Il glucosionon solo formule

Classe 5^ liceo scientifico tecnologico B “Colombini”

GLUCOSIOE’ Il più comune fra gli zuccheri semplici (monosaccaridi)

Struttura del glucosio in catena rettilinea

Formula di proiezione di Fischer (Nobel 1902) per il glucosio

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Strutture cicliche• Gli zuccheri esistono di norma in forma di strutture ad anello

(studi condotti da Haworth, Nobel 1937)• Il glucosio è rappresentato come un anello esagonale: 5 atomi

di carbonio e uno di ossigeno

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Formula di Haworth del glucosio, in cui gli atomi di carbonio compaiono attraverso la loro numerazione

α-glucosio β-glucosio

L’OH legato al C numero 1 è sotto l’anello

L’OH legato al C numero 1 è sopra l’anello

I due isomeriIl glucosio esiste in due diverse forme di struttura ad anello che si distinguono per la posizione del gruppo OH legato al C numero 1. La distinzione ha conseguenze importanti per la produzione di carboidrati più complessi

SACCAROSIO

La rimozione di una molecola di H2O fra il glucosio e il fruttosio forma una molecola di saccarosio

Nel linguaggio comune la parola zucchero fa riferimento al saccarosio (zucchero da cucina), il disaccaride formato da una molecola di -glucosio e da una molecola di -fruttosio

Esperienza in laboratorio:Riconoscimento zuccheri riducenti

Reagenti:

• Ioduro di potassio 20% m/v (KI);

• Tiosolfato di sodio 0,1N (Na2S2O3);

• Acido solforico 96%concentrato (H2SO4);

Esperienza in laboratorio: Riconoscimento zuccheri riducenti

Procedimento:• Preparazione dei reagenti.

• Preparazione di una soluzione di glucosio (C6H12O6 ) al 5 %; preparazione della salda d’amido al 5 %.

• Unione dei precedenti reagenti con (C6H12O6 al 5 %) + ( Fehling A) + ( Fehling B)+ H2O.

• Bollitura per qualche minuto.

• Aggiunta KI e titolazione con salda d’amido.

Fehling A + Fehling B

Esperienza in laboratorio: Riconoscimento zuccheri riducenti

Reazioni:• Dopo la bollitura la soluzione ha raggiunto un colore rossastro,provocato da : 2 Cu2+ + 4OH- + R-CHO → R-COOH + Cu2O + 2H2O

In particolare durante l’esperimento si può osservare i in condizioni alcaline, la formazione di un precipitato

rossastro di ossido rameoso.

Esperienza in laboratorio: Riconoscimento zuccheri riducenti

Osservazioni:

Il glucosio e gli altri zuccheri in grado di ridurre gli ioni ferrici e rameici sono detti zuccheri riducenti, questa proprietà è importante per l’analisi degli zuccheri ed è alla base chimica della reazione di Fehling, un test qualitativo per individuare la presenza di zuccheri riducenti. Misurando la quantità di agenti ossidanti che viene ridotta da una soluzione di zucchero, diventa possibile individuare anche la concentrazione dello zucchero presente nel campione.

• Il saccarosio nelle regioni tropicali viene ottenuto dalla canna da zucchero e nelle regioni temperate dalla barbabietola da zucchero.

• canna da zucchero La canna da zucchero rappresenta la fonte più antica

Barbabietola da zuccheroClasse: DicotyledonaeOrdine: CentrospermaeFamiglia: Chenopodiaceae Specie: Beta vulgaris L. var. saccharifera L.

Canna da zuccheroClasse: MonocotyledonesOrdine: GlumifloraeFamiglia: Graminaceae (Gramineae o Poaceae) Specie: Saccharum officinarum L.

Origine del saccarosio

•La canna da zucchero e’ variamente descritta come originaria del Pacifico meridionale o del Bengala, probabilmente introdotta da polinesiani, prima del VI a.C.•Nel 510 a. C., i Persiani di DarioI lo diffusero nel Medio Oriente•Nel 325 a.C. Alessandro Magno portò la notizia che nei territori orientali si trovava un "miele che non aveva bisogno di api". •nel VI secolo d.c., gli arabi ne estesero la coltivazione nei loro territori.•Nel periodo VIII-X secolo la canna da zucchero venne importata in Cina, in India e in Egitto

La coltivazione della canna da zuccheronotizie storiche

• XIII: lo zucchero venne introdotto in Europa dai Crociati.•XIII - XVI SECOLO: lo zucchero si diffuse dal Nord Africa alla Spagna, al Brasile, ma rimaneva una merce esotica, molto costosa, usata principalmente come medicina o per mascherare il sapore di altri ingredienti, o come agente legante per farmaci. •XVI - XVIII SECOLO: lo zucchero si diffuse nell’America Centrale; in Europa si introdusse come dolcificante e conservante dei cibi, ciò diede un grande impulso allo sviluppo della pasticceria e il suo consumo si diffuse anche tra le masse.

La coltivazione della canna da zuccheronotizie storiche

Tra il 1640 e il 1750, il consumo dello zucchero triplicò.Nel 1700, in Inghilterra ci fu un consumo medio di zucchero pro capite di circa 1800 grammi l’anno. Nel 1780 il consumo salì a circa 5400 grammi, e nell’ultimo decennio del secolo a circa 7200 grammi (gran parte dello zucchero era consumato nelle bevande divenute da poco tempo popolari: te, caffè,cioccolata e nei dolci). Nel XIX secolo l’Inghilterra consumò 150000 tonnellate di zucchero all’anno.

Fra il 1900 e il 1964 la produzione mondiale di zucchero aumentò del 700 per cento, e molti Paesi sviluppati raggiunsero un consumo annuo pro capite di quasi 50 chilogrammi. Questa cifra è un po’ calata negli ultimi tempi con la diffusione dei dolcificanti artificiali e con la lotta alle diete ipercaloriche. Attualmente il consumo medio annuo pro capite di zucchero è di circa 39 kg negli USA, 32 kg in Europa e di 24 kg in Italia .

La coltivazione della canna da zuccheronotizie storiche

Nel 1575 l'agronomo francese Olivier de Serres osservò che la barbabietola (Beta vulgaris), produce uno sciroppo molto dolce, simile a quello della canna da zucchero. Tale osservazione non ebbe conseguenze pratiche fino a quando, nel 1747, il chimico tedesco Andreas Marggraf riuscì a cristallizzare lo zucchero estratto dalle radici di bietole e il suo allievo Franz Carl Achard ad elaborare la tecnica di estrazione e ad aprire, nel 1802 a Cunern (nell’odierna Polonia) il primo zuccherificio della storia.

Andreas Marggraf(1709 – 1782)

Franz Carl Achard (1753-1821)

Scoperta dello zucchero nella barbabietola

La produzione dello zucchero richiedeva molta manodopera che veniva ottenuta col lavoro degli schiavi deportati dall’Africa nei possedimenti europei in Brasile, in Messico, nelle Isole Caraibiche e nelle Indie Occidentali. Nel seicento la domanda di zucchero in rapida espansione, e lo sviluppo di un nuovo liquore, il rum, ottenuto dalla raffinazione dei prodotti secondari dell’estrazione dello zucchero dalla canna, provocarono un grande incremento della tratta degli schiavi .Alcuni storici calcolano che, nel corso di tre secoli e mezzo, più di 50 milioni di africani siano stati trasportati in America.Lo zucchero e i prodotti dello zucchero furono la fonte dell’enorme aumento di capitale e della rapida espansione economica necessaria per alimentare la Rivoluzione industriale inglese, e in seguito anche quella francese, della fine del Settecento e inizio dell’Ottocento

Notizie storiche

Sintesi del saccarosioLo zucchero biancoSi ricava dalla Beta vulgaris var. saccarifera mediante complessi passaggi industriali che, utilizzando diversi reagenti chimici, permettono di separare e concentrare le sostanze zuccherine presenti nell’estratto della radice. A causa delle intensive lavorazioni cui è sottoposto, lo zucchero bianco è privo degli elementi nutritivi come vitamine, enzimi e sali minerali originariamente presenti nella radice della barbabietola. I maggiori produttori sono l'Europa gli Stati Uniti d'America e la Russia Lo zucchero di cannaSi ricava dal fusto della canna matura che produce un succo che deve essere asciugato e concentrato mediante l’utilizzo del calore.Esistono due tipi principali di zucchero di canna, le cui differenze si ritrovano nelle modalità di asciugatura dell’estratto vegetale e di raffinatura della miscela: lo zucchero grezzo e quello integrale. Il primo, più diffuso, è, come lo zucchero bianco, privo di minerali e di vitamine. I maggiori produttori sono il Brasile, l'India,la Cina, il Messico, l'Australia, la Thailandia.

Il saccarosio è usato •nell'industria alimentare per la preparazione di vari prodotti: frutta candita, liquori, dolci e vari tipi di alimenti.•nell'industria chimica e farmaceutica per la preparazione di soluzioni per bocca o per iniezioni, contro l'acetonemia dei bambini e nella terapia degli stati di ipoglicemia.

•I sottoprodotti della lavorazione dello zucchero vengono utilizzati prevalentemente nell'industria della carta, dell’edilizia, dei fertilizzanti e dell’alimentazione animale..

Usi e vantaggi del saccarosio e del glucosio

Funzioni biologiche del glucosio

• Il cervello di un mammifero usa prevalentemente come sorgente di energia il glucosio proveniente dalla digestione del saccarosio

• Le cellule cerebrali dipendono da un rifornimento costante di glucosio attraverso la corrente sanguigna

• La glicemia a digiuno varia tra 80-100 mg/dl• Al di sotto di 65 mg/dl cala la capacità mentale • Al di sotto di 54 mg/dl si attivano dei meccanismi ormonali di difesa (

adrenalina e glucagone). • Al di sotto di 20 mg/dl, può verificarsi il coma.• L’ eccesso di zuccheri, non immediatamente utilizzati come fonte di

energia, provoca la conversione del glucosio in glicogeno e in grassi.

“Da numerosi studi siamo portati a concludere che gli uomini che ingeriscono molto zucchero corrono rischi di gran lunga maggiori di ammalarsi di cuore, in un’età variante fra i 45 e i 65 anni, rispetto a quelli che ne ingeriscono quantità inferiori. L’incidenza di malattie coronariche, inclusa l’angina pectoris, va di pari passo con l’aumentato consumo di zucchero…Il metabolismo del saccarosio (zucchero) produce al primo stadio uguali quantità di glucosio e di fruttosio. Il glucosio entra direttamente nei processi metabolici che forniscono l’energia alle cellule del corpo, il metabolismo del fruttosio invece procede in parte per una direzione diversa, che prevede la produzione di acetato, precursore del colesterolo che sintetizziamo nelle cellule del fegato. In uno studio clinico della massima serietà, è stato dimostrato che l’ingestione del saccarosio porta a un aumento della concentrazione di colesterolo nel sangue”

Da: «Come vivere più a lungo e sentirsi meglio», di Linus Pauling (1901 - 1994) vincitore di due premi Nobel, per la chimica nel 1954 e per la pace nel 1962

Problemi legati allo zucchero

Considerazioni conclusive

L’apprezzamento del sapore dolce dello zucchero plasmò la storia umana: • Furono i grandi profitti assicurati dal mercato dello zucchero a incentivare

lo schiavismo e il trasporto di schiavi africani nel Nuovo Mondo. • Anche dopo l’abolizione della schiavitù, il desiderio di zucchero continuò a

influire sugli spostamenti di esseri umani in tutto il mondo. Alla fine dell’Ottocento un gran numero di lavoranti provenienti dall’ lndia si recò nelle isole Figi per lavorare nelle piantagioni di canna da zucchero. La composizione etnica di questo gruppo di isole del Pacifico cambiò di conseguenza in modo così radicale che i melanesiani nativi persero la maggioranza numerica provocando una legislazione volta a tutelare gli indigeni rispetto alla popolazione indiana molto più versata nel commercio e più attiva. Attualmente infatti, gli indiani non possono acquistare la terra, ma solo l’usufrutto per un certo numero di anni.

• Il gruppo etnico maggioritario nelle Hawaii discende dai lavoratori immigrati dal Giappone per la coltivazione della canna da zucchero

Considerazioni conclusive

Lo zucchero continua a plasmare la società umana: • Esso è un’importante risorsa commerciale, un aumento del suo

prezzo propaga i suoi effetti come una successione di onde in tutta l’industria alimentare.

• Il consumo di dolci di vario genere è associato alle maggiori feste e celebrazioni in culture di tutto il mondo.

• Gli alti livelli di consumo si riflettono anche in problemi di salute come l’obesità, il diabete, la carie. Secondo gli esperti della Società italiana di diabetologia (Sid), il limite consentito è di circa 50 grammi al giorno per gli uomini, 40 per le donne e ancor meno per i bambini. Superarlo mette a rischio, soprattutto a lungo termine, la salute.

Fonti

Bibliografia• P. Le Couteur, j. Burreson “I bottoni di Napoleone”• Fernand Braudel “Capitalismo e civiltà materiale”• Corriere della Salute (14 settembre 2011)• Ricciotti “Biochimica di base”

Sitografia• Wikipedia• http://www.infofarma.it• http://www.galenotech.org• http://www.sapere.it• http://salute24.ilsole24ore.com