Lên men 60 gam glucozơ, lượng khí ${\mathrm{CO}}_2$ sinh ra hấp thụ hết vào nước vôi trong thu được 12 gam kết tủa và khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng lên 10 gam so với khối lượng nước vôi trong ban đầu. Hiệu suất phản ứng lên men là

I. Saccarozơ (C12H22O11)

 - Saccarozơ là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loài thực vật, có nhiều nhất trong cây mía, củ cải đường và hoa thốt nốt.

Một số loại thực vật chứa nhiều saccarozơ

- Tùy theo nguồn gốc thực vật, các thương phẩm từ saccarozơ có tên là đường mía, đường củ cải, …

1. Tính chất vật lí

- Saccarozơ là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, có vị ngọt, nóng chảy ở 185oC.

- Saccarozơ tan tốt trong nước, độ tan  tăng nhanh theo nhiệt độ (ở 20oC, 100ml nước hòa tan 211,5 gam saccarozơ; ở 90oC, 100ml nước hòa tan 420 gam saccarozơ).

Đường saccarozơ

2. Cấu tạo phân tử

- Saccarozơ không có phản ứng tráng bạc và không làm mất màu nước brom, chứng tỏ phân tử không có nhóm CHO.

- Khi đun nóng dung dịch saccarozơ với H2SO4 loãng được dung dịch có phản ứng tráng bạc do trong dung dịch thu được sau khi đun có glucozơ và fructozơ.

⇒ Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.

3. Tính chất hóa học

Vì không có nhóm chức anđehit (-CH=O) nên saccarozơ không có tính khử như glucozơ nhưng có tính chất của ancol đa chức. Mặt khác, do được cấu tạo từ 2 gốc monosaccarit nên saccarozơ có phản ứng thủy phân.

a. Phản ứng với Cu(OH)2

Dung dịch saccarozơ hòa tan kết tủa Cu(OH)2 thành dung dịch phức đồng saccarat màu xanh lam:

 2 C12H22O11  + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O

b. Phản ứng thủy phân

Saccarozơ bị thủy phân thành glucozơ và fructozơ khi:

+ Đun nóng với dung dịch axit vô cơ.

+ Có xúc tác enzim trong hệ tiêu hóa của người.

  C12H22O11  +  H2­O  $\stackrel{H^{+}, t^{\circ }}{\to }$   C6H12O6 (glucozơ)   +   C6H12O6 (fructozơ) 

4. Sản xuất và ứng dụng  

a. Sản xuất

Saccarozơ được sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt. Ở nước ta, quy trình sản xuất saccarozơ từ cây mía gồm các công đoạn chính sau:

b. Ứng dụng 

 - Saccarozơ là thực phẩm quan trọng của con người.

- Trong công nghiệp thực phẩm saccarozơ là nguyên liệu để sản xuất bánh kẹo, nước giải khát...

- Trong công nghiệp dược phẩm để pha chế thuốc.

- Ngoài ra, saccarozơ còn là nguyên liệu để thủy phân thành glucozơ và frutozơ dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích.

II. Tinh bột

1. Tính chất vật lý

- Tinh bột là chất rắn, ở dạng bột vô định hình, màu trắng, không tan trong nước lạnh.

- Trong nước nóng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo gọi là hồ tinh bột.

- Tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn …), quả (táo, chuối xanh)…

Lương thực, thực phẩm giàu tinh bột

2. Cấu trúc phân tử

Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích α – glucozơ liên kết với nhau và có công thức là (C6H10O5)n. Các mắt xích α – glucozơ liên kết với nhau thành hai dạng: amilozơ và aminopectin.

- Phân tử amilozơ

+ Các gốc α – glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,4 – glicozit tạo thành mạch dài, không phân nhánh và xoắn lại.

+ Amilozơ có phân tử khối lớn, vào khoảng 200 000.

- Phân tử amilopectin

+ Có cấu trúc mạch phân nhánh, do các đoạn α – glucozơ tạo nên.

+ Mỗi đoạn gồm 20 đến 30 mắt xích liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,4 – glicozit.

+ Các đoạn mạch liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,6 – glicozit.

+ Amilopectin có phân tử khối rất lớn khoảng 1 000 000 – 2 000 000, chính vì vậy amilopectin không tan trong nước cũng như các dung môi thông thường.

- Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp:

6nCO2 + 5nH2O $\stackrel{as}{\to }$  (C6H10O5)n + 6nO2 

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

- Đun nóng tinh bột trong dung dịch axit vô cơ loãng sẽ thu được glucozơ:

          (C6H10O5)n  + nH2O $\stackrel{H^{+}, t^{\circ }}{\to }$ nC6H12O6

- Trong cơ thể người và động vật, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ thành các enzim.

b. Phản ứng màu với iot

- Do cấu tạo mạch ở dạng xoắn, có lỗ rỗng, tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím.

Tác dụng của hồ tinh bột với iot

- Đun nóng thì thấy mất màu, để nguội thì màu xanh tím lại xuất hiện.

4. Ứng dụng

 - Tinh bột là một trong những dinh dưỡng cơ bản của con người và một số động vật.

- Trong công nghiệp tinh bột được dùng để sản xuất bánh kẹo, glucozơ và hồ dán.

- Trong cơ thể người, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non. Phần lớn glucozơ được hấp thụ trực tiếp qua thành ruột vào máu đi nuôi cơ thể; phần còn dư lại được chuyển về gan. Ở gan, glucozơ được tổng hợp lại nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể.

III. Xenlulozơ

1. Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên

- Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước và trong dung môi hữu cơ thông thường như benzen, ete … nhưng tan trong nước svayde (dung dịch thu được khi hòa tan Cu(OH)2 trong NH3).

- Xenlulozơ là thành phần chính tạo ra lớp màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối.

- Xenlulozơ có nhiều trong bông nõn (95 – 98%), đay, gai, tre, nứa (50 – 80 %), gỗ (40 – 50 %)…

Xenlulozơ có nhiều trong bông nõn

2. Cấu trúc phân tử

- Xenlulozơ là polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β – glucozơ  liên kết với nhau thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn, vào khoảng 2 000 000. Nhiều mạch xenlulozơ ghép lại với nhau thành sợi xenlulozơ.

Sợi xenlulozơ

- Khác với tinh bột, xenlulozơ chỉ có cấu tạo mạch không phân nhánh mỗi gốc C6H10O5 ó 3 nhóm OH, nên có thể viết (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n.

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân

- Đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vô cơ đặc sẽ thu được glucozơ:

(C6H10O5)n  + nH2O $\stackrel{H^{+}, t^{\circ }}{\to }$ nC6H12O6

-  Phản ứng  thủy phân xenlulozơ cũng xảy ra nhờ enzim xenlulaza (trong dạ dày trâu, bò…). Cơ thể con người không đồng hóa được xenlulozơ.

b. Phản ứng với axit nitric

- Đun nóng xenlulozơ trong hỗn hợp axit nitric đặc và axit sunfuric đặc thu được xenlulozơ trinitrat:

[C6H7O2(OH)3]n +  3nHN­O3 đặc  $\stackrel{H_{2}S{O}_4, t^{\circ }}{\to }$  [C6H7O2(ONO2)3]n  + 3nH2O    

- Xenlulozơ trinitrat rất dễ cháy và nổ mạnh không sinh ra khói nên được dùng làm thuốc súng không khói.    

4. Ứng dụng

- Những nguyên liệu chứa xenlulozơ (bông, đay, gỗ …) thường được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải, trong xây dựng, làm đồ gỗ …) hoặc chế biến thành giấy.

- Xenlulozơ còn là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng không khói và chế tạo phim ảnh.

Một số ứng dụng của xenlulozơ