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【种花家务·化学】4-3-02二糖:蔗糖和麦芽糖——『数理化自学丛书6677版』

2023-03-10 12:19 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第三章碳水化合物

§3-2二糖:蔗糖和麦芽糖

【01】上节所述的葡萄糖和果糖都属于单糖类【山注,化4-3-01,传送门CV22308959。现在再介绍比较复杂的二糖类。二糖可以看作是由两个分子的单糖缩掉一分子水的生成物:

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【02】二糖经水解,每一分子一般能生成二个分子的单糖:

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【03】最常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,它们互为同分异构体。

1、蔗糖

蔗糖的性质

【04】蔗糖是我们熟悉的营养和调味品,是一种易溶于水、具有甜味的白色晶体。现在我们来研究它的化学性质。

【05】蔗糖跟单糖不同,它是非还原性糖。它的分子结构里没有醛基存在,因此它不能发生银镜反应。在跟氢氧化铜共热时也没有红色的氧化亚铜沉淀出现。在蔗糖溶液里有稀酸或酶存在下加热煮沸,就水解产生一分子果糖和一分子葡萄糖:

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蔗糖的存在和制取

【06】蔗糖主要存在于甘蔗和甜菜里,工业上便是从甘蔗或甜菜的汁中提取的。生产过程可以分为四个阶段。首先是制汁,就是把甘蔗经过压榨使糖汁流出,但因糖汁中含有叶绿素、蛋白质、胶质、有机酸和盐类等杂质,所以第二阶段便是糖汁的澄清处理。处理方法一般使用石灰、二氧化硫和二氧化碳。石灰可以中和糖汁中所含的有机酸,防止蔗糖水解,并能使糖汁中的蛋白质等凝结,以便过滤除去。二氧化硫既能杀菌防腐,又能使糖汁漂白。二氧化碳能使过量的石灰和石灰跟蔗糖生成的化合物转变为碳酸钙沉淀,于过滤时除去:

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【07】第三阶段将得到的澄清糖汁蒸发浓缩——煎糖结晶。这一道工序是在低压的蒸发罐里进行的。因为降低压强,可以降低糖液的沸点,使糖汁在较低温度下蒸发,可以不致于引起分解而焦化。在浓缩的糖浆中,糖就结晶而出。最后阶段是把糖的结晶跟母液——糖蜜分离【母液是不能再生成结晶的糖浆,称为糖蜜。糖蜜是制糖生产的副产品还可以用来酿造酒精。副产品除糖蜜外还有蔗粕,可以用以造纸或压成甘蔗板,在建筑上应用】。经过分离后的蔗糖再经干燥就是成品了:

2、麦芽糖

麦芽糖的性质

【08】麦芽糖也是易溶于水的白色晶体,但甜味不及蔗糖。它是我国最早的食用糖。过去的糖果大都由含有58%麦芽糖的呈糖浆状的饴糖制成的。

【09】麦芽糖的化学性质,和蔗糖有相同也有不同。

【10】把麦芽糖溶液进行银镜反应或氢氧化铜氧化的实验,它能还原出银和氧化亚铜,可见麦芽糖是还原性糖。研究证明,它的分子里是有醛基存在的。这一点和蔗糖完全不同。

【11】但麦芽糖和蔗糖一样,也能发生水解反应。水解产物则和蔗糖的不一样,每一分子麦芽糖产生两个分子葡萄糖而不生成果糖:

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麦芽糖的制取

【12】麦芽糖的制取是采用含淀粉量较多的农产品如山芋、玉蜀黍、高粱等作为原料的。首先把上述原料磨成粉末,然后蒸熟,加入大麦芽,保持60℃左右的温度,淀粉受到大麦芽中糖化酶的催化作用,就能水解为麦芽糖:

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习题3-2

1、蔗糖和麦芽糖在化学性质上有哪些相同?哪些不同?

2、蔗糖和麦芽糖水解后各产生什么物质?

3、怎样用实验方法鉴别麦芽糖和蔗糖?

4、为什么在糖汁里加了石灰就可以防止蔗糖水解?

5、蔗糖和麦芽糖都属于二糖类,为什么蔗糖没有还原性而麦芽糖有还原性?

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