3.2. Цукор та замінники цукру

3.2.1. Ц у к о р – легкозасвоюваний висококалорійний (375ккал/100г) харчовий продукт. Він використовується організмом людини як джерело енергії та як матеріал для утворення глікогену, сприяє більш швидкому засвоюванню їжі, укріплює нервову систему. Крім того, цукор є необхідним для нормального функціонування печінки, мозку, живлення м'язів, особливо серцевого. Але з врахуванням фізіологічних умов засвоювання організмом, вживання цукру необхідно обмежувати до 2% від загальної потреби у вуглеводах. Для людей, зайнятих важкою фізичною працею, спортом, добове споживання цукру може досягати 100-120г (проти норми у 60-80г). Часте та надмірне використання цукру і солодощів у значній кількості призводить до систематичного перезбудження інсулярного апарату підшлункової залози, може бути причиною його розладу, що призводить до розвитку цукрового діабету, а також є причиною карієсу, гіпертонії, атеросклерозу.

Цукор являє собою майже чисту сахарозу у вигляді окремих кристалів розміром від 0,2 до 2,5мм. Сахароза добре розчиняється у воді, причому з підвищенням температури її розчинність пришвидшується. У певній кількості води при заданій температурі можна отримати насичений розчин сахарози.

Кристалічна сахароза має температуру плавлення близько 187°С, хоча вже за нижчих температур вона починає розкладатися з утворенням складних речовин бурого кольору та гіркого смаку – карамелей.

За солодкістю сахароза переважає інші цукри (глюкозу, мальтозу, маннозу, галактозу тощо), за виключенням фруктози. Тим не менше, саме солодкість сахарози відрізняється високою чистотою і є еталоном для порівняння солодкості інших речовин.

Цукор є не тільки важливим продуктом харчування, але й сировиною для кондитерського виробництва, використовується для виготовлення хлібобулочних виробів, молочних продуктів, безалкогольних напоїв, плодових консервів, морозива тощо.

Для виробництва цукру використовують цукровий буряк (цукор білий) та цукрову тростину (цукор коричневий). Майже 3/5 об’єму світової продукції цукру виробляють з цукрової тростини, що містить 13-22% сахарози, яка культивується в субтропічних та тропічних країнах – Бразилії, Індії, Мексиці, Кубі та ін. В Україні традиційною сировиною для виготовлення цукру є цукровий буряк, якій має у своєму складі 16-18%, іноді до 25% сахарози, хоча останніми роками спостерігається тенденція зростання виробництва цукру з імпортованої цукрової тростини. Масова частка сахарози в буряковому цукрі – 99,5-99,9%, в тростинному цукрі – 92-97%.

Основи технології та асортимент цукру.

Цукор-пісок. Основна сировина – цукровий буряк. Технологічний процес виготовлення цукру-піску з цукрового буряка включає в себе наступні стадії:

- миття буряка;

- подрібнення буряка у тонку стружку (з метою руйнування стінок клітин і вивільнення клітинного соку, в якому розчинена сахароза);

- отримання дифузного соку (шляхом обробки стружки гарячою водою);

- очищення дифузного соку від мезги та нецукрів (білки, органічні кислоти, мінеральні солі, пектинові речовини тощо), оскільки їх присутність надає соку каламуті й темного забарвлення і подальше освітлення дифузного соку;

- очищений сік згущують до концентрації сиропу випарюванням у вакуумних апаратах до вмісту сахарози 95%; для поштовху до утворення кристалів сахарози в сироп закладають цукрову пудру. У результаті процесу кристалізації утворюється утфель – суміш кристалів сахарози та міжкристальної рідини;

- відділення міжкристальної рідини шляхом центрифугування утфелю;

- відбілювання, промивання, сушіння до вологості 0,14% та просіювання кристалів сахарози.

Залежно від способу виробництва цукор поділяється на такі групи:

- кристалічний. Залежно від показників якості поділяється на 4 категорії за якістю; розмір кристалів – 0,2…2,5 мм

- сахароза для шампанського: 1, 2 категорії за якістю; розмір кристалів – 1…2,5мм);

- цукрова пудра (1, 2, 3 категорії за якістю; розмір кристалів – до 0,2 мм);

- пресований у вигляді окремих шматочків різної форми та розмірів:

а) пресований колотий;

б) швидкорозчинний;

в) дорожний.

За масовою часткою сахарози, цукор-пісок поділяють:

-  1 та 2 категорії : призначений для реалізації населенню, з масовою часткою сахарози не менше 99,70 %; у т.ч. – желювальний цукор-пісок, який виготовляється з додаванням лимонної кислоти та яблучного пектину, а також цукор пресований швидкорозчинний;

-  3 та 4 категорії : призначений для промислової переробки з масовою часткою сахарози не менше 99,61 %.

Цукор-рафінад має масову частку сахарози не менше 99,9%. Сировиною для всіх видів цукру-рафінаду є цукор-пісок стандартної якості. Стадії технологічного процесу виготовлення:

- приготування (варіння) цукрового сиропу концентрацією 65%;

- очищення сиропу від продуктів карамелізації цукрів, меланоїдинів тощо фільтруванням крізь сито, гравій, фільтрувальні порошки та з використанням активованого вугілля;

- згущення чистого сиропу з одночасним внесенням розчину індигокарміну (для надання кристалам рафінаду світло-голубого відтінку);

- відділення між кристальної рідини з наступним відбілюванням, промиванням і просушуванням кристалів сахарози.

Подальша обробка залежить від виду рафінаду, що виробляється.

Асортимент цукру-рафінаду:

- пресований колотий (що пакується насипом в мішки, пакети, коробки);

- пресований швидкорозчинний (у пачках та коробках);

- пресований у дрібному фасуванні;

- рафінадний цукор-пісок з розмірами кристалів (мм): дрібний (0,2-0,8), середній (0,5-1,2), крупний (1,2-2,5);

- рафінадний цукор-пісок у дрібному фасуванні;

- сахароза для шампанського у вигляді кристалів розміром від 1,0 до 2,5мм без підфарбовування ультрамарином або індигокарміном;

- рафінадна пудра, яку одержують подрібненням побічних продуктів виробництва цукру-рафінаду до частинок розміром 0,1мм.

Показники якості цукру. При оцінюванні якості цукру визначають органолептичні та фізико-хімічні показники, а також нормують мікробіологічні показники (гриби плісняви, дріжджі, БГКП, патогенні мікроорганізми) та вміст токсичних елементів (ртуть, миш’як, мідь, цинк, свинець) і пестицидів.

Органолептичні показники.

Колір цукру має бути білим, чистим, без плям і сторонніх домішок; у рафінаду припустимий голубуватий відтінок, у цукру-піску 3 та 4 категорій (промислова переробка) – жовтуватий. Розчин будь-якого цукру повинен бути прозорим, без осаду та сторонніх домішок.

Смак і запах у всіх видів цукру має бути чистим, солодким без сторонніх присмаків і запахів як у сухого цукру, так і у його водного розчину. Крім цукру-піску 4 категорії – припустимий легкий запах меляси.

Цукор-пісок має бути сипким; у цукру-піску 3 та 4 категорій припустимі грудки, які розпадаються при легкому натискуванні.

Для кускового цукру стандартами обмежується розмір кусків (якщо форма правильна), або їхня маса.

Фізико-хімічні показники:

- масова частка сахарози : 1, 2 категорії – 99,7%; 3 категорія – 99,61%; 4 категорія – 99,5%; рафінад – 99,9%;

- масова частка вологи (%, не більше):

а) кристалічного цукру 1 ,2, 3, 4 категорій, відповідно – 0,06; 0,1; 0,14; 0,15;

б) сахарози для шампанського – 0,1;

в) цукрової пудри – 0,2.

Визначають також масову частку редукуючих цукрів; зольність; для цукру-піску – кольоровість (не більше 0,8 од. Штаммера); для рафінаду кускового – міцність, тривалість розчинення кубика з ребром 1см (хв.); для цукру пресованого та рафінаду –– також масову частку дріб’язку (весь дріб’язок та уламки розміром менше від 25% маси шматочка) – не більше 2%.

Дефекти цукру: зволоження (грудкування), наявність сторонніх включень, забруднень, підвищений вміст крихти, сторонні присмак і запах. Розповсюдженим пороком цукру є жовтуватий відтінок. У цьому випадку необхідно перевірити кольоровість цукру-піску, яка повинна бути

Зберігання цукру. Зберігання цукру повинно відбуватись у чистих, сухих приміщеннях без сторонніх запахів. На складах із цементною або асфальтованою підлогою мішки, ящики і пакети з цукром треба розміщувати на піддонах, які покривають чистим брезентом, мішковиною або папером, якщо підлога складу дерев’яна, то мішковину або поліетиленову плівку настилають безпосередньо на підлогу.

При зберіганні цукру-піску відносна вологість повітря не повинна бути вищою за 70%, а цукру-рафінаду – 75%. Цукор-рафінад і упакований цукор-пісок повинні зберігатись при температурі не вищій за 40°С.

Зберігати цукор (понад 1 рік) можна в складах, які опалюються і не опалюються. Температура цукру не повинна перевищувати 25°С, а мінімальна температура повітря в складах, що опалюються, 12°С. Строк зберігання упакованого цукру-піску в опалювальних складах – до 8 років, у неопалювальних – від 1,5 до 4 років з урахуванням умов зберігання і виду тари; цукру-рафінаду в опалювальних складах до 8, у неопалювальних – до 5 років. При зберіганні цукор може адсорбувати сторонні запахи, втрачати сипучість і утворювати грудочки.

3.2.2. Замінники цукру. Надмірне споживання цукру може сприяти виникненню порушень обміну речовин (у першу чергу вуглеводів) і, як наслідок цього, розвитку цілої низки небезпечних захворювань – цукрового діабету, ожиріння, серцево-судинних захворювань, атеросклерозу. Крім того, кожна друга людина у світі має карієс, виникнення якого спровоковане саме вживанням сахарози.

Тому в суспільстві існує нагальна потреба в дієтичних і лікувальних продуктах – підсолоджувачах і некалорійних замінниках цукру. Ці продукти можуть застосовуватись також у виробництві безалкогольних напоїв, хлібобулочних і кондитерських виробів, приправ, десертів, овочевих та фруктових консервів, а також як замінники цукру безпосередньо «на столі». В лікувальних цілях близько 55% населення України потребує підсолоджувачів.

У теперішній час потреби населення частково задовольняються замінниками цукру, які можна поділити на дві групи: натуральні, виготовлені з листя, коренів, стебел рослинної крохмалемісткої сировини (кукурудзи, цикорію, картоплі) та синтетичні.

Принципова відмінність між цукрозамінниками та підсолоджувачами полягає у тому, що цукрозамінники несуть з собою калорії, у підсолоджувачів калорійність відсутня. Цукрозамінники потребують менше інсуліну, частіше є натуральними (фруктоза, ксиліт, сорбіт тощо). Підсолоджувачі – переважно синтетичні (аспартам, сахарин, цикламати, сукралоза, отизон), хоча є натуральні види (міракулін, стевіозид, тауматин, монелін, гліциризин).

Речовини рослинного походження, що володіють солодким смаком:

- стевіозид – виготовляють з листя «медової трави» – стевії. Цей цукрозамінник у 200-300 разів солодший за сахарозу. Високоякісний стевіозид, який не має специфічного лакричного або ментолового післясмаку та гіркоти, виробляють лише у Японії. Його вносять до рецептур 40% виробів, що виготовляються у цій країні.

- міракулін – використовується як модифікатор смаку – невелика його кількість протягом нетривалого часу перетворює смак продукту з кислого на солодкий; нестійкий до термічної дії.

- тауматин – виділений з плодів тропічної рослини; у 3000 – 4000 разів солодший за сахарозу. Застосовують у виробництві жувальної гумки, кави, напоїв, ароматизаторів.

- гліциризин – екстракт солодки або лакричного кореня. У 50-100 разів солодший за сахарозу, але специфічний присмак обмежує його застосування. Використовують для покращення смаку тютюнових виробів, виробництві деяких лікерів, пудингів, кексів.

- фруктоза – у 1,8 разів солодша за сахарозу. Дуже повільно всмоктується у кров (у 2,3 рази повільніше за глюкозу), тому не призводить до підвищення рівня глюкози у крові. Зменшує ризик захворювання карієсом на 30-40%. Солодкість фруктози особливо проявляється у холодних напоях (в теплих та гарячих – маскується). Вуглевод фруктоза знижує калорійність їжі на 80%, адже має енергетичну цінність лише 38ккал/100г.

- сорбіт – шестиатомний спирт. Являє собою голчасті кристалі. Солодкість складає до 0,48-0,6 від солодкості сахарози. У його засвоєнні не бере участь інсулін. Сорбіт міститься у горобині, сливах, абрикосах, персиках. Добова доза – 30г.

- ксиліт – п’ятиатомний спирт. Має дуже крупні кристали – друзи. За солодкістю подібний до сорбіту; не впливає на рівень цукру в крові. Добова норма – до 50г. Вилучають ксиліт з кукурудзяних качанів, насіння бавовни.

- манит – шестиатомний спирт. Солодкість у два рази менше, ніж у сахарози. Не впливає на рівень глюкози у крові, краще сприймається організмом діабетиків ніж фруктоза, ксиліт, сорбіт. У значних кількостях міститься у бурих водоростях, грибах, багатьох плодах, овочах. Добова норма становить 30-40г.

- солодовий екстракт – водна витяжка з ячмінного солоду, являє собою суміш глюкози, фруктози, мальтози, сахарози (5%). Використовують у кондитерському виробництві, при виготовленні продуктів дитячого харчування.

- лактоза (молочний цукор) – використовується у дитячому харчуванні і для виробництва дієтичних кондитерських виробів. Має солодкість у 5 разів меншу, ніж у сахарози.

- лактулоза – дисахарид (складається з галактоза та фруктоза) одержують ізомеризацією лактози. В 1,7 разів солодша за сахарозу.

- глюкозо-фруктозний сироп поступово витісняє цукор у харчовій промисловості, оскільки є найбільш повноцінним цукрозаміником, який за солодкістю майже рівний сахарозі.

Синтетичні підсолоджувачі.

Сахарин – солодше сахарози у 300-500 разів. Являє собою білий з жовтим відтінком порошок з гіркуватим присмаком з металевим післясмаком. Є самим дешевим підсолоджувачем, але добова доза не має перевищувати 300мг. Застосовується в обмежених кількостях; у деяких країнах (Італії, Канаді, Франції) є забороненим, оскільки можливо має здатність провокувати розвиток злоякісних новоутворень.

Цикламати – солі цикло-гексил-сульфамінової кислоти. Мають приємний солодкий смак, не вступають у реакції обміну. За солодкістю перевищують сахарозу у 30 разів. Використовуються у багатьох країнах, але в ряді країн заборонені, оскільки здатні викликати алергічні шкірні ефекти. Продукти метаболізму цикламатів достатньо швидко виводяться з організму, але деяка їх частина встигає розкластися на речовини, які мають токсичні та канцерогенні властивості.

Аспартам – нетермостійкий підсолоджувач у 180 разів солодший за сахарозу. Має близький до цукру смаковий профіль, проте втрачає солодкість за дії високих температур. Існують дослідницькі дані, що тривале безконтрольне вживання аспартаму може викликати алергію, депресію, безсоння. Використовується аспартам у виробництві вершкової помади, желатинових десертів, борошняних кондитерських виробів, жувальної гумки.

Ацесульфам К – практично безпечний, у 150-200 разів солодший за сахарозу. Має швидковиникаючий, але малостійкий солодкий смак.

Ріосам – комбінований підсолоджувач на основі аспартаму та ацесульфаму К.

Сукралоза – солодша цукру в 600 разів, має чистий смак цукру. Попри те, що на полицях сукралоза з'явилася не так давно (близько 20 років), всі дослідження підтверджують її безпечність.

Сукразід (Sucrazit) – таблетований безкалорійний замінник цукру для діабетиків на основі сахаріну без цикламатів (виготовляється у Ізраїлі).

Сурел (Surel) – рекомендується усім верствам населення, включаючи дітей, діабетиків, людей з надмірною вагою і серцево-судинними захворюваннями. Запобігає розвитку карієсу. Виготовляється у Росії за ліцензією Швеції (таблетований).

Суслі – таблетований безкалорійний підсолоджувач на основі сахарину, рекомендований для повних людей та діабетиків. Виробник – Німеччина.

У країнах ЄС дозволено використовувати 8 інтенсивних підсолоджувачів: ацесульфам К, аспартам, аспартам-ацесульфамову сіль, сахарин, цикламати, неогеспередін, сукралозу, тауматин.