Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

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 C6H10O5n, gdzie n 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
Cząsteczka glukozy jest głównym budulcem cząsteczek skrobi i celulozy
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

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 20% masy skrobi. Amyloza składa się z cząsteczek glukozy połączonych ze sobą.

R1J294ndBCVyp
Amyloza to połączenie cząsteczek glukozy w sposób nierozgałęziony. Jest nierozpuszczalna w zimnej wodzie.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Drugi rodzaj struktury budującej skrobię to amylopektyna. Stanowi ona pozostałe 80% 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
Amylopektyna to połączenie cząsteczek glukozy w sposób rozgałęziony. Amylopektyna jest dobrze rozpuszczalna w zimnej wodzie.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.

W zależności od występowania, ziarna skrobi mogą przyjmować różny kształt.

R1MbzHtwlGswP
Ilustracja przedstawiająca schematycznie kształty i rozmiary ziaren skrobi. W przypadku skrobi ziemniaczanej są one największe i mają owalne, miejscami nieregularne kształty. Ziarna skrobi pszennej są nieco mniejsze i również przeważają kształty owalne. Najmniejsze spośród zaprezentowanych ziarna skrobi ryżowej tworzą wyraźne skupiska o nieregularnych, zaokrąglonych kształtach. Ziarna skrobi kukurydzianej są nieco większe niż skrobi ryżowej i mają zaokrąglone kształty. Również mają tendencję do tworzenia skupisk. Kształt ziaren skrobi jest uzależniony od ich pochodzenia.
Kształty ziaren skrobi w zależności od jej pochodzenia.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Celuloza, podobnie jak skrobia, jest związkiem zbudowanym z wielu reszt glukozy (od 2500 do 10000). 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
Celuloza to połączenie cząsteczek glukozy w sposób nierozgałęziony. Taka struktura nadaje wytrzymałość i sztywność roślinom, dzięki czemu stanowi doskonały materiał budulcowy.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.

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.

C6H10O5n +n H2Oenzymyn C6H12O6
iifetY3c0j_d5e238

2. Właściwości skrobi i celulozy

Mąka ziemniaczana to skrobia pozyskana z ziemniaków. Wata celulozowa to czysta celuloza.

RVkcTanciqlxO
Mąka ziemniaczana to skrobia pozyskana z ziemniaków, wata celulozowa to czysta celuloza
Źródło: Aleksandra Ryczkowska, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY 3.0.

Substancje te wykorzystamy do zbadania właściwości wielocukrów.

Doświadczenie 1
RcSlzAa5cpDPK
Problem badawczy:.

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
Obserwacje:
RUet3dVSNKAOT
Weryfikacja hipotezy: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
R7RWnm4gqUdxR
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz ,,Prawda'', jeśli zdanie jest prawdziwe, lub ,,Fałsz'', jeśli jest fałszywe.. Skrobia jest słabo rozpuszczalna w zimnej wodzie.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Skrobia pęcznieje w gorącej wodzie.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Celuloza jest dobrze rozpuszczalna w nafcie.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Doświadczenie 2
R1OvABGhI2eFr
Problem badawczy: Czy skrobia i celuloza są substancjami palnymi?. Hipoteza: Spośród podanych poniżej hipotez, wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Skrobia i celuloza to substancje niepalne. Hipoteza 2: Skrobia i celuloza to substancje palne. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: mąka ziemniaczana, wata celulozowa, palnik, łuczywko, zlewka o pojemności 50 cm3, sitko, lejek, wężyk gumowy, szkiełko zegarkowe. Instrukcja: 1. Zbadaj palność skrobi. W tym celu wykonaj następujące czynności: a) Umieść niewielką ilość mąki na szkiełku zegarkowym i przyłóż do niej zapalone łuczywko. Obserwuj czy mąka ziemniaczana ulega spaleniu. b) Włóż wężyk gumowy w wąską część lejka (od dołu lejka). Wsyp mąkę ziemniaczaną do zlewki o pojemności 50 cm3. Następnie przesyp mąkę przez sitko do szerokiej części lejka. Lejek z mąką kieruj w stronę zapalonego palnika i dmuchaj w wężyk, rozpylając mąkę. Obserwuj efekty doświadczenia. 2. Zbadaj palność waty celulozowej. W tym celu umieść niewielką ilość waty na szkiełku i podpal ją za pomocą łuczywka.

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 50 cm3;

  • 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: (Uzupełnij). Weryfikacja hipotezy: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
1
Polecenie 2
RA8o6YwC9N13Q
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Doświadczenie 3
RR44p47r3KTtI
Problem badawczy: Czy w ziemniakach, ryżu i chlebie występuje skrobia?. Hipoteza: Spośród podanych poniżej hipotez, wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Skrobia występuje w ziemniakach, ryżu i chlebie. Hipoteza 2: Skrobia nie występuje w ziemniakach, ryżu i chlebie. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: mąka ziemniaczana, wata celulozowa, palnik, łuczywko, zlewka o pojemności 50 cm3, sitko, lejek, wężyk gumowy, szkiełko zegarkowe. Instrukcja: 1. Zbadaj palność skrobi. W tym celu wykonaj następujące czynności: a) Umieść niewielką ilość mąki na szkiełku zegarkowym i przyłóż do niej zapalone łuczywko. Obserwuj czy mąka ziemniaczana ulega spaleniu. b) Włóż wężyk gumowy w wąską część lejka (od dołu lejka). Wsyp mąkę ziemniaczaną do zlewki o pojemności 50 cm3. Następnie przesyp mąkę przez sitko do szerokiej części lejka. Lejek z mąką kieruj w stronę zapalonego palnika i dmuchaj w wężyk, rozpylając mąkę. Obserwuj efekty doświadczenia. 2. Zbadaj palność waty celulozowej. W tym celu umieść niewielką ilość waty na szkiełku i podpal ją za pomocą łuczywka.

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: (Uzupełnij). Weryfikacja hipotezy: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Roug8SvQ5bV2r
Spośród poniższych produktów spożywczych wybierz te, które pod wpływem alkoholowego roztworu jodu (jodyny) zabarwią się na granatowo. Możliwe odpowiedzi: 1. twaróg, 2. bułka pszenna, 3. mąka ryżowa, 4. smalec, 5. kukurydza
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.

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.

Ciekawostka

Chińczycy wynaleźli papier około 105 r. p.n.e. 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.

iifetY3c0j_d5e631

Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć. Do kolejnego zdjęcia możesz przejść za pomocą strzałek umieszczonych po bokach obrazu.

Podsumowanie

  • Najbardziej rozpowszechnionymi wielocukrami są skrobia i celuloza, o wzorze sumarycznym C6H10O5n.

  • 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 C6H10O5n od 2500 do 10000); 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 C6H10O5n, gdzie n 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
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda.
1
Ćwiczenie 2
R13eZfTyYv23i
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda.
R1V2VVS1j4dRg1
Ćwiczenie 3
Skrobia jest wielocukrem, który składa się z dwóch rodzajów cukrów. Wybierz ich nazwy spośród poniższych. Możliwe odpowiedzi: 1. amyloza, 2. alanina, 3. pektyna, 4. amylopektyna
2
Ćwiczenie 4
Rn335qcDHqlCB
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 5
RrShHG3SQ9d6m
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda.
R1AV4ZruLjd1P2
Ćwiczenie 6
Poniżej podano fragment opisu pewnego wielocukru.
Cukier ten jest białym ciałem stałem. Nie ma smaku ani zapachu. Podczas spalania, wyczuwalny jest charakterystyczny zapach spalonego papieru.
Zaznacz, o jakim cukrze mowa. Możliwe odpowiedzi: 1. Chodzi o skrobię., 2. Chodzi o sacharozę., 3. Chodzi o glukozę., 4. Chodzi o celulozę.
3
Ćwiczenie 7

Poniżej przedstawiono schemat pewnego doświadczenia chemicznego.

R1GDgMNWAyUyq
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na wprowadzeniu roztworu jodu w etanolu do pięciu probówek zawierających kolejno:

1. pokruszone wafle ryżowe;

2. płatki kukurydziane;

3. ziemniaki;

4. jogurt;

5. kartkę papieru.

ROEeA7pxPl2iI
W których probówkach nie zaobserwowano widocznych objawów reakcji? Możliwe odpowiedzi: 1. 1, 4, 5, 2. 1, 2, 3, 3. 1, 2, 4, 5, 4. 4, 5
3
Ćwiczenie 8
R1dz4Ux4f4hv8
Choose the main carbohydrate in roots of plants. Możliwe odpowiedzi: 1. starch, 2. glycogen, 3. cellulose, 4. chitin
Glossary
3
Ćwiczenie 9
R18T1tpOd5i9W
Choose, which is a mixture of amylose and amylopectin. Możliwe odpowiedzi: 1. starch, 2. glycogen, 3. celluose
Glossary

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.

bg‑gray3

Notatnik

RfA9n98vcY0xL
(Uzupełnij).