Ассортимент,
производство и оценка качества сахара
Сахар Сахар – пищевой продукт,
состоящий из сахарозы высокой степени
чистоты. Сахароза имеет приятный сладкий
вкус. Она быстро и легко усваивается организмом
человека и используется как источник
энергии и как материал для образования
жира, гликогена, белково-углеродных соединений.
Энергетическая ценность 1 г сахарозы
15 кДж. Благодаря сладкому вкусу сахароза
возбуждающе действует на центральную
нервную систему, способствует обострению
зрения и слуха. Однако избыток сахара
в рационе питания оказывает неблагоприятное
действие на организм. Физиологическая норма потребления сахара 100 г в утки (36 кг в год), но ее следует дифференцировать
в зависимости от возраста и образа жизни.
Сахар вырабатывают из сахарной свеклы и сахарного тростника.
В Украине вырабатывается два вида сахара:
свекловичный сахар-песок и дополнительно
очищенный сахар-рафинад. Сахар-песок
Для производства сахара используют специальные
сорта сахарной свеклы, от химического
состава которой в значительной степени
зависит и выход сахара и его качество.
В свекле содержится 25–28% сухих веществ,
из них на долю сахарозы приходится в среднем
17,5%. Сахаристость лучших селекционных
сортов свеклы достигает 20–22%. Сахароза
растворена в соке, который заполняет
вакуоли клеток. Несахара свеклы – азотсодержащие вещества (1,1%), безазотистые
органические соединения (0,9%) и минеральные
вещества (0,5%). Среди азотсодержащих соединений
особое значение имеют аминокислоты, бетаин,
пуриновые основания, которые осложняют
кристаллизацию сахарозы, участвуют в
образовании красящих и ароматических
веществ. Редуцирующие вещества, которые
содержатся в свекольном соке, относятся
к нежелательным компонентам, так как
в процессе производства сахара происходят
сложные их превращения; образование оксиметилфурфурола
и меланоидинов, осмоление в щелочной
среде с образованием темноокрашенных
соединений. Продукты щелочного разложения
редуцирующих веществ и меланоидины являются
основными компонентами красящих веществ,
содержащихся в кристаллах готового сахара.
Пектиновые вещества затрудняют очистку
сока, а продукты их распада ухудшают качество сахара. Сапонины отличаются
высокой поверхностной активностью и
вызывают процессы пенообразования, что
затрудняет проведения технологических
операций. Главный компонент сахара –
сахароза. Это дисахарид, состоящий из
глюкозы и фруктозы, не обладающий редуцирующими
свойствами, т.к. оба полуацетальных гидроксила
(фруктозы и глюкозы) израсходованы на
образование кислородного мостика в молекуле
дисахарида. В водных растворах сахароза
легко гидролизуется с образованием равных
количеств глюкозы и фруктозы. Эта смесь
называется инвертным сахаром. При нагревании
сухой сахарозы до температуры 160–170°С
происходит ее дегидратация – карамелизация.
При этом образуется сложная смесь ангидридов
горького вкуса, коричнево-бурой окраски,
которые называются карамеланом. Сахароза
оптически активный сахар, она вращает
плоскость поляризации вправо. Это свойство
используется для количественного определения
сахарозы поляриметрическим методом. В сухом виде сахароза малогигроскопична,
ее растворимость в воде достаточно высокая.
Несахра, содержащиеся в свекольном соке
повышают растворимость сахарозы, что
затрудняет извлечение ее из растворов
в кристаллическом виде. Производствосахара-песка. Технологический процесс производства сахара-песка включает следующие операции:
переработка свеклы (удаление примесей,
мойка, измельчение); получение диффузионного
сока; очистка сока от механических примесей
и несахаров; сгущение сока выпариванием;
кристаллизация сахара изсиропа, отделение кристаллов
сахара от межкристальной жидкости; сушка,
охлаждение, очистка готового сахара.
Сахар из свекловичной стружки извлекают
диффузионным способом, используя принцип
противотока. В результате – с одного
конца аппарата выходит диффузионный
сок, близкий по составу к клеточному соку
свеклы, с другого – обессахаренная стружка.
Диффузионный сок имеет кислую реакцию
среды, характерный запах и почти черный
цвет., обусловленный продуктами окисления
тирозина и пирокатехина свеклы. В нем
содержится около 17% сухих веществ, основная
доля среди которых (80–90%) приходится на
сахарозу. Из диффузионного сока удаляют
механические примеси и обрабатывают
его сначала известковым молоком (водной
суспензией оксида кальция), а затем диоксидом
углерода (СО2). Первый процесс называют
дефекацией, второй – сатурацией. Под
действием известкового молока нейтрализуются
кислоты, осаждаются соли алюминия, железа,
магния, коагулируют белки, сапонины, красящие вещества. В процессе дефекации
разлагаются пектиновые и азотсодержащие
вещества. Редуцирующие сахара вступают
в реакцию меланоидинообразования. После
добавления известкового молока сок приобретает
светло-желтый цвет, в нем образуется хлопьевидный
осадок. При последующем насыщении сока
диоксидом углерода избыток извести осаждается
в виде мелкокристаллического кальция,
на поверхности частиц которого адсорбируются
несахара. После первой сатурации сок
фильтруют, вторично сатурируют для более
полного удаления кальция и снова фильтруют.
Для уменьшения количества красящих веществ
сок сульфитируют, дополнительно очищают
активированным углем или ионитами. Полученный
сок содержит около 85% воды и является
ненасыщенным раствором сахарозы и оставшихся
после очистки несахаров. Чтобы получит
сахар в кристаллическом виде, сок сгущают
путем выпаривания. На качество сахара
влияют условия выпаривания. При высокой
температуре в концентрированном растворе
происходит разложение сахаров, в нем
увеличивается содержание красящих веществ.
Воду из сока удаляют в два этапа, вначале
на выпарных установках из сока получают
сироп. Его обрабатывают адсорбентами,
дополнительно сульфитируют, чтобы получить
прозрачный сироп с низкой цветностью.
Затем в вакуум-аппаратах при пониженной
температуре сироп сгущают до пересыщенного
состояния и осуществляют кристаллизацию
сахара. Для ускорения процесса кристаллизации
в сироп вводят затравку (тонкоизмельченную
сахарную пудру), частички которой служат
центрами кристаллизации. Их количество
регулируют в зависимости от величины
кристаллов готового сахара: чем крупнее
должны быть кристаллы сахара, тем меньше
вводят затравки. В результате кристаллизации
сахара из сиропа в вакуум-аппаратах образуется
утфель1 – вязкая масса, состоящая из кристаллов
сахарозы и межкристальной жидкости –
патоки. Патока содержит растворенный
сахар и несахара, имеет темный зеленовато-коричневый
цвет, специфический запах. Сахар отделяют
от патоки на центрифугах. На поверхности
кристаллов сахара еще остается тонкая
пленка патоки. Для более полного ее удаления
сахар в центрифугах промываютводой и пропаривают. При
этом растворяется не только патока, но
и часть сахара. В результате образуется
белая патока. Сахар выгружают из центрифуг,
охлаждают до температуры 25°С и высушивают
до нормативной влажности (0,05–0,14%). Высушенный
сахар пропускают через магнитные улавливатели,
а на сортировочном транспортере удаляют
комочки слипшегося сахара. Кристаллы
сахара имеют плоские грани с хорошей
отражательной способностью. При нарушении
их целостности утрачивается блеск кристаллов
и ухудшается внешний вид сахара. Зеленая
и белая патоки являются насыщенными растворами
сахарозы. Из них в вакуум-аппаратах получают
утфель 2.Патоки содержат больше несахаров,
чем сироп, поэтому сахар, выделенный из
утфеля 2, имеет желтый цвет. Его растворяют,
дополнительно очищают и смешивают с сиропом,
из которого получают белый сахар. Отходом
сахарного производства является меласса,
в которой содержится до 50% сахара, а также
азотсодержащие и минеральные вещества.
Мелассу используют для получения этилового спирта, лимонной и молочной
кислот, аминокислот, при производстве
хлебопекарных дрожжей и для других целей.
Качество сахара. В товарном сахаре не
допускается присутствие свободных примесей.
Он должен полностью состоять из сахарозы.
Его состав определяется степенью чистоты
кристаллов сахарозы. Наиболее интенсивно
сахар адсорбирует продукты карамелизации
сахарозы, которые в наибольшей степени
влияют на цвет сахара. Цвет сахара определяют
по цветности его раствора, который может
иметь желтую или оранжево-желтую окраску.
Влажность сахара-песка тесно связана
с содержанием в нем примесей. Сахароза
как кристаллоид не связывает влагу. Часть
влаги сахара включена в виде пузырьков
в деформированные кристаллы и освобождается
только при их разрушении. Основная часть
влаги связывается примесями в пленке,
обволакивающей кристаллы. Основной показатель,
определяющий чистоту сахара, – массовая
доля сахарозы в сухих веществах. Сахар-песок
на сорта не делится. По физико-химическим
показателям сахар-песок должен соответствовать
требованиям действующего стандарта (табл.2.1).
Таблица 2.1 Физико-химические показатели качества сахара-песка Показатели Сахар-песок
Сахар-песок дляпромпереработки Сахароза
(в пересчете на сухое вещество),%, неБолее
99,75 99,55 Редуцирующие вещества (в пересчете
на сухое вещество), %, не более 0,050 0,065 Зола
(в пересчете на сухое вещество),%, неБолее
0,03 0,05 Цветность, не более условных единиц
единиц оптической плотности 0,8 92 1,5 172
Влага, %, не более 0,14 0,15 Ферропримеси, %,
не более 0,0003 0,0003 По органолептическим
показателям сахар-песок должен соответствовать
таким тербованиям. Цвет – белый с блеском;
Вкус – сладкий, без посторонних привкусов
и запахов; Консистенция – сыпучий кристаллический
порошок, без комков; Раствор – прозрачный,
без нерастворимого осадка, механических
и других примесей. Различия в качестве
сахара хорошо устанавливаются при органолептическом
анализе, особенно при использовании для
сравнения эталонных образцов с установленной
цветностью. Повышение влажности можно
определить органолептически – по внешнему
виду кристаллов, изменению сыпучести,
образованию комков и слипшихся кристаллов.
Сахар-рафинад Рафинад – дополнительно
очищенный сахар в виде кусков, кристаллов. Сырьемдля его производства
является сахар-песок. По свойствам сахар-рафинад
должен походить на чистую сахарозу. Производство
сахара-рафинада. Исходное сырье в рафинадном
производстве подвергают дополнительной
очистке и перекристаллизации, что позволяет
снизить содержание несахаров в готовом
продукте. Сахар-песок растворяют в воде,
полученный сироп очищают с помощью адсорбентов.
В рафинадном производстве проводят несколько
циклов кристаллизации. Сахар-рафинад
получают в первых двух или трех циклах,
на последующих трех-четырех циклах получают
желтый сахар, который возвращается на
переработку. При выделении сахара из
промежуточных продуктов (паток и других)
возможно вновь появление окрашенных
соединений вследствие инверсии сахарозы
и разложения образовавшихся при этом
простых сахаров (фруктозы и глюкозы).
Чтобы снизить инверсию сахарозы, в процессе
производства поддерживают слабощелочную
реакцию сахарных растворов, а для маскировки
желтого цвета используют ультрамарин.
Сахар-песок рафинированный получают
из утфеля с однородными по величине и
строению кристаллами сахарозы. Сахар
отделяют от патоки на центрифугах. Его
сушат, а затем на ситах разделяют на фракции
по размерам кристаллов. Сахар-рафинад
кусковой вырабатывают прессованный и
литой. При получении литого сахара горячий
утфель заливают в конические формы высотой
60 см и медленно охлаждают. Затем в формы
сверху заливают чистый сахарный раствор
(клерс). Межкристальная жидкость, содержащая
несахара, вытесняется клерсом. Промытый
рафинад сушат в формах. Высушенный сахар,
вынимают из металлических форм и раскалывают
на кусочки. Литой сахар отличается высокой
твердостью, медленно растворяется в воде.
Прессованный рафинад получают, удаляя
на центрифугах патоку из утфеля и промывая
кристаллы клерсом. Влажные кристаллы,
покрытые тонкой пленкой сахарного раствора,
образуют рафинадную кашку, которая направляется
на прессы. Из нее формуют цельнопрессованные
кусочки сахара-рафинада или бруски, которые
после сушки раскалывают на кусочки. Прессование
приводит к перемещению кристаллов относительно
друг друга и уменьшению объема межкристальных
пор в отформованной кашке. При этом происходит
частичное дробление кристаллов, мелкие
осколки которых заполняют пространства
между более крупными. Поступающий на
сушку сахар-рафинад имеет капиллярно-пористую
структуру. На физические свойства сахара-рафинада
влияют размеры кристаллов и их равномерность,
влажность кашки и степень ее сжатия при
прессовании, режим сушки. Для получения
рафинада более высокой прочности используется
кашка с большим содержанием растворенного
сахара (влажность до 3–3,5%), для быстрорастворимого
рафинада в кашке оставляют меньше влаги
(до 1,5%). С повышением плотности прессованного
сахара возрастает его прочность. Прессованный
рафинад высокой плотности приближается
по механическим свойствам к литому сахару. Ассортимент сахара-рафинада. Сахаропаточная
промышленность Украины в настоящее время
вырабатывает довольно широкий ассортимент
сахара-рафинада: прессованный – колотый,
со свойствами литого, быстрорастворимый,
в кубиках, в мелкой фасовке (дорожный);
литой колотый; рафинированный сахар-песок
(мелкий, средний, крупный и по специальным
заказам особо крупный); рафинадную пудру.
Основными же видами сахара-рафинада являются
– кусковой прессованный и рафинированный
сахар-песок. Они занимают в объеме производства
более 90%. Требования действующего стандарта
к физико-химическим показателям качества
сахара-рафинада приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 Физико-химические показатели
качества сахара-рафинада Показатели
Сахар-рафинад прессованный Сахар рафинадлитой
колотый в кубиках cо свойства-ми литого
Быстрораст-воримый дорожный Массовая
доля влаги, %, не более 0,20 0,25 0,20 0,30 0,40 Крепость,
кгс/см2, не менее 30 35 15 30 40 Полная растворимостьв
воде при температу-ре 20°С, мин., не менее
6 7 1 6 7 Массовая доля мелочи, %, не болееЁ
1,5 – 1,5 – – Ё Примечание: Мелочью считаются
осколки сахара-рафинада массой менее
25% массы кусочка и сахарная пудра. Доброкачественный
сахар-рафинад должен быть белый с голубоватым
оттенком, чистый, без примесей. Цветность
для сахара-рафинада стандартом не нормируется.
Вкус должен быть сладким без посторонних
запахов и привкусов. Упаковка, транспортирование
и хранение
сахара. Сахар сохраняет свои
первоначальные свойства только при надежной
защите от воздействий внешних условий
при транспортировании, хранении и реализации, что должно
обеспечиваться его эффективной упаковкой.
В настоящее время только сахар-рафинад
фасуют на производственных предприятиях
в потребительскую тару. Сахар-песок упаковывают
в тканевые мешки по 50 кг. Сахар-песок,
предназначенный для перевозки автомобильным
транспортом, разрешается упаковывать
по 40 кг в пяти- или шестислойные бумажные
мешки с одним или двумя ламинированными
слоями. Расфасовка сахара-песка в тканевые
мешки имеет ряд недостатков: мешковина
не защищает сахар от попадания пыли, микроорганизмов
и других примесей; из нее в сахар попадает
костра и ворс; она легко намокает. Мешковина
имеет характерный запах, связанный с
ее обработкой, и поэтому сахар может приобретать
несвойственный ему запах. Кусковой сахар-рафинад
фасуют в основном в потребительскую тару
в бумажные пачки и коробки массой нетто
по 0,5 и 1,0 кг, укладывают в транспортную
тару – дощатые и фанерные ящики массой
до 30 кг или завертывают в бумагу в виде
пакетов по 20 кг. Свойства сахара при хранении
зависят от его состава. Сахароза устойчива
к изменению температуры в пределах 0–30°С.
В чистом виде она не увлажняется даже
при относительной влажности воздуха
до 90%. Из-за большого содержания примеси
сахар-песок гигроскопичнее рафинада.
Поэтому в помещении, где относительная
влажность воздуха выше 80%, сахар песок
становится ощутимо влажным, липким, утрачивает
сыпучесть, комкуется. Увлажнение стимулирует
развитие микробиологических процессов.
При испарении влаги из отсыревшего сахара
кристаллы сращиваются и образуют плотную
массу, с трудом отделяемую от материала
тары. Сахар, хранящийся в таре из паронепроницаемых
полимерных материалов, также может увлажняться
при колебаниях температуры за счет влаги,
испаряющейся с поверхности кристаллов
и конденсирующейся в поверхностных слоях
сахара, которые быстрее охлаждаются.
Кусковой сахар-рафинад не рекомендуется
хранить при температуре ниже 0°С. Резкое
охлаждение сахара вызывает перемещение
влаги в порах рафинада из внутренних
слоев во внешние, в которых она конденсируется
и растворяет сахар. После испарения влаги
на поверхности кусков образуются наросты
мелких кристаллов, ухудшающих товарный
вид продукции. Относительная влажность
воздуха при хранении сахара-песка не
должна превышать 70%, а рафинада – 80%. При
оптимальных условиях хранения сахар-песок
в отапливаемых складах может храниться
до 8 лет, а в не отапливаемых – 1,5–4 года.
Сахар-рафинад – соответственно до 8 и
5 лет.