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. Производство сахара-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 из сиропа, 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 промывают водой 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. Сырьем для 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.