Storia della raffinazione del saccarosioModifica
La produzione di zucchero da tavola ha una lunga storia. Alcuni studiosi sostengono che gli indiani scoprirono come cristallizzare lo zucchero durante la dinastia Gupta, intorno al 350 d.C.
Altri studiosi indicano gli antichi manoscritti della Cina, datati all’VIII secolo a.C., dove è inclusa una delle prime menzioni storiche della canna da zucchero insieme al fatto che la loro conoscenza della canna da zucchero derivava dall’India. Inoltre, sembra che dal 500 a.C. circa, gli abitanti dell’attuale India iniziarono a fare lo sciroppo di zucchero e a raffreddarlo in grandi ciotole piatte per ottenere cristalli di zucchero grezzo da tavola, più facili da conservare e trasportare. Nella lingua indiana locale, questi cristalli erano chiamati khanda (खण्ड), che è l’origine della parola caramella.
L’esercito di Alessandro Magno fu fermato sulle rive del fiume Indo dal rifiuto delle sue truppe di andare più a est. Essi videro la gente del subcontinente indiano che coltivava la canna da zucchero e produceva una polvere dolce granulata, simile al sale, chiamata localmente sākhar (साखर), pronunciato come sakcharon (ζακχαρον) in greco (greco moderno, zachari ζάχαρη). Durante il loro viaggio di ritorno, i soldati greci riportarono alcune delle “canne da miele”. La canna da zucchero rimase una coltura limitata per oltre un millennio. Lo zucchero era una merce rara e i commercianti di zucchero divennero ricchi. Venezia, al culmine del suo potere finanziario, era il principale centro di distribuzione dello zucchero in Europa. Gli arabi iniziarono a produrlo in Sicilia e in Spagna. Solo dopo le Crociate cominciò a rivaleggiare con il miele come dolcificante in Europa. Gli spagnoli iniziarono a coltivare la canna da zucchero nelle Indie occidentali nel 1506 (Cuba nel 1523). I portoghesi coltivarono per la prima volta la canna da zucchero in Brasile nel 1532.
Lo zucchero rimase un lusso in gran parte del mondo fino al XVIII secolo. Solo i ricchi potevano permetterselo. Nel 18° secolo, la domanda di zucchero da tavola aumentò in Europa e nel 19° secolo fu considerato una necessità umana. L’uso dello zucchero crebbe dall’uso nel tè, alle torte, alla pasticceria e ai cioccolatini. I fornitori commercializzavano lo zucchero in forme nuove, come i coni solidi, che richiedevano ai consumatori di usare un “sugar nip”, uno strumento simile a una pinza, per rompere i pezzi.
La domanda di zucchero da tavola più economico spinse, in parte, la colonizzazione delle isole tropicali e delle nazioni dove le piantagioni di canna da zucchero ad alta intensità di lavoro e la produzione di zucchero da tavola potevano prosperare. Coltivare la canna da zucchero in climi caldo-umidi e produrre zucchero da tavola in zuccherifici ad alta temperatura era un lavoro duro e disumano. La richiesta di manodopera a basso costo e docile per questo lavoro, in parte, ha spinto prima il commercio di schiavi dall’Africa (in particolare dall’Africa occidentale), seguito dal commercio di manodopera vincolata dall’Asia meridionale (in particolare dall’India). Milioni di schiavi, seguiti da milioni di lavoratori a contratto, furono portati nei Caraibi, nell’Oceano Indiano, nelle isole del Pacifico, nell’Africa orientale, nel Natal, nelle parti settentrionali e orientali del Sud America e nell’Asia sudorientale. Il moderno mix etnico di molte nazioni, insediatesi negli ultimi due secoli, è stato influenzato dallo zucchero da tavola.
A partire dalla fine del XVIII secolo, la produzione di zucchero divenne sempre più meccanizzata. Il motore a vapore alimentò per la prima volta uno zuccherificio in Giamaica nel 1768 e, poco dopo, il vapore sostituì la cottura diretta come fonte di calore del processo. Durante lo stesso secolo, gli europei iniziarono a sperimentare la produzione di zucchero da altre colture. Andreas Marggraf identificò il saccarosio nella radice della barbabietola e il suo studente Franz Achard costruì una fabbrica di lavorazione della barbabietola da zucchero in Slesia (Prussia). L’industria dello zucchero di barbabietola decollò durante le guerre napoleoniche, quando la Francia e il continente furono tagliati fuori dallo zucchero dei Caraibi. Nel 2010, circa il 20% dello zucchero mondiale è stato prodotto dalle barbabietole.
Oggi, una grande raffineria di barbabietole che produce circa 1.500 tonnellate di zucchero al giorno ha bisogno di una forza lavoro permanente di circa 150 persone per una produzione di 24 ore.
TrendsEdit
Lo zucchero da tavola (saccarosio) proviene da fonti vegetali. Due importanti colture di zucchero predominano: la canna da zucchero (Saccharum spp.) e la barbabietola da zucchero (Beta vulgaris), in cui lo zucchero può rappresentare dal 12% al 20% del peso secco della pianta. Colture commerciali minori di zucchero includono la palma da dattero (Phoenix dactylifera), il sorgo (Sorghum vulgare), e l’acero da zucchero (Acer saccharum). Il saccarosio si ottiene dall’estrazione di queste colture con acqua calda; la concentrazione dell’estratto dà sciroppi, da cui il saccarosio solido può essere cristallizzato. Nel 2017, la produzione mondiale di zucchero da tavola ammontava a 185 milioni di tonnellate.
La maggior parte dello zucchero di canna proviene da paesi con climi caldi, perché la canna da zucchero non tollera il gelo. Le barbabietole da zucchero, invece, crescono solo nelle regioni temperate più fresche e non tollerano il calore estremo. Circa l’80% del saccarosio deriva dalla canna da zucchero, il resto quasi tutto dalle barbabietole da zucchero.
A metà del 2018, India e Brasile avevano circa la stessa produzione di zucchero – 34 milioni di tonnellate – seguiti da Unione Europea, Thailandia e Cina come maggiori produttori. L’India, l’Unione europea e la Cina sono stati i principali consumatori interni di zucchero nel 2018.
Lo zucchero di barbabietola proviene da regioni con climi più freschi: Europa nord-occidentale e orientale, Giappone settentrionale, più alcune aree degli Stati Uniti (compresa la California). Nell’emisfero settentrionale, la stagione della bieticoltura finisce con l’inizio della raccolta verso settembre. La raccolta e la lavorazione continuano fino a marzo in alcuni casi. La disponibilità di capacità degli impianti di lavorazione e il tempo influenzano la durata della raccolta e della lavorazione – l’industria può conservare le barbabietole raccolte fino alla lavorazione, ma una barbabietola danneggiata dal gelo diventa effettivamente non lavorabile.
Gli Stati Uniti fissano prezzi elevati per lo zucchero per sostenere i loro produttori, con l’effetto che molti ex acquirenti di zucchero sono passati allo sciroppo di mais (produttori di bevande) o si sono trasferiti fuori dal paese (produttori di caramelle).
I prezzi bassi degli sciroppi di glucosio prodotti da grano e mais (mais) minacciano il mercato tradizionale dello zucchero. Usati in combinazione con i dolcificanti artificiali, possono permettere ai produttori di bevande di produrre beni a bassissimo costo.
Sciroppo di mais ad alto fruttosioModifica
Lo sciroppo di mais ad alto fruttosio (HFCS) è significativamente più economico come dolcificante per la produzione di alimenti e bevande rispetto al saccarosio raffinato. Questo ha portato alla parziale sostituzione del saccarosio nella produzione alimentare industriale degli Stati Uniti con l’HFCS e altri dolcificanti naturali senza saccarosio.
I rapporti dei media pubblici hanno considerato l’HFCS meno sicuro del saccarosio. Tuttavia, le forme più comuni di HFCS contengono o il 42% di fruttosio, usato principalmente negli alimenti trasformati, o il 55% di fruttosio, usato principalmente nelle bevande analcoliche, rispetto al saccarosio, che è il 50% di fruttosio. Dato il contenuto approssimativamente uguale di glucosio e fruttosio, non sembra esserci una differenza significativa nella sicurezza. Detto questo, i dietologi clinici, i professionisti medici e la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti concordano sul fatto che gli zuccheri alimentari sono una fonte di calorie vuote associate ad alcuni problemi di salute, e raccomandano di limitare il consumo complessivo di dolcificanti a base di zucchero.
TipiEdit
CaneEdit
Dal VI secolo a.C, i produttori di zucchero di canna hanno schiacciato il materiale vegetale raccolto dalla canna da zucchero per raccogliere e filtrare il succo. Poi trattano il liquido (spesso con calce (ossido di calcio)) per rimuovere le impurità e neutralizzarlo. L’ebollizione del succo permette al sedimento di depositarsi sul fondo per essere dragato, mentre la feccia sale in superficie per essere scremata. Nel raffreddamento, il liquido cristallizza, di solito nel processo di agitazione, per produrre cristalli di zucchero. Le centrifughe di solito rimuovono lo sciroppo non cristallizzato. I produttori possono poi vendere il prodotto zuccherino per usarlo così com’è, o lavorarlo ulteriormente per produrre gradi più leggeri. La lavorazione successiva può avvenire in un’altra fabbrica in un altro paese.
La canna da zucchero è una componente importante dell’agricoltura brasiliana; il paese è il più grande produttore mondiale di canna da zucchero e dei suoi prodotti derivati, come lo zucchero cristallizzato e l’etanolo (carburante etanolo).
BeetEdit
I produttori di zucchero di barbabietola affettano le barbabietole lavate, poi estraggono lo zucchero con acqua calda in un “diffusore”. Una soluzione alcalina (“latte di calce” e anidride carbonica del forno da calce) serve poi a precipitare le impurità (vedi carbonatazione). Dopo la filtrazione, l’evaporazione concentra il succo ad un contenuto di circa il 70% di solidi, e la cristallizzazione controllata estrae lo zucchero. Una centrifuga rimuove i cristalli di zucchero dal liquido, che viene riciclato nelle fasi di cristallizzazione. Quando i vincoli economici impediscono la rimozione di più zucchero, il produttore scarta il liquido rimanente, ora conosciuto come melassa, o lo vende ai produttori di mangimi per animali.
Setacciando lo zucchero bianco risultante si ottengono diverse qualità per la vendita.
Canna contro barbabietolaModifica
È difficile distinguere tra lo zucchero completamente raffinato prodotto dalla barbabietola e dalla canna. Un modo è l’analisi isotopica del carbonio. La canna usa la fissazione del carbonio C4, mentre la barbabietola usa la fissazione del carbonio C3, risultando in un diverso rapporto di isotopi 13C e 12C nel saccarosio. I test sono utilizzati per individuare abusi fraudolenti delle sovvenzioni dell’Unione europea o per aiutare a individuare succhi di frutta adulterati.
La canna da zucchero tollera meglio i climi caldi, ma la produzione di canna da zucchero ha bisogno di circa quattro volte più acqua della produzione di barbabietola da zucchero. Di conseguenza, alcuni paesi che tradizionalmente producevano zucchero di canna (come l’Egitto) hanno costruito nuove fabbriche di zucchero di barbabietola dal 2008 circa. Alcune fabbriche di zucchero lavorano sia la canna da zucchero che le barbabietole da zucchero e prolungano il loro periodo di lavorazione in questo modo.
La produzione di zucchero lascia residui che differiscono sostanzialmente a seconda delle materie prime utilizzate e del luogo di produzione. Mentre la melassa di canna è spesso usata nella preparazione del cibo, gli esseri umani trovano la melassa dalle barbabietole da zucchero sgradevole, e di conseguenza finisce principalmente come materia prima per la fermentazione industriale (per esempio nelle distillerie di alcol), o come mangime per animali. Una volta essiccata, entrambi i tipi di melassa possono servire come combustibile per la combustione.
Lo zucchero puro di barbabietola è difficile da trovare, così etichettato, sul mercato. Anche se alcuni produttori etichettano chiaramente il loro prodotto come “puro zucchero di canna”, lo zucchero di barbabietola è quasi sempre etichettato semplicemente come zucchero o zucchero puro. Le interviste con le 5 maggiori aziende produttrici di zucchero di barbabietola hanno rivelato che molte marche commerciali o prodotti di zucchero “private label” sono puro zucchero di barbabietola. Il codice del lotto può essere utilizzato per identificare l’azienda e lo stabilimento da cui proviene lo zucchero, permettendo di identificare lo zucchero di barbabietola se i codici sono noti.
Zuccheri culinariModifica
Bianco di fabbricaModifica
Bianco di fabbrica, chiamato anche bianco di piantagione, zucchero cristallino o zucchero superiore è prodotto da zucchero grezzo. Viene esposto all’anidride solforosa durante la produzione per ridurre la concentrazione di composti colorati e aiuta a prevenire un ulteriore sviluppo di colore durante il processo di cristallizzazione. Sebbene sia comune nelle aree di coltivazione della canna da zucchero, questo prodotto non si conserva o spedisce bene. Dopo poche settimane, le sue impurità tendono a promuovere lo scolorimento e l’aggregazione; perciò questo tipo di zucchero è generalmente limitato al consumo locale.
Blanco directoEdit
Blanco directo, uno zucchero bianco comune in India e in altri paesi dell’Asia meridionale, è prodotto facendo precipitare molte impurità dal succo di canna usando acido fosforico e idrossido di calcio, simile alla tecnica della carbonatazione usata nella raffinazione dello zucchero di barbabietola. Blanco directo è più puro dello zucchero bianco di fabbrica, ma meno puro del bianco raffinato.
Bianco raffinatoModifica
Il raffinato bianco è la forma più comune di zucchero in Nord America e in Europa. Lo zucchero raffinato è fatto dissolvendo e purificando lo zucchero grezzo usando acido fosforico simile al metodo usato per il blanco directo, un processo di carbonatazione che coinvolge idrossido di calcio e anidride carbonica, o con varie strategie di filtrazione. Viene poi ulteriormente purificato per filtrazione attraverso un letto di carbone attivo o carbone di ossa. Le raffinerie di zucchero di barbabietola producono direttamente zucchero bianco raffinato senza uno stadio grezzo intermedio.
Lo zucchero bianco raffinato è tipicamente venduto come zucchero granulato, che è stato essiccato per prevenire la formazione di grumi ed è disponibile in varie dimensioni di cristalli per uso domestico e industriale:
- Lo zucchero a grana grossa, come lo zucchero da sabbiatura (chiamato anche “zucchero perlato”, “zucchero da decorazione”, zucchero a pennino o pennini di zucchero) è uno zucchero a grana grossa usato per aggiungere brillantezza e sapore in cima a prodotti da forno e caramelle. I suoi grandi cristalli riflettenti non si dissolvono se sottoposti a calore.
- Granulato, familiare come lo zucchero da tavola, con una granulometria di circa 0,5 mm di diametro. Le “zollette di zucchero” sono zollette per un comodo consumo prodotte mescolando lo zucchero granulato con lo sciroppo di zucchero.
- Caster (0,35 mm), uno zucchero molto fine in Gran Bretagna e in altri paesi del Commonwealth, così chiamato perché i grani sono abbastanza piccoli da passare attraverso uno zucchero caster che è un piccolo contenitore con una parte superiore perforata, da cui spruzzare lo zucchero a tavola. Comunemente usato nella cottura e nelle bevande miste, è venduto come zucchero “superfino” negli Stati Uniti. A causa della sua finezza, si scioglie più velocemente del normale zucchero bianco ed è particolarmente utile nelle meringhe e nei liquidi freddi. Lo zucchero semolato può essere preparato a casa macinando lo zucchero granulato per un paio di minuti in un mortaio o in un robot da cucina.
- Zucchero in polvere, zucchero 10X, zucchero per pasticceri (0,060 mm), o zucchero a velo (0,024 mm), prodotto macinando lo zucchero fino ad ottenere una polvere fine. Il produttore può aggiungere una piccola quantità di antiagglomerante per prevenire la formazione di grumi – amido di mais (dall’1% al 3%) o fosfato tri-calcico.
Lo zucchero bruno proviene dalle ultime fasi della raffinazione dello zucchero di canna, quando lo zucchero forma cristalli fini con un significativo contenuto di melassa, o dal rivestimento dello zucchero bianco raffinato con uno sciroppo di melassa di canna (melassa blackstrap). Il colore e il sapore dello zucchero di canna diventano più forti con l’aumentare del contenuto di melassa, così come le sue proprietà di trattenere l’umidità. Gli zuccheri di canna tendono anche a indurirsi se esposti all’atmosfera, anche se una corretta manipolazione può invertire questa tendenza.
MisuraModifica
Contenuto di zucchero discioltoModifica
Gli scienziati e l’industria dello zucchero usano i gradi Brix (simbolo °Bx), introdotti da Adolf Brix, come unità di misura del rapporto di massa della sostanza disciolta in acqua in un liquido. Una soluzione di saccarosio a 25 °Bx ha 25 grammi di saccarosio per 100 grammi di liquido; o, per dirla in un altro modo, 25 grammi di zucchero saccarosio e 75 grammi di acqua esistono nei 100 grammi di soluzione.
I gradi Brix sono misurati usando un sensore a infrarossi. Questa misura non equivale ai gradi Brix di una misura di densità o di indice di rifrazione, perché misura specificamente la concentrazione di zucchero dissolto invece di tutti i solidi dissolti. Quando si usa un rifrattometro, si dovrebbe riportare il risultato come “sostanza secca rifrattometrica” (RDS). Si potrebbe parlare di un liquido come se avesse 20 °Bx RDS. Questo si riferisce a una misura della percentuale in peso dei solidi secchi totali e, sebbene non sia tecnicamente lo stesso dei gradi Brix determinati attraverso un metodo a infrarossi, rende una misura accurata del contenuto di saccarosio, dato che il saccarosio in effetti forma la maggioranza dei solidi secchi. L’avvento dei sensori di misurazione Brix a infrarossi in linea ha reso economica la misurazione della quantità di zucchero disciolto nei prodotti utilizzando una misurazione diretta.