W roślinach przemiana cukru gronowego nie ogranicza się do wytwarzania cukru słodowego (dwucukru), lecz idzie znacznie dalej, tworząc znaną wszystkim substancję niepodobną do cukru — skrobię. Reakcje te przyspieszają również fermenty. Ponieważ dotychczas nie ustalono liczby cząsteczek glukozy tworzących czą-teczkę skrobi, przedstawiamy jej wzór ogólnie w postaci (C,;Hi(>Or,)n. Wskaźnik „n" za nawiasem oznacza, że grupa ujęta w nawiasy ma być wielokrotnie powtórzona. Równanie reakcji przemiany glukozy w skrobię można przedstawić następująco: (fermenty) n C«}Hi206 = n H20 + (C«Hio05) n n cząsteczek jedna cząsteczka glukozy skrobi (wielocukru) (cukru prostego) Podana powyżej reakcja może przebiegać w przeciwnym kie­runku: wówczas do cząsteczek skrobi przyłączają się cząsteczki wody (czyli następuje zjawisko hydrolizy) i powstają cząsteczki glukozy — skrobia przetwarza się na cukier. Proces taki zachodzi pod wpływem pewnych fermentów oraz podczas gotowania skrobi w wodzie z niewielką ilością kwasu, działającego jako katalizator. (gotowanie z kwasem) (C6Hio05) n +n H20 = nC6H12 0(i skrobia cukier prosty (wielocukier) (glukoza) Na skutek przemian glukozy w roślinach wytwarza się również inny wielocukier celuloza (błonnik). Wyraz celuloza pochodzi od łacińskiego wyrazu „cella" — komórka. Właśnie z celulozy zbudo­wana jest błona młodych komórek roślinnych. Celuloza ma wzór chemiczny analogiczny do skrobi, tzn. (C,jH,„05)n z tą różnicą, że liczba cząsteczek cukru wchodząca w skład cząsteczki celulozy jest inna niż w skrobi. Przykładem czystej celulozy może być zwykła wata lub biała bibuła do sączenia. Przyłączając wodę celuloza może ulec przemianie na glukozę podobnie jak skrobia. Taka przemiana odbywa się w roślinach, lecz może być wywołana sztucznie. Ćwiczenie Rozpuszczalność cukru w wodzie w różnych temper nurach Rozpuszczalność cukru buraczanego w wodzie zależy w dużym stopniu od temperatury roztworu. Należy otrzymać nasycone roztwory cukru w różnych tempera­turach (0°, 20°, .100°), biorąc za każdym razem 100 g wody. Ile gramów cukru rozpuści się w temp. 0°C? Ile gramów cukru w tem­peraturze 100°C. Ćwiczenie Karmelizacja cukru Niewielką ilość cukru gronowego umieścić w probówce, następ­nie ogrzewać do temp. 180—200°C. Uzyskany produkt należy po ostudzeniu natychmiast zestalić. Otrzymuje się kruchą łamliwą masę o silnie gorzkim smaku i intensywnie brązowym zabarwieniu. Część uzyskanego produktu rozpuścić w wodzie, a część roz­cieńczyć w alkoholu. Uzyskane roztwory nazywają się kolorem cukrowym. Ćwiczenie Rozkiad węglowodanów podczas ogrzewania Umieszczamy w probówce albo w prostej rurce trochę cukru i ogrzewamy. Powtarzamy doświadczenie ze skrobią i kawałkiem waty. Zapisać obserwacje i wyciągnąć wnioski. Ćwiczenie Wykrywanie cukru prostego a. Do probówki nalewamy 10 kropli roztworu siarczanu mie- dziowego i 10 kropli stężonego roztworu glukozy. Ogrze- wamy ciecz do wrzenia. Do wrzącej cieczy dodajemy pipetką kilka kropli 10% roztworu sody żrącej; natychmiast wy- dziela się czerwony osad tlenku miedziawego. Reakcja ta jest charakterystyczna dla cukrów prostych, które redukują związki tlenowe metali. b. Przyrządzamy amoniakalny roztwór srebra. W tym celu do probówki nalewamy trochę 5% roztworu azotanu srebrowe- go i 2% roztworu wodorotlenku amonowego (amoniaku); wytwarzający się osad rozpuszcza się w nadmiarze amoniaku. 3—4 kropli wyżej przygotowanego amoniakalnego roztworu srebra zadajemy 1—2 kroplami 1% roztworu glukozy i ogrze­wamy. Po ogrzaniu ciecz czernieje wskutek wydzielania się srebra metalicznego, jeśli zaś szkło było czyste, to srebro osiada na nim w postaci zwierciadlanego metalu. Ćwiczenie Własności chemiczne cukru buraczanego 1. a) Wykonywamy reakcję redukcji związku miedzi za pomocą cukru buraczanego tak, jak za pomocą glukozy. Przeko­namy się, że cukier buraczany tej reakcji nie daje. b) W starannie wymytej probówce umieszczamy trochę cukru i ogrzewamy go do uzyskania brunatnej barwy (powstanie karmelu). Następnie oziębiamy ciecz i doda­jemy trochę wody. Ogrzewamy ją do rozpuszczenia się karmelu i powtarzamy próbę redukcji związku miedzi za pomocą uzyskanego roztworu karmelu. Reakcja za­chodzi tak, jak w wypadku glukozy. Wyjaśnić dlaczego. 2. W probówce umieszczamy 20 kropli stężonego roztworu cukru buraczanego, dodajemy 20 kropli kwasu siarkowego lub solnego i gotujemy 3—5 minut. Następnie dodajemy 10 kropli roztworu siarczanu miedzi i zasady do całkowitego wydzielenia wodoro- tlenku miedziowego. Jeżeli czerwony osad tlenku miedziowego nie wytworzył się od razu, to ciecz ogrzewamy ponownie do wrzenia. Na co wskazuje powstawanie tlenku miedziawego? Jakiej prze­mianie uległ cukier buraczany pod wpływem kwasu? Ćwiczenie Własności chemiczne skrobi a. Umieszczamy w probówce trochę zawczasu przegotowanego klajstru z mąki kartoflanej i kroplę rozcieńczonej wodą jodyny (jasnożółtej barwy); natychmiast zjawia się niebie- skie zabarwienie, charakterystyczne dla skrobi. b. W probówce umieszczamy 30—40 kropli klajstru mąki kar- toflanej, dodajemy 10—20 kropli roztworu kwasu siarkowego i gotujemy 5—6 minut. Następnie oziębiamy ciecz i przeno- simy jedną kroplę na szkło. Dołączamy do niej kroplę jodyny. Brak zabarwienia niebieskiego wskazuje na przemianę krochmalu w inną substancję, nie dającą zabarwienia z jo- dyną. Do pozostałej w rurce cieczy dodajemy kroplę roztworu siar­czanu miedziowego i roztworu zasady do całkowitego wydzielenia wodorotlenku miedziowego. Ogrzewamy ciecz do wrzenia. Utwo­rzenie czerwonego osadu tlenku miedziowego wskazuje na obec­ność glukozy, utworzonej w rezultacie hydrolizy skrobi. Ćwiczenie Badanie organoleptyczne cukrów Dokonać badania organoleptycznego cukru buraczanego, cukru gronowego, cukru skrobiowego. Bada się wygląd, barwę, zapach i smak, cukru i jego wodnego roztworu. Bezbarwne cukry i syropy powinny być bez zapachu; smak ich powinien być czysty, słodki. 2 części cukru buraczanego powinny się rozpuścić w 1 części wody, dając syrop przezroczysty, bezbarwny lub prawie bez­barwny. Po dodaniu alkoholu syrop ten powinien pozostać prze­zroczysty. Cukier skrobiowy lub syrop skrobiowy powinien dawać z 2 częściami wody roztwór bezbarwny i prawie przezroczysty. Ćwiczenie Badanie organoleptyczne miodu Badania organoleptyczne miodu mają duże znaczenie, gdyż zwykle są jedyną podstawą do szybkiej klasyfikacji miodu. Konsystencję miodu potocznie zwaną gęstością należy ocenić stwierdzając na oko, czy jest — gęsty, rzadki, ciągliwy, ma­zisty itp. Dobrą metodę stanowi tzw. próba przelewania miodu. Zaczerpnięty z naczynia miód łyżką zlewa się z po-powrotem, obserwując jak się układa. Jeżeli miód układa się w kształcie wypukłego stożka, świadczy, że jest dosta­tecznie gęsty. Natomiast, gdy przy zlewaniu tworzy nie sto­żek a lejek dowodzi to, że miód nie jest dostatecznie gęsty. Czystość bada się, rozlewając cienką warstwę miodu na bia­łym porcelanowym talerzu; prawie wszystkie zanieczyszcze­nia są wówczas widoczne gołym okiem, drobniejsze zanie­czyszczenia można wykryć przy pomocy lupy. Barwa miodu powinna być właściwa dla danego gatunku miodu. Miód patoka ma barwę zawsze ciemniejszą niż miód wirówkowy. Smak i zapach. Miód powinien mieć smak słodki, przyjemny, a nie mdły, lekko kwaskowaty (natomiast, gdy jest wyraźnie kwaśny, świadczy o początku psucia się i o fermentacji kwa­sowej i alkoholowej). Zapach powinien pochodzić od nektaru kwiatowego. Określenie smaku i zapachu jest trudne i wy­maga dużej wprawy. W każdym razie miód o mdłym smaku i słabym zapachu charakteryzuje miód zafałszowany syro­pem ziemniaczanym lub cukrowym. Równocześnie miód za­fałszowany syropem cukrowym ciągnie się w nitki. Miody pochodzące od pszczół intensywnie podkarmianych cukrem nie mają aromatu. Polskie normy jakościowe dopuszczają w miodzie zawartość do 2lc/( wody. Wyższa zawartość wody wskazuje bądź na dodatek wody, bądź na obecność niedojrzałego miodu (pochodzącego z plastrów niezasklepionych). Nadmiar wody może być również spowodowany deszczowym latem. Cukier trzcinowy inaczej zwany cukier buraczany lub sacha­roza składa się z węgla, wodoru i tlenu, występujących w ściśle określonym stosunku ilościowym, któremu odpowiada wzór C i •jHooOn. Sacharoza jest cukrem najlepiej poznanym oraz gospodarczo i technicznie najważniejszym. W przyrodzie jest tak rozpowszech­niona, że można śmiało powiedzieć, iż nie ma prawie rośliny, 8 — Towaroznawstwo z chemią 81 w której by nie znaleziono sacharozy w większej lub mniejszej ilo­ści, czy to w łodygach i korzeniach, czy to w nasionach i owocach, czy to wreszcie w liściach lub kwiatach. Najczęściej sacharoza na­gromadza się w częściach rośliny pozbawionych chlorofilu. A więc np. korzeń buraka cukrowego uszlachetnionego dzięki racjonalnej hodowli zawiera od 15 do 20% sacharozy, dojrzała trzcina cukrowa 13—15%, sok niektórych gatunków palm od 3 do 13%, sok klonu cukrowego przeciętnie 3%, łodyga kukurydzy 10—14%. Ze względu na możność technicznego wyzyskania, największe zna­czenie posiadają: burak cukrowy i trzcina cukrowa, które w tym celu są specjalnie hodowane. Niektóre owoce również zawierają znaczne ilości sacharozy, np. śliwki 9—10%, melony 8%, pomarańcze 4 do 6%, jabłka 0,5 do 6%.