ซูโครส

ชื่อ
ชื่อ IUPAC β- D -ฟรุกโตฟูราโนซิล α- D -กลูโคไพราโนไซด์
ชื่อตามระบบ IUPAC β- D - อาราบิโน -เฮกซ์-2-ยูโลฟูราโนซิล α- D - กลูโค -เฮกโซไพราโนไซด์[ 1 ] (ชื่อคาร์โบไฮเดรตเชิงระบบ) (2 R ,3 R ,4 S ,5 S ,6 R )-2-{[(2 S ,3 S ,4 S ,5 R )-3,4-ไดไฮดรอกซี-2,5-บิส(ไฮดรอกซีเมทิล)ออกโซแลน-2-อิล]ออกซี}-6-(ไฮดรอกซีเมทิล)ออกเซน-3,4,5-ไตรออล[ 2 ] (ชื่อทดแทนเชิงระบบ)
ชื่ออื่นๆ น้ำตาล; ซูโครส; α- D -กลูโคไพราโนซิล-(1↔2)-β- D -ฟรุกโตฟูราโนไซด์; β- D -ฟรุกโตฟูราโนซิล-(2↔1)-α- D -กลูโคไพราโนไซด์; β-(2 S ,3 S ,4 S ,5 R )-ฟรุกโตฟูราโนซิล-α-(1 R ,2 R ,3 S ,4 S ,5 R )-กลูโคไพราโนไซด์; α-(1 R ,2 R ,3 S ,4 S ,5 R )-กลูโคไพราโนซิล-β-(2 S ,3 S ,4 S ,5 R )-ฟรุกโตฟูราโนไซด์; โดเดคาคาร์บอน โมโนเดคาไฮเดรต; ((2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-ไดไฮดรอกซี-2,5-บิส(ไฮดรอกซีเมทิล)ออกซาเพนท์-2-อิล]ออกซี-6-(ไฮดรอกซีเมทิล)ออกซาเฮกเซน-3,4,5-ไตรออล)
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	57-50-1 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:17992 วาย
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล253582 วาย
เคมสไปเดอร์	5768 วาย
ดรักแบงค์	DB02772 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.000.304
หมายเลข EC	200-334-9
ไออูฟาร์/บีพีเอส	5411
เคกก์	C00089
PubChem CID	5988
หมายเลข RTECS	WN6500000
มหาวิทยาลัย	C151H8M554 วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID2021288
อินชิ นิ้ว=1S/C12H22O11/c13-1-4-6(16)8(18)9(19)11(21-4)23-12(3-15)10(20)7(1 7)5(2-14)22-12/h4-11,13-20H,1-3H2/t4-,5-,6-,7-,8+,9-,10+,11-,12+/m1/s1 วาย คีย์: CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N วาย นิ้วChI=1/C12H22O11/c13-1-4-6(16)8(18)9(264115619)11(21-4)23-12(3-15)10(20) 7(17)5(2-14)22-12/h4-11,13-20H,1-3H2/t4-,5-,6-,7-,8+,9-,10+,11-,12+/m1/s1
รอยยิ้ม O1[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@]2(O[C@@H]([C@@H](O)[C@@H]2O)CO)CO
คุณสมบัติ[ 1 ]
สูตรเคมี	C 12 H 22 O 11
มวลโมลาร์	342.297  กรัม·โมล−1
รูปร่าง	ผลึกไร้สีหรือผงสีขาว
ความหนาแน่น	1.587 กรัม/ซม³ (0.0573 ปอนด์/ลูกบาศก์นิ้ว) ของแข็ง
จุดหลอมเหลว	189 องศาเซลเซียส (372 องศาฟาเรนไฮต์; 462 เคลวิน)
ความสามารถในการละลายในน้ำ	2.01 กรัม/มิลลิลิตร (20 องศาเซลเซียส (68 องศาฟาเรนไฮต์))
บันทึกP	−3.76
โครงสร้าง
โครงสร้างผลึก	โมโนคลินิก
กลุ่มอวกาศ	พี2 1
เทอร์โมเคมี
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ f H ⦵ 298 )	−2,226.1 kJ/mol (−532.1 kcal/mol) [ 3 ]
เอนทาลปีมาตรฐานของการเผาไหม้(Δ c H ⦵ 298 )	1,349.6 กิโลแคลอรี/โมล (5,647 กิโลจูล/โมล) [ 4 ] ( ค่าความร้อนสูงกว่า )
อันตราย
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	0 1 0
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
LD 50 ( ขนาดยาเฉลี่ย )	29700 มก./กก. (รับประทาน, หนู) [ 1 ]
NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพในสหรัฐอเมริกา):
PEL (อนุญาต)	TWA 15 มก./ตร.ม. (รวม) TWA 5 มก./ตร.ม. (หายใจ) [ 5 ]
REL (แนะนำ)	TWA 10 มก./ตร.ม. (รวม) TWA 5 มก./ตร.ม. (หายใจ) [ 5 ]
IDLH (อันตรายทันที)	ND [ 5 ]
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	ไอเอสซี 1507
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	แลคโตส มอลโทส
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ซูโครส (หรือเรียกอีกอย่างว่าแซ็กคาโรส ) เป็นไดแซ็กคาไรด์ซึ่ง เป็น น้ำตาลที่ประกอบด้วย หน่วยย่อย กลูโคสและฟรุกโตส ซูโครสเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในพืชและเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำตาลทรายขาวมีสูตรโมเลกุลC₆H₁₂₁₂ชม₂₂โอ₁₁.

สำหรับบริโภคโดยมนุษย์ น้ำตาลซูโครสจะถูกสกัดและกลั่นจากอ้อยหรือบีทรูทโรงงานน้ำตาล – โดยทั่วไปตั้งอยู่ในเขตเขตร้อนใกล้กับแหล่งปลูกอ้อย – จะบดอ้อยและผลิตน้ำตาลดิบ ซึ่งจะถูกส่งไปยังโรงงานอื่นเพื่อกลั่นให้เป็นซูโครสบริสุทธิ์ ส่วน โรงงาน น้ำตาลบีทรูทตั้งอยู่ในเขตภูมิอากาศอบอุ่นซึ่งเป็นแหล่งปลูกบีทรูท และแปรรูปบีทรูทโดยตรงเป็นน้ำตาลบริสุทธิ์ กระบวนการ กลั่นน้ำตาลเกี่ยวข้องกับการล้างผลึกน้ำตาลดิบก่อนที่จะละลายในน้ำเชื่อม ซึ่งจะถูกกรองและผ่านถ่านเพื่อกำจัดสีที่ตกค้าง จากนั้นน้ำเชื่อมจะถูกทำให้เข้มข้นโดยการต้มภายใต้สุญญากาศและตกผลึกเป็นกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ขั้นสุดท้ายเพื่อผลิตผลึกซูโครสบริสุทธิ์ที่มีลักษณะใส ไม่มีกลิ่น และหวาน

น้ำตาลมักเป็น ส่วนผสม เพิ่มเติม ในการผลิตอาหารและสูตรอาหาร ต่างๆ ทั่วโลกมีการผลิตน้ำตาล ประมาณ 185 ล้านตัน ในปี 2017

คำว่าซูโครสถูกบัญญัติขึ้นในปี พ.ศ. 2490 โดยนักเคมีชาวอังกฤษวิลเลียม มิลเลอร์^{[ 6 ]}จากภาษาฝรั่งเศสsucre ("น้ำตาล") และคำต่อท้ายทางเคมีทั่วไปสำหรับน้ำตาล-oseคำย่อSucมักใช้แทนซูโครสในเอกสารทางวิทยาศาสตร์

ชื่อแซกคาโรสถูกตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2403 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสMarcellin Berthelot [ ^{7 ] แซ}กคาโรสเป็นชื่อที่ล้าสมัยสำหรับน้ำตาลโดยทั่วไป โดยเฉพาะซูโครส

ชื่อ IUPACของซูโครสคือβ- D -fructofuranosyl-(2→1)-α- D -glucopyranosideในไดแซ็กคาไรด์นี้ กลูโคสและฟรุกโตสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์กล่าวคือ พันธะอีเทอร์ระหว่าง C1 บน หน่วยย่อย กลูโคซิลและ C2 บน หน่วย ฟรุกโตซิล กลูโคสส่วนใหญ่อยู่ในรูปของสารผสมของ แอนโนเมอร์ α และ β "ไพราโนส" แต่ซูโครสมีเฉพาะรูป α เท่านั้น ฟรุกโตสอยู่ในรูปของสารผสมของทอโทเมอร์ ห้าชนิด แต่ซูโครสมีเฉพาะรูป β- D -fructofuranose เท่านั้น แตกต่างจากไดแซ็กคาไรด์ ส่วนใหญ่ พันธะไกลโคไซด์ในซูโครสเกิดขึ้นระหว่างปลายรีดิวซิงของทั้งกลูโคสและฟรุกโตส ไม่ใช่ระหว่างปลายรีดิวซิงของตัวหนึ่งกับปลายนอนรีดิวซิงของอีกตัวหนึ่ง พันธะนี้จะยับยั้งการจับตัวกับหน่วยแซ็กคาไรด์อื่นๆ เพิ่มเติม และป้องกันไม่ให้ซูโครสทำปฏิกิริยากับโมเลกุลขนาดใหญ่ในเซลล์และระบบไหลเวียนโลหิตโดยอัตโนมัติในลักษณะเดียวกับที่กลูโคสและน้ำตาลรีดิวซิงอื่นๆ ทำ เนื่องจากซูโครสไม่มีหมู่ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่งอะโนเมอริก จึงถูกจัดเป็นน้ำตาลที่ไม่รีดิวซิง

ซูโครสตกผลึกในกลุ่มพื้นที่โมโนคลินิก P2 ₁โดยมีพารามิเตอร์แลตติซที่อุณหภูมิห้องa = 1.08631 nm, b = 0.87044 nm, c = 0.77624 nm, β = 102.938° ^{[ 8 ] [ 9 ]}

ซูโครสผลึกบริสุทธิ์จะหลอมเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 189 °C (372 °F) ^{[ 10 ] [ 11 ]}อย่างไรก็ตาม จุดหลอมเหลวมีความไวต่อการมีอยู่ของน้ำและสิ่งเจือปน เช่น เกลือแร่ และซูโครสจะเริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลว^{[ 12 ]}การสลายตัวของซูโครสถูกนำไปใช้ประโยชน์ในการทำอาหารเพื่อสร้างคาราเมล

เช่นเดียวกับ คาร์โบไฮเดรตชนิดอื่นๆซูโครสจะเผาไหม้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ โดยใช้สมการอย่างง่ายดังนี้:

ค₁₂ H ₂₂ O ₁₁ + 12 O ₂ → 12 CO ₂ + 11 H ₂ O

การผสมซูโครสกับโพแทสเซียมไนเตรตซึ่งเป็นสาร ออกซิไดเซอร์ จะได้เชื้อเพลิงที่เรียกว่าRocket Candyซึ่งมักใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์จรวดสมัครเล่น^{[ 13 ]}

ค₁₂ H ₂₂ O ₁₁ + 6 KNO ₃ → 9 CO + 3 N ₂ + 11 H ₂ O + 3 K ₂ CO ₃

ปฏิกิริยานี้เป็นเพียงการทำให้ง่ายขึ้นเท่านั้น คาร์บอนบางส่วนจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และยังมีปฏิกิริยาอื่นๆเกิดขึ้นด้วย เช่น ปฏิกิริยาการเปลี่ยนก๊าซน้ำ สม การทางทฤษฎีที่แม่นยำกว่าคือ:

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 ^{[ 14 ]}

ซูโครสจะลุกไหม้เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดคลอริกซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและโพแทสเซียมคลอเรต :

8 HClO ₃ + C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ → 11 H ₂ O + 12 CO ₂ + 8 HCl

สามารถทำปฏิกิริยากับซูโครสโดยใช้กรดซัลฟิวริก เข้มข้น เพื่อให้ได้ของแข็งสีดำ ที่มี คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก ดังแสดงในสมการในอุดมคติต่อไปนี้:

H₂SO₄ ₍ตัวเร่งปฏิกิริยา) + _{C₁₂H₂₂O₁₁ → 12 C +} 11 H₂O _{+ ความร้อน (}และ H₂O + SO₃ บาง_ส่วนเป็น_ผลจากความร้อน₎

สูตรการสลายตัวของซูโครสสามารถแสดงได้ในรูปปฏิกิริยาสองขั้นตอน: ปฏิกิริยาแบบง่ายขั้นแรกคือการกำจัดน้ำออกจากซูโครสเพื่อให้ได้คาร์บอนและน้ำบริสุทธิ์ จากนั้นคาร์บอนจะถูกออกซิไดซ์_{เป็นCO2}โดย O2 จากอากาศ

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ + ความร้อน → 12 C + 11 H ₂ O

12 C + 12 O ₂ → 12 CO ₂

ไฮโดรไลซิสจะทำลายพันธะไกลโคไซด์ ทำให้ซูโครสเปลี่ยนเป็นกลูโคสและฟรุกโตสอย่างไรก็ตาม ไฮโดรไลซิสนั้นช้ามากจนสารละลายซูโครสสามารถตั้งทิ้งไว้ได้นานหลายปีโดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ แต่ถ้า เติม เอนไซม์ซูเครสเข้าไป ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว^{[ 15 ]}ไฮโดรไลซิสยังสามารถเร่งได้ด้วยกรด เช่นครีมทาร์ทาร์หรือน้ำมะนาว ซึ่งเป็นกรดอ่อนทั้งคู่ ในทำนองเดียวกัน ความเป็นกรดในกระเพาะอาหารจะเปลี่ยนซูโครสเป็นกลูโคสและฟรุกโตสในระหว่างการย่อยอาหาร โดยพันธะระหว่างซูโครสและฟรุกโตสเป็นพันธะอะซีทัลซึ่งสามารถถูกทำลายได้ด้วยกรด

เมื่อพิจารณาความร้อนของการเผาไหม้ (ที่สูงกว่า)ของซูโครสที่ 1349.6 กิโลแคลอรี/โมล กลูโคสที่ 673.0 และฟรุกโตสที่ 675.6 ^{[ 16 ]}การไฮโดรไลซิสจะปล่อยพลังงานประมาณ 1.0 กิโลแคลอรี (4.2 กิโลจูล) ต่อโมลของซูโครส หรือประมาณ 3 แคลอรีเล็กน้อยต่อกรัมของผลิตภัณฑ์

การสังเคราะห์ซูโครสเกิดขึ้นผ่านสารตั้งต้นUDP-กลูโคสและฟรุกโตส 6-ฟอสเฟตโดยมีเอนไซม์ซูโครส-6-ฟอสเฟตซินเทส เป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยา พลังงานสำหรับปฏิกิริยาได้มาจากการแตกตัวของยูริดีนไดฟอสเฟต (UDP) ซูโครสเกิดขึ้นจากพืชสาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรียแต่ไม่พบในสิ่งมีชีวิต อื่นๆ ซูโครสเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสังเคราะห์แสงและพบได้ตามธรรมชาติในพืชอาหารหลายชนิดร่วมกับโมโนแซ็กคาไรด์ฟรุกโตส ในผลไม้หลายชนิด เช่นสับปะรดและแอปริคอตซูโครสเป็นน้ำตาลหลัก ในขณะที่ในผลไม้อื่นๆ เช่นองุ่นและลูกแพร์ ฟรุกโตสเป็นน้ำตาลหลัก^{[ 17 ]}

หลังจากความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จหลายครั้งจากผู้อื่นเรย์มอนด์ เลอมิเยอและจอร์จ ฮูเบอร์ก็ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ซูโครสจากกลูโคสและฟรุกโตสที่ถูกอะซิ ทิเลตในปี พ.ศ. 2496 ^{[ 18 ]}

ความบริสุทธิ์ของซูโครสวัดได้โดยใช้โพลาไรเมตรี กล่าว คือ การหมุนของแสงโพลาไรซ์ระนาบโดยสารละลายน้ำตาล ค่า การหมุนจำเพาะที่ 20 °C (68 °F) โดยใช้แสงสีเหลือง "โซเดียม-ดี" (589 นาโนเมตร) คือ +66.47° ตัวอย่างน้ำตาลเชิงพาณิชย์จะถูกวิเคราะห์โดยใช้พารามิเตอร์นี้ ซูโครสไม่เสื่อมสภาพในสภาวะแวดล้อมปกติ

อุตสาหกรรมน้ำตาลใช้หน่วยองศาบริกซ์ (สัญลักษณ์ °Bx) ซึ่งคิดค้นโดยอดอล์ฟ บริกซ์เป็นหน่วยวัดอัตราส่วนมวลของสารละลายต่อน้ำในของเหลว สารละลายซูโครส 25 °Bx หมายความว่ามีซูโครส 25 กรัมต่อของเหลว 100 กรัม หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ มีน้ำตาลซูโครส 25 กรัมและน้ำ 75 กรัมในสารละลาย 100 กรัม ดังนั้น สารละลาย 25 °Bx จึงมีความเข้มข้นของซูโครส 25 เปอร์เซ็นต์โดยมวล

ในธรรมชาติ ซูโครสมีอยู่ในพืชหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในราก ผลไม้ และน้ำหวานเนื่องจากทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บพลังงาน โดยส่วนใหญ่มาจากการสังเคราะห์แสง [ ^{19 ] [ 20 ] สัตว์}เลี้ยงลูกด้วยนม นก แมลง และแบคทีเรียหลายชนิดสะสมและกินซูโครสในพืช และสำหรับบางชนิด ซูโครสเป็นแหล่งอาหารหลัก แม้ว่าผึ้งจะกินซูโครส แต่น้ำผึ้งที่พวกมันผลิตนั้นประกอบด้วยฟรุกโตสและกลูโคสเป็นหลัก โดยมีซูโครสเพียงเล็กน้อย^{[ 21 ]}

เมื่อผลไม้สุก ปริมาณน้ำตาลซูโครสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ผลไม้บางชนิดแทบไม่มีน้ำตาลซูโครสเลย ซึ่งได้แก่องุ่น เชอ ร์รี่บลูเบอร์รี่แบล็กเบอร์รี่มะเดื่อทับทิมมะเขือเทศอะโวคาโดมะนาวและมะกรูดตัวอย่างเช่น ในองุ่น ในระหว่างการสุก โมเลกุลของซูโครสจะถูกไฮโดรไลซ์ (แยกออก) เป็นกลูโคสและฟรุกโตส

น้ำตาลทราย (ซูโครส) มาจากพืช พืชสำคัญสองชนิดที่ใช้ผลิตน้ำตาล ได้แก่อ้อย ( Saccharum spp. ) และบีทรูท ( Beta vulgaris ) ซึ่งน้ำตาลอาจคิดเป็น 12% ถึง 20% ของน้ำหนักแห้งของพืช วัสดุจากพืชจะถูกแยกเพื่อแยกส่วนที่มีซูโครสสูง การทำให้บริสุทธิ์ของซูโครสใช้ประโยชน์จากความสามารถในการละลายน้ำได้ดีของซูโครส หลังจากสกัดด้วยน้ำแล้ว เครื่องมือและเทคนิคต่างๆ จะช่วยในการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมและผลิตเป็นรูปแบบของแข็งที่เหมาะสมสำหรับตลาด

น้ำตาลทรายขาว หรือที่เรียกว่าน้ำตาลทรายขาวจากไร่ น้ำตาลทรายขาว หรือน้ำตาลทรายขาวคุณภาพสูง ผลิตจากน้ำตาลดิบ โดยจะสัมผัสกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในระหว่างการผลิตเพื่อลดความเข้มข้นของสารประกอบสี และช่วยป้องกันการเกิดสีเพิ่มเติมในระหว่างกระบวนการตกผลึก แม้ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่พบได้ทั่วไปในพื้นที่ปลูกอ้อย แต่ผลิตภัณฑ์นี้ไม่สามารถเก็บรักษาหรือขนส่งได้ดี หลังจากผ่านไปไม่กี่สัปดาห์ สารเจือปนมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนสีและจับตัวเป็นก้อน ดังนั้นน้ำตาลชนิดนี้จึงมักจำกัดอยู่เฉพาะการบริโภคในท้องถิ่น^{[ 22 ]}

น้ำตาลทรายขาวแบบ Blanco directo ซึ่งเป็นที่นิยมในอินเดียและประเทศอื่นๆ ในเอเชียใต้ ผลิตโดยการตกตะกอนสิ่งเจือปนต่างๆ ออกจากน้ำอ้อยโดยใช้กรดฟอสฟอริกและแคลเซียมไฮดรอกไซด์คล้ายกับ เทคนิค การคาร์บอเนตที่ใช้ในการกลั่นน้ำตาลจากหัวบีท น้ำตาลทรายขาวแบบ Blanco directo มีความบริสุทธิ์กว่าน้ำตาลทรายขาวที่ผลิตจากโรงงาน แต่มีความบริสุทธิ์น้อยกว่าน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์

น้ำตาลทรายขาว หรือที่เรียกว่าน้ำตาลโต๊ะหรือน้ำตาลธรรมดา เป็น น้ำตาลชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปผลิตจากน้ำตาลบีทหรือน้ำตาลอ้อยมีส่วนประกอบของซูโครสเกือบ 100% กระบวนการกลั่นจะกำจัดกากน้ำตาลออกจากน้ำอ้อยหรือน้ำบีท จนหมด เพื่อให้ได้น้ำตาลทรายขาวซูโครส ซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ มีความบริสุทธิ์สูงกว่า 99.7% สูตรโมเลกุลคือC60₁₂ชม₂₂โอ₁₁[ ^{23 ]}น้ำตาลขาวที่ผลิตจากอ้อยและหัวบีทไม่สามารถแยกแยะทางเคมีได้ อย่างไรก็ตาม สามารถระบุแหล่งที่มาได้โดย^การวิเคราะห์ คาร์บอน-13

จากมุมมองทางเคมีและโภชนาการ น้ำตาลทรายขาวไม่มีแร่ธาตุ (เช่น แคลเซียม โพแทสเซียม เหล็ก และแมกนีเซียม) ที่มีอยู่ในกากน้ำตาลในปริมาณเล็กน้อย^{[ 24 ]}ดังนั้น ความแตกต่างที่ตรวจพบได้เพียงอย่างเดียวคือ สีขาวและรสชาติที่อ่อนกว่า

น้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์โดยทั่วไปจำหน่ายในรูปของน้ำตาลทรายเม็ด ซึ่งผ่านกระบวนการอบแห้งเพื่อป้องกันการจับตัวเป็นก้อน และมีขนาดผลึกหลากหลายขนาด เหมาะสำหรับใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรม:

• น้ำตาลเม็ดหยาบ เช่นน้ำตาลทรายสำหรับตกแต่ง (เรียกอีกอย่างว่า "น้ำตาลไข่มุก" " น้ำตาลประดับ " หรือ"น้ำตาลเม็ดเล็ก") เป็นน้ำตาลที่มีเม็ดหยาบ ใช้สำหรับเพิ่มความแวววาวและรสชาติให้กับขนมอบและลูกอม ผลึกขนาดใหญ่ที่สะท้อนแสงได้ดีจะไม่ละลายเมื่อโดนความร้อน
• น้ำตาลทราย คือ น้ำตาลที่คุ้นเคยกันดี มีขนาดเม็ดประมาณ 0.5 มิลลิเมตร ส่วน " น้ำตาลก้อน " คือ ก้อนน้ำตาลที่ผลิตขึ้นเพื่อความสะดวกในการบริโภค โดยนำน้ำตาลทรายมาผสมกับน้ำเชื่อม
• น้ำตาลทรายป่นละเอียด (0.35 มม.) เป็นน้ำตาลทรายขาวละเอียดที่มีเม็ดเล็ก เหมาะสำหรับใช้ในการปรุงอาหารและอบขนม^{[ 25 ]}ในสหรัฐอเมริกาจำหน่ายในชื่อ "น้ำตาลละเอียดพิเศษ" และในแคนาดาจำหน่ายในชื่อ "น้ำตาลเบอร์รี่" นอกจากนี้ยังสามารถจำหน่ายในชื่อ "น้ำตาลแท่ง" ซึ่งมักผสมกับสารทำให้เกิดฟอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในเครื่องดื่มผสมเนื่องจากความละเอียดของน้ำตาลทรายป่นละเอียด จึงละลายได้เร็วกว่าน้ำตาลทรายขาวทั่วไป และมีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำเมอแรงก์และของเหลวเย็น น้ำตาลทรายป่นละเอียดสามารถเตรียมได้เองที่บ้านโดยการบดน้ำตาลทรายขาวในครกหรือเครื่องบดอาหารประมาณสองสามนาที
• น้ำตาล ไอซิ่ง (ขนาด อนุภาค 0.060 มม.) หรือน้ำตาลผงละเอียด (0.024 มม.) ผลิตโดยการบดน้ำตาลให้เป็นผงละเอียด ผู้ผลิตอาจเติม สารป้องกันการจับตัวเป็นก้อนเล็กน้อยเพื่อป้องกันการจับตัวเป็นก้อน ซึ่งอาจเป็นแป้งข้าวโพด (1% ถึง 3%) หรือไตรแคลเซียมฟอสเฟต

น้ำตาลทรายแดงได้มาจากขั้นตอนสุดท้ายของการกลั่นน้ำตาลอ้อย ซึ่งน้ำตาลจะตกผลึกละเอียดและมีกากน้ำตาลในปริมาณมาก หรือได้จากการเคลือบน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ด้วยน้ำเชื่อมกากน้ำตาล (กากน้ำตาลดำ) สีและรสชาติของน้ำตาลทรายแดงจะเข้มข้นขึ้นตามปริมาณกากน้ำตาลที่เพิ่มขึ้น รวมถึงคุณสมบัติในการกักเก็บความชื้นด้วย น้ำตาลทรายแดงยังมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวหากสัมผัสกับอากาศ แต่การจัดการที่ถูกต้องสามารถช่วยให้กลับมาแข็งตัวได้

น้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ถือเป็นสินค้าฟุ่มเฟือยก่อนศตวรรษที่ 18 แต่กลับได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในศตวรรษที่ 18 และต่อมากลายมาเป็นอาหารที่จำเป็นในศตวรรษที่ 19 การเปลี่ยนแปลงของรสชาติและความต้องการน้ำตาลในฐานะส่วนประกอบอาหารที่จำเป็นนี้ได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจและสังคมครั้งใหญ่^{[ 26 ]}ในที่สุดน้ำตาลทรายก็มีราคาถูกและแพร่หลายมากพอที่จะส่งผลต่ออาหารมาตรฐานและเครื่องดื่มปรุงแต่งรส

ซูโครสเป็นส่วนประกอบหลักในขนมหวานและของหวานพ่อครัวใช้มันเพื่อเพิ่มความหวาน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารกันบูดได้เมื่อใช้ในปริมาณที่เพียงพอ ดังนั้นจึงเป็นส่วนผสมสำคัญในการผลิตผลไม้แช่แข็งซูโครสมีความสำคัญต่อโครงสร้างของอาหารหลายชนิด รวมถึงบิสกิตและคุกกี้ เค้กและพาย ลูกอม ไอศกรีมและซอร์เบต์ และเป็นส่วนผสมทั่วไปในอาหารแปรรูปและอาหารที่เรียกว่า " อาหารขยะ " หลายชนิด

การบริโภคน้ำตาลมากเกินไปส่งผลเสียต่อสุขภาพหลายประการ^{[ 27 ]}รวมถึงโรคหัวใจโรคอ้วนและโรคเบาหวานประเภท 2 ศูนย์ควบคุม และป้องกันโรค ( CDC ) แนะนำให้จำกัดการบริโภคน้ำตาลต่อวันให้น้อยกว่า 200 แคลอรี (ประมาณ 12 ช้อนชา / 48 กรัม ) ในอาหาร 2000 แคลอรี^{[ 27 ]}

น้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์มีซูโครส 99.9% จึงให้คาร์โบไฮเดรตเป็นสาร อาหารเพียงอย่างเดียว และให้พลังงาน 390 กิโลแคลอรีต่อ 100 กรัม (ตาราง) ^{[ 30 ]}ไม่มีสารอาหารรองที่สำคัญในน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ (ตาราง) ^{[ 30 ]} ซูโครสซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตบริสุทธิ์มีพลังงาน 3.94  แคลอรีต่อกรัม (หรือ 17  กิโลจูลต่อกรัม)

ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ซูโครสจะถูกย่อยสลายเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ที่เป็นส่วนประกอบ ได้แก่ กลูโคสและฟรุกโตส โดยเอนไซม์ซูเครสหรือไอโซมอลเทสไกลโคไซด์ไฮโดรเลสซึ่งอยู่ในเยื่อ หุ้ม ไมโครวิ ลลี ที่บุลำไส้เล็กส่วนต้น [ ^{31 ] [ 32 ] (}ในแบคทีเรียและสัตว์บางชนิด ซูโครสจะถูกย่อยโดยเอนไซม์อินเวอร์เทส ) จากนั้นโมเลกุลกลูโคสและฟรุกโตสที่ได้จะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดอย่างรวดเร็ว ซูโครสเป็นสารอาหารหลักที่ดูดซึมได้ง่ายให้พลังงานอย่างรวดเร็ว ทำให้ระดับน้ำตาลในเลือด สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อรับประทาน

หากบริโภคมากเกินไป ซูโครสอาจส่งผลให้เกิดกลุ่มอาการเมตาบอลิกซึ่งรวมถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคเบาหวานประเภทที่ 2ภาวะดื้อต่ออินซูลิน น้ำหนักเกิน และโรคอ้วนในผู้ใหญ่และเด็ก^{[ 33 ] [ 34 ]}

ฟันผุ (โรคฟันผุ) กลายเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างมากที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคน้ำตาล โดยเฉพาะซูโครส^{[ 35 ]}แบคทีเรียในช่องปาก เช่นStreptococcus mutansอาศัยอยู่ในคราบจุลินทรีย์ในฟันและย่อยสลาย น้ำตาล อิสระ (ไม่เฉพาะซูโครส แต่ยังรวมถึงกลูโคส แลคโตส ฟรุกโตส และแป้ง ที่ปรุงสุกแล้ว ) ให้กลายเป็น กรด แลคติก^{[ 35 ]}กรดแลคติกที่เกิดขึ้นจะลดค่า pH ของผิวฟัน ทำให้ฟันสูญเสียแร่ธาตุในกระบวนการที่เรียกว่าฟันผุ^{[ 35 ]}

น้ำตาล 6 คาร์บอนทั้งหมดและไดแซ็กคาไรด์ที่สร้างจากน้ำตาล 6 คาร์บอนสามารถถูกเปลี่ยนโดยแบคทีเรียในคราบจุลินทรีย์ในฟันให้เป็นกรดที่ทำให้ฟันสึกกร่อนได้ แต่ซูโครสอาจมีประโยชน์เฉพาะสำหรับStreptococcus sanguinis (เดิมชื่อStreptococcus sanguis ) และStreptococcus mutans [ ^{36 ] ซูโครส}เป็นน้ำตาลในอาหารเพียงชนิดเดียวที่สามารถเปลี่ยนเป็นกลูแคนเหนียว (พอลิแซ็กคาไรด์คล้ายเดกซ์แทรน) โดยเอนไซม์นอกเซลล์^{[ 37 ]}กลูแคนเหล่านี้ช่วยให้แบคทีเรียเกาะติดกับผิวฟันและสร้างคราบจุลินทรีย์หนาขึ้น สภาวะไร้ออกซิเจนที่อยู่ลึกเข้าไปในคราบจุลินทรีย์กระตุ้นการก่อตัวของกรด ซึ่งนำไปสู่รอยผุ ดังนั้น ซูโครสจึงอาจช่วยให้S. mutans , S. sanguinisและแบคทีเรียชนิดอื่นๆ อีกมากมายเกาะติดแน่นและต้านทานการกำจัดตามธรรมชาติ เช่น โดยการไหลของน้ำลาย แม้ว่าจะสามารถกำจัดออกได้ง่ายด้วยการแปรงฟันก็ตาม กลูแคนและเลแวน (พอลิแซ็กคาไรด์ฟรุกโตส) ที่ผลิตโดยแบคทีเรียในคราบจุลินทรีย์ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารสำรองสำหรับแบคทีเรียอีกด้วย

บทบาทพิเศษของซูโครสในการก่อให้เกิดฟันผุนั้นมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นเมื่อพิจารณาถึงการใช้ซูโครสเป็นสารให้ความหวานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอย่างแพร่หลาย การแทนที่ซูโครสด้วยน้ำเชื่อมข้าวโพดฟรุกโตสสูง (HFCS) อย่างแพร่หลายไม่ได้ลดอันตรายจากซูโครสลง หากมีซูโครสในปริมาณน้อยในอาหาร ก็ยังเพียงพอต่อการก่อตัวของคราบจุลินทรีย์หนาและแบคทีเรียในคราบจุลินทรีย์เหล่านั้น และแบคทีเรียในคราบจุลินทรีย์จะย่อยสลายน้ำตาลอื่นๆ ในอาหาร เช่น กลูโคสและฟรุกโตสใน HFCS

ซูโครสเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยกลูโคส 50% และฟรุกโตส 50% และมีดัชนีไกลเซมิกเท่ากับ 65 ^{[ 38 ]} ซูโครสถูกย่อยอย่างรวดเร็ว^{[ 39 ] [ 40 ]}แต่มีดัชนีไกลเซมิกค่อนข้างต่ำเนื่องจากมีฟรุกโตสเป็นส่วนประกอบ ซึ่งมีผลต่อระดับน้ำตาลในเลือดน้อยมาก^{[ 39 ]}

เช่นเดียวกับน้ำตาลชนิดอื่นๆ ซูโครสจะถูกย่อยเป็นส่วนประกอบต่างๆ โดยเอนไซม์ซูเครส ไปเป็นกลูโคส (น้ำตาลในเลือด) ส่วนประกอบของกลูโคสจะถูกลำเลียงเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อทำหน้าที่ตอบสนองความต้องการทางเมตาบอลิ ซึมในทันที หรือถูกแปลงและเก็บสะสมไว้ในตับในรูปของไกลโคเจน^{[ 40 ]}

การเกิดโรคเกาต์มีความเกี่ยวข้องกับการผลิตกรดยูริกมากเกินไป อาหารที่มีน้ำตาลซูโครสสูงอาจนำไปสู่โรคเกาต์ได้ เนื่องจากจะทำให้ระดับอินซูลินสูงขึ้น ซึ่งจะป้องกันการขับกรดยูริกออกจากร่างกาย เมื่อความเข้มข้นของกรดยูริกในร่างกายเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของกรดยูริกในของเหลวในข้อต่อก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และเมื่อความเข้มข้นเกินระดับวิกฤต กรดยูริกจะเริ่มตกผลึก นักวิจัยระบุว่าเครื่องดื่มที่มีน้ำตาลสูง โดยเฉพาะฟรุกโตส เป็นสาเหตุหนึ่งของการเพิ่มขึ้นของจำนวนผู้ป่วยโรคเกาต์^{[ 41 ]}

ในปี 2558 องค์การอนามัยโลกได้เผยแพร่แนวทางใหม่เกี่ยวกับการบริโภคน้ำตาลสำหรับผู้ใหญ่และเด็ก ซึ่งเป็นผลมาจากการทบทวนหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่โดยกลุ่มผู้เชี่ยวชาญจากหลากหลายสาขา แนวทางดังกล่าวแนะนำให้ทั้งผู้ใหญ่และเด็กบริโภคน้ำตาลอิสระ (โมโนแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์ที่เติมลงในอาหารและเครื่องดื่มโดยผู้ผลิต ผู้ปรุง หรือผู้บริโภค และน้ำตาลที่พบตามธรรมชาติในน้ำผึ้ง น้ำเชื่อม น้ำผลไม้ และน้ำผลไม้เข้มข้น) น้อยกว่า 10% ของปริมาณพลังงานทั้งหมด การบริโภคในระดับต่ำกว่า 5% ของปริมาณพลังงานทั้งหมดจะส่งผลดีต่อสุขภาพเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องฟันผุ^{[ 42 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ซูโครสถูกใช้เป็น ยาแก้ปวดอ่อนๆ ออกฤทธิ์สั้นสำหรับทารก โดยอ้างว่าออกฤทธิ์ผ่านการตอบสนองของสารโอปิออยด์ที่เกิดจากรสหวาน^{[ 43 ]}มันมีผลต่อปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ต่อความเจ็บปวด เช่น การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมและการแสดงออกทางสีหน้า แต่ไม่ได้ส่งผลต่อกิจกรรมของเส้นประสาทสมองและไขสันหลังที่เกี่ยวข้องกับความเจ็บปวด ซึ่งหมายความว่ามันอาจไม่ได้ช่วยลดความเจ็บปวดลงจริงๆ^{[ 44 ]}

ผลิตภัณฑ์ที่มีซูโครสเป็นส่วนประกอบถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดอย่างรวดเร็วในการจัดการ ภาวะ น้ำตาล ในเลือดต่ำ ในผู้ป่วยเบาหวาน ตัวอย่างเช่น CDC ถือว่าซูโครสหนึ่งช้อนโต๊ะนั้นยอมรับได้สำหรับการจัดการภาวะดังกล่าว^{[ 45 ]}การทดลองแบบสุ่มที่มีกลุ่มควบคุมในปี 2010 พบว่าลูกอมที่มีซูโครสเป็นส่วนประกอบมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับยาเม็ดกลูโคสที่มีราคาแพงกว่าในการจัดการภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำในเด็กที่เป็นเบาหวานชนิด ที่ 1 ^{[ 46 ]}

อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำตาลมักใช้ถ่านกระดูก ( กระดูกสัตว์ ที่ผ่านการเผา ) เพื่อลดสี^{[ 47 ] [ 48 ]}ประมาณ 25% ของน้ำตาลที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาผ่านกระบวนการโดยใช้ถ่านกระดูกเป็นตัวกรอง ส่วนที่เหลือผ่านกระบวนการโดยใช้ถ่านกัมมันต์เนื่องจากถ่านกระดูกดูเหมือนจะไม่ตกค้างอยู่ในน้ำตาลสำเร็จรูป ผู้นำทางศาสนายิวจึงถือว่าน้ำตาลที่กรองผ่านถ่านกระดูกนั้นเป็นพาเรฟซึ่งหมายความว่าไม่ใช่ทั้งเนื้อสัตว์หรือผลิตภัณฑ์จากนม และสามารถใช้กับอาหารได้ทั้งสองประเภท อย่างไรก็ตาม ถ่านกระดูกต้องมาจากสัตว์ที่โคเชอร์ (เช่น วัว แกะ) เพื่อให้น้ำตาลนั้นเป็นโคเชอร์^{[ 48 ]}

• Yudkin, J.; Edelman, J.; Hough, L. (1973). น้ำตาล: ด้านเคมี ชีววิทยา และโภชนาการของซูโครส . บัตเตอร์เวิร์ธ. ISBN 978-0-408-70172-3.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับน้ำตาลซูโครส

• ภาพสามมิติของซูโครสที่เก็บรักษาไว้จากต้นฉบับ
• คู่มือพกพาเกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมีของ CDC – NIOSH
• ทุกสิ่งเกี่ยวกับน้ำตาลทรายขาว – The Spruce Eats