História do refinamento da sacaroseEdit
A produção de açúcar de mesa tem uma longa história. Alguns estudiosos afirmam que os indianos descobriram como cristalizar o açúcar durante a dinastia Gupta, por volta de 350.
Outros estudiosos apontam para os antigos manuscritos da China, datados do século VIII a.C., onde uma das primeiras menções históricas à cana-de-açúcar é incluída, juntamente com o facto de o seu conhecimento da cana-de-açúcar ser derivado da Índia. Além disso, parece que por volta de 500 AC, os residentes da Índia actual começaram a fazer xarope de açúcar e a arrefecê-lo em grandes tigelas planas para fazer cristais de açúcar bruto de mesa, que eram mais fáceis de armazenar e transportar. Na língua indiana local, estes cristais eram chamados khanda (खण्ड), que é a fonte da palavra doce.
O exército de Alexandre o Grande foi parado nas margens do rio Indo pela recusa das suas tropas em ir mais para leste. Eles viram pessoas no subcontinente indiano a cultivar cana-de-açúcar e a fazer granulados, como sal em pó doce, localmente chamados sākhar (साखर), pronunciados como sakcharon (ζακχαρον) em grego (grego moderno, zachari ζάχαρη). Na sua viagem de regresso, os soldados gregos levaram de volta algumas das “canas de mel”. A cana-de-açúcar continuou a ser uma cultura limitada durante mais de um milénio. O açúcar era uma mercadoria rara e os comerciantes de açúcar tornaram-se ricos. Veneza, no auge do seu poder financeiro, era o principal centro distribuidor de açúcar da Europa. Os árabes começaram a produzi-lo na Sicília e em Espanha. Só depois das Cruzadas é que começou a rivalizar com o mel como edulcorante na Europa. Os espanhóis começaram a cultivar cana de açúcar nas Índias Ocidentais em 1506 (Cuba em 1523). Os portugueses cultivaram pela primeira vez cana-de-açúcar no Brasil em 1532.
Sugar permaneceu um luxo em grande parte do mundo até ao século XVIII. Só os ricos o podiam comprar. No século XVIII, a procura de açúcar de mesa aumentou na Europa e no século XIX tinha-se tornado considerada como uma necessidade humana. O uso do açúcar cresceu desde o uso no chá, até aos bolos, confeitaria e chocolates. Os fornecedores comercializavam o açúcar em formas inovadoras, tais como cones sólidos, o que exigia que os consumidores utilizassem um nip, uma ferramenta semelhante a um alicate, para quebrar pedaços.
A procura de açúcar de mesa mais barato impulsionou, em parte, a colonização de ilhas tropicais e nações onde as plantações de cana-de-açúcar de trabalho intensivo e o fabrico de açúcar de mesa podiam prosperar. O cultivo da cultura da cana de açúcar em climas quentes e húmidos, e a produção de açúcar de mesa em engenhos de açúcar a alta temperatura foi um trabalho áspero e desumano. A procura de mão-de-obra barata e dócil para este trabalho, em parte, impulsionou primeiro o comércio de escravos de África (em particular da África Ocidental), seguido pelo comércio de mão-de-obra indentada da Ásia do Sul (em particular da Índia). Milhões de escravos, seguidos por milhões de trabalhadores indentados foram trazidos para as Caraíbas, Oceano Índico, Ilhas do Pacífico, África Oriental, Natal, partes norte e oriental da América do Sul, e sudeste da Ásia. A mistura étnica moderna de muitas nações, estabelecida nos últimos dois séculos, foi influenciada pelo açúcar de mesa.
A partir do final do século XVIII, a produção de açúcar tornou-se cada vez mais mecanizada. O motor a vapor alimentou pela primeira vez um moinho de açúcar na Jamaica em 1768, e, pouco tempo depois, o vapor substituiu a queima directa como fonte de calor de processo. Durante o mesmo século, os europeus começaram a experimentar a produção de açúcar a partir de outras culturas. Andreas Marggraf identificou a sacarose em raiz de beterraba e o seu estudante Franz Achard construiu uma fábrica de processamento de beterraba açucareira na Silésia (Prússia). A indústria do açúcar de beterraba decolou durante as Guerras Napoleónicas, quando a França e o continente foram isolados do açúcar das Caraíbas. Em 2010, cerca de 20% do açúcar mundial era produzido a partir de beterraba.
Hoje em dia, uma grande refinaria de beterraba que produz cerca de 1.500 toneladas de açúcar por dia necessita de uma mão-de-obra permanente de cerca de 150 trabalhadores para uma produção de 24 horas.
TrendsEdit
Açúcar de mesa (sacarose) provém de fontes vegetais. Duas importantes culturas açucareiras predominam: a cana de açúcar (Saccharum spp.) e a beterraba (Beta vulgaris), na qual o açúcar pode representar 12% a 20% do peso seco da planta. As pequenas culturas comerciais de açúcar incluem a tamareira (Phoenix dactylifera), o sorgo (Sorghum vulgare), e o ácer de açúcar (Acer saccharum). A sacarose é obtida por extracção destas culturas com água quente; a concentração do extracto dá xaropes, a partir dos quais a sacarose sólida pode ser cristalizada. Em 2017, a produção mundial de açúcar de mesa atingiu 185 milhões de toneladas.
A maior parte do açúcar de cana provém de países com climas quentes, porque a cana de açúcar não tolera a geada. A beterraba sacarina, por outro lado, cresce apenas em regiões temperadas mais frias e não tolera calor extremo. Cerca de 80% da sacarose é derivada da cana-de-açúcar, o resto quase todo da beterraba sacarina.
Em meados de 2008, a Índia e o Brasil tinham aproximadamente a mesma produção de açúcar – 34 milhões de toneladas – seguidos pela União Europeia, Tailândia, e China como os principais produtores. A Índia, a União Europeia e a China foram os principais consumidores domésticos de açúcar em 2018.
O açúcar de beterraba provém de regiões com climas mais frios: noroeste e leste da Europa, norte do Japão, mais algumas áreas nos Estados Unidos (incluindo a Califórnia). No hemisfério norte, a época de cultivo da beterraba termina com o início da colheita por volta de Setembro. A colheita e o processamento continuam até Março, em alguns casos. A disponibilidade de capacidade de processamento e o clima influenciam a duração da colheita e processamento – a indústria pode armazenar as beterrabas colhidas até serem processadas, mas uma beterraba danificada pela geada torna-se efectivamente não processada.
Os Estados Unidos estabelecem preços elevados do açúcar para apoiar os seus produtores, com o efeito de muitos antigos compradores de açúcar terem mudado para xarope de milho (fabricantes de bebidas) ou saído do país (fabricantes de doces).
Os baixos preços dos xaropes de glucose produzidos a partir de trigo e milho (milho) ameaçam o mercado tradicional do açúcar. Utilizados em combinação com edulcorantes artificiais, podem permitir aos fabricantes de bebidas produzir produtos de muito baixo custo.
Xarope de milho de alta frutoseEdit
Xarope de milho de alta frutose (HFCS) é significativamente mais barato como edulcorante para o fabrico de alimentos e bebidas do que a sacarose refinada. Isto levou a que a sacarose fosse parcialmente deslocada na produção industrial de alimentos nos EUA por HFCS e outros edulcorantes naturais sem sacarose.
Relatórios em meios públicos têm considerado o HFCS como menos seguro do que a sacarose. Contudo, as formas mais comuns de HFCS contêm ou 42% de frutose, principalmente utilizada em alimentos processados, ou 55% de frutose, principalmente utilizada em refrigerantes, em comparação com a sacarose, que é 50% de frutose. Dado que o teor de glucose e frutose é aproximadamente igual, não parece haver uma diferença significativa em termos de segurança. Dito isto, dietistas clínicos, profissionais médicos, e a Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos concordam que os açúcares dietéticos são uma fonte de calorias vazias associadas a certos problemas de saúde, e recomendam a limitação do consumo global de edulcorantes à base de açúcar.
TiposEdit
CaneEdit
desde o século VI a.C, Os produtores de açúcar de cana esmagaram o material vegetal colhido da cana de açúcar para recolher e filtrar o sumo. Depois tratam o líquido (muitas vezes com cal (óxido de cálcio)) para remover as impurezas e depois neutralizam-no. A fervura do sumo permite então que o sedimento se assente no fundo para ser dragado, enquanto a escória sobe à superfície para ser desnatada. No arrefecimento, o líquido cristaliza, geralmente em processo de agitação, para produzir cristais de açúcar. As centrífugas removem geralmente o xarope não cristalizado. Os produtores podem então vender o produto de açúcar para ser utilizado tal como está, ou processá-lo posteriormente para produzir qualidades mais leves. O processamento posterior pode ter lugar noutra fábrica noutro país.
A cana-de-açúcar é um componente importante da agricultura brasileira; o país é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e dos seus produtos derivados, tais como o açúcar cristalizado e o etanol (etanol combustível).
BeetEdit
Os produtores de beterraba sacarina cortam as beterrabas lavadas, depois extraem o açúcar com água quente num “difusor”. Uma solução alcalina (“leite de cal” e dióxido de carbono do forno da cal) serve então para precipitar as impurezas (ver carbonatação). Após a filtração, a evaporação concentra o sumo a um teor de cerca de 70% de sólidos, e a cristalização controlada extrai o açúcar. Uma centrifugadora remove os cristais de açúcar do líquido, que é reciclado nas fases de cristalização. Quando restrições económicas impedem a remoção de mais açúcar, o fabricante descarta o líquido restante, agora conhecido como melaço, ou vende-o aos produtores de ração animal.
P>A peneiração do açúcar branco resultante produz diferentes graus para venda.
Cana versus beterrabaEditar
É difícil distinguir entre açúcar totalmente refinado produzido a partir de beterraba e cana. Uma forma é através da análise isotópica do carbono. A cana utiliza fixação de carbono C4, e a beterraba utiliza fixação de carbono C3, resultando numa razão diferente de isótopos de 13C e 12C na sacarose. Os testes são utilizados para detectar abusos fraudulentos dos subsídios da União Europeia ou para ajudar na detecção de sumo de fruta adulterado.
A cana-de-açúcar tolera melhor os climas quentes, mas a produção de cana de açúcar necessita aproximadamente quatro vezes mais água do que a produção de beterraba sacarina. Como resultado, alguns países que tradicionalmente produziam açúcar de cana (como o Egipto) têm construído novas fábricas de açúcar de beterraba desde cerca de 2008. Algumas fábricas de açúcar processam tanto a cana-de-açúcar como a beterraba e prolongam o seu período de processamento dessa forma.
A produção de açúcar deixa resíduos que diferem substancialmente em função das matérias-primas utilizadas e do local de produção. Enquanto que o melaço de cana é frequentemente utilizado na preparação de alimentos, os seres humanos consideram o melaço de beterraba de açúcar não palatável, e consequentemente acaba principalmente como matéria-prima de fermentação industrial (por exemplo, em destilarias de álcool), ou como ração animal. Uma vez seco, qualquer tipo de melaço pode servir como combustível para queimar.
O açúcar puro da beterraba é difícil de encontrar, por isso rotulado, no mercado. Embora alguns fabricantes rotulem claramente o seu produto como “açúcar de cana puro”, o açúcar de beterraba é quase sempre rotulado simplesmente como açúcar ou açúcar puro. Entrevistas com as 5 principais empresas produtoras de açúcar de beterraba revelaram que muitas marcas de lojas ou produtos com “marca própria” de açúcar são açúcar de beterraba puro. O código do lote pode ser utilizado para identificar a empresa e a fábrica de onde provém o açúcar, permitindo a identificação do açúcar de beterraba se os códigos forem conhecidos.
Açúcar culinárioEdit
Moinho brancoEdit
Moinho branco, também chamada plantação de açúcar branco, açúcar cristal ou açúcar superior é produzido a partir de açúcar bruto. É exposto ao dióxido de enxofre durante a produção para reduzir a concentração de compostos de cor e ajuda a evitar o desenvolvimento de cor durante o processo de cristalização. Embora comum às áreas de cultivo de cana de açúcar, este produto não armazena nem envia bem. Após algumas semanas, as suas impurezas tendem a promover a descoloração e a aglomeração; por conseguinte, este tipo de açúcar é geralmente limitado ao consumo local.
Blanco directoEdit
Blanco directo, um açúcar branco comum na Índia e noutros países do sul da Ásia, é produzido pela precipitação de muitas impurezas do sumo da cana utilizando ácido fosfórico e hidróxido de cálcio, semelhante à técnica de carbonatação utilizada na refinação de açúcar de beterraba. Blanco directo é mais puro que o açúcar branco de moinho, mas menos puro que o branco refinado.
White refinedEdit
O açúcar branco refinado é a forma mais comum de açúcar na América do Norte e Europa. O açúcar refinado é feito dissolvendo e purificando o açúcar bruto utilizando ácido fosfórico semelhante ao método utilizado para blanco directo, um processo de carbonatação envolvendo hidróxido de cálcio e dióxido de carbono, ou através de várias estratégias de filtração. É depois purificado por filtração através de um leito de carvão activado ou carbonato de osso. As refinarias de açúcar de beterraba produzem açúcar branco refinado directamente sem uma etapa intermédia em bruto.
O açúcar branco refinado é tipicamente vendido como açúcar granulado, que foi seco para evitar a aglomeração e vem em vários tamanhos de cristal para uso doméstico e industrial:
- Grão grosso, tal como o açúcar de lixar (também chamado “açúcar pérola”, “açúcar decorativo”, açúcar em bico ou aparo de açúcar) é um açúcar de grão grosso utilizado para adicionar faíscas e sabor a produtos cozidos e doces. Os seus grandes cristais reflectores não se dissolvem quando submetidos ao calor.
- Granulado, familiar como açúcar de mesa, com um grão de cerca de 0,5 mm de diâmetro. Os “cubos de açúcar” são grumos para consumo conveniente produzidos através da mistura de açúcar granulado com xarope de açúcar.
- Rodízio (0,35 mm), um açúcar muito fino na Grã-Bretanha e outros países da Commonwealth, assim denominado porque os grãos são suficientemente pequenos para caberem através de um rodízio de açúcar que é um pequeno recipiente com uma tampa perfurada, a partir do qual se asperge o açúcar à mesa. Comummente utilizado em panificação e bebidas mistas, é vendido como açúcar “superfino” nos Estados Unidos. Devido à sua finura, dissolve-se mais rapidamente do que o açúcar branco normal e é especialmente útil em merengues e líquidos frios. O açúcar refinado pode ser preparado em casa moendo açúcar granulado durante alguns minutos num almofariz ou processador de alimentos.
- Açúcar em pó, açúcar 10X, açúcar de confeitaria (0,060 mm), ou açúcar em pó (0,024 mm), produzido por moagem do açúcar a um pó fino. O fabricante pode adicionar uma pequena quantidade de agente antiaglomerante para evitar a aglomeração – ou amido de milho (1% a 3%) ou fosfato tri-cálcico.
O açúcar castanho provém quer das fases tardias de refinação do açúcar de cana, quando o açúcar forma cristais finos com teor significativo de melaço, ou de revestimento de açúcar branco refinado com um xarope de melaço de cana (melaço de tira preta). A cor e o sabor do açúcar castanho torna-se mais forte com o aumento do teor de melaço, bem como as suas propriedades de retenção de humidade. Os açúcares castanhos também tendem a endurecer se expostos à atmosfera, embora o manuseamento adequado possa inverter isto.
MediçãoEditar
Teor de açúcar dissolvidoEditar
Cientistas e a indústria açucareira usam graus Brix (símbolo °Bx), introduzido por Adolf Brix, como unidades de medida da relação de massa da substância dissolvida para a água num líquido. Uma solução de 25 °Bx de sacarose tem 25 gramas de sacarose por 100 gramas de líquido; ou, dito de outra forma, existem 25 gramas de açúcar de sacarose e 75 gramas de água nos 100 gramas de solução.
Os graus Brix são medidos utilizando um sensor infravermelho. Esta medição não equivale aos graus Brix de uma medição de densidade ou índice de refracção, porque medirá especificamente a concentração de açúcar dissolvido em vez de todos os sólidos dissolvidos. Quando se utiliza um refractómetro, deve reportar-se o resultado como “substância seca refractométrica” (RDS). Pode falar-se de um líquido como tendo 20 °Bx RDS. Isto refere-se a uma medida de percentagem em peso do total de sólidos secos e, embora tecnicamente não seja o mesmo que graus Brix determinados através de um método infravermelho, faz uma medição precisa do teor de sacarose, uma vez que a sacarose de facto forma a maioria dos sólidos secos. O advento dos sensores de medição em linha por infravermelhos Brix tornou económica a medição da quantidade de açúcar dissolvido em produtos, utilizando uma medição directa.