Властивості моносахаридів

Моносахариди - легко розчиняються у воді, розчини їх нейтральні й оптично активні. При дослідженні питомого обертання водних розчинів моносахаридів було встановлено, що воно можуть швидко змінюватись і досягати постійного значення тільки через певний час. Це явище було названо муторатацією. Явище муторатації пов'язане із встановленням рівноваги між циклічною та ациклічною формами моносахаридів, кожна з яких має свою величину питомого обертання.

Оптична активність моносахаридів використовується для визначення їх кількості з допомогою поляриметрів, які дозволяють встановити кут повороту поляризованого променя, що пройшов через розчин моносахариду певної концентрації.

Оптична активність моносахаридів обумовлена особливостями будови молекул, тому проявляється тільки в розчинах.

При нагріванні та випаровуванні моносахаридів утворюються в'язкі сиропи, а кристалізація не відбувається. Ця властивість використовується при одержанні карамельної маси.

Моносахариди мають солодкий смак, тому впливають на органолептичні властивості тих продовольчих товарів, до складу яких вони входять.

Ступінь солодкості окремих моносахаридів залежить від структури молекули відповідного цукру.

Згідно з дослідженнями Бістера Вуда і Валіна, якщо прийняти солодкість сахарози за 100 одиниць, то солодкість фруктози буде 173, глюкози — 74, а галактози — 32.

Завдяки тому, що моносахариди у складі своїх молекул мають вільний напівацетальний (глікозидний) гідроксил, вони є активними відновниками. При окиснюванні моносахаридів утворюються кислоти, а при відновленні — спирти. З глюкози, фруктози і сорбози утворюється спирт сорбіт. Цей спирт, а також ксиліт, який одержують при відновленні пентози (ксилози), мають солодкий смак і використовуються в харчовій промисловості як замінники цукру у виробах для хворих на цукровий діабет.

Завдяки тому, що всі моносахариди здатні вступати в окисно-відновні реакції, вони одержали назву редукуючих цукрів. Однією з найважливіших властивостей цих цукрів є гігроскопічність. Тому редукуючі цукри використовуються в кондитерській промисловості як антикристалізатори.

Моносахариди зброджуються різними мікроорганізмами (оцтовокислими, молочнокислими, маслянокислими, пропіоновокислими бактеріями, дріжджами). Порівняно легко можуть зброджуватись глюкоза і фруктоза, важче — галактоза. Ця властивість моносахаридів застосовується в харчовій промисловості при виробництві багатьох харчових продуктів (хліб, вино, пиво, кисломолочні вироби та ін.). Це треба враховувати при зберіганні харчових продуктів. Перетворення вина в оцет, спиртовий запах при короткочасному зберіганні свіжих ягід — це наслідок процесів бродіння.

Моносахариди своїм напівацетальний гідроксилом можуть вступати в хімічну взаємодію із спиртами, кислотами, альдегідами, утворюючи сполуки на зразок складних ефірів. Ці сполуки одержали назву глікозидів. Вони відіграють певну роль у формуванні споживної цінності продовольчих товарів: деякі з них належать до речовин, що зумовлюють колір (енін — в чорному винограді, кверцитин — у покривних лусках цибулі); інші надають продуктам специфічного смаку (синегрин в гірчиці, перці; лимонін в цитрусових; амігдалін в ядрі вишні, сливи).

Олігосахариди - (від грецького oligos — декілька) належать вуглеводи, які у своєму складі мають від 2 до 10 залишків моносахаридів.

У харчових продуктах частіше зустрічаються дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза, трегалоза) і трисахариди (рафіноза).

Дисахариди (С₁₂Н₂₂О₁₁) - складаються з двох залишків моносахаридів, які з'єднані між собою напівацетальним зв'язком або за рахунок напівацетальних гідроксилів (сахароза, трегалоза), або за рахунок напівацетального і спиртового гідроксиду (мальтоза, лактоза).

Сахароза (буряковий або тростиновий цукор) - являє собою глюкозофруктозид, тобто складається з молекули α-глюкози та β-фруктози, які з'єднані кисневим містком, що утворився за рахунок напівацетальних гідроксилів.

Сахароза міститься в цукрових буряках (до 27%), в цукровій тростині (14-26%), у сорго (9-19%), у динях (до 8,5%), у моркві (до 6,5%). Основною сировиною для виробництва сахарози в Україні є цукровий буряк. Добре очищений цукор більш як на 99% складається із сахарози.

Лактоза (молочний цукор) - входить до складу молока різних тварин (від 3 до 8%). Молекула лактози складається з молекули α-галактози і α-глюкози.

Водні розчини лактози з часом темніють, і це впливає на якість молочних консервів, оскільки при високих температурах лактоза карамелізується і продукт набуває коричневого кольору та специфічного смаку.

Мальтоза (солодовий цукор) - у вільному вигляді в харчових продуктах не зустрічається. Утворюється як проміжний продукт гідролізу крохмалю при проростанні зерна, картоплі. Ось чому весною картопля часто має солодкий смак. Складається мальтоза з двох залишків α-глюкози.

Трегалоза (грибний цукор, мікоза) - входить до складу хлібних дріжджів, грибів, деяких водоростей. Складається трегалоза з двох молекул α-глюкопіранози при утворенні кисневого містка за рахунок напівацетальних гідроксилів.

Трисахариди (С₁₈Н₃₂0₁₆) - складаються з трьох залишків моносахаридів.

Рафіноза - входить до складу цукрових буряків, сої, гороху, ядра бавовни.

При виробництві бурякового цукру рафіноза переходить в побічний продукт — мелясу. Під час зберігання буряків кількість рафінози збільшується, що призводить до зменшення виходу цукру. У молекулі рафінози об'єднані залишки трьох моносахаридів: галактози, глюкози і фруктози.