Şeker

Şeker veya sakkaroz, çoğu yiyecek ve içecekte kullanılan tatlı ve çözünür karbonhidratların genel adıdır. Çoğu bitkide bulunur ama, şeker kamışı ve şeker pancarı olmak üzere bünyesinde bundan yeterince elde edilebilecek kadar bulunduran iki bitki vardır. Dünya'daki şekerin %70'i şeker kamışından üretilir.

Anavatanı Hindistan ve Arap ülkeleri olan şeker kamışı dünyada tropikal ve yarı tropikal bölgelerde yetiştirilmektedir. Türkiye'de şeker kamışı tarımı yapılmamaktadır. Bunun yerine iklim şartlarının uygunluğundan ve ekonomik olmasından dolayı sadece Şeker pancarından şeker üretimi yapılmaktadır. Şeker kamışının bünyesinde yaklaşık olarak %12-16 şeker bulunur.

İlk Çağlardan beri Hindistan yarımadasında şeker üretilmektedir ve ekim alanı Khyber Geçidi vasıtasıyla Afganistan'a kadar yayılmıştı. Erken zamanlarda bol ve ucuz değildi bu yüzden dünyanın pek çok yerinde bal tatlandırıcı olarak kullanılıyordu. Başlangıçta, insanlar tatlılığını çıkarmak için çiğ şeker kamışı çiğnedi. Tropikal Hint yarımadası ve Güneydoğu Asya şeker kamışının ana vatanıdır.

Şeker kamışı ile ilgili en eski tarihsel referanslardan biri, şeker kamışı kullanımının Hindistan kökenli olduğunu belirten MÖ 8. yüzyıla tarihlenen Çin el yazmalarıdır.

Hintler şeker kamışı suyunu depolanması ve taşınması daha kolay olan granül kristallere dönüştürmenin yöntemlerini keşfedene kadar şeker nispeten önemsiz kaldı. Kristalize şeker, İmparatorluk Güptas zamanında, MS 5. yüzyıl civarında keşfedildi. Yerel Hint dilinde bu kristallere handa denir. (Devanagari: खण्ड, Khaṇḍa), İngilizce candy yani şeker kelimesinin kaynağı budur. Arıtılmış tereyağı ve şekeri tedarik olarak taşıyan Hint denizciler, seyahat ettikleri çeşitli ticaret yolları boyunca şekeri tanıttılar. Budist rahipler şeker kristalleştirme yöntemlerini Çin'e taşıdılar.

Kuzey Hindistan'daki Harsha (d.606-647) döneminde, Tang Çin'deki Hint elçiler Tang İmparatoru Taizong'dan sonra şeker kamışı yetiştirme yöntemlerini öğrettiler. Tang İmparatoru Taizong'un (d.626-649) şekere olan ilgisi meşhurdu. Çin'de 7. yüzyılda ilk şeker kamışı tarlaları kuruldu. Çin belgelerinde 647 tarihinde bir heyetin Çin'den şeker rafine etme teknolojisini almaya gittiği belirtilir. Şeker kısa sürede Hint Yarımadası, Orta Doğu ve Çin'de yemeklerin ve tatlıların ana maddesi haline geldi.

MS 1. yüzyılda Yunan hekim Dioscorides Pedanius eseri De Materia Medica'da şekerin tıbbi kullanımından bahsetti. Yaşlı Plinus 1. yy Roma'sında yazmış olduğu doğa Tarihinde şekeri şöyle tanımlıyordu: "Şeker Arabistan'da da üretilir ancak Hint şekeri daha iyidir. Kamışın içinde sakız gibi beyaz olan bir tür bal vardır ve dişler arasında ezilerek fındık büyüklüğünde topaklar haline gelir. Şeker sadece tıbbi amaçlar için kullanılır. Haçlılar, "tatlı tuz" dedikleri şeker kervanlarıyla Kutsal Topraklarda karşılaştılar ve şekeri Avrupa'ya geri getirdiler. 12. yüzyılın başlarında, Venedik Sur yakınlarındaki bazı köyleri satın aldı ve Avrupa'ya ihraç edilmek üzere şeker üretim mülkleri kurdu. Daha önce mevcut olan tek tatlandırıcı olan balın kullanımını destekledi. Haçlı kronikçisi Surlu William 12. yüzyılın sonlarında yazdığı eserinde, şekeri "insanlığın kullanımı ve sağlığı için çok gerekli" olarak nitelendirdi. 15. yüzyılda Venedik, Avrupa'nın başlıca şeker rafine ve dağıtım merkeziydi.

Şeker, yüzyıllardan beri insanların önemli gıda maddelerinden birisi olmuş ve 18. yüzyılın sonuna kadar sadece şeker kamışından üretilmiştir. Şeker pancarı tarımı ve şeker pancarından şeker üretimi ise 19. yüzyılda başlamıştır. Dünyada üretilen şekerin yaklaşık %74,4’ü şeker kamışından, %25,6’sı ise şeker pancarından elde edilmektedir.

Şeker kamışı tropik ve subtropik bölgelerde, şeker pancarı ise daha ılıman bölgelerde yetişmektedir. Şeker pancarından şeker üretimi, şeker kamışından yapılan üretime göre daha pahalı olmasına karşın, birçok ülkede hem şeker sanayine ekonomik katkıları, hem de tarımsal ve sosyal nedenlerden dolayı, çeşitli önlemler alınarak devamlılığı sağlanmaktadır.

1 kg şekerin üretilmesi için yaklaşık olarak 900 gram ağırlığında 9 şeker pancarı gerekmektedir. Şeker üretimi baharda ekim ile başlar ve sonbaharda ekinin toplanmasıyla şeker pancarından şeker üretme safhasına geçilir. Sonbaharda toplanan mahsul daha toplanma evresinde mekanik biçerlerin yardımıyla taç ve yaprakları kesilir. Daha sonra yükleyiciler sayesinde şeker pancarı soğanı kamyonlara yüklenir ve silolara aktarılır. Bu aşama sırasında yükleyicide bulunan eleğin yardımıyla bitkinin yüzeyinde bulunan toprağın yaklaşık 3 te 1 temizlenmiş olur. Bundan sonraki aşamada şeker pancarı taşıma kayışı yardımıyla silolardan temizleme istasyonlarına aktarılır. Pancarlar kayışlarla taşınırken ilk olarak dönen bir silindirin içine geçerler. Burada basınçlı suyun etkisiyle mahsul topraktan temizlenir ve bunun yanında sudan ağır olan taş ve kum gibi maddeler bu işlem esnasında mahsulden ayıklanır.

Temizlenmiş olan şeker pancarları işlenmek üzere bantların yardımıyla fabrikaya taşınır. Bundan sonraki ilk aşama makinelerin yardımıyla 4–8 mm kalınlığında ve 10 cm uzunluğunda küçük dilimlere bölünmeleridir. Kıyım işleminden sonra buradan difüzyon tanklarına sevk edilir. Burada pancar kıyımları sıcak suya maruz bırakılarak hücrelerin açılması ve böylelikle pancarda bulunan şeker bir miktar yabancı maddeyle birlikte suya geçilmesi sağlanmış olunur. Bundan sonra içinde bol miktarda şeker barındıran kıyımlar ham şerbet olarak işleme alınırken şekerce fakirleşmiş olan kıyımlar ise suyu pancar posası olarak çıkartılır. Bu yan madde Küspe içine preslenerek hayvan yemi olarak satılır. Şeker pancarı kıyımlarından şeker alınması, doğru bir ifadeye Sakkaroz extraktionu esnasında suyun sıcaklığı 70 °C olup bu işlem bir saat kadar sürmektedir.

Ekstraksiyon sonrasında elde edilmiş ham şerbet bir takım yabancı maddelerde içerdiğinden dolayı arınma işlemine geçilmektedir. Arıtma işlemi için şerbet halk dilinde kireç sütü olarak adlandırılan Kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) ve karbondioksit gazıyla bir dizi işleme tabi tutulur. Bu işlemlerin sonucunda %12-15 Şeker ihtiva eden ince su ya da diğer bir ifadeyle sarı şeker solüsyonu elde edilir. İnce suyun kıvamını artırmak için altı aşamalık bir buharlaşma işleminden geçirilir ve böylelikle içerisinde %60 şeker bulunduran koyu kıvamlı bir şerbet elde edilmiş olunur.

Bundan sonra kristalizasyon evresine geçilir. Bu evrede koyu kıvamlı şerbet çeşitli işlemlerden geçirerek kristalleşmiş şeker ve içerisinde şeker dışı maddeler ihtiva eden bir ara ürün elde edilmiş olunur. Bu ara ürün vakum kazanlarında pişirilir ve buna üretimde Lapa denilir. Daha sonra Lapa Santrifüjleme işleminden geçirilerek kristalleşmiş şeker, şeker şurubundan ayrılır. Bu işlemle hafif nemli şeker kristalleri elde edilmiş olunur. Bu şeker kurutulur ve daha sonra temizlenmek üzere eleklerden geçtikten sonra ambalajlanma işlemine geçirilir. Bu sırada bir kısmı toz şeker olarak ambalajlanırken bir kısmı da küp şeker haline getirilerek ambalajlanır.

Nişasta bazlı şekerler; şeker pancarı ve şeker kamışından üretilen şekerlerin (sakaroz) dışında, mısır, buğday, patates gibi hammaddelerden nişastanın ayrıştırılması ve çeşitli enzimatik yollarla yapıtaşı olan glikoz, izoglikoz, fruktoz ve türevlerinin eldesiyle oluşur. Nişasta bazlı şekerler doğrudan tüketilmemekte, daha çok şekerli ürünler sanayiinde girdi olarak kullanılmaktadır. Bu tatlandırıcıların başlıca kullanım alanları; şekerlemeler, şekerli ve unlu ürünler, dondurma, helva, reçel, marmelat, alkollü ve alkolsüz içeceklerdir.

Santrifüjleme ve pişirme işlemi sonrasında koyu kahve rengli pekmez kıvamında tatlı bir madde elde edilir. Bu maddeye Melas denilir. Melas zengin içeriğinden dolayı hayvan yemi olarak tercih edilen şeker üretimi esnasında elde edilen bir yan üründür. Bunun yanında Küspe ve Melas belirli oranlarda karıştırılarak Melaslı kuru Küspe adı verilen diğer bir değerli hayvan yemi üretilmektedir.

Şekerin 1 gramının fiziksel olarak yanması sonucunda açığa çıkan enerji 16,8 kJ ya da 4,0 kcal'dir. Şekerin besin değerlerini diğer besinlerin değerleriyle karşılaştıracak olursak: örneğin 1 gram alkolun yanması sonucunda 29,8 kJ, katı yağların yanmasıyla yaklaşık olarak gram başına 39 kJ enerji açığa çıkmaktadır. Bunun yanında şekerin özgül ağırlığı 1,6 g/cm³ olup suyun özgül ağırlığından (1 g/cm³) daha büyüktür. 20 °C sıcaklığındaki 100 mL suyun içinde sadece yaklaşık 203,9 g şeker çözülürken, 100 °C sıcaklığındaki ve aynı miktardaki suda çözünebilen şeker miktarı 487,2 g dir.