¿Cuánto tiempo tardaría la sacarosa en sufrir una hidrólisis en agua hirviendo?

Question

Estaba leyendo el libro Códice de cócteles y había un fragmento sobre cómo evitar hervir el azúcar y el agua para hacer un jarabe simple que me hizo ser un poco escéptico. Aquí está:

El calor también afecta a la estructura molecular del azúcar. Por ejemplo, si la sacarosa, el disacárido comúnmente conocido como azúcar blanco de mesa, se somete a un periodo prolongado de ebullición, acabará convirtiéndose en los monosacáridos glucosa y fructosa, que tienen un sabor más dulce (y provocan desagradables resacas).

¿El agua a 100 °C acelera la hidrólisis, y si es así, cuánto tiempo habría que hervir para que se produzca la descomposición?

(lo de la resaca también es un poco raro teniendo en cuenta que tu cuerpo descompone la sacarosa en glucosa+fructosa )

Answer 1

Se trata de una bonita pregunta bien definida, y por suerte existen excelentes datos para los que podemos dar una respuesta cuantitativa.

Grupo de investigación de Richard Wolfenden ha tratado durante muchos años de caracterizar la espontaneidad (es decir, la no catalizada por la enzima) de muchas reacciones enzimáticas. En general, esto es para que la tasa espontánea pueda ser comparada con la tasa catalizada por la enzima, de modo que la competencia catalítica de las enzimas se puede calcular.

Todo esto es sólo un preámbulo para presentar este documento "Tasas de escisión espontánea de glucosa, fructosa, sacarosa y trehalosa en agua, y las competencias catalíticas de la invertasa y la trehalasa".

La primera frase del resumen es:

Las vidas medias para la hidrólisis espontánea de la trehalosa y la sacarosa a 25 °C son de 6,6 × 10 6 años y 440 años.

Así, una solución de sacarosa en agua debe ser 50% se descompone en monómeros después de 440 años, a 25 °C. Ese valor procede de la extrapolación termodinámica de experimentos realizados a temperaturas más altas. (No creo que hayan querido esperar cientos de años para hacer un experimento a 25 °C).

Pero las temperaturas más altas es exactamente lo que se busca. La figura 1 del documento tiene los datos.

El punto de datos inferior derecho está muy cerca de los 100 °C, y muestra que la constante de velocidad de primer orden para la hidrólisis de la sacarosa es de aproximadamente $10^{-6}$ por segundo. Eso significa que la degradación del 63% tomaría $10^{6}$ segundos, o unos 11,5 días. Conseguir una degradación del 99% llevaría unos 53 días.

edita

Lo anterior ha sido editado para corregir errores matemáticos de bulto, como señalaron @gremin y @John Bentin en los comentarios. Gracias a ambos.