Cukrovarnictví a sacharóza

Potravinářství 3 - Cukry, sladidla a čokoláda

• Cukrovarnictví je důležité z hlediska ceny a dostupnosti surovin.
• Cukr je zdrojem energie pro výživu a kvasné procesy.
• Cukr se vyznačuje dlouhou skladovatelností.
• Cukr má mnohostránné technologické využití.
• Hlavními cukrovarnickými výrobky jsou krystalická sacharóza, melasa, řepné řízky, tekuté cukry a sladidla (glukóza, fruktóza, sirupy, alk. cukry, sukralosa).
• Dalšími výrobky jsou potravinářský líh, droždí, aminokyseliny a organické kyseliny.
• Cukr se používá v kvašení a výrobě bioethanolu, tenzidů a léčiv.

Technologické vlastnosti cukru

• Cukr má sladkou chuť a je základním sladidlem.
• Ovlivňuje senzorickou jakost potravin, napr. karamelizace, Maillardovy reakce.
• Zvyšuje objem potravin a upravuje jejich texturu (zadržuje vodu).
• Je konzervančním činidlem a ochucovadlem.
• Je fermentačním substrátem (zdrojem energie pro mikroorganizmy).
• Ovlivňuje atraktivitu, chutnost a trvanlivost potravin.
• Má vysoké využití v různých odvětvích potravinářského průmyslu.

Názvosloví a dělení sacharidů

• Sacharidy jsou klasifikovány dle Světové zdravotnické organizace a evropské legislativy pro značení potravin.
• Monosacharidy zahrnují glukózu, galaktózu a fruktózu.
• Disacharidy zahrnují sacharózu, laktózu a trehalózu.
• Polyoly zahrnují sorbitol a mannitol.
• Oligosacharidy zahrnují do 9 jednotek sacharidů (malto-oligosacharidy, další oligosacharidy).
• Polysacharidy zahrnují více než 9 jednotek sacharidů (škrob, neškrobové polysacharidy).

Cukry ve výživě - rizika

• Přidané cukry (sacharóza, fruktóza, glukóza) ve sladěných výrobcích, nápojích a džusech představují riziko.
• Cukr je návyková látka (stejně jako kokain).
• Je potřeba regulovat reklamu a prodej cukrů dětem.
• Je důležité snižovat celkový příjem cukru a sladidla nejsou vždy náhradou.

Cukry ve výživě - nemoci

• Obezita souvisí se zvýšeným příjmem energie.
• Kardiovaskulární onemocnění, hypertenze a nádorová onemocnění jsou spojovány s nadměrnou konzumací cukru, zejména fruktózy a kyseliny močové.
• Cukrovka (DM2T) - inzulínová rezistence.
• Onemocnění jater – ztučnění jater.
• Zubní kaz.
• Problémy s vývojem u dětí (autismus, ADHD, autoimunitní a zánětlivá onemocnění).

Obsah cukru v potravinách

• Znalost obsahu cukru v různých potravinách je důležitá pro kontrolu a vyváženou stravu.
• Přirozené cukry se vyskytují v ovoci, zelenině a mléčných výrobcích.
• Přidané cukry jsou častější v sladkostech, nápojích, zpracovaných potravinách.

Světová výroba cukru

• Sacharosa se celosvětově produkuje v množství cca. 160 milionů tun ročně.
• Je to důležitá obchodní komodita.
• 20% světové výroby pochází z řepné suroviny.
• 80% třtinový cukr.
• Hlavní produkční země: Brazílie, Indie, Čína, Thajsko, Pákistán, Kuba, Mexiko, JAR (trstina), EU, Rusko, USA (řepa).

Technologie výroby cukru

• Popisy technologických postupů výroby cukru.
• Proces zpracování řepy či třtiny v cukrovarkách.

Cukrová řepa - beta vulgaris

• Je dvouletou plodinou mírného pásma (teplo, srážky).
• Je náročná na podmínky pěstování (mráz, sucho, kroupy).
• Využití – bulva (cukr), horní část (hnojivo).
• Ekologie - úrodnost půdy, produkce O2, redukce CO2.
• Bulvy se sklízí v období konce září až konce listopadu.

Výroba cukru

• Postup při výrobě cukru z řepné nebo třtinové suroviny.
• Postupné oddělování nečistot a extrakce cukru.
• Kvasné procesy.

Rafinace cukru

• Cíl rafinace je získání bílého cukru odstraněním nečistot (melasy).
• Postup: afinace, čiření, saturace, filtrace, odbarvení.
• Používají se CaO, aktivní uhlí, ionexy, siřičitany.

Řepný cukr a druhy

• Bílý cukr (99,7% sacharózy).
• Přírodní surový (97,5% sacharózy, melasa).
• Hnědý cukr – dobarvený bílý cukr třtinovou melasou nebo karamelovým sirupem.
• Speciální druhy – kandys, želírovací, skořicový cukr.

Sladidla v potravinách

• Klasifikace sladidel dle původu:
• Syntetická: acesulfam, sacharin, cyklamáty, aspartam, sulkralóza.
• Přírodně identická; alkoholické cukry.
• Přírodní: thaumatin, steviool glykosidy.
• Sladidla dle obsahu energie: intenzivní (nízkoenergetická; objemová/energetická; polyoly).

Sladidla v potravinářství

• Sladidla mají sladkou chuť, snižují glykemický index a kalorický obsah.
• Kombinace sladidel zlepšuje chuť a zjemňuje paletu nápojů či potravin.
• Většina sladidlel má vyšší cenu oproti cukru.

Sladidla jako přídatná látka - legislativní rámec

• Sladidla jsou potravinářské přídatné látky.
• Je nutné dbát na legislativní rámec při výrobě a označování potravin s cukrem a sladidly.

Nízkoenergetická sladidla

• Jmenovitý seznam (aceulfam K, aspartam, cyklamát, sacharin, sukralóza, thaumatin,...).

Označování sladidel

• Označování sladidel pro spotřebitele.
• Povinné údaje na etiketách.

Řepný cukr (sacharóza) - další využití

• Invertní cukr – enzymatická hydrolýza sacharózy na glukózu a fruktózu.
• Sukralóza – umělé sladidlo.
• Glukózo-fruktózový sirup – z kukuřice.

Cukerné alkoholy - alditoly

• Xylitol, manitol, sorbitol, maltitol, erythritol, lactitol.
• Nižší sladivost než cukr, chladivý efekt.
• Nejsou kariogenní.
• Nízký GI - vhodné pro diabetiky.
• Možné nežádoucí trávicí účinky.

Erythritol

• Nulová kalorická hodnota,
• Vysoká sladivost 70%.
• Jen velmi mírné laxativní účinky
• Vhodný pro diabetiky.

Čekankový sirup

• Vláknina – inulin.
• Mírné zažívací problémy při konzumaci ve velkém množství.
• Nízký glykemický index.
• Není vhodný pro malé děti.

Glykemický index

• Tabulka glykemických indexů různých cukrů a sirupů.

Jaké faktory zvyšují glykemický index?

• Škrobová zrna, extrudované výrobky, škrobnaté potraviny, obsah fruktosy v sacharóze.
• Co snižuje GI? Vláknina, tuky, bílkoviny,fermentace potravin, celozrnné potraviny.

Třtinový cukr

• Cukrová třtina roste v tropických oblastech (Havaj, Kuba).
• Víceletá rostlina. Barva třtinového cukru závisí na obsahu melasy.
• Surový třtinový cukr – rafinovaný cukr.

Třtinová melasa

• Vedlejší produkt při výrobě třtinového cukru.
• Obsahuje cukry, minerální látky, vitamíny a bílkoviny.
• Využití: sladidlo, dietetika, výroba lihovin.

Modifikace škrobu - hydrolýza

• Hydrolyzáty škrobu - příprava sirupů.
• Specifické technologické vlastnosti.
• Glukosový sirup, fruktozový sirup, isoglukosový sirup (HFCS).
• Výroba alkoholových cukrů a etanolu.
• Isoglukosa HFCS (kukuřičný sirup): tekutá směs glukosy a fruktosy, levné sladidlo, vyšší sladivost než sacharóza.

Výroba čokolády

• Popis jednotlivých surovin (kakao boby, kakaové máslo, cukr, emulgátor, ostatní přísady).
• Postup při výrobě čokolády (fermentace, pražení, mletí, konšování).

Úprava kakaových bobů na plantáži

• Sklizeň, odřezávání bobů.
• Fermentace a sušení - odstranění zbytku dužiny, zamezení klíčení a plesnivění.
• Změna barvy na tmavě červenou, vývoj aroma.

Pražení kakaových bobů

• Teploty 100-160°C, 10-35 min.
• Ztráta vody, odstranění slupky, změna barvy.
• Karamelizace sacharidů, tvorba aroma.

Konšování čokolády

• Kakaová hmota se mísí s kakaovým máslem, cukrem a ostatními přísadami.
• Intenzivní míchání, provzdušňování, vývoj aromatických látek.

Nutriční význam kakaových bobů

• Tuky: kakaové máslo, stearová, olejová kyselina.
• Antioxidanty: flavonoidy, polyfenoly, antokyany.
• Alkaloidy: theobromin, kofein.
• Prekurzory neurotransmiterů (dopamin, serotonin).