Изчисляване на масовата част, температурата на кристализация и точката на кипене на неелектролитните разтвори

Пример за най-често срещаните в природата дизахариди (олигозахарид) е захарозата (захарно цвекло или тръстика).

Биологичната роля на захарозата

Най-голямо значение в човешкото хранене има захарозата, която в значително количество постъпва в организма с храната. Подобно на глюкозата и фруктозата, захарозата след разцепване в червата бързо се абсорбира от стомашно-чревния тракт в кръвта и лесно се използва като енергиен източник..

Най-важният хранителен източник на захароза е захарта..

Структурата на захарозата

Молекулна формула на захароза С12н22ОТНОСНОединадесет.

Захарозата има по-сложна структура от глюкозата. Молекулата на захарозата се състои от остатъци от молекули на глюкоза и фруктоза в цикличната им форма. Те са свързани помежду си поради взаимодействието на полуацетални хидроксили с (1 → 2) -гликозидна връзка, тоест няма свободен полуацетален (гликозиден) хидроксил:

Физични свойства на захарозата и съществуването в природата

Захарозата (обикновената захар) е бяло кристално вещество, по-сладко от глюкозата, силно разтворимо във вода.

Точката на топене на захарозата е 160 ° C. Когато разтопената захароза се втвърди, се образува аморфна прозрачна маса - карамел.

Захарозата е много обикновен дизахарид в природата, намира се в много плодове, плодове и плодове. Особено много от него се намира в захарното цвекло (16-21%) и захарната тръстика (до 20%), които се използват за промишлено производство на ядлива захар.

Съдържанието на захароза в захарта е 99,5%. Захарта често се нарича „носител на празни калории“, тъй като захарта е чист въглехидрат и не съдържа други хранителни вещества, като например витамини, минерални соли.

Химични свойства

Захарозата се характеризира с реакции на хидроксилни групи.

1. Качествена реакция с меден (II) хидроксид

Наличието на хидроксилни групи в молекулата на захарозата се потвърждава лесно чрез реакцията с метални хидроксиди.

Видео тест „Доказателство за наличието на хидроксилни групи в захарозата“

Ако разтворът на захароза се добави към меден (II) хидроксид, се образува яркосин разтвор на медна захар (качествена реакция на многоатомни алкохоли):

2. Реакцията на окисляване

Възстановителни дезахариди

Дисахаридите, в молекулите на които се задържа хемиацетален (гликозиден) хидроксил (малтоза, лактоза), частично се превръщат от разтвори в циклични форми в открити алдехидни форми и влизат в специфични за алдехида реакции: те реагират с амонячен разтвор на сребърен оксид и намаляват меден (II) хидроксид до меден оксид (I). Такива дизахариди се наричат ​​редуциращи (редуциране на Cu (OH)2 и Ag2О).

Реакцията на сребърното огледало

Не-редуциращ дизахарид

Дисахаридите, в молекулите на които няма полуацетален (гликозиден) хидроксил (захароза) и които не могат да се трансформират в отворени карбонилни форми, се наричат ​​нередуциращи (не намаляват Cu (OH))2 и Ag2О).

Захарозата, за разлика от глюкозата, не е алдехид. Захарозата, като е в разтвор, не влиза в реакцията на „сребърното огледало“ и при нагряване с меден (II) хидроксид не образува червен меден оксид (I), тъй като не е в състояние да се превърне в отворена форма, съдържаща алдехидна група.

Видео изживяване "Липса на възстановяване на способността на захарозата"

3. Реакцията на хидролизата

Дизахаридите се характеризират с реакция на хидролиза (в кисела среда или под действието на ензимите), в резултат на което се образуват монозахариди.

Захарозата е в състояние да се подложи на хидролиза (при нагряване в присъствието на водородни йони). В този случай молекула глюкоза и молекула фруктоза се образуват от една молекула на захарозата:

Видео опит "Киселна хидролиза на захароза"

По време на хидролизата малтозата и лактозата се разделят на техните монозахариди поради скъсването на връзките между тях (гликозидни връзки):

По този начин, реакцията на хидролиза на дизахариди е обратният процес на тяхното образуване от монозахариди.

В живите организми се извършва хидролиза на дизахариди с участието на ензими.

Производство на захароза

Захарното цвекло или захарната тръстика се превръщат във фини стружки и се поставят в дифузори (огромни котли), в които горещата вода изтича захароза (захар).

Заедно със захарозата, във водния разтвор преминават и други компоненти (различни органични киселини, протеини, оцветители и др.). за да се отделят тези продукти от захарозата, разтворът се обработва с варово мляко (калциев хидроксид). В резултат на това се образуват слабо разтворими соли, които се утаяват. Захарозата се образува с разтворима в калциев хидроксид калциева захар С12н22ОТНОСНОединадесетCaO2H2ОТНОСНО.

За разграждането на калциевата захар и неутрализирането на излишния калциев хидроксид, през разтвора се пропуска въглероден окис (IV).

Утаеният калциев карбонат се филтрира и разтворът се изпарява във вакуумни устройства. Тъй като кристалите на захарта се образуват, те се разделят чрез центрофугиране. Оставащият разтвор - меласа - съдържа до 50% захароза. Използва се за производството на лимонена киселина..

Възстановената захароза се пречиства и обезцветява. За да направите това, той се разтваря във вода и полученият разтвор се филтрира през активен въглен. След това разтворът отново се изпарява и кристализира.

Употреба на захароза

Захарозата се използва главно като независим хранителен продукт (захар), както и при производството на сладкарски изделия, алкохолни напитки, сосове. Използва се във високи концентрации като консервант. Изкуственият мед се получава от него чрез хидролиза..

Захарозата се използва в химическата промишленост. Използвайки ферментация, от него се получават етанол, бутанол, глицерин, левулинова и лимонена киселина, декстран..

В медицината захарозата се използва при производството на прахове, лекарства, сиропи, включително за новородени (за придаване на сладък вкус или консервиране).

Химия захар: моларна маса и формула

Съдържанието на статията

  • Химия захар: моларна маса и формула
  • Физични свойства на фруктозата
  • Къде се използват полизахариди?

Има различни видове захар. Най-простият тип са монозахаридите, които включват глюкоза, фруктоза и галактоза. Трапезната или гранулирана захар, която обикновено се използва в храната, е захароза дизахарид. Други дизахариди са малтоза и лактоза..

Видове захар, включващи дълги вериги от молекули, наречени олигозахариди.

Повечето съединения от този тип се изразяват чрез формулата CnH2nOn. (n е число, което може да варира от 3 до 7). Формула на глюкоза - C6H12O6.

Някои монозахариди могат да образуват връзки с други монозахариди, образувайки дизахариди (захароза) и полизахариди (нишесте). Когато се консумира захар, ензимите разграждат тези връзки и захарта се усвоява. След храносмилането и усвояването от кръвта и тъканите монозахаридите се превръщат в глюкоза, фруктоза и галактоза..

Пентосите и хексозните монозахариди образуват пръстенова структура.

Основни монозахариди

Основните монозахариди включват глюкоза, фруктоза и галактоза. Те имат пет хидроксилни групи (-OH) и една карбонилна група (C = 0).

Глюкоза, декстроза или гроздова захар се намират в плодови и зеленчукови сокове. Той е основният продукт на фотосинтезата. Глюкозата може да бъде получена от нишесте чрез добавяне на ензими или в присъствието на киселини.

Фруктозата или плодовата захар присъстват в плодовете, някои кореноплодни култури, тръстикова захар и мед. Това е най-сладката захар. Фруктозата е част от захарната маса или захарозата.

Галактозата не се среща в чистата си форма. Но е част от глюкоза дизахарид лактоза или млечна захар. Той е по-малко сладък от глюкозата. Галактозата е част от антигените, разположени на повърхността на кръвоносните съдове.

дизахариди

Захарозата, малтозата и лактозата са дизахариди.

Химичната формула на дизахаридите е C12H22O11. Те се образуват поради комбинацията от две монозахаридни молекули с изключение на една водна молекула..

Захарозата се намира естествено в стъблата на захарната тръстика и кореноплодите от захарно цвекло, някои растения, моркови. Молекулата на захарозата е комбинация от молекули фруктоза и глюкоза. Моларната му маса е 342,3.

Малтозата се образува по време на разсад на определени растения, като ечемик. Малтозната молекула се образува поради комбинацията от две молекули глюкоза. Тази захар е по-малко сладка от глюкозата, захарозата и фруктозата..

Лактозата се намира в млякото. Молекулата му е комбинация от молекули галактоза и глюкоза.

Как да намерите моларната маса на захарна молекула

За да изчислите моларната маса на молекулата, трябва да добавите атомните маси на всички атоми в молекулата.

Моларна маса C12H22O11 = 12 (маса C) + 22 (маса H) + 11 (маса O) = 12 (12.01) + 22 (1.008) + 11 (16) = 342.30

Захароза

структура

Съставът на молекулата включва останките на два циклични монозахарида - α-глюкоза и β-фруктоза. Структурната формула на веществото се състои от циклични формули на фруктоза и глюкоза, свързани чрез кислороден атом. Структурните единици са свързани помежду си с гликозидна връзка, образувана между два хидроксила.

Фиг. 1. Структурна формула.

Молекулите на захарозата образуват молекулярна кристална решетка.

Първи

Захарозата е най-разпространеният въглехидрат в природата. Съединението е част от плодове, плодове, листа от растения. Голямо количество от готовото вещество се намира в цвекло и захарна тръстика. Следователно захарозата не се синтезира, а се секретира чрез физическо действие, храносмилане и пречистване..

Фиг. 2. Захарна тръстика.

Цвекло или захарна тръстика се натриват фино и се поставят в големи котли с гореща вода. Захарозата се промива, за да се образува захарен разтвор. Съдържа различни примеси - оцветяващи пигменти, протеини, киселини. За да се отдели захарозата, към разтвора се добавя калциев хидроксид Ca (OH)2. Резултатът е утайка и калциева захар S12н22ОТНОСНОединадесетCaO2H2О, през който се предава въглероден диоксид (въглероден диоксид). Калциевият карбонат се утаява и останалият разтвор се изпарява до образуването на захарни кристали.

Физични свойства

Основните физични характеристики на веществото:

  • молекулно тегло 342 g / mol;
  • плътност - 1.6 g / cm 3;
  • точка на топене - 186 ° C.

Фиг. 3. Захарни кристали.

Ако разтопеното вещество продължава да се нагрява, захарозата ще започне да се разлага с промяна на цвета. Когато разтопената захароза се втвърди, се образува карамел - аморфно прозрачно вещество. В 100 ml вода при нормални условия може да се разтвори 211,5 g захар, при 0 ° C - 176 g, при 100 ° C - 487 g. В 100 ml етанол при нормални условия може да се разтвори само 0,9 g захар.

Веднъж попаднали в червата на животни и хора, захарозата под действието на ензимите бързо се разпада на монозахариди.

Химични свойства

За разлика от глюкозата, захарозата не проявява алдехидни свойства поради липсата на -CHO алдехидна група. Следователно, качествената реакция на „сребърното огледало“ (взаимодействие с разтвор на амоняк Ag2О) не върви. При окисляване с меден (II) хидроксид не се образува червен меден оксид (I), а ярко син разтвор.

Основните химични свойства са описани в таблицата..

реакция

описание

Уравнението

Качествена реакция за присъствието на хидроксилни групи

Реагира с меден (II) хидроксид за получаване на ярко синя медна захар

Реакцията протича при нагряване в присъствието на катализатор (сярна или солна киселина). Захарозата се разгражда на молекули фруктоза и глюкоза

Захарозата не е способна да се окислява (не е редуциращ агент в реакциите) и се нарича нередуцираща захар..

Приложение

Захарта в чистия си вид се използва в хранително-вкусовата промишленост за производството на изкуствен мед, сладкиши, сладкарски изделия, алкохол. Захарозата се използва за производството на различни вещества: лимонена киселина, глицерол, бутанол.

В медицината захарозата се използва за приготвяне на лекарства и прахове, за да скрие неприятен вкус..

Какво научихме?

Захарозата или захарта е дизахарид, състоящ се от остатъци от глюкоза и фруктоза. Има сладък вкус, лесно разтворим във вода. Веществото се изолира от цвекло и захарна тръстика. Захарозата има по-малко активност от глюкозата. Подлага се на хидролиза, взаимодейства с меден (II) хидроксид, образувайки медна захар, не се окислява. Захарта се използва в хранителната, химическата промишленост, медицината.

Захароза - захароза

Захароза
имената
име IUPAC
Други имена

β- д -фруктофуранозил- (2 → 1) -α- д - глюкопиранозид; β- (2S, 3S, 4S, 5R) -фруктофуранозил-α- (1R, 2R, 3S, 4S, 5R) глюкопиранозид; α- (1 R, 2 R, 3 S, 4 S, 5 R) глюкопиранозил-β- (2 S, 3 S, 4 S, 5 R) -фруктофуранозид
, додекакарбонов монодекахидрат

((2R, 3R, 4S, 5S, 6R) -2 - [(2S, 3S, 4S, 5R) -3,4-дихидрокси-2,5-бис (хидроксиметил) оксапент-2-ил] окси-6- (хидроксиметил) оксахексан-3,4,5-триол)

ИдентификаториICGV InfoCard100.000.304ЕО номер200-334-9RTECS номерWN6500000UNIIсвойстватаС 12 н 22 ОТНОСНО единадесетМоларна маса342.30 g / molВъншен видбяло твърдо веществоплътност1.587 g / cm 3 твърдо веществоТемпература на топенеНито един; се разлага при 186 ° C (367 ° F; 459 K)

2000 g / l (25 ° C) (вижте таблицата по-долу за други температури)въведете P-3.76структура

P2 1термохимия1,349,6 kcal / mol (5647 kJ / mol) (По-висока стойност на нагряване)опасноститеИнформационен лист за безопасностICSC 1507NFPA 704Смъртоносна доза или концентрация (LD, LC):29700 mg / kg (орално, плъх)Ограничения на експозицията на здравето в САЩ (NIOSH):TWA 15 mg / m 3 (общо) TWA 5 mg / m 3 (съответно)TWA 10 mg / m 3 (общо) TWA 5 mg / m 3 (съответно)Северна ДакотаСвързани съединения Y се уверете (какво?) Y N Връзки към инфобокса

Захарозата е обща захарна маса. Това е дизахарид, молекулата се състои от два монозахарида: глюкоза и фруктоза. Захарозата се произвежда естествено в растения, от които рафинирана трапезна захар. Тя има формула С 12 Н 22 О единадесет.

За консумация от човека захарозата се извлича и рафинира или от захарна тръстика или захарно цвекло. Захарните фабрики са разположени, където захарната тръстика се отглежда за смачкване на тръстика и производство на сурова захар, която се доставя по целия свят за преработка в чиста захароза. Някои захарни фабрики също преработват сурова захар в чиста захароза. Захарното цвекло е разположено в студен климат, където цвеклото се отглежда и преработва цвекло директно в рафинирана захар. Процесът на обработка на захарта включва измиване на суровите кристали на захарта, преди да ги разтвори в захарен сироп, който се филтрира и след това преминава през въглерод, за да се отстранят всички остатъчни цветове. Сега захарният сироп е бистър, след това се концентрира чрез варене под вакуум и кристализира като краен процес на пречистване до получаване на кристали от чиста захароза. Тези кристали са бистри, без мирис и имат сладък вкус. Масово, кристалите изглеждат бели.

Захарта често е допълнителен компонент в производството на храни и рецепти за храна. Около 175 милиона тона захар бяха произведени по целия свят през 2013 г..

съдържание

етимология

Думата захароза е внесена през 1857 г. от английския химик Уилям Милър от френски сукре („захар“) и с общата химическа наставка-захар -оза. Съкратеният термин Suc често се използва за захароза в научната литература..

Захарозата е остаряло наименование на захарите като цяло, особено на захарозата. Името захароза е въведено през 1860 г. от френския химик Бертело.

Физични и химични свойства

Структурен O-α- д -глюкопиранозил- (1 → 2) -β- д -fructofuranoside

Компонентите на захарозата, глюкозата и фруктозата се свързват чрез етерна връзка между С1 на глюкозил трансферазната субединица и С2 върху блока на фруктозила. Връзката се нарича гликозидна връзка. Глюкозата съществува предимно под формата на две изомерни "пиранози" (α и β), но само една от тези форми на препратка към фруктоза. Самата фруктоза съществува под формата на смес от "фуранози", всяка от които има а и р изомери, но само един специфичен изомер е препратка към глюкозилов трансферазен блок. Това, което е забележително при захарозата, е, че за разлика от повечето дизахариди, между редуциращите краища на глюкозата и фруктозата се образува гликозидна връзка, а не между редуциращия край на единия и нередуциращия край на останалите. Тази връзка инхибира по-нататъшното свързване с други захаридни единици. Тъй като не съдържа аномерни хидроксилни групи, той се класифицира като нередуцираща захар.

Захарозата кристализира в моноклинната космическа група Р2 1 с параметри на решетката на стайна температура c = 1,08631 nm, b = 0,87044 nm, s = 0,77624 nm, β = 102,938 °.

Чистотата на захарозата се измерва чрез поляриметрия чрез въртене на плоско поляризирана светлина със захарен разтвор. Специфичното въртене при 20 ° С, използвайки жълта "натриева-D" светлина (589 nm), е + 66,47 °. Търговските проби от захар се анализират с помощта на този параметър. Захарозата не се влошава в околната среда.

Термично и окислително разграждане

Водна разтворимост на захароза в температура
T (° C)S (g / dl)
петдесет259
55273
60289
65306
70325
75346
80369
85394
90420

Захарозата не се топи при високи температури. Вместо това той се разлага при 186 ° C (367 ° F), за да образува карамел. Подобно на други въглехидрати, той изгаря до въглероден диоксид и вода. Смесването на захароза с окислител на калиев нитрат произвежда гориво, известно като бонбони ракети, което се използва за задвижване на аматьорски ракетни двигатели.

Тази реакция обаче е донякъде опростена. Някои от въглерода правят напълно окислени до въглероден диоксид, а други реакции, като реакцията на превръщане на вода в газ, също се провеждат. По-точно теоретично уравнение:

С 12 н 22 ОТНОСНО единадесет + 6,288 KNO 3 → 3 796 СО 2 + СО + 5,205 7,794 N 2 O + 3.065 N 2 + 3.143 N 2 + 2.998 К 2 с 3 + 0,274 KOH

Захарозата може да бъде дехидратирана със сярна киселина до образуване на черно, богато на въглерод твърдо вещество, както е посочено в следната идеализирана формула:

Н 2 ТАКА 4 (катализатор) + С 12 н 22 О единадесет → 12 C + 11 N 2 O + топлина (и някои Н 2 O + CO 3 в резултат на топлина).

Формулата за разлагане на захарозата може да бъде представена като двуетапна реакция с: първата опростена реакция е дехидратацията на захарозата до чист въглерод и вода, а след това въглеродът окислява СО 2 с О 2 от въздуха.

С 12 н 22 ОТНОСНО единадесет + топлина → 12 C + 11 N 2 Около 12 С + 12 О 2 → 12 СО 2

хидролиза

Хидролизата разгражда гликозидната връзка, превръщаща захарозата в глюкоза и фруктоза. Хидролизата обаче е толкова бавна, че разтворите на захароза могат да седят дълги години с лека промяна. Ако обаче се добави ензим захароза, реакцията ще продължи бързо. Хидролизата може да се ускори и с киселини като зъбен камък или лимонов сок, като слаби киселини. По същия начин киселинността на стомашния сок превръща захарозата в глюкоза и фруктоза по време на храносмилането, като връзката между тях е ацетална връзка, която може да бъде прекъсната от киселина.

Като се вземе предвид (по-горе) топлината на изгаряне от 1349,6 kcal / mol за захароза, 673,0 за глюкоза и 675,6 за фруктоза, хидролиза, емисии от около 1,0 kcal (4,2 kJ) на мол захароза, или около 3 малки калории на грам продукт.

Синтез и биосинтез на захароза

Биосинтез на захароза при използване на UDP-глюкоза и фруктоза 6-фосфатни прекурсори, катализирани от ензима захароза-6-фосфат синтаза. Енергията за реакцията се постига чрез разцепване на уридин дифосфат (UDP). Захарозата се образува от растения и цианобактерии, но не и от други организми. Захарозата се среща естествено в много хранителни растения, заедно с монозахариди на фруктоза. В много плодове, като ананас и кайсия, захарозата е основната захар. В други страни, като грозде и круши, фруктозата е основната захар.

Химичен синтез

Въпреки че захарозата е почти неизменно изолирана от природни източници, нейният химичен синтез за първи път е постигнат през 1953 г. от Реймънд Лемио.

източници

В природата захарозата присъства в много растения и по-специално в техните корени, плодове и нектари, тъй като служи като средство за съхраняване на енергия, предимно от фотосинтезата. Много бозайници, птици, насекоми и бактерии се натрупват и хранят със захароза в растенията, а за някои това е основният им източник на хранене. Когато се разглеждат от човешката консумация, медоносните растения са особено важни, защото натрупват захароза и произвеждат мед, важен хранителен продукт в световен мащаб. Самият въглехидрат в меда се състои главно от фруктоза и глюкоза с само захароза в следи..

Тъй като плодът узрява, съдържанието му на захароза обикновено нараства рязко, но някои плодове не съдържат почти никаква захароза. Това включва грозде, череши, боровинки, къпини, смокини, нар, домати, авокадо, лимони и липа.

Захарозата е естествена захар, но с настъпването на индустриализацията тя се подобрява и консумира във всички видове преработени храни..

производство

История на усъвършенстването на захарозата

Производството на трапезна захар има дълга история. Някои учени твърдят, че индианците са открили как захарта кристализира по време на династията Гупта, около 350 г. сл. Хр..

Други учени посочват древни ръкописи на Китай, датирани преди Христа VIII век, където идва едно от най-ранните исторически препратки към захарна тръстика заедно с факта, че знанията им за захарна тръстика са получени от Индия. Освен това се оказва, че около 500 г. пр. Н. Е. Жителите на съвременна Индия започват да правят захарен сироп и да го охлаждат в големи плоски купи, за да правят таблици със сурова захарна кристала, които са по-лесни за съхранение и транспортиране. На местния индиански език тези кристали бяха наречени Handa (खण्ड), което е източникът на думата бонбони.

Армията на Александър Велики е спряна на брега на река Инд от отказа на войските му да се движат по-на изток. Те видяха хора от индийския субконтинент да отглеждат захарна тръстика и прави гранули, сол, като сладък прах, местното име SUGAR (साखर), произнесено сакхарон (ζακχαρον), преведено от гръцки (съвременен гръцки, Zachary ζάχαρη). На връщане гръцки войници пренесоха част от медоносните бастуни. Захарният захар остава ограничена реколта от хилядолетия. Захарта беше рядка стока и търговците на захар станаха богати. Венеция, в пика на финансовата си сила, беше основният център за разпространение на захар в Европа. Арабите започнаха да го произвеждат в Сицилия и Испания. Едва след като кръстоносците започнаха да се състезават с мед като подсладител в Европа. Испанците започват да отглеждат захарна тръстика в Западната Индия през 1506 г. (Куба през 1523 г.). Португалската първа захарна тръстика, култивирана в Бразилия през 1532г.

Захарта не остана лукс в голяма част от света до 18 век. Само богатите можеха да си го позволят. През 18 век търсенето на захар бръмче в Европа и то започва да се разглежда като човешка нужда през 19 век. Употребата на захар нараства с употребата в чай, в торти, сладкиши и шоколади. Доставчиците на пазара на захар в нови форми, като твърди шишарки, от които потребителите изискват да използват захарна скоба, инструмент, подобен на клещи, за да разкъсат парчета.

Търсенето на по-евтина захар доведе до заселването на тропически острови и страни, където отнема много време плантациите на захарна тръстика и производството на трапезна захар. Отглеждането на култури от захарна тръстика в горещ и влажен климат и производството на захарни маси в захарната индустрия при високи температури беше трудна и нехуманна работа. Търсенето на евтина и послушна работна ръка за този труд, по-специално, първо се върна търговията с роби от Африка (в частност, Западна Африка), а след това свързаната търговия с работна ръка от Южна Азия (в частност Индия). Милиони роби, последвани от милиони наети работници, са транспортирани до Карибите, Индийския океан, Тихоокеанските острови, Източна Африка, Натал, Северна и Източна Южна Америка и Югоизточна Азия. Съвременният етнически състав на много народи, заселили се през последните два века, под влияние на трапезната захар.

От края на 18 век производството на захар става все по-механизирано. Паровият двигател за първи път захранва захарната фабрика в Ямайка през 1768 г., а малко след това парата замества директното изстрелване като източник на технологична топлина. През същия век европейците започват експерименти с производството на захар от други култури. Андреас Марггрейв идентифицира захарозата в корена на цвеклото, а неговият чирак Франц Ахард построи завод за преработка на захарно цвекло в Силезия (Прусия). Индустрията за захарно цвекло обаче започна да се развива по време на Наполеоновите войни, когато Франция и континентът бяха откъснати от карибската захар. През 2010 г. около 20 процента от световната захар се произвежда от цвекло..

Днес голяма фабрика за цвекло произвежда около 1500 тона захар на ден, за постоянна работна сила от около 150 за 24-часово производство..

Сегашните тенденции

Таблица със захар (захароза) идва от растителни източници. Преобладават две важни захарни култури: захарна тръстика (Saccharum spp.) И захарно цвекло (Beta Vulgaris), в които захарта може да представлява 12% до 20% от сухото тегло на растението. Малките търговски захарни култури включват палмова фуния (Phoenix dactylifera), сорго (обикновена сорго) и захарен клен (захар Acer). Захарозата се получава чрез екстракция от тези култури с гореща вода; концентрирането на екстракта дава сиропи, от които твърдото вещество захароза може да кристализира. През 2013 г. световното производство на захарна маса е 175 милиона тона.

Повечето тръстикова захар идва от страни с топъл климат, тъй като захарната тръстика не понася слана. Захарното цвекло, от друга страна, расте само в по-студените райони с умерен климат и не понася високи температури. Около 80 процента захароза идва от захарна тръстика, останалата част е почти цялата от захарно цвекло.

През 2010 г. Бразилия, Индия, Европейският съюз, Китай, Тайланд и САЩ бяха основните страни, които произвеждат захар в света. Около 40 милиона тона трапезна захар са произведени в Бразилия през 2013 г., докато Индия е произвела 25 милиона, страните от ЕС-27 16 милиона, Китай 14 милиона, Тайланд около 10 милиона, а Съединените щати над 7 милиона.

Разгледана от региона, Азия преобладава в производството на захарна тръстика, с голям принос от Индия, Китай, Тайланд и други страни, които комбинират 40% от световното производство през 2006 г., Южна Америка е на второ място с 32% от световното производство; Африка и Централна Америка произвеждат по 8%, а Австралия - 5%. Съединените щати, Карибите и Европа съставляват останалата част с приблизително 3%.

Цвеклото захар идва от региони с по-студен климат: северозападна и източна Европа, северна Япония, както и някои райони в САЩ (включително Калифорния). В северното полукълбо на отглеждане на цвекло сезонът завършва с началото на прибирането на реколтата около септември. Събирането и обработката продължава до март в някои случаи. Наличието на капацитет на преработвателните предприятия и времето влияят върху продължителността на събирането и преработката - индустрията може да съхранява реколтата от цвекло преди преработката, но замръзването на повреденото цвекло става ефективно непригодно.

Бразилия е най-големият износител на захар в света с 29 милиона тона годишно. Европейският съюз (ЕС) стана вторият най-голям износител на захар в света. Общата селскостопанска политика на ЕС определя максимални квоти за производството на членовете, които да съответстват на търсенето и предлагането, както и на цената. Европа изнася излишък от квоти за производство (около 5 милиона тона през 2003 г.). Част от тази „квота“ на захар се субсидира от индустриални такси, а останалата част (около половината) се продава като „С“ квота за захар на пазарни цени без субсидии. Тези субсидии и високите тарифи за внос затрудняват износа на други страни в страните от ЕС или се конкурират с европейците на световните пазари.

Съединените щати определят високи цени на захарта в подкрепа на своите производители, в резултат на което много бивши купувачи на захар преминаха към царевичен сироп (производители на напитки) или се преместиха от страната (производители на бонбони).

Индия консумира повече цялата захар в 26 милиона тона трапезна захар през 2013 г. ЕС-27 е на второ място с 18 милиона, а Китай е на трето място над 16 милиона.

Очаква се ниските цени на захарта да стимулират глобалното потребление и търговия, прогнозата за износ с 4 процента по-висока с 59 милиона тона.

Ниските цени на глюкозни сиропи, получени от пшеница и царевица (царевица), застрашават традиционния пазар на захар. Използвани заедно с изкуствени подсладители, те могат да позволят на производителите на напитки да произвеждат много евтини продукти..

Царевичен сироп с високо съдържание на фруктоза

В Съединените щати има тарифи за внос на захар и субсидии за производството на царевица (царевица). Високо съдържание на фруктоза, царевичен сироп (HFCS) е значително по-евтин от рафинираната захароза като подсладител. Това доведе до частично пренасочване на захарозата в промишленото производство на храни към HFCS и други нехарозни подсладители..

Някои хора намират HFCS за нездравословен. Въпреки това, клиничните специалисти по хранене, медицинските власти и Администрацията по храните и лекарствата на САЩ отхвърлиха подобни проблеми, защото „захароза, FUV, инвертна захар, мед и много плодове и сокове доставят една и съща захар в същите пропорции на една и съща тъкани в една и съща времева рамка за едни и същи метаболитни пътища. " Докато научните власти са съгласни, че хранителните захари са източник на празни калории, свързани с определени здравословни проблеми, убеждението, че глюкозо-фруктозните сиропи като HFCS не са особено здравословни, се подкрепя от научни доказателства. FDA одобрява ограничаването на приема на всички добавени захари, включително HFCS.

тръстики

От VI в. Пр. Н. Е. Производителите на тръстикова захар разбиват добит растителен материал от захарна тръстика, за да събират и филтрират сок. След това те се прилагат към течности (често с вар (калциев оксид)), за да премахнат примесите и след това да я неутрализират. След това сваряването на сока му позволява да потъне до дъното на драгирането навън, а копелето се издига на повърхността, за да пропусне. След охлаждане течността кристализира, като правило, по време на процеса на смесване, за да се получат захарни кристали. Центрофугите обикновено премахват некристализирания сироп. След това производителите могат или да продават захарния продукт за употреба такъв, какъвто е, или да го преработят допълнително за получаване на по-леки сортове. По-късно обработката може да се извърши в друг завод в друга държава..

Захарната тръстика е един от основните компоненти на селското стопанство на Бразилия; страната е най-големият в света производител на захарна тръстика и нейните производни, като кристализирана захар и етанол (етанолно гориво).

цвекло

Производителите на захарно цвекло нарязват измитото цвекло и след това извличат захарта с гореща вода в „дифузьор“. След това алкален разтвор ("варово мляко" и въглероден диоксид от варовидна пещ) служи за утаяване на примеси (виж карбонизация). След филтриране соковите концентрати се изпаряват до около 70% твърди частици, а захарта кристализира, за да контролира кристализацията. Центрофугата премахва захарните кристали от течността, която се преработва в етапа на кристализатора. Когато икономическите трудности възпрепятстват премахването на повече захар, производителят изхвърля останалата течност, известна сега като меласа, или я продава на производителя на фураж.

Пресяването на получената бяла захар дава различни сортове за продажба.

Cane vs. Beetroot

Трудно е да се разграничи напълно рафинираната захар, произведена от цвекло и тръстика. Един от начините е анализ на изотоп на въглерод. Рийд използва фиксация на въглерод С4, а цвеклото използва фиксация на въглерод С3, което води до различно съотношение на 13 С и 12 С изотопи в захароза. Тестовете се използват за откриване на злоупотреба със субсидии от Европейския съюз или за подпомагане откриването на фалшифициран плодов сок.

Захарната тръстика понася по-горещия климат по-добре, но производството на захарна тръстика се нуждае от около четири пъти повече вода от производството на захарно цвекло. В резултат на това някои страни, които традиционно произвеждат захарна тръстика (като Египет), са изградили нови фабрики за захарно цвекло, тъй като около 2008 г. някои захарни фабрики преработват както захарна тръстика, така и захарно цвекло и удължават времето за обработка по този начин.

Производството на захар оставя остатъци, които се различават значително в зависимост от използваните суровини и мястото на производство. Докато тръстиковата меласа често се използва в готвенето, хората намират меласата от захарно цвекло за неприятна и следователно в крайна сметка главно като промишлена ферментация на суровините (например дестилиран алкохол) или като храна за животни. След изсушаване всеки вид меласа може да служи като гориво за изгаряне.

Чистата захар от цвекло е трудно да се намери, така етикетирана, на пазара. Въпреки че някои марки ясно обозначават продуктите си като „чиста захар от захарна тръстика“, захарта от цвекло почти винаги е етикетирана просто като захар или чиста захар. Интервю с 5 основни захарно цвекло от производствени компании показа, че много търговски марки или захарни изделия Private Label са чиста захар от цвекло. Кодът може да се използва много за идентифициране на компанията и растението, от което е дошла захарта, което позволява захарното цвекло да определи дали са известни кодовете..

Кулинарна захар

мелница бяла

Бялата мелница, наричана още бяла плантация, кристална захар или по-висока захар се получава от сурова захар. Излага се на серен диоксид по време на производствения процес, за да се намали концентрацията на цветни съединения и спомага за предотвратяване на по-нататъшно развитие на цвета по време на кристализация. Въпреки че е често срещан за районите за отглеждане на захарна тръстика, този продукт не се съхранява и не се доставя добре. След няколко седмици примесът му има тенденция да допринесе за промяна в цвета и бучки; Следователно този вид захар обикновено е ограничен до местната консумация..

Blanco directo

Blanco Directo, бяла захар, разпространена в Индия и други страни от Южна Азия, се получава чрез утаяване на много примеси от сок от захарна тръстика с помощта на фосфорна киселина и калциев хидроксид, подобно на техниката на карбонизация, използвана при обработката на захарно цвекло. Blanco Directo е по-чист от мелниците за бяла захар, но по-малко чист от рафинираната бяла захар.

Бяло рафинирано

Рафинираната бяла е най-често срещаната форма на захар в Северна Америка и Европа. Рафинираната захар се получава чрез разтваряне и рафиниране на суровата захар с помощта на фосфорна киселина, подобно на метода, използван за Blanco Directo, Процес на карбонизация, включващ калциев хидроксид и въглероден диоксид, или чрез използване на различни стратегии за филтриране. След това се пречиства допълнително чрез филтруване през активен въглен слой или песъчинки. Производство на захарно цвекло от рафинирани растения с бяла захар директно без междинен суров етап.

Рафинираната бяла захар обикновено се продава като захарен пясък, който е изсушен, за да се предотврати натрупването и се предлага в различни кристални размери за домашна и промишлена употреба:

  • Например, грубата захар за мелене (наричана още „перлена захар“, „захар за гарниране“, нарязана захар или захарни накрайници) е груба зърнена захар, използвана за добавяне на блясък и аромат към върха на печива и сладкиши. Големите му отражателни кристали не се разтварят при излагане на топлина.
  • Гранулирана, позната като захар, с размер на зърното около 0,5 мм в диаметър. Кубчетата захар са на бучки за удобна консумация, получени чрез смесване на гранулирана захар със захарен сироп.
  • Кастор (или рицин) (0,35 мм), много добра захар във Великобритания и други държави от Общността, наречени така, защото зърното е достатъчно малко, за да се побере през рицина, който представлява малък съд с перфориран връх, от който поръсете захар в масата. Често използван в печива и смесени напитки, той се продава като „най-добрата“ захар в Съединените щати. Поради тънкостта си, той се разтваря по-бързо от обикновената бяла захар и следователно е особено полезен при меренги и студени течности. Рициновата захар може да се приготви у дома чрез смилане на гранулирана захар за няколко минути в хаванче или хранителен комбайн.
  • Прахообразна, 10X захар, сладкарска захар (0.060 mm) или захар за глазура (0.024 mm), получена чрез смилане на захар до фин прах. Производителят може да добави малко количество лекарство против заваряване, за да предотврати натрупването - или царевично нишесте (1% до 3%) или три-калциев фосфат.

Кафявата захар идва или от по-късните етапи на захарната тръстика, рафинира се, когато захарта образува малки кристали със значителна меласа, или от покритието на бялата рафинирана захар със сироп от тръстиков сироп (меласа). Цветът на кафява захар и вкусът става по-силен с увеличаване на съдържанието на меласа, което я прави влагозадържащи свойства. Кафявата захар също има тенденция да се втвърдява, когато е изложена на атмосферата, въпреки че правилната обработка може да промени това..

измерване

Разтворена захар

Учените и захарната индустрия използват Brix градуси (символ ° Bx), въведени от Адолф Брикс, като единица за измерване на съотношението на масите на разтворено вещество към вода в течност. Разтвор от 25 ° Bx захароза има 25 грама захароза на 100 грама течност; или, с други думи, в 100 g разтвор има 25 грама захароза и 75 g вода.

Брикс градусите се измерват с помощта на инфрачервен сензор. Това измерване не трябва да се приравнява на градуса на Брикс от измерването на плътност или коефициент на пречупване, тъй като конкретно ще измерва концентрацията на разтворена захар вместо всички разтворени твърди вещества. Когато използвате рефрактометър, резултатът трябва да се отчита като „рефрактометрично изсушено вещество“ (RDS). Човек би могъл да говори за течност с RDS с 20 ° Bx. Това се отнася за измерване на теглото на общото количество сухи твърди частици, и макар технически да не е същото като степените на Брикс, определени чрез инфрачервения метод, то прави точно измерване на захарозата, тъй като захарозата всъщност образува по-голямата част от сухите твърди вещества. Появата в линията на инфрачервени сензори на Brix направи измерването на количеството разтворена захар в икономични продукти, използвайки директно измерване.

потребление

Рафинираната захар беше лукс до 18 век. Той става широко разпространен през 18-ти век, а след това завършва да се превърне в основна храна през 19-ти век. Тази еволюция на вкуса и търсенето на захар като основна хранителна съставка отприщи големи икономически и социални промени. В крайна сметка захарната маса стана достатъчно евтина и достатъчно обща, за да повлияе на стандартната кухня и ароматизираните напитки.

Захарозата е един от най-важните елементи в сладкарските изделия и десертите. Готвачите го използват за подслаждане - неговият компонент фруктоза, който има почти два пъти по-голяма сладост от глюкоза, прави захарозата ясно сладка в сравнение с другите въглехидрати. Той може също така да действа като хранителен консервант, когато се използва в достатъчни концентрации. Захарозата е от съществено значение за структурата на много храни, включително бисквитки и бисквити, сладкиши и торти, сладкиши и сладолед и сорбета. Той е често срещана съставка в много преработени и т. Нар. „Боклучни храни“.