Общая характеристика продукции
Сахар — бытовое название сахарозы (C12H22O11). Тростниковый и свекловичный сахар (сахарный песок, рафинад) является важным пищевым продуктом. Обычный сахар (сахароза) относится к углеводам, которые считаются ценными питательными веществами, обеспечивающими организм необходимой энергией. Крахмал также принадлежит к углеводам, но усвоение его организмом происходит относительно медленно. Сахароза же быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу ифруктозу, которые затем поступают в кровоток.
Глюкоза обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 80—120 миллиграммов сахара в 100 миллилитрах (0,08~0,12 %). Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в печени так называемых парных серных и глюкуроновых кислот. Вот почему приём сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях.
Сахара — то же, что низкомолекулярные углеводы (моно- и олигосахариды). Некоторые из них имеют сладкий вкус
Родина сахара — Индия (др.-инд. शर्करः (śarkaraḥ IAST) «песчинка, гравий, сахар»), в русский язык это слово было заимствовано через греч. σάκχαρον. В Европе сахар был известен ещё римлянам. Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии. Египет, провинция Римской империи, был посредником в торговле с Индией. Позднее сахарный тростник появился на Сицилии и в Южной Испании, но с падением Римской империи эта традиция была утрачена.
Среднее годовое потребление сахара на человека в Европе: середина XIX века — 2 кг, 1920 год — 17 кг, 2000-е — 37 кг
Коричневый сахар — это тростниковый нерафинированный сахар.
Коричневый сахар состоит из кристаллов сахара, покрытых тростниковой мелассой с естественным ароматом и цветом. Производится увариванием сахарного сиропа по специальной технологии. Существует большое количество разновидностей коричневого сахара, которые различаются между собой главным образом по количеству содержащейся патоки мелассы. Тёмный тростниковый сахар имеет более интенсивный цвет и более сильный аромат патоки, чем светлый. Иногда коричневый сахар называют «чайный» или «кофейный». Производителями коричневый сахар позиционируется как элитный экологически чистый деликатесный продукт. В то время как диетологи отмечают, что неочищенный сахар может содержать нежелательные примеси и имеет большую калорийность
Виды сахара по сырью
Сахар тростниковый
Стебли сахарного тростника, растения, в диком виде росшего в Индии, являлись первоначальным сырьём для добывания сахара; в Европе тростниковый сахар стал известен ещё до нашей эры в качестве медицинского средства. При владычестве арабов в IX веке возделывание сахарного тростника установилось в Египте, Сицилии и южной Испании; в конце Х века выработка сахара в виде конических голов уже производилась в Венеции, но большее распространение сахар получил в Европе лишь в течение крестовых походов. В 1490 году Колумб перенёс сахарный тростник с Канарских островов на Санто-Доминго (Гаити), и с этого времени культура его в Вест-Индии и Центральной Америке стала быстро развиваться, и колониальный сахарный песок начал покрывать общую потребность в нём в Европе, в которой начиная с XVI столетия появились рафинадные заводы для его очищения. Тем не менее, сахар ещё долго, вплоть до XIX века, оставался предметом роскоши. Большая часть сахара, потребляемая в современном мире, производится из сахарного тростника.
Сахарный тростник относится к многолетним травам, культивируется в тропических и субтропических регионах. Для его выращивания требуется безморозный климат с достаточным количеством осадков в период вегетации, чтобы в полной мере использовать огромный потенциал роста растений. Урожай собирают механически или вручную, стебли нарезаются на куски и быстро транспортируются на перерабатывающий завод. Здесь сырьё либо измельчают и экстрагируют сок с водой, либо сахар извлекается путем диффузии. Сок потом подвергается очищению посредством гашёной извести (дефекация) и подогреву, чтобы убить ферменты. В результате жидкий сироп пропускается через серию испарителей, после чего оставшаяся вода удаляется испарением в вакуумном контейнере. После этого пересыщенный раствор кристаллизуется с образованием кристаллов сахара. Патока, которая является побочным продуктом процесса производства сахара и волокна от стеблей, известные как жмых, сжигаются с целью получения энергии для процесса экстракции сахара. Кристаллы сахара-сырца имеют липкий коричневый налёт и могут быть использованы в пищу как есть, или же их отбеливают диоксидом серы или угольной кислотой (сатурация) для получения белого продукта.
Сахар свекловичный
В 1747 году Андреас Марграф опубликовал в мемуарах Берлинской академии наук свои наблюдения о возможности извлекать сахар из корнеплодов свекловицы (betaalba) и указал даже порядок работы, который в существенных чертах сохранился и до настоящего времени. Честь устройства первого завода для добывания сахара из свекловицы принадлежит ученику Марграфа Ахарду, но первые опыты в фабричном размере были неудачны и производство свекловичного сахара поставлено было на твёрдую почву в 1806 году Наполеоном(раздача земли для возделывания свекловицы, учреждение при фабриках школ, выдача премий), который видел в нём одно из средств к поддержанию континентальной системы и независимости от английского импорта. Высокая цена колониального тростникового сахара (около 8 франков за килограмм) делала выгодным производство сахара местного, а вместе с тем введённые во Франции усовершенствования производства (тёрки, гидравлические прессы, процеживание через костяной уголь, нагревание и сгущение сока паром) повели за собой быстрое его развитие: в 1828 году во Франции работали уже 103 завода и производили до 5 млн кг сахара. Способы, выработанные во Франции, перешли затем в Германию и другие страны Европы. В России первый завод для добывания свекловичного сока, главным образом для переработки в спирт, основан генерал-майором Бланкенигелем в 1802 году в Тульской губернии, затем сахарный завод был устроен Иваном Акимовичем Мальцовым в 1809 году, дальнейшее развитие русского свеклосахарного производства многим обязано семье графов Бобринских. В 1897 году в России работали 236 заводов, производительность которых составляла до 45 млн пудов в год.
Сахарная свёкла относится к двулетним растениям, мясистый корнеплод формируется в первый год. Культивируется в регионах с умеренным климатом с умеренным количеством осадков и требует плодородной почвы. Урожай собирают механически осенью, с удалением ботвы и налипшей почвы. Корнеплоды могут храниться без потерь в течение нескольких недель, прежде чем будут отправлены на перерабатывающую фабрику. Здесь свёклу промывают и нарезают, сахарный сироп извлекается горячей водой путем диффузии. Сдаваемый с диффузоров сок проходит через мерники, причём обыкновенно из 100 кг корнеплодов получается 120 кг сока, который для отделения от увлеченных частичек мякоти пропускают через фильтры из древесных стружек или грубой ткани или через металлические сита. После того сок подогревается до 60°С в решоферах, то есть в котлах, снабжённых трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пускается пар; после этого сок поступает в дефекатор(ы) и несколько раз подвергается очищению посредством извести (дефекация) и затем угольной кислоты (сатурация). Химический процесс дефекации и сатурации состоит в том, что известь при нагревании вытесняет слабые основания в осадок и даёт с двуосновными органическими кислотами нерастворимые соли, разлагает инвертированный сахар, даёт нерастворимые соединения с легуминовыми белковыми веществами и, наконец, избыток её увлекает в осадок имеющийся в соке суспенс; при этом щелочные основания, освободившись из солей органических кислот, вступают в соединение с сахарозой, образуя щелочные сахараты, а избыток извести даёт одновременно известковый сахарат; вместе с тем азотистые вещества частично начинают разлагаться с выделением аммиака. Следующая затем обработка дефекованного сока угольным ангидридом имеет целью, главным образом, удалить избыток извести, которая, осаждаясь в виде углекислоты, производит дальнейшее осветление и обесцвечивание сока, а равно, разложить щелочные и известковые сахараты; сатурацию останавливают при известной щелочности сока (часть щелочности зависит от присутствия углекислых щелочных солей), чтобы этим предохранить сок от разложения под действием микроорганизмов. Кроме того, предложено весьма большое число средств и способов для очищения сока в замену извести и угольной кислоты, но все эти предложения не приобрели практического применения.
Очищенный указанными средствами сок настолько освобождается от не сахара, что его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы сахара. Сгущённый сок, или сироп, называемый утфелем (Hutfüllmasse), при процеживании подвергается окончательному увариванию в вакуум-аппаратах. Отделение кристаллов от патоки производят при помощи центрифуг, пуская во вращающийся барабан центрифуги только что выпущенный утфель (горячее пробеливание), или давая ему охладиться (холодное пробеливание), причем он застывает в твёрдую массу, которую необходимо для придания ей однородности с целью равномерной нагрузки центрифуги размешать, что производится в приборах — утфелемешателях. Наполненный утфелем барабан центрифуги выбрасывает через сетчатые стенки патоку (первый оттёк) и удерживает кристаллы сахара, которые пробеливают или сперваклерсом, или напрямую паром, обмывающим удержавшуюся на кристаллах патоку; эту часть стекающей жидкости обыкновенно собирают отдельно (второй оттёк). По окончании пробелки кристаллы сахара, составляющего так называемый белый песок, или первый продукт, вынимают из центрифуги и высушивают, пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха. При горячем пробеливании из 100 частей утфеля получается до 50 % первого продукта, при холодном - до 53-55 %, хотя уже несколько менее чистого. Белый песок содержит 99-99,8 % сахара. Полученные с первого продукта оттёки перерабатываются и отделяются от патоки. Таким образом получается второй продукт, или первый жёлтый песок, содержащий 90-95 % сахара. Патока, отделённая от второго продукта, после переработки даёт третий продукт, с содержанием сахара от 85% до 90 % (второй жёлтый песок). Обыкновенно уже после выделения кристаллов третьего продукта получается патока, содержащая настолько много не сахара, что она называется чёрной, или кормовой, и идёт в большом количестве как материал для винокурения, а также в корм скоту.
Сахар кленовый
Кленовый сахар — традиционный сахар в восточных провинциях Канады, добываемый с XVII столетия[5] из сока сахарного клёна, для чего стволы в феврале и в марте просверливают, и тогда из отверстий начинает вытекать сок, содержащий до 3 % сахара. Течение сока продолжается несколько недель, так что из каждого дерева его получается большое количество. Сок выпаривают, получают «кленовый сироп», а затем из сиропа добывают сахар (до 3—6 фунтов ежегодно из каждого дерева). Он употребляется местным населением вместо обыкновенного тростникового сахара. Индустрия кленового сиропа в 1989 году принесла более 100 млн долларов прибыли.
Сахар пальмовый
Пальмовый сахар или ягре — добывается в Южной и Юго-Восточной Азии, на Молуккских островах и многих островах Индийского океана из сладкого сока, вытекающего в большом количестве из надрезов на молодых цветочных початках различных видов пальм. В Индии на Коромандельском берегу, на Мальдивских и Молуккских островах, а отчасти и на Шри-Ланке его получают, главным образом, из сока кокосовой пальмы (так называемый кокосовый сахар). Одна кокосовая пальма в состоянии дать в год более 250 кг сока, содержащего до 20 % сахарозы, и при умелом пользовании, не нанося деревьям значительный вред, можно получать хорошие выходы сока в течение многих лет. Сахар, получаемый из пальмового сока выпариванием, формуется в скорлупах кокосовых орехов и в виде круглых караваев поступает на рынок. Потребление его ограничивается по преимуществу местами производства. Добывают пальмовый сахар также и из финиковой пальмы, аренги и других пальм.
Сахар сорговый
Добывание сахара из стеблей сорго сахарного (Sorghumsaccharatum (L.)Pers.) практиковалось ещё с глубокой древности в Китае, позднее получило распространение в северных штатах США во время гражданской войны, когда подвоз тростникового сахара по морю блокировался Англией, но сорговый сахар не получил широкого распространения, так как сорго не оправдало возлагаемых ожиданий как удобный сырьевой материал для добычи сахара. Объясняется это тем, что хотя сорговый сок и весьма богат сахарозой, извлечение из него последней в чистом виде сопряжено со значительными трудностями ввиду большого содержания в соке минеральных солей, камедеобразных веществ и инвертированного сахара; вследствие этого выход чистого кристаллического сахара весьма мал. Для извлечения сахара из сорго применяют, между прочим, и диффузионный способ. Сорговая резка содержит 5-11 % обыкновенного и 1-9 % инвертированного сахара; состав одногоутфеля, например, был следующим: сахарозы - 53,5 %, инвертированного сахара - 13,6 %, органических веществ (не сахара) - 5,1 %, золы - 4,7 % и воды - 23,1 %. Гораздо большую выгоду сорго приносит в винокурении. Однако культура сорго для получения сахара сохраняет свой сельскохозяйственный потенциал, поскольку сорго может возделываться в засушливых районах, где выращивание прочих сахарных культур либо невозможно, либо невыгодно. Также сахарное сорго не требует специальных машин и особых приёмов возделывания, для его культивирования пригодны те же методы и механизмы, которые используются для кукурузы.
Белый сахарвырабатывается из сахарного тростника или из сахарной свеклы и затем рафинируется (очищается от примесей). При использовании в производстве свеклы важно, чтобы завод по ее переработке находился вблизи плантаций этого растения, так как оно является скоропортящимся и транспортировать его на большие расстояния экономически не целесообразно.