Большинство моносахаридов — бесцветные кристаллические вещества, прекрасно растворимые в воде. Каждая молекула моносахарида содержит несколько гидроксильных групп (группа -OH) и одну карбонильную группу (- C-O-H). Многие моносахариды очень трудно выделить из раствора в виде кристаллов, так как они образуют вязкие растворы (сиропы), состоящие из различных изомерных форм.

Самый известный моносахарид — виноградный сахар, или глюкоза (от греч. «гликис» — «сладкий»), С_бН₁₂О_б.

Глюкоза

Глюкоза принадлежит к классу альдегидоспиртов — соединений, содержащих гидроксильные и альдегидные группы. В молекуле глюкозы пять гидроксильных групп и одна альдегидная. Наличие этих группы в глюкозе можно доказать с помощью реакции "серебряного зеркала".
Формулу глюкозы обычно приводят в сокращённом виде:

*Названия многих сахаров оканчиваются на "-иза". Такая запись подразумевает не только глюкозу, но и семь изомерных сахаров — аллозу, альтрозу, маннозу, гулозу, идозу, галактозу, талозу, отличающихся пространственным расположением "-ОН" -групп и атомов водорода при различных атомах углерода.
С учётом расположения групп в пространстве формулу глюкозы правильнее изображать именно так.

Глюкоза (а также любой другой из семи изомерных ей сахаров) может существовать в виде двух изомеров, молекулы которых являются зеркальным отображением друг-друга.

Наличие глюкозы в каком-либо растворе можно проверить с помощью растворимой соли меди:

В щелочной среде соли меди (II-валентной) образуют с глюкозой ярко окрашенные комплексы (рисунок 1). При нагревании эти комплексы разрушаются: глюкоза восстанавливает медь до жёлтого гидроксида меди (I-валентной) CuОН, который превращается в красный оксид Сu₂О (рисунки 2 и 3).

Фруктоза

Фруктоза (фруктовый сахар) изомерна глюкозе, но в отличие от неё относится к кетоспиртам — соединениям, содержащим кетоновые и карбонильные группы

В щелочной среде её молекулы способны изомеризоваться в глюкозу, поэтому водные растворы фруктозы восстанавливают гидроксид меди (II-валентной) и оксид серебра Ag₂O (реакция «серебряного зеркала»).

Фруктоза — самый сладкий из сахаров. Она содержится в мёде (около 40%), нектаре цветов, клеточном соке некоторых растений.

Дисахариды

Сахароза (свекольный или тростниковый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁ принадлежит к дисахаридам и образован из связанных остатков А-глюкозы и B-фруктозы. Однако сахароза в отличие от моносахаридов (А-глюкозы и B-фруктозы) не восстанавливает оксид серебра и гидроксид меди (2-валентный). В кислой среде сахароза гидролизуется — разлагается водой на глюкозу и фруктозу. Вот самый простой пример: сладкий чай кажется ещё более сладким, если положить в него ломтик лимона, хотя, конечно, и кислым одновременно. Это происходит благодаря присутствию лимонной кислоты, которая ускоряет распад сахарозы на глюкозу и фруктозу.

Если раствор сахарозы смешать с раствором медного купороса и добавить щелочь, то получим ярко-синий сахарат меди — вещество, в котором атомы металла связаны с гидроксильными группами углевода.
Молекулы одного из изомеров сахарозы — мальтозы (солодового сахара) состоят из двух остатков глюкозы. Этот дисахарид образуется в результате ферментативного гидролиза крахмала.

.

Молочный сахар

В молоке многих млекопитающих содержится другой дисахарид, изомерный сахарозе, — лактоза (молочный сахар). По интенсивности сладкого вкуса лактоза значительно (в три раза) уступает сахарозе.

Давайте получим молочный сахар. Этот сахар содержится и в молоке коровы (около 4,5 %) и в женском молоке (около 6,5%). Поэтому, если ребёнок кормится искусственно (не женским молоком, а коровьим), то такое молоко необходимо обогащать молочным сахаром.

Для получения молочного сахара нам потребуется молочная сыворотка – мутная жидкость, которая получается при отделении от молока белка и жира под действием специального фермента (сычужный фермент). Молочная сыворотка содержит незначительное количество белка, а также практически весь молочный сахар и минеральные соли.

Итак, в чашке, например из фарфора, будем кипятить на очень слабом огне 400 мл молочной сыворотки. В это время (в процессе кипячения) будет осаждаться оставшийся в сыворотке белок. После фильтрации белка продолжим кипячение, до момента кристаллизации молочного сахара. Когда завершите выпаривание жидкости, дайте кристаллам остыть. Затем нужно будет отделить молочный сахар.

Если требуется получить более чистый молочный сахар, тогда повторно необходимо растворить уже полученный сахар в горячей воде и повторить выпаривание.

После приготовления творога, обычно остаётся молочная сыворотка. Но она не пригодная к использованию, так как вместо молочного сахара содержит молочную кислоту.

Молочный бактерии, содержащиеся в молоке, приводят к его прокисанию. При этом молочный сахар превращается в молочную кислоту. При попытке её выпаривания, получается всё та же молочная кислота, только в концентрированном (безводном) состоянии.

Карамель

Если сахар попытаться нагреть, например, в чашке выше, чем его температура (190 °С), то можно заметить, что сахар начнёт постепенно терять воду и распадаться на составляющие компоненты. Таким компонентом является карамель. Все вы не раз пробовали и видели карамель - знаете как она выглядит - это очень вязкая жёлтоватая масса, которая очень быстро застывает при охлаждении. В процессе образования карамели часть молекул сахарозы расщепляется на уже известные нам компоненты - глюкозу и фруктозу. А они в свою очередь, теряя воду, также расщепляются:

Другая часть молекул, которая не распалась на глюкозу и фруктозу, вступает в реакции конденсации, в процессе которых образуются цветные продукты (карамель С₃₆Н₅₀О₂₅ имеет ярко-коричневый цвет). Иногда для получения цветового эффекты эти вещества добавляют в сахар.