Сахар: стратегический углевод

Растения, из которых получают сахар

До начала XIX столетия сырьём для получения сахара служил сахарный тростник (Saccharum officinarum) — многолетнее травянистое растение из семейства злаков. Внешне растение похоже на бамбук: цилиндрические стебли сахарного тростника достигают 6 м по высоте и 5 см в поперечнике. Листья широкие и напоминают листья кукурузы. Стебель заканчивается соцветием — метёлкой пирамидальной формы.

Родина сахарного тростника неизвестна, но, вероятнее всего, она находится в Индии, где одновременно встречаются очень похожие друг на друга дикорастущие и культурные виды этого растения. Само слово «сахар» происходит от санскритского sarkara, откуда оно перекочевало в арабский язык как sukkar, в средневековую латынь как succarum и далее во все языки мира, приспосабливаясь к особенностям местного произношения.

Из Индии культура сахарного тростника и способ получения из него сахара между 1800 и 1700 годами до н.э. проникли в Китай, о чём свидетельствуют несколько китайских источников, сообщающих, что получать сахар путём вываривания его стеблей научили китайцев люди, жившие в долине Ганга. Постепенно сахарный тростник и технология получения из него сахара разными путями распространились по всему миру.

Сахарный тростник (слева) и сахарная свёкла (справа)

Появившиеся на свет в конце XVIII столетия сахарная свёкла и технология получения из неё сахара стараниями немецкого химика А. Маргграфа и его ученика француза Ш. Ашара положили конец всемирному господству сахарного тростника и довольно быстро вытеснили его на европейских и российских сахарных заводах, дав гигантский скачок развитию мировой сахарной промышленности.

В статистических сборниках Российской империи за 1802—1803 годы сахарная свёкла ещё отсутствует среди «мануфактурных растений», но российская Медицинская коллегия в конце 1799 года уже издала монографию под красноречивым заглавием «Способ заменять иностранный сахар домашними произведениями». Так закончилась монополия тростника как единственного растения на Земле, используемого человеком в течение многих веков для добывания сладкого сока, патоки и кристаллического сахара. К 1860-м годам в России работало уже 517 сахарных заводов, которые не только полностью избавили страну от импортного сахара, но дали возможность экспортировать сахар высочайшего качества в страны Востока и Запада.

О вреде и пользе сахара

Обычный сахар, называемый по-другому сахарозой, — ценное питательное вещество, относящееся к классу углеводов. Попав в организм человека, сахароза быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу и так же быстро всасывается в кровь.

Физиологическая норма потребления чистого сахара — около 100 г в сутки, но её следует дифференцировать в зависимости от возраста и образа жизни. Так, количество сахара в рационе питания пожилых людей, особенно склонных к полноте, не должно превышать 15% от общего суточного количества углеводов, а это не только сахар, но и мёд, фрукты, мучные продукты, каши. Суточная потребность в углеводах — около 500 г, а минимальная — 100—150 г. Процесс превращения углеводов обеспечивает примерно 60% суммарного энергообмена.

Непосредственным источником энергии в организме человека является глюкоза крови. Быстрый распад и окисление её, а также скорое извлечение обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов организма при нарастающих затратах энергии во время интенсивных мышечных и умственных нагрузок, эмоциональном возбуждении и пр.

Известно, что 25% глюкозы крови накапливается организмом, превращаясь в жир, а из 2 — 5% глюкозы в печени и мышцах синтезируется гликоген, представляющий собой отложенный в запас углевод. Гликоген достаточно быстро образуется при нарастании содержания глюкозы в крови и так же быстро расходуется по мере её убыли.

Количество гликогена в мышцах увеличивается при обильном питании и уменьшается во время голодания. Распад гликогена (гликолиз) — один из главных источников энергии для мышечного сокращения.

Мозг, увы, не имеет депо гликогена или жира, а потому нуждается в постоянном поступлении глюкозы. Тем, кто делает попытки исключить сахар из рациона, пока их мозг ещё не утратил способность воспринимать информацию, следует помнить, что углеводы — единственный источник, за счёт которого в норме покрываются энергетические расходы мозга, то есть сохраняется способность к мышлению.

Норма глюкозы в крови у детей до 14 лет — 3,33—5,55 ммоль/л, у взрослых — 3,89— 5,83 ммоль/л, после 60 лет возрастает до 6,38 ммоль/л.

У вполне здоровых людей, которые либо не заботятся о восполнении затраченной энергии, либо избегают сахара по причине его мнимой «зловредности», часто появляются признаки гипогликемии (низкого уровня сахара крови): слабость, усталость, затруднение концентрации внимания, озноб, лёгкая потливость, дрожь, сердцебиение, головная боль. В более тяжёлых случаях возможны двоение в глазах, путаница в мыслях, агрессивность, раздражительность, слезливость, сильная потливость, бледность. Гипогликемия может наступить в течение нескольких минут и пройти через 10—15 минут после приёма сладкого.

Если еда здорового человека содержит большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом гипергликемию называют алиментарной (пищевой). Когда уровень глюкозы в крови повышается до 8,9—10,0 ммоль/л (160—180 мг%), избыток её выделяется с мочой.

Второй компонент сахара — фруктоза, она так же, как и глюкоза, служит быстро утилизируемым источником энергии. Часть фруктозы под действием фермента фруктокиназы в кишечнике и печени превращается в глюкозу и используется для восстановления запасов гликогена в печени. Метаболизм же оставшейся части фруктозы происходит в организме без участия инсулина. Этой закономерностью, а также значительно более медленным всасыванием фруктозы (по сравнению с глюкозой) объясняется лучшая переносимость фруктозы больными сахарным диабетом.

Леденцовая карамель, леденец

Леденцовая карамель — не что иное, как смесь воды и сахара. Весь секрет приготовления состоит в том, чтобы взять сахар и воду в необходимом соотношении и довести эту массу до нужной температуры кипения.

Рецептов множество. Приводим самый простой из них. Смешать в небольшой кастрюльке с толстым дном 300 г сахара и 100 мл воды, медленно довести до кипения и варить около 10 минут, следя за тем, чтобы цвет варева не стал коричневым и смесь не подгорела. Недоварить смесь так же плохо, как и переварить. При недоваривании масса получится сладкой и вязкой, по консистенции напоминающей ириску, при переваривании — жжёный сахар.

Форму, в которую выливают смеси для леденцов, перед заливкой смазать растительным маслом, а после заливки обязательно подержать на холоде.

Если хотите порадовать детей леденцом «на палочке», вложите вместо деревянных палочек соломку для коктейлей. Для более изысканного леденца берут 250 г сахарного песка, 1 ст. ложку ванильного сахара или пудры, 1/3 стакана коньяка или бренди, несколько капель лимонного сока и мятного масла. Сок лимона и мятное масло добавляют в самом конце варки.

Окрасить леденцы в более яркие цвета можно с помощью нескольких капель того или иного фруктового сиропа.

Леденцы из жжёного сахара, которые ещё сравнительно недавно использовали в качестве домашнего средства, облегчающего сухой кашель, готовили двумя способами. Согласно первому, брали кусковой сахар и медленно растапливали его в пламени восковой свечи, собирая капли в серебряную чайную ложку. После охлаждения полагалось сосать леденец, не отделяя его от ложки. Второй способ состоял в том, что смесь сахара и воды варили до появления тёмно-коричневого цвета и остужали, вылив в холодную воду.

Сахар — пищевой продукт

В XIX — начале XX века получил распространение литой сахар-рафинад. Процесс его изготовления был довольно трудоёмким. Сок сахарной свёклы упаривали и горячую смесь кристаллов сахара и межкристальной патоки, называемую утфелем, заливали в конусообразные формы высотой 60 см. Затем медленно охлаждали и поливали несколько раз сверху насыщенным раствором чистого сахара (клерсом), который по мере вытекания из нижней узкой части формы смывал с кристаллов сахарозы патоку и уносил её остатки. После этого сахар сушили и выбивали из форм; полученный таким образом конусообразный слиток пеленали специальной синей бумагой так, что верхняя белая часть, оставшаяся незавёрнутой, напоминала голову спелёнатого младенца, что и породило название «сахарная голова». Изготавливались сахарные головы довольно увесистыми, не менее пуда (16 кг). О размере таких голов можно получить представление, сравнив на картине Б. М. Кустодиева «Купец-сундучник» изображение сахарной головы на вывеске, сделанное в натуральную величину, с женской фигурой, стоящей рядом.

Картина Б. М. Кустодиева «Купец-сундучник» (1918)

В розничной торговле головы раскалывали на куски, получая таким образом колотый сахар, а чуть позднее появился пилёный сахар, имевший кусочки, одинаковые по размеру. Литой рафинад был особенно крепок и медленно растворялся в воде, за что его очень ценили любители пить чай вприкуску. Сейчас литой сахар выпускается небольшими партиями либо по особому заказу, либо в виде сувенирных сахарных голов.

В ассортименте сахара: сахар-песок рафинированный — мелкий (0,2—0,8 мм), средний (0,5—1,2 мм), крупный (1,0—2,5 мм) и особо крупный (2,0—4,0 мм), а также сахар-рафинад кусковой прессованный, колотый со свойствами литого и быстрорастворимый в кубиках. При производстве кускового прессованного сахара-рафинада рафинадную кашку, состоящую из влажной сахарозы, прессуют. Для получения рафинада колотого со свойствами литого в рафинадной кашке оставляют больше влаги (3—3,5%), а для быстрорастворимого в кубиках, наоборот, меньше (1,5%). Для маскировки желтоватого оттенка сахарозы применяют краситель синего цвета — ультрамарин. Сахарная пудра представляет собой измельчённые кристаллы рафинированного сахара-песка, а кондитерская пудра — рафинированный сахарный песок, в который для предотвращения слипания добавляют кукурузный крахмал, примерно 3%.

Сахар-рафинад в форме кубиков впервые получен в 1843 году в Чехии. Изобретатель — швейцарец Яков Кристоф Рад — служил управляющим сахарного завода в небольшом чешском городе Дачице. На месте, где находился сахарный завод, сейчас установлен единственный в мире памятник сахару

Годовая потребность современного российского рынка сахара — примерно 5,5 млн тонн. Из них 3—3,5 млн тонн производится из собственного сырья — сахарной свёклы, а 2—2,5 млн тонн — из импортируемого сахара-сырца, втом числе тростникового. Отличить рафинированный тростниковый сахар от рафинированного свекловичного сахара невозможно по той простой причине, что и в том и в другом после полной очистки содержится сахароза: в сахаре-песке — 99,75%, в сахаре-рафинаде — 99,9%.

Есть и ещё одна разновидность — леденцовый сахар. Получают его, растворяя сахар-рафинад в небольшом количестве воды и упаривая полученный густой сироп до нужной окраски — от светло-янтарной до тёмно-красной. Чтобы повысить сладость, в сироп добавляют немного лимонной кислоты, которая способствует превращению части сахарозы в инвертный сахар (в смесь глюкозы и фруктозы), который немного слаще обычной сахарозы.

Производят леденцовый сахар в чистом виде или с добавками шоколада, корицы и др. С недавних пор в магазинах появился градовый сахар. Такое название он получил из-за кусочков неправильной формы, напоминающих градины.

На отечественном сахарном рынке вновь возник ещё один продукт, который в прежние времена, когда сахар изготавливали при помощи примитивной технологии только из сахарного тростника, был основным. Это так называемый коричневый сахар, который в отличие от «белой смерти» — рафинированного сахара, без всякого на то основания, из чисто коммерческих интересов производителей рекламируется как «сахар, который дарит силу, здоровье и энергию».

Производят коричневый сахар двумя способами. В первом случае сырьём служит сахарный тростник, из которого получают сахарный сироп. При упаривании сиропа кристаллизуется обычный сахар, но с тонким слоем патоки (мелассы) на поверхности, что и придаёт ему цвет, аромат и вкус, отличные от обычного сахара. По существу, это нерафинированный тростниковый сахар, который благодаря неудалённой до конца патоке называют «коричневым».

Второй способ заключается в простом добавлении патоки (мелассы) к рафинированному белому сахару, чем занимаются сейчас некоторые компании, использующие собственный белый сахар для производства коричневого.

Существует много разновидностей коричневого сахара, которые различаются между собой главным образом количеством содержащейся в нём патоки и соответственно интенсивностью цвета.

Само по себе присутствие незначительного количества патоки в коричневом сахаре никоим образом не изменяет физиологических свойств сахарозы и в большей степени влияет на его вкусовые качества, нежели на полезные свойства. Достаточно прочитать документы, регламентирующие качество продуктов, чтобы понять, насколько мало они отличаются друг от друга. Согласно ТУ на коричневый сахар, он должен содержать 99,5—99,75% углеводов и калорийность 100 г продукта составляет 394—398 ккал, тогда как ГОСТ на сахар-рафинад требует содержания 99,95% углеводов и калорийность 100 г продукта почти те же 400 ккал.

Уместно напомнить, что патокой, или мелассой называют маточный раствор, получающийся при втором отделении (рафинировании) кристаллов сахарозы на центрифугах. В мелассе содержится всё та же сахароза (около 45%), которую классическим методом кристаллизации выделять экономически невыгодно, и все сопутствующие сахарозе вещества из сахарного тростника или сахарной свёклы. Меласса представляет собой густую вязкую жидкость тёмно-коричневого цвета со специфическим запахом карамели и меланоидинов — продуктов взаимодействия между аминокислотами и сахарами, обладающих своеобразным запахом, напоминающим запах поджаренного хлеба или мяса.

Утверждение компаний, продвигающих коричневый сахар на потребительский рынок, что в нём содержится меньше сахарозы и он менее калориен, чистой воды лукавство.

Коричневый сахар и, в частности, неполностью рафинированный тростниковый получают по значительно упрощённой технологии, поэтому он должен быть дешевле рафинированного. Однако в магазинах он стоит несравненно дороже рафинированного аналога, что лишний раз доказывает его исключительно коммерческую ценность.

Дискуссия о положительных или отрицательных свойствах меланоидинов пока ничем не кончилась: убедительных и достоверных данных как об их безусловной пользе, так и о канцерогенном действии пока нет. Патока содержит также инвертный сахар (смесь равных частей глюкозы и фруктозы), придающий ей медовый запах, аминокислоты, витамины группы В, органические кислоты, макро- и микроэлементы и др. К большому сожалению, кроме некоторых полезных веществ, имеющихся в сахарном тростнике или сахарной свёкле, меласса может содержать значительное количество химических веществ и удобрений, которые находятся в почве, на которой они выращиваются, или химических соединений, которыми обрабатывали сами растения в процессе выращивания. Поэтому рекламирование содержащего мелассу коричневого сахара как экологически чистого продукта чаще всего не имеет под собой никакого основания.

О каких-либо полезных свойствах коричневого сахара, которые ему придаёт патока, ввиду её очень малого содержания в конечном продукте, можно говорить только применительно к употреблению его в весьма больших количествах, что само по себе столь же неполезно, как и такое же употребление обычного белого сахара. Ещё раз подчёркиваем, что коричневый сахар — продукт чуть менее сладкий, чем рафинад, с несколько иными вкусовыми и ароматическими оттенками — и только.

Сладкие вещества

Сладким вкусом обладает достаточно большое количество химических веществ самого различного строения. Некоторые из них применяются в качестве подсластителей пищи для людей, которые по медицинским показаниям ограничивают употребление сахарозы. Используют их в пищевой промышленности в качестве пищевых добавок при производстве кондитерских изделий.

Среди заменителей сахара есть такие, которые относятся к природным веществам, например полиспирты сорбит и ксилит, они достаточно безболезненно усваиваются организмом. Сорбит в природе содержится в плодах рябины, шиповника и др. В промышленных масштабах кристаллический сорбит получают из глюкозы путём её гидрогенизации. Кристаллический пищевой ксилит вырабатывают из хлопковой шелухи, стержней кукурузных початков и древесины.

Аспартам и его синтетические производные, а также ацесульфам К, сахарин, цикломат, дульцин и многочисленные другие вещества, полученные синтетическим путём и разрешённые к применению, обладая более высокой подслащивающей интенсивностью, абсолютно далеки от физиологического действия сахарозы, глюкозы и фруктозы. Их воздействие на организм до сих пор изучается и обсуждается в научном мире — есть как решительные сторонники, так и не менее отважные противники.

«Сладкий сахар», который сравнительно недавно появился на отечественном рынке, представляет собой обычные кристаллы сахарозы, на которые нанесён сахарин, или другие синтетические заменители сахара с коэффициентом сладости от 100 до 600 (за коэффициент сладости, равный 1,0, принята сладость сахарозы).

Сладкие вещества, продаваемые в качестве заменителя сахара, за исключением фруктозы, которую надо признать более или менее близкой глюкозе по энергетической ценности, следует считать только имитаторами сладкого вкуса, вынужденной заменой сахарозы при определённых болезненных состояниях и, в частности, при диабете.

Игорь Сокольский, кандидат фармацевтических наук. Настоящий молво бобринского завода. // Журнал «Наука и жизнь», №8-2010.