Cukr - Sugar

Cukry (ve směru hodinových ručiček zleva nahoře): bílá rafinovaná , nerafinovaná, nezpracovaná třtina, hnědá

Cukr je obecný název pro sladce chutnající rozpustné uhlohydráty , z nichž mnohé se používají v potravinách. Stolní cukr , granulovaný cukr nebo běžný cukr označuje sacharózu , disacharid složený z glukózy a fruktózy.

Mezi jednoduché cukry, nazývané také monosacharidy , patří glukóza , fruktóza a galaktóza . Složené cukry, nazývané také disacharidy nebo dvojité cukry, jsou molekuly složené ze dvou monosacharidů spojených glykosidickou vazbou . Běžnými příklady jsou sacharóza (stolní cukr) (glukóza + fruktóza), laktóza (glukóza + galaktóza) a maltóza (dvě molekuly glukózy). V těle jsou složené cukry hydrolyzovány na jednoduché cukry.

Delší řetězce monosacharidů nejsou považovány za cukry a nazývají se oligosacharidy nebo polysacharidy . Škrob je polymer glukózy nacházející se v rostlinách a je nejhojnějším zdrojem energie v lidské stravě. Některé další chemické látky, jako je glycerol a cukerné alkoholy , mohou mít sladkou chuť, ale nejsou klasifikovány jako cukr.

Cukry se nacházejí ve tkáních většiny rostlin. Med a ovoce jsou bohatým přírodním zdrojem neomezených jednoduchých cukrů. Sacharóza je zvláště koncentrována v cukrové třtině a cukrové řepě , což je činí ideální pro efektivní komerční extrakci rafinovaného cukru. V roce 2016 činila kombinovaná světová produkce těchto dvou plodin zhruba dvě miliardy tun . Maltóza může být vyráběna sladovnickým zrnem. Laktóza je jediný cukr, který nelze z rostlin extrahovat. Lze jej nalézt pouze v mléce, včetně lidského mateřského mléka, a v některých mléčných výrobcích . Levným zdrojem cukru je kukuřičný sirup , průmyslově vyráběný přeměnou kukuřičného škrobu na cukry, jako je maltóza, fruktóza a glukóza.

Německá cukrovarnická socha, 1880

Sacharóza se používá v připravených potravinách (např. Sušenky a koláče), někdy se přidává do komerčně dostupných zpracovaných potravin a nápojů a lidé ji mohou používat jako sladidlo pro potraviny (např. Toasty a cereálie) a nápoje (např. Kávu a čaj). Průměrný člověk spotřebuje každý rok asi 24 kilogramů cukru, přičemž Severní a Jižní Amerika spotřebuje až 50 kilogramů a Afričané méně než 20 kilogramů. Jak spotřeba cukru v druhé polovině 20. století rostla, vědci začali zkoumat, zda strava s vysokým obsahem cukru, zejména rafinovaného cukru, nepoškozuje lidské zdraví . Nadměrná konzumace cukru se podílí na vzniku obezity , cukrovky , kardiovaskulárních chorob , demence a zubního kazu . Četné studie se pokusily tyto důsledky objasnit, ale s různými výsledky, hlavně kvůli obtížnosti hledání populací pro použití jako kontroly, které konzumují málo nebo žádný cukr. V roce 2015 Světová zdravotnická organizace doporučila, aby dospělí a děti snížili příjem volných cukrů na méně než 10%, a vyzvala ke snížení celkového energetického příjmu pod 5% .

Etymologie

Etymologie je odrazem šíření komodity. Ze sanskrtu ( śarkarā ), což znamená „mletý nebo kandovaný cukr“, přišel perský shakar , poté francouzský sucre z 12. století a anglický cukr .

Anglické slovo jaggery , hrubý hnědý cukr vyrobený z mízy datlové palmy nebo šťávy z cukrové třtiny , má podobný etymologický původ: portugalský jágara z malabarského cakkarā , který pochází ze sanskrtského śarkarā .

Dějiny

Starověký svět až renesance

Plantáž cukrové třtiny

Asie

Cukr se na indickém subkontinentu vyrábí již od starověku a jeho pěstování se odtud rozšířilo do dnešního Afghánistánu přes Khyberský průsmyk . V raných dobách to nebylo ani hojné, ani levné, a ve většině částí světa se ke slazení častěji používal med . Původně lidé žvýkali surovou cukrovou třtinu, aby získali její sladkost. Cukrová třtina byla původem z tropických oblastí, jako je indický subkontinent (jižní Asie) a jihovýchodní Asie.

Zdá se, že různé druhy pocházejí z různých míst, přičemž Saccharum barberi pochází z Indie a S. edule a S. officinarum pocházejí z Nové Guineje . Jeden z prvních historických odkazů na cukrovou třtinu je v čínských rukopisech z 8. století před naším letopočtem, které uvádějí, že používání cukrové třtiny pochází z Indie.

V tradici indické medicíny ( āyurveda ) je cukrová třtina známá pod jménem Ikṣu a šťáva z cukrové třtiny je známá jako Phāṇita . Jeho odrůdy, synonyma a vlastnosti jsou definovány v nighaṇṭu , jako je Bhāvaprakāśa (1.6.23, skupina cukrových třtin). Cukr zůstal relativně nedůležité, dokud Indiáni neobjevili způsoby přeměny šťávy z cukrové třtiny na krystaly granulátu, které bylo snazší skladovat a přepravovat. Krystalizovaný cukr byl objeven v době císařských Guptů , kolem 5. století n. L. V místním indickém jazyce se těmto krystalům říkalo khanda ( dévanágarí : खण्ड, Khaṇḍa ), odkud pochází slovo cukroví . Indičtí námořníci, kteří nosili vyčištěné máslo a cukr jako zásoby, zavedli znalosti o cukru na různých obchodních cestách, kterými cestovali. Cestující buddhističtí mniši vzali do Číny metody krystalizace cukru . Během vlády Harsha (r. 606-647) v severní Indii , indické vyslanci v Tang Číně učil metody kultivace cukrové třtiny po Tchaj-cung (r. 626-649) oznámil svůj zájem o cukru. Čína založila své první plantáže cukrové třtiny v sedmém století. Čínské dokumenty potvrzují nejméně dvě mise do Indie, zahájené v roce 647 n. L., Za účelem získání technologie pro rafinaci cukru. Na indickém subkontinentu, na Středním východě a v Číně se cukr stal základem vaření a dezertů.

Evropa

Dva propracované cukrové triomfy bohyň k večeři od hraběte z Castlemaine , britského velvyslance v Římě, 1687

Nearchus , admirál Alexandra Makedonského , věděl o cukru v průběhu roku 325 př. N. L., Protože se účastnil kampaně v Indii vedené Alexandrem ( Arrian , Anabasis ). Řecký lékař Pedanius Dioscorides v 1. století n. L. Popsal cukr ve svém lékařském pojednání De Materia Medica a Pliny starší , římský n. L., Popsal cukr ve své přírodní historii : „Cukr se vyrábí také v Arábii, ale indický cukr je lepší. Je to druh medu, který se nachází v třtině, bílý jako guma a křupe mezi zuby. Přichází v hrudkách o velikosti lískových oříšků. Cukr se používá pouze pro lékařské účely. “ Křižáci přivezli cukr zpět do Evropy po svých taženích do Svaté země , kde narazili na karavany nesoucí „sladkou sůl“. Počátkem 12. století Benátky získaly několik vesnic poblíž Tyru a založily panství, aby vyráběly cukr pro export do Evropy. Doplňovalo to používání medu, který byl dříve jediným dostupným sladidlem. Kronikář křížové výpravy William z Tyru , píšící na konci 12. století, popsal cukr jako „velmi nezbytný pro využití a zdraví lidstva“. V 15. století byly Benátky hlavním centrem rafinace a distribuce cukru v Evropě.

V polovině 15. století došlo k drastické změně, když se z Evropy usadili Svatý Tomáš , Madeira a Kanárské ostrovy a pěstoval se zde cukr. Poté se „všeožravá vášeň pro cukr ... přehnala společností“, protože se stala mnohem snadněji dostupnou, i když zpočátku stále velmi drahou. V roce 1492 už Madeira produkovala přes 1400 tun cukru ročně. Janov , jedno z center distribuce, se proslavilo kandovaným ovocem, zatímco Benátky se specializovaly na pečivo, sladkosti (cukrovinky) a cukrové sochy . Cukr byl považován za „cenný léčivý účinek“ jako „teplé“ jídlo v převládajících kategoriích, protože „pomáhal žaludku, léčil nemoci z nachlazení a uklidňoval plicní potíže“.

Svátek pořádaný v Tours v roce 1457 Gastonem de Foixem , což je „pravděpodobně nejlepší a nejúplnější zpráva o pozdně středověké hostině, kterou máme“, zahrnuje první zmínku o cukrových sochách, protože konečné jídlo přineslo „vyřezávaný heraldický zvěřinec“ v cukru: lvi, jeleni, opice ... každý drží v tlapce nebo zobáku paže uherského krále “. Další zaznamenané velkolepé hody v následujících desetiletích obsahovaly podobné kousky. Původně se zdálo, že sochy byly snědeny při jídle, ale později se z nich staly pouze dekorace stolu, nejpropracovanější zvané triomfi . Je známo několik významných sochařů, kteří je vyrobili; v některých případech jejich předběžné kresby přežijí. První byly v hnědém cukru, částečně odlévané do forem, s vyřezávanými konečnými úpravami. Byly nadále používány alespoň do Korunovační hostiny pro Edwarda VII Spojeného království v roce 1903; kromě jiných soch dostal každý host cukrovou korunu, kterou si mohl odnést.

Moderní historie

Detailní obraz cukrové třtiny; poptávka po cukru pomohla vytvořit koloniální systém v oblastech, kde bylo pěstování cukrové třtiny výnosné.
Hacienda La Fortuna. Cukrovar komplex v Portoriku, maloval Francisco Oller v roce 1885, Brooklyn Museum

V srpnu 1492 shromáždil Kryštof Kolumbus vzorky cukrové třtiny v La Gomera na Kanárských ostrovech a představil ji Novému světu. Řízky byly vysazeny a první sklizeň cukrové třtiny na Hispaniole proběhla v roce 1501. Na Kubě a Jamajce bylo do dvacátých let minulého století postaveno mnoho cukrovarů . Portugalci vzali cukrovou třtinu do Brazílie. Do roku 1540 bylo na ostrově Santa Catarina 800 mlýnů na třtinový cukr a dalších 2 000 na severním pobřeží Brazílie, Demarara a Surinam . Trvalo až do roku 1600, než produkce brazilského cukru překročila produkci Svatého Tomáše , který byl hlavním centrem výroby cukru v šestnáctém století.

Němečtí chemici Andreas Sigismund Marggraf a Franz Karl Achard (na obrázku) položili základy moderního cukrovarnického průmyslu

Cukr byl v Evropě luxusem až do počátku 19. století, kdy se stal široce dostupný díky vzestupu řepného cukru v Prusku a později ve Francii za Napoleona . Řepný cukr byl německý vynález, protože v roce 1747 Andreas Sigismund Marggraf oznámil objev cukru v řepě a vymyslel způsob, jak jej extrahovat alkoholem. Marggrafův student Franz Karl Achard vymyslel na konci 18. století ekonomickou průmyslovou metodu k extrakci cukru v čisté formě. Achard poprvé vyrobil řepný cukr v roce 1783 v Kaulsdorfu a v roce 1801 bylo v Cunern ve Slezsku (tehdy součást Pruska) založeno první zařízení na výrobu řepného cukru na světě . Práce Marggrafa a Acharda byly výchozím bodem pro cukrovarnický průmysl v Evropě a pro moderní cukrovarnický průmysl obecně, protože cukr již nebyl luxusním výrobkem a výrobkem, který se téměř vyráběl pouze v teplejších klimatech.

Cukr se stal velmi oblíbeným a v 19. století byl nalezen v každé domácnosti. Tento vývoj chuti a poptávky po cukru jako základní složce potravin vedl k velkým ekonomickým a sociálním změnám. Poptávka částečně vedla ke kolonizaci tropických ostrovů a oblastí, kde by mohly být úspěšné pracovně náročné plantáže cukrové třtiny a zařízení na výrobu cukru.

Poté, co bylo zrušeno otroctví , poptávka po dělnicích v evropských koloniích v Karibiku byla naplněna indenturovanými dělníky z indického subkontinentu . Do různých evropských kolonií v Americe, Africe a Asii byly přivezeny miliony zotročených nebo indenturovaných dělníků (v důsledku poptávky v Evropě po jiných komoditách, cukru), což ovlivnilo etnickou směsici mnoha národů po celém světě.

Cukr také vedl k určité industrializaci oblastí, kde se pěstovala cukrová třtina. Například v 90. letech 19. století podporučík J. Paterson z bengálského předsednictví prosazoval v britském parlamentu myšlenku, že cukrová třtina může růst v Britské Indii , kde to začalo, s mnoha výhodami a za nižší náklady než v Západní Indii. V důsledku toho byly v Biharu ve východní Indii založeny cukrovary . Během napoleonských válek se produkce cukrové řepy v kontinentální Evropě zvýšila kvůli obtížnosti dovozu cukru, když byla doprava předmětem blokády . V roce 1880 byla cukrová řepa hlavním zdrojem cukru v Evropě. Pěstoval se také v Lincolnshire a dalších částech Anglie, ačkoli Spojené království nadále dováželo hlavní část cukru ze svých kolonií.

Až do konce devatenáctého století se cukr nakupoval v bochnících , které bylo nutné krájet pomocí nástrojů nazývaných cukrové nipy . V pozdějších letech se granulovaný cukr běžně prodával v pytlích. Kostky cukru byly vyrobeny v devatenáctém století. Prvním vynálezcem způsobu výroby cukru ve formě kostek byl Jakob Christof Rad , ředitel cukrovaru v Dačicích . V roce 1841 vyrobil první kostku cukru na světě. S výrobou kostek cukru začal poté, co mu byl 23. ledna 184 udělen pětiletý patent na tento proces. Henry Tate z Tate & Lyle byl dalším raným výrobcem kostek cukru ve svých rafinériích v Liverpoolu a Londýně. Tate koupil patent na výrobu kostek cukru od Němce Eugena Langena , který v roce 1872 vynalezl jiný způsob zpracování kostek cukru.

Cukr byl na příděl během první světové války a ostřeji během druhé světové války. To vedlo k vývoji a používání různých umělých sladidel .

Chemie

Sacharóza : disacharid glukózy (vlevo) a fruktózy (vpravo), důležitých molekul v těle.

Vědecky se cukr volně vztahuje na řadu sacharidů, jako jsou monosacharidy, disacharidy nebo oligosacharidy . Monosacharidy se také nazývají „jednoduché cukry“, z nichž nejdůležitější je glukóza. Většina monosacharidů má vzorec, který odpovídá C
n
H
2n
Ó
n
s n mezi 3 a 7 ( deoxyribóza je výjimkou). Glukózamolekulární vzorec C
6
H
12
Ó
6
. Názvy typických cukrů končí na - ose , jako u „ glukózy “ a „ fruktózy “. Někdy se taková slova mohou vztahovat také na jakékoli druhy uhlohydrátů rozpustných ve vodě. Acyklický mono- a disacharidy obsahují buď aldehydové skupiny nebo ketonové skupiny. Tyto dvojné vazby uhlík-kyslík (C = O) jsou reaktivní centra. Všechny sacharidy s více než jedním kruhem ve své struktuře pocházejí ze dvou nebo více monosacharidů spojených glykosidickými vazbami s výslednou ztrátou molekuly vody ( H
2
O
) za dluhopis.

Monosacharidy ve formě s uzavřeným řetězcem mohou vytvářet glykosidické vazby s jinými monosacharidy, čímž vznikají disacharidy (například sacharóza) a polysacharidy (například škrob ). Enzymy musí hydrolyzovat nebo jinak rozbít tyto glykosidické vazby, než se takové sloučeniny metabolizují . Po trávení a absorpci patří mezi hlavní monosacharidy přítomné v krvi a vnitřních tkáních glukóza, fruktóza a galaktóza. Mnoho pentóz a hexóz může tvořit prstencové struktury . V těchto formách s uzavřeným řetězcem zůstává aldehydová nebo ketonová skupina nesvobodná, takže mnoho reakcí typických pro tyto skupiny nemůže nastat. Glukóza v roztoku existuje většinou v kruhové formě v rovnováze , s méně než 0,1% molekul ve formě otevřeného řetězce.

Přírodní polymery

Biopolymery cukrů jsou v přírodě běžné. Fotosyntézou rostliny produkují glyceraldehyd-3-fosfát (G3P), fosfátovaný 3-uhlíkový cukr, který buňka používá k výrobě monosacharidů, jako je glukóza ( C
6
H
12
Ó
6
) nebo (jako u třtiny a řepy) sacharózy ( C.
12
H
22
Ó
11
). Monosacharidy mohou být dále přeměněny na strukturní polysacharidy, jako je celulóza a pektin pro stavbu buněčné stěny, nebo na energetické zásoby ve formě zásobních polysacharidů, jako je škrob nebo inulin . Škrob, skládající se ze dvou různých polymerů glukózy, je snadno rozložitelnou formou chemické energie uložené buňkami a lze ji přeměnit na jiné druhy energie. Dalším polymerem glukózy je celulóza, což je lineární řetězec složený z několika stovek nebo tisíc jednotek glukózy. Rostliny jej používají jako strukturní složku buněčných stěn. Lidé mohou celulózu trávit jen ve velmi omezené míře, ačkoli přežvýkavci to dokážou pomocí symbiotických bakterií v jejich střevě. DNA a RNA jsou vytvořeny z monosacharidů deoxyribózy a ribózy . Deoxyribóza má vzorec C
5
H
10
Ó
4
a připravte vzorec C
5
H
10
Ó
5
.

Reakce na hořlavost a teplo

Zvětšení zrn rafinované sacharózy , nejčastějšího volného cukru.

Protože cukry snadno hoří, když jsou vystaveny plameni, při manipulaci s cukry hrozí výbuch prachu . Riziko výbuchu je vyšší, když je cukr rozemlet na jemnou texturu, například pro použití ve žvýkačkách . 2008 Georgia cukrovar výbuchu , při němž bylo zabito 14 lidí a zranil 36, a zničil většinu z rafinérie, bylo způsobeno zapálení cukru prachu.

Při jeho kulinářském využití vystavování cukru teplu způsobuje karamelizaci . Jak proces probíhá, uvolňují se těkavé chemikálie, jako je diacetyl , a vytvářejí charakteristickou karamelovou chuť.

Typy

Monosacharidy

Fruktóza, galaktóza a glukóza jsou jednoduché cukry, monosacharidy , obecného vzorce C 6 H 12 O 6 . Mají pět hydroxylových skupin (-OH) a karbonylovou skupinu (C = O) a jsou cyklické, když jsou rozpuštěny ve vodě. Každý existuje jako několik izomerů s dextro- a laevo-rotačními formami, které způsobují odklon polarizovaného světla doprava nebo doleva.

  • Fruktóza nebo ovocný cukr se přirozeně vyskytuje v ovoci, některé kořenové zelenině, třtinovém cukru a medu a je z cukrů nejsladší. Je to jedna ze složek sacharózy nebo stolního cukru. Používá se jako sirup s vysokým obsahem fruktózy , který se vyrábí z hydrolyzovaného kukuřičného škrobu, který byl zpracován za vzniku kukuřičného sirupu , a poté jsou přidány enzymy pro přeměnu části glukózy na fruktózu.
  • Galaktóza se obecně nevyskytuje ve volném stavu, ale je součástí glukosy disacharidu laktózy nebo mléčného cukru. Je méně sladký než glukóza. Je to součást antigenů nacházejících se na povrchu červených krvinek, které určují krevní skupiny .
  • Glukóza se přirozeně vyskytuje v ovoci a rostlinných šťávách a je primárním produktem fotosyntézy . Škrob se během trávení přeměňuje na glukózu a glukóza je forma cukru, který je transportován kolem těl zvířat v krevním oběhu. Ačkoli v zásadě existují dva enantiomery glukózy (zrcadlové obrazy jeden z druhého), přirozeně se vyskytující glukóza je D-glukóza. Toto se také nazývá dextróza nebo hroznový cukr, protože sušení hroznové šťávy vytváří krystaly dextrózy, které lze prosít z ostatních složek. Glukózový sirup je tekutá forma glukózy, která se široce používá při výrobě potravin. Může být vyroben ze škrobu enzymatickou hydrolýzou . Jedním z běžných zdrojů čištěné dextrózy jenapříklad kukuřičný sirup , který se komerčně vyrábí rozdělením kukuřičného škrobu . Dextróza je však přirozeně přítomna v mnoha nezpracovaných celých potravinách , včetně medu a ovoce, jako jsou hrozny.

Disacharidy

Laktóza, maltóza a sacharóza jsou všechny složené cukry, disacharidy obecného vzorce C 12 H 22 O 11 . Jsou tvořeny kombinací dvou monosacharidových molekul s vyloučením molekuly vody.

  • Laktóza je přirozeně se vyskytující cukr nacházející se v mléce. Molekula laktózy vzniká kombinací molekuly galaktózy s molekulou glukózy. Je rozkládán, když jeběhem tráveníkonzumován enzymem laktázou na jeho součásti. Děti mají tento enzym, ale někteří dospělí ho již netvoří a nejsou schopni trávit laktózu.
  • Maltóza se tvoří během klíčení určitých zrn, z nichž nejvýznamnější je ječmen , který je přeměněn na slad , zdroj názvu cukru. Molekula maltózy je tvořena kombinací dvou molekul glukózy. Je méně sladká než glukóza, fruktóza nebo sacharóza. V těle se tvoří při trávení škrobu enzymem amylázou a sám se při trávení štěpí enzymem maltázou .
  • Sacharóza se nachází ve stoncích cukrové třtiny a kořenech cukrové řepy. Přirozeně se také vyskytuje vedle fruktózy a glukózy v jiných rostlinách, zejména v plodech a některých kořenech, jako je mrkev. Rozdílné podíly cukrů v těchto potravinách určují rozsah sladkostí, které zažíváme při jejich konzumaci. Molekula sacharózy vzniká kombinací molekuly glukózy s molekulou fruktózy. Po jídle je sacharóza rozdělena na její základní části během trávení řadou enzymů známých jako sukrasy .

Prameny

Obsah cukru v běžném ovoci a zelenině je uveden v tabulce 1. Poměr fruktóza k fruktóze plus glukóza se vypočítá zahrnutím fruktózy a glukózy pocházejících ze sacharózy.

V listopadu 2019 vědci uvedli, že poprvé detekovali molekuly cukru, včetně ribózy , v meteoritech , což naznačuje, že chemické procesy na asteroidech mohou produkovat některé zásadně důležité biosložky důležité pro život a podporují představu světa RNA před původ života na Zemi založený na DNA a možná také pojem panspermie .

Tabulka 1. Obsah cukru ve vybraných běžných rostlinných potravinách (g/100 g)
Potravinová položka Celkový
obsah uhlohydrátů
včetně
vlákniny
Celkem
cukry
Zdarma
fruktóza
Zdarma
glukóza
Sacharóza Poměr Fruktóza/
(Fruktóza+Glukóza)
Sacharóza
jako %
celkových cukrů
Ovoce              
Jablko 13.8 10.4 5.9 2.4 2.1 0,67 20
Meruňka 11.1 9.2 0,9 2.4 5.9 0,42 64
Banán 22.8 12.2 4.9 5,0 2.4 0,5 20
Fík , sušený 63,9 47,9 22.9 24.8 0,48 0,9 2
Hrozny 18.1 15.5 8.1 7.2 0,2 0,53 1
Pupek oranžový 12.5 8.5 2.25 2.0 4.3 0,51 51
Broskev 9.5 8.4 1.5 2.0 4.8 0,47 57
Hruška 15.5 9.8 6.2 2.8 0,8 0,67 8
Ananas 13.1 9.9 2.1 1.7 6.0 0,52 61
Švestka 11.4 9.9 3.1 5.1 1.6 0,40 16
Jahoda 7,68 4,89 2,441 1,99 0,47 0,55 10
Zelenina              
Řepa , červená 9.6 6.8 0,1 0,1 6.5 0,50 96
Mrkev 9.6 4.7 0,6 0,6 3.6 0,50 77
Kukuřice, sladká 19.0 6.2 1.9 3.4 0,9 0,38 15
Červená paprika , sladká 6.0 4.2 2.3 1.9 0,0 0,55 0
Cibule, sladké 7.6 5,0 2.0 2.3 0,7 0,47 14
Sladká brambora 20.1 4.2 0,7 1,0 2.5 0,47 60
Jam 27.9 0,5 tr tr tr na tr
Cukrová třtina 13–18 0,2–1,0 0,2–1,0 11–16 0,50 vysoký
Cukrovka 17–18 0,1–0,5 0,1–0,5 16–17 0,50 vysoký
^A Údaje o sacharidech se vypočítávají v databázi USDA a ne vždy odpovídají součtu cukrů, škrobu a dietní vlákniny.

Výroba

Světová produkce surového cukru, hlavní producenti

Kvůli rostoucí poptávce se produkce cukru obecně v období 2009 až 2018 zvýšila přibližně o 14%. Největšími dovozci byla Čína, Indonésie a Spojené státy.

Cukrová třtina

Produkce cukrové třtiny - 2016
Země (miliony tun )
 Brazílie 768,7
 Indie 348,4
 Čína 122,7
 Thajsko 87,5
Svět 1890,7
Zdroj: FAOSTAT , OSN

Celosvětová produkce cukrové třtiny v roce 2016 činila 1,9 miliardy tun, přičemž Brazílie produkuje 41% celkové světové produkce a Indie 18% (tabulka).

Cukrová třtina označuje jakýkoli z několika druhů nebo jejich kříženců obřích trav rodu Saccharum z čeledi Poaceae . Byly pěstovány v tropickém podnebí na indickém subkontinentu a jihovýchodní Asii po staletí pro sacharózu nalezenou v jejich stoncích. V 18. století došlo k velkému rozmachu produkce cukrové třtiny založením otrokářských plantáží v Americe. Využití otroctví pro proces náročný na pracovní sílu vyústilo v výrobu cukru, což umožnilo cenám dostatečně levné, aby si je většina lidí mohla koupit. Mechanizace snížila některé potřeby práce, ale v 21. století se pěstování a výroba opíraly o dělníky s nízkými mzdami.

Cukrová třtina vyžaduje klima bez mrazu s dostatečnými srážkami během vegetačního období, aby bylo možné plně využít značný růstový potenciál rostliny. Plodina se sklízí mechanicky nebo ručně, nasekává se na délku a rychle se dopravuje do zpracovatelského závodu (běžně známého jako cukrovar ), kde se buď mele a šťáva se extrahuje vodou nebo se extrahuje difúzí. Šťáva se vyčeří vápnem a zahřívá, aby se zničily enzymy . Výsledný tenký sirup se koncentruje v řadě odpařovačů a poté se odstraní další voda. Výsledný přesycený roztok se naočkuje krystaly cukru, což usnadní tvorbu krystalů a sušení. Melasa je vedlejším produktem procesu a vlákno ze stonků, známé jako bagasa , se spaluje, aby poskytlo energii pro proces extrakce cukru. Krystaly surového cukru mají lepkavý hnědý povlak a buď mohou být použity tak, jak jsou, mohou být běleny oxidem siřičitým nebo mohou být zpracovány karbonatačním procesem za vzniku bělejšího produktu. Na každý jeden kilogram vyprodukovaného cukru je potřeba asi 2 500 litrů závlahové vody.

Cukrovka

Produkce cukrové řepy - 2016
Země (miliony tun )
 Rusko 51,4
 Francie 33,8
 Spojené státy 33,5
 Německo 25.5
 krocan 19.5
Svět 277,2
Zdroj: FAOSTAT , OSN

V roce 2016 činila celosvětová produkce cukrové řepy 277 milionů tun , v čele s Ruskem s 19% celosvětového součtu (tabulka).

Cukrová řepa se stala hlavním zdrojem cukru v 19. století, kdy byly k dispozici metody pro extrakci cukru. Je to dvouletá rostlina , je kultivovaný odrůda z Beta vulgaris v rodině Amaranthaceae , z nichž hlízy obsahuje vysoký podíl sacharózy. Pěstuje se jako okopanina v mírných oblastech s dostatečnými srážkami a vyžaduje úrodnou půdu. Plodina se sklízí mechanicky na podzim a odstraňuje se koruna listů a přebytečná zemina. Kořeny se rychle nezkazí a mohou být ponechány na poli několik týdnů, než jsou transportovány do zpracovatelského závodu, kde je plodina omyta a nakrájena na plátky a cukr extrahován difúzí. Do surové šťávy se přidá vápenné mléko s uhličitanem vápenatým . Poté, co se voda odpaří varem sirupu ve vakuu, sirup se ochladí a naočkuje se krystaly cukru. Bílý cukr , který krystalizuje se mohou oddělit v centrifuze a suší se, nevyžaduje žádné další rafinaci.

Rafinace

Rafinovaný cukr se vyrábí ze surového cukru, který prošel rafinačním procesem k odstranění melasy . Surový cukr je sacharóza, která se získává z cukrové třtiny nebo cukrové řepy . Zatímco surový cukr lze konzumovat, proces rafinace odstraní nežádoucí chutě a výsledkem je rafinovaný cukr nebo bílý cukr .

Cukr může být hromadně přepravován do země, kde bude použit, a tam často probíhá proces rafinace. První stupeň je známý jako afinace a zahrnuje ponoření krystalů cukru do koncentrovaného sirupu, který změkne a odstraní lepkavý hnědý povlak, aniž by je rozpustil. Krystaly se poté oddělí od louhu a rozpustí ve vodě. Výsledný sirup se zpracuje buď karbonatací, nebo fosfátovacím procesem. Oba zahrnují srážení jemné pevné látky v sirupu a když je odfiltrována, odstraní se mnoho nečistot současně. Odstranění barvy se dosáhne použitím granulovaného aktivního uhlí nebo iontoměničové pryskyřice . Cukrový sirup se zahustí varem a poté se ochladí a naočkuje krystaly cukru, což způsobí krystalizaci cukru. Roztok se odstředí v odstředivce a bílé krystaly se suší horkým vzduchem a jsou připraveny k zabalení nebo použití. Z přebytečného louhu se vyrábí melasa rafinerie.

Mezinárodní komise pro jednotné metody rozboru cukru stanovuje standardy pro měření čistoty rafinovaného cukru, známý jako čísla ICUMSA; nižší čísla znamenají vyšší úroveň čistoty rafinovaného cukru.

Rafinovaný cukr je široce používán pro průmyslové potřeby vyšší kvality. Rafinovaný cukr je čistší (ICUMSA pod 300) než surový cukr (ICUMSA nad 1 500). Úroveň čistoty spojená s barvami cukru, vyjádřená standardním číslem ICUMSA , menší čísla ICUMSA označují vyšší čistotu cukru.

Formy a použití

Krystaly Misri
Skalní bonbón zbarvený zeleným barvivem.

Velikost krystalu

  • Hrubozrnný cukr , také známý jako brusný cukr, složený z reflexních krystalů o velikosti zrna asi 1 až 3 mm, podobný kuchyňské soli . Použité na vrcholu pečených výrobků a cukrovinek se nerozpustí, když jsou vystaveny teplu a vlhkosti.
  • Granulovaný cukr (asi 0,6 mm krystaly), také známý jako stolní cukr nebo běžný cukr, se používá u stolu, k posypání pokrmů a ke slazení horkých nápojů (káva a čaj) a při domácím pečení dodává pečení sladkost a texturu výrobky (sušenky a koláče) a dezerty (pudink a zmrzlina). Používá se také jako konzervační látka, aby se zabránilo růstu mikroorganismů a zkáze se kazících potravin, jako v kandovaném ovoci, džemech a marmeládách .
  • Mleté cukry se melou na jemný prášek. Používají se k poprášení potravin a při pečení a cukrovinkách.
    • Třtinový cukr , prodávaný jako „superjemný“ cukr ve Spojených státech, s velikostí zrn asi 0,35 mm
    • Práškový cukr , také známý jako cukrářský cukr nebo moučkový cukr, dostupný v různých stupních jemnosti (např. Jemný prášek nebo 3X, velmi jemný nebo 6X a ultrajemný nebo 10X). Ultrajemná odrůda (někdy nazývaná 10X) má velikost zrna asi 0,060 mm, což je asi desetkrát méně než granulovaný cukr.
    • Sněhový prášek , netající forma práškového cukru obvykle sestávající z glukózy, nikoli ze sacharózy.
  • Tříděné cukry jsou krystalické produkty oddělené podle velikosti zrn. Používají se na dekorativní stolní cukry, na míchání do suchých směsí a do pečiva a cukrovinek.

Tvary

Kostky cukru
  • Kostky cukru ( de ) (někdy nazývané hrudky cukru) jsou bílé nebo hnědé granulované cukry lehce spařené a slisované dohromady ve tvaru bloku. Používají se ke slazení nápojů.
  • Cukrová homole byla obvyklá kuželová forma, ve které se rafinovaný cukr vyráběl a prodával až do konce 19. století. Tento tvar je stále používán v Německu (pro přípravu Feuerzangenbowle ), stejně jako v Íránu a Maroku .

Hnědé cukry

Příklady hnědého cukru: Muscovado (nahoře), tmavě hnědý (vlevo), světle hnědý (vpravo)

Hnědé cukry jsou granulované cukry, buď obsahující zbytkové melasy, nebo se zrny záměrně obalenými melasou za vzniku cukru světlé nebo tmavé barvy. Používají se v pečivu, cukrovinkách a karamelech . Jejich tmavost je dána množstvím melasy, kterou obsahují. Mohou být klasifikováni na základě své temnoty nebo země původu. Například:

  • Světle hnědá, s malým obsahem melasy (asi 3,5%)
  • Tmavě hnědá, s vyšším obsahem melasy (asi 6,5%)
  • Nestředivý třtinový cukr , nerafinovaný a tedy velmi tmavý třtinový cukr získaný odpařováním vody ze šťávy z cukrové třtiny, jako například:
    • Panela , také známý jako rapadura, chancaca, piloncillo.
    • Některé odrůdy muscovado , také známé jako Barbadoský cukr. Jiné odrůdy jsou částečně rafinovány odstřeďováním nebo použitím rozprašovací sušičky .
    • Některé odrůdy jaggery . Jiné odrůdy se vyrábějí spíše z datle nebo z palmové mízy než ze šťávy z cukrové třtiny.

Tekuté cukry

Sklenice medu s naběračkou a sušenkou
  • Med , obsahující hlavně nevázané molekuly fruktózy a glukózy, je viskózní kapalina, kterou včely produkují trávením květového nektaru .
  • Sirupy jsou husté, viskózní kapaliny sestávající převážně z roztoku cukru ve vodě. Používají se při zpracování potravin v celé řadě produktů, včetně nápojů, tvrdých cukrovinek , zmrzliny a džemů .
    • Sirupy vyrobené rozpuštěním granulovaného cukru ve vodě se někdy označují jako tekutý cukr. Tekutý cukr obsahující 50% cukru a 50% vody se nazývá jednoduchý sirup.
    • Sirupy lze také připravit snížením přirozeně sladkých šťáv, jako je třtinová šťáva nebo javorová míza.
    • Kukuřičný sirup se vyrábí přeměnou kukuřičného škrobu na cukry (hlavně maltózu a glukózu).
    • Kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy (HFCS) se vyrábí dalším zpracováním kukuřičného sirupu za účelem přeměny části jeho glukózy na fruktózu.
    • Invertovaný cukrový sirup , běžně známý jako invertní sirup nebo invertní cukr, je směsí dvou jednoduchých cukrů - glukózy a fruktózy - které se vyrábějí zahříváním granulovaného cukru ve vodě. Používá se do chlebů, koláčů a nápojů k úpravě sladkosti, napomáhá udržení vlhkosti a zamezuje krystalizaci cukrů.
  • Melasa a melasa se získávají odstraněním cukru z cukrové třtiny nebo šťávy z cukrové řepy, jako vedlejší produkt výroby cukru. Mohou být smíchány s výše uvedenými sirupy pro zvýšení sladkosti a použity v řadě pečiva a cukrovinek včetně tofů a lékořice .
    • Melasa Blackstrap, známá také jako černý melasa, má tmavou barvu, relativně malý obsah cukru a silnou chuť. Někdy se přidává do krmiv pro zvířata nebo se zpracovává za účelem výroby rumu nebo etanolu pro palivo.
    • Pravidelné melasy a zlatý sirup sirup mají vyšší obsah cukru a světlejší barvy, vzhledem k blackstrap.
  • Při výrobě vína se ovocné cukry fermentací přeměňují na alkohol . Pokud má mošt vytvořený lisováním ovoce nízký obsah cukru, může být přidán další cukr ke zvýšení obsahu alkoholu ve víně v procesu zvaném chaptalizace . Při výrobě sladkých vín může být kvašení zastaveno, než se naplno rozběhne, a zanechá po sobě zbytkový cukr, který dodává vínu sladkou chuť.

Další sladidla

  • Nízkokalorická sladidla se často vyrábějí z maltodextrinu s přidanými sladidly. Maltodextrin je snadno stravitelný syntetický polysacharid sestávající z krátkých řetězců tří nebo více molekul glukózy a vyrábí se částečnou hydrolýzou škrobu. Přesně řečeno, maltodextrin není klasifikován jako cukr, protože obsahuje více než dvě molekuly glukózy, přestože je jeho struktura podobná maltóze , molekule složené ze dvou spojených molekul glukózy.
  • Polyoly jsou cukerné alkoholy a používají se ve žvýkačkách, kde je vyžadována sladká chuť, která v ústech vydrží delší dobu.
  • Jako náhražky cukru lze také použít několik různých druhů umělých sladidel s nulovým obsahem kalorií .

Spotřeba

Ve většině částí světa je cukr důležitou součástí lidské stravy, díky níž je jídlo chutnější a dodává energii z jídla . Po obilovinách a rostlinných olejích poskytl cukr získaný z cukrové třtiny a řepy v průměru více kilokalorií na obyvatele denně než jiné skupiny potravin. Podle jednoho zdroje byla spotřeba cukru na obyvatele v roce 2016 nejvyšší v USA, následovalo Německo a Nizozemsko.

Výživa a chuť

Cukr (sacharóza), hnědý (s melasou)
Nutriční hodnota na 100 g (3,5 oz)
Energie 1576 kJ (377 kcal)
97,33 g
Cukry 96,21 g
Vláknina 0 g
0 g
0 g
Vitamíny Množství
%DV
Thiamin (B 1 )
1%
0,008 mg
Riboflavin (B 2 )
1%
0,007 mg
Niacin (B 3 )
1%
0,082 mg
Vitamín B 6
2%
0,026 mg
Folát (B 9 )
0%
1 μg
Minerály Množství
%DV
Vápník
9%
85 mg
Žehlička
15%
1,91 mg
Hořčík
8%
29 mg
Fosfor
3%
22 mg
Draslík
3%
133 mg
Sodík
3%
39 mg
Zinek
2%
0,18 mg
Další složky Množství
Voda 1,77 g

Procenta jsou přibližně aproximována pomocí doporučení USA pro dospělé.
Cukr (sacharóza), granulovaný
Nutriční hodnota na 100 g (3,5 oz)
Energie 1619 kJ (387 kcal)
99,98 g
Cukry 99,91 g
Vláknina 0 g
0 g
0 g
Vitamíny Množství
%DV
Riboflavin (B 2 )
2%
0,019 mg
Minerály Množství
%DV
Vápník
0%
1 mg
Žehlička
0%
0,01 mg
Draslík
0%
2 mg
Další složky Množství
Voda 0,03 g

Procenta jsou přibližně aproximována pomocí doporučení USA pro dospělé.

Hnědý a bílý granulovaný cukr jsou 97% až téměř 100% uhlohydrátů , v uvedeném pořadí, s méně než 2% vody a bez vlákniny, bílkovin nebo tuků (tabulka). Hnědý cukr obsahuje mírné množství železa (15% referenčního denního příjmu ve 100 gramovém množství, viz tabulka), ale typická porce 4 gramů (jedna čajová lžička) by poskytla 15 kalorií a zanedbatelné množství železa nebo jakéhokoli jiné živiny. Protože hnědý cukr obsahuje 5–10% melasy znovu zavedené během zpracování, je jeho hodnota pro některé spotřebitele bohatší než u bílého cukru.

Zdravé efekty

Financování cukrovarnického průmyslu a zdravotní informace

Rafinérie cukru a výrobci sladkých potravin a nápojů se snažili ovlivnit lékařský výzkum a doporučení v oblasti veřejného zdraví , přičemž od 60. do 2016 byly zdokumentovány značné a do značné míry tajné výdaje. Výsledky výzkumu zdravotních účinků sladkých potravin a nápojů se výrazně liší v závislosti na o tom, zda má výzkumník finanční vazby na potravinářský a nápojový průmysl. Lékařský přehled z roku 2013 dospěl k závěru, že „nezdravá komoditní odvětví by neměla hrát žádnou roli při tvorbě národní nebo mezinárodní politiky týkající se NCD [ neinfekčních nemocí ]“.

Podobná snaha směřovala k pokrytí zdravotních informací souvisejících s cukrem v populárních médiích, včetně zpravodajských a sociálních médií.

Obezita a metabolický syndrom

Technická zpráva Světové zdravotnické organizace z roku 2003 poskytla důkazy o tom, že vysoký příjem sladkých nápojů (včetně ovocných šťáv ) zvyšuje riziko obezity přidáním k celkovému energetickému příjmu . Cukor sám o sobě není faktorem způsobujícím obezitu a metabolický syndrom , ale spíše-při nadměrné konzumaci-je součástí nezdravého dietního chování. Metaanalýzy ukázaly, že nadměrná konzumace nápojů slazených cukrem zvyšuje riziko vzniku diabetu 2. typu a metabolického syndromu -včetně přibývání na váze a obezity-u dospělých a dětí.

Hyperaktivita

Metaanalýza z roku 2019 zjistila, že konzumace cukru nezlepšuje náladu , ale může snížit bdělost a zvýšit únavu do hodiny od konzumace. Některé studie uvádějí důkazy o příčinné souvislosti mezi vysokou spotřebou rafinovaného cukru a hyperaktivitou . Jedna recenze studií nízké kvality u dětí konzumujících velké množství energetických nápojů ukázala souvislost s vyšší mírou nezdravého chování, včetně kouření a nadměrného užívání alkoholu, a s hyperaktivitou a nespavostí .

Zubní kaz

Zpráva WHO z roku 2003 uvedla, že „cukry jsou bezpochyby nejdůležitějším dietním faktorem při vzniku zubního kazu “. Přezkum lidských studií ukázal, že výskyt kazu je nižší, pokud je příjem cukru menší než 10% celkové spotřebované energie.

Nutriční výtlak

Argument „prázdné kalorie“ uvádí, že dieta s vysokým obsahem přidaného cukru sníží spotřebu potravin, které obsahují základní živiny . K tomuto vytlačení živin dochází, pokud cukr tvoří více než 25% denního energetického příjmu, což je podíl spojený se špatnou kvalitou stravy a rizikem obezity. K posunutí může dojít při nižších úrovních spotřeby.

Alzheimerova choroba

Byly vzneseny tvrzení o spojení cukr - Alzheimerova choroba , ale existují neprůkazné důkazy o tom, že kognitivní pokles souvisí s dietní fruktózou nebo celkovým příjmem energie.

Doporučený dietní příjem

Světová zdravotnická organizace doporučuje, aby děti i dospělí snížit příjem volných cukrů na méně než 10% celkového energetického příjmu, a navrhuje snížení na méně než 5%. Mezi „volné cukry“ patří monosacharidy a disacharidy přidávané do potravin a cukry obsažené v ovocné šťávě a koncentrátech, jakož i v medu a sirupech. Podle WHO „[tato] doporučení byla založena na souhrnu dostupných důkazů, které byly přezkoumány ohledně vztahu mezi příjmem volných cukrů a tělesnou hmotností (důkazy nízké a střední kvality) a zubním kazem (důkazy velmi nízké a střední kvality)“.

Dne 20. května 2016 oznámil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv změny na panelu Fakta o výživě zobrazené u všech potravin, aby byly účinné do července 2018. Novinkou v panelu je požadavek na uvedení „Přidaných cukrů“ podle hmotnosti a v procentech Denní hodnota (DV). U vitamínů a minerálů je záměrem DV určit, kolik by se mělo spotřebovat. Pokud jde o přidané cukry, pokyny by neměly být překročeny. 100% DV je definováno jako 50 gramů. Pro osobu konzumující 2 000 kalorií denně se 50 gramů rovná 200 kaloriím, a tedy 10% celkových kalorií - stejné pokyny jako Světová zdravotnická organizace. Abychom to uvedli do kontextu, většina 355 ml (12 US fl oz) plechovek sody obsahuje 39 gramů cukru. Ve Spojených státech vládní průzkum spotřeby potravin v letech 2013–2014 uvedl, že u mužů a žen ve věku 20 let a starších byl průměrný celkový příjem cukru - přirozeně se vyskytující v potravinách a přidaný - 125, respektive 99 g/den .

Měření

Různé kulinářské cukry mají různou hustotu v důsledku rozdílů ve velikosti částic a zahrnutí vlhkosti.

Domino Sugar udává následující převody hmotnosti na objem (v amerických jednotkách obvyklých ):

  • Pevně ​​zabalený hnědý cukr 1 lb = 2,5 šálků (nebo 1,3 l na kg, 0,77 kg/l)
  • Granulovaný cukr 1 lb = 2,25 šálků (nebo 1,17 l na kg, 0,85 kg/l)
  • Nezasátý cukrářský cukr 1 lb = 3,75 šálků (nebo 2,0 l na kg, 0,5 kg/l)

"Engineering Resources - Bulk Density Chart" publikovaný v Powder and Bulk poskytuje různé hodnoty pro sypné hustoty:

  • Řepný cukr 0,80 g/ml
  • Cukr dextrózy 0,62 g/ml (= 620 kg/m^3)
  • Granulovaný cukr 0,70 g/ml
  • Moučkový cukr 0,56 g/ml

Společnost a kultura

Výrobci sladkých výrobků, jako jsou nealkoholické nápoje a cukrovinky, a Nadace pro výzkum cukru jsou obviněni ze snahy ovlivnit spotřebitele a lékařská sdružení v 60. a 70. letech 20. století tím, že vyvolávají pochybnosti o potenciálních zdravotních rizicích nadměrné spotřeby sacharózy a současně podporují nasycené tuky jako hlavní dietní rizikový faktor kardiovaskulárních chorob . V roce 2016 vedla kritika k doporučení, aby tvůrci dietních politik zdůraznili potřebu vysoce kvalitního výzkumu, který odpovídá za více biomarkerů o rozvoji kardiovaskulárních chorob.

Viz také

Galerie

Reference

Další čtení

externí odkazy