Sucroza

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Saccarozơ hay Sucroza
Saccharose.svg
Sucrose molecule 3d model.png
Sucrose 3Dprojection.png
Danh pháp IUPAC Sucroza
Tên khác Đường, đường mía, sacaroza
Nhận dạng
Số CAS 57-50-1
Số RTECS WN6500000
Ảnh Jmol-3D ảnh
SMILES
Thuộc tính
Phân tử gam 342.29648 g/mol
Bề ngoài rắn, trắng
Tỷ trọng 1,587 g/cm³
Điểm nóng chảy 186 °C
Độ hòa tan trong nước 211,5 g/100 ml (20 °C)
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính Cháy
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
1
 
 
Điểm bắt lửa N/A
Các hợp chất liên quan
Độ hòa tan của sucroza tinh khiết
Nhiệt độ (C) g Sucroza/g nước
50
2,59
55
2,73
60
2,89
65
3,06
70
3,25
75
3,46
80
3,69
85
3,94
90
4,20

Sucroza hay saccarôzơ, saccharose là một disacarit (glucose + fructose) với công thức phân tử C12H22O11. Tên gọi hệ thống của nó là α-D-glucopyranozyl-(1→2)-β-D-fructofuranozit (kết thúc bằng "ozit" vì nó không phải là đường khử). Nó được biết đến nhiều vì vai trò của nó trong khẩu phần dinh dưỡng của con người và vì nó được hình thành trong thực vật chứ không phải từ các sinh vật khác, ví dụ như động vật. Sucroza còn được gọi với nhiều tên như đường kính (đường có độ tinh khiết cao), đường ăn, đường cát, đường trắng, đường nâu (đường có lẫn tạp chất màu), đường mía (đường trong thân cây mía), đường phèn (đường ở dạng kết tinh), đường củ cải (đường trong củ cải đường), đường thốt nốt (đường trong cây thốt nốt) hay một cách đơn giản là đường.

Đường mía được tinh chế thành các viên đường khối lập phương

Thuộc tính hóa-lý[sửa | sửa mã nguồn]

Ảnh 3D phân tử đường mía
Sucroza dạng hạt

Sucroza tinh khiết thông thường nhất hay được sản xuất dưới dạng bột kết tinh mịn màu trắng, không mùi với vị ngọt dễ chịu; dưới tên gọi phổ biến là đường hay đường ăn. Các tinh thể lớn đôi khi lắng xuống từ dung dịch nước chứa sucroza thành một chuỗi (hay bề mặt kết nhân khác) để tạo ra kẹo cứng, một dạng bánh kẹo.

Giống như các cacbohydrat khác, sucroza có tỷ lệ hiđrô trên ôxy là 2:1. Nó bao gồm 2 monosacarit là α-glucozafructoza, được kết nối bằng liên kết glicozit giữa nguyên tử cacbon 1 của khối glucoza với nguyên tử cacbon 2 của khối fructoza. Cần phải chú ý vì sucroza không giống các polisaccarit khác, liên kết glicozit được tạo giữa đuôi khử của cả glucozơ và fructozơ, không phải là đuôi khử của monosaccarit này và đuôi không khử của monosaccarit kia. Do không có nguyên tử C tự do có nhóm epime, nó được coi là đường không khử.

Sucroza nóng chảy và phân hủy ở 186 °C để tạo ra caramen (đường thắng), và khi cháy tạo ra cacbon, điôxít cacbon, nước. Nước có thể phá vỡ cấu trúc của sucroza nhờ thủy phân, tuy nhiên quá trình này là rất chậm và vì thế sucroza có thể tồn tại trong dung dịch trong nhiều năm mà gần như không thay đổi. Tuy nhiên, nếu enzym sucrazơ được thêm vào thì phản ứng sẽ diễn ra nhanh chóng.

Sucroza phản ứng với axít sulfuric đậm đặc để tạo ra cacbon nguyên tố do bị hút mất nước theo như phản ứng sau:

C12H22O11 + H2SO4 xúc tác → 12 C + 11 H2O

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Bánh đường là dạng truyền thống của đường dùng từ thế kỷ 17 đến thế kỷ 19, cần dùng một cây kẹp để cắt nhỏ đường.

Ban đầu, con người nhai mía để lấy chất ngọt. Người Ấn Độ khám phá ra cách tạo tinh thể đường khoảng vào triều đại Gupta, năm 350.[1]

Cây mía có xuất xứ từ vùng nhiệt đới Nam ÁĐông Nam Á. Những giống khác có thể có xuất xứ từ những nơi khác nhau như S. barberi có xuất xứ ở Ấn Độ, S. eduleS. officinarum đến từ Tân Ghi-nê.[2]

Trong cuộc cách mạng nông nghiệp Hồi giáo, các công ty Ả Rập đã thực hiện kỹ thuật sản xuất đường của Ấn Độ và sau đó điều chỉnh và biến nó thành một ngành công nghiệp lớn. Ả Rập đã thành lập nhà máy đườngđồn điền lớn nhất đầu tiên.

Thập niên 1390 chứng kiến sự phát triển vượt bậc, với sản lượng nước mía thu được tăng gấp đôi. Điều này cho phép phát triển nền kinh tế về đường đến AndalusiaAlgarve. Thập niên 1420 chứng kiến sự mở rộng sản xuất đến đảo Canary, MadeiraAçores.

Người Bồ Đào Nha đã đem đường đến Brasil. Hans Staden, xuất bản năm 1555, viết rằng năm 1540, đảo Santa Catarina có 800 xưởng sản xuất đường và bờ biển phía bắc Brazil, DemararaSurinam có 2000 cái nữa. Ước chừng có 3000 xưởng nhỏ được xây dựng trước năm 1550Tân Thế Giới, tạo ra một nhu cầu lớn chưa từng có về bánh răng gang, đòn bẩy, trục xe và các thiết bị khác. Các nghề chuyên về chế tạo khuôn và luyện gang được phát triển ở châu Âu do sự bùng nổ về sản xuất đường.

Sau năm 1625, người Hà Lan mang mía từ Nam Phi đến các đảo ở vùng Caribê — nơi nó được trồng từ Barbados đến đảo Virgin. Những năm 1625 đến 1750 thấy đường trở nên đáng giá như vàng[cần dẫn nguồn]. Cùng với châu Âu thuộc địa hóa châu Mỹ, Caribê trở thành nguồn đường lớn nhất thế giới. Các đảo này có thể cung cấp mía dùng sức lao động của nô lệ và sản xuất đường với giá rẻ hơn rất nhiều so với đường nhập khẩu từ phương Đông.

Trong suốt thế kỷ 18, đường trở nên cực kỳ phổ biến và thị trường đường đã trải qua nhiều cuộc bùng nổ kinh tế. Do châu Âu đã thiết lập các xưởng sản xuất đường trên các đảo lớn hơn ở Caribê, giá đã giảm, đặc biệt ở Anh. Cuối thế kỷ 18, tất cả mọi thành phần trong xã hội đều trở thành khách hàng bình thường của một mặt hàng từng là xa xỉ phẩm. Đầu tiên, đường ở Anh dùng trong trà, nhưng sau đó kẹosôcôla trở nên cực kỳ phổ biến. Các nhà cung cấp thường bán đường trong các bánh đường, và người dùng cần phải dùng kẹp cắt đường để cắt thành miếng.

Bắt đầu từ cuối thế kỷ 18, việc sản xuất đường đã được cơ giới hóa nhiều hơn. Động cơ hơi nước đầu tiên được sử dụng trong các nhà máy đường ở Jamaica vào năm 1768, và không lâu sau, hơi nước đã thay thế việc đốt lửa trực tiếp trong chế tạo đường. Cũng trong thế kỷ này, châu Âu bắt đầu thử nghiệm sản xuất đường từ các cây khác. Andreas Marggraf đã tìm thấy sucrose trong rễ củ cải đường và học trò của ông, Franz Achard, đã xây dựng nhà máy sản xuất đường từ củ cải đường ở Silesia. Tuy nhiên nền công nghiệp đường từ củ cải đường đã bùng nổ trong suốt chiến tranh Napoleon, khi Pháp và phần lục địa châu Âu bị cắt nguồn cung cấp từ Caribê. Ngày nay, 30% lượng đường được sản xuất từ củ cải đường.

Ngày nay, một nhà máy đường cỡ lớn khoảng 1500 tấn mỗi ngày cần một nguồn nhân lực thường xuyên khoảng 150 người để sản xuất liên tục 24 giờ.

Sản xuất và sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Đường (chất)

Sucroza là chất tạo ngọt thực phẩm phổ biến nhất mặc dù tại một số quốc gia, như ở Mỹ, người ta đã thay thế nó bằng các chất tạo ngọt khác như các xi rô fructoza hay các tổ hợp của các thành phần chức năng và các chất tạo ngọt có độ ngọt cao. Điều này là do trợ cấp của chính quyền trong việc sản xuất ngô đã dẫn tới một lợi nhuận lớn. Cùng với thuế suất nhập khẩu đường khá cao đã dẫn tới giá của xi rô ngô thấp hơn so với đường.

Sucroza là loại đường quan trọng nhất trong thực vật và có thể tìm thấy trong nhựa libe. Nói chung nó hay được tách ra từ mía đường hay củ cải đường rồi sau đó được làm tinh khiết và kết tinh. Các nguồn sản xuất sucroza ở quy mô thương mại (nhưng nhỏ) khác còn có lúa miến (Sorghum spp.) ngọt, thích đường (Acer saccharum) và thốt nốt (Borassus spp.).

Sucroza thường gặp trong chế biến thực phẩm do nó vừa là chất tạo ngọt vừa là chất dinh dưỡng; nó là thành phần quan trọng trong nhiều loại thực phẩm như bánh bích quy, kẹo ngọt, kem và nước trái cây, trong hỗ trợ trong bảo quản thực phẩm.

Chất dinh dưỡng vĩ mô[sửa | sửa mã nguồn]

Ở động vật có vú, sucroza được tiêu hóa rất nhanh trong dạ dày thành các loại đường thành phần, do thủy phân bởi axít. Công đoạn này được thực hiện bởi glicozit hydrolaza, nó xúc tác quá trình thủy phân sucroza thành các monosacarit là glucoza và fructoza. Glucoza và fructoza nhanh chóng được cơ thể hấp thụ vào trong máu tại thành ruột non. Phần sucroza không bị tiêu hóa hết tại dạ dày và di chuyển sang ruột cũng bị phá vỡ bởi các glicosit hydrolaza như sucraza hay isomaltaza, có tại màng của các vi lông nhung lót trên bề mặt tá tràng. Các sản phẩm này cũng nhanh chóng được chuyển vào trong máu.

Sucroza bị tiêu hóa bởi enzym invertaza trong vi khuẩn và một số động vật khác.

Quá trình thủy phân axít cũng có thể sử dụng trong phòng thí nghiệm để thủy phân sucroza thành glucoza và fructoza.

Dinh dưỡng của con người[sửa | sửa mã nguồn]

Sucroza là chất dinh dưỡng vĩ mô dễ dàng tiêu hóa, là nguồn cung cấp năng lượng nhanh chóng cho cơ thể, tạo ra sự gia tăng của glucoza huyết trong quá trình tiêu hóa. Tuy nhiên, sucroza tinh khiết thông thường không là thành phần trong khẩu phần ăn của con người để có thành phần dinh dưỡng cân đối, mặc dù nó có thể thêm vào để làm cho một số loại thực phẩm trở nên ngon hơn.

Việc sử dụng quá nhiều sucroza có liên quan tới một số các bệnh tật. Phổ biến nhất là sâu răng, trong đó các vi khuẩn chuyển hóa đường (bao gồm cả sucroza) từ thức ăn thành các axít dễ dàng phá hủy men răng.

Sucroza, như một cacbohydrat tinh khiết, cung cấp năng lượng 3,94 kilocalo trên một gam (hay 17 kilojoule trên gam). Khi một lượng lớn thực phẩm chứa nhiều sucroza được tiêu thụ thì các thành phần dinh dưỡng có ích có thể bị loại ra khỏi thức ăn, và điều này làm gia tăng nguy cơ mắc các bệnh kinh niên. Người ta khuyến cáo rằng các đồ uống chứa sucroza có thể liên quan với sự phát triển của bệnh béo phì và đề kháng insulin.[3]

Sự tiêu hóa nhanh sucroza gây ra sự gia tăng glucoza huyết và có thể gây ra một số vấn đề đối với những người có khuyết tật trong trao đổi chất glucoza, chẳng hạn những người với các chứng bệnh giảm glucoza huyết hay đái tháo đường. Sucroza có thể góp phần vào sự gia tăng của các hội chứng trao đổi chất.[4] Trong thực nghiệm với chuột được nuôi bằng khẩu phần ăn với 1/3 là sucroza, kết quả là sucroza đầu tiên làm tăng nồng độ của triglycerit trong máu, nó gây ra tích lũy mỡ nội tạng và cuối cùng là đề kháng insulin.[5] Nghiên cứu khác phát hiện thấy chuột nuôi bằng các khẩu phần ăn giàu sucroza sẽ phát triển tăng triglycerit huyết, tăng glucoza huyếtđề kháng insulin.[6]

Ghi chú[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Adas, Michael (January 2001). Agricultural and Pastoral Societies in Ancient and Classical History. Temple University Press. ISBN 1-56639-832-0. Page 311.
  2. ^ Sharpe, Peter (1998). Sugar Cane: Past and Present. Illinois: Southern Illinois University.
  3. ^ Ten S. & Maclaren N. (2004). Insulin resistance syndrome in children. J Clin Endocrinol Metab. 6-2004; 89(6):2526-39.
  4. ^ Aguilera A.A. và ctv. (2004). Effects of fish oil on hypertension, plasma lipids, and tumor necrosis factor-alpha in rats with sucrose-induced metabolic syndrome.. J Nutr Biochem. 2004 Jun;15(6):350-7.
  5. ^ Satoshi Fukuchi (2004). “Role of Fatty Acid Composition in the Development of Metabolic Disorders in Sucrose-Induced Obese Rats”. Experimental Biology and Medicine 229 (6): 486–493. PMID 15169967. 
  6. ^ Lombardo Y.B. và ctv. (1996). Long-term administration of a sucrose-rich diet to normal rats: relationship between metabolic and hormonal profiles and morphological changes in the endocrine pancreas. Metabolism. 12-1996;45(12):1527-32.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • Yudkin, J.; Edelman J., Hough L. (1973). Sugar - Chemical, Biological and Nutritional Aspects of Sucrose. The Butterworth Group. ISBN 0-408-70172-2. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]