수크로스

3. 물리적, 화학적 특성

수크로스는 다른 이당류와 마찬가지로 무색 결정, 단맛을 가지며, 물에 녹는 등의 성질을 가지고 있다. 가수 분해하면 글루코스와 과당을 생성한다. 수용성이 높으며, 25 ℃에서 물 1 g에 2.1 g이 녹는다.

선진국에서 주요한 감미료이며, 설탕의 주성분이다. 일반적으로 사탕수수나 사탕무에서 추출하여 순도를 높여 결정화시킨 것이다. 원료로는 이 외에 수수와 설탕 단풍이 있다. 참고로 설탕 결정을 크게 성장시키면 빙설탕이 된다.

약 170 ℃로 가열하면 캐러멜이라고 불리는 갈색 물질로 변한다. 캐러멜은 식용으로 사용되며, 독특한 향을 가진다. 캐러멜은 커스터드 푸딩이나 캐러멜 밀크 등에 사용된다.

화학식은 C₁₂H₂₂O₁₁이며, 포도당과 과당이 α-1,2-글리코사이드 결합한 이당류이다. 조직명은 '''β-D-프럭토푸라노실-(2↔1)-α-D-글루코피라노시드''' (β-D-fructofuranosyl-(2↔1)-α-D-glucopyranoside)이다. 어미가 "-오시드(-oside)"로 끝나는 것은 환원당이 아니기 때문이다. 포도당의 알데히드기와 과당의 케톤기가 모두 글리코사이드 결합을 하여 산화되지 않으며, 이당류로서는 트레할로스와 마찬가지로 예외적으로 환원성을 갖지 않는다. 참고로 다당류에는 공통적인 성질로서 환원성이 없다.

진한 황산에 의해 탈수 반응이 촉매되어, 단체의 탄소가 얻어진다.

:$\backslash mbox\{C\}\_\{12\}\; \backslash mbox\{H\}\_\{22\}\; \backslash mbox\{O\}\_\{11\}\; \backslash \; \backslash xrightarrow\{\backslash mbox\{H\}\_2\backslash mbox\{SO\}\_4\}\; \backslash \; 12\backslash mbox\{C\}\; +\; 11\backslash mbox\{H\}\_2\backslash mbox\{O\}$

또한, 각설탕에 불을 가까이 대도 녹거나 타기만 할 뿐 연소는 일어나지 않지만, 재를 덮고 불을 가까이 대면 촉매 반응에 의해 연소가 일어난다.

3. 1. 구조

3. 2. 결정 구조 및 광학적 특성

3. 3. 열 분해 및 산화적 분해

3. 4. 가수분해

3. 5. 수크로스의 합성 및 생합성

3. 5. 1. 화학 합성

4. 생산

4. 1. 수크로스 정제의 역사

4. 2. 현재의 경향

4. 2. 1. 사탕수수

4. 2. 2. 사탕무

4. 2. 3. 음식에 사용

4. 3. 측정

5. 소비

정제된 설탕은 18세기 이전에는 사치품이었다. 18세기에 널리 인기를 얻었고, 19세기에는 필수 식품으로 발전했다. 이러한 설탕에 대한 맛과 수요의 변화는 주요한 경제적, 사회적 변화를 촉발시켰다.^[36] 결국, 설탕은 가격이 충분히 저렴해지고 흔해져서 표준 요리와 맛을 낸 음료에 영향을 미칠 정도가 되었다.

수크로스는 과자류와 디저트의 주요 구성 요소이다. 요리사들은 감미료로 사용한다. 또한 충분한 농도로 사용될 경우 식품 방부제 역할을 할 수 있으며, 따라서 과일 보존식품 생산에 중요한 성분이다. 수크로스는 비스킷과 쿠키, 케이크와 파이, 사탕, 아이스크림과 샤베트 등 많은 식품의 구조에 중요하다. 많은 가공 식품과 소위 "정크 푸드"에 흔히 사용되는 성분이다.

5. 1. 영양정보

5. 2. 수크로스의 대사

5. 3. 사람의 건강

• '''충치'''(치아 우식): 충치균(''Streptococcus mutans'')과 같은 구강세균은 치태에서 살고, 수크로스를 포함한 당(글루코스, 락토스, 프럭토스, 조리된 녹말)을 젖산으로 대사한다.^[123] 젖산은 치아 표면 pH를 낮춰 에나멜질, 상아질을 침식시켜 충치를 유발한다.^[124][125]

• '''혈당지수''': 수크로스는 글루코스와 프럭토스로 구성된 이당류이며, 혈당지수가 65이다.^[128][48] 수크로스는 빠르게 소화되나,^{[129][130][49][50]} 프럭토스 함량으로 인해 상대적으로 낮은 혈당지수를 나타낸다.^[129][49]

• '''당뇨병''': 당뇨병은 인체가 당을 제대로 대사하지 못하는 질병으로, 인슐린 생성 세포 공격 (제1형 당뇨병) 또는 인슐린에 대한 세포 반응 부족 (제2형 당뇨병)이 원인이다.^[132] 혈액에 글루코스 축적은 단기적 에너지 부족, 장기적 혈액 산성화 및 신체 기관 손상을 유발한다. 의료 당국은 당뇨병 환자들에게 당이 풍부한 식품을 피하도록 권고한다.

• '''비만''': 미국 국민건강 영양조사에 따르면 미국 국민은 지방 섭취 비중을 줄인 반면, 탄수화물 섭취 비중을 늘려왔다. 이는 비만이 지방 섭취보다 설탕 섭취와 더 관련이 있을 수 있음을 의미한다.^[133]

식품에서 첨가되는 당은 디저트, 사탕, 청량음료뿐만 아니라 빵, 크래커, 감자칩, 땅콩버터, 수프, 샐러드 드레싱, 케첩, 마요네즈 및 기타 일반적인 소스와 같은 다양한 품목에 첨가된다.^[134]

미국 국립과학아카데미 연구(2002년)에 따르면, "첨가된 당 섭취량 증가와 체질량 지수(BMI) 간의 명확하고 일관된 연관성이 없다"였기 때문에 당에 대한 허용가능한 섭취 상한선을 결정할 수 없었다.^[135]

• '''통풍''': 통풍 발생은 요산 과다 생성과 관련 있다. 수크로스가 풍부한 식단은 인슐린 수치를 높여 체내 요산 배출을 막아 통풍을 유발할 수 있다. 연구자들은 과당 함량이 높은 설탕 음료가 통풍 발병 증가와 관련이 있다고 지적했다.^[51][52]

• '''수크로스 불내증''' : (내용 없음)

5. 3. 1. 충치

5. 3. 2. 혈당지수

5. 3. 3. 당뇨병

5. 3. 4. 비만

식품에서 첨가되는 당은 항상 분명한 것은 아니다. 당은 디저트, 사탕, 청량음료뿐만 아니라 빵, 크래커, 감자칩, 땅콩버터, 수프, 샐러드 드레싱, 케첩, 마요네즈 및 기타 일반적인 소스와 같은 다양한 품목에 첨가된다. 첨가되는 당들은 사탕수수 주스, 무가당 사탕수수 주스, 옥수수 시럽, 옥수수 시럽 고형분, 맥아 시럽, 조청, 글루코스, 말토스, 말토덱스트린, 당밀, 트리클, 자일로스와 같이 기술적으로는 정확하지만, 오해의 소지가 있는 용어들을 포함한다.^[134]

미국 국립과학아카데미가 2002년에 실시한 연구에 따르면, 다른 연구 자료와의 불일치로 인해 "첨가된 당의 섭취량 증가와 체질량 지수(BMI) 간의 명확하고 일관된 연관성이 없다"였기 때문에 당에 대한 허용가능한 섭취 상한선을 결정할 수 없었다. 그러나 이것은 첨가된 당 섭취량의 과소 보고로 인한 것일 수도 있다고 설명한다(체질량 지수 또는 BMI는 체지방을 측정하는데 사용되는 체중과 신장의 척도이다).^[135]

수크로스는 에너지가 높아 비만의 원인이 될 수 있다.

5. 3. 5. 통풍

5. 3. 6. 수크로스 불내증

5. 4. UN 식이 권장사항

5. 5. 종교적인 관심사

6. 무역 및 경제

역사적으로 설탕은 세계에서 가장 널리 거래되는 상품 중 하나로, 전 세계 건화물 시장의 약 2%를 차지한다.^[141] 국제 설탕 가격은 지난 50년 동안 파운드당 약 3센트에서 60센트가 넘는 큰 변동성을 보여왔다.^[141] 전세계 180개국 중 약 100개국이 사탕수수 또는 사탕무로부터 설탕을 생산하고 있으며, 모든 국가에서 설탕을 소비한다.^[141] 연간 1인당 설탕 소비량은 에티오피아에서는 약 3 kg, 벨기에에서는 약 40 kg으로 국가별로 편차가 있다.^[141] 중간 소득 국가에서 연간 1인당 설탕 소비량이 약 35 kg에 이를 때까지 1인당 소득 증가로 인한 설탕 소비량이 증가한다.^[141]

많은 국가들이 설탕 생산을 크게 보조한다.^[141] 유럽 연합, 미국, 일본, 많은 개발도상국들은 국내 설탕 생산에 보조금을 지급하고, 수입된 설탕에 대해 높은 관세를 유지한다.^[141] 이들 국가들의 설탕 가격은 종종 국제 시장 가격에 비해 3배 이상 높다.^[141]

국제 무역 체제, 특히 세계무역기구(WTO)에서 브라질이 주도하는 "G20 개발도상국" 국가들은 본질적으로 이러한 설탕 시장이 사탕수수 설탕 수입을 배제하기 때문에 G20 개발도상국의 설탕 생산자들은 자유 무역을 할 때보다 낮은 가격을 받는다고 오랫동안 주장해 왔다.^[141] 유럽 연합(EU)과 미국은 특정 개발도상국들이 일정량의 설탕을 유럽과 미국 시장에 판매할 수 있도록 통상적인 수입 관세가 없는 무역 협정을 유지하고는 있지만, 이러한 우선 무역 대상국 이외의 국가들은 이러한 조치가 국제 무역의 "최혜국 대우" 원칙을 위반한다고 불평한다.^[141]

2004년에 세계무역기구는 브라질과 오스트레일리아가 주도하는 사탕수수 수출국 그룹을 편성했으며, EU 슈거-레짐(EU sugar-régime)과 ACP-EU 슈거 프로토콜(ACP-EU Sugar Protocol: 아프리카, 카리브해, 태평양 국가들이 유럽의 설탕 시장에 우선적으로 접근할 수 있게 한다)을 불법으로 판결했다.^[141] 2005년 11월 25일 유럽 연합 이사회는 EU의 설탕 가격을 2009년부터 36% 낮추기로 합의했다.^[144] 미국의 슈거 프로그램(U.S. Sugar Program)이 다음 개정 대상이 될 것으로 보인다.^[145] 그러나 일부에서는 2006년 미국 선거에서 미국 하원의원들과 미국 상원의원들을 상대로 270만 달러를 기부한 미국의 설탕 산업계가 미국의 작물 재배자들보다 더 많은 로비를 할 것으로 예상했다.^[145] 특히 유명한 로비스트에는 소위 "설탕 남작"이라 불리는 판훌 브라더스(Fanjul Brothers)도 포함되어 있는데, 판훌은 미국 정치체제의 양대 정당인 공화당과 민주당 양쪽에 개인으로서는 최다 액수의 돈을 기부했다.^[146][147]

소량의 설탕, 특히 설탕의 최고 등급은 "공정무역" 상품으로 시장에 나온다. 공정무역 시스템은 보다 많은 수입이 개발도상국의 소농민들에게 도움이 될 것이라는 이해하에 이들 제품을 생산하고 판매한다.^[148] 그러나 공정무역재단(Fairtrade Foundation)은 "Fairtrade" 브랜드의 설탕을 소농민들에게 톤당 60달러의 프리미엄을 제공하는^[148] 반면 미국의 슈거 프로그램 및 ACP-EU 슈거 프로토콜과 같은 정부 계획은 세계 시장 가격보다 톤당 400달러의 프리미엄을 제공한다.^[148] 유럽 연합은 2007년 9월 14일에 "설탕을 EU로 수입할 때 모든 의무와 쿼터를 없애라"고 발표했다.^[149]

미국 설탕협회(US Sugar Association)는 인공적인 감미료보다 설탕을 홍보하기 위한 캠페인을 시작했다. 이제 협회는 설탕 소비의 부작용에 관한 일반적인 믿음에 적극적으로 도전하고 있다.^[150] 이 캠페인은 미국 폭스 TV의 2007 프라임타임 에미상 방영동안 유명한 TV 광고를 방영했다. 미국 설탕협회는 상표 태그 라인에 "Sugar: sweet by nature"을 사용한다.^[150]

7. 대체 감미료

미국에서는 설탕 수입에 대한 관세와 옥수수 생산을 위한 보조금 때문에 고과당 옥수수 시럽(HFCS)이 감미료로써 정제된 수크로스보다 훨씬 저렴하다.^[104][105] 미국의 산업적 식품 생산 부문에서 고과당 옥수수 시럽과 기타 천연 감미료들이 수크로스를 부분적으로 대체해 나가고 있다.

일부 사람들은 고과당 옥수수 시럽이 건강에 해로운 것으로 간주한다.^[104][105] 그러나 임상 영양학자, 의료 당국 및 미국 식품의약국은 "수크로스, 고과당 옥수수 시럽, 전화당, 꿀, 많은 과일과 주스는 동일 조직에서 동일한 당을 동일한 대사 경로를 통해 처리된다."라며 그러한 우려를 일축했다.^{[104][105][106]} 과학 당국은 설탕이 특정 건강 문제와 관련된 엠프티 칼로리의 원천이라는 데에 동의하지만, 고과당 옥수수 시럽과 같은 글루코스-프럭토스 시럽이 특히 건강에 좋지 않다는 것은 과학적 증거의 의해 지지하지 않는다. 미국 식품의약국은 고과당 옥수수 시럽을 포함한 모든 첨가된 당류의 소비를 제한하도록 권고했다.^[104][106]

이러한 건강상의 영향으로 인해 수크로스를 피하려는 요구에 부응하기 위해 여러 대체 감미료가 개발되었다. 그러나, 아스파탐과 같은 경우 가열하면 단맛이 저하되는 등, 조리용으로 설탕을 대체하여 사용하기 어려운 것이 있으며, 다른 건강 문제를 일으키는 경우도 있어 그 안전성이 의문시되고 있다.

수크로스를 염소화한 감미료로 수크랄로스가 있다. 수크랄로스는 유기 염소 화합물이며, 수크로스의 약 600배의 단맛(단맛 지수)을 가진 식품 첨가물이다.

8. 일본에서의 수크로스

8. 1. 설탕물 검사

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