Geschiedenis van de sucrose-raffinageEdit
De productie van tafelsuiker heeft een lange geschiedenis. Sommige geleerden beweren dat de Indiërs al tijdens de Gupta-dynastie, rond 350 na Christus, ontdekten hoe suiker gekristalliseerd moest worden.
Andere geleerden wijzen op de oude manuscripten van China, die dateren uit de 8e eeuw voor Christus, waarin een van de vroegste historische vermeldingen van suikerriet is opgenomen, samen met het feit dat hun kennis van suikerriet afkomstig was uit India. Voorts blijkt dat de bewoners van het huidige India rond 500 v. Chr. suikerstroop begonnen te maken en deze in grote platte kommen af te koelen om er ruwe kristallen van tafelsuiker van te maken die gemakkelijker konden worden opgeslagen en vervoerd. In de lokale Indiase taal werden deze kristallen khanda (खण्ड) genoemd, wat de bron is van het woord snoep.
Het leger van Alexander de Grote werd op de oevers van de rivier Indus tot staan gebracht door de weigering van zijn troepen om verder naar het oosten te trekken. Zij zagen mensen op het Indiase subcontinent suikerriet verbouwen en korrelig, zout-achtig zoet poeder maken, plaatselijk sākhar (साखर) genoemd, in het Grieks uitgesproken als sakcharon (ζακχαρον) (Modern Grieks, zachari ζάχαρη). Op hun terugreis namen de Griekse soldaten enkele van de “honingdragende rietstengels” mee terug. Suikerriet bleef gedurende meer dan een millennium een beperkt gewas. Suiker was een zeldzaam goed en handelaren in suiker werden rijk. Venetië, op het hoogtepunt van zijn financiële macht, was het belangrijkste centrum voor de distributie van suiker in Europa. Arabieren begonnen suiker te produceren op Sicilië en in Spanje. Pas na de kruistochten begon suiker de honing te evenaren als zoetstof in Europa. De Spanjaarden begonnen met de teelt van suikerriet in West-Indië in 1506 (Cuba in 1523). De Portugezen verbouwden voor het eerst suikerriet in Brazilië in 1532.
Suiker bleef in grote delen van de wereld tot de 18e eeuw een luxeartikel. Alleen de rijken konden het zich veroorloven. In de 18e eeuw nam de vraag naar tafelsuiker in Europa een hoge vlucht en in de 19e eeuw werd het beschouwd als een menselijke levensbehoefte. Het gebruik van suiker groeide van thee tot gebak, suikerwerk en chocolade. Leveranciers brachten suiker in nieuwe vormen op de markt, zoals vaste kegels, die de consument met een suikertang, een soort tang, moest afbreken.
De vraag naar goedkopere tafelsuiker dreef gedeeltelijk tot kolonisatie van tropische eilanden en naties waar arbeidsintensieve suikerrietplantages en de productie van tafelsuiker konden gedijen. Het verbouwen van suikerriet in een heet en vochtig klimaat, en het produceren van tafelsuiker in suikermolens met hoge temperaturen was zwaar en onmenselijk werk. De vraag naar goedkope en volgzame arbeidskrachten voor dit werk dreef voor een deel eerst de slavenhandel uit Afrika (met name West-Afrika), gevolgd door de handel in contractarbeiders uit Zuid-Azië (met name India). Miljoenen slaven, gevolgd door miljoenen contractarbeiders, werden naar het Caribisch gebied, de Indische Oceaan, de eilanden in de Stille Oceaan, Oost-Afrika, Natal, het noorden en oosten van Zuid-Amerika, en Zuidoost-Azië gebracht. De moderne etnische mix van vele naties, gevestigd in de laatste twee eeuwen, is beïnvloed door tafelsuiker.
Beginnend aan het eind van de 18e eeuw, werd de productie van suiker steeds meer gemechaniseerd. De stoommachine dreef in 1768 voor het eerst een suikermolen in Jamaica aan, en kort daarna verving stoom de directe verbranding als bron van proceswarmte. In diezelfde eeuw begonnen Europeanen te experimenteren met de productie van suiker uit andere gewassen. Andreas Marggraf ontdekte sacharose in bieten en zijn leerling Franz Achard bouwde een suikerbietenverwerkende fabriek in Silezië (Pruisen). De bietensuikerindustrie nam een hoge vlucht tijdens de Napoleontische oorlogen, toen Frankrijk en het hele continent waren afgesneden van suiker uit de Caraïben. In 2010 werd ongeveer 20 procent van de suiker in de wereld uit bieten geproduceerd.
Heden ten dage heeft een grote bietenraffinaderij die ongeveer 1.500 ton suiker per dag produceert een vast personeelsbestand van ongeveer 150 mensen nodig voor een 24-uurs productie.
TrendsEdit
Tafelsuiker (sacharose) is afkomstig van plantaardige bronnen. Twee belangrijke suikergewassen overheersen: suikerriet (Saccharum spp.) en suikerbieten (Beta vulgaris), waarin suiker 12% tot 20% van het droge gewicht van de plant kan uitmaken. Minder belangrijke commerciële suikergewassen zijn de dadelpalm (Phoenix dactylifera), sorghum (Sorghum vulgare), en de suikeresdoorn (Acer saccharum). Sacharose wordt verkregen door extractie van deze gewassen met heet water; concentratie van het extract geeft siropen, waaruit vaste sacharose kan worden gekristalliseerd. In 2017 bedroeg de wereldwijde productie van tafelsuiker 185 miljoen ton.
De meeste rietsuiker komt uit landen met een warm klimaat, omdat suikerriet niet tegen vorst kan. Suikerbieten daarentegen groeien alleen in koelere gematigde streken en verdragen geen extreme hitte. Ongeveer 80 procent van de sucrose is afkomstig van suikerriet, de rest bijna allemaal van suikerbieten.
Midden 2018 hadden India en Brazilië ongeveer dezelfde suikerproductie – 34 miljoen ton – gevolgd door de Europese Unie, Thailand en China als de belangrijkste producenten. India, de Europese Unie en China waren de grootste binnenlandse consumenten van suiker in 2018.
Bietsuiker komt uit regio’s met een koeler klimaat: Noordwest- en Oost-Europa, Noord-Japan, plus sommige gebieden in de Verenigde Staten (waaronder Californië). Op het noordelijk halfrond eindigt het bietenteeltseizoen met het begin van de oogst rond september. De oogst en de verwerking gaan in sommige gevallen door tot maart. De capaciteit van de verwerkingsinstallaties en de weersomstandigheden zijn beide van invloed op de duur van de oogst en de verwerking – de industrie kan de geoogste bieten opslaan tot ze worden verwerkt, maar een door vorst beschadigde biet wordt effectief onverwerkbaar.
De Verenigde Staten stellen hoge suikerprijzen vast om hun producenten te steunen, met als gevolg dat veel voormalige afnemers van suiker zijn overgestapt op maïssiroop (drankenfabrikanten) of het land hebben verlaten (snoepfabrikanten).
De lage prijzen van glucosestropen die uit tarwe en maïs (maïs) worden vervaardigd, bedreigen de traditionele suikermarkt. Gebruikt in combinatie met kunstmatige zoetstoffen kunnen zij drankenfabrikanten in staat stellen zeer goedkope goederen te produceren.
Hoge-fructose-maïsstroopEdit
High-fructose corn syrup (HFCS) is aanzienlijk goedkoper als zoetstof voor de productie van levensmiddelen en dranken dan geraffineerde sacharose. Dit heeft ertoe geleid dat sacharose in de industriële voedselproductie in de VS gedeeltelijk is vervangen door HFCS en andere natuurlijke zoetstoffen zonder sacharose.
Verslagen in de openbare media hebben HFCS als minder veilig beschouwd dan sacharose. De meest gangbare vormen van HFCS bevatten echter 42 procent fructose, voornamelijk gebruikt in bewerkte voedingsmiddelen, of 55 procent fructose, voornamelijk gebruikt in frisdranken, in vergelijking met sucrose, dat voor 50 procent uit fructose bestaat. Bij een ongeveer gelijke glucose- en fructose-inhoud lijkt er geen significant verschil in veiligheid te zijn. Klinische diëtisten, medici en de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) zijn het er echter over eens dat suikers in de voeding een bron van lege calorieën zijn die in verband worden gebracht met bepaalde gezondheidsproblemen, en adviseren de totale consumptie van zoetstoffen op basis van suiker te beperken.
SoortenEdit
RietEdit
Sinds de 6e eeuw v. Chr, hebben rietsuikerproducenten het geoogste plantaardige materiaal van suikerriet geplet om het sap op te vangen en te filteren. Vervolgens behandelen ze de vloeistof (vaak met kalk (calciumoxide)) om onzuiverheden te verwijderen en vervolgens neutraliseren ze het. Door het sap te koken kan het bezinksel naar de bodem zakken om eruit te worden gebaggerd, terwijl het schuim naar de oppervlakte stijgt om te worden afgeroomd. Tijdens het afkoelen kristalliseert de vloeistof, meestal tijdens het roeren, zodat suikerkristallen ontstaan. Centrifuges verwijderen gewoonlijk de ongekristalliseerde stroop. De producenten kunnen het suikerproduct dan verkopen voor gebruik zoals het is, of het verder verwerken om lichtere kwaliteiten te produceren. De latere verwerking kan plaatsvinden in een fabriek in een ander land.
Suikerriet is een belangrijk onderdeel van de Braziliaanse landbouw; het land is ’s werelds grootste producent van suikerriet en daarvan afgeleide producten, zoals gekristalliseerde suiker en ethanol (ethanolbrandstof).
BietenEdit
De producenten van bietsuiker snijden de gewassen bieten in plakjes en extraheren de suiker vervolgens met heet water in een “diffusor”. Een alkalische oplossing (“kalkmelk” en kooldioxide uit de kalkoven) dient vervolgens om onzuiverheden neer te slaan (zie carbonatatie). Na filtratie wordt het sap door verdamping geconcentreerd tot een gehalte van ongeveer 70% vaste stof, en door gecontroleerde kristallisatie wordt de suiker eruit gehaald. Een centrifuge verwijdert de suikerkristallen uit de vloeistof, die wordt gerecycleerd in de kristallisatiefasen. Wanneer het om economische redenen niet mogelijk is meer suiker te verwijderen, gooit de fabrikant de overblijvende vloeistof, die nu melasse wordt genoemd, weg of verkoopt deze door aan producenten van diervoeder.
Het zeven van de witte suiker levert verschillende kwaliteiten op voor de verkoop.
Riet versus bietEdit
Het is moeilijk onderscheid te maken tussen volledig geraffineerde suiker uit bieten en suiker uit riet. Eén manier is door isotopenanalyse van koolstof. Riet maakt gebruik van C4-koolstoffixatie en bieten van C3-koolstoffixatie, wat resulteert in een verschillende verhouding van 13C- en 12C-isotopen in de sucrose. De tests worden gebruikt om frauduleus misbruik van subsidies van de Europese Unie op te sporen of om te helpen bij de opsporing van versneden vruchtensap.
Suikerriet verdraagt een warm klimaat beter, maar voor de productie van suikerriet is ongeveer vier keer zoveel water nodig als voor de productie van suikerbieten. Als gevolg daarvan hebben sommige landen die traditioneel rietsuiker produceerden (zoals Egypte) sinds ongeveer 2008 nieuwe bietsuikerfabrieken gebouwd. Sommige suikerfabrieken verwerken zowel suikerriet als suikerbieten en verlengen op die manier hun verwerkingsperiode.
Bij de productie van suiker blijven reststoffen over die sterk verschillen naargelang van de gebruikte grondstoffen en de plaats van productie. Terwijl melasse van rietsuiker vaak wordt gebruikt bij de bereiding van levensmiddelen, vindt de mens melasse van suikerbieten onsmakelijk, zodat zij meestal terechtkomt als industriële fermentatiegrondstof (bijvoorbeeld in alcoholstokerijen), of als diervoeder. Eenmaal gedroogd kunnen beide soorten melasse dienen als brandstof voor verbranding.
Zuivere bietsuiker is moeilijk te vinden, zo geëtiketteerd, op de markt. Hoewel sommige fabrikanten hun product duidelijk als “zuivere rietsuiker” etiketteren, wordt bietsuiker bijna altijd gewoon als suiker of zuivere suiker geëtiketteerd. Uit interviews met de 5 belangrijkste bietsuikerproducerende bedrijven is gebleken dat veel winkelmerken of “huismerk”-suikerproducten zuivere bietsuiker zijn. Aan de hand van de partijcode kan het bedrijf en de fabriek waar de suiker vandaan komt worden geïdentificeerd, zodat bietsuiker kan worden geïdentificeerd als de codes bekend zijn.
Culinaire suikersEdit
MolenwitEdit
Molenwit, ook wel plantagewit, kristalsuiker of superieure suiker genoemd, wordt geproduceerd uit ruwe suiker. Het wordt tijdens de productie blootgesteld aan zwaveldioxide om de concentratie van kleurstoffen te verminderen en verdere kleurontwikkeling tijdens het kristallisatieproces te helpen voorkomen. Hoewel dit product veel voorkomt in gebieden waar suikerriet wordt geteeld, kan het niet goed worden opgeslagen of vervoerd. Na een paar weken hebben de onzuiverheden de neiging om verkleuring en klontering te bevorderen; daarom wordt dit type suiker over het algemeen beperkt tot lokale consumptie.
Blanco directoEdit
Blanco directo, een witte suiker die veel voorkomt in India en andere Zuid-Aziatische landen, wordt geproduceerd door veel onzuiverheden uit het rietsap neer te slaan met behulp van fosforzuur en calciumhydroxide, vergelijkbaar met de carbonatatietechniek die wordt gebruikt bij de raffinage van bietsuiker. Blanco directo is zuiverder dan witte suiker uit molens, maar minder zuiver dan witte geraffineerde.
Witte geraffineerdeEdit
Witte geraffineerde is de meest voorkomende vorm van suiker in Noord-Amerika en Europa. Geraffineerde suiker wordt gemaakt door ruwe suiker op te lossen en te zuiveren met behulp van fosforzuur, vergelijkbaar met de methode die wordt gebruikt voor blanco directo, een carbonatatieproces met calciumhydroxide en kooldioxide, of door middel van verschillende filtratiestrategieën. Daarna wordt de suiker verder gezuiverd door filtratie door een bed van actieve kool of beenderkool. Bietsuikerraffinaderijen produceren rechtstreeks geraffineerde witte suiker zonder een tussenstap in het ruwe productieproces.
Witte geraffineerde suiker wordt meestal verkocht als kristalsuiker, die is gedroogd om klontering te voorkomen en wordt geleverd in verschillende kristalgroottes voor thuis en industrieel gebruik:
- Grove korrelsuiker, zoals schuursuiker (ook wel “parelsuiker”, “decoratiesuiker”, knabbelsuiker of suikerknabbels genoemd) is een grove korrelsuiker die wordt gebruikt om glans en smaak toe te voegen aan bakwaren en snoepgoed. De grote reflecterende kristallen lossen niet op wanneer ze aan hitte worden blootgesteld.
- Korrelsuiker, bekend als tafelsuiker, met een korrelgrootte van ongeveer 0,5 mm doorsnee. “Suikerklontjes zijn klontjes voor consumptie, die worden gemaakt door kristalsuiker te mengen met suikerstroop.
- Caster (0,35 mm), een zeer fijne suiker in Groot-Brittannië en andere landen van het Gemenebest, zo genoemd omdat de korrels klein genoeg zijn om door een suikerstrooier te passen, een klein vat met een geperforeerde bovenkant, waaruit suiker aan tafel kan worden gestrooid. Deze suiker wordt vaak gebruikt bij het bakken en in gemengde dranken en wordt in de Verenigde Staten verkocht als “superfijne” suiker. Omdat het zo fijn is, lost het sneller op dan gewone witte suiker en is het vooral nuttig in meringues en koude vloeistoffen. Basterdsuiker kan thuis worden bereid door kristalsuiker een paar minuten te malen in een vijzel of keukenmachine.
- Poedersuiker, 10X suiker, suikerbakkerssuiker (0,060 mm), of poedersuiker (0,024 mm), geproduceerd door suiker tot een fijn poeder te vermalen. De fabrikant kan een kleine hoeveelheid antiklontermiddel toevoegen om klonteren te voorkomen – hetzij maïszetmeel (1% tot 3%) of tri-calciumfosfaat.
Bruine suiker komt ofwel uit de late stadia van het raffineren van rietsuiker, wanneer suiker fijne kristallen vormt met een aanzienlijk melassegehalte, of door witte geraffineerde suiker te coaten met een stroop van rietsuiker (blackstrap molasses). De kleur en smaak van bruine suiker worden sterker naarmate het melassegehalte toeneemt, en hetzelfde geldt voor de vochtvasthoudende eigenschappen. Bruine suikers hebben ook de neiging te verharden als ze aan de atmosfeer worden blootgesteld, hoewel een goede behandeling dit kan omkeren.
MetingEdit
Gewicht aan opgeloste suikerEdit
Wetenschappers en de suikerindustrie gebruiken graden Brix (symbool °Bx), geïntroduceerd door Adolf Brix, als meeteenheden voor de massaverhouding van opgeloste stof tot water in een vloeistof. Een sucrose-oplossing van 25 °Bx heeft 25 gram sucrose per 100 gram vloeistof; of, anders gezegd, in de 100 gram oplossing zit 25 gram sucrose-suiker en 75 gram water.
De Brix-graden worden gemeten met behulp van een infraroodsensor. Deze meting is niet gelijk aan de Brix-waarden van een dichtheids- of brekingsindexmeting, omdat specifiek de opgeloste suikerconcentratie wordt gemeten in plaats van alle opgeloste vaste stoffen. Wanneer een refractometer wordt gebruikt, moet het resultaat worden gerapporteerd als “refractometrische gedroogde stof” (RDS). Een vloeistof kan bijvoorbeeld 20 °Bx RDS hebben. Dit is een maat voor het gewichtspercentage van de totale hoeveelheid gedroogde vaste stof en, hoewel technisch niet hetzelfde als de Brix-waarde die met een infraroodmethode wordt bepaald, geeft het een nauwkeurige meting van het sacharosegehalte, aangezien sacharose in feite het grootste deel van de gedroogde vaste stof uitmaakt. De komst van in-line infrarood Brix-meetsensoren heeft het meten van de hoeveelheid opgeloste suiker in producten economisch rendabel gemaakt door middel van een directe meting.