Chimie organică în biotehnologii alimentare (p

D-glucoza este principala sursă de energie, un fel de combustibil biologic important ca principal client - creier, pentru care glucoza nu este mai puțin important decât oxigenul. Creierul uman are nevoie de 100-145 de grame de glucoză pe zi. In medicina, utilizarea glucozei ca un nutrient usvaemoe ușor. În industria alimentară, glucoza este utilizată ca înlocuitor pentru zahăr din trestie.

L-glucoză, m. Pl. 142OS, [a] = - 95,5O obținut prin sinteză.

Fructoza - de asemenea, foarte frecvente în monozaharidă lumea plantelor, care în stare liberă conținute în fructe, fructe, etc Deci, numit fructoză fructe de zahăr .. Acesta face parte din glucide complexe (zaharoză, inulină, etc.) Are un Fructoza puternic de rotație la stânga, astfel încât acesta este, de asemenea, numit levuloză. Un bine-cunoscut izomer cristalin, solubil în apă - b-D-fructofuranosyl mp .. 102-104OS și [a] D = -133O.

Fructoza preparat prin hidrolizarea zaharoză sau epimerizarea D-glucoză prin acțiunea alcalii.

Fructoza, poate fi detectată prin reacția (1887), prin încălzirea unei probe cu acid clorhidric concentrat și rezorcină. În care fructoza este transformată în 5-hidroximetilfurfuralul, care cu rezorcinol dă o colorație caracteristică roșu-vișiniu (schema de reacție de mai jos).

Fructoza este de 1,5 ori mai dulce decât zaharoza și de 3 ori - glucoza, este bine absorbit de către organism. gust de miere, datorită în principal fructoză. Rețineți că fructofuranose practic nici un gust dulce și este un purtător de b-D-fructopiranozei.

Galactoza apare în mod natural în formă liberă și în zaharuri complexe, cum ar fi în compoziția zahărului din lapte (lactoză), din care se obține prin hidroliză. De obicei galactoză este sub formă de dextrogiră a-D - (+) - galactopiranozidă, cristale cu m Pl.. 167OS și [a] D = + 150,7O. oxidarea acidului azotic de galactoză este convertit în acid mucic (ex. Pl.213OS). Această reacție este o metodă de determinare calitativă și cantitativă a galactozei.

1.1.3.PRODUKTY Transformări de monozaharide

Recuperarea monozaharide pot fi obținute alcooli. Ca agenți reducători folosit amalgam de sodiu catalitica hidrogen excitat (catalizatori de nichel, cromit de cupru, recent o soluție apoasă de borohidrură de sodiu - NaBH4). De interes practic este recuperarea xiloză și glucoză, respectiv, xilitol și sorbitol.

Xylitol - alcool cinci atom obținut prin reducerea aldopentozy xiloza.

½ H2 / Ni ½

Xylitol (t. Pl.61OS) este foarte solubil în apă, de două ori mai dulce decât zahărul, non-toxic, este folosit in dietele, diabet si obezitate. Mai mult, xilitol este utilizat ca plastifiant în producția de celofan, în parfumuri, hârtie și alte industrii.

Sorbitol - hexahydroxyalcohols aldohexoses obținute prin reducerea glucozei.

½ H2 / Ni ½

HO-C-H sau NaBH4 HO-C-H

Sorbitol (t. Pl.110OS) este larg distribuit în natură în plante. El de două ori mai dulce decât zahărul, este utilizat ca înlocuitor al zahărului pentru diabetici și pentru producerea de acid ascorbic.

Acid ascorbic - cunoscut sub numele de vitamina C (vitamina antiscorbutic) și o structură chimică similară cu monozaharide.

Denumirea chimică a acidului ascorbic g-lactonă-2,3-dehidro-L-gulonic de acid.

Acid ascorbic (adică. Pt. 190 ° C) se dizolvă bine în apă, are un gust acru, optic activ (are doi atomi de carbon asimetrici), stabilitate redusă la oxidanți, se prăbușește sub încălzire.

Este derivat sintetic din lângă transformările de glucoză, care pot fi reprezentate prin următoarele scheme:

Acesta este distribuit pe scară largă în regnul vegetal (în fructe, legume, pomi și conifere ace al.). În primul acid ascorbic alocat Szent-Györgyi - chimist organic maghiar - în 1928, structura ei poate fi exprimată prin formula A și B. Acidul ascorbic joaca un rol important în metabolismul. Cerința umană zilnică de vitamina C, de aproximativ 100 mg. Acid ascorbic (adică. Pt. 190 ° C) se dizolvă bine în apă, are un gust acru, optic activ (are doi atomi de carbon asimetrici), stabilitate redusă la oxidanți, se prăbușește sub încălzire.

Multe hidroxialdehide și cetone hidroxi prin microorganisme capabile să sufere transformări chimice cunoscute sub numele de fermentație. Fermentarea se referă la procesul de descompunere glucide profunde la substante mai simple prin enzime microorganisme. fermentării au fost cunoscute pentru o lungă perioadă de timp. In 1857, omul de știință francez Louis Pasteur a demonstrat ca drojdie, provocând fermentație poate cădea din aer. Aceste drojdii au fost identificate enzime. Cel mai ușor substanțe fermentabile sunt supuse unui număr de atomi de carbon într-o moleculă multiplu de trei. fermentarea pentoză nu sunt expuse.

Glucoză - glucoză în prezența microorganismelor - drojdiei transformate în alcool și dioxid de carbon, prin reacția:

S6H12O6 ----- ® 2CO2 + 2C2H5OH + 28kkal (1 kcal = 4,19 kJ)

Procesul de fermentare a glucozei proces biochimic complex rezultat formarea diferitelor esteri ai acidului fosforic cu zaharuri și glicerol. O sursă de acid fosforic care participă la reacțiile de fermentație sunt microorganisme care conțin adenozinfosfornye acizi, cum ar fi adenozina trifosfat, care include 6- aminopurină asociată cu pentose - D-riboză, conectat, la rândul său, cu trei resturi de acid fosforic:

Ca intermediari și produse de fermentație, împreună cu zaharuri fosforilate și glicerol se formează acid succinic, acid piruvic și acid acetic, acetaldehida, și așa mai departe. D. Produsele secundare formate în timpul fermentației alcoolice, sunt uleiul de fuzel constând dintr-un amestec de propil, izobutil, și alcool izoamilic .

zaharuri simple se găsesc în natură nu se aplică producției industriale de alcool. Ca materii prime pentru producerea de alcool etilic este amidon și alimente care conțin amidon - cereale și cartofi.

Schema de producție de alcool din cartof și porumb

----- ® Raw ----- ® separarea de gătit ----- ® tenderized ----- ®

Cartofi pre-aburit sub presiune într-o autoclavă / aburitoare /, în care există o ruptură a pereților celulelor și granulele de amidon sunt transformate în pastă. Masa rezultată a fost transferată într-un cuve mash și adăugat zdrobit malț - germinate boabe de orz care conține enzime amilolitice - a și b - amilaza, care sub influența amidonului zaharificări pentru a forma dextrine și maltoză.

(C6H10O5) n -® amilo-, eritro, ahrodekstriny --- ® C12H22O11

lichid zaharificat este fermentat prin adăugarea de culturi sale pure de drojdie de vin pentru a se multiplica rapid în soluția de zahăr. Drojdia conține enzime sub acțiunea care maltoză în procesul de fermentație este transformat în cele din urmă în dioxid de carbon și alcool.

C12H22O11 ® 2 C6H12O6 (glucoza)

C6H12O6 --- ® 2 CO2 + 2 C2H5OH (etanol)

Un alt procedeu constă în distilarea fracționată a lichidului fermentat. fracțiunile distilează multiple condensate prin condensatoarele de reflux și coloane de distilare - alcool a fost preparat - concentrația brută de 90%. Reziduul, numit vinasă conține acid succinic, proteine, grăsimi și glicerină. Borhot a fost utilizat ca hrană pentru animale. Alcoolul rezultat brut a fost supus distilare fracționată. Primul aeriene care cuprinde acetaldehida și acetali, iar fracția principală reprezintă 90-95% alcool etilic. Compoziția din ultima fracțiune constă din ulei de fuzel, așa cum sa menționat mai sus, ușor alcooli superiori, acizi grași și furfurol. alcool pur are un punct de fierbere 78,3OC și conține alcool 95,5%.

Deoarece alcoolul se prepară prin adăugarea de apă leșii, esențe, zahăr.

Alcoolul este utilizat pe scară largă în industria chimică pentru sinteza cauciucului și a altor substanțe în industria alimentară pentru producția de vinuri din industria farmaceutica, sinteza organică a substanțelor aromatice, a lacurilor, polimeri, coloranți și altele asemenea. D.

Mai mult decât atât fermentarea alcoolică, există și alte tipuri de fermentație: .. Lactatul, lamaie acru, butiric, etc. Aceste reacții sunt discutate mai jos.

D, L - acid lactic lactic și levogiră formate din dextroză, zahăr din trestie și maltoză prin acțiunea bacteriei Bacillus Delbriickii. Această metodă este utilizată pentru producția industrială de acid lactic. Procedeul se realizează la 50oC. Prin lichidul de fermentație a fost adăugat cretă ca aciditatea afectează în mod negativ creșterea bacteriilor. Zahăr zer dulce - convertit lactoza în acid lactic de către bacterii.

Acidul lactic conținut în varză, castraveți, lapte acru acid. Dizaharide sunt supuse mai întâi hidroliză:

C12H22O11 + HOH ® 2 C6H12O6

Reacția fermentației acidului lactic a glucozei:

C6H12O6 ------- ® 2 CH3-CH (OH) -COOH + 22,5kkal

glucoză, acid lactic 1kkal = 4,19kDzh

acidul butiric este obținut din amidon, un zahăr, cu diferite procese de fermentație bacteriene, cum ar fi în prezența bacteriei Bacillus factisacidi et al.

Ecuația fermentația acidului butiric al reacțiilor de glucoză:

C6H12O6 ------ ® 2 CO2 + 2H2 + CH3-CH2-CH2-COOH + 18 kcal

butiric glucoză

Sub acțiunea mucegaiuri (tsitromitsetov) glucide (glucoză, maltoză) sunt transformate în acid citric.

C6H12O6 +3 O ® HOOC-CH2-C-CH2-COOH

Acidul citric este utilizat în industria alimentară.

Studiul proceselor biochimice și, în special, procesele de fermentație dedicate lucrărilor de oameni de știință sovietici - biochimisti. . Și alții Marele merit în studiul chimiei zaharurilor și glucozide aparține om de știință -. și colab.

Înlocuirea materiilor prime alimentare nealimentare în producția de alcool

Pentru a conserva materii prime alimentare în ultimii ani pentru a produce nealimentară alcool materie primă utilizată. Pentru acest lemn este supus hidrolizei în prezența acidului sulfuric, apoi se purifică și se neutralizează hidroliza must fermentat hidrolizată.

Un lemn tona 187 de litri de etanol a fost preparat, împreună cu alte produse, cum ar fi: furfurol, drojdiei furajere etc. Pentru alcoolul etilic utilizat de deșeuri, de asemenea, producția de celuloză - sulfit lichior ... În prezent, pentru producerea de alcooli și în metodele de sinteză utilizate particular alcool etilic, gazele de materii prime sunt uleiul de kreginga care conțin hidrocarburi etilenice. In 1872 V. Goryainov primit mai întâi alcoolul din etilenă prin reacția:

Datorită volumului mare de material este plasat pe mai multe pagini:
1 2 3 4