată din resturi de alfaglucoză, un izomer spațial al glucozei.
Acestea sunt unite între ele prin eliminarea unei molecule de apă între două grupări hidroxid, deci printr-o reacție de policondensare.
Formula moleculară a amidonului este carbon 6, hidrogen 10, oxigen 5, totul de enor.
Amidonul este componentul majoritar din făină, orez, porumb, cartofi, fasole și mazăre și nu numai.
De fapt, este foarte răspândit în tot regnul vegetal.
Însă, amidonul nu e o substanță unitară, ci este un amestec din două polizaharide, aproximativ 20% amiloză și aproximativ 80% amilopectină.
Amiloza este componenta solubilă din amidon, care în reacție cu iodul formează o substanță albastră.
Amilopectina este insolubilă în apă și în reacție cu iodul dă o colorație roșie-violetă.
Amilopectina este o polizaharidă ramificată și poate conține până la un milion de unități de glucoză, fiind astfel una dintre cele mai mari molecule întâlnite în natură.
Amidonul este produs de majoritatea plantelor verzi și se formează chiar în părțile verzi ale acestora.
Este utilizat, apoi, ca rezervă de energie, deci este polizaharida de rezervă din regnul vegetal.
Prin procesul de fotosinteză, plantele utilizează lumina pentru a produce glucoză din dioxidul de carbon.
Glucoza este depozitată în principal sub formă de granule de amidon în anumite organite din celulele plantelor.
Spre finalul sezonului de creștere, amidonul se acumulează în rădăcini, semințe, tubercul, bozon, care servesc drept depozit pentru amidon.
Sub această formă, amidonul este păstrat pentru următorul sezon de creștere, când planta va avea nevoie de mai multă hrană.
Și dacă tot am pomenit de fotosinteză, haideți să vedem mai de aproape ce presupune acest proces.
Am zis că plantele produc glucoză prin fotosinteză. În timpul acestui proces, plantele absorb apă prin rădăcini și folosesc dioxid de carbon din aer,
producând astfel glucoză și oxigen.
Fotosinteza este inversul procesului pe care alte organisme, precum animalele și organismul uman, îl folosesc pentru a obține energie.
Să ne amintim că noi, spre exemplu, obținem energia prin oxidarea glucozei la dioxid de carbon și apă.
De aceea, plantele au nevoie de energie pentru ca procesul invers să aibă loc, adică procesul de fotosinteză.
Energia necesară pentru fotosinteză este obținută de la lumina soarelui, care este capturată de către moleculele de clorofilă din plantele verzi.
Practic, ce se întâmplă? În procesul de fotosinteză este folosit dioxidul de carbon pe care noi și animalele îl expirăm.
Și, în schimb, este generat oxigenul pe care noi îl inspirăm pentru a supraviețui.
Aproape tot oxigenul din atmosferă a fost generat prin procese de fotosinteză.
Aș zice că e o afacere profitabilă pentru ambele părți. Asta până când domnul s-a apucat să distrugă în exces pădurile.
Iată așadar, un motiv suficient de serios pentru a proteja cât de mult putem spațiile verzi.
După ce plantele au obținut în acest fel glucoza, mai multe molecule de glucoză vor forma amidonul.
Amidonul poate fi obținut și industrial din cartofi, grâu, porumb sau rezi.
Amidonul pur este o pulbere albă, fără gust și fără miros. Este insolubil în apă rece și în alcool.
În apă caldă, la 90 de grade Celsius, glanunele de amidon se umflă și apoi se sparg formând soluții buscoase.
Amidonul are multiple întrebuiințări. Se folosește pentru obținerea etanolului,
ca gen de încleiere și apretare în industria textilă. Se mai utilizează în alimentație, dar și în industria farmaceutică.
O altă polizaharidă foarte des întâlnită este celuloza. Aceasta este formată din resturi de beta-glucoză,
unite între ele prin eliminarea de apă între două grupări hidroxid. Beta-glucoza este un alt izomer spațial al glucozăi.
La fel ca și amidonul are formula moleculară carbon-6, hidrogen-10, oxigen-5 de enori.
Însă fiind formată din forma beta a glucozei, iar amidonul din izomerul alfa, proprietățile și rolul celor două polizaharide sunt foarte diferite.
Celuloza formează scheletul tesuturilor lemnoase ale plantelor superioare.
Lemnul conține aproximativ 50% celuloză, inul, bumbacul și cânepa conțin între 80 și 95%, iar ierburile conțin între 25 și 40% celuloză.
Deci celuloza este o polizaharidă de structură.
Deoarece se întâlnește în toate plantele superioare în procente atât de mari, celuloza este, din punct de vedere cantitativ, cel mai răspândit compus organic de pe pământ.
Legăturile dintre moleculele de beta-glucoză din celuloză favorizează formarea de legături de hidrogen intramoleculare.
În consecință, aceste molecule se aranjează în șiruri liniare, iar între șirurile adiacente se formează legături de hidrogen intermolecular.
Astfel, celuloza are structură fibrilară și este insolubilă în apă.
Tăria acestor lanțuri polimerice fac din celuloză un material structural eficient.
Firele de bumbac sunt fibre celulozice.
În industrie, celuloza se mai obține și din lemn, stuf, paie și plante care au conținut ridicat de celuloză.
Celuloza procesată este folosită în principal pentru obținerea hârtiei și a celofanului.
Celuloza mai este folosită și pentru obținerea mătăței artificiale, a materialelor pentru bandaj precum bata, dar și pentru obținerea unor substanțe exclusive.
Celuloza nu are nici gust, nici miros.
Este o substanță solidă, albă și este insolubilă în apă și în marea majoritate a solvenților.
Celuloza este biodegradabilă, o proprietate foarte importantă care presupune că poate fi dizolvată prin mijloace biologice, cum sunt bacteriile.
Celuloza se dizolvă în hidroxid de tetraminocupru-2, care se mai numește și reactiv șvaițăr.
Dacă introducem hârtie sau bata în apă, vom observa că acestea nu se dizolvă, însă se vor dizolva în reactivul șvaițăr.
Soluția obținută prin dizolvarea celulozei în acest reactiv se trece prin orificii foarte înguste, apoi printr-o soluție acidă, obținându-se astfel mătațe artificiale.
Așadar, lecția aceasta am văzut că glucoza alături de fructoză face parte din zaharoză și tot glucoza este componentul principal al celor mai răspândite polizaharide și anume al celulozei și amidonului.