Fabricarea zahărului - determinarea caracteristicilor organoleptice și fizico-chimice ale zahărului

Capitolul I

Fabricarea zahărului

Originile sfeclei de zahăr nu sunt încă bine cunoscute. Se stie că sfecla pe care o cunoaştem noi a provenit din sfecla albă din Silezia, o varietate selecţionată de Achard, la sfărşitul secolului al XVIII-lea. Sfecla este o plantă bianulă ierboasă, cu rădăcina principală mult îngroşată. În condiţii normale, ciclul de dezvoltare cuprinde două perioade de vegetaţie se formează rădăcina si frunzele, iar în al doilea an se dezvoltă lăstarii floriferi, are loc înflorirea, fecundarea si formarea seminţei, planta devenind ‘’semincer’’, adică producătoare de seminţe.

Soiurile cultivate se impart în:

- sfeclă cultivată pentru folosirea frunzelor, au un conţinut de zahăr de 9-14%

- sfecla comestibilă cu un conţinut de zahar de 6-12%

- sfecla furajeră cu un conţinut de zahăr de 3-10%

- sfecla cultivată pentru extragerea zahărului cu un conţinut de 18-20% zahăr

Pentru fabricarea zahărului se folosesc rădăcinile din primul an de dezvoltare a sfeclei. În condiţii normale sfecla de zahăr are o masă de 350-1000 g . Zaharoza se formează în frunze de unde este transportată si depozitată in ţesuturile inferioare ale rădăcinii.

Anatomia rădăcinii de sfeclă de zahăr

Rădăcina sfeclei de zahăr este compusă din următoarele părţi principale:

- cap sau epicotil

- gât, colet sau hipocotil

- corpul rădăcinii sa rizocarp

- codiţă

În figura 1 este reprezentată schematic rădăcina sfeclei de zahăr, cu părţile ei componente.

Rădăcina sfeclei crescute in condiţii normale de vegetaţie are masa cuprinsă intre 350-1000 g, aceasta depinzând în special de soiul sau de hibridul căreia îi aparţine, dar şi de condiţiile pedoclimatice si agrofitotehnice în care planta s-a dezvoltat.

Capul sfeclei, numit si epicotil, reprezintă aproximativ 5-15% din greutatea rădăcinii si este partea pe care sunt prinse frunzele.

Gâtul sfeclei, numit colet sau hipocotil, face trecerea de la capul sfeclei la rădăcina propriu-zisă, din care cauză nu poate fi practic delimitat exact la decoletarea sfeclei. În general, se practică sistemul de îndepărtare a coletului sau gâtului sfeclei prin tăierea acestuia sub baza ultimei frunze sau a ultimului mugur de frunză.

Corpul rădăcinii sau rizocarpul este cuprins intre gâtul sfeclei si partea inferioară a rădăcinii prelungite până la diametrul de 1 cm. Este partea din sfecla de zahăr care se foloseşte ca materie primă la obţinerea zahărului. Forma rădăcinii este variabilă şi poate fi conică sau conic alungită in funcţie de soi. Rădăcina sfeclei de zahăr este formată din celule de diferite forme care se grupează în ţesuturi. Aceste ţesuturi pot fi de trei feluri:

- epiderme care formează stratul exterior al rădăcinii

- fibros dă rezistenţă mecanică rădăcinii

- parenchimul în celulele acestui ţesut se găseşte sucul de sfeclă ce conţine zaharoza

Tulpina este reprezentată de capul rădăcinii pe care cresc frunzele în primul an de vegetaţie. În cel de-al doilea an din tulpină cresc ramuri pe vârfurile cărora se formează inflorescenţa.

Frunza - în primul an de dezvoltare sfecla de zahăr prezintă frunze de culoare verde aprins. O dată cu vârsta şi condiţiile de mediu frunzele îşi schimbă culoarea ajungând spre maroniu-gălbui.

Primele frunze din anul întâi de vegetaţie sunt eliptice şi cu timpul iau diferite forme.Primele frunze care apar in al doilea an de vegetaţie sunt mai mari şi au formă apropiată de cele din primul an, iar cele care apar mai târziu sunt din ce in ce mai mici cu cât sunt înserate mai sus pe ramuri.

Codiţa sfeclei reprezintă vârful rădăcinii şi este porţiunea care începe din zona din care diametrul rădăcinii este mai mic de 1 cm. Pe corpul rădăcinii sunt dispuse două şanţuri longitudinale diametral opuse, din care pornesc rădăcini laterale secundare.

Seminţele au forma lungită cu o lungime de circa 2 mm si o greutate cuprinsă între 2-3 mg. La exterior posedă un înveliş colorat în roşu-brun. Cea mai mare parte a seminţei este ocupată de embrion, care se compune din rădăcină, mugur şi două cotiledoane.

Morfologia rădăcinii

Rădăcina sfeclei de zahăr este formată dintr-o multitudine de celule grupate în ţesuturi. La exterior, rădăcina sfeclei are epiderma, compusă din mai multe straturi de celule cu pereţii îngroşaţi. Aceste straturi de celule au rolul de a opri pătrunderea apei în ţesutul rădăcinii. Spre interior se află un ţesut fibros. Rolul acestui ţesut este ca, împreună cu fasciculul de vase libero-lemnoase, să imprime rădăcinii sfeclei o mare rezistenţă mecanică. Între ţesutul fibros si vasele libero-lemnoase există parenchimul, în ale cărei celule se află sucul celular al sfeclei, care conţine zahăr şi alte substanţe străine zahărului numite generic “nezahăr”. Celulele parenchimului se deosebesc între ele în funcţie de zona în care se găsesc. În partea centrală a rădăcinii sfeclei, aceste celule sunt mai alungite, uneori chiar foarte înguste şi conţin mai mult zahăr. În mijlocul parenchimului, celulele sunt mai scurte, sunt late şi conţin mai puţin zahăr. Membrana celulei este compusă din celuloză, hemiceluloză şi substanţe pectice. Citoplasma, compusă in cea mai mare parte din substanţe albuminoide, conţine în vacuolele sale sucul celular, care este o soluţie de zahăr şi alte substanţe numite nezahăr in apă.

Compoziţia chimică a sfeclei de zahăr

Sfecla de zahăr, matură, sănătoasă, cu o masă de 300-1000 g şi chiar mai mult, conţine apă, zaharoză, substanţe pectice (protopectină), celuloză şi hemiceluloză, substanţe proteice, substanţe neproteice cu azot şi fără azot şi cenuşă (substanţe minerale). Dacă raportările se fac la 100 kg sfeclă repartizarea azot şi fără azot şi cenuşă (substanţe minerale). Dacă raportările se fac la 100 kg sfeclă repartizarea componentelor chimice este următoarea (fig. 1.2).

Compoziţia sfeclei de zahăr variază în limite foarte largi în funcţie de soiul sfeclei, condiţiile climatice de dezvoltare, îngrăşămintele administrative, întreţinerea culturilor, gradul de maturitate, condiţiile şi durata păstrării în silozuri.

După cum se observă din schemă rădăcina sfeclei se compune din:

- pulpă 4,2 – 5,96 %

- suc 93 – 94 %

Principalii componenţi ai pulpei sunt:

- celuloza

- hemiceluloza

- substanţe pectice

- proteinele

- substanţele minerale

- saponina