B°) Les propriétés du sucre dans les bonbons

        La connaissance de la structure intime d’une molécule telle que celle qui constitue le sucre de canne et de betterave est importante à plus d’un titre.
        Elle permet en effet de mieux comprendre ses propriétés (chimiques, mais aussi physiques et biologiques) en vue d’améliorer ses applications industrielles : réactivité avec d’autres composés, vitesse de cristallisation, modélisation de la saveur sucrée, etc.

Cristallisation :

        A l’état solide, c’est-à-dire cristallisé, le sucre, ou saccharose est un corps sans couleur ni odeur, qui possède,  une saveur sucrée. Il cristallise sous forme de prismes anhydres (dépourvus totalement d’eau) dont les axes de symétrie sont légèrement inclinés. En théorie, un cristal de sucre parfait est un prisme à 15 facettes. A l’œil nu pour le sucre candi (un cristal géant) ou si vous vous armez d’une loupe pour observer un grain de sucre cristallisé (un cristal, donc…), vous pourrez compter facilement 7 ou 8 facettes. Chauffé à sec, un cristal de sucre commence à fondre vers 160-170°C. Son point de fusion est précisément de 186°C.

        Il se trouve qu’en confiserie, pour que le saccharose ne cristallise pas malgré une concentration élevée, on peut additionner du sucre inverti (voir au paragraphe suivant)  ou encore du sirop de glucose, ou de fructose. Ainsi la cristallisation du sucre ne cause plus de défauts de texture. Il est alors impératif de protéger les bonbons en les emballant pour que l’humidité ambiante ne provoque pas une recristallisation du sucre.

Solubilité : 

        Les sucres sont très aisément soluble dans l’eau : 200g dans 100ml à 20°C (à 100°C : 400g dans 100ml) et, de ce fait, ils circulent facilement dans les plantes afin de leur fournir l’énergie qui leur est nécessaire. La teneur en saccharose de la sève des plantes n’excède guère plus de 15%.

        Soumis à une hydrolyse, le saccharose donne du glucose et du fructose. Cette hydrolyse peut être favorisée par le pH acide d’un aliment (comme le citron). Ce produit s’appelle sucre inverti, il existe à l’état naturel dans le miel. On parle d’inversion car le pouvoir rotatoire de la solution vis-à-vis de la lumière polarisée est inversé par l’hydrolyse. Pour qu’un composé soit optiquement actif, il faut et suffit que sa molécule ne soit pas superposable à son image dans un miroir. Voir Pasteur XIX° siècle, Loi de la stéréo-isomérie optique. (Pour en savoir plus : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_rotatoire)

Notons que le sucre inverti a un pourvoir sucrant et une solubilité plus importante que le saccharose.

        La solubilité des sucres totaux peut être augmentée par l’addition de sucre inverti, de glucose car il cristallise plus lentement, ou encore de sirop de glucose, ou de fructose.

Etat vitreux :

        Dans les bonbons, ont dit que les sucres sont présents à l’état vitreux. Nous avons obtenu cet état vitreux en portant du saccharose à ébullition, à environ 160°C puis nous l’avons laissé refroidir à température ambiante. Cet état vitreux est un état amorphe (où aucune structure cristalline n’est détectée au rayon X) de viscosité très élevée. Cette viscosité empêche la cristallisation du sucre. Si nos bonbons sont un peu collants en surface, c’est normal ! Les sucres comme le saccharose à l’état vitreux deviennent collants car l’eau expulsée par la cristallisation dissout les couches de sucres situées en surface. La teneur finale en eau de nos bonbons durs est comprise entre 1 et 2%.

Saveur sucrée

        Le saccharose sert de référence dans l’échelle de produits sucrants en intensité comme en qualité. Par convention son pouvoir sucrant est égal à 1. 

        C'est un nombre sans unité car il est obtenu via le rapport de deux grandeurs exprimées dans la même unité (masse ou concentration). Ainsi, à la même saveur sucrée, le rapport entre la masse de saccharose et de substance sucrée présente en solution aqueuse donne un pouvoir sucrant basé sur la masse. De même, le pouvoir sucrant peut être calculé sur le rapport de la concentration molaire C des deux espèces, c'est pourquoi il faut bien préciser l'origine de la comparaison, masse ou concentration.

        L’intensité de la saveur sucrée ne dépends pas des molécules. Par exemple : le glucose et le fructose sont tout les deux de formule C6H12O6 cependant le pouvoir sucrant du glucose s’élève à 0.70 tandis que celui du fructose s’élève à 1.2.

        De plus, on peut ajouter qu'il est possible de quantifier l'intensité de la saveur sucrée d'une molécule par exemple en procédant par une hydrolyse car le sucre inverti a un pourvoir sucrant plus important que le saccharose.

        En fait, il faut bien admettre qu'on ne connaît pas la véritable raison qui fait qu'une substance donne une impression de goût sucré dans la bouche. Il s'est formé des quantités de théories à ce sujet, qui toutes marchent bien pour un certain nombre de substances, mais qui échouent pour d'autres. 

Caramélisation :

        Le caramel est obtenu en chauffant du sucre à plus de 160°C. Le changement de gout, d’odeur et de couleur entre le morceau de sucre et le caramel est du à la réaction de Maillard.