Tłuszcze, cukry i białka - chemia w kuchni

1.Tłuszcze

Estry glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych (kwasów tłuszczowych), np. stearynowego, palmitynowego i oleinowego. Zbudowane są z węgla, wodoru i tlenu. Są dla organizmu skoncentrowanym źródłem energii i materiałem zapasowym.

2.Podział tłuszczów ze względu na pochodzenie

Tłuszcze roślinne: olej rzepakowy, słonecznikowy, oliwa z oliwek, a także stałe masło kakaowe. Tłuszcze zwierzęce: masło, smalec, łój oraz ciekły tran z wątroby ryb.

3.Tłuszcze nasycone i nienasycone

W tłuszczach nasyconych przeważają reszty kwasów nasyconych (np. stearynowego); są to zwykle tłuszcze stałe, najczęściej zwierzęce. W tłuszczach nienasyconych przeważają reszty kwasów z wiązaniami podwójnymi (np. oleinowego); są to zwykle oleje roślinne.

4.Właściwości fizyczne tłuszczów

Nie rozpuszczają się w wodzie i są od niej lżejsze, więc olej tworzy warstwę na powierzchni wody. Rozpuszczają się w benzynie i innych rozpuszczalnikach organicznych. Pozostawiają na papierze tłustą, przeświecającą plamę.

5.Wykrywanie tłuszczu

Produkt rozgniata się na bibule lub kartce papieru. Tłuszcz zostawia przeświecającą plamę, która nie znika po wyschnięciu, w odróżnieniu od plamy z wody. Tak można wykryć tłuszcz np. w orzechach, pestkach słonecznika czy chipsach.

6.Odróżnianie tłuszczów nienasyconych

Tłuszcze nienasycone, np. oleje roślinne, odbarwiają wodę bromową (lub roztwór manganianu(VII) potasu), bo brom przyłącza się do wiązań podwójnych w resztach kwasów tłuszczowych. Tłuszcze nasycone, np. łój, nie powodują odbarwienia.

7.Utwardzanie tłuszczów

Przyłączanie wodoru do wiązań podwójnych w ciekłych tłuszczach roślinnych, prowadzone w obecności katalizatora. Olej zamienia się w tłuszcz stały; w ten sposób można otrzymać margarynę.

8.Cukry (węglowodany, sacharydy)

Związki zbudowane z węgla, wodoru i tlenu. Dzielimy je na cukry proste (glukoza, fruktoza), dwucukry (sacharoza) i wielocukry (skrobia, celuloza). Dla organizmu są głównym źródłem energii.

9.Glukoza

$\mathrm{C_6H_{12}O_6}$ - cukier prosty, zwany cukrem gronowym. Biała, krystaliczna substancja o słodkim smaku, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Występuje w owocach i miodzie; jest głównym źródłem energii dla komórek: $\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O}$.

10.Fotosynteza

Proces, w którym rośliny z tlenku węgla(IV) i wody, przy udziale światła i chlorofilu, wytwarzają glukozę i tlen: $\mathrm{6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2}$.

11.Fruktoza

$\mathrm{C_6H_{12}O_6}$ - cukier prosty, zwany cukrem owocowym. Ma taki sam wzór sumaryczny jak glukoza, ale inną budowę cząsteczki. Jest najsłodszym naturalnym cukrem; występuje w owocach i miodzie.

12.Sacharoza

$\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}$ - dwucukier, czyli zwykły cukier spożywczy. Biała, krystaliczna, słodka, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Otrzymuje się ją z buraków cukrowych i trzciny cukrowej. Ogrzewana topi się i brązowieje, tworząc karmel.

13.Reakcja sacharozy z wodą

Ogrzewana z wodą w obecności kwasu sacharoza rozkłada się na dwa cukry proste: $\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6}$ (glukoza + fruktoza). Podobnie rozkładają ją enzymy w przewodzie pokarmowym.

14.Skrobia

$\mathrm{(C_6H_{10}O_5)_n}$ - wielocukier, materiał zapasowy roślin. Biały proszek bez słodkiego smaku, nierozpuszczalny w zimnej wodzie; w gorącej tworzy kleik. Występuje w ziemniakach, zbożach (mąka, kasze, pieczywo), ryżu i makaronie.

15.Wykrywanie skrobi

Do badanego produktu dodaje się kilka kropel roztworu jodu (np. jodyny lub płynu Lugola). Granatowe, czyli ciemnoniebieskie, zabarwienie świadczy o obecności skrobi, np. na przekrojonym ziemniaku albo kromce chleba.

16.Celuloza

$\mathrm{(C_6H_{10}O_5)_n}$ - wielocukier budujący ściany komórkowe roślin. Włóknista, bezsmakowa, nierozpuszczalna w wodzie. Z celulozy składają się bawełna, len, drewno i papier. Człowiek jej nie trawi, ale jako błonnik pokarmowy wspomaga pracę jelit.

17.Skrobia a celuloza

Mają ten sam wzór sumaryczny $\mathrm{(C_6H_{10}O_5)_n}$ i obie są zbudowane z cząsteczek glukozy, ale różnią się budową łańcucha. Skrobia jest materiałem zapasowym i daje granatowe zabarwienie z jodem, a celuloza jest materiałem budulcowym i z jodem się nie barwi.

18.Skład pierwiastkowy cukrów

Podczas ogrzewania cukru w probówce na ściankach pojawiają się krople wody, a w probówce zostaje czarny węgiel. Świadczy to o tym, że cukry zawierają węgiel, wodór i tlen.

19.Białka

Związki zbudowane z wielu aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi. Zawierają węgiel, wodór, tlen, azot i często siarkę. Są głównym materiałem budulcowym organizmu. Bogate w białko są mięso, ryby, jaja, mleko, twaróg i nasiona roślin strączkowych.

20.Aminokwasy

Związki, które w cząsteczce mają dwie grupy funkcyjne: aminową $\mathrm{-NH_2}$ i karboksylową $\mathrm{-COOH}$. Są cegiełkami, z których zbudowane są białka.

21.Glicyna

Najprostszy aminokwas o wzorze $\mathrm{H_2N-CH_2-COOH}$ (kwas aminooctowy). Biała, krystaliczna substancja, dobrze rozpuszczalna w wodzie, o słodkawym smaku.

22.Wiązanie peptydowe

Wiązanie $\mathrm{-CO-NH-}$ łączące aminokwasy. Powstaje między grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego, a przy tym wydziela się cząsteczka wody: $\mathrm{2H_2N-CH_2-COOH \rightarrow H_2N-CH_2-CO-NH-CH_2-COOH + H_2O}$.

23.Denaturacja białka

Nieodwracalna zmiana budowy białka, po której traci ono swoje właściwości biologiczne. Powodują ją: wysoka temperatura, kwasy, zasady, sole metali ciężkich (np. siarczan(VI) miedzi(II)) i alkohol etylowy. Przykład: ścinanie się białka jajka podczas gotowania.

24.Koagulacja białka

Wytrącanie się (ścinanie) białka z roztworu. Gdy powoduje je sól kuchenna (chlorek sodu), proces jest odwracalny: po dodaniu wody osad znika, a białko zachowuje swoje właściwości.

25.Reakcja ksantoproteinowa

Wykrywanie białka za pomocą stężonego kwasu azotowego(V): białko barwi się na żółto. To dlatego skóra poplamiona tym kwasem żółknie.

26.Reakcja biuretowa

Wykrywanie białka za pomocą zasady sodowej i roztworu siarczanu(VI) miedzi(II): w obecności białka roztwór barwi się na fioletowo.

27.Spalanie białka

Podczas spalania lub silnego ogrzewania białka czuć charakterystyczny swąd palonych piór lub włosów. To prosty sposób na rozpoznanie, że tkanina jest z wełny lub jedwabiu naturalnego, a nie z bawełny.