340 likes | 892 Views
SÜSIVESIKUD. Kaie Pappel, PhD 2013. Süsivesikud ehk sahhariidid „Sakkharon“( kr k ) - suhkur Tähtsus: o lulised energiaallikad m aitsekujundajad m oodustavad geele ja kliistreid s tabiliseerivad struktuuri e elühenditeks aroomainetele k ujundavad toidu värvust.
E N D
SÜSIVESIKUD Kaie Pappel, PhD 2013
Süsivesikud ehk sahhariidid • „Sakkharon“(kr k ) - suhkur • Tähtsus: • olulised energiaallikad • maitsekujundajad • moodustavad geele ja kliistreid • stabiliseerivad struktuuri • eelühenditeks aroomainetele • kujundavad toidu värvust
Süsivesikute struktuur Üld (empiiriline) valem (CH2O)n Ehitus: aldoosid (glükoos) ketoosid (fruktoos)
MONOSAHHARIIDID e monoosid lihtsuhkrud; C aatomeid molekulis 3...7 nt riboos,glükoos,fruktoos OLIGOSAHHARIIDID (oligo, kr – vähe) SÜSIVESIKUDliitsuhkrud, koosnevad 2...10 kovalentselt seotud monosahhariidi molekuli jäägist nt sahharoos, glükoos POLÜSAHHARIIDID e polüoosid sisaldavad sadu ...tuhandeid kovalentselt seotud monosahhariidi molekuli jääke nt tärklis, tselluloos, pektiin
Monosahhariidid • esinevad vabalt ja/või polüsahhariidide koostises • Pentoosid: enamasti polüsahhariidide koostises • arabinoos –limades, gummides,pentosaanides • ksüloos e puidusuhkur - taime puitunud osades, • limades, gummides • riboos – ribonukleiinhapete koostises • Heksoosid: • glükoos e viinamarjasuhkur • (vabalt ja polüsahhariidides) • fruktoos e puuviljasuhkur • (vabalt ja polüsahhariidides) • galaktoos - liitsüsivesikute koostises (nt laktoos) • mannoos – taimedes polüsahhariidide koostises
Monosahhariidide omadused • Magusad, magusus erinev • Fruktoos – 1,2...1,7 • Glükoos – 0,69...0,7 • Galaktoos – 0,6...0,65 • Lahustuvad vees hästi, hügroskoopsed • hügroskoobsus sõltub: • suhkru struktuurist, puhtusastmest; • isomeeride juuresolekust • Esinevad steroisomeeridena (D- ja L-isomeerid) • enamus aldoheksoose on D-isomeerid
Näide: D-glükoos L-glükoos
Fruktoosi vormid a-fruktoos b-fruktoos
Keemilised omadused • 1. Karbonüülrühma reaktsioonid • oksüdatsioon hapeteks • nt glükoos – • glükoonhape, glükaarhape e suhkurhape • glükuroonhape; • galaktoos - • galaktaarhape e limahape • reduktsioon e taandamine alkoholiks • nt glükoos – sorbitool , • mannoos – mannitool, • ksüloos - ksülitool
COOH (HCOH)n COOH ALDAARHAPE COOH (HCOH)n CH2OH ALDOONHAPE nõrk oksüdeerija tugev oksüdeerija HCO (HCOH)n CH2OH MONO-SAHHARIID redutseerija oksüdeerija CH2OH (HCOH)n CH2OH SAHHARIID ALKOHOL HCO (HCOH)n COOH UROONHAPE
2. Glükosiidide teke • nt sahharoos, tärklis jm • 3. Maillard`i reaktsioonid - reaktsioonid vaba • aminorühma sisaldavate ühenditega, • mille puhul: • tekib pruune pigmentühendeid; • lenduvad ühendid, maitseühendid; • esineb aminohapete kadu; • võimalik mutageensete ühendite teke • võib tekkida valkude ristseostumist • põhjustavaid ühendeid
4. Suhkrute karamelliseerumine • toimub sulamistäpist kõrgemal temperatuuril • tekivad erineva värvusintensiivsusega ühendid – • karamellaan (beež), karamelleen (pruun), • karamelliin (tumedam pruun) • 5. Ei lagune lahjendatud hapete kuumades lahustes, • kontsentreeritud hapete toimel dehüdratatsioon, • pentoosist tekib furfurool, • heksoosist - hüdroksümetüülfurfurool
Oligosahhariidid • Koosnevad vähesest arvust omavahel glükosiidsidemetega ühendatud monosahhariidi molekuli jääkidest. Nimi lõppeb sufiksiga "-oos“ • Vastavalt monosahhariidsete ühikute arvule jaotatakse di-, tri-, tetrasahhariidideks jne. Enamlevinud on disahhariidid. • Jaotatakse redutseerivateks ja mitteredutseerivateks sõltuvalt vaba hemiatsetaalrühma (hemiketaalrühma) olemasolust
Disahhariidid Mitteredutseeriv disahhariid : Sahharoos Redutseeriv disahhariid: Laktoos
Omadused • sõltuvad monomeersest koostisest, • vaba redutseeruva rühma olemasolust, • hüdrolüüsuvad hapete ja ensüümide toimel • SAHHAROOS GLÜKOOS + FRUKTOOS • LAKTOOS GALAKTOOS + GLÜKOOS • karamellistuvad • melanoidiinsete ühendite teke • hea lahustuvus ja veesidumisvõime. • magusa maitsega • Maitse intensiivsus väheneb koos disahhariidi • ahela pikkuse kasvuga
Polüsahhariidid • Polüsahhariidid on: • struktuuri moodustavad tugiained • nt taimedes –tselluloos, hemitselluloos, pektiin • loomadel - kitiin, mukopolüsahhariidid • varuained • nt taimedes – tärklis, dekstriinid, inuliin • loomadel – glükogeen • vettsiduvad ained • nt agar, pektiin, alginaadid • mükopolüsahhariidid
Polüsahhariidid Homopolüsahhariidid Heteropolüsahhariidid Koosnevad ühe Koosnevad erinevate monosahhariidi molekuli monosahhariidide ja/või nende jääkidest derivaatide molekulide jääkidest lineaarsed hargnenud lineaarsedhargnenud tselluloos, glükogeen, pektiin, ksantaan jt amüloos amülopektiin kitiin
Polüsahhariidid erinevad üksteisest: • monomeersete ühikute arvult, st polümeeri ahela pikkuse (seega molekulmassi) poolest • monomeeri jääke ühendavate sidemete orientatsioonilt • (α- / β-) • hargnemise ulatuslikkuselt • molekuli kujult - niitjad (fibrillaarsed), kerakujulised (globulaarsed), spiraliseerunud (helikaalsed) • veesidumis- ja pundumisvõime poolest • lahustuvuse, redutseerimisvõime ja magususe poolest - kõik need vähenevad molekulmassi suurenemisel
TÄRKLIS - α-D-glükosaan • taimne reservpolüsahhariid; • leidub graanulitena mugulate, seemnete, juurikate rakkudes, • sisaldab kahte tüüpi glükoosi polümeere, • amüloosi (20..30%) ja amülopektiini (70...80%). • GLÜKOGEEN - α-D-glükosaan • loomsetes rakkudes (maks ja lihaskude) graanulitena esinev reservpolüsahhariid (nn loomne tärklis), • hargnenud struktuuriga molekulid sarnanevad tärklise amülopektiini fraktsiooniga. • TSELLULOOS - β-D-glükosaan • taimede rakuseintes sisalduv struktuurne, vees lahustumatu polüsahhariid.
AMÜLOOS • 600...2000 D-glükoosimolekulijäägist koosnev lineaarne, • hüdrofiilnepolümeer, • teatud tingimustel võib omandada spiraalse vormi. α(1- 4) glükosiidside
Amülopektiin Hargnenud struktuuriga, 6000...40000 D-glükoosi molekuli jääki sisaldav, soojas vees punduv polümeer.
AMÜLOOS AMÜLOPEKTIIN
Amüloos: • lahustub vees • hea geelimoodustamisvõime • iseloomulik retrogradatsioon (osaline välja kristallumine) • Amülopektiin: • vees kuumutamisel moodustab • kõrge viskoossusega lahuse • lahus on liimjalt veniv, kleepuv • erinevalt amüloosist retrogradatsiooni ei toimu • kasutatakse paksendajana või stabiliseerijana
TÄRKLIS • Tärklise terad on amüloplastidest moodustised • (2-150 µm), tera ~10-3 mm • 1g tärklist sisaldab miljardeid tärkliseteri • ~70% tera massist on amorfne, 30% kristalliline • amorfses osas enamus amüloos, kristallilises ülekaalus amülopektiin • seob hästi vett, viskoossuskasvab • vesilahuse soojendamisel tekib kliister • (vesi tungib terasse, tera pundub kliister • tärklisegeelid retrogradueeruvad s.o vananevad, tärklis osaliselt tagasi mikrokristallilisse olekusse.
Kartuli keetmisel toimuvad tärklise füüsikalises olekus muutused toores keedetud poolkeedetud poolkristalne geel kristalne
Tärklise kliisterdumine • väike tera kliisterdub kergemini • sõltub pH-st (hape takistab) • mõjutavad soola ja metalliioonid ( tkliist.< ) • suhkrulisand tõstab tkliist. • kliistri viskoosus on erinev • kartulitärklis – hea viskoossusega, kuid vananeb kiirelt • teravilja – väiksema viskoossusega, kõveneb kiiremini, • vastupidavam hüdrolüüsile • amüloosirikkamadtärklised – selgemad geelid, • amülopektiinirikkamad - hägusemad • spetsiaalne töötlus muudab omadusi • nt tärklis lahustub ka külmas vees
kartulitärklis teraviljatärklis vahamais amülomais
Modifitseeritud tärklised • Mehaaniliselt töödeldud: • (nt peenestamine, kõrge rõhk) • paraneb dispergeeritavus, pundumine külmas vee • alaneb tkliist. 50...100 C võrra • tõuseb ensüümatakeeritavus • Osaline hüdrolüüs happe toimel: • väheneb viskoossus, lahustuvus külmas vees • retrogradatatsioon piiratum • (kasutus -. kattekihina, paksendajana) • Ristseotud: • stabiilsuse kasv, • alaneb tkliistr, väheneb pundumisvõime
Tärklise estrid: • paraneb pundumisvõime , lahustuvus • alaneb geelistumistemperatuur • suurenebkülmutamise-sulatamise stabiilsus • suureneb kõrge viskoossusega lahuste selgus • Dekstriniseerimine • lahused erineva viskoossusega • (kasutus – magusained, rasvaasendajad jm) • Dekstriinid on tärklise polümeerse ahelalõhustamisel • saadud erineva molekulmassiga ühendid • Tekivad tärklise osalisel hüdrolüüsil ensüümide või • hapete toimel
Pektiin • saadakse tsitrusviljade koorest, õunamahla pressimisjääkidest • on rakuvaheline sideaine taimsetes rakkudes • määrab aedvilja pehmenemise termilisel töötlemisel • ehituselt polüsahhariid, koosneb (65% ulatuses) galakturoonhappe jääkidest, mis osaliselt C 6 juures esterdatud metüülrühmaga (CH3 - ) + teisi sahhariide • stabiilseim pH 3... 4 juures • standardgeel – • pektiin -1%, sahharoos - 58...75%, pH 2,8 ...3,5 • madalama esterdusastme ja/või suhkrusisalduse puhul vaja Ca2+ioonide juuresolek