Моносахариды и их свойства

Важнейшими моносахаридами, присутствующими в свободном состоянии в пищевых продуктах, являются:

1. Глюкоза, или виноградный сахар, декстроза.
2. Фруктоза, или фруктовый сахар, левулеза.

Эти моносахариды имеют в молекуле шесть атомов углерода, а поэтому они называются гексозами (от греческого слова «шесть»). Их эмпирическая формула — C₆H₁₂0₆.

Глюкоза присутствует постоянно в растительных тканях, плодах и ягодах, обычно совместно с фруктозой. Она присутствует вместе с фруктозой в нектаре цветов, в пчелином меде. Техническая глюкоза получается путем гидролиза крахмала (обычно картофельного или кукурузного) слабым раствором серной кислоты при нагревании. Сначала получается декстрин, затем мальтоза, а дисахарид мальтоза расщепляется на две молекулы глюкозы.

Фруктоза присутствует совместно с глюкозой в плодах и ягодах. Ее присутствие в соках ягод и плодов повышает их сладость, так как фруктоза более чем вдвое слаще глюкозы. По сравнению с другими углеводами фруктоза обладает меньшей стойкостью и начинает частично изменяться даже при сильном кипячении.

Галактоза. К моносахаридам относится также галактоза, входящая в состав молочного сахара (лактозы), который является дисахаридом и расщепляется под действием кислот и ферментов на глюкозу и галактозу. Галактоза входит также в состав некоторых глюкозидов, например, в глюкозид соланин, содержащийся в картофеле.

Манноза — моносахарид типа гексоз, в свободном состоянии в продуктах встречается редко. Она присутствует в некоторых фруктах и в корке апельсина. Ее можно получить путем гидролиза кислотами некоторых сложных углеводов, называемых маннанами. из которых состоят каменистые стенки некоторых плодов и семян (финики).

Все моносахариды легко окисляются и вследствие этого обладают способностью восстанавливать окисные соединения меди и ряда других металлов, переводя их в закиси. Моносахариды хорошо кристаллизуются. Они легко растворимы в воде и с трудом растворяются в спирту.

Глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза под влиянием окислительных ферментов дрожжей подвергаются спиртовому брожению, но галактоза сбраживается с трудом.

Реакция спиртового брожения идет по следующему суммарному уравнению:

Моносахариды подвергаются также молочнокислому и маслянокислому брожению под влиянием ферментов некоторых бактерий. Молочнокислое брожение идет по следующему суммарному уравнению:

С₆Н₁₂O₆ = 2СН₃ • СН(ОН) • СООН, а маслянокислое — по уравнению: C₆H₁₂0₆ = С₄Н₈O₂ + 2Н₂₂СO₂.

Пентозы, т. е. моносахариды, содержащие в молекуле лишь 5 атомов углерода, с общей формулой С₅Н₁₀О5, не имеются в свободном состоянии ни в растительных, ни в животных клетках, но в связанном состоянии в форме полисахаридов, называемых пентозанами, входят в состав стенок растительных клеток. Кроме того, некоторые пентозы входят в состав некоторых глюкозидов. Имеются данные о выделении пентоз в свободном состоянии из листьев некоторых растений (свеклы, картофеля), но пищевого значения они не имеют.

Наиболее важными пентозами является арабиноза, полученная из некоторых мюкозидов, и ксилоза (древесный сахар), обычно получаемая из кукурузных початков путем кипячения их с 4% серной кислотой. При окислении ксилозы азотной кислотой образуется триоксиглутаровая кислота, которая иногда применялась для подкисления пищевых продуктов (фруктовых вод, конфет) взамен других органических пищевых кислот: молочной, лимонной, винной. Триоксиглутаровая кислота была допущена для этой цели Наркомздравом СССР.

Моносахариды группы пентоз не сбраживаются дрожжами, но подвергаются брожению под влиянием бактерий и грибков.