Сахароза , дисахарид , представляет собой сахар , состоящий из субъединиц глюкозы и фруктозы . Он производится естественным путем в растениях и является основным компонентом белого сахара . Имеет молекулярную формулу C.
12ЧАС
22О
11.
Для потребления человеком сахарозу экстрагируют и очищают из сахарного тростника или сахарной свеклы . Сахарные заводы , обычно расположенные в тропических регионах рядом с местами выращивания сахарного тростника, измельчают тростник и производят сахар-сырец, который отправляется на другие заводы для переработки в чистую сахарозу. Заводы по производству сахарной свеклы расположены в умеренном климате , где выращивается свекла, и перерабатывают свеклу непосредственно в рафинированный сахар. Процесс рафинирования сахара включает промывку кристаллов сахара-сырца перед растворением их в сахарном сиропе, который фильтруется, а затем пропускается через уголь для удаления остаточного цвета. Затем сахарный сироп концентрируют путем кипячения в вакууме и кристаллизуют в ходе окончательного процесса очистки с получением кристаллов чистой сахарозы, которые являются прозрачными, без запаха и сладкими.
Сахар часто является добавленным ингредиентом в производстве продуктов питания и рецептах. В 2017 году во всем мире было произведено около 185 миллионов тонн сахара. [6]
Сахароза особенно опасна как фактор риска кариеса, поскольку бактерии Streptococcus mutans превращают ее в липкий внеклеточный полисахарид на основе декстрана , который позволяет им слипаться, образуя зубной налет . Сахароза — единственный сахар, который бактерии могут использовать для образования липкого полисахарида. [7]
Слово сахароза было придумано в 1857 году английским химиком Уильямом Миллером [8] из французского sucre («сахар») и общего химического суффикса сахаров -оза . В научной литературе для обозначения сахарозы часто используется сокращенный термин Suc .
Название сахароза было придумано в 1860 году французским химиком Марселленом Бертло . [9] Сахароза — устаревшее название сахаров в целом, особенно сахарозы.
В сахарозе мономеры глюкоза и фруктоза связаны эфирной связью между С1 на глюкозильной субъединице и С2 на фруктозильной единице. Эта связь называется гликозидной связью . Глюкоза существует преимущественно в виде смеси аномеров «пиранозы» α и β , но сахароза имеет только α-форму. Фруктоза существует в виде смеси пяти таутомеров , а сахароза имеет только β- D -фруктофуранозную форму. В отличие от большинства дисахаридов , гликозидная связь в сахарозе образуется между восстанавливающими концами глюкозы и фруктозы, а не между восстанавливающим концом одной и невосстанавливающим концом другой. Эта связь ингибирует дальнейшее связывание с другими сахаридными единицами и предотвращает спонтанную реакцию сахарозы с клеточными и циркулирующими макромолекулами, как это происходит с глюкозой и другими редуцирующими сахарами. Поскольку сахароза не содержит аномерных гидроксильных групп, ее относят к невосстанавливающим сахарам .
Сахароза кристаллизуется в моноклинной пространственной группе P2 1 с параметрами решетки при комнатной температуре a = 1,08631 нм, b = 0,87044 нм, c = 0,77624 нм, β = 102,938°. [10] [11]
Чистоту сахарозы измеряют поляриметрически , путем вращения плоскополяризованного света раствором сахара. Удельное вращение при 20 ° C (68 ° F) с использованием желтого света «натрий-D» (589 нм) составляет +66,47 °. Коммерческие образцы сахара анализируются с использованием этого параметра. Сахароза не портится в условиях окружающей среды.
Сахароза не плавится при высоких температурах. Вместо этого он разлагается при 186 ° C (367 ° F) с образованием карамели . Как и другие углеводы , он сгорает с образованием углекислого газа и воды. При смешивании сахарозы с окислителем нитратом калия получается топливо, известное как ракетная конфета , которое используется для приведения в движение любительских ракетных двигателей. [12]
С 12 Н 22 О 11 + 6 КНО 3 → 9 СО + 3 Н 2 + 11 Н 2 О + 3 К 2 СО 3
Однако эта реакция несколько упрощена. Некоторая часть углерода действительно полностью окисляется до углекислого газа, а также происходят другие реакции, такие как реакция конверсии водяного газа . Более точное теоретическое уравнение:
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 КОН [13]
Сахароза горит хлорной кислотой , образующейся в результате реакции соляной кислоты и хлората калия :
8 HClO 3 + C 12 H 22 O 11 → 11 H 2 O + 12 CO 2 + 8 HCl
Сахарозу можно дегидратировать серной кислотой с образованием черного твердого вещества, богатого углеродом , как показано в следующем идеализированном уравнении:
H 2 SO 4 (катализатор) + C 12 H 22 O 11 → 12 C + 11 H 2 O + тепло (и некоторое количество H 2 O + SO 3 в результате нагрева) .
Формулу разложения сахарозы можно представить в виде двухстадийной реакции: первая упрощенная реакция — дегидратация сахарозы до чистого углерода и воды, а затем окисление углерода до CO2 с помощью O2 воздуха.
С 12 Н 22 О 11 + тепло → 12 С + 11 Н 2 О
12С + 12 О 2 → 12 СО 2
Гидролиз разрывает гликозидную связь, превращая сахарозу в глюкозу и фруктозу . Однако гидролиз происходит настолько медленно, что растворы сахарозы могут сохраняться годами с незначительными изменениями. Однако если добавить фермент сахаразу , реакция будет протекать быстро. [14] Гидролиз также можно ускорить с помощью кислот, таких как винный камень или лимонный сок, которые являются слабыми кислотами. Аналогично, кислотность желудка превращает сахарозу в глюкозу и фруктозу во время пищеварения, причем связь между ними представляет собой ацетальную связь, которую можно разорвать кислотой.
Учитывая (более высокую) теплоту сгорания 1349,6 ккал/моль для сахарозы, 673,0 для глюкозы и 675,6 для фруктозы, [15] при гидролизе выделяется около 1,0 ккал (4,2 кДж) на моль сахарозы, или около 3 небольших калорий на грамм продукта. .
Биосинтез сахарозы протекает через предшественников УДФ-глюкозы и фруктозо - 6-фосфата , катализируемый ферментом сахарозо-6-фосфатсинтазой . Энергия реакции получается за счет расщепления уридиндифосфата (UDP). Сахароза образуется растениями, водорослями и цианобактериями , но не другими организмами . Сахароза является конечным продуктом фотосинтеза и в природе встречается во многих пищевых растениях вместе с моносахаридом фруктозой. Во многих фруктах, таких как ананас и абрикос , сахароза является основным сахаром. В других, например, в винограде и грушах , фруктоза является основным сахаром.
После многочисленных безуспешных попыток других Раймонду Лемье и Джорджу Хуберу удалось в 1953 году синтезировать сахарозу из ацетилированной глюкозы и фруктозы. [16]
В природе сахароза присутствует во многих растениях, и в особенности в их корнях, плодах и нектарах , поскольку она служит способом запасания энергии, прежде всего за счет фотосинтеза . [17] [18] Многие млекопитающие, птицы, насекомые и бактерии накапливают сахарозу в растениях и питаются ею, а для некоторых она является основным источником пищи. Хотя медоносные пчелы потребляют сахарозу, производимый ими мед состоит в основном из фруктозы и глюкозы и лишь в незначительных количествах сахарозы. [19]
По мере созревания плодов содержание сахарозы в них обычно резко возрастает, однако некоторые плоды сахарозы почти не содержат. Сюда входят виноград, вишня, черника, ежевика, инжир, гранаты, помидоры, авокадо, лимоны и лаймы.
Сахароза — это природный сахар, но с появлением индустриализации ее все чаще рафинируют и используют во всех видах обработанных пищевых продуктов.
Растение Човен, Gypsophila simonii, широко распространено в Чанкыры, где оно является местным видом, и в Турции. В данной работе выделены и исследованы химические и физические свойства незрелых сапонинов, полученных экстракцией из корней эндемичного растения Gypsophila simonii. Полученный сапогенин из экстракта Gypsophila simonii кристаллизовали для рентгеноструктурного анализа; но результаты рентгеноструктурного анализа показали, что кристаллизованное соединение представляло собой сахарозу C12H22O11. [20]
Производство столового сахара имеет давнюю историю. Некоторые ученые утверждают, что индийцы научились кристаллизовать сахар во времена династии Гуптов , около 350 г. н. э. [22]
Другие ученые указывают на древние рукописи Китая, датированные 8 веком до нашей эры, где включено одно из самых ранних исторических упоминаний о сахарном тростнике , а также тот факт, что их знания о сахарном тростнике были получены из Индии . [23] Примерно к 500 г. до н. э. жители современной Индии начали готовить сахарный сироп, охлаждая его в больших плоских мисках, чтобы получить кристаллы сахара-сырца, которые было легче хранить и транспортировать. На местном индийском языке эти кристаллы назывались кханда ( खण्ड ), что является источником слова «конфеты» . [24]
Армия Александра Македонского была остановлена на берегах реки Инд из-за отказа его войск идти дальше на восток. Они видели, как люди на Индийском субконтиненте выращивали сахарный тростник и производили «гранулированный, похожий на соль сладкий порошок», местно называемый сахаром ( साखर ), ( شکر ), который на греческом языке (современный греческий, захари , ζάχαρη ) произносится как сакхарон ( ζακχαρον ). На обратном пути греческие солдаты привезли с собой несколько «медоносных тростников». Сахарный тростник оставался ограниченной культурой на протяжении более тысячелетия. Сахар был редким товаром, и торговцы сахаром разбогатели. Венеция, на пике своего финансового могущества, была главным центром распределения сахара в Европе . [23] Мавры начали производить его на Сицилии и в Испании . Только после крестовых походов он стал конкурировать с медом как подсластитель в Европе. Испанцы начали выращивать сахарный тростник в Вест-Индии в 1506 году ( на Кубе в 1523 году). Португальцы впервые выращивали сахарный тростник в Бразилии в 1532 году.
Сахар оставался роскошью во многих странах мира до 18 века. Только богатые могли себе это позволить. В 18 веке спрос на столовый сахар в Европе резко возрос, а к 19 веку он стал рассматриваться как человеческая необходимость. [25] Использование сахара выросло от использования в чае до тортов , кондитерских изделий и шоколада . Поставщики продавали сахар в новых формах, таких как твердые конусы, что требовало от потребителей использования сахарного зажима , инструмента, похожего на плоскогубцы, чтобы отламывать кусочки.
Спрос на более дешевый столовый сахар отчасти способствовал колонизации тропических островов и стран, где могли процветать трудоемкие плантации сахарного тростника и производство столового сахара. Выращивание сахарного тростника в жарком влажном климате и производство столового сахара на сахарных заводах при высоких температурах было тяжелым и бесчеловечным трудом. Спрос на дешевую рабочую силу для этой работы отчасти сначала стимулировал работорговлю из Африки (в частности, из Западной Африки), а затем торговлю наемной рабочей силой из Южной Азии (в частности, из Индии). [21] [26] [27] Миллионы рабов, а затем миллионы наемных рабочих были доставлены в Карибский бассейн, Индийский океан, на острова Тихого океана, в Восточную Африку, Наталь, северную и восточную части Южной Америки и Юго-Восточную Азию. Современный этнический состав многих народов, заселившихся за последние два столетия, находился под влиянием столового сахара. [28] [29] [30]
Начиная с конца 18 века производство сахара становилось все более механизированным. Паровой двигатель впервые привел в действие сахарный завод на Ямайке в 1768 году, а вскоре после этого пар заменил прямое сжигание в качестве источника технологического тепла. В том же столетии европейцы начали экспериментировать с производством сахара из других культур. Андреас Маргграф идентифицировал сахарозу в корне свеклы [31] , а его ученик Франц Ахард построил в Силезии (Пруссия) завод по переработке сахарной свеклы. Производство свекловичного сахара началось во время наполеоновских войн , когда Франция и континент были отрезаны от карибского сахара. В 2009 году около 20 процентов мирового сахара было произведено из свеклы. [32]
Сегодня крупный свекловичный завод, производящий около 1500 тонн сахара в день, нуждается в постоянной рабочей силе численностью около 150 человек для круглосуточного производства. [ нужна цитата ]
Столовый сахар (сахароза) получают из растительных источников. Преобладают две важные сахарные культуры: сахарный тростник ( Saccharum spp. ) и сахарная свекла ( Beta vulgaris ), в которых сахар может составлять от 12% до 20% сухого веса растения. Второстепенные коммерческие культуры сахара включают финиковую пальму ( Phoenix dactylifera ), сорго ( Sorghum vulgare ) и сахарный клен ( Acer saccharum ). Сахарозу получают экстракцией этих культур горячей водой; концентрирование экстракта дает сиропы, из которых можно кристаллизовать твердую сахарозу. В 2017 году мировое производство столового сахара составило 185 млн тонн. [6]
Большая часть тростникового сахара поступает из стран с теплым климатом, поскольку сахарный тростник не переносит морозов. С другой стороны, сахарная свекла растет только в регионах с более прохладным умеренным климатом и не переносит сильной жары . Около 80 процентов сахарозы получают из сахарного тростника, а остальная часть почти полностью — из сахарной свеклы.
В середине 2018 года Индия и Бразилия имели примерно одинаковое производство сахара – 34 миллиона тонн – за ними следовали Европейский Союз , Таиланд и Китай в качестве основных производителей. [33] Индия, Европейский Союз и Китай были ведущими внутренними потребителями сахара в 2018 году. [33]
Свекловичный сахар поступает из регионов с более прохладным климатом: северо-западной и восточной Европы, северной Японии, а также некоторых районов США (включая Калифорнию). В северном полушарии сезон выращивания свеклы заканчивается началом уборки урожая примерно в сентябре. В некоторых случаях сбор и обработка продолжаются до марта. На продолжительность уборки и переработки влияют наличие мощностей перерабатывающих предприятий и погода: промышленность может хранить собранную свеклу до ее переработки, но поврежденная морозом свекла становится фактически непригодной для переработки.
Соединенные Штаты устанавливают высокие цены на сахар, чтобы поддержать своих производителей, в результате чего многие бывшие покупатели сахара перешли на кукурузный сироп (производители напитков) или уехали из страны (производители конфет).
Низкие цены на глюкозные сиропы , производимые из пшеницы и кукурузы ( кукурузы ), ставят под угрозу традиционный рынок сахара. Используемые в сочетании с искусственными подсластителями , они могут позволить производителям напитков производить очень недорогую продукцию.
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) значительно дешевле в качестве подсластителя для производства продуктов питания и напитков, чем рафинированная сахароза. [34] Это привело к частичному вытеснению сахарозы в промышленном производстве продуктов питания в США HFCS и другими натуральными подсластителями, не содержащими сахарозу. [34] [35]
В сообщениях средств массовой информации HFCS считается менее безопасным, чем сахароза. [34] [35] Однако наиболее распространенные формы HFCS содержат либо 42 процента фруктозы, в основном используемой в обработанных пищевых продуктах, либо 55 процентов фруктозы, в основном используемой в безалкогольных напитках, по сравнению с сахарозой, которая на 50 процентов состоит из фруктозы. Учитывая примерно одинаковое содержание глюкозы и фруктозы, существенной разницы в безопасности не наблюдается. [34] [36] Клинические диетологи , медицинские работники и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) согласны с тем, что диетические сахара являются источником пустых калорий , связанных с определенными проблемами со здоровьем, и рекомендуют ограничить общее потребление подсластителей на основе сахара. [34] [35] [36]
С VI века до нашей эры производители тростникового сахара измельчали растительный материал сахарного тростника, чтобы собрать и отфильтровать сок. Затем они обрабатывают жидкость, часто известью ( оксидом кальция ), для удаления примесей, а затем нейтрализуют ее. Затем кипячение сока позволяет осадку осесть на дно для выкапывания, в то время как накипь поднимается на поверхность для снятия пены. При охлаждении жидкость кристаллизуется, обычно в процессе перемешивания, с образованием кристаллов сахара. Центрифуги обычно удаляют некристаллизованный сироп. Затем производители могут либо продать сахарный продукт для использования как есть, либо переработать его для получения более легких сортов. Последующая обработка может происходить на другом заводе в другой стране.
Сахарный тростник является основным компонентом сельского хозяйства Бразилии; Страна является крупнейшим в мире производителем сахарного тростника и продуктов его переработки, таких как кристаллический сахар и этанол ( этанольное топливо ). [37]
Производители свекловичного сахара нарезают промытую свеклу, затем экстрагируют сахар горячей водой в « диффузоре ». Щелочной раствор (« известковое молоко » и углекислый газ из известковой печи) затем служит для осаждения примесей (см. Карбонизация ). После фильтрации [ необходимо осветление ] выпаривание концентрирует сок до содержания около 70% твердых веществ, а контролируемая кристаллизация экстрагирует сахар. Центрифуга удаляет кристаллы сахара из жидкости, которая перерабатывается на стадиях кристаллизатора. Когда экономические ограничения не позволяют удалить больше сахара, производитель выбрасывает оставшуюся жидкость, известную теперь как патока , или продает ее производителям кормов для животных.
В результате просеивания полученного белого сахара получаются разные сорта для продажи.
Трудно отличить полностью рафинированный сахар, произведенный из свеклы и тростника. Один из способов — изотопный анализ углерода. В тростнике используется фиксация углерода C4 , а в свекле — фиксация углерода C3 , что приводит к разному соотношению изотопов 13 C и 12 C в сахарозе. Тесты используются для выявления мошеннического злоупотребления субсидиями Европейского Союза или для выявления фальсифицированных фруктовых соков .
Сахарный тростник лучше переносит жаркий климат, но для производства сахарного тростника требуется примерно в четыре раза больше воды, чем для производства сахарной свеклы. В результате некоторые страны, которые традиционно производили тростниковый сахар (например, Египет ), примерно с 2008 года построили новые заводы по производству свекловичного сахара. Некоторые сахарные заводы перерабатывают как сахарный тростник, так и сахарную свеклу и таким образом продлевают период их переработки.
Производство сахара оставляет остатки, которые существенно различаются в зависимости от используемого сырья и места производства. Хотя тростниковая патока часто используется при приготовлении пищи, люди находят патоку из сахарной свеклы невкусной, и, следовательно, она в основном используется в качестве сырья для промышленных ферментаций (например, на спиртовых заводах) или в качестве корма для животных . После высыхания любой тип патоки может служить топливом для сжигания.
Чистый свекловичный сахар с такой маркировкой трудно найти на рынке. Хотя некоторые производители четко маркируют свой продукт как «чистый тростниковый сахар», свекловичный сахар почти всегда обозначается просто как сахар или чистый сахар. Интервью с пятью крупнейшими компаниями-производителями свекловичного сахара показали, что многие сахарные продукты торговых марок или «частных торговых марок» представляют собой чистый свекловичный сахар. Код партии можно использовать для идентификации компании и завода, с которого поступил сахар, что позволяет идентифицировать свекловичный сахар, если известны коды. [38]
Мельничный белый, также называемый плантационным белым, кристаллическим сахаром или сахаром высшего качества, производится из сахара-сырца. Во время производства он подвергается воздействию диоксида серы , чтобы снизить концентрацию красящих соединений и помочь предотвратить дальнейшее развитие цвета в процессе кристаллизации. Хотя этот продукт распространен в районах выращивания сахарного тростника, он плохо хранится и транспортируется. Через несколько недель его примеси вызывают изменение цвета и комкование; поэтому этот тип сахара обычно ограничивается местным потреблением. [39]
Blanco Directo, белый сахар, распространенный в Индии и других странах Южной Азии, производится путем осаждения многих примесей из тростникового сока с использованием фосфорной кислоты и гидроксида кальция , аналогично методу карбонизации , используемому при рафинировании свекловичного сахара. Blanco Directo более чистый, чем белый рафинированный сахар, но менее чистый, чем белый рафинированный.
Белый рафинированный сахар — наиболее распространенная форма сахара в Северной Америке и Европе. Рафинированный сахар производится путем растворения и очистки сахара-сырца с использованием фосфорной кислоты , аналогично методу, используемому для бланко директо, процессу карбонизации с участием гидроксида кальция и диоксида углерода или с помощью различных стратегий фильтрации. Затем его дополнительно очищают фильтрацией через слой активированного угля или костяного угля . Свеклосахарные заводы производят рафинированный белый сахар напрямую, без промежуточной сырьевой стадии. [ нужны разъяснения ]
Белый рафинированный сахар обычно продается в виде сахарного песка , который высушивается во избежание комкования и имеет кристаллы различных размеров для домашнего и промышленного использования:
Коричневый сахар получают либо на поздних стадиях переработки тростникового сахара, когда сахар образует мелкие кристаллы со значительным содержанием патоки, либо в результате покрытия белого рафинированного сахара сиропом из тростниковой патоки (черная патока). Цвет и вкус коричневого сахара становятся сильнее с увеличением содержания патоки, равно как и его влагоудерживающие свойства. Коричневый сахар также имеет тенденцию затвердевать под воздействием атмосферы, хотя правильное обращение может обратить это вспять.
Ученые и сахарная промышленность используют градусы Брикса (обозначение °Bx), введенные Адольфом Бриксом , в качестве единиц измерения массового отношения растворенного вещества к воде в жидкости. Раствор сахарозы с температурой 25 °Bx содержит 25 граммов сахарозы на 100 граммов жидкости; или, другими словами, в 100 граммах раствора содержится 25 граммов сахарозы и 75 граммов воды.
Градусы Брикса измеряются с помощью инфракрасного датчика. Это измерение не соответствует градусам Брикса, полученным при измерении плотности или показателя преломления, поскольку оно конкретно измеряет концентрацию растворенного сахара, а не всех растворенных твердых веществ. При использовании рефрактометра результат следует указывать как «рефрактометрическое сухое вещество» (RDS). Можно было бы говорить о жидкости, имеющей RDS 20 °Bx. Это относится к массовому проценту от общего количества сухих твердых веществ и, хотя технически не совпадает с градусами Брикса, определенными инфракрасным методом, обеспечивает точное измерение содержания сахарозы, поскольку сахароза фактически составляет большую часть сухих твердых веществ. Появление поточных инфракрасных датчиков измерения Брикса сделало измерение количества растворенного сахара в продуктах экономичным методом прямого измерения.
До XVIII века рафинированный сахар был роскошью. Он стал широко популярен в 18 веке, а в 19 веке стал необходимым продуктом питания. Эта эволюция вкуса и спроса на сахар как на важный пищевой ингредиент привела к серьезным экономическим и социальным изменениям. [25] В конце концов, столовый сахар стал достаточно дешевым и достаточно распространенным, чтобы повлиять на стандартную кухню и ароматизированные напитки.
Сахароза является основным элементом кондитерских изделий и десертов . Повара используют его для подслащивания. Он также может действовать как пищевой консервант при использовании в достаточных концентрациях. Сахароза важна для структуры многих пищевых продуктов, включая печенье и печенье, торты и пироги, конфеты, мороженое и шербеты. Это распространенный ингредиент во многих обработанных и так называемых « нездоровых продуктах ».
Полностью рафинированный сахар на 99,9% состоит из сахарозы, что обеспечивает в качестве питательного вещества только углеводы и 390 килокалорий на 100 г порции (таблица). [42] В полностью рафинированном сахаре отсутствуют значимые микроэлементы (таблица). [42]
У человека и других млекопитающих сахароза расщепляется на составляющие ее моносахариды, глюкозу и фруктозу, с помощью сахаразы или изомальтазы гликозидгидролаз , которые расположены в мембране микроворсинок, выстилающих двенадцатиперстную кишку . [43] [44] Полученные молекулы глюкозы и фруктозы затем быстро всасываются в кровоток. У бактерий и некоторых животных сахароза переваривается ферментом инвертазой . Сахароза – легкоусвояемый макронутриент , который обеспечивает быстрый источник энергии, провоцируя быстрое повышение уровня глюкозы в крови при приеме внутрь. Сахароза, как чистый углевод, имеет энергетическую ценность 3,94 килокалории на грамм (или 17 килоджоулей на грамм).
При чрезмерном употреблении сахароза может способствовать развитию метаболического синдрома , включая повышенный риск развития диабета 2 типа , резистентности к инсулину, увеличения веса и ожирения у взрослых и детей. [45] [46]
Разрушение зубов (кариес зубов) стало выраженной угрозой для здоровья, связанной с употреблением сахаров, особенно сахарозы. Бактерии полости рта, такие как Streptococcus mutans, живут в зубном налете и метаболизируют любые свободные сахара (не только сахарозу, но также глюкозу, лактозу , фруктозу и приготовленные крахмалы ) [47] в молочную кислоту . Образующаяся молочная кислота снижает pH поверхности зубов, лишая ее минералов в процессе, известном как кариес. [48] [49]
Все 6-углеродные сахара и дисахариды на основе 6-углеродных сахаров могут превращаться бактериями зубного налета в кислоту, которая деминерализирует зубы, но сахароза может быть исключительно полезна для Streptococcus sanguinis (ранее Streptococcus sanguis ) и Streptococcus mutans . [50] [51] Сахароза — единственный пищевой сахар, который может быть преобразован в липкие глюканы (декстраноподобные полисахариды) с помощью внеклеточных ферментов. Эти глюканы позволяют бактериям прикрепляться к поверхности зубов и образовывать толстые слои зубного налета. Анаэробные условия глубоко в бляшке способствуют образованию кислот, что приводит к кариозным поражениям. Таким образом, сахароза может позволить S. mutans , S. sanguinis и многим другим видам бактерий прочно прилипать и сопротивляться естественному удалению, например, потоком слюны, хотя они легко удаляются щеткой. Глюканы и леваны (полисахариды фруктозы), вырабатываемые бактериями зубного налета, также служат резервным источником питания для бактерий. Столь особая роль сахарозы в формировании кариеса зубов гораздо более значительна в свете почти повсеместного использования сахарозы в качестве наиболее желательного подсластителя. Повсеместная замена сахарозы кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы (HFCS) не уменьшила опасность сахарозы. Если в рационе присутствует меньшее количество сахарозы, его все равно будет достаточно для образования толстого анаэробного зубного налета, а бактерии зубного налета будут метаболизировать другие сахара в рационе, [51] такие как глюкоза и фруктоза в HFCS.
Сахароза представляет собой дисахарид, состоящий из 50% глюкозы и 50% фруктозы, и имеет гликемический индекс 65. [52] Сахароза быстро переваривается, [53] [54] , но имеет относительно низкий гликемический индекс из-за содержания в ней фруктозы. который оказывает минимальное влияние на уровень глюкозы в крови. [53]
Как и другие сахара, сахароза расщепляется на компоненты с помощью фермента сахаразы до глюкозы (сахара в крови). Компонент глюкозы транспортируется в кровь, где он удовлетворяет непосредственные метаболические потребности, или преобразуется и сохраняется в печени в виде гликогена . [54]
Возникновение подагры связано с избыточной выработкой мочевой кислоты. Диета, богатая сахарозой, может привести к подагре, поскольку повышает уровень инсулина, который предотвращает выведение мочевой кислоты из организма. По мере того как концентрация мочевой кислоты в организме увеличивается, увеличивается и концентрация мочевой кислоты в суставной жидкости и, выходя за пределы критической концентрации, мочевая кислота начинает осаждаться в кристаллы. Исследователи связывают сладкие напитки с высоким содержанием фруктозы с ростом случаев подагры. [55] [56]
В 2015 году Всемирная организация здравоохранения опубликовала новые рекомендации по потреблению сахара взрослыми и детьми в результате обширного анализа имеющихся научных данных, проведенного междисциплинарной группой экспертов. В руководстве рекомендуется, чтобы как взрослые, так и дети обеспечивали потребление свободных сахаров (моносахаридов и дисахаридов, добавляемых в продукты питания и напитки производителем, поваром или потребителем, а также сахаров, естественно присутствующих в меде, сиропах, фруктовых соках и концентратах фруктовых соков) на уровне менее 10% от общего потребления энергии. Уровень ниже 5% от общего потребления энергии приносит дополнительную пользу для здоровья, особенно в отношении кариеса. [57]
Сахароперерабатывающая промышленность часто использует костный уголь ( кальцинированные кости животных) для обесцвечивания. [58] [59] Около 25% сахара, производимого в США, перерабатывается с использованием костяного угля в качестве фильтра, остальная часть обрабатывается активированным углем . Поскольку костный уголь, по-видимому, не остается в готовом сахаре, еврейские религиозные лидеры считают, что профильтрованный через него сахар является пареве , что означает, что он не является ни мясным, ни молочным продуктом и может использоваться с любым типом пищи. Однако, чтобы сахар был кошерным , костный уголь должен поступать от кошерного животного (например, коровы, овцы) . [59]
Сахар, один из наиболее широко продаваемых товаров в мире на протяжении всей истории, занимает около 2% мирового рынка сухих грузов. [ нужна цитата ] Международные цены на сахар демонстрируют большую волатильность: от примерно 3 центов до более чем 60 центов [ необходимы разъяснения ] за фунт за последние [обновлять]50 лет. Около 100 из 180 стран мира производят сахар из свеклы или тростника, еще несколько перерабатывают сахар-сырец для производства белого сахара, и все страны потребляют сахар. Потребление сахара колеблется от примерно 3 килограммов (6,6 фунтов) на человека в год в Эфиопии до примерно 40 кг (88 фунтов) в Бельгии. [ нужна цитата ] Потребление на душу населения растет вместе с доходом на душу населения, пока не достигнет плато около 35 кг (77 фунтов) на человека в год в странах со средним уровнем дохода.
Многие страны активно субсидируют производство сахара. Европейский Союз, США, Япония и многие развивающиеся страны субсидируют внутреннее производство и поддерживают высокие тарифы на импорт. Цены на сахар в этих странах зачастую втрое превышают цены на международном рынке; Сегодня [обновлять], когда цены на фьючерсы на сахар на мировом рынке в настоящее время [обновлять]высоки, такие цены обычно превышают мировые цены в два раза.
В международных торговых организациях, особенно во Всемирной торговой организации (ВТО), страны « Большой двадцатки » во главе с Бразилией уже давно утверждают, что, поскольку эти сахарные рынки по сути исключают импорт тростникового сахара, производители сахара «Большой двадцатки» получают более низкие цены, чем они могли бы получить при бесплатный обмен . Хотя и Европейский Союз, и Соединенные Штаты поддерживают торговые соглашения, согласно которым некоторые развивающиеся и наименее развитые страны (НРС) могут продавать определенные количества сахара на свои рынки без обычных импортных пошлин, страны, не входящие в эти предпочтительные торговые режимы, жаловались, что эти соглашения нарушают принцип « наибольшего благоприятствования » в международной торговле. В прошлом это приводило к многочисленным тарифам и сборам.
В 2004 году ВТО встала на сторону группы стран-экспортеров тростникового сахара (во главе с Бразилией и Австралией) и признала незаконным сахарный режим ЕС и сопутствующий сахарный протокол АКТ-ЕС , который предоставил группе стран Африки, Карибского бассейна и Тихоокеанского региона право получить преференциальный доступ на европейский рынок сахара. [60] В ответ на это и другие постановления ВТО, а также из-за внутреннего давления на сахарный режим ЕС, Европейская комиссия предложила 22 июня 2005 г. радикальную реформу сахарного режима ЕС, которая снизила цены на 39%. и прекратил весь экспорт сахара из ЕС. [61]
В 2007 году казалось [62] , что следующей целью реформы может стать Сахарная программа США . Однако некоторые комментаторы ожидали мощного лоббирования со стороны сахарной промышленности США, которая пожертвовала 2,7 миллиона долларов членам Палаты представителей и Сената США на выборах в США в 2006 году, больше, чем любая другая группа американских производителей продуктов питания. [63] Особенно заметными среди сахарных лоббистов были братья Фанджул , так называемые «сахарные бароны», которые сделали самые крупные [обновлять]индивидуальные взносы мягкими деньгами как Демократической, так и Республиканской партиям в политической системе США. [64] [65]
Небольшие количества сахара, особенно специальных сортов сахара, поступают на рынок как товар « справедливой торговли »; система справедливой торговли производит и продает эту продукцию с пониманием того, что большая, чем обычно, часть доходов пойдет на поддержку мелких фермеров в развивающемся мире. Однако в то время как Фонд справедливой торговли предлагает мелким фермерам надбавку в размере 60 долларов США за тонну за сахар под торговой маркой «Справедливая торговля», [66] правительственные схемы, такие как Сахарная программа США и Сахарный протокол АКТ-ЕС, предлагают премии в размере около 400 долларов США за тонну вышеперечисленного. цены мирового рынка. Однако 14 сентября 2007 года ЕС объявил, что предложил «отменить все пошлины и квоты на импорт сахара в ЕС». [67]
{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )