Виробництво цукру та цукрозамінників

Цукор щоденно споживається в значній кількості в чистому вигляді та в складі кондитерських, хлібобулочних та кулінарних виробів. Він є також основною чи додатковою сировиною при виробництві карамелі, мармеладу, цукерок, ірису, шоколаду, напоїв, морозива і т.п.

Цукор-пісок і цукор-рафінад практично повністю складаються із цукрози, С₁₂Н₂₂О₁₁ (більше 99,75 % та 99,90 % відповідно). Вміст останньої високий у цукровій тростині, цукровому буряку, соках, кавунах, динях. Солодка цукроза легко і повністю засвоюється організмом та сприяє швидкому відновленню його енергозатрат, але надмірне її споживання перевантажує кров глюкозою та викликає ожиріння.

Цукроза — це дицукрид, що під дією кислот та деяких ферментів (сахарози, інвертази) розщеплюється на глюкозу і фруктозу — інвертний цукор. Цукроза може знаходитись у кристалічному та аморфному стані, негігроскопічна, а за хімічною природою є слабкою багатоосновною кислотою, здатною утворювати із типовими металами цукрати (сахарати).

Інвертний цукор гігроскопічний завдяки фруктозі. Він не дозволяє варенню зацукрюватись, уповільнює черствіння хліба, оберігає від висихання мармелад, зефір та ін.

Розчинність цукрози в 1 дм³ л води зростає від 2,039 кг при 20 °С до 4,872 кг при 100 °С. Здатність цукрози віднімати воду від інших речовин (сильний дегідратор) широко застосовується при консервуванні. Підвищення концентрації цукрових розчинів з 10 до 90 % супроводжується підвищенням температури їх кипіння із 100,1 °С до 119,6 °С відповідно. Здатність цукрози у водних розчинах повертати площину поляризованого променя вправо покладена в основу зручних поляриметричних методів контролю їх концентрації.

Цукроза легко утворює пересичені розчини, які можуть кристалізуватися лише за наявності центрів кристалізації. Швидкість їх кристалізації залежить від температури, коефіцієнта пересичення та в'язкості.

Фізико-хімічні властивості цукрози необхідно враховувати при її використанні у харчових виробництвах, а в деяких кондитерських виробництвах вони є визначальними в організації технологічних процесів.

Цукор, як продукт харчування, в давнину був невідомим, а основними підсолоджуючими речовинами були природні продукти — мед і фініки. Однією з перших культурних рослин в Індії була цукрова тростина, завезена з Нової Гвінеї понад 7000 років тому. У Стародавній Індії не тільки культивували цукрову тростину, а й відбілювали виділений з неї продукт — "мед тростини". В Китаї та Єгипті тростинний цукор називали "кам'яним медом" та "індійською сіллю". На санскриті він називався "саркара" чи "саккара", звідки і перейшов у європейські мови.

В VII ст. тростинний цукор, потрапив у Північну Африку, а в 996 р. — у Венецію. В XIII-XIV ст. культура цукрової тростини із Індії через Аравію та Єгипет досягла Сицилії, а в XV ст. — Гвінеї та інших країн Африки. В 1506 р. Колумб завіз тростину в Сан-Домінго, звідки вона потрапила на Кубу, в Мексику та Бразилію, пізніше — в Південну Флориду та Луїзіану. На початок XVII ст. виробництво тростини стало одним із наймасштабніших.

Після першої появи на Русі у 1273 р. заморського цукру численні спроби виростити тростину у південних регіонах Росії були марними. Широке застосування рабської праці дозволило у XVII—XVIII ст. значно знизити ціни на цукор, основним постачальником якого на європейські ринки у XVII—XIX ст. була Великобританія.

Виробництво цукру із цукрового буряку на території Росії почалось у XIX ст.

У 1747 р. А. Маркграф повідомив про наявність цукру у буряках, що не викликало належного інтересу через масштабний імпорт тростинного цукру. Лише блокада останнього Наполеоном змусила звернути увагу на буряки як сировину для виробництва цукру.

Над створенням технології виробництва цукру із буряків одночасно працювали Я.С. Єсипов у Росії та Ф.К. Ахард у Німеччині, які запропонували принципово різні способи очищення бурякового соку: вапном та сірчаною кислотою відповідно. Внаслідок часткового розкладання цукрози при кислотному способі вихід товарного цукру був невеликим: близько 3 % від маси буряку. У лужному середовищі, навпаки, цукроза розкладалась мало, внаслідок чого спосіб очищення бурякового соку вапном, наукові основи якого заклав Т.Є. Ловіц, набув надзвичайно великого поширення

Побудований у 1718 р. перший в Росії цукрозавод працював на привізному тростинному цукрі-сирці.

Перший бурякоцукровий завод пущено в Німеччині у березні 1801 р. В Росії цукрозавод Я.С. Єсипова пустили у 1802 р. з виходом цукру близько 9 %. Інтенсивне будівництво цукрозаводів розгорнулось у другій половині XIX ст. та перших десятиліттях 20 ст.

В 1913 р. в Росії діяло 242 заводи, що виробили 1,363 млн т цукру, в тому числі 0,846 млн т цукру-рафінаду, що становило 16,5 % світового виробництва цукру із буряків і відповідало другому місцю у світі після Німеччини.

Найбільшими цукрозаводчиками були члени сім'ї Терещенків, родоначальником якої був М.А. Терещенко. Ним у 1870 р. утворено "Товариство бурякоцукрових і рафінадних заводів братів Терещенків". Основним напрямом діяльності братів було придбання збиткових старих заводів у збіднілих власників та їх реконструкція до сучасного технологічного рівня. У 1900 р. на всіх заводах братів Терещенків вироблено 28000 т цукру-піску, а на винокурних заводах — близько 4 млн л спирту-ректифікату.

У 1914—1921 роках через руйнування заводів та загибель посівів буряків виробництво цукру різко знизилось і лише у 1928 році приблизилось до довоєнного рівня.

У 1940 р. виробництво цукру досягло 2,17 млн т на рік. В 1941 — 1945 роках воно різко впало, і лише в 1950 р. виробничі потужності заводів досягли довоєнного рівня. В 1955 р. вироблено 3,4 млн т цукру, що в 2,5 раза перевищило рівень 1913 р. Збільшення потужностей та модернізація підприємств дозволили СРСР у 1989 р. виробити 12,3 млн т цукру із 100 млн.т світового виробництва. В 1991 р. в країні було 328 заводів, більшість яких розташовано на Україні, здатних щодоби переробляти 870 тис. т буряків. СРСР був лідером з виробництва бурякового цукру (ЗО % світового виробництва) і виробляв 12—14 % всього світового виробництва цукру із буряку і тростини. Середньодушове споживання цукру зросло із 14—16 кг на рік у довоєнний період до 42 кг, тобто майже потроїлось.

За останні 150 років добове споживання цукру різко зросло і нині становить: в країнах СНД — 70—100 г., в Англії — 130 г. У добовому раціоні, де вуглеводи становить 350—500 г., частка цукру від загальної їх кількості повинна становить 15—20 %.

Для зниження вуглеводного навантаження на організм треба зменшити споживання цукру та розширити асортимент підсолоджуючих речовин — замінників цукру: природних і синтетичних. До природних належать моно- та олігоцукриди, продукти гідролізу крохмалю, поліоли та підсолоджуючі речовини, що не належать до цукридів — глюкоза, фруктоза, лактоза, сорбіт, ксиліт, манніт, стевіозид та ін. До синтетичних підсолоджуючих речовин відносять сахарин, цикламати, аспартам та ін.

Частка нових підсолоджувачів на ринку збільшується: споживання глюкози зростає швидше, ніж цукрози — на 14 % в 1994—1997 pp. Споживання фруктози теж зростає швидше, ніж цукрози. Основними споживачами ринку підсолоджувачів є Німеччина, Великобританія, Франція, Італія, Іспанія, Португалія.

Підсолоджувачі класифікують за багатьма критеріями: походженням, калорійністю, ступенем солодкості, хімскладом, харчовими критеріями.

Найважливішими сучасними підсолоджувачами є стевіозид, сахарин, цикламати, аспартам, ацесульфам К, сукралоза, неогесперідин ДС і тауматин, а коефіцієнт солодкості (КС) визначає основну їх характеристику.

Підсолоджувачі в різних сполученнях можуть комбінуватися між собою або з цукром з можливим синергічним ефектом.

Стевіозид (КС 300) отримують із рослин стевії (Південна Америка), яку з 1986 р. вирощують і в Україні.

Сахарин (КС500) — найстаріший із підсолоджувачів, відкрито в 1879 р. як похідну сполуку від сульфоамінобензойної кислоти.

Цикламати (КСЗО) відкриті у 1937 р. як похідні аміносупьфонової кислоти.

Ацесульфам Κ (КС200) відкрито у 1967 р. Використовується у виробництві більш ніж 4000 продуктів і напоїв. У суміші 50/50 з аспартамом за рахунок синергізму КС збільшується до 280, що знижує вартість продукції на одиницю солодкості.

Сукралоза (КС600) відкрита у 1976 — єдиний незасвоюваний підсолоджувач, який отримують із цукру. Із сахарином і цикламатом дає синергічний ефект.

Неогесперідин ДС (КС1900) відкрито у 1979 р. у шкірках цитрусових плодів. З іншими підсолоджувачами дає синергічний ефект.

Тауматин (КС 2500) відкрито у 1981 р. у плодах катемфе (Західна Африка).

Асортимент та об'єм цукрозамінників на сучасному світовому ринку невпинно зростає, а сфери їх застосування розширюються.

Дата добавления: 2015-11-16