Saccharose

Le saccharose, notre sucre de table habituel, est un disaccharide de formule C12H22O11 constitué d’une unité glucose (cycle à 6 atomes) et d’une unité fructose (cycle à 5 atomes), isomères de structure C6H12O6. Son nom chimique est le β-D-fructofuranosyl-(2↔1)-α-D-glucopyranoside. Avec une production mondiale de l’ordre de 170 Mt/an, c’est la première molécule organique de l’industrie.

Pur, le saccharose est un solide blanc cristallisé, soluble dans l’eau et insoluble dans l’éthanol. Il n’est pas réducteur contrairement à ses éléments constitutifs, les carbones hémiacétaliques du glucose et du fructose étant impliqués dans la liaison osidique. Il est facilement hydrolysable en ses composants. Une enzyme, l’invertase, l’hydrolyse à 37° C en glucose et en fructose. Cette inversion du saccharose permet son assimilation par l’organisme, car seul le glucose peut servir de carburant pour nos cellules et c’est sa concentration qui est mesurée lorsque l’on parle de « taux de sucre dans le sang ».

Les anciens Chinois connaissaient l’art de cultiver la canne (Saccharum officinarum) et d’en extraire le sucre. Deux mille ans plus tard, dit-on, la plante s’acclimata dans quelques régions méridionales de l’Espagne, après un périple compliqué, depuis l’Asie vers le Proche-Orient où les Croisés la découvrirent au XIe siècle. Elle fut ensuite transportée en 1506 par les Portugais à Hispaniola (Saint-Domingue), puis fut développée sur le continent américain.

L’utilisation de la betterave (Beta vulgaris) est bien plus tardive, même si Olivier de Serres, dès 1600, rapporte ses vertus sucrières. Ce ne sera qu’en 1747, qu’un Allemand, Andreas Sigismund Marggraf, réussit à extraire le sucre de la betterave. Il fallut attendre 1811 pour que la première extraction industrielle de sucre fût mise au point par un Français, Benjamin Delessert, secondé par le chimiste Jean-Baptiste Quéruel. C’est Napoléon Ier qui avait encouragé les recherches en ce domaine, le blocus de l’Empire Français exercé par la marine britannique ayant coupé l’Europe des ressources en sucre de canne des Antilles.

Au Moyen-Âge et à la Renaissance, le sucre est un produit très coûteux, importé par les Vénitiens qui savaient le raffiner, et destiné pour l’essentiel aux usages médicamenteux (en cuisine on utilisait le miel). Petit à petit, le miel sera remplacé par le sucre de canne, d’abord sur les tables aristocratiques des royaumes catholiques. A la fin du XVe siècle déjà, dans son Vivandier, Taillevent utilise du sucre dans 18 % de ses recettes. Avec le développement de l’esclavage, l’apport des colonies devient significatif, le sucre est moins coûteux et son emploi se généralise surtout au XVIIe siècle.

La nocivité du sucre est alors dénoncée, non pas vraiment pour des raisons sanitaires ou médicales (on ne parlait encore ni de carie ni d’obésité, ou si peu !), mais pour des raisons morales et religieuses, selon lesquelles la recherche des plaisirs conduit à des excès coupables. Au XVIIIe siècle, les médecins se déclarent hostiles au sucre, mais les encyclopédistes le défendent, car il est naturel et donc sain (déjà bio !) et synonyme de progrès.

Le saccharose caramélise à 160° C. En présence d’amines R-NH2 et à chaud se produit spontanément la réaction dite de Maillard, responsable de la belle couleur dorée de nos pâtisseries, pains, rôtis, sauces, etc., la petite chimie quotidienne de notre cuisine ! Découverte au début du XXe siècle, son mécanisme est complexe et produit certains composés toxiques comme l’acrylamide, dont la teneur augmente avec la température de cuisson.

La fermentation alcoolique, connue depuis la plus haute antiquité, correspond à la transformation des sucres en éthanol C2H5OH et dioxyde de carbone CO2. Elle est utilisée pour la fabrication de toutes les boissons alcoolisées (en particulier le vin). Par le gaz carbonique dégagé, elle intervient dans la levée de la pâte en boulangerie et en pâtisserie. Lavoisier montra que les quantités de carbone, d’hydrogène et d’oxygène de l’alcool et du gaz produits égalaient celles de ces éléments dans le sucre consommé.

La « chaptalisation » (ajout de sucre) est pratiquée en France depuis la fin du XVIIIe siècle, mais est maintenant très réglementée en France : le contrôle de l’éventuel ajout de sucre dans les moûts se fait par RMN-FINS du deutérium. C’est le chimiste français Jean-Antoine Chaptal qui a théorisé, en 1801, ce procédé dont le but est d’améliorer la conservation des vins en augmentant leur degré alcoolique (à raison de 1° par 17g de sucre ajouté par litre). À cette époque, en effet, les vins sont rarement mis en bouteilles, et ne se conservent en cave que quelques mois.

La production de bioéthanol se fait également à partir de sucres fermentescibles : ils sont présents dans un état plus ou moins polymérisé dans de nombreuses espèces du monde végétal, non seulement dans la betterave et la canne à sucre, mais aussi dans blé, le maïs, la pomme de terre, même dans l’herbe et le bois et dans des déchets tels que le petit lait ou le vieux papier.

La pensée chimique du jour :
« Accros à la poudre blanche, attention saccharose dangereux ! »

Sources :

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