Sucre

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Cristaux de sucre raffiné

Usine de production de sucre de canne à La Réunion.

Le sucre est un produit alimentaire d'origine végétale, composé pour l'essentiel de saccharose, et diverses substances naturelles appartenant à la classe des glucides responsables d'une des quatre saveurs gustatives fondamentales (le sucré).

Le saccharose est présent dans toutes les plantes contenant de la chlorophylle. Les sucres commercialisés sont essentiellement produits industriellement à partir de la canne à sucre et de la betterave sucrière. D'autres sources sont utilisées pour produire le glucose ou le fructose de plus en plus utilisés par l'industrie agroalimentaire et d'autres industries^[1].

D'autres végétaux contiennent une quantité importante de sucre. Ils sont traditionnellement vendus sous forme de sirop :

l'érable,
le palmier-dattier (sucre de palme avec la sève, sucre de datte avec le fruit),
les palmiers à sucre (comme le cocotier du Chili),
le sorgho,
l'agave américain.

La thaumatine-I, une protéine le composé naturel le plus sucré.

Le goût sucré est une saveur utilisée principalement pour son information sur l'apport énergétique de l'aliment et chez l'être humain pour le plaisir qui lui est associé. Son goût est doux.

Le gout sucré est reconnu par une famille de récepteurs couplés à la protéine G T1R1, T1R2 et T1R3 (les mêmes que pour l'umami), ils s'assemblent en homodimères ou hétérodimères et permettent la reconnaissance des sucres naturels ou artificiels.

A part les sucres, de nombreuses autres molécules (artificielle ou naturelle) possèdent un goût sucré, celles-ci ne sont pas toutes reconnues par tous les animaux. Parmi les molécules naturelles on trouve les acides aminés (glycine), les protéines (thaumatine, mabinline), des hétérosides (stéviosides)... Parmi les molécules artificielles on trouve, aussi des acides aminés (aspartame), des sulfamate (acésulfame potassium), ...

Chez l'homme les récepteurs s'associent principalement sous la forme T1R2+T1R3 et permettent de reconnaitre la majorité des sucres.

[modifier] Histoire

Initialement, les gens mâchaient la canne à sucre brute pour en extraire sa douceur. La culture du sucre aurait commencé dans le Nord-Est de l'Inde ou dans le Pacifique Sud respectivement vers 10000 ou 6000 avant JC . D'autres témoignages archéologiques associent la culture du sucre avec la civilisation de la vallée de l'Indus^[2]. Les Indiens ont découvert comment cristalliser le sucre pendant la dynastie des Gupta vers l'an 350.

Au cours de la révolution agricole musulmane, des entrepreneurs arabes adoptèrent les techniques de production de sucre Indiennes et l'ont affiné et transformé en une grande industrie. Les Arabes ont créés les premières sucreries, raffineries, usines et plantations.

Vers 1390, une meilleure presse fut créée, ce qui permit de doubler le jus obtenu à partir de la canne. Cela a permis l'expansion économique des plantations de sucre à l'Andalousie et l'Algarve. Vers 1420, la production de sucre fut étendu aux îles Canaries, Madère et aux Açores.

Les Portugais importèrent plus tard le sucre au Brésil. Hans Staden écrit qu'en 1540 l'île de Santa Catarina comptait 800 sucreries et que la côte nord du Brésil, Demarara et le Surinam en comptait 2000.

Après 1625, les Hollandais importèrent la canne à sucre d'Amérique du Sud vers les îles des Caraïbes - de la Barbade aux îles Vierges. De 1625 à 1750, le sucre devint une matière première très importante et les Caraïbes la principale source mondiale grâce à la main-d'œuvre issue de l'esclavage.

Au cours du XVIIe siècle, le sucre est devenu très populaire et le marché du sucre a connu une série d'augmentations. La production de sucre devint de plus en plus mécanisée. Le moteur à vapeur alimente un premier moulin à sucre à la Jamaïque en 1768, et peu après, la vapeur remplace le feu comme source de chaleur. De nos jours, une grande raffinerie de betteraves produit 1500 tonnes de sucre en 24 heures de production avec un effectif permanent d'environ 150 personnes.

[modifier] Les différentes formes du sucre

Sucre blanc, cassonade, sucre complet et rapadura

Les principales formes de sucre sont normalisées au niveau mondial^[3].

Sucre blanc: doit contenir plus de 99,8% de saccharose purifié et cristallisé, c'est celui qu'on appelle couramment sucre cristal (ou cristallisé) ou sucre semoule, selon la taille des cristaux.
Sucre mi-blanc: doit contenir plus de 99,6% de saccharose.
Sucre glace: cristaux de sucre blanc moulus en une poudre très fine.
Sucre roux: c'est soit du sucre brut cuit (sucre de canne roux véritable), soit du sucre raffiné recoloré avec de la mélasse ou des colorants.
Sucre blond: sucre issu de l'agriculture biologique, c'est un sucre non raffiné dont on a enlevé une partie de la mélasse, cristallisé et déshydraté.
Cassonade: sucre granuleux aux reflets dorés, s'obtient par cristallisation sous vide du sucre de canne roux. Du sucre raffiné recoloré peut être vendu sous cette appellation.
Sucre candi (ou candy): obtenu par cristallisation lente d'un sirop, ce qui forme de gros cristaux. Son nom vient du mot « sucre » en arabe : « qandi ».
Sucre gélifiant: sucre cristallisé additionné de pectine de fruit et d'acide citrique naturel, il est utilisé pour les confitures.
Sucre liquide inverti ou sirop de sucre inverti: solution aqueuse de saccharose partiellement inverti par hydrolyse (décomposé par l'eau, le saccharose se transforme en glucose et fructose).
Vergeoise: sucre moelleux provenant d'un sirop recuit.
Sucre complet: sucre non raffiné, totalement pourvu de sa mélasse, cristallisé puis déshydraté.
Sucre de canne complet ou sucre intégral (également connu sous la marque déposée Rapadura): sucre non raffiné et totalement pourvu de sa mélasse, c'est le résultat direct du pressage de la canne et obtenu après évaporation de l'eau. Ce sucre est connu sous de nombreux noms par sa longue histoire : gur ou jaggery en Asie du Sud, chancaca, panela, piloncillo ou rapadura au Mexique et en Amérique du Sud. Le terme rapadura d'origine brésilienne est le plus connu en Europe car il a été déposé en tant que marque par la société allemande Rapunzel.

[modifier] Production

[modifier] Sucre de canne

Cannes à sucre coupées

Article détaillé : Canne à sucre.

La canne à sucre contient environ :

71% d'eau;
14% de saccharose;
13 à 14% de fibres ligneuses;
2 à 3% d'impuretés.

Dans le cadre de l'agriculture biologique, les cannes (sans leurs feuilles) sont pressées plusieurs fois pour en extraire le jus (70 à 80%), le reste (20 à 30%) est appelé bagasse. À partir de ce jus, on obtient plusieurs types de sucres :

les sucres totalement pourvus de leur mélasse :
- le jus simplement séché donne le rapadura (10 litres de jus en fournissent environ un kilo),
- le jus épaissi, cristallisé (par addition de cristaux de sucre) puis déshydraté donne le sucre complet;
les sucres partiellement séparés de leur mélasse par centrifugation et cristallisés :
- le sucre de canne roux véritable,
- le sucre blond.

En agriculture intensive, les champs de canne à sucre sont brûlés et les cannes ramassées mécaniquement. Divers procédés physiques et chimiques permettent d'en extraire le saccharose pur : 1 tonne de canne fournit environ 115 kg de saccharose.

[modifier] Sucre de betterave

Betteraves à sucre

Article détaillé : Betterave sucrière.

La betterave sucrière contient environ :

76% d'eau;
15 à 18% de saccharose;
4 à 5% de pulpe;
2 à 3% d'éléments non sucrés.

A peine plus de 80% du saccharose est extrait industriellement de la racine : le reste est dégradé par fermentation entre le moment de l'arrachage de la betterave et l'extraction du sucre. Les usines sucrières sont ainsi toujours à moins de 30 kilomètres des champs. Une autre partie du sucre est aussi perdue dans la mélasse ou reste dans la pulpe.

Le sucre de betterave est toujours consommé blanc, les résidus de la plante ayant mauvais goût. La mélasse issue du raffinage de la betterave est donc utilisé pour la fermentation ou la nourriture du bétail.

[modifier] Sucre de palme

De fabrication artisanale, ce sucre est extrait des grappes de fleurs du palmier à sucre. Le jus obtenu est filtré, puis cuit afin de le transformer en sirop. Il est enfin battu pour amorcer la cristallisation. Le sucre obtenu est brun, naturellement riche en fructose et oligo-éléments.

[modifier] Données économiques

[modifier] Production

Production de sucre centrifugé, canne et betterave confondues :

Production en millions de tonnes équivalent sucre brut Données de FAOSTAT (FAO)
Année	Quantité
1994/1995	120,9
1995/1996
1996/1997	123,5
1997/1998	126,6
1998/1999	131,1
1999/2000	135,8
2000/2001	130,4
2001/2002	135,6
2002/2003	147,1
2003/2004	141,1
2004/2005	142,5
2007/2008	165,5

Sur 111 pays producteurs, 38 cultivent la betterave sucrière et fournissaient environ 40% de la production en 1998.

Le Brésil est le premier producteur mondial, suivi de l'Union européenne et l'Inde.

La France, avec un rendement de 14 tonnes de sucre à l'hectare, produit chaque année 4,7 millions de tonnes, dont 2,8 millions partent à l'export.

La Belgique produit 1 million de tonnes en 2002/2003 ^[4].

Les producteurs européens bénéficient d'un prix garanti, trois fois plus élevé que le cours mondial, dans le cadre de la PAC. Ce régime a été remis en cause par l'OMC en avril 2005. Il est envisagé une baisse de 42,6 % en deux ans du prix garanti aux producteurs, ce qui risque de désavantager surtout les pays périphériques de l'Union européenne, dont la productivité est nettement plus faible que celle notamment de la France.

[modifier] Consommation

La consommation en France est de 35 kg en moyenne par personne et par an^[5]. En Belgique, consommation équivalente avec 34 kg par habitant et par an^[6].

[modifier] Nutrition

La consommation de sucre fournit de l'énergie à court terme, mais il ne peut pas être stocké tel quel dans l'organisme. Une partie du sucre consommé peut être utilisée tout de suite pour fournir de l'énergie si nécessaire (dans les minutes qui suivent), une autre partie sera emmagasinée dans le foie et les muscles (utilisation dans les heures qui suivent), et une autre sera transformée en graisses qui seront stockées dans les couches adipeuses.

Il est conseillé de consommer le sucre de canne complet car il contient tous les nutriments contenus dans la canne à sucre : une fois traité et raffiné il contient 50 à 60 fois moins de sels minéraux et plus aucune vitamine (le rapadura contient des vitamines B1, B2, B5 et E).

Analyse comparée du sucre blanc et complet en mg pour 100g de sucre
	sucre blanc	sucre complet
Sels minéraux	30 à 50	1 500 à 2 800
potassium (K)	3 à 5	600 à 1 000
magnésium (Mg)	0	60 à 130
calcium (Ca)	10 à 15	40 à 110
phosphore (P)	0,3	14 à 100
fer (Fe)	0,1	4 à 40

Manger uniquement du sucre complet à la place du sucre blanc permettrait d'équilibrer notre alimentation en apportant tous les nutriments absents du sucre raffiné et de réduire fortement le nombre de caries dentaires (calcium, potassium et magnésium réduisent l'acidité de la salive favorable aux bactéries).

Dans tous les cas, il est important de réduire la consommation de sucre au minimum : comme pour tous les sucres simples, des vitamines et minéraux sont nécessaires pour métaboliser le saccharose (principalement des vitamines B1 et du magnésium). Manger du sucre raffiné en grandes quantités monopolise ces ressources essentielles et crée des carences.

Un adulte mange en moyenne 100 grammes de saccharose par jour, dont plus de 70% sous forme ajoutée dans les produits transformés par l'industrie agro-alimentaire^[7]. Or, les apports quotidiens recommandés en glucides sont de 200 à 250 grammes dont moins de 10% sous forme de glucides simples^[8].

Qu'il soit blanc ou complet, il contient toujours 4000 kilocalories par kilogramme, soit 17000 kilojoules. De plus, il crée une dépendance pouvant entraîner hypoglycémie, diabète et obésité. Manger beaucoup d'aliments sucrés n'entraîne pas forcément ces troubles s'ils sont associés à une alimentation équilibrée : un régime alimentaire équilibré ne se base pas sur un rapport sucres simples / sucres complexes, mais sur le calcul des indices glycémiques de tous les aliments ingérés dans la journée.

[modifier] Edulcorants et alternatives

Les édulcorants permettent de remplacer le sucre par des produits ayant le même pouvoir sucrant mais pas les inconvénients du saccharose. L'aspartame, édulcorant chimique, est aujourd'hui décrié par certains médecins^[9]. Une alternative paraît prometteuse, le stévia, il s'agit d'une plante hypocalorique mais au très fort pouvoir sucrant, qui commence à être cultivée à grande échelle au Brésil pour le compte de sociétés nord-américaines et en Chine qui exporte également vers l'Amérique du Nord. Curieusement, la vente comme édulcorant est interdite en France mais on trouve néanmoins du stévia dans le commerce. Le Xylitol, extrait de l'écorce de bouleau, est utilisé aussi comme édulcorant avec de nombreux avantages pour la santé sans les inconvénients des sucres classiques.

[modifier] Santé

Caries dentaires: La carie est le problème le plus visible du à la consommation de sucre : il favorise la métabolisation d'acides par des bactéries qui détruisent l'email de la dent.
Diabète: Les malades du diabète ont un organisme qui ne peut pas métaboliser suffisamment d'insuline pour digérer le glucose. Il s'ensuit une hyperglycémie : le sucre étant un concentré de glucose, il est alors à éviter.
Obésité: L'obésité due à un excès de consommation de calories est largement favorisée par la présence de sucres ajoutés aux aliments (sodas, yaourts, biscuits...).
Carences: La consommation importante de sucre raffiné, qui ne contient ni vitamines, ni sels minéraux, ni fibres, provoque des carences en diminuant la part des aliments bénéfiques à la santé.
Hyperactivité: Dans la plupart des cas, le comportement des enfants n'est pas modifié par l'absorption de sucre^[10] : il n'y a pas de lien établi entre le sucre et l'hyperactivité.

Plusieurs études ont montré que l'hyperactivité observée chez les enfant était due aux colorants^[11].

[modifier] Chimie

Structure chimique du fructose, un hexose.

En biochimie, un sucre est un glucide. On distingue les oses (ou monosaccharides), les diholosides (ou disaccharides), les oligosides (ou oligosaccharides) et les polyosides (ou polysaccharides).

Les oses contiennent des groupements aldéhydes (-CHO) et des groupements cétones (C=O), avec donc une double liaison carbone-oxygène, rendant le sucre réactif. La plupart des oses sont de la forme (CH₂O)_n où la valeur de n oscille entre 3, 5 et 6, formant respectivement un triose, un pentose ou un hexose (le glucose est un hexose, par exemple, tandis que le ribose est un pentose (la plupart de ceux-ci sont présents dans les acides aminés)). Une exception notable : le désoxyribose (monomère utilisé dans la structure des doubles-hélices de l'ADN, notamment), qui comme son nom l'indique, a un oxygène manquant. On classe aussi les oses par le nombre de carbones qu'ils contiennent.

Les (C₃H₆O₃) interviennent dans la glycolyse.

Les hexoses (des oses à 6 carbones) dont fait partie le glucose : par photosynthèse, les plantes produisent du glucose qui est converti en d'autres carbohydrates, comme par exemple en saccharose dans les cannes et betteraves.

Beaucoup de pentoses et hexoses peuvent former des structures cycliques. L'aldéhyde ou la cétone n'étant alors pas libre, la plupart des réactions typiques de ces groupements ne peuvent pas avoir lieu.

Le glucose en solution est essentiellement sous cette forme cyclique, avec moins de 0.1% des molécules sous forme de chaîne ouverte.

Structure chimique du saccharose : le sucre de table.

Les oses peuvent se grouper par liaison covalentes osidiques et former des diholosides tel que saccharose (sucrose), ou former des polyosides tel que l'amidon. Les liaisons osidiques doivent être hydrolysées (c'est-à-dire qu'une molécule d'eau vient «casser» ou rompre le lien) par une enzyme (protéine) pour que les molécules puissent être métabolisées. Après digestion et absorption, les oses présents dans le sang et les tissus sont le glucose, le fructose, et le galactose.

Le préfixe "glyco-" indique la présence de sucre dans une substance non-glucide : par exemple, une glycoprotéine est une protéine à laquelle un ou plusieurs oses se sont connectés. De même, un phosphoglycérolipide est un lipide qui lorsqu'en bicouche, est le constituant principal de la membrane plasmique d'une cellule.

Saccharose, fructose, glucose, galactose, maltose, lactose et mannose sont des sucres simples.

Parmi les diholosides, les plus courants sont le saccharose (sucre de canne ou de betteraves, formé d'un glucose et d'un fructose), le lactose (un glucose et un galactose) et le maltose (deux glucoses). La formule de ces diholosides est C₁₂H₂₂O₁₁.

Le saccharose devient par hydrolyse un sirop de fructose et de glucose, qui est plus "sucré" que le saccharose, et utilisé pour des friandises.

[modifier] Préparations

[modifier] Degrés de cuisson du sucre

En pâtisserie, le sucre blanc mélangé avec un peu d'eau forme un sirop qui prend différents aspects selon sa concentration. Quand sa température augmente, sa teneur en eau diminue jusqu'à s'évaporer complètement pour former du caramel : le sirop passe par différentes phases qui ont chacune un nom et une utilisation.

Plusieurs moyens permettent de savoir dans quelle phase se trouve le sirop :

un thermomètre (dont les graduations vont au moins jusqu'à 200 °C) ;
un densimètre qui donne la proportion de sucre par rapport à l'eau ;
une méthode empirique qui consiste à prélever un peu de sirop avec une cuillère et le faire tomber dans un bol rempli d'eau très froide ;
une autre méthode empirique, plus précise, dite « cuisson aux doigts » qui demande une certaine expérience : il faut tremper les doigts dans de l'eau glacée puis prélever un peu de sirop pour en tester la consistance.

Le tableau suivant donne le nom de la phase, la température et les proportions de sucre correspondantes, ainsi que le test de la cuisson aux doigts.

Le sucre et l'eau doivent être mélangés à froid dans une proportion de 1/3 d'eau pour 1 quantité de sucre.

Dénomination	Température	Quantité de sucre pour 1 kg de sirop	Test empirique
Nappé	100°C		le sirop forme une couche mince sur l'écumoire
Petit filet	101°C		prendre un peu de sirop entre le pouce et l'index, en les écartant un petit filet se forme mais ne tient pas
Grand filet, ou lissé	102°C		entre le pouce et l'index, un petit filet se forme et tient jusqu'à 2 ou 3 centimètres, puis se casse aussitôt
Grand lissé	103°C		le filet de sirop s'étire sans se casser jusqu'à 3 cm
Petit perlé, ou soufflé	104°C		le filet tient jusqu'à 5 cm environ
Grand perlé, ou soufflé	105°C	750 g	le filet ne se brise pas ; le sucre forme à la surface du sirop de petites perles rondes
Filet	106°C
Grand perlé	107°C	800 g	il se forme de grosses perles à la surface du sirop
Petit soufflé	108°C
Soufflé ou petite plume	109°C	850 g	si l'on souffle sur l'écumoire, le sirop se détache en bulles solides
Grand soufflé	112°C		les bulles sont plus grosses
Petit boulé	115°C	950 g	le sucre roulé entre les doigts forme une boule molle
Boulé	118°C		la boule de sucre se forme plus facilement
Gros boulé	121°C	975 g	la boule de sucre est plus ferme et reste ronde, fait à peu près la taille d'une noisette
Petit cassé	125°C à 130°C	985 g	le sucre se casse net mais colle aux dents
Cassé	135°C à 140°C	1000 g	le sucre se casse net et ne colle plus aux dents
Grand cassé	145°C à 150°C	1000 g
Petit jaune	155°C	1000 g	le sucre commence à jaunir (il a perdu toute son eau et commence à brûler)
Jaune	160°C
Grand jaune	165°C
Caramel	170°C à 180°C
Caramel foncé	180 à 190°C		il faut arrêter la cuisson, sinon il devient amer