Cukry proste (glukoza i fruktoza) oraz cukry złożone (sacharoza) są słodkie i dobrze przyswajalne przez człowieka. Czy wszystkie mają taki smak, są łatwostrawne i dobrze przyswajane przez organizm? Czy krochmalenie pościeli, przygotowywanie ciasta na chleb i tworzenie się na nim spieczonej skórki mają coś wspólnego z cukrami?
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
właściwości i zastosowanie cukrów prostych – glukozy i fruktozy – oraz dwucukru – sacharozy.
Nauczysz się
podawać wzory sumaryczne wielocukrów;
opisywać budowę skrobi i celulozy;
wskazywać właściwości i zastosowania skrobi i celulozy;
wykrywać obecność skrobi w produktach spożywczych,
iifetY3c0j_d5e176
1. Występowanie i budowa polisacharydów
Wielocukry to złożone związki chemiczne zbudowane z wielu reszt cukrów prostych. Do najbardziej znanych policukrów należą skrobia i celuloza.
Wzór ogólny wielocukrów to , gdzie to liczba naturalna, zależna od rodzaju wielocukru i jego pochodzenia. Cukry złożone, takie jak skrobia i celuloza, powstają głównie w roślinach, w wyniku łączenia się cząsteczek glukozy. Nazywamy je naturalnymi polimerami.
R1MO7A2eJwF9a
Skrobia jest związkiem wielkocząsteczkowym. Liczba cząsteczek glukozy, z których powstaje, waha się od kilkuset do kilku tysięcy i zależy od pochodzenia. Skrobia składa się z dwóch rodzajów struktur – amylozy i amylopektyny. Amylozę tworzy struktura nierozgałęziona, która stanowi około masy skrobi. Amyloza składa się z cząsteczek glukozy połączonych ze sobą.
R1J294ndBCVyp
Drugi rodzaj struktury budującej skrobię to amylopektyna. Stanowi ona pozostałe masy skrobi i ma dużo bardziej złożoną strukturę niż amyloza. Podobnie jak amyloza, amylopektyna również zbudowana jest z cząsteczek glukozy. Cząsteczki te tworzą jednak rozgałęziony łańcuch.
R1cuzOj9Vb72r
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
Występowanie skrobi
R1FPyqKsJg3pi
RxMrlh7G9QqKc
R19ehjeX90ogu
R13KJlupYKma8
W zależności od występowania, ziarna skrobi mogą przyjmować różny kształt.
R1MbzHtwlGswP
Celuloza, podobnie jak skrobia, jest związkiem zbudowanym z wielu reszt glukozy (od do ). Jest głównym składnikiem roślin, którym zapewnia trwałość, elastyczność oraz chroni przed utratą wody. Występuje w dużych ilościach w bawełnie i drewnie. Ma budowę włóknistą.
R1ENOdr0NT37a
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
Występowanie celulozy
R14fWOIvE1Tdl
R1MHLc8WIWbNS
Rb1bCgsbxbSO3
R18SDPdf7OLEc
Celuloza jest również nazywana błonnikiem. Człowiek nie trawi tego cukru, ale spełnia on ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu układu pokarmowego.
Ciekawostka
Do wielocukrów należy także glikogen. Pod względem budowy przypomina skrobię. Jego cząsteczki mają jednak bardziej rozgałęzioną strukturę. Stanowi materiał zapasowy w organizmach ludzi i zwierząt. Gromadzi się głównie w mięśniach oraz w wątrobie. Produktem rozkładu glikogenu jest glukoza, która spala się, dostarczając organizmowi energii.
iifetY3c0j_d5e238
2. Właściwości skrobi i celulozy
Mąka ziemniaczana to skrobia pozyskana z ziemniaków. Wata celulozowa to czysta celuloza.
RVkcTanciqlxO
Substancje te wykorzystamy do zbadania właściwości wielocukrów.
Doświadczenie 1
RcSlzAa5cpDPK
Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, które miało na celu zbadanie właściwości skrobi i celulozy.
Problem badawczy:
Jakie właściwości mają skrobia i celuloza?
Hipoteza:
Skrobia i celuloza to ciała stałe, które różnią się rozpuszczalnością zarówno w zimnej, jak i gorącej wodzie.
Co było potrzebne:
mąka ziemniaczana;
wata celulozowa;
woda destylowana;
nafta;
palnik;
zapałki;
zlewki;
łuczywko;
szkiełka zegarkowe;
pręciki szklane.
Przebieg doświadczenia:
Na szkiełkach zegarkowych umieszczono niewielkie ilości skrobi ziemniaczanej oraz waty celulozowej. Zbadano ich kolor, zapach oraz stan skupienia. Próbki substancji przeniesiono do zlewek z wodą destylowaną, a następnie zbadano rozpuszczalność w zimnej wodzie. Następnie wodę ogrzano i sprawdzono rozpuszczalność w gorącej wodzie. Niewielkie ilości obydwu próbek umieszczono w pustych zlewkach i zalano naftą, a następnie sprawdzono ich rozpuszczalność.
Obserwacje:
Właściwość
Skrobia
Celuloza
stan skupienia
stały
stały
kolor
biały
biały
zapach
bezwonny
bezwonny
rozpuszczalność w zimnej wodzie
słabo rozpuszczalna
nierozpuszczalna
rozpuszczalność w gorącej wodzie
pęcznieje
nierozpuszczalna
rozpuszczalność w nafcie
nierozpuszczalna
nierozpuszczalna
Weryfikacja hipotezy:
Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Skrobia i celuloza to ciała stałe, które różnią się rozpuszczalnością zarówno w zimnej, jak i gorącej wodzie.
Wnioski:
Skrobia i celuloza, które należą do wielocukrów, nie mają słodkiego smaku. Skrobia słabo rozpuszcza się w zimnej wodzie, w gorącej natomiast pęcznieje. Tworzy kleik skrobiowy, który jest roztworem koloidalnym, zwyczajowo nazywanym krochmalem. Z kolei celuloza nie rozpuszcza się ani w zimnej, ani w gorącej wodzie. Obydwa cukry nie rozpuszczają się w rozpuszczalniku organicznym, jakim jest nafta.
1
Polecenie 1
Zapisz obserwacje, zweryfikuj postawioną hipotezę oraz zapisz wnioski do przeprowadzonego doświadczenia.
ReyBZB2VlZQe5
RUet3dVSNKAOT
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Weryfikacja hipotezy: Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Skrobia i celuloza to ciała stałe, które różnią się rozpuszczalnością zarówno w zimnej, jak i gorącej wodzie.
lub:
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Skrobia i celuloza to ciała stałe, które różnią się rozpuszczalnością zarówno w zimnej, jak i gorącej wodzie.
Wnioski: Skrobia i celuloza, które należą do wielocukrów, nie mają słodkiego smaku. Skrobia słabo rozpuszcza się w zimnej wodzie, w gorącej natomiast pęcznieje. Tworzy kleik skrobiowy, który jest roztworem koloidalnym, zwyczajowo nazywanym krochmalem. Z kolei celuloza nie rozpuszcza się ani w zimnej, ani w gorącej wodzie. Obydwa cukry nie rozpuszczają się w rozpuszczalniku organicznym, jakim jest nafta.
R7RWnm4gqUdxR
Doświadczenie 2
R1OvABGhI2eFr
Przeprowadzono doświadczenie, które miało na celu zbadanie palności skrobi i celulozy.
Problem badawczy:
Czy skrobia i celuloza są substancjami palnymi?
Hipoteza:
Skrobia i celuloza to substancje palne.
Co było potrzebne:
mąka ziemniaczana;
wata celulozowa;
palnik;
łuczywko;
zlewka o pojemności ;
sitko;
lejek;
wężyk gumowy;
szkiełko zegarkowe.
Przebieg doświadczenia:
W celu zbadania palności skrobi, umieszczono niewielką jej ilość na szkiełku zegarkowym i przyłożono do niej zapalone łuczywko. Następnie na nóżkę lejka założono gumowy wężyk. Do zlewki wsypano skrobię, a przez sitko przesypano skrobię do lejka. Lejek skierowano w stronę palnika i dmuchano przez wężyk tak, aby delikatnie rozpylić mąkę nad płomieniem palnika.
W celu zbadania palności waty celulozowej, niewielką jej ilość umieszczono na szkiełku zegarkowym i przyłożono do niej płonące łuczywko.
Obserwacje:
Mąka ziemniaczana w postaci zbitego proszku nie ulegała spaleniu, natomiast rozpylona – gwałtownie się spala (wybucha). Wata celulozowa spala się, czuć zapach palącego się papieru.
Wnioski:
Skrobia, jako główny składnik mąki ziemniaczanej, jest substancją palną. Celuloza również jest substancją palną.
1
Polecenie 2
RzZftpzbchAZ3
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Mąka ziemniaczana w postaci zbitego proszku nie ulegała spaleniu, natomiast rozpylona – gwałtownie się spala (wybucha). Wata celulozowa spala się, czuć zapach palącego się papieru.
Weryfikacja hipotezy: Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Skrobia i celuloza to substancje palne.
lub:
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Skrobia i celuloza to substancje palne.
Wnioski: Skrobia jako główny składnik mąki ziemniaczanej jest substancją palną. Celuloza również jest substancją palną.
1
Polecenie 2
RA8o6YwC9N13Q
Przypomnij sobie, czy skrobia jest palna.
Stosowanie otwartego ognia w młynach jest niebezpieczne, ponieważ rozpylona w powietrzu skrobia spala się bardzo gwałtownie (wybucha).
Doświadczenie 3
RR44p47r3KTtI
Przeprowadzono doświadczenie, które polegało na wykrywaniu skrobi za pomocą alkoholowego roztworu jodu (jodyny).
Problem badawczy:
Czy w ziemniakach, ryżu i chlebie występuje skrobia?
Hipoteza:
Skrobia występuje w ziemniakach, ryżu i chlebie.
Co było potrzebne?
ziemniak;
chleb;
ryż;
jodyna (roztwór jodu w etanolu);
pipeta pasteura;
trzy połówki szalek Petriego.
Przebieg doświadczenia:
Na połówkach szalek Petriego ułożono kawałek obranego ziemniaka, kawałek chleba i łyżkę ryżu. Przy pomocy pipety pasteura, naniesiono kilka kropli jodyny na wszystkie ułożone produkty.
Obserwacje:
Na wszystkich produktach pojawiło się ciemnogranatowe zabarwienie.
Wnioski:
W wyniku reakcji jodu (znajdującego się w jodynie) ze skrobią, zawartą w produktach spożywczych, powstało ciemnogranatowe zabarwienie. Jest to charakterystyczna reakcja, nazywana próbą jodoskrobiową.
Ciekawostka! Próbie jodoskrobiowej ulega również glikogen. W wyniku jego reakcji z jodem, otrzymujemy czerwone zabarwienie.
1
Polecenie 3
R1ENNIJRtQ48K
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Na wszystkich produktach pojawiło się ciemnogranatowe zabarwienie.
Weryfikacja hipotezy: Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Skrobia występuje w ziemniakach, ryżu i chlebie.
lub:
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Skrobia występuje w ziemniakach, ryżu i chlebie.
Wnioski: W wyniku reakcji jodu (znajdującego się w jodynie) ze skrobią, zawartą w produktach spożywczych, powstało ciemnogranatowe zabarwienie. Jest to charakterystyczna reakcja, nazywana próbą jodoskrobiową.
Ciekawostka! Próbie jodoskrobiowej ulega również glikogen. W wyniku jego reakcji z jodem otrzymujemy czerwone zabarwienie.
Roug8SvQ5bV2r
iifetY3c0j_d5e582
3. Zastosowanie wielocukrów (skrobi i celulozy)
Skrobia i celuloza, ze względu na swoje właściwości, znalazły zastosowanie w życiu codziennym. Skrobię wykorzystuje się przede wszystkim w przemyśle spożywczym. Ze względu na konsystencję mieszaniny skrobi i wody, służy między innymi do produkcji kisieli i budyniów. Stosuje się ją również do produkcji klejów, leków i kosmetyków.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
R1Yc50W8dJQQn
RF3HuVdlQEkgg
R19MESUErpYil
ReZ5tfErbBLzR
Celuloza również ma szerokie spektrum zastosowań, głównie w przemyśle papierniczym. Używa się jej także do produkcji lakierów, klejów, materiałów wybuchowych i jedwabiu sztucznego.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
R1OGKNQfY1GQX
RJUWMMKzTS3vd
R20jMLhbv4mfn
RmuI5QuvDe1MA
Ciekawostka
Chińczycy wynaleźli papier około Zauważyli, że na specjalnych matach jedwabnych osadza się cieniutka warstwa materiału, na której można kreślić znaki. Niestety, produkcja papieru z jedwabiu okazała się dość kosztowna. Dlatego do jego wytworzenia postanowiono wykorzystywać włókna roślinne oraz lniane szmaty. Obecnie produkcja papieru to silnie rozwinięta gałąź przemysłu, w której wykorzystuje się głównie celulozę pochodzenia roślinnego. Miesza się ją z wodą, by następnie – pod postacią płynnej masy – przepuścić przez specjalny młyn. Później dodaje się substancje klejące, węglan wapnia (kredę odpowiadającą za białą barwę papierowych arkuszy) oraz skrobię. Kolejnym z etapów produkcji jest formowanie papierowej wstęgi na specjalnym sicie, gdzie pozostawia się ją do wyschnięcia. Osuszoną wstęgę zwija się w zwoje, które trafiają do drukarni. Zwoje można również pociąć na dostępne w sprzedaży formaty.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
Wynalezienie papieru przypisuje się Tsai Lunowi około roku Jednak badania arecheologiczne wskazują, że papier prawdopodobnie znany był od co najmniej
R1Oju0yCVbNxR
R11wuSzax5UBG
iifetY3c0j_d5e631
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.
R1WvQU7EVUjud
R4PjKwXPaF364
Rag8HJ1ieuC54
R1V0BfunwOH8Z
Podsumowanie
Najbardziej rozpowszechnionymi wielocukrami są skrobia i celuloza, o wzorze sumarycznym .
Skrobia ma budowę ziarnistą i występuje głównie w ziemniakach, ziarnach zbóż, ryżu i kukurydzy.
Celuloza jest podstawowym materiałem budulcowym roślin. Ma budowę włóknistą; występuje między innymi w drewnie i bawełnie.
Skrobia i celuloza są białymi substancjami stałymi. Skrobia słabo rozpuszcza się w zimnej wodzie, a w gorącej tworzy kleik skrobiowy. Celuloza nie rozpuszcza się w wodzie, jest za to łatwopalna.
Do wykrywania skrobi w produktach spożywczych służy próba jodoskrobiowa – reakcja skrobi z jodyną, w wyniku której powstaje ciemnogranatowe zabarwienie.
iifetY3c0j_d5e752
Słownik
celuloza
celuloza
wielocukier o wzorze sumarycznym od do ); ma budowę włóknistą; jest białą, łatwopalną substancją stałą; nie rozpuszcza się w wodzie; występuje w bawełnie i drewnie
próba jodoskrobiowa
próba jodoskrobiowa
reakcja charakterystyczna skrobi; zachodzi pod wpływem jodu zawartego między innymi w jodynie; w wyniku tej reakcji powstaje ciemnogranatowe zabarwienie
skrobia
skrobia
wielocukier o wzorze , gdzie to wartość od kilkuset do kilku tysięcy i zależy od pochodzenia; ma budowę ziarnistą; jest białą substancją stałą; słabo rozpuszcza się w zimnej wodzie; występuje głównie w ziemniakach i ziarnach zbóż
iifetY3c0j_d5e868
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R192s12wTeIQz
1
Ćwiczenie 2
R13eZfTyYv23i
R1V2VVS1j4dRg1
Ćwiczenie 3
2
Ćwiczenie 4
Rn335qcDHqlCB
2
Ćwiczenie 5
RrShHG3SQ9d6m
R1AV4ZruLjd1P2
Ćwiczenie 6
3
Ćwiczenie 7
Poniżej przedstawiono schemat pewnego doświadczenia chemicznego.
R1GDgMNWAyUyq
Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na wprowadzeniu roztworu jodu w etanolu do pięciu probówek zawierających kolejno:
pokruszone wafle ryżowe;
płatki kukurydziane;
ziemniaki;
jogurt;
kartkę papieru.
ROEeA7pxPl2iI
3
Ćwiczenie 8
R1dz4Ux4f4hv8
Glossary
root
root
RFO2uEt1kH6OI
korzeń
starch
starch
R1a1ZTUupUQrv
skrobia
glycogen
glycogen
R1KT3RjFDwl4b
glikogen
chitin
chitin
RqyVEWaSU1W0K
chityna
cellulose
cellulose
R17lwaxkIkRMh
celuloza
3
Ćwiczenie 9
R18T1tpOd5i9W
Glossary
amylose
amylose
RHOidrwv4GyJM
amyloza
amylopectin
amylopectin
ROFS2uKvL8EsU
amylopektyna
glycogen
glycogen
R13yKDnECO51h
glikogen
starch
starch
RbI1MPbcNfdC6
skrobia
cellulose
cellulose
REbooFEjtVIdf
celuloza
Bibliografia
Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.
Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Mac Edukacja 2020.