転化糖シロップ

転化糖

グルコース（α- d-グルコピラノース型） フルクトース（β- d-フルクトフラノース型）
識別子
CAS番号	8013-17-0 Y
チェムBL	チェルノブイリ原子力発電所 N
ケムスパイダー	なし
パブケム CID	21924868
ユニ	ED959S6ACY Y
プロパティ
モル質量	360.312 グラム/モル
薬理学
ATCコード	C05BB03 ( WHO )
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 インフォボックス参照

転化糖シロップは、転化シロップ、転化糖、^[1] シンプルシロップ、砂糖シロップ、砂糖水、バーシロップ、シロップUSP、または蔗糖転化とも呼ばれ、二糖類の蔗糖を加水分解糖化して作られる単糖類のグルコースとフルクトースのシロップ 混合物です。この混合物の旋光性は元の砂糖の旋光性と逆であるため、転化糖と呼ばれています。

転化糖は砂糖の1.3倍の甘さがあり^[2]、転化糖を含む食品は砂糖を使用した食品よりも水分を保持しやすく、結晶化しにくい。これを転化糖シロップと呼ぶパン職人は、他の甘味料よりも転化糖を使用することが多い。^[3]

市販の酵素触媒溶液は、60 °C (140 °F) で転化されます。転化に最適な pH は 5.0 です。転化酵素はシロップの重量の約 0.15% の割合で添加され、転化時間は約 8 時間です。完了すると、シロップの温度が上昇して転化酵素が不活性化されますが、シロップは色を保つために真空蒸発器で濃縮されます。^[4]

転化糖シロップは砂糖を水だけで加熱しても作れますが、レモン汁、 酒石酸クリーム、またはその他の触媒を加えることで反応を早めることができ、多くの場合、風味が著しく変化することもありません。^[要出典]一般的な砂糖は、砂糖とクエン酸または酒石酸クリームを重量比で約1000:1の割合で混ぜ、水を加えることで素早く転化できます。代わりに、重量で約5パーセントのクエン酸を含むレモン汁を使用すると、比率は50:1になります。このような混合物を114°C (237°F) ^[5]に加熱し、別の食品に加えると、酸味を感じることなく結晶化を防ぐことができます。

市販の塩酸触媒溶液は、比較的低温の50℃（122℉）で転化できる。酸触媒転化の最適pHは2.15である。転化温度が上昇するにつれて、転化時間は減少する。^[4]所望の転化レベルに達したら、pHを中和する。^{[6] [7]}

菓子やキャンディーの製造では、酸味料として酒石酸が一般的に使用され、典型的な量は砂糖の重量の0.15〜0.25％の範囲です。^[8]酒石酸を使用すると、シロップに蜂蜜のような風味が加わります。^[7]転化が完了したら、酒石酸の重量の45％の重量を使用して重曹で中和することができます。^{[9] [10]}

構成糖（ショ糖、ブドウ糖、果糖）はすべて発酵を促進するため、どのような組成の転化糖溶液でも発酵させることができます。

シロップは水中の酸素を必要とする微生物の餌として使われます。例えば、紅茶キノコは細菌と酵母の共生培養物（SCOBY）を使って転化糖シロップをお茶と一緒に発酵させて作られ、ワイン醸造における酵母はエタノール発酵に使われます。冷水は温水よりも多くの溶存酸素を保持できますが、グラニュー糖は冷水に溶けにくいです。

底面積の広い容器に水を入れると、スクロースがより速く溶け、均一な溶液を形成するために定期的に数回混ぜるだけで済みます。また、必要に応じて、ミキサーまたはブレンダーを使用して砂糖を交互に回転させることもできます。

• 蜂蜜は主にブドウ糖と果糖の混合物であり、転化糖シロップに似ているため、より長い期間液体のままでいることができます。
• ジャムには、加熱処理によって生成される転化糖と果物の酸分が含まれています。この糖分により、ジャムは長期間保存されます。
• ゴールデンシロップは、転化糖約55%と砂糖（スクロース）45%でできたシロップです。
• チョコレートのフォンダンフィリングは、変換酵素が添加されるものの、フィリングがチョコレートで覆われる前に、酸性化 (微小環境 pH 調整) または酵素に応じた補因子の添加によって活性化されないという点で独特です。非常に粘性のある (したがって成形可能な) フィリングは、時間の経過とともに粘性が低下し、望ましいクリーミーな粘稠度が得られます。これは、活性化因子を差し控えることによって意図的に作り出された、酵素のごく一部のみが活性化されるか、またはすべての酵素が生物学的速度のごく一部でしか進行しないという、最適ではない酵素条件の結果です [生物学的には、現実的には両方の組み合わせです。つまり、機能する酵素の数が減り、機能する酵素の触媒速度/速度が低下します]。
• キャドバリークリームエッグには、フォンダンをインベルターゼで処理して生成された転化糖シロップが詰められています。^{[11] [12]}
• サワーパッチキッズには、甘い風味を加えるために転化糖も含まれています。

転化糖シロップは甘味飲料の原料です。

• スウィート リザーブとは、ワインの甘味成分として加えられる、微生物を含まない、選別された未発酵のブドウ果汁の一部を指すワイン用語です。ワインが発酵するとき、ブドウ糖は果糖よりも速く発酵します。したがって、糖の大部分が発酵した後に発酵を止めると、残留糖分が主に果糖で構成されるワインになりますが、スウィート リザーブを使用すると、甘味がブドウ糖と果糖の混合物から生じるワインになります。
• アルコール飲料メーカーは、ジン、ビール、スパークリングワインなどの飲料の製造時に、風味付けのために転化糖を添加することが多い。転化糖に似たキャンディシュガーは、ベルギースタイルのビールの醸造に使用され、ビールのボディを大幅に増やすことなくアルコール度数を高める。デュベルやトリペルと呼ばれるスタイルのビールによく見られる。^[7]

砂糖（スクロース）は加水分解によって転化糖に変換されます。砂糖と水の混合物または溶液を加熱すると、2 つの単純な糖成分を結び付けている 化学結合が切断されます。

ショ糖をグルコースとフルクトースに加水分解する 化学反応式は次のようになります。

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (スクロース) + H ₂ O (水) → C ₆ H ₁₂ O ₆ (グルコース) + C ₆ H ₁₂ O ₆ (フルクトース)

スクロース溶液のスクロースの一部がグルコースとフルクトースに変わると、その溶液は純粋とは言えなくなります。加水分解されるにつれてスクロース溶液の純度が徐々に低下すると、光学回転と呼ばれる溶液の化学的性質に影響が及びます。光学回転は、スクロースがどれだけ加水分解されたか、つまり溶液が反転したかどうかを調べるために使用できます。

平面偏光は、加水分解のために加熱されたショ糖溶液に照射することができます。このような光には「角度」があり、これは偏光計と呼ばれるツールを使用して測定できます。このような光を純粋なショ糖溶液に照射すると、光は入射時とは異なる角度で反対側から出てきます。この角度は、砂糖の濃度と溶液を通過する光路の長さの両方に比例します。したがって、その角度は「回転」していると言われ、角度が何度変化したか (回転の度合い、つまり「光学回転」) には文字名(アルファ) が付けられます。光が入射するときの角度と出射するときの角度の間の回転が時計回りの方向である場合、光は「右に回転している」と言われ、64° などの正の角度になります。光が入射するときの角度と出射するときの角度の間の回転が反時計回り方向である場合、光は「左に回転している」と言われ、-39° などの 負の角度が与えられます。${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$

平面偏光が純粋なスクロース溶液に入り、出射するとき、その角度は 66.5° 回転します (時計回りまたは右回り)。スクロースが加熱され加水分解されると、混合物内のグルコースとフルクトースの量が増加し、旋光度は低下します。 がゼロを通過して負の旋光度になった後、つまり光が入ったときの角度と出射するときの角度の間の回転が反時計回り方向になった後、旋光度は方向を「反転」したと言われます。これにより、「反転点」の定義が生まれ、その前に加水分解されるスクロースの割合がゼロになります。反転点を通過した (したがって の値が負になる) 溶液はすべて「反転」していると言われます。 ${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$

スクロース、グルコース、フルクトースの分子の形状（「化学構造」）はすべて非対称であるため、3 つの糖には立体異性体と呼ばれるいくつかの異なる形態があります。これらの形態の存在により、これらの化学物質の光学的特性が生じます。平面偏光がいずれかの糖のこれらの形態の純粋な溶液を通過すると、その糖のその形態の分子内にある特定の非対称化学結合に当たり、「反射」すると考えられます。これらの特定の結合（スクロース、グルコース、フルクトースなどの環状糖にはアノマー結合が含まれます）は糖の各形態で異なるため、各形態は光を異なる程度に回転させます。

糖の 1 つの形態を精製して水に入れると、同じ糖の別の形態に急速に変化します。つまり、純粋な糖の溶液には通常、その立体異性体がすべて異なる量で溶液中に存在し、通常はあまり変化しません。これにより、さまざまな形態の糖の旋光角 (値) すべてが「平均化」され、純粋な糖溶液は独自の「総」旋光度を持ちます。これは「比旋光度」または「観測比旋光度」と呼ばれ、 と表記されます。 ${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle [\alpha ]}$

20℃の環境では、ショ糖の比旋光度は66.6°、ブドウ糖は52.2°、果糖は-92.4°であることが知られています。^[13]

水分子にはキラリティーがないため、旋光度の測定には影響しません。平面偏光が純水に入ると、その角度は出ていくときと変わりません。したがって、水の場合、= 0° です。水のように、特定の旋光度が 0 度に等しい化学物質は「光学的に不活性な」化学物質と呼ばれ、水と同様に、濃度と経路長以外では旋光度の計算に考慮する必要はありません。 ${\displaystyle [\alpha ]}$

化学物質の混合物の全体的な旋光度は、溶液中の各化学物質の量の割合がわかっていれば計算できます。 溶液に- 種類の光学的に活性な異なる化学物質 (「化学種」) があり、溶液中の各化学物質のモル濃度(溶液1リットルあたりの各化学物質のモル数) がわかっていて と表記される場合(ここで は化学種を識別するために使用される数値)、そして各種の特定の旋光度 (その化学物質を純粋な溶液として作った場合の旋光度) が と表記される場合、混合物の全体的な旋光度は になります(ここでは種のモル分率です)。 ${\displaystyle N}$${\displaystyle C_{i}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle [\alpha ]_{i}}$$${\displaystyle \displaystyle \alpha ={\frac {\sum _{i=1}^{N}C_{i}[\alpha ]_{i}}{\sum _{i=1}^{N}C_{i}}}=\sum _{i=1}^{N}\left({\frac {C_{i}}{\sum _{i=1}^{N}C_{i}}}\right)[\alpha ]_{i}=\sum _{i=1}^{N}\chi _{i}[\alpha ]_{i}}$$${\displaystyle \chi _{i}}$${\displaystyle i\mathrm {^{th}} }$

余分な化学生成物が偶然に生成されないと仮定すると（つまり、副反応がないと仮定すると）、完全に加水分解されたショ糖溶液にはショ糖がなくなり、ブドウ糖と果糖の半々の混合物になります。この溶液は旋光性を持ちます。 $${\displaystyle \displaystyle \alpha ={\frac {1}{2}}[\alpha ]_{\text{glucose}}+{\frac {1}{2}}[\alpha ]_{\text{fructose}}={\frac {1}{2}}(52.7^{\circ }-92.0^{\circ })=-19.7^{\circ }}$$

ショ糖溶液が部分的に加水分解されている場合、その中にはショ糖、ブドウ糖、果糖が含まれており、その旋光角は溶液中のそれぞれの相対量によって決まります。ここで、、、はショ糖、ブドウ糖、果糖を表します。 $${\displaystyle \displaystyle \alpha =\chi _{s}[\alpha ]_{s}+\chi _{g}[\alpha ]_{g}+\chi _{f}[\alpha ]_{f}}$$${\displaystyle s}$${\displaystyle g}$${\displaystyle f}$

この式を利用するのに の特定の値を知る必要はありません。なぜなら、反転点 (溶液が反転する前に加水分解されなければならないスクロースの量の割合) は、純粋な糖の特定の回転角から計算できるからです。反応化学量論(1 つのスクロース分子を加水分解すると、1 つのグルコース分子と 1 つのフルクトース分子が生成されるという事実) は、溶液がモルのスクロースから始まり、グルコースもフルクトースも含まれていない場合、モルのスクロースが加水分解されると、結果として得られる溶液にはモルのスクロース、モルのグルコース、モルのフルクトースが含まれることを示しています。したがって、溶液中の糖の総モル数は であり、反応の進行(加水分解反応の完了率) は に等しくなります。溶液の旋光角は、このパーセント反応進行の関数(明示的に依存) であることが示されます。量がと書かれ、反応が完了した場合、旋光角は次のようになります。 ${\displaystyle \chi }$${\displaystyle x_{0}}$ ${\displaystyle x}$ ${\displaystyle x_{0}-x}$${\displaystyle x}$${\displaystyle x}$${\displaystyle x+x_{0}}$${\displaystyle {\frac {x}{x_{0}}}\times 100\%}$${\displaystyle {\frac {x}{x_{0}}}}$${\displaystyle r}$${\displaystyle r\times 100\%}$$${\displaystyle \displaystyle \alpha _{r}={\frac {(x_{0}-x)[\alpha ]_{s}+x[\alpha ]_{g}+x[\alpha ]_{f}}{x_{0}+x}}={\frac {1}{1+r}}\left([\alpha ]_{s}+([\alpha ]_{g}+[\alpha ]_{f}-[\alpha ]_{s})r\right)}$$

定義により、 は「反転点」で 0 度に等しくなります。したがって、反転点を見つけるには、アルファを 0 に設定し、方程式を操作して を見つけます。これにより、 が得られます。したがって、少なくとも のスクロースがグルコースとフルクトースに加水分解されると、スクロース溶液は反転することがわかります。 ${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle r}$$${\displaystyle \displaystyle r_{\text{inversion}}={\frac {[\alpha ]_{s}}{[\alpha ]_{s}-[\alpha ]_{g}-[\alpha ]_{f}}}=0.629}$$${\displaystyle 62.9\%}$

ショ糖溶液を 50～60 °C (122～140 °F) の温度に保つと、ショ糖の約 85% しか加水分解されません。r = 0.85 のときを調べると、加水分解後の溶液の旋光度は -12.7° であることがわかります。最終的な旋光度はゼロ未満であるため、この反応は糖を反転させると言われています。旋光計を使用すると、加水分解反応の早い段階での溶液の旋光度が -12.7° に等しいかどうかを検出することで、いつ反転が完了したかを把握できます。 ${\displaystyle \alpha }$

• 高果糖コーンシロップ
• シロップ一覧

• 「インベルターゼ」。グリーンウッド・ヘルス・システムズ。2017年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年11月27日閲覧。