Saccharose

Lesaccharose,saccaroseousucroseest unsucreà la saveur douce. Extrait de certaines plantes, principalement de lacanne à sucre, de labetterave sucrièreou encore desérables, il est très largement utilisé pour l'alimentation humaine. Il s'agit d'undiholosideconstitué deglucoseet defructosedont le nom normalisé est « α-D-glucopyranosyl-(1↔2)-β-D-fructofuranoside », couramment abrégé en « Glc-Fru ». En anglais, il est appelésucrose, d'où l'abréviation « Suc » parfois rencontrée dans la littérature pour désigner ce composé.
Lesglucides, et notamment le saccharose, étaient jadis appeléshydrates de carboneen raison d'une ancienne expérience dedéshydratationdu sucre blanc par de l'acide sulfuriqueconcentré, au cours de laquelle le saccharose, deformule bruteC12H22O11, était décomposé eneauH2Oet ennoir de carbone. On en avait déduit de manière erronée que la formule du saccharose pouvait s'écrire (H2O)11C12, correspondant à unhydratedecarbone. Cette appellation est devenue obsolète à la suite des travaux deWalter Norman Haworthqui ont établi, au début duXXsiècle, la structure des glucides, et est tombée en désuétude depuis lors. Le terme est cependant toujours en usage dans le monde anglophone.
La molécule de saccharose est undiholosideformé d'un résidu deglucoseet d'un résidu defructoseliés par uneliaison osidiqueα(1↔2)β. Saformule bruteest C12H22O11et samasse molaireest de 342,3g/mol. Contrairement à la plupart des autres diholosides, le saccharose résulte de la liaison de deuxosespar leur extrémité réductrice, ce qui en fait un sucre non réducteur. Par ailleurs, seuls l'anomèreα du glucopyranose et l'anomère β du fructofuranose forment le saccharose.
Le saccharose cristallise dans lesystème cristallin monocliniqueselon legroupe d'espaceP21avec lesparamètres cristallinsa= 1,086 31nm,b= 0,870 44nm,c= 0,776 24nmetβ = 102,938°.
La pureté du saccharose est mesurée parpolarimétrie. Plus précisément, on mesure la rotation duplan de polarisationd'unelumière polariséetraversant unesolution aqueusede sucre. Larotation spécifique(en)à20°Cmesurée à l'aide de laraie D du sodiumà 589nmest de +66,47°. Le saccharose commercial est contrôlé de cette façon. Il ne se détériore pas dans les conditions normales.
Le saccharose a cinqisomèresnaturels qui diffèrent par la position de laliaison osidique:
Différentestransformations chimiquesutilisant le saccharose en tant queréactifsont envisageables :
Ladécomposition thermiquedu saccharose peut être représentée comme une réaction en deux étapes :
Il y a décomposition du saccharose englucoseetfructoseparhydrolyseautour de 150°C. Entre 160°C et 186°C les produits de ladécompositionréagissent et se transforment encaramel(oligosaccharideetpolydextrose). On a cru à tort que le sucre ne fondait pas, mais cela a été démenti en 2012.
Le saccharosebrûle, selon uneréaction exothermique, en formant de l'eau et du dioxyde de carbone, comme le font tous lesglucides.
Avec l'acide chloriqueHClO3, le saccharose libère de l'eau, du dioxyde de carbone et duchlorure d'hydrogène(HCl) :
Le saccharose est un sucre nonréducteur, le carbonehémiacétaliquedu glucose et le carbonehémiacétaliquedu fructose sont impliqués dans laliaison osidique. Il est nonhygroscopiqueet ne peut effectuer demutarotation.
L'hydrolysedu saccharose a pour effet de rompre laliaison osidiqueen libérant duglucoseet dufructoseen quantitéséquimolaires. Cette réaction est cependant si lente qu'unesolution aqueusede saccharose peut demeurer pratiquement stable pendant des années. En revanche, elle est bien plus rapide en présence d'unesaccharase(saccharase-isomaltase,invertase,saccharose alpha-glucosidase) ou d'unacidetel que lebitartrate de potassiumHOOC–CHOH–CHOH–COOK ou lejus de citron, qui sont desacides faibles. La même chose se produit dans lesuc gastrique, qui participe à ladigestionen hydrolysant lesglucidescomme le saccharose.
L'action de l'invertase sur le saccharose donne dusucre inverti, composé de quantités égales de glucose et de fructose.
Labiosynthèsedu saccharose est réalisée par lasaccharose-phosphate synthaseà partir d'UDP-glucoseet defructose-6-phosphate. L'énergie nécessaire à cette réaction provient du clivage de l'UDP. Le saccharose est produit par desplanteset descyanobactériesmais pas par les autres êtres vivants. Il est présent naturellement avec lefructosedans de nombreuses plantes consommées dans l'alimentation humaine. C'est le glucide principal de nombreuxfruitstels que l'ananaset l'abricot; d'autres fruits, tels que lapoireet leraisin, ont lefructosecomme principal glucide.
Lasynthèse totaledu saccharose a été réalisée par le chimiste canadienRaymond Lemieuxen 1953.
Le saccharosecaraméliseà160°C.
La variation de la solubilité avec la température est donnée dans le tableau ci-dessous:
La solubilité du saccharose dans les solvants non aqueux est généralement inférieure. De plus, le saccharose n'est pas soluble dans les solvants non polaires. Des valeurs élevées sont obtenues avec l'ammoniaccondensé (72 %), lediméthylsulfoxyde(42 %) et laméthylamine(> 25 %). On obtient des valeurs plus basses avec ledioxyde de soufreliquide, les acidesformiqueetacétique, lediméthylformamide, lapyridine(6 %), lepropylène glycol, leglycérol(7 %), leméthanol, l'éthanol, l'acétoneet ledioxane.
Le taux de sucre est donné par ledegré Brix(qui correspond au pourcentage massique à20°C). On peut évaluer la concentration d'une solution aqueuse en mesurant la densité à l'aide d'unmustimètreou l'indice de réfraction à l'aide d'unréfractomètre.
La variation de quelques propriétés de la solution aqueuse à20°Cest donnée dans le tableau ci-dessous:
Lepouvoir sucrantdu saccharose sert de référence dans l'échelle des produits sucrants, c'est-à-dire qu'il est considéré comme égal à 1 par convention. Leseuil de reconnaissancemoyen du saccharose est de 0,017mol/l(5,82g/l).
Dans la nature, le saccharose est présent dans un grand nombre deplanteset notamment dans leursracines, leursfruitset leurnectar, où il sert à stocker l'énergie issue de laphotosynthèse. De nombreuxmammifères,oiseaux,insectesetbactériesse nourrissent du saccharose des plantes, certains en faisant même leur aliment principal. Lesabeillesjouent à cet égard un rôle particulier dans l'alimentation humaineen produisant dumiel, consommé dans toutes les parties du monde, à partir de ce nectar. Cependant, les sucres du miel sont très majoritairement duglucoseet dufructose, avec seulement des traces de saccharose.
Lors dumûrissementdes fruits, le taux de saccharose croît généralement très rapidement, mais certains fruits ne contiennent quasiment pas de saccharose. C'est, par exemple,le cas duraisin, descerises, lesbleuets(myrtilles), lesmûres, lesfigues, lesgrenades, lestomates, lesavocats, lescitronset leslimes.}
Le sucrose, prélevé de l’érable par lesacériculteurs, protège l’érable du froid. L’arbre libère cette molécule quand les températures sont plus clémentes et s’hydrate avec l’eau du sol qui dégèle auprintempsDit autrement au niveau cellulaire, selon Catherine Morin du musée de la bio-diversité du Québec : « avant l'hiver, l'arbre emmagasine du sucre sous forme d'amidon dans des cellules spéciales entre lephloèmeet lexylème. Lors de la période de dégel, desenzymesvont transformer l'amidon en sucrose, qui sera ensuite transporté par le xylème en attendant que le phloème dégèle complètement. Les sucres doivent être transportés pour fournir de l’énergie aux branches qui vont produire les bourgeons. C’est donc le xylème qui s’en charge et c’est pourquoi la sève que l’on récolte au printemps est sucrée et qu’elle ne l’est pas le reste de l’année ».
Le saccharose est l'un des ingrédients les plus utilisés dans l'industrie agroalimentaire. Il constitue la base de certains secteurs comme laconfiserie, lapâtisserie, l'industrie desconfitures, et des boissons.
Dans l'industrie pharmaceutique, il est utilisé comme excipient.
Le saccharose est très soluble dans l'eau, et sa solubilité augmente avec la température. Il est relativement stable, il peut cependant fermenter (une évolution indésirable en général, sauf pour les boissons alcoolisées) ou s'hydroliser (s'invertir, dans le langage des confiseurs) englucoseetfructose, ce phénomène étant contrôlable.
Lors de son utilisation dans l'industrie des boissons, le saccharose peut s'invertir tout seul lors du traitement thermique. De plus, le sucre inverti étant plus soluble que le saccharose, en sa présence, il peut jouer le rôle de rétenteur d'eau et empêcher la cristallisation de ce dernier.
Le saccharose diminue l'activité de l'eaudes produits qui en contiennent beaucoup, permettant ainsi leur conservation.
Il peut aussi être utilisé en tant qu'adjuvant de texture, pour ses qualités d'agglomérant.
Les différentes tailles de cristaux suivant les besoins de l'industrie :
Le saccharose est l'un des substrats defermentationles plus classiques. De nombreux micro-organismes peuvent le fermenter, dont le très étudiéSaccharomyces cerevisiae.
Le saccharose possède un usage en agriculture. La pulvérisation de très faibles doses de sucres solubles en arboriculture possède un effet insectifuge en modifiant la perception de la plante par les insectes ravageurs.
VoirSucre/NutritionetSucre/Santé.