Sacharóza

Sacharóza
Obecné
Systematický název	β-D-fruktofuranosyl-α-D-glukopyranosid; α-D-glukopyranosyl-β-D-fruktofuranosid; čistě systematický:(2R,3R,4S,5S,6R)-2-{[(2S,3S,4S,5R)-3,4-Dihydroxy-2,5-bis(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxy}-6-(hydroxymethyl)oxan-3,4,5-triol;
Triviální název	sacharóza
Ostatní názvy	ovocný cukr, řepný cukr, třtinový cukr, cukróza
Sumární vzorec	C12H22O11
Identifikace
Registrační číslo CAS	57-50-01
Vlastnosti
Molární hmotnost	342,296 g/mol
Teplota tání	186 °C
Teplota varu	rozklad
Hustota	1,587 g/cm3
Struktura
Optická otáčivost	+ 66,47°
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotkySIaSTP(25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet zdatové položky.

Sacharóza(vědecký názevsacharosa^[1]) v běžné řeči označovaná jakořepný cukr,třtinovýcukr,stolní(konzumní)cukr,nebo jencukr,je nejběžnějšídisacharid.V čistém stavu je sacharóza bílákrystalickálátka sladké chuti. Uplatnění nachází především vpotravinářství,kde se používá jakosladidlo.

Struktura

Systematický název sacharózy je β-D-fruktofuranosyl-α-D-glukopyranosid, v přírodě byl objeven zatím pouze jedenenantiomer.Monosacharidyjsou vmolekulespojenyglykosidickou vazbou,která vzniká mezihydroxylovými skupinamina 1. uhlíkuα-D-glukózya 2. uhlíkuβ-D-fruktózy,proto je sacharózaneredukující disacharid.

Vznik a výskyt v přírodě

Sacharóza je vpříroděvelmi rozšířená. Je důležitým metabolickým produktem všech zelenýchrostlin,kde slouží jako transportní rozpustnýsacharid.Vzniká přenosem glukosylového zbytku z UDP-glukózy nafruktózu.Živočichovéji nesyntetizují.

Vyskytuje se vestoncích,listechaplodechmnoha rostlin. VČRje hlavním průmyslovým zdrojem sacharózycukrová řepa(Beta vulgaris), ve světě je tocukrová třtina(Saccharum officinarum) a místně a v menším měřítku i další druhy rostlin jako např.datlovník(Phoenix dactylifera), některé druhypalemajavor cukrový(Acer saccharum).

Fyziologie a výživa

Sacharóza se používá jako nejběžnější sladidlo. V těle se enzymaticky štěpí naglukózuafruktózu,které se dále metabolizují. Ke zmíněnéhydrolýzeje třebavitamín B,vápník,hořčíka další látky. Metabolickým zpracováním 1 gramu sacharózy se uvolní 16,7 kJ(4 kcal) energie.

Nadměrná konzumace sacharózy může být příčinou mnoha zdravotních problémů. Sacharóza je energeticky velmi bohatá, její dlouhodobá vyšší spotřeba může vést až kobezitě.Sacharóza také významně zvyšuje hladinuglukózyvkrevní plazmě(má vysokýglykemický index) a má vliv na sekreciinsulinu,proto je nevhodným sladidlem pro diabetiky. Dále vede k poškozenízubní sklovinya podporuje vznikzubního kazu,protože slouží jako zdroj živin pro ústníbakterie(Leuconostoc mesenteroides).

Vzhledem k uvedeným skutečnostem se na trhu stále více prosazují tzv. „light výrobky “, které mají snížený obsah sacharózy. Požadované sladké chuti se většinou dosahuje přidánímumělého sladidla.

Fyzikální vlastnosti

Sacharóza je krystalická látka, rozpustná ve vodě. Rovinupolarizovaného světlastáčí doprava (+ 66,47°). Jejíhustotaje 1,587 g/cm³.Při zahřívání nad 186 °C taje a mění se vkaramel.Cukr je také látka vykazujícítriboluminescenci,tj. že vydává při drcení svých krystalů viditelné světlo.

Rozpustnost ve vodě:

teplota (°C)	rozpustnost (gramů ve 100 gramech vody)
50	259
55	273
60	289
65	306
70	325
75	346
80	369
85	394
90	420

Chemické vlastnosti

Hydrolýzousacharózy vzniká ekvimolární směsglukózyafruktózy,tzv.invertní cukr.Tato reakce je doprovázena změnouoptické otáčivostiz pravotočivé na levotočivou, protože vzniká pravotočivá glukóza a silně levotočivá fruktóza. Hydrolýza může probíhat chemicky v kyselém prostředí, nebo enzymaticky v neutrálním prostředí za přítomnostienzymu invertázy(sacharázy). Podle podmínek reakce může být inverze částečná nebo úplná.

Při reakcikatalyzované kyselinou sírovouse sacharóza rozkládá až na elementárníuhlík.

C₁₂H₂₂O₁₁→ 12C + 11 H₂O

Senzorické vlastnosti

Sacharóza je bílá krystalická látka, přičemž jednotlivékrystalyjsou bezbarvé.

Má výraznou sladkou chuť. Používá se jako nejběžnější sladidlo. Slouží také jako standard pro určení relativní sladkosti.

Do distribuce je dodávána v různých formách, nejčastěji jako cukr krystal, cukr moučka, či slisovaná do různých tvarů (viz druhy cukru).

Analytické stanovení

Obsah sacharózy v cukernémroztokulze stanovitrefraktometricky(měřeníindexu lomu), nebopolarimetricky(měření otočení rovinypolarizovanéhosvětla). U složitějšíchsměsíse používáchromatografickéstanovení a to předevšímkapalinová chromatografie.

Výroba

Celosvětově se vyrobí více než 140 milionů tun sacharózy ročně. U finálního výrobku nelze určit, zda byl získán zcukrové třtinynebo zcukrové řepy,neexistují žádné spotřebitelem zaznamenatelné rozdíly.

VČeskuse sacharóza vyrábí z bulevcukrové řepy(Beta vulgaris), které průměrně obsahují 17 % sacharózy, což je více než u třtiny. Řepa se nejprve v mechanické pračce zbavuje nečistot a následně se váží. Takto připravené bulvy se krájí na tenké hranoly, tzv.řízky,které se extrahují vodou při zvýšené teplotě. Tímto vyslazením se získádifúzní šťáva.Zbylé řízky se silážují a používají se jakokrmivo.Získaná šťáva se čistí přídavkem vápenného mléka (suspenze hydroxidu vápenatéhove vodě), tzv.čiřením.Tímto procesem se oddělí všechny necukry (bílkoviny,aminokyseliny,polysacharidy,redukující sacharidy), které by bránilykrystalizaci roztoku.Přebytek hydroxidu se odstraníoxidem uhličitým,tzv.saturacía produkt sezfiltruje.Tak se získálehká šťávaa z ní odpařením části vody zahuštěnátěžká šťáva,která obsahuje 61–67 % sacharózy. Těžká šťáva se zahřívá na bod krystalizace, tedy na stav, kdy se po skončení varu vylučujíkrystalycukru. Opakovanou krystalizací se získásurový cukr,který obsahuje 96 % sacharózy. Může se prodávat jako surový hnědý cukr, nebo se dále čistíafinací(odstředění a promytí vodou a vodní párou), čirafinací(rozpuštění ve vodě a další krystalizace). Zbylý tmavě hnědý až černý sirupovitý cukerný roztok, ze kterého již nelze krystalizací získat sacharózu, se nazývámelasa.Používá se jako cennékrmivonebo slouží jako substrát pro řadufermentačních procesů.

Druhy cukru

Hnědý cukrmá výraznou chuť a aroma. Hnědé zabarvení je způsobeno přítomností zbytkové melasy. Kromě sacharózy obsahuje ještě některéminerální látky(např.draslík,sodík,vápník,hořčík) a některéaminokyseliny.

Krystalový cukr(=granulový cukr) zvýrazňuje chuť a zlepšuje texturu potravin. Také ho lze využít jako substrát ve fermentačních procesech. Podle účelu použití se produkují cukry o různé velikostikrystalů.

Moučkový cukrse získává mletím krystalového cukru na jemno. Používá se při přípravě polev a jako přísada do směsí na pečení. Často se do něj přidává kolem 3 %škrobu,který zde slouží jako protihrudkující látka.

Kostkový cukrvzniká slisováním cukru do různě velkých kostek. Kromě standardní velikosti se často vyrábí i menší kostky, tzv.Mocca,popř. kostky ve tvaru karetních symbolů, tzv. cukrBridge.Vynálezkostkového cukrumá domov v Česku, vymyslel ho ředitel Dačické cukrové rafinerieJakub Kryštof Radv roce1841.

Invertní cukrvzniká kyselou hydrolýzou sacharózy naglukózuafruktózu,tuto reakci lze provést i enzymaticky pomocíinvertázy(sacharázy). Podle podmínek reakce může být inverze částečná nebo úplná.Invertní cukrse používá v potravinářství jako sladidlo donápojů,cukrovinek a sladkého pečiva.

Homolový cukr(=cukrová homole) je cukr slisovaný do různě velkýchkuželů,ze kterého se potřebné množství cukru postupně odsekává. Používal se v domácnostech do 19. století, kdy jej začal vytlačovat cukr kostkový a cukr krystalový kvůli praktičtější manipulaci.

Kapalný cukrvzniká rozpuštěním cukru ve vodě. Používá se především jako sladidlo do nealkoholickýchnápojů.

Sirupyjsou viskózní tekutiny, které mohou být částečně invertované. Přítomnostinvertního cukruzpůsobuje větší odolnost roztoku vůčikrystalizaci,proto se sirupy používají převážně do výrobků, ve kterých by krystalizace mohla vadit.

Javorový sirup(Maple syrup) se získává zahuštěním z mízyjavoru cukrodárného(Acer saccharum). Jeden litr výrobku se získá odpařením asi 40 litrů šťávy. Hlavním producentem jeKanada,předevšímprovincie Québec.Hlavní složkou sirupu je sacharóza (až 96 %), v menší míře může obsahovat ifruktózuaglukózu.Dále obsahuje řadu minerálních látek (vápník,hořčík,zinek,železo…) avitamíny řady B.Používá se jako sladidlo při výrobě cukrovinek a sladkého pečiva. VKanaděaUSAse tradičně konzumuje na vaflích a palačinkách.

Hedvábný cukrvznikákrystalizacíze směsi cukru, vody a glukózového sirupu. Směs se používá nejčastěji v cukrovinkářském průmyslu k výroběfondánů.

Tabletované cukryse připravují tabletováním směsi moučkového cukru amaltodextrinu.Používají se v cukrovinkářském průmyslu a vefarmacii.

Použití

Největší uplatnění nachází sacharóza v potravinářství. Používá se především jako sladidlo, ale upravuje i dalšísenzorické vlastnostipotravin. Někdy se přidává jakokonzervační činidlo(vyšší koncentrace sacharózy inhibují růstmikroorganismů), nebo naopak slouží jakofermentačnísubstrát v řaděbiotechnologiíjako jsou kvasná výrobaethanolu,výroba pekařskéhodroždí,fermentační způsob výrobykyseliny citronovéapod.

Kromě hojného použití v potravinářství je sacharóza využívána také vefarmacii,kde slouží jako regulátor nepříjemné chuti některýchléků.Má také pomocný význam jako plnidlo či pojivo při výrobě některých lékových forem (granulované prášky, tablety, dražé, sirupy…).

Slouží také jako substrát při technologické výrobě řady cukerných derivátů:

fruktooligosacharidy
palatinózaapalatinitol
glykosylsacharosy
laktosacharózy
invertní cukr(ekvimolární směsD-glukózyaD-fruktózy.)

Historie

Cukrová třtinaje známa vtropickýchasubtropickýchoblastech již tisíce let. Jejístonkyse s oblibou žvýkaly, protože vykazovaly příjemnou sladkou chuť. Až později se z nich začal cukr získávat, zpočátku jen naDálném východě,na území dnešníIndieaČíny.

S rozvíjejícím se obchodem se znalost cukru rozšiřovala. DoEvropyho přinesliArabové.V důsledku nevhodných klimatických podmínek nešlo cukrovou třtinu v Evropě pěstovat, proto se cukr musel do Evropy dovážet. Nejprve zAsie,později v průběhunovověkuz kolonizovanéhoKaribikuaJižní Ameriky.

V roce1747 berlínský chemik Andreas Marggarafrozpoznal cukr vkořenu cukrové řepy.Zpočátku to byla pouze zajímavost, výroba cukrové řepy se výrazně rozvinula až zanapoleonských válek,kdy bylo přerušeno obchodní spojení sAnglií.Dnes tvoří řepný cukr asi 30 % z celkové produkce cukru. Nejvíce cukru se dnes vyrábí v zemích s teplýmklimatemjako jsouIndie,ČínaaBrazíliea vkaribské oblasti.

V historii výroby cukru lze nalézt i českou stopu. V roce1841 Jakub Kryštof RadzDačicvyrobil první kostku cukru. Používání tohoto výrobku, tehdy nazývanéhočajový cukr,se rychle rozšířilo a dnes již je prodej kostkového cukru samozřejmostí.

S průmyslovou revolucí pak vzrostla spotřeba cukru.^[2]

Odkazy

Reference

↑KOŠTÍŘ, Josef; KOTYK, Arnošt. České názvosloví enzymů.Chemické listy.1976, roč. 70, s. 493–503.
↑http://ajcn.nutrition.org/content/81/2/341/F2.expansion.html- Origins and evolution of the Western diet: health implications for the 21st century

Související články

Sacharimetr

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématusacharózanaWikimedia Commons
Slovníkové heslosacharózave Wikislovníku
(anglicky)Big SugarSweet, White, and Deadly,CBC, 90 minut

[1] KOŠTÍŘ, Josef; KOTYK, Arnošt. České názvosloví enzymů.Chemické listy.1976, roč. 70, s. 493–503.

[2] ttp://ajcn.nutrition.org/content/81/2/341/F2.expansion.html- Origins and evolution of the Western diet: health implications for the 21st century

[1]

[2]