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| 名前 | |
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| IUPAC名
β- D-フルクトフラノシルα- D-グルコピラノシド
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| 体系的なIUPAC名
(2 R ,3 R ,4 S ,5 S ,6 R )-2-{[(2 S ,3 S , 4 S ,5 R )-3,4-ジヒドロキシ-2,5-ビス(ヒドロキシメチル)オキソラン-2-イル]オキシ}-6-(ヒドロキシメチル)オキサン-3,4,5-トリオール | |
その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.000.304 |
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ[1] | |
| Ｃ 12H 22お 11 | |
| モル質量 | 342.30 グラム/モル |
| 外観 | 無色の結晶または白色の粉末 |
| 密度 | 1.587 g/cm 3 (0.0573 lb/cu in)、固体 |
| 融点 | なし。186 °C (367 °F; 459 K) で分解します。 |
| 2.01 g/mL (20 °C (68 °F)) | |
| ログP | −3.76 |
| 構造 | |
| 単斜晶系 | |
| P2 1 | |
| 熱化学 | |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−2,226.1 kJ/モル（−532.1 kcal/モル）[2] |
標準燃焼エンタルピー （Δ c H ⦵ 298） |
1,349.6 kcal/mol (5,647 kJ/mol) [3] (高位発熱量) |
| 危険 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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29700 mg/kg（経口、ラット）[5] |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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TWA 15 mg/m 3 (総量) TWA 5 mg/m 3 (相対量) [4] |
REL (推奨)
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TWA 10 mg/m 3（総） TWA 5 mg/m 3（各）[4] |
IDLH（差し迫った危険）
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ND [4] |
| 安全データシート（SDS） | ICSC1507 規格 |
| 関連化合物 | |
関連化合物
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乳糖 麦芽糖 |
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。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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二糖類であるスクロースは、グルコースとフルクトースのサブユニットからなる糖です。植物で自然に生成され、白砂糖の主成分です。分子式はCです。
12H
22お
11。
人間の消費用に、スクロースはサトウキビまたはテンサイから抽出され、精製されます。製糖工場は、通常、サトウキビが栽培されている熱帯地域の近くに位置し、サトウキビを圧搾して粗糖を生産し、純粋なスクロースに精製するために他の工場に出荷されます。テンサイ工場は、テンサイが栽培されている温帯気候の場所にあり、テンサイを直接精製糖に加工します。砂糖の精製プロセスでは、粗糖の結晶を洗浄してから砂糖シロップに溶かし、これを濾過し、残留色を取り除くために炭素に通します。次に、砂糖シロップを真空下で煮沸して濃縮し、最終精製プロセスとして結晶化して、透明で無臭で甘い純粋なスクロースの結晶を生成します。
砂糖は食品の生産やレシピによく加えられる材料です。2017年には世界中で 約 1 億 8,500 万トンの砂糖が生産されました。
スクロースは、虫歯の危険因子として特に危険です。なぜなら、ミュータンス菌がスクロースを粘着性のある細胞外のデキストランベースの多糖類に変換し、それが凝集して歯垢を形成するからです。スクロースは、細菌がこの粘着性多糖類を形成するために使用できる唯一の糖です。
語源
スクロースという言葉は、1857年にイギリスの化学者ウィリアム・ミラー[6]によって、フランス語の sucre（砂糖）と糖類の一般的な化学接尾辞-oseから造られました。科学文献では、スクロースを表すために略語Sucがよく使用されます。
サッカロースという名前は、1860年にフランスの化学者マルセラン・ベルトロによって造られました。[7]サッカロースは、一般的な糖、特にスクロースを指す古い呼び名です。
物理的および化学的性質
構造O-α-だ-グルコピラノシル-(1→2)-β-だ-フルクトフラノシド
スクロースでは、モノマーのグルコースとフルクトースは、グルコシルサブユニットの C1 とフルクトシルユニットの C2 の間のエーテル結合を介して結合しています。この結合はグリコシド結合と呼ばれます。グルコースは主に α と β の「ピラノース」アノマーの混合物として存在しますが、スクロースは α 型のみを持っています。フルクトースは 5 つの互変異性体の混合物として存在しますが、スクロースは β- D -フルクトフラノース型のみを持っています。ほとんどの二糖類とは異なり、スクロースのグリコシド結合はグルコースとフルクトースの還元末端間で形成され、一方の還元末端ともう一方の非還元末端の間では形成されません。この結合は、他の糖類ユニットへのさらなる結合を阻害し、グルコースや他の還元糖のようにスクロースが細胞や循環高分子と自発的に反応するのを防ぎます。スクロースにはアノマーヒドロキシル基が含まれていないため、非還元糖に分類されます。
スクロースは単斜晶系 空間群P2 1で結晶化し、室温での格子定数はa = 1.08631 nm、b = 0.87044 nm、c = 0.77624 nm、β = 102.938°である。[8] [9]
スクロースの純度は、糖溶液による平面偏光の回転を利用して、偏光測定法で測定されます。黄色の「ナトリウム-D」光 (589 nm) を使用した 20 °C (68 °F) での比旋光度は +66.47° です。市販の砂糖サンプルは、このパラメータを使用して分析されます。スクロースは、周囲条件では劣化しません。
熱および酸化分解
スクロースは高温でも溶けません。その代わりに、186 °C (367 °F) で分解してキャラメルを形成します。他の炭水化物と同様に、次の簡略化された式に従って二酸化炭素と水に燃焼します。
C 12 H 22 O 11 + 12 O 2 → 12 CO 2 + 11 H 2 O
蔗糖と酸化剤の硝酸カリウムを混ぜると、アマチュア用ロケットモーターの推進に使用されるロケットキャンディと呼ばれる燃料が生成されます。 [10]
C 12 H 22 O 11 + 6 KNO 3 → 9 CO + 3 N 2 + 11 H 2 O + 3 K 2 CO 3
ただし、この反応は多少単純化されています。炭素の一部は完全に酸化されて二酸化炭素になり、水性ガスシフト反応などの他の反応も起こります。より正確な理論式は次のとおりです。
C 12 H 22 O 11 + 6.288 KNO 3 → 3.796 CO 2 + 5.205 CO + 7.794 H 2 O + 3.065 H 2 + 3.143 N 2 + 2.988 K 2 CO 3 + 0.274 KOH [11]
ショ糖は、塩酸と塩素酸カリウムの反応によって生成される塩素酸で燃えます。
8 HClO 3 + C 12 H 22 O 11 → 11 H 2 O + 12 CO 2 + 8 HCl
スクロースは硫酸で脱水すると、次の理想的な式に示すように、黒色の炭素を多く含む固体になります。
H 2 SO 4 (触媒) + C 12 H 22 O 11 → 12 C + 11 H 2 O + 熱 (そして熱の結果としていくらかの H 2 O + SO 3が生成) 。
ショ糖の分解の式は 2 段階の反応として表すことができます。最初の簡略化された反応はショ糖が脱水されて純粋な炭素と水になり、次に炭素が空気中のO 2によってCO 2に酸化されるというものです。
C 12 H 22 O 11 + 熱 → 12 C + 11 H 2 O
12 C + 12 O 2 → 12 CO 2
加水分解
加水分解によりグリコシド結合が切断され、ショ糖はグルコースとフルクトースに変換されます。しかし、加水分解は非常に遅いため、ショ糖溶液は何年も放置してもほとんど変化しません。しかし、スクラーゼ酵素 を加えると、反応は急速に進行します。[12]加水分解は、酒石酸やレモン汁などの弱酸によっても促進されます。同様に、胃酸は消化中にショ糖をグルコースとフルクトースに変換しますが、それらの間の結合は酸によって切断されるアセタール結合です。
ショ糖の燃焼熱は1349.6kcal/mol、ブドウ糖は673.0kcal/mol、果糖は675.6kcal/molと（より高い）ため、[13]加水分解によりショ糖1モルあたり約1.0kcal（4.2kJ）、または生成物1グラムあたり約3カロリーが放出されます。
ショ糖の合成と生合成
スクロースの生合成は、スクロース-6-リン酸合成酵素の触媒により、前駆体であるUDP-グルコースとフルクトース-6-リン酸を経由して進行します。反応に必要なエネルギーは、ウリジン二リン酸（UDP）の分解によって得られます。スクロースは、植物、藻類、シアノバクテリアによって生成されますが、他の生物では生成されません。スクロースは光合成の最終産物であり、単糖類のフルクトースとともに多くの食用植物に天然に含まれています。パイナップルやアプリコットなど、多くの果物では、スクロースが主要な糖です。ブドウやナシなど、その他の果物では、フルクトースが主要な糖です。
化学合成
他者による数々の失敗の後、レイモンド・ルミューとジョージ・フーバーは1953年にアセチル化されたグルコースとフルクトースからスクロースを合成することに成功した。[14]
出典
自然界では、ショ糖は多くの植物、特にその根、果実、花の蜜に含まれています。これは、ショ糖が主に光合成からのエネルギーを蓄える手段として機能しているためです。[15] [16]多くの哺乳類、鳥類、昆虫、細菌は植物に蓄積してショ糖を食べており、一部の動物にとってはショ糖が主な食料源となっています。ミツバチはショ糖を摂取しますが、ミツバチが生産する蜂蜜は主に果糖とブドウ糖で構成されており、ショ糖はごくわずかしか含まれていません。[17]
果物が熟すと、ショ糖含有量は通常急激に増加しますが、果物によってはショ糖がほとんど含まれないものもあります。これには、ブドウ、サクランボ、ブルーベリー、ブラックベリー、イチジク、ザクロ、トマト、アボカド、レモン、ライムなどが含まれます。
スクロースは天然に存在する糖ですが、工業化の進展とともに精製され、あらゆる種類の加工食品に消費されるようになりました。
生産
ショ糖精製の歴史
19 世紀の砂糖生産。サトウキビ農園 (上の画像) では奴隷や年季奉公人が雇用されていた。この写真では、労働者がサトウキビを収穫し、それを船に積み込んで工場に輸送している様子が写っている。右下ではヨーロッパ人の監督者が見守っている。下の画像は、2 つの炉の煙突がある砂糖工場である。砂糖工場とプランテーションは過酷で非人道的な労働だった。[18]
砂糖の生産には長い歴史があります。一部の学者は、インド人が砂糖を結晶化する方法を発見したのは紀元350年頃のグプタ王朝の時代だと主張しています。 [19]
他の学者は、紀元前8世紀の中国の古代写本を指摘し、そこにはサトウキビに関する最も古い歴史的言及の1つが含まれており、サトウキビに関する知識はインドに由来するという事実が含まれています。[20]紀元前500年頃までに、現代のインドの住民は砂糖シロップを作り始め、大きな平らなボウルで冷やして、保管と輸送が容易な生の砂糖の結晶を作りました。地元のインド語では、これらの結晶はカンダ（खण्ड ）と呼ばれ、キャンディという言葉の語源となっています。[21]
アレクサンダー大王の軍隊は、部隊がそれ以上東へ進むことを拒否したため、インダス川のほとりで足止めされた。彼らはインド亜大陸の人々がサトウキビを栽培し、「粒状の塩のような甘い粉」を作っているのを目にした。これは現地ではサカール( साखर )、( شکر ) と呼ばれ、ギリシア語 (現代ギリシア語ではザカリ、ζάχαρη ) ではサッカロン( ζακχαρον )と発音される。帰路、ギリシア兵士たちは「蜜のなる葦」をいくつか持ち帰った。サトウキビは1000年以上もの間、限られた作物のままであった。砂糖は希少な商品であり、砂糖商人は裕福になった。経済力の絶頂期にあったヴェネツィアは、ヨーロッパの主要な砂糖流通センターであった。[20]ムーア人はシチリア島とスペインで砂糖の生産を開始した。十字軍の遠征以降、ヨーロッパではサトウキビが甘味料として蜂蜜に匹敵するようになりました。スペイン人は1506年に西インド諸島でサトウキビの栽培を開始しました（キューバでは1523年）。ポルトガル人は1532年に ブラジルで初めてサトウキビを栽培しました。
18世紀まで、砂糖は世界の多くの地域で贅沢品であり、富裕層だけがそれを買うことができました。18世紀には、テーブルシュガーの需要がヨーロッパで急増し、19世紀までには砂糖は人類の必需品と見なされるようになりました。[22]砂糖の使用は、紅茶からケーキ、菓子類、チョコレートへと広がりました。供給者は、消費者が砂糖ニップと呼ばれるペンチのような道具を使って破片を切り取る 必要のある固形コーンなどの新しい形の砂糖を販売しました。
より安価な砂糖の需要が、労働集約的なサトウキビ農園と砂糖製造が盛んな熱帯の島や国の植民地化を部分的に促進した。高温多湿の気候でサトウキビを栽培し、高温の製糖工場で砂糖を生産することは、過酷で非人道的な仕事だった。この仕事のための安価な労働力の需要が、まずアフリカ（特に西アフリカ）からの奴隷貿易を促し、続いて南アジア（特にインド）からの年季奉公貿易を促した。[18] [23] [24]数百万の奴隷、続いて数百万の年季奉公人がカリブ海、インド洋、太平洋諸島、東アフリカ、ナタール、南アメリカの北部と東部、東南アジアに連れてこられた。過去2世紀に定住した多くの国の現代の民族混合は、砂糖の影響を受けてきた。[25] [26] [27]
18世紀後半から、砂糖の生産はますます機械化されていった。1768年、ジャマイカの製糖工場に蒸気機関が初めて導入され、その後すぐに蒸気が直接燃焼に取って代わり、プロセスの熱源となった。同世紀、ヨーロッパ人は他の作物から砂糖を生産する実験を始めた。アンドレアス・マルグラフはビートの根にスクロースが含まれていることを発見し[28]、彼の弟子フランツ・アチャールトはシレジア（プロイセン）にビート砂糖加工工場を建設した。ビート砂糖産業は、フランスと大陸がカリブ海の砂糖から切り離されたナポレオン戦争中に始まった。2009年には、世界の砂糖の約20％がビートから生産された。[29]
現在、1日あたり約1,500トンの砂糖を生産する大規模なビート精製所では、24時間生産のために約150人の常勤労働者が必要です。[要出典]
トレンド
テーブルシュガー（スクロース）は植物由来である。2つの重要な砂糖作物が主流である。サトウキビ（Saccharum spp.）とテンサイ（Beta vulgaris）で、植物の乾燥重量の12％から20％が砂糖である。マイナーな商業用砂糖作物には、ナツメヤシ（ Phoenix dactylifera）、ソルガム（Sorghum vulgare）、サトウカエデ（Acer saccharum）などがある。スクロースはこれらの作物を熱湯で抽出することで得られる。抽出物を濃縮するとシロップが得られ、そこから固体のスクロースを結晶化することができる。2017年、テーブルシュガーの世界生産量は1億8500万トンに達した。[30]
サトウキビは霜に耐えられないため、サトウキビ砂糖のほとんどは温暖な気候の国で生産されます。一方、テンサイは涼しい温帯地域でのみ生育し、極度の暑さには耐えられません。スクロースの約 80 パーセントはサトウキビから得られ、残りはほぼすべてテンサイから得られます。
2018年半ばの時点で、インドとブラジルの砂糖生産量はほぼ同量の3,400万トンで、これに続いて欧州連合、タイ、中国が主要生産国となっている。[31]インド、欧州連合、中国は2018年の国内砂糖消費量上位国であった。[31]
ビート糖は、北西ヨーロッパと東ヨーロッパ、北日本、および米国の一部地域（カリフォルニアを含む）など、気候の涼しい地域で生産されています。北半球では、ビートの生育シーズンは 9 月頃の収穫開始とともに終了します。収穫と加工は 3 月まで続く場合もあります。加工工場の稼働能力と天候の両方が、収穫と加工の期間に影響します。業界では、収穫したビートを加工するまで保管できますが、霜害を受けたビートは事実上加工できなくなります。
米国は生産者を支援するために砂糖の価格を高く設定しており、その結果、砂糖を以前購入していた多くの企業がコーンシロップに切り替えたり（飲料メーカー）、国外に移転したり（キャンディーメーカー）している。
小麦とトウモロコシから生産されるブドウ糖シロップの低価格は、伝統的な砂糖市場を脅かしています。人工甘味料と組み合わせて使用することで、飲料メーカーは非常に低コストの製品を生産することができます。
高果糖コーンシロップ
高果糖コーンシロップ（HFCS）は、食品や飲料の製造における甘味料として、精製ショ糖よりも大幅に安価である。[32]このため、米国の工業食品生産においてショ糖はHFCSやその他の非ショ糖天然甘味料に部分的に置き換えられている。[32] [33]
公共メディアの報道では、HFCS はショ糖よりも安全性が低いとみなされている。[32] [33]しかし、最も一般的な形態の HFCS には、主に加工食品に使用される 42% の果糖、または主にソフトドリンクに使用される 55% の果糖が含まれているのに対し、ショ糖には 50% の果糖が含まれている。グルコースと果糖の含有量がほぼ同じであることを考えると、安全性に大きな違いはないと思われる。[32] [34]臨床栄養士、医療専門家、および米国食品医薬品局(FDA) は、食事中の糖類が特定の健康問題に関連する空カロリーの原因であることに同意しており、砂糖ベースの甘味料の全体的な摂取量を制限することを推奨している。[32] [33] [34]
種類
杖
紀元前6世紀以来、サトウキビ生産者は、サトウキビから収穫した植物性材料を粉砕し、ジュースを集めて濾過してきました。次に、多くの場合は石灰（酸化カルシウム）で液体を処理して不純物を取り除き、中和します。次に、ジュースを沸騰させると、沈殿物が底に沈んで浚渫され、一方、スカムは表面に浮かび上がってすくい取られます。冷却すると、通常は撹拌の過程で液体が結晶化し、砂糖の結晶が生成されます。通常、遠心分離機は結晶化していないシロップを取り除きます。生産者はその後、砂糖製品をそのまま販売するか、より軽いグレードにするためにさらに加工することができます。後の加工は、他の国の別の工場で行われる場合もあります。
サトウキビはブラジル農業の主要部分であり、ブラジルはサトウキビとその派生製品（結晶糖やエタノール（エタノール燃料）など）の世界最大の生産国である。[35]
ビート
ビート糖の生産者は、洗浄したビートをスライスし、その後「拡散装置」で熱湯を使って糖分を抽出します。次に、アルカリ溶液（「石灰乳」と石灰窯からの二酸化炭素）が不純物を沈殿させる役割を果たします（炭酸化を参照）。濾過後、[説明が必要]蒸発によりジュースが約 70% の固形分まで濃縮され、制御された結晶化により糖分が抽出されます。遠心分離機で液体から糖分結晶が除去され、結晶化装置で再利用されます。経済的な制約によりこれ以上糖分を除去できない場合、製造業者は残りの液体（現在では糖蜜と呼ばれています）を廃棄するか、動物飼料の生産者に販売します。
得られた白砂糖をふるいにかけて、販売用に異なる等級の砂糖を作ります。
サトウキビとビート
ビートから作られた完全に精製された砂糖とサトウキビから作られた砂糖を区別することは困難です。 1 つの方法は、炭素の同位体分析です。 サトウキビはC4 炭素固定を使用し、ビートはC3 炭素固定を使用するため、スクロース中の13 Cと12 C同位体の比率が異なります。 検査は、欧州連合の補助金の不正使用を検出したり、不純物が混入したフルーツジュースの検出に役立てたりするために使用されています。
サトウキビは暑い気候によく耐えますが、サトウキビの生産にはテンサイの生産の約4倍の水が必要です。その結果、伝統的にサトウキビ糖を生産していた一部の国（エジプトなど）では、2008年頃から新しいテンサイ糖工場を建設しています。一部の製糖工場では、サトウキビとテンサイの両方を加工し、そのようにして加工期間を延長しています。
砂糖の生産では、使用される原材料と生産場所に応じて大幅に異なる残留物が残ります。サトウキビ糖蜜は食品の調理によく使用されますが、テンサイ糖蜜は人間にとって口に合わないため、最終的には主に工業用発酵原料（アルコール蒸留所など）または動物飼料として使用されます。乾燥すると、どちらのタイプの糖蜜も燃焼用の燃料として使用できます。
純粋なビート糖は市場で見つけるのが難しいので、ラベルが貼られている。一部のメーカーは自社製品に「純粋なサトウキビ糖」と明確にラベルを貼っているが、ビート糖はほとんどの場合、単に砂糖または純粋な砂糖とだけラベルが貼られている。ビート糖製造大手5社へのインタビューで、多くのストアブランドまたは「プライベートラベル」の砂糖製品は純粋なビート糖であることが明らかになった。ロットコードを使用すると、砂糖の生産元と工場を特定できるため、コードがわかればビート糖を特定できる。[36]
料理用砂糖
ミルホワイト
ミルホワイトはプランテーションホワイトとも呼ばれ、クリスタルシュガーまたは上質砂糖とも呼ばれ、粗糖から生産されます。製造中に二酸化硫黄にさらされることで色素化合物の濃度が下がり、結晶化プロセス中に色がさらに濃くなるのを防ぎます。サトウキビ栽培地域では一般的ですが、この製品は保存や輸送に適していません。数週間後には不純物によって変色や固まりが促進される傾向があるため、このタイプの砂糖は一般的に地元での消費に限定されています。[37]
ブランコ・ディレクト
インドやその他の南アジア諸国で一般的な白砂糖であるブランコ ディレクトは、ビート糖の精製で使用される炭酸化技術に似た、リン酸と水酸化カルシウムを使用してサトウキビのジュースから多くの不純物を沈殿させることによって生産されます。ブランコ ディレクトは、ミル ホワイト シュガーよりも純粋ですが、ホワイト精製よりも純粋ではありません。
白の精製
精製白砂糖は、北米とヨーロッパで最も一般的な砂糖です。精製砂糖は、水酸化カルシウムと二酸化炭素を含む炭酸化プロセスであるブランコ ディレクトで使用される方法に似たリン酸を使用して、生の砂糖を溶解して精製するか、さまざまな濾過戦略によって作られます。その後、活性炭または骨炭の層で濾過してさらに精製されます。ビート糖の精製工場では、中間の生の段階なしで、精製白砂糖を直接生産します。[説明が必要]
白い精製砂糖は、通常、グラニュー糖として販売されており、固まらないように乾燥させてあり、家庭用や工業用にさまざまな結晶サイズで販売されています。
- サンディングシュガー（「パールシュガー」、「デコレーションシュガー」、「ニブドシュガー」、またはシュガーニブとも呼ばれる）などの粗粒の砂糖は、焼き菓子やキャンディーに輝きと風味を加えるために使用される粗粒の砂糖です。その大きな反射結晶は、熱にさらされても溶解しません。
- グラニュー糖は、テーブルシュガーとしてよく知られており、粒径は直径約0.5mmです。[38]「角砂糖」は、グラニュー糖と砂糖シロップを混ぜて作られる、食べやすい塊です。
- キャスター（0.35 mm）[38]は、イギリスやその他の英連邦諸国で非常に細かい砂糖で、砂糖の粒が、食卓で砂糖を振りかけるための穴の開いた小さな容器であるシュガーキャスターを通れるほど小さいことからこの名がつけられました。 [39]ベーキングやミックスドリンクによく使われ、米国では「スーパーファイン」砂糖として販売されています。その細かさのため、通常の白砂糖よりも早く溶け、メレンゲや冷たい液体に特に便利です。グラニュー糖を乳鉢やフードプロセッサーで数分間挽くことで、家庭でキャスターシュガーを作ることができます。
- 粉砂糖、 10倍糖、 粉砂糖（0.060 mm）、または粉砂糖（0.024 mm）は、砂糖を細かく粉砕して作られます。製造業者は、固まるのを防ぐために、コーンスターチ（1%～3%）またはリン酸三カルシウムのいずれかの固まり防止剤を少量加える場合があります。
ブラウン シュガーは、サトウキビの精製の最終段階で、糖蜜を多く含む細かい結晶が形成されるか、または白の精製砂糖をサトウキビの糖蜜シロップ (黒糖) でコーティングして作られます。ブラウン シュガーの色と味は糖蜜の含有量が増えるほど濃くなり、保湿性も高まります。ブラウン シュガーは空気にさらされると固くなる傾向がありますが、適切な取り扱いをすれば元に戻すことができます。
測定
溶解糖含有量
科学者や砂糖業界では、アドルフ・ブリックスが導入したブリックス度（記号 °Bx）を、液体中の溶解物質と水の質量比の測定単位として使用しています。25 °Bx のショ糖溶液には、液体 100 グラムあたり 25 グラムのショ糖が含まれています。言い換えると、100 グラムの溶液には 25 グラムのショ糖と 75 グラムの水が存在します。
ブリックス度は赤外線センサーを使用して測定されます。この測定値は、溶解した固形物全体ではなく溶解した糖の濃度のみを測定するため、密度や屈折率の測定によるブリックス度と同じではありません。屈折計を使用する場合は、結果を「屈折乾燥物質」(RDS) として報告する必要があります。ある液体は 20 °Bx RDS を持つと表現されることがあります。これは、総乾燥固形物の重量パーセントの測定値を指し、赤外線法で測定されたブリックス度とは技術的に同じではありませんが、スクロースが乾燥固形物の大部分を占めるため、スクロース含有量の正確な測定値となります。インライン赤外線ブリックス測定センサーの登場により、直接測定を使用して製品内の溶解した糖の量を測定することが経済的になりました。
消費
精製砂糖は18世紀以前は贅沢品でした。18世紀に広く普及し、19世紀には必需品となりました。砂糖の味覚の変化と、必須の食品成分としての砂糖の需要は、大きな経済的、社会的変化を引き起こしました。[22]最終的に、テーブルシュガーは十分に安価で一般的なものとなり、標準的な料理やフレーバードリンクに影響を与えました。
スクロースは、菓子類やデザートの主成分です。料理人はスクロースを甘味料として使います。また、十分な濃度で使用すると、食品保存料としても機能します。スクロースは、ビスケットやクッキー、ケーキやパイ、キャンディー、アイスクリームやシャーベットなど、多くの食品の構造に重要です。多くの加工食品やいわゆる「ジャンクフード」によく使われる材料です。
栄養情報
| 100 g (3.5 オンス) あたりの栄養価 | |||||||||||||||||||||||||||||
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| エネルギー | 1,620kJ（390kcal） | ||||||||||||||||||||||||||||
100グラム | |||||||||||||||||||||||||||||
0グラム | |||||||||||||||||||||||||||||
0グラム | |||||||||||||||||||||||||||||
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USDAデータベースエントリへのリンク | |||||||||||||||||||||||||||||
| †割合は米国の成人に対する推奨値に基づいて推定されています。[40]ただし、カリウムについては米国アカデミーの専門家の推奨値に基づいて推定されています。[41] | |||||||||||||||||||||||||||||
完全に精製された砂糖は99.9%がショ糖であるため、食事栄養素としては炭水化物のみで、 100gあたり390キロカロリーとなります（表）。 [42]完全に精製された砂糖には重要な微量栄養素は含まれていません（表）。[42]
ショ糖の代謝
ヒトや他の哺乳類では、スクロースは十二指腸の内壁を覆う微絨毛の膜にあるスクラーゼまたはイソマルターゼ配 糖体加水分解酵素によって、構成単糖類であるグルコースとフルクトースに分解されます。[43] [44]結果として生じたグルコースとフルクトースの分子は、その後急速に血流に吸収されます。細菌や一部の動物では、スクロースはインベルターゼという酵素によって消化されます。スクロースは吸収されやすい主要栄養素で、すぐにエネルギー源となり、摂取すると血糖値の急上昇を引き起こします。純粋な炭水化物としてのスクロースのエネルギー含有量は、1グラムあたり3.94 キロカロリー（または1 グラムあたり 17キロジュール）です。
過剰に摂取すると、ショ糖はメタボリックシンドロームの発症に寄与する可能性があり、成人および小児において2型糖尿病、インスリン抵抗性、体重増加、肥満のリスク増加につながる可能性がある。 [45] [46]
虫歯
虫歯は、糖類、特にショ糖の摂取に関連する明らかな健康被害となっている。歯垢にはストレプトコッカス・ミュータンスなどの口腔細菌が生息し、遊離糖（ショ糖だけでなく、ブドウ糖、乳糖、果糖、調理されたデンプンも含む）[47]を乳酸に代謝する。その結果生じた乳酸は歯の表面のpHを下げ、虫歯として知られるプロセスで歯からミネラルを奪う。[48] [49]
6炭素糖と6炭素糖に基づく二糖類はすべて、歯垢細菌によって歯を脱灰する酸に変換されますが、スクロースはStreptococcus sanguinis（旧称Streptococcus sanguis）とStreptococcus mutansに特に有用である可能性があります。[50] [51]スクロースは、細胞外酵素によって粘着性のあるグルカン（デキストランのような多糖類）に変換できる唯一の食物糖です。[52]これらのグルカンにより、細菌は歯の表面に付着し、プラークの厚い層を構築することができます。プラーク深部の嫌気性条件は酸の形成を促進し、それがう蝕病変につながります。したがって、スクロースにより、S. mutans、S. sanguinis、および他の多くの細菌種が強く付着し、唾液の流れなどによる自然な除去に抵抗する可能性がありますが、ブラッシングでは簡単に除去できます。歯垢細菌によって生成されるグルカンとレバン（果糖多糖類）は、細菌の予備食料としても機能します。虫歯の形成におけるショ糖のこのような特別な役割は、ショ糖が最も望ましい甘味料としてほぼ普遍的に使用されていることを考慮すると、はるかに重要です。ショ糖が高果糖コーンシロップ（HFCS）に広く置き換えられても、ショ糖の危険性は減少していません。食事に含まれるショ糖の量が少ない場合でも、厚い嫌気性プラークを形成するには十分であり、プラーク細菌はHFCSに含まれるグルコースやフルクトースなど 、食事中の他の糖を代謝します[51] 。
グリセミック指数
スクロースは50%のグルコースと50%のフルクトースからなる二糖類で、グリセミック指数は65です。 [53] スクロースは急速に消化されますが、[54] [55]フルクトースを含んでいるため、血糖値への影響は最小限であるため、グリセミック指数は比較的低くなります。[54]
他の糖と同様に、スクロースはスクラーゼという酵素によってグルコース（血糖）に分解されます。グルコース成分は血液中に輸送され、そこで即時の代謝需要を満たすか、肝臓でグリコーゲンに変換されて蓄えられます。[55]
痛風
痛風の発症は尿酸の過剰生産と関係がある。ショ糖を多く含む食事はインスリンのレベルを上昇させ、尿酸の体外排出を妨げるため、痛風を引き起こす可能性がある。体内の尿酸濃度が上昇すると、関節液中の尿酸濃度も上昇し、臨界濃度を超えると尿酸が結晶化し始める。研究者は、果糖を多く含む甘い飲み物が痛風の症例の急増に関係していると考えている。[56] [57]
ショ糖不耐症
国連の食事に関する勧告
2015年、世界保健機関は、多分野にわたる専門家グループによる利用可能な科学的証拠の広範なレビューの結果として、成人および子供の糖分摂取に関する新しいガイドラインを発表しました。ガイドラインでは、成人および子供の両方に対して、遊離糖（製造者、調理者または消費者によって食品および飲料に添加される単糖類および二糖類、および蜂蜜、シロップ、フルーツジュース、フルーツジュース濃縮物に自然に含まれる糖分）の摂取が総エネルギー摂取量の10％未満になるようにすることを推奨しています。総エネルギー摂取量の5％未満のレベルであれば、特に虫歯に関して、さらなる健康上の利点があります。[58]
宗教上の懸念
砂糖精製業界では、脱色に骨炭（動物の骨を焼いたもの）をよく使用します。 [59] [60]米国で生産される砂糖の約25％は骨炭をフィルターとして使用して処理され、残りは活性炭で処理されます。骨炭は完成した砂糖には残らないと思われるため、ユダヤ教の宗教指導者は、骨炭で濾過された砂糖をパレベと見なしています。パレベとは、肉でも乳製品でもなく、どちらの種類の食品にも使用できることを意味します。ただし、砂糖がコーシャであるためには、骨炭はコーシャ動物（牛、羊など）に由来する必要があります。[60]
貿易と経済
歴史を通じて世界で最も広く取引されている商品の 1 つである砂糖は、世界のドライ貨物市場の約 2% を占めています。[要出典]国際砂糖価格は、過去 50 年間で 1 ポンドあたり約 3 セントから 60 セント以上[要説明][アップデート]まで変動が大きくなっています。世界の 180 カ国のうち約 100 カ国がビートまたはサトウキビから砂糖を生産し、さらに数カ国が粗糖を精製して白砂糖を生産しており、すべての国が砂糖を消費しています。砂糖の消費量は、エチオピアの 1 人あたり年間約 3 キログラム (6.6 ポンド) からベルギーの約 40 キログラム (88 ポンド) までの範囲です。[要出典] 1 人あたりの消費量は 1 人あたりの所得とともに増加し、中所得国では 1 人あたり年間約 35 キログラム (77 ポンド) で頭打ちになります。
多くの国が砂糖生産に多額の補助金を出しています。欧州連合、米国、日本、および多くの発展途上国は国内生産に補助金を出しており、輸入には高い関税を維持しています。これらの国の砂糖価格は国際市場の価格の 3 倍に達することがよくあります。現在[アップデート]、世界市場の砂糖先物価格は[アップデート]堅調であり、そのような価格は通常、世界価格の 2 倍です。
国際貿易機関、特に世界貿易機関(WTO)では、ブラジルが率いる「G20 」諸国は、これらの砂糖市場は本質的にサトウキビの輸入を排除しているため、G20 諸国の砂糖生産者は自由貿易の場合よりも低い価格で砂糖を買っていると長い間主張してきた。欧州連合と米国はともに、特定の開発途上国および後発開発途上国(LDC) が通常の輸入関税を免除されて一定量の砂糖を自国の市場に販売できる貿易協定を維持しているが、こうした優遇貿易制度の対象外の国々は、こうした取り決めが国際貿易の「最恵国待遇」原則に違反していると不満を述べている。このため、過去には数多くの関税や課税が行われてきた。
2004年、WTOはサトウキビ砂糖輸出国グループ（ブラジルとオーストラリアが主導）の側に立ち、EU砂糖制度と、アフリカ、カリブ海諸国、太平洋諸国に欧州砂糖市場への優先アクセスを認める付随のACP-EU砂糖議定書を違法とする判決を下した。 [61]この判決とWTOの他の判決を受けて、またEU砂糖制度に対する内部からの圧力を受けて、欧州委員会は2005年6月22日、EU砂糖制度の抜本的改革を提案し、価格を39%引き下げ、EUからの砂糖輸出をすべて廃止した。[62]
2007年には、米国の砂糖プログラムが次の改革のターゲットになるかに思われた[63] 。しかし、一部の評論家は、米国の砂糖業界からの激しいロビー活動を予想していた。砂糖業界は、2006年の米国選挙で、米国の他のどの食品生産者グループよりも多額の270万ドルを米国下院および上院の現職議員に寄付した。 [64]砂糖ロビイストの中で特に目立っていたのは、米国の政治システムにおいて民主党と共和党の両方に最も多額のソフトマネーを寄付した、いわゆる「砂糖王」であるファンジュル兄弟だった。[65] [66][アップデート]
少量の砂糖、特に特殊グレードの砂糖は「フェアトレード」商品として市場に出回っている。フェアトレード制度では、通常よりも多くの収益が開発途上国の小規模農家を支援するという理解のもと、これらの製品を生産・販売している。しかし、フェアトレード財団が「フェアトレード」と銘打った砂糖に対して小規模農家に1トンあたり60ドルのプレミアムを提供しているのに対し、[67]米国砂糖プログラムやACP-EU砂糖議定書などの政府制度は、世界市場価格よりも1トンあたり約400ドル高いプレミアムを提供している。しかし、EUは2007年9月14日に「EUへの砂糖輸入に対するすべての関税と割当を撤廃する」と発表している。[68]
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さらに読む
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、スクロースに関連するメディアがあります。
- オリジナルからアーカイブされたショ糖の3D画像
- CDC – NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド