Пошук:
Автор Pavlenko | 9 января 2015 | Коментарів: 0 | Переглянуто 4273
Рубрика: Статті

Від цукрових буряків до цукру

  Цукрові буряки - основна в нашій країні сировина для виробництва цукру. За дослідженнями М.І.Вавілова та встановлених ним центрів походження культурних рослин, батьківщиною цукрових буряків є Середземномор’є. Селекціонерами цукрові буряки виведено з дикоростучих форм, взятих саме з побережжя Середземного моря. Цукристість їх становила всього до 6 %, а шляхом селекції вміст цукру збільшено до 20 % і більше.

       Біологія цукрових буряків

       Цукрові буряки - представники родини лободових. Коренева система дорослої рослини складається з потовщеного головного кореня (коренеплоду) та сітки тонких кореневих розгалужень, які проникають на глибину до 2,5 м, а в ширину на 100 - 120 см. Розрізняють головку коренеплоду (вкорочене стебло), яка несе листки; шийку (гіпокотиль, або підсім'ядольне коліно) - частина коренеплоду, яка не має листків і бічних коренів; власне корінь - нижню конічну частину коренеплоду, на якій утворюються бічні корінці. На поперечному розрізі коренеплоду видно центральний судинно-волокнистий пучок, або «зірочку», й концентричні кільця провідних пучків, які чергуються. Між кільцями містяться клітини паренхіми відкладання цукру. Коренеплоди потовщуються за рахунок утворення нових кілець і розростання міжкільцевої паренхіми.
       Листки у цукрових буряків великі, суцільні, черешкові, які стеляться або стирчать, Від цукрових буряків до цукру пластинки їх округлі або серцеподібні, гладенькі чи гофровані. Квітки буряків розміщені в пазухах листків групами по 2-6 у вигляді волотей; суцвіття - рихлий колос. Плід - горішок з товстим навколоплідником з пористої дерев'янистої тканини.
       Цукрові буряки - дворічна рослина. В перший рік з насіння виростає потовщений коренеплід із запасами поживних речовин та розеткою прикореневих листків. Тривалість вегетаційного періоду у різних зонах бурякосіяння від 120 - 140 до 180 - 200 днів. На дру¬гий рік у висаджених у ґрунт коренеплодів із сплячих бруньок відростають листки і з'являються гіллясті високі (1,5 м і більше) стебла з квітками. Від висаджування до дозрівання насіння минає 100-125 днів. Рослини, в яких квітконосні стебла формуються вже в перший рік вегетації, називають цвітушними. Цвітушність спричинює зниження цукристості.
       Рослини другого року вегетації, які не цвітуть і не формують насіння, називають «упрямцями». Основна причина їх появи - фізіологічна непідготовленість до подальшого розвитку, яка буває внаслідок раннього збирання, підсихання маточних коренеплодів, високої температури їх зберігання, неглибокого висаджування.
       При проростанні насіння вбирає воду і бубнявіє. В ньому активізуються ферменти, за допомогою яких запасні білки, жири та вуглеводи перетворюються на амінокислоти, цукор та інші речовини, необхідні для життєдіяльності рослини. 
Коренеплід цукрових буряків першого року розвитку має грушовидну, веретеноподібну форму, в ньому розрізняють голівку, шийку, власне корінь та хвостик. З двох боків коренеплоду по спіралі розташовані борозенки, з яких ростуть корінці з кореневими волосками. Корінці пронизують ґрунт на площі близько 1 кв.м, досягаючи глибини 2,5 м. Така могутня коренева система забезпечує життєстійкість буряка в посушливу пору.
       Покритий коренеплід захисним поверхневим шаром (перидермою). Основна тканина (паренхімна) складається з клітин, заповнених буряковим соком. Паренхімну тканину пронизують судинні пучки, які розташовані у вигляді концентричних кіл і додають коренеплоду механічну міцність.

       Властивості цукрових буряків

      Цукор виробляють з коріння буряків першого року їхнього розвитку. Як сировина для переробки коренеплоди цукрових буряків мають низку властивостей: фізичних, фізико-хімічних, хімічних, біохімічних, мікробіологічних, а також технологічних.
       Такі фізичні властивості буряків, як розмір і форма, залежать від якості садивного матеріалу, умов вирощування. Найбільш прийнятною в переробці вважають круглу форму коренеплодів однорідних розмірів. Тургор кореня вказує на його свіжість, здатність різатися в стружку, чинити опір інфекціям.
       Структура тканин визначається насамперед її дерев'янистістю. Дуже дерев'янисте коріння погано ріжеться в стружку.
       Співвідношення м'якуша та соку значно коливається залежно від сорту буряка, агротехніки, зрілості, метеорологічних умов і т. д. М'якуш у корені та периферійних частинах найбільшою мірою гідратований. Високий вміст м'якуша зумовлює високу опірність буряків при різанні, високий вихід жому, низьку кількість вільного соку. Близько половини сухих речовин м'якуша становлять пектинові речовини, які можуть перейти з бурякової стружки в сік. Тому бажаною є підвищена кількість соку в коренеплоді. Висока водоутримуюча здатність коренів сприяє збереженню необхідного фізичного стану сировини, з якої отримують якісну стружку.
       Хімічні властивості цукрових буряків залежать від їх хімічного складу. Вміст цукрози в буряках, виражений у відсотках до його маси, визначає цукристість буряка. Кількість цукрози в різних частинах коренеплоду дуже нерівномірна. Найменший її вміст - у голівці, середній - у хвості, найбільший - у середній частині коренеплоду. Отже, чим вище вміст цукрози в буряках, тим більший вихід цукру в кристалічному вигляді.
       До нецукрів відносять усі речовини, крім цукрози, наприклад, нерозчинні речовини: целюлозу, геміцелюлозу, протопектин, білки, лігнін, сапонін та розчинні речовини: аміноз'єднання, інвертний цукор, безазотисті органічні кислоти, пектин, зольні з'єднання та інші. Деякі нецукри містяться як в соці, так і в нерозчинному м'якуші. 
       Редукуючі речовини - інвертний цукор знаходяться в спілих буряках у невеликій кількості (0,05-0,2 % до ваги буряка). Подальше їх накопичення відбувається під дією кислот, а також внаслідок протікання біохімічних процесів. Біохімічні властивості коренеплодів зумовлені їх ферментним складом. Ферменти можуть активізувати гідроліз цукрози з утворенням глюкози та фруктози, тобто сприяти накопиченню інвертного цукру.
       Вміст сухих речовин у коренеплоді цукрового буряка коливається в межах 20-25 %, цукрози – 14-18 %. Практично вся цукроза та частина нецукрів розчинені в клітинному соку. Масову концентрацію бурякового соку в цукрових буряках називають соковим коефіцієнтом.
       Перераховані загальні властивості цукрових буряків істотно впливають на формування його технологічних властивостей. Доброякісність коренеплодів (отже, й чистота бурякового соку) залежить від співвідношення концентрації цукрози до всіх сухих речовин у продукті.

      Вимоги до цукрових буряків як сировини

      Існують такі вимоги до цукрових буряків як сировини цукробурякового виробництва:
-максимальний вміст цукрози в коренях та висока продуктивність збирання цукру з гектара;
-відсутність масової квітчастості та дерев'янистості тканин, легка зрізуваність;
-максимальне наближення форми кореня до округлої, підвищення вмісту цукру в хвостовій та головній частинах;
-мінімальна біологічна та фізіологічна активність;Від цукрових буряків до цукру
-хороша водоутримуюча здатність та морозостійкість;
-стійкість до захворювань;
-доброякісність бурякового соку;
-мінімальна кількість шкідливого азоту, розчинної золи та інвертного цукру. 
       Поряд з оцінкою технологічних властивостей буряків велику увагу приділяють фізико-хімічним особливостям продуктів його переробки. Це показники виробничого достоїнства цукрових буряків: 
-швидкість і характер осаду нецукрів при очищенні;
-швидкість і коефіцієнт фільтрації;
-швидкість кристалізації цукрози, кольоровість та каламутність продуктів, їх в'язкість, поверхневе натягнення та ін., які залежать як від основних властивостей коренеплодів, так і від встановлених режимів переробки цукрових буряків.

      Історія виробництва цукру

       До XVII століття в Європі взагалі не виробляли цукор. В античному світі у вжитку був сік цукрової тростини, із яким західний світ зустрівся в Індії під час походів армій О.Македонського. В середні віки цукор до Європи ввозили із арабських країн. Центрами цукрової промисловості у той час були Єгипет і Сірія. Відкриття Америки поступово перенесло основне виробництво цукру до Вест-індії, на Карибські острови. 
       Цукрова тростина втратила своє значення як єдине джерело цукру в 1748 р, коли німецький учений Андреас Маргграф знайшов спосіб вилучення цукру з кореня цукрового буряка. Цей спосіб розповсюдився по Європі завдяки війнам Наполеона, в ході яких ініційована Францією континентальна блокада значно звузила надходження тростинного цукру на європейський континент. І в XIX столітті цукор вже став широко поширеним продуктом, про що свідчать куховарські книги того часу. 
       Для споживання такого дорого продукту виник цілий арсенал засобів: срібні ложечки, щипчики, спеціальні сита, цукорниці. В той же час, бідні прошарки суспільства задовольнялися густим цукровим сиропом, який відскрібався із стінок ємкостей морських судів, що привозили тростинний сирець на переробку до Європи.
Отже, вперше добув цукор з цукрових буряків німецький учений А.Маркграф у 1747 р. Власне цю культуру ще не можна було назвати цукровим буряком, оскільки цукор добули із листкової форми - мангольда, білокореневого листкового коренеплоду. 
       В 1784 р. учень Маркграфа Франц Карл Ахард розпочав дослідження із селекції, агротехніки і технології переробки буряків на цукор.
       У 1792 р. професором І. Біндгеймом у Росії вперше було вироблено невелику кількість цукру з буряків. Він також опублікував праці з визначення вмісту й добування цукру з кавунів, гарбузів, капусти та картоплі. 
       У 1799 р. І. Біндгейм передав проби цукру з білих буряків цареві Павлу І з відповідною доповідною запискою про спосіб його добування.
       У Німеччині К. Ахард уже на мініцукроварнях у промислових дослідах досяг 3 % виходу цукру-сирцю. Було вперше добуто 16 ц цукру.
       У 1800 р. цар Павло І видав відповідний указ про відведення земель у південних краях Росії для вирощування цукрових буряків. Для заохочення вирощування цієї культури податок не стягували.
       Засновником бурякоцукрового виробництва в Росії вважається Яків Єсипов, який у своєму маєтку в Московській губернії (с.Нікольське) виробив 5 пудів чистого цукру з цукрових буряків. Правда, вихід цукру із сировини становив тільки 1% від маси буряків. Єсипов займався і технологією вирощування культури, тому першу цукроварню ним було збудовано у 1802 р. 
       У 1803 р. Я. Єсипов публікує в «Московских ведомостях» своєрідний маніфест про необхідність створення російського виробництва цукру з цукрових буряків як альтернативи дорогому закордонному цукру із цукрової тростини.
       У 1807 р. у Росії працювало вже 8 цукрових заводів. Цукор, що вперше з'явився на ринку, як це часто буває, спочатку був предметом розкоші (чорніння зубів як символ багатства купецьких дочок). 
       Перший в Україні цукровий завод було збудовано в 1824 р. в Чернігівській губернії в с.Макошине, а в 1826 р. - в Київській і через рік - у Подільській губернії (в Бершаді). Але площа посівів цукрових буряків ще була незначною. Лише граф О.Бобринський, який у 1840 р. збудував у м. Сміла потужний цукровий завод, започаткував широкий розвиток бурякоцукрового виробництва в Україні.

       Виробництво цукру

       Переважна більшість вирощених бурякових коренів надходить на цукрові заводи для виробництва цукру, а деяка частина закладається в кагати для їх подальшої висадки та отримання бурякового насіння. 
       Урожайність цукрових буряків в Україні коливається у межах 250-320 ц/га. Цей показник залежить переважно від якості насіння, земельних угідь, погодних умов та догляду за посівами.
       Синтез цукрози в буряках - процес дуже складний. Разом з синтезом цукрози утворюються інші органічні речовини, переважно органічні кислоти. Тому свіжий буряковий сік має кислу реакцію (рН від 6,2 до 6,7). Крім того, в коренях цукрових буряків накопичуються і неорганічні з'єднання з калієвих, натрієвих та фосфорних добрив, які вносять для підживлення буряків.
       Вміст цукрози в буряках може коливатися від 15 до 22 %, в середньому становить 17,5 %. З 75 кг води, що утримується в 100 кг цукрових буряків, 3 кг міцно утримується колоїдами, а 72 кг є розчинником для цукрози (17,5 кг) та нецукрів (2,5 кг). Таким чином, кількість нерозбавленого соку в 100 кг буряка - 92 кг (17,5 + 2,5 + 72).
       Технологічна схема виробництва цукру-піску включає такі операції: очищення буряків від домішок, одержання бурякової стружки, одержання та очищення дифузійного соку, загущення соку, очищення і варіння сиропу, одержання утфелю, центрифугування і пробілювання, сушіння цукру-піску.
       Яким би складним не був процес вирощування цукрових буряків та виробництва цукру, але саме цій білій, смачній, солодкій речовині належить одне з основних місць у народному господарстві. Він є джерелом енергії, яка потрібна для життєдіяльності людини, цінним смаковим продуктом, консервантом. Він легко і швидко засвоюється клітинами організму, необхідний для нормального функціонування печінки, мозку, живлення м'язів, особливо серцевого. Калорійність цукру становить 398 ккал на 100 г. Рекомендована норма річного споживання на дорослу людину складає 35-37 кг.

скачать dle 10.3фильмы бесплатно


Подібні публікації:
Цукор … кленовий?! Цукор … кленовий?!
 У нас на Україні споконвіків цукор виробляли із цукрових буряків, але ця рослина росте, на жаль, не в кожному куточку планети. Тому природа...
Овочеві «родичі і сусіди» Овочеві «родичі і сусіди»
 Рослини, які ростуть поруч,  можуть вживатися або не вживатися. Одні служать причинами різних негараздів для сусідів, інші, навпаки,...
Ксилемно-флоемний транспорт речовин Ксилемно-флоемний транспорт речовин
 Рослини – живі організми і основою їхньої життєдіяльності,  як у тварин і людини, є обмін речовин. Завдяки яким структурам...
Запасні поживні речовини рослин. Запасні поживні речовини рослин.
Внаслідок фотосинтезу в клітинах зелених рослин утворюються органічні речовини, частина яких відкладається про запас. В ролі запасних поживних...
Матеріали до уроку “Корінь”. Матеріали до уроку “Корінь”.
Під час виконання лабораторної роботи “Корінь і кореневі системи. Видозміни кореня” дуже важливо ознайомити учнів із незвичними коренями, які...
Навігація ↓
Реклама ↓
Статистика ↓
bigmir)net TOP 100

free counters
Реклама ↓
На сайті знайшли ↓