Tại sao gọi là phản ứng nghịch đảo đường

Bởi Thích Nhật Từ

Giới thiệu về cuốn sách này

Page 2

Bởi Thích Nhật Từ

Giới thiệu về cuốn sách này

Bởi Stephen R. Covey, Breck England

Giới thiệu về cuốn sách này

Invert sugar là một chất làm ngọt được sử dụng trong các món ăn và đồ uống khác nhau, nhờ khả năng giữ ẩm và giữ kết cấu mịn. Mặc dù đường nghịch đảo có thể có một cái tên hào nhoáng hơn, nhưng về mặt dinh dưỡng, nó cũng giống như đường ăn hoặc các chất làm ngọt bổ sung khác. Youllll muốn giới hạn tổng lượng đường bổ sung trong chế độ ăn uống của bạn, bao gồm cả đường nghịch đảo, vì những chất ngọt này cung cấp lượng calo dư thừa mà không có chất dinh dưỡng có lợi.

Đường nghịch đảo là gì?

Đường nghịch đảo được sử dụng như một chất làm ngọt trong thực phẩm, giống như đường ăn, xi-rô cây thích hoặc xi-rô ngô hàm lượng cao fructose. Nó thực sự có nguồn gốc từ đường, được biết đến với tên khoa học là sucrose.

Sucrose là một disacarit, được tạo thành từ hai phân tử đường riêng lẻ khác nhau được gắn với nhau - trong trường hợp này là glucose và fructose.

Đường nghịch đảo được tạo ra bằng cách phá vỡ liên kết giữa glucose và fructose, dẫn đến dung dịch một nửa glucose tự do và một nửa fructose tự do. Những liên kết đó bị phá vỡ thông qua quá trình thủy phân - một phản ứng hóa học sử dụng nước cùng với nhiệt, enzyme hoặc axit.

Đối với một cái nhìn đơn giản, bạn có thể tưởng tượng sự khác biệt giữa hai như thế này:

• Sucrose = Glucose Thẻ Fructose [gắn liền với nhau]
• Đảo ngược đường = Glucose miễn phí + Fructose miễn phí [tách rời]

Tên đảo đường xuất phát từ cách ánh sáng phân cực được phản xạ thông qua đường. Khi ánh sáng phân cực chiếu vào sucrose, ánh sáng bị phản xạ ở một góc nhất định. Khi nó chiếu vào đường nghịch đảo, ánh sáng được quay theo hướng ngược lại.

Nguồn đường nghịch đảo

Mặc dù đường nghịch đảo có thể được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, nhưng bạn thường tìm thấy nó trong các loại sản phẩm sau:

• Kem
• Xi-rô [cho đồ uống, cà phê, vv]
• Kẹo
• Hàng nướng
• Nước ngọt [và đồ uống có đường khác]
• Đồ uống trái cây không phải là nước ép trái cây 100%
• Ngũ cốc
• Sữa chua
• Thanh granola

Tất nhiên, đường bổ sung được biết là ẩn nấp ở những nơi không nghi ngờ, vì vậy đọc nhãn thành phần là cách chắc chắn duy nhất để khám phá nếu một thực phẩm có đường đảo ngược.

Tên gọi khác của đường nghịch đảo

Thông thường bạn sẽ thấy đường đảo ngược đường được liệt kê như trong phần thành phần của nhãn thực phẩm.Nhưng cũng có thêm nguồn đường nghịch đảo trên thị trường - cả tự nhiên và nhân tạo. Bao gồm các:

• Xi-rô đường đảo ngược - Đây là một loại xi-rô lỏng được làm từ đường mía nghịch mà sử dụng trong làm bánh thương mại. Nó cũng có sẵn cho người tiêu dùng để mua như một chất làm ngọt dạng lỏng cho các mặt hàng như cà phê. Nói chung, bạn có thể tìm thấy hai loại xi-rô đường đảo ngược: 50 phần trăm hoặc 100 phần trăm. Một xi-rô đường đảo ngược 50 phần trăm vẫn giữ lại một nửa hàm lượng đường là sucrose, nhưng một nửa lượng đường đã được chuyển thành glucose và fructose. Một xi-rô đường đảo ngược 100 phần trăm có tất cả đường của nó đảo ngược với glucose và fructose.
• Mật ong nhân tạo - Về mặt kỹ thuật giống như xi-rô đường đảo ngược, sản phẩm đôi khi được đặt biệt danh là mật ong nhân tạo nhờ hương vị giống như mật ong.
• Xi-rô đơn giản - Xi-rô đơn giản được giữ tại các thanh thường là hỗn hợp đun nóng của đường và nước, tạo ra mức độ đường nghịch đảo khác nhau. Sử dụng những thứ này trong các loại cocktail của bạn có thể dẫn đến đồ uống có nhiều đường / carbohydrate bổ sung.
• Đảo xi-rô cây thích - Tất cả xi-rô cây thích có một lượng nhỏ đường nghịch đảo, nhưng loại này được sửa lại để tạo ra mức cao hơn. Nó thường được sử dụng trong kẹo phong, kẹo mút, phủ sương và các loại bánh kẹo khác.

• Mật ong - Honeybees sản xuất một loại enzyme gọi là invertase, cho phép chúng tự nhiên phân hủy phần lớn sucrose thành dạng đường nghịch đảo của glucose và fructose.

Lợi ích của đường nghịch đảo trong sản xuất thực phẩm

Ở nhiệt độ phòng, đường nghịch đảo hòa tan trong nước hơn so với đường. Bao giờ thêm một thìa đường vào cà phê đá của bạn và tìm thấy nó chất đống ở dưới cùng của cốc? Rằng vì đường không hòa tan rất tốt trong chất lỏng lạnh.

Ngược lại, đường, vẫn hòa tan tốt trong các điều kiện này. Đó là lý do tại sao bạn phát hiện ra nó trong chất ngọt và xi-rô cho các sản phẩm đồ uống lạnh.

Các lợi ích khác cho các nhà sản xuất thực phẩm bao gồm:

• Hương vị tốt hơn thông qua tăng độ ngọt
• Giảm độ nhớt so với chất ngọt dạng lỏng không đường
• Kết cấu sản phẩm mềm hơn, mịn hơn [liên quan đến ít kết tinh đường]
• Sản phẩm có thể chống lại sự hư hỏng của vi sinh vật hơn so với một số chất làm ngọt khác

Thành phần dinh dưỡng đường

Mặc dù đường nghịch đảo có thể hữu ích trong nhà bếp gia đình và thương mại, nhưng bạn sẽ phải thận trọng với lượng bạn sử dụng, giống như bạn muốn hạn chế lượng đường bạn tiêu thụ. Sucrose và đường nghịch đảo có một số tính chất hóa học và cấu trúc khác nhau nhưng chúng giống nhau về mặt dinh dưỡng.

Để cung cấp cho bạn quan điểm, một muỗng cà phê sucrose chứa 16 calo và 4 gram đường. Nếu bạn so sánh điều này với các nhãn hiệu đường nghịch đảo khác nhau, bạn sẽ thấy những con số tương tự. Dưới đây là một vài ví dụ về các thương hiệu phổ biến trên thị trường:

• Đường trong xi-rô mía lỏng - 20 calo và 5 gram đường mỗi muỗng cà phê
• Kelly ít Delight ban đầu đường lỏng - 12 calo và 4 gram đường mỗi muỗng cà phê
• Đường nghịch chuyển chất lỏng CK - 15 calo và 4 gram đường mỗi muỗng cà phê
• Florida Crystal Liquid hữu cơ đường mía - 17,5 calo và 4,5 gram đường mỗi muỗng cà phê

Sự khác biệt nhỏ trong mỗi nhãn hiệu hàm lượng calo và đường của thương hiệu phụ thuộc vào nồng độ của xi-rô.

Hạn chế thêm đường

Cho dù bạn ăn một thanh granola làm từ đường nghịch đảo hay một loại được làm bằng sucrose [hoặc bất kỳ chất làm ngọt nào khác], thì nó vẫn được bổ sung tất cả các loại đường nên được hạn chế. Bất kỳ loại đường nào được bổ sung có thể khiến bạn có nguy cơ mắc các vấn đề sức khỏe trong tương lai như tăng cân, tiểu đường hoặc bệnh tim mạch.

Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ khuyến cáo rằng hầu hết đàn ông giới hạn lượng đường bổ sung của họ không quá 36 gram mỗi ngày. Khi phụ nữ tiêu thụ ít calo tổng thể, họ nên hạn chế lượng đường bổ sung ở mức 25 gram mỗi ngày. Điều quan trọng nữa là các bậc cha mẹ giữ cho con cái họ tiêu thụ lượng đường bổ sung ở mức tốt cho sức khỏe.

Dưới đây là một số ý tưởng để bắt đầu giảm lượng đường bổ sung [và của gia đình bạn]:

• Hạn chế đồ ngọt và món tráng miệng.
• Trao đổi đồ uống có đường với nước, nước lọc hoặc trà không đường.
• Hãy chú ý đến nhãn thực phẩm trên các sản phẩm bạn ăn hoặc uống. Với các quy định mới của FDA đối với nhãn thực phẩm, bạn sẽ sớm bắt đầu thấy đường được thêm vào địa chỉ cụ thể trên nhãn thành phần dinh dưỡng [nếu bạn đã định phạm].
• Kiểm tra danh sách thành phần để xem nếu bạn phát hiện ra đường nghịch đảo hoặc bất kỳ loại chất ngọt nào khác.

Một từ từ DipHealth

Mặc dù vậy, bạn không nên hạn chế chế độ ăn kiêng. Bạn có thể kết hợp một lượng nhỏ đường nghịch đảo hoặc các chất làm ngọt khác vào kế hoạch bữa ăn của mình, miễn là bạn không ăn chúng thường xuyên và bạn tuân thủ các giới hạn được khuyến nghị. Đó là miếng bánh sinh nhật không thường xuyên hoặc bánh mocha đá hàng tháng sẽ không gây ra vấn đề gì cho sức khỏe, với điều kiện họ chỉ là những món ăn thỉnh thoảng mà đối xử.

Tuy nhiên, để có sức khỏe tối ưu, hãy cố gắng thực hiện chế độ ăn uống hàng ngày với lượng đường bổ sung thấp [bao gồm cả đường đảo ngược].

Giáo trình thực tập hóa lý NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007. Tr 38 – 41. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. Bài số 8. Xác định hằng số tốc độ của phản ứng bậc một, phản ứng nghịch đảo PGS. TS. Vũ Ngọc Ban Bài số 8 XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG BẬC MỘT, PHẢN ỨNG GHỊCH ĐẢO ĐƯỜNG Mục đích Xác định hằng số tốc độ của phản ứng thủy phân saccarozơ [phản ứng nghịch đảo đường]. Lí thuyết Phản ứng thủy phân saccarozơ xảy ra theo phương trình: C12H22O11 + H2O [ ]⎯⎯→⎯+H C6H12O6 + C6H12O6 [1] saccarozơ glucozơ fructozơ Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ saccarozơ, nước và ion H+ dùng làm chất xúc tác. Nhưng lượng nước dùng thực tế rất lớn nên coi như không đổi, còn nồng độ ion H+ giữ nguyên trong suốt thời gian phản ứng, vì vậy phản ứng có thể xem là bậc một và tốc độ của phản ứng được xác định theo phương trình: dCkCdt−= [2] Lấy tích phân [2] thu được hằng số tốc độ của phản ứng: k = ooxCCC1 ln t − [3] ở đây: Co là nồng độ đường ban đầu Cx là nồng độ đường đã tham gia phản ứng trong thời gian t C = Co − Cx là nồng độ đường ở thời điểm t. Hằng số tốc độ k có thể xác định dựa vào tính chất hoạt động quang học của đường. Đường saccarozơ và các sản phẩm thủy phân của nó đều chứa các nguyên tử cacbon bất đối xứng, vì vậy chúng là những chất quang hoạt. Nếu chiếu qua dung dịch đường một chùm ánh sáng phân cực [là ánh sáng chỉ dao động theo một mặt phẳng] thì đường sẽ làm cho mặt phẳng này lệch đi một góc gọi là góc quay mặt phẳng phân cực α. Độ lớn của góc quay α phụ thuộc vào bản chất của chất quang hoạt, nồng độ và bề dày của lớp dung dịch mà ánh sáng phân cực đi qua, phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng và vào nhiệt độ. Để đánh giá mức độ quang hoạt của các chất khác nhau người ta đưa ra khái niệm độ quay riêng [α]: đó là góc quay khi có một chùm ánh sáng phân cực có bước sóng xác định [thường là bước sóng vạch quang phổ vàng của hơi natri 5896 Å] đi qua lớp dung dịch dày 10 cm, chứa 1 gam chất trong 1 ml dung dịch ở 20oC. Biết được giá trị [α], nồng độ C và chiều dày của lớp dung dịch l có thể xác định góc quay theo công thức α = [α] C l. ngược lại có thể theo công thức đó xác định nồng độ dung dịch dựa vào góc quay. Đường saccarozơ, glucozơ và fructozơ có góc quay tương ứng bằng: + 66,55o, + 52,56o và − 91,90o. Như vậy, saccarozơ quay mặt phẳng phân cực về phía phải còn hỗn hợp sản phẩm phản ứng quay mặt phẳng phân cực về phía trái. Trong quá trình phản ứng góc quay cứ giảm dần, chuyển qua giá trị “0” và đạt giá trị âm, có nghĩa là sự quay phải mặt phẳng phân cực được chuyển thành sự quay trái. Vì lẽ đó mà phản ứng [1] còn được gọi là phản ứng nghịch đảo đường. Hằng số tốc độ của phản ứng nghịch đảo đường thường được xác định dựa vào sự thay đổi góc quay trong quá trình phản ứng. Nếu gọi: αo là góc quay lúc bắt đầu phản ứng. α∞ là góc quay lúc đường saccarozơ chuyển hoá hoàn toàn. αt là góc quay ở thời điểm t. thì αo − α∞ là biến thiên góc quay từ lúc bắt đầu tới lúc kết thúc phản ứng, tỉ lệ với nồng độ ban đầu của đường [Co]. αt − α∞ là biến thiên góc quay từ thời điểm t tới lúc kết thúc phản ứng, tỉ lệ với nồng độ còn lại của đường ở thời điểm t: [Co − Cx]. Thay những trị số này vào phương trình [3] thu được: k = t2,303 lg ot∞∞α −αα −α [4] Các góc quay α được đo nhờ một dụng cụ gọi là phân cực kế [hay đường kế], sơ đồ cấu tạo của nó được chỉ ra trên hình 1. Hình 1 Sơ đồ máy phân cực kế Phần cơ bản của phân cực kế là nguồn sáng 1, kính lọc ánh sáng 2 [chỉ cho ánh sáng vàng đi qua], lăng kính phân cực 3, ống phân cực kế 4 và lăng kính phân tích 5. Khi ánh sáng đi qua lăng kính phân cực thì những tia có mặt phẳng dao động trùng với mặt cắt chính của tinh thể lăng kính phân cực có thể đi qua, đó là những tia phân cực. Nếu mặt cắt chính của lăng kính phân cực và lăng kính phân tích được đặt song song thì các tia phân cực cũng sẽ qua lăng kính phân tích và ở thị kính 6 sẽ thấy ánh sáng phân bố đều [hình 2b]. Khi quay lăng kính phân tích [còn lăng kính phân cực bất động] thì độ sáng trên thị kính sẽ thay đổi. Có thể đạt ví trí ở phần giữa của mặt thị kính tối còn hai bên sáng [hình 2a] hoặc ở phần giữa thì sáng còn hai bên tối [hình 2c]. Vị trí trung gian giữa hai vị trí trên có ánh sáng phân bố đều [hình 2b] là điểm “0” của máy phân cực kế. Nếu sau khi đạt được điểm “0’ mà ta cho dung dịch chất hoạt quang vào ống phân cực kế 4 thì ở thị kính sẽ thấy những vùng tối sáng khác nhau. Để phục hồi vị trí “0’ ta phải quay lăng kính phân tích đi một góc có giá trị bằng góc quay mặt phẳng phân cực của chất nghiên cứu. Một bộ phận đo góc gắn liền với lăng kính phân tích cho phép ta đọc góc quay đó. Phần “độ” của góc quay được đọc theo thang lớn [chia từ 0o ÷ 180o] còn phần lẻ của độ, đọc theo thang nhỏ [chia từ 0 ÷ 10] và lấy theo vạch nào trùng với vạch của thang chia lớn [hình 3]. Hình 2 Cách chỉnh phân cực kế Hình 3 Cách ghi giá trị góc quay Ở đây α = 22,10o. Tiến hành thí nghiệm − Vì phản ứng tiến hành trong điều kiện đẳng nhiệt nên trước hết cần điều chỉnh máy điều nhiệt ở nhiệt độ nghiên cứu [30oC]. Trong thực tế, có thể tiến hành ở điều kiện nhiệt độ bằng nhiệt độ phòng. Khi đó nhiệt độ phòng được xác định bằng cách đo nhiệt độ dung dịch phản ứng bằng nhiệt kế thuỷ ngân, sai số 0,2 ± 0,5oC. − Pha dung dịch đường bằng cách cân 10 gam đường saccarozơ [cân kĩ thuật] rồi cho vào bình định mức 50 ml và thêm nước cất tới vạch. Nếu dung dịch đục thì phải tiến hành lọc. Chuyển dung dịch vào một bình nón cỡ 100 ml có nút đậy. Cho vào một bình nón khác đúng 40 ml dung dịch HCl 1N. Ngâm cả hai bình vào máy điều nhiệt ở 30oC [nếu làm ở nhiệt độ phòng thì không cần]. Sau khoảng 10 phút tiến hành đo góc quay. − Góc quay αo được xác định bằng cách đo góc quay của dung dịch đường khi chưa cho axit vào [khi đó phản ứng thuỷ phân xem như chưa xảy ra]. Tráng ống phân cực kế hai lần bằng vài ml dung dịch đường vừa pha. Đổ dần dung dịch vào ống tới đầy, sao cho dung dịch tạo thành một mặt khum trong ống. Cẩn thận đưa miếng kính từ rìa vào, vặn chặt nắp giữ miếng kính lại, chú ý kiểm tra không được để trong ống còn bọt khí. Dùng giấy lọc lau khô bên ngoài ống, nhất là hai mặt kính. Cho ống vào máy và đo góc α/o. Góc αo = /o2α vì khi tiến hành phản ứng ta sẽ pha loãng dung dịch đường hai lần bằng dung dịch axit. Sau khi đo xong αo, đổ dung dịch đường trong ống phân cực kế trở lại bình nón. Xác định góc quay αt: Dùng pipet lấy 40 ml dung dịch cho vào bình nón chứa 40 ml dung dịch axit. Ghi thời điểm trộn hai dung dịch làm thời điểm ban đầu t = 0 [dùng đồng hồ bấm giây]. Lắc đều hỗn hợp, lấy vài ml hỗn hợp tráng ống phân cực kế rồi rót ngay hỗn hợp vào ống. Cứ sau các thời điểm 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70 và 100 phút [kể từ t = 0] thì đo góc αt một lần. Các bước thao tác như khi xác định αo. Việc đo góc quay cực phải làm thật nhanh bằng cách quay phải lăng kính phân tích để tìm vị trí 2b [hình 2], đọc góc ứng đúng với vị trí tìm được, lặp lại các thủ tục trên khi quay trái lăng kính phân tích. Giá trị ghi là trung bình cộng của hai giá trị thu được. Xác định góc quay α∞ : Sự thuỷ phân saccarozơ ở nhiệt độ phòng thường kết thúc sau vài ngày. Để xác định α∞ người ta đun cách thuỷ hỗn hợp phản ứng ở 70o ÷ 80oC trong vòng 30 phút, trong bình tam giác có lắp sinh hàn hồi lưu. Sau đó làm nguội đến nhiệt độ 30oC [hoặc nhiệt độ phòng], đem đo góc α∞. Yêu cầu: 1] Ghi các số liệu thực nghiệm và tính toán được theo bảng mẫu sau: Số TT Thời gian đo góc quay, tính từ lúc bắt đầu phản ứng [phút] αt ottlg∞α −αα −α Hằng số tốc độ phản ứng k ktb = 2] Vẽ đồ thị lg [αt − α∞] = f[t]; nhận xét.