Сахар (от греч. Sákchar, от санскр. Sárcara — гравий, песок; спустя столетия этот термин вошел в арабский язык как Sukkar, в средневековую латынь как Succar — сахарный песок) — это практически чистый углевод сахароза (С12Н22О11) с ее содержанием 99,75-99,9 %. Он широко используется в питании как самостоятельный продукт, а также применяется в консервной, кондитерской, хлебопекарной и других отраслях пищевой промышленности. Сырьем для производства сахара служат сахарный тростник, сахарная свекла [1, 9].
Согласно ГОСТ 26884-2002 «Продукты сахарной промышленности. Термины и определения» сахар-песок — пищевой продукт, представляющий собой сахарозу в виде отдельных кристаллов размером от 0,2 до 2,5 мм с содержанием примесей до 0,45%; сахар-рафинад — пищевой продукт, представляющий собой сахарозу с содержанием примесей до 0,1% в виде кусков, кристаллов и измельченных кристаллов; прессованный сахар-рафинад — сахар-рафинад в виде отдельных кусков определенных размеров, изготовленных путем прессования; рафинированный сахар-песок — пищевой продукт, представляющий собой кристаллы сахарозы размером от 0,2 до 2,5 мм с содержанием примесей до 0,1 %; сахарная пудра — измельченные кристаллы сахара-песка размером не более 0,2 мм; рафинадная пудра — измельченные кристаллы рафинированного сахара-песка размером не более 0,2 мм; сахар-сырец — продукт переработки сахарной свеклы или сахарного тростника в виде отдельных кристаллов, состоящих из сахарозы и несахаров, являющийся сырьем для производства сахара-песка, сахара-рафинада и жидкого сахара; жидкий сахар — водный раствор сахарозы различной степени очистки, используемый как готовый пищевой продукт, а также для переработки на предприятиях пищевой промышленности; обогащенный сахар — пищевой продукт, представляющий собой сахар с биологически активными добавками (к ним относят микроэлементы, витамины и др. вещества), повышающими его пищевую ценность [3, 4].
Общая характеристика, классификация.
В зависимости от сырья сахар бывает свекловичный, изготовляемый из сахарной свеклы, и тростниковый, изготовляемый из сахарного тростника. Сахар обладает высокой пищевой ценностью, высокой калорийностью (354-387 ккал на 100 г продукта). Сахар очень полно и быстро усваивается организмом человека, благотворно влияет на центральную нервную систему [3].
В организме человека сахароза под действием пищеварительных ферментов расщепляется на глюкозу и фруктозу. Она используется организмом человека как источник энергии и как материал для образования гликогена, жира, белково-углеводных соединений и т.п.
Согласно ГОСТ 33222-2015 «Сахар белый. Технические условия» сахар по качеству подразделяют на четыре категории: экстра, ТС1, ТС2, ТС3 (рис.1).
В зависимости от вида используемого сырья различают белый сахар: свекловичный и из тростникового сахара-сырца [5].
В зависимости от способа производства белый сахар подразделяют на: кристаллический, кусковой, сахарную пудру.
В зависимости от вида используемого сырья различают белый сахар: свекловичный и из тростникового сахара-сырца.
В зависимости от способа производства белый сахар подразделяют на: кристаллический, кусковой, сахарную пудру.
Кристаллический белый сахар выпускают с размерами кристаллов от 0,2 до 2,5 мм включительно. Допускается наличие кристаллов с отклонениями от нижнего и верхнего пределов указанных размеров не более 5% от массы анализируемой пробы белого сахара.
Кристаллический белый сахар в зависимости от фракции может выпускаться как мелкокристаллический, так и крупнокристаллический.
Мелкокристаллический белый сахар выпускают с размерами кристаллов до 0,5 мм включительно. Допускается отклонение размеров кристаллов от указанного значения в большую сторону не более 10% от массы анализируемой пробы белого сахара (по ГОСТ 12579).
Крупнокристаллический белый сахар выпускают с размерами кристаллов от 2,0 мм. Допускается отклонение размеров кристаллов от указанного значения в меньшую сторону не более 15% от массы анализируемой пробы белого сахара.
Белый кусковой сахар производят в виде отдельных кусочков определенных форм и размеров путем прессования кристаллического сахара.
Сахарную пудру изготавливают путем измельчения кристаллов белого сахара до размера не более 0,2 мм с добавлением или без антислеживающих агентов. Допускается отклонение размеров кристаллов от указанного значения в большую сторону не более 5% от массы анализируемой пробы белого сахара (по ГОСТ 12579) [5].
В зависимости от показателей качества белый сахар подразделяют на четыре категории: экстра, ТС1, ТС2, ТС3. Буквы ТС расшифровываются как товарный сорт. Категория сахара зависит от массовой доли сахарозы, влажности, зольности, цвета и ряда других показателей. Например, сахар категорий «Экстра», ТС1 и ТС2 не может иметь желтого оттенка, а вот для категории ТС3 он допускается. Так, цветность определяют фотометрическим методом, исследуя раствор сахара на приборе (фотометре), полученное значение выражают в единицах оптической плотности. Чем ниже этот показатель, тем белее будет сахар.
Зольность — это массовая доля минеральных веществ в сахаре. Чем меньше массовая доля золы, тем выше степень очистки сахара и выше его категория.
Указанные показатели служат идентифицирующими признаками.
О категории и качестве сахара можно судить по маркировке на упаковке.
• маркировка «С» или «СВ» означает, что сахарный песок изготовлен из сахарной свеклы.
• маркировка «СС» (или СЦ) означает, что сахарный песок изготовлен из тростникового сахара и сырца.
• маркировка Т, СТ, или СС — из тростникового сахара-сырца.
Сахаром высшего качества считается «Экстра белый сахар» (категория Экстра), в нем массовая доля сахарозы не менее 99,8%, далее по убывающей идут категории ТС1, ТС2 и ТС3 [10, 15].
Сахар категорий ТС 1 и ТС 2 содержат сахарозы не менее 99,7%, а категории ТС 3 — не менее 99,5% сахарозы, цветность не более 195 единиц ICUMSA. То есть у сахара ТС3 можно заметить желтоватый оттенок, допускается слабый запах мелассы.
ТС2 и ТС3 могут слеживаться в комки, разваливающиеся при легком нажатии. В ТС1 и экстра комков быть не должно [10, 15].
Виды сахара в зависимости от используемого сырья.
Тростниковый сахар. Сахарный тростник — многолетнее растение семейства злаковых, к которому относятся такие важные для человека культуры, как пшеница, кукуруза, рис и др. Содержание сахара составляет 10-15, а иногда и 20% от массы стебля. Выращивают его в странах с тропическим климатом. Срубленный тростник должен быть переработан в течение суток (иначе теряется слишком много сахара). Сахар производят из сока сахарного тростника, который внешне напоминает бамбук [8].
Сахарный тростник любит теплый климат и изначально был распространен в Индии. Впервые был использован как основа для сладкой пищевой добавки задолго до того, как люди научились перерабатывать свеклу. Различают два вида тростникового сахара: белый рафинированный и коричневый нерафинированный.
Энергетическая ценность — 377 ккал/100 г.
Свекольный сахар — производится посредством выпаривания водного раствора экстрактивных веществ из корнеплодов сахарной свеклы (Вeta alba). В процессе обработки выделяется кристаллический порошок желтого оттенка, который очищают.
Энергетическая ценность — 387 ккал/100 г [2].
Кленовый сахар или кленовый сироп. Изготавливают из сока кленового дерева. Большая часть мирового производства такого продукта приходится на Канаду, где его добывают с XVII столетия, и он там широко распространен. Он употребляется местным населением вместо обыкновенного тростникового сахара.
Энергетическая ценность — 354 ккал/ 100 г.
Энергетическая ценность — 394 ккал/ 100 г [6].
Сорговый — экологически чистый, но довольно редкий вид. Добывание сахара из стеблей сорго сахарного (Sorghum saccharatum (L.) Pers.) практиковалось еще 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 получения 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, в результате чего выход чистого кристаллического сахара весьма невысок. Извлекается из растения сорго, которое выращивают в странах Индии и Китай. Обычно сорговый сахар производят в виде коричневого сиропа.
Энергетическая ценность — 280 ккал/ 100 г.
Пальмовый (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 – это так называемый кокосовый сахар.
Потребление его ограничивается по преимуществу местами производства. Добывают пальмовый сахар также и из финиковой пальмы, аренги и других пальм.
Энергетическая ценность — 390 ккал/100 г [6].
В кондитерской промышленности также используют различные виды и разновидности сахара.
Виды кондитерского сахара.
Фруктовый сахар пользуется высоким спросом в среде профессиональных кондитеров и кулинаров. Все дело в более однородных кристаллах и вкусовых характеристиках. Его используют для приготовления всевозможных желе и пудингов, фруктового желатина и сухого напитка. Более однородная структура фракций не позволяет продукту оседать на дно, а это значит, что фруктовый сахар является идеальным компонентом для приготовления сухих смесей.
Пекарский сахар отличается еще более мелкими и однородными кристаллами по сравнению с его фруктовым аналогом. Название продукта свидетельствует об области его использования. Пекарский сахар производится исключительно для нужд предприятий общественного питания и пищевой промышленности, и в розничной торговой сети его не реализуют.
Ультрамелкий сахар похож на сахар-песок, но все-таки отличается от него по размеру фракций. Широко используется для приготовления безе и пирогов с нежнейшей консистенцией. Применяется для подслащивания разнообразных напитков, так как именно этот продукт способен быстрее растворяться при различных температурах.
Сахарная пудра. Еще одна разновидность привычного для всех гранулированного сахара. В свою очередь кондитерская пудра имеет собственную классификацию, в основе которой лежит помол [6, 7].
Краткая историческая справка.
Родина сахара — Индия (др.-инд. śarkara — «песчинка, гравий, сахар»), где был известен более чем 3000 лет до н. э. [11]. В русский язык это слово было заимствовано от греч. Σάκχαρον — сакхарон.
Первые сведения о появлении сахара относятся еще к античным временам, когда один из полководцев Александра Македонского — Неарх — сообщил, что «…в Индии растет тростник, дающий мед без помощи пчел; и из него можно приготовить опьяняющий напиток, хотя плодов на этом растении нет». Несколько позднее древнегреческий врач и философ Гален рекомендовал «sakcharon» из Индии и Аравии» как средство от болезней органов пищеварения и почек. Персы тоже, хотя и много позже, стали употреблять сахар и при этом усовершенствовали способы его очистки. Уже в 700-е годы несторианские монахи в долине Евфрата успешно изготавливали белый сахар, используя для его очистки золу [8, 18].
В Европе сахар был известен еще древним 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.
По мере развития транспортной инфраструктуры Древнего мира, становления и формирования товарно-денежных отношений сахар был завезен арабами на Ближний Восток, Северную Африку и Испанию; они также привнесли в страны Средиземноморья культуру сахарного тростника. Еще через несколько столетий вернувшиеся из Святой Земли крестоносцы познакомили с сахаром всю Западную Европу. В результате пересечения двух этих великих экспансий, Венеция, оказавшаяся на перекрестке торговых путей мусульманского и христианского мира, стала в конечном итоге центром европейской торговли сахаром и оставалась им на протяжении более 500 лет [8].
Позднее, в средние века, в странах Ближнего и Среднего Востока, Европы, а также в странах Латинской Америки, были разработаны первые технологии переработке сахароносного сырья, которые были еще достаточно примитивными, отжим осуществлялся с помощью прессов на гужевой тяге, затем с использованием ветряных двигателей, что, в целом, соответствовало развитию технологий того времени. После отжима сырого тростника полученный сок очищали с помощью извести, глины или золы, а затем выпаривали в медных или железных чанах, под которыми разводили костер. Рафинирование сводилось к растворению кристаллов, кипячению смеси и последующей повторной кристаллизации. К середине ХVΙΙ века главными производителями сахара в мире стали Санто-Доминго и Бразилия.
В 1747 году немецким химиком Андреасом Сигизмундом Маргграфом (Marggraf) (1709-1782) из сахарной свеклы была получена кристаллическая сахароза. Самое же важное событие в истории свекловичного сахара произошло в 1799 году, когда лабораторные опыты Франца Карла Ахарда (1753-1821) подтвердили, что производство этого продукта оправдано с экономической точки зрения. В результате уже в 1802 году возникли свеклосахарные заводы в Силезии (Германия) [8].
В начале ХΙХ века во Франции были построены ряд первых опытных свеклосахарных предприятий. В 1811 году дело было уже неплохо налажено: посевы сахарной свеклы занимали свыше 32 тыс. га, и по всей стране работали рафинадные заводы. В Америке о свекловичном сахаре заговорили в 1830-е годы, когда делегация возникшей сахарной ассоциации направлена в Европу для изучения организации производства сахара. Пройдя через несколько неудачных попыток лишь в 1850-е годы в США удалось запустить закупленные во Франции первые технологии и оборудование. Благодаря стараниям Э. Дайера, применивший новые методы производства в Калифорнии, в Америке возникло собственное свеклосахарное производство. С тех пор оно непрерывно развивалось, и сейчас доля свекловичного сахара составляет около 2 5% всего рафинада, выпускаемого в США.
К концу ХХ столетия в мировом производстве белого сахара сложилось устойчивое соотношение в использовании сахаросодержащего растительного сырья: 30% сахара производится из сахарной свеклы, а, соответственно, 70% — из сахарного тростника. Каждая страна выбирает для себя наиболее экономически выгодное сырье. Как правило, это связано с климатическими условиями [18].
Первый российский сахарный завод появился в Петербурге по указу Петра I в 1718 году. Однако создателем и организатором промышленного свеклосахарного производства в России считается Я.С. Есипов, который в начале ХΙХ в. построил свеклосахарный и сахарорафинадный заводы в своем имении в с. Никольском Московской губернии, а затем и в Алябьево, где по его инициативе было организовано обучение специалистов сахарному делу. Однако Есипова не стало в 1805 году, а его завод, видимо, прекратил существование.
В сложившихся экономических условиях того времени в развитии сахарного производства помещики видели средство поднять доходность слабеющего и разваливающегося крепостного хозяйства. Вскоре после возникновения этого производства им заинтересовались торговцы и предприниматели. Приток торгового капитала также содействовал развитию свеклосахарного производства в России [12].
Ведущими товаропроизводителями сахара в России являются: ГК «Доминант» (г. Москва), ГК «Продимекс (г. Москва), ООО «Русагро-инвест» (г. Белгород), ОАО «Группа «Разгуляй» (г. Воронеж), ГК «Сюкден» (г. Москва), ЗАО «Алейский сахарник» (Алтайский край), ОАО «Валуйкисахар» (Белгородская обл.), ОАО «Добринский сахарный завод» (Липецкая обл.), ОАО «Знаменский сахарный завод» (Тамбовская обл.), ЗАО «Кристалл» (Краснодарский край), ЗАО «ССК «Ленинградский» (Краснодарский край), ОАО «Лискисахар» (Воронежская обл.), ЗАО «Успенский сахарник» (Краснодарский край), ОАО «Ставрополь-сахар» (Ставропольский край), ЗАО «Сахарный комбинат «Алексеевский» (Белгородская обл.), ЗАО «Сахарный завод «Свобода» (Краснодарский край), ЗАО «Тбилисский сахарный завод» (ст. Тбилисская, Краснодарский край), ОАО «Викор» (Краснодарский край) и др.[13].
Главные производители свекловичного сахара в мире — Россия, Германия, США, Франция, Польша, Китай, Турция и Италия; тростникового сахара — Бразилия, Индия, Куба, а также Китай, Мексика, Пакистан, США, Таиланд, Австралия и Филиппины и др.
Тростниковый сахар стал известен в Европе еще до нашей эры в качестве медицинского средства. При владычестве арабов в IX веке возделывание сахарного тростника осуществлялось в Египте, Сицилии и Южной Испании. В конце X века выработка сахара в виде конических голов производилась в Венеции, но большее распространение этот сахар получил в Европе лишь во время крестовых походов. В 1490 году Колумб привез сахарный тростник с Канарских островов в 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 нем в Европе, в которой, начиная с XVI столетия, появились рафинадные заводы для его очищения.
Фламандский картограф Абрахам Ортелий писал в 1572 году: «Сахар одно время можно было достать только у аптекарей, которые его приберегали для больных; теперь им лакомятся повсеместно. То, что раньше было лекарством, стало обычной едой». Тем не менее сахар еще долго, вплоть до XIX века, оставался предметом роскоши. Большая часть сахара, потребляемая в современном мире, производится из сахарного тростника.
Использование в питании и в народной медицине.
Сахар широко используется в общественном питании и в пищевой промышленности. Концентрированные растворы сахара (свыше 65%) обладают повышенным осмотическим давлением, что обуславливает их консервирующее действие. На этом основано применение сахара для приготовления варенья, сиропов и др.
Норма потребления сахара.
Научный комитет по вопросам питания (SACN) (Великобритания) рекомендует следующие нормы потребления сахара в день:
В этой таблице указаны усредненные данные, в скобках указаны проценты, которые означают, что процент от общей калорийности продуктов должен быть ниже 10% (допустимая норма) или 5% (рекомендовано). Именно по ним можно точно определить суточную норму сахара исходя из своего рациона. Например, для мужчины средняя норма потребления энергии в сутки составляет — 2400 ккал, 10% из них будет — 240 ккал. В 100 г сахара содержится ~390 ккал, 1 г сахара дает 4 ккал. 240 делим на 4, получается 60 грамм, это будет дневная допустимая норма сахара для мужчины, исходя из рациона 2400 ккал. Важно учесть, что в этот процент входит не только тот сахар, который вы добавляете в чай/кофе, но и тот, который содержится в свободной форме в продуктах питания (например, кетчуп или соки).
Специалисты-диетологи рекомендуют мужчинам ежедневно в среднем потреблять 38 г сахара, что сравнимо с 9 чайными ложками или 150 калориями; а женщинам — 25 г или 6 чайных ложек, что составляет 100 калорий. Детям нужно небольшое количество сахара, около 15-20 г в день [11].
Согласно Рекомендациям по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания [19] потребление сахара должно составлять 24 кг/год/человек или 30,6 г/сутки/человек, причем по сравнению с ранее действующими нормами рекомендуемая норма потребления сахара сильно снизилось.
Польза сахара.
Сахар, попадая вместе с остальной пищей в пищеварительный тракт, сразу же расщепляется и поступает ко всем тканям и органам. Глюкоза и фруктоза, которые образуются при гидролизе молекулы сахарозы, разносятся кровью в разные органы и ткани нашего организма. Они являются источником энергии, которая необходима организму человека для нормального самочувствия.
Сахар используется всеми органами человеческого тела, и исключать его из всех рецептов не следует.
В клетках печени фруктоза превращается в глюкозу, и если в ней нет потребности, то она трансфомируется в свободные жирные кислоты, которые участвуют в синтезе жиров. Они также являются источниками энергии, но отличаются меньшей доступностью. Их еще называют долгоиграющими энергетическими аккумуляторами.
Глюкоза необходима нашему организму для стимуляции выработки гормона радости — серотонина. Его высокая концентрация в крови нормализует психоэмоциональное состояние человека и поднимает настроение.
Глюкоза обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 80120 мг сахара в 100 мл (0,08~0,12 %). Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в ней так называемых парных глюкуроновых кислот. Поэтому прием сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях [14].
При интоксикациях организма глюкоза нередко вводится в кровь, так как она помогает печени выполнять ее главную функцию — нейтрализовать токсины.
Некоторые люди, вместо обычного белого сахара включают в рацион питания коричневый тростниковый сахар. Это нерафинированный (неочищенный) продукт, в состав которого входит патока [16].
Вред сахара.
Избыток сахара, особенно «добавленного», входящего в рацион питания человека с низкими энергетическими затратами, негативно влияет на общее состояние. Это сопровождается стремительным набором массы тела; нарушением обмена веществ; проблемами с поджелудочной железой (в некоторых случаях полностью прекращается выработка инсулина) и возникновением сахарного диабета; развитием тромбофлебита; аллергией, которая является следствием неправильного обмена веществ; развитием атеросклеротических процессов вследствие повышения количества холестерина и проявлением сердечно-сосудистых заболеваний и т.п.
Кроме того, сахар, попадая на зубы и оставаясь там в течение длительного времени, создает благоприятную среду для размножения бактерий, которые выделяют кислоту, разрушающую зубную эмаль и являющуюся причиной появления кариеса. Чтобы удалить с зубов остатки сахара, нужно всего лишь прополоскать ротовую полость. Обычной воды для смывания сахара будет достаточно, к тому же данная процедура проста и безопасна.
Следует учитывать, что сахар может вызвать привыкание. Его не так просто побороть и внести необходимые коррективы в свое питание. Ученые-физиологи проводили исследования, в ходе которых было выявлено, что воздействие сахара на нервную систему можно сравнить с наркотическим. Врачи называют такую зависимость «синдромом сладкоежки».
С незапамятных времен известно, что причиной развития целого ряда болезней становится неправильный образ жизни и, в частности, привычки питания. В настоящее время эти заключения получили научное подтверждение, особенно относительно злоупотребления сладкой и жирной пищей [17].