Histoire du raffinage du saccharoseEdit
La production de sucre de table a une longue histoire. Certains érudits affirment que les Indiens ont découvert comment cristalliser le sucre au cours de la dynastie Gupta, vers 350 AD.
D’autres érudits pointent vers les anciens manuscrits de la Chine, datés du 8e siècle avant JC, où l’une des premières mentions historiques de la canne à sucre est incluse avec le fait que leur connaissance de la canne à sucre provenait de l’Inde. En outre, il semble que vers 500 avant J.-C., les habitants de l’Inde actuelle aient commencé à fabriquer du sirop de sucre et à le refroidir dans de grands bols plats pour obtenir des cristaux de sucre de table brut, plus faciles à stocker et à transporter. Dans la langue indienne locale, ces cristaux étaient appelés khanda (खण्ड), ce qui est à l’origine du mot bonbon.
L’armée d’Alexandre le Grand fut arrêtée sur les rives de l’Indus par le refus de ses troupes de se rendre plus à l’est. Elles ont vu les habitants du sous-continent indien cultiver la canne à sucre et fabriquer une poudre sucrée granulée, semblable à du sel, appelée localement sākhar (साखर), prononcée comme sakcharon (ζακχαρον) en grec (grec moderne, zachari ζάχαρη). Lors de leur voyage de retour, les soldats grecs ramenèrent quelques-uns des « roseaux mellifères ». La canne à sucre est restée une culture limitée pendant plus d’un millénaire. Le sucre était une denrée rare et les commerçants de sucre s’enrichissaient. Venise, à l’apogée de sa puissance financière, était le principal centre de distribution de sucre en Europe. Les Arabes ont commencé à en produire en Sicile et en Espagne. Ce n’est qu’après les croisades que le sucre a commencé à rivaliser avec le miel comme édulcorant en Europe. Les Espagnols ont commencé à cultiver la canne à sucre dans les Antilles en 1506 (Cuba en 1523). Les Portugais ont cultivé pour la première fois la canne à sucre au Brésil en 1532.
Le sucre est resté un luxe dans une grande partie du monde jusqu’au 18e siècle. Seuls les riches pouvaient se le permettre. Au 18ème siècle, la demande de sucre de table a explosé en Europe et au 19ème siècle, il était devenu considéré comme une nécessité humaine. L’utilisation du sucre s’est développée, passant de la préparation du thé aux gâteaux, aux confiseries et aux chocolats. Les fournisseurs commercialisaient le sucre sous des formes inédites, comme des cônes solides, qui nécessitaient que les consommateurs utilisent une pince à sucre, un outil ressemblant à une pince, afin d’en casser des morceaux.
La demande de sucre de table moins cher a conduit, en partie, à la colonisation d’îles et de nations tropicales où les plantations de canne à sucre à forte intensité de main-d’œuvre et la fabrication de sucre de table pouvaient prospérer. La culture de la canne à sucre dans des climats chauds et humides et la production de sucre de table dans des sucreries à haute température étaient un travail dur et inhumain. La demande de main-d’œuvre bon marché et docile pour ce travail a, en partie, d’abord alimenté le commerce des esclaves d’Afrique (en particulier d’Afrique de l’Ouest), puis le commerce de la main-d’œuvre sous contrat en Asie du Sud (en particulier en Inde). Des millions d’esclaves, puis des millions de travailleurs sous contrat ont été amenés dans les Caraïbes, dans l’océan Indien, dans les îles du Pacifique, en Afrique de l’Est, au Natal, dans les régions nord et est de l’Amérique du Sud et en Asie du Sud-Est. Le mélange ethnique moderne de nombreuses nations, installées au cours des deux derniers siècles, a été influencé par le sucre de table.
À partir de la fin du 18e siècle, la production de sucre est devenue de plus en plus mécanisée. La machine à vapeur a alimenté pour la première fois un moulin à sucre en Jamaïque en 1768 et, peu après, la vapeur a remplacé le feu direct comme source de chaleur du processus. Au cours du même siècle, les Européens ont commencé à expérimenter la production de sucre à partir d’autres cultures. Andreas Marggraf identifie le saccharose dans la racine de betterave et son élève Franz Achard construit une usine de transformation de la betterave à sucre en Silésie (Prusse). L’industrie du sucre de betterave a pris son essor pendant les guerres napoléoniennes, lorsque la France et le continent étaient coupés du sucre des Caraïbes. En 2010, environ 20 % du sucre mondial était produit à partir de betteraves.
Aujourd’hui, une grande raffinerie de betteraves produisant environ 1 500 tonnes de sucre par jour a besoin d’un effectif permanent d’environ 150 personnes pour une production 24 heures sur 24.
TendancesEdit
Le sucre de table (saccharose) provient de sources végétales. Deux cultures sucrières importantes prédominent : la canne à sucre (Saccharum spp.) et la betterave à sucre (Beta vulgaris), dans laquelle le sucre peut représenter 12 à 20 % du poids sec de la plante. Les cultures sucrières commerciales mineures comprennent le palmier dattier (Phoenix dactylifera), le sorgho (Sorghum vulgare) et l’érable à sucre (Acer saccharum). Le saccharose est obtenu par extraction de ces cultures à l’eau chaude ; la concentration de l’extrait donne des sirops, à partir desquels le saccharose solide peut être cristallisé. En 2017, la production mondiale de sucre de table s’est élevée à 185 millions de tonnes.
La plupart du sucre de canne provient de pays au climat chaud, car la canne à sucre ne supporte pas le gel. La betterave sucrière, en revanche, ne pousse que dans les régions tempérées plus fraîches et ne tolère pas les chaleurs extrêmes. Environ 80 % du saccharose est dérivé de la canne à sucre, le reste provenant presque entièrement de la betterave sucrière.
Mi-2018, l’Inde et le Brésil avaient à peu près la même production de sucre – 34 millions de tonnes – suivis par l’Union européenne, la Thaïlande et la Chine comme principaux producteurs. L’Inde, l’Union européenne et la Chine étaient les principaux consommateurs nationaux de sucre en 2018.
Le sucre de betterave provient de régions au climat plus frais : le nord-ouest et l’est de l’Europe, le nord du Japon, plus certaines régions des États-Unis (dont la Californie). Dans l’hémisphère nord, la saison de culture de la betterave se termine par le début de la récolte vers le mois de septembre. La récolte et la transformation se poursuivent jusqu’en mars dans certains cas. La disponibilité de la capacité des usines de transformation et les conditions météorologiques influencent toutes deux la durée de la récolte et de la transformation – l’industrie peut stocker les betteraves récoltées jusqu’à leur transformation, mais une betterave endommagée par le gel devient effectivement non transformable.
Les États-Unis fixent des prix élevés pour le sucre afin de soutenir leurs producteurs, avec pour effet que de nombreux anciens acheteurs de sucre se sont tournés vers le sirop de maïs (fabricants de boissons) ou ont quitté le pays (fabricants de bonbons).
Les faibles prix des sirops de glucose produits à partir de blé et de maïs (maïs) menacent le marché traditionnel du sucre. Utilisés en combinaison avec des édulcorants artificiels, ils peuvent permettre aux fabricants de boissons de produire des biens à très bas prix.
Sirop de maïs à haute teneur en fructoseModification
Le sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS) est nettement moins cher comme édulcorant pour la fabrication d’aliments et de boissons que le saccharose raffiné. Cela a conduit à ce que le saccharose soit partiellement remplacé dans la production alimentaire industrielle américaine par le HFCS et d’autres édulcorants naturels autres que le saccharose.
Les rapports dans les médias publics ont considéré le HFCS comme moins sûr que le saccharose. Cependant, les formes les plus courantes de HFCS contiennent soit 42 % de fructose, principalement utilisé dans les aliments transformés, soit 55 % de fructose, principalement utilisé dans les boissons gazeuses, par rapport au saccharose, qui est composé de 50 % de fructose. Compte tenu de la teneur approximativement égale en glucose et en fructose, il ne semble pas y avoir de différence significative en termes de sécurité. Cela dit, les diététiciens cliniques, les professionnels de la santé et la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis s’accordent à dire que les sucres alimentaires sont une source de calories vides associées à certains problèmes de santé, et recommandent de limiter la consommation globale d’édulcorants à base de sucre.
TypesEdit
CanneEdit
Depuis le VIe siècle av, les producteurs de sucre de canne écrasent la matière végétale récoltée de la canne à sucre afin d’en recueillir et d’en filtrer le jus. Ils traitent ensuite le liquide (souvent avec de la chaux (oxyde de calcium)) pour éliminer les impuretés, puis le neutralisent. L’ébullition du jus permet ensuite aux sédiments de se déposer au fond pour être dragués, tandis que l’écume remonte à la surface pour être écumée. Lors du refroidissement, le liquide se cristallise, généralement en cours de brassage, pour produire des cristaux de sucre. Les centrifugeuses retirent généralement le sirop non cristallisé. Les producteurs peuvent alors soit vendre le sucre tel quel, soit le transformer pour obtenir des produits plus légers. Ce traitement ultérieur peut avoir lieu dans une autre usine dans un autre pays.
La canne à sucre est une composante majeure de l’agriculture brésilienne ; le pays est le premier producteur mondial de canne à sucre et de ses produits dérivés, tels que le sucre cristallisé et l’éthanol (éthanol carburant).
BetEdit
Les producteurs de sucre de betterave tranchent les betteraves lavées, puis extraient le sucre avec de l’eau chaude dans un « diffuseur ». Une solution alcaline (« lait de chaux » et dioxyde de carbone provenant du four à chaux) sert ensuite à précipiter les impuretés (voir carbonatation). Après filtration, l’évaporation concentre le jus jusqu’à une teneur d’environ 70% de solides, et une cristallisation contrôlée extrait le sucre. Une centrifugeuse retire les cristaux de sucre du liquide, qui est recyclé dans les étapes de cristallisation. Lorsque des contraintes économiques empêchent d’extraire davantage de sucre, le fabricant jette le liquide restant, désormais appelé mélasse, ou le vend aux producteurs d’aliments pour animaux.
Le tamisage du sucre blanc obtenu permet d’obtenir différentes qualités pour la vente.
Canne contre betteraveEdit
Il est difficile de distinguer le sucre entièrement raffiné produit à partir de betteraves et de cannes. Une façon de le faire est l’analyse isotopique du carbone. La canne utilise une fixation du carbone en C4, et la betterave une fixation du carbone en C3, ce qui entraîne un rapport différent des isotopes 13C et 12C dans le saccharose. Les tests sont utilisés pour détecter les abus frauduleux des subventions de l’Union européenne ou pour aider à la détection de jus de fruits frelatés.
La canne à sucre tolère mieux les climats chauds, mais la production de canne à sucre nécessite environ quatre fois plus d’eau que la production de betterave à sucre. Par conséquent, certains pays qui produisaient traditionnellement du sucre de canne (comme l’Égypte) ont construit de nouvelles usines de sucre de betterave depuis 2008 environ. Certaines sucreries traitent à la fois la canne à sucre et la betterave à sucre et prolongent ainsi leur période de traitement.
La production de sucre laisse des résidus qui diffèrent sensiblement selon les matières premières utilisées et le lieu de production. Alors que la mélasse de canne est souvent utilisée dans la préparation des aliments, l’homme trouve la mélasse de betterave sucrière peu appétissante, et elle finit donc principalement comme matière première de fermentation industrielle (par exemple dans les distilleries d’alcool), ou comme alimentation animale. Une fois séchée, l’un ou l’autre type de mélasse peut servir de combustible pour la combustion.
Le sucre de betterave pur est difficile à trouver, ainsi étiqueté, sur le marché. Bien que certains fabricants étiquettent clairement leur produit comme « pur sucre de canne », le sucre de betterave est presque toujours étiqueté simplement comme sucre ou sucre pur. Des entretiens avec les 5 principales sociétés productrices de sucre de betterave ont révélé que de nombreuses marques de magasin ou de produits de sucre « sous marque privée » sont du pur sucre de betterave. Le code de lot peut être utilisé pour identifier la société et l’usine d’où provient le sucre, ce qui permet d’identifier le sucre de betterave si les codes sont connus.
Sucres culinairesEdit
Blanc de moulinEdit
Blanc de moulin, également appelé blanc de plantation, sucre cristal ou sucre supérieur est produit à partir de sucre brut. Il est exposé au dioxyde de soufre pendant la production afin de réduire la concentration des composés colorés et permet d’éviter le développement ultérieur de la couleur pendant le processus de cristallisation. Bien qu’il soit courant dans les régions productrices de canne à sucre, ce produit ne se conserve pas bien et ne se transporte pas bien. Après quelques semaines, ses impuretés ont tendance à favoriser la décoloration et l’agglutination ; par conséquent, ce type de sucre est généralement limité à la consommation locale.
Blanco directoEdit
Le blanco directo, un sucre blanc courant en Inde et dans d’autres pays d’Asie du Sud, est produit en précipitant de nombreuses impuretés hors du jus de canne à l’aide d’acide phosphorique et d’hydroxyde de calcium, de manière similaire à la technique de carbonatation utilisée dans le raffinage du sucre de betterave. Le blanco directo est plus pur que le sucre blanc de fabrique, mais moins pur que le blanc raffiné.
Le blanc raffinéEdit
Le blanc raffiné est la forme de sucre la plus courante en Amérique du Nord et en Europe. Le sucre raffiné est fabriqué en dissolvant et en purifiant le sucre brut à l’aide d’acide phosphorique similaire à la méthode utilisée pour le blanco directo, d’un processus de carbonatation impliquant de l’hydroxyde de calcium et du dioxyde de carbone, ou par diverses stratégies de filtration. Il est ensuite purifié par filtration à travers un lit de charbon actif ou de charbon d’os. Les raffineries de sucre de betterave produisent directement du sucre blanc raffiné sans étape brute intermédiaire.
Le sucre blanc raffiné est généralement vendu sous forme de sucre cristallisé, qui a été séché pour éviter l’agglutination et se présente sous forme de cristaux de différentes tailles pour un usage domestique et industriel :
- Le sucre à gros grains, comme le sucre à poncer (également appelé « sucre perlé », « sucre à décorer », sucre grignoté ou sucre grignoté) est un sucre à gros grains utilisé pour ajouter de l’éclat et de la saveur au sommet des produits de boulangerie et des bonbons. Ses grands cristaux réfléchissants ne se dissolvent pas lorsqu’ils sont soumis à la chaleur.
- Granulé, familier comme le sucre de table, avec une taille de grain d’environ 0,5 mm de diamètre. « Les morceaux de sucre » sont des morceaux destinés à une consommation pratique, produits en mélangeant du sucre granulé avec du sirop de sucre.
- Caster (0,35 mm), un sucre très fin en Grande-Bretagne et dans d’autres pays du Commonwealth, ainsi nommé parce que les grains sont assez petits pour passer à travers un caster de sucre qui est un petit récipient avec un sommet perforé, à partir duquel on saupoudre le sucre à table. Couramment utilisé en pâtisserie et dans les boissons mélangées, il est vendu sous le nom de sucre « superfine » aux États-Unis. En raison de sa finesse, il se dissout plus rapidement que le sucre blanc ordinaire et est particulièrement utile dans les meringues et les liquides froids. Le sucre caster peut être préparé à la maison en broyant du sucre cristallisé pendant quelques minutes dans un mortier ou un robot culinaire.
- Sucre en poudre, sucre 10X, sucre glace (0,060 mm) ou sucre glace (0,024 mm), produit en broyant le sucre en une fine poudre. Le fabricant peut ajouter une petite quantité d’agent anti-agglomérant pour éviter l’agglutination – soit de l’amidon de maïs (1 % à 3 %) ou du phosphate tricalcique.
Le sucre roux provient soit des dernières étapes du raffinage du sucre de canne, lorsque le sucre forme de fins cristaux avec une teneur importante en mélasse, soit de l’enrobage du sucre blanc raffiné avec un sirop de mélasse de canne (blackstrap molasses). La couleur et le goût du sucre brun s’accentuent avec l’augmentation de la teneur en mélasse, tout comme ses propriétés de rétention de l’humidité. Les sucres bruns ont également tendance à durcir s’ils sont exposés à l’atmosphère, bien qu’une manipulation appropriée puisse inverser ce phénomène.
MesureEdit
Teneur en sucre dissousEdit
Les scientifiques et l’industrie sucrière utilisent les degrés Brix (symbole °Bx), introduits par Adolf Brix, comme unités de mesure du rapport massique entre la substance dissoute et l’eau dans un liquide. Une solution de saccharose à 25 °Bx contient 25 grammes de saccharose pour 100 grammes de liquide ; ou, pour le dire autrement, 25 grammes de sucre saccharose et 75 grammes d’eau existent dans les 100 grammes de solution.
Les degrés Brix sont mesurés à l’aide d’un capteur infrarouge. Cette mesure n’équivaut pas aux degrés Brix issus d’une mesure de densité ou d’indice de réfraction, car elle mesurera spécifiquement la concentration de sucre dissous au lieu de tous les solides dissous. Lorsqu’on utilise un réfractomètre, il faut indiquer le résultat comme « substance sèche réfractométrique » (SRS). On peut dire qu’un liquide a 20 °Bx RDS. Il s’agit d’une mesure du pourcentage en poids de matières sèches totales et, bien que ce ne soit pas techniquement la même chose que les degrés Brix déterminés par une méthode infrarouge, cela donne une mesure précise de la teneur en saccharose, puisque le saccharose constitue en fait la majorité des matières sèches. L’avènement des capteurs de mesure de Brix infrarouge en ligne a rendu économique la mesure de la quantité de sucre dissous dans les produits en utilisant une mesure directe.
.