Question: Когда была открыта глюкоза?

Сахар




мини|180пкс|Ёмкость для хранения сахара. УССР
Са́хар — бытовое название сахарозы (C12H22O11).
Тростниковый и свекловичный сахар (сахарный песок, рафинад) является важным пищевым продуктом. Обычный сахар относится к углеводам. Крахмал также принадлежит к углеводам, но усваивание его организмом происходит относительно медленно. Сахароза же быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу, которые затем поступают в кровоток.
Глюкоза обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 80—120 миллиграммов сахара в 100 миллилитрах (0,08~0,12 %). Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в печени так называемых парных глюкуроновых кислот. Вот почему приём сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях.
Сахара́ — то же, что низкомолекулярные углеводы (моно- и олигосахариды). Некоторые из них имеют сладкий вкус[1].
История сахара


Родина сахара — Индия ( (śarkaraḥ) «песчинка, гравий, сахар»), в русский язык это слово было заимствовано через Greek: σάκχαρον[2] (сакхарон).
Древние времена и Средневековье
В Европе сахар был известен ещё римлянам. Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии. Египет, провинция Римской империи, был посредником в торговле с Индией. Позднее сахарный тростник появился на Сицилии и в Южной Испании, но с падением Римской империи эта традиция была утрачена.
В России
История сахара на территории современной России начинается примерно с XI—XII веков. Когда сахар завезли впервые, он был доступен только знати. Первая в России «сахарная палата» была открыта Петром I в начале XVIII века, и сырьё для сахара ввозилось из-за границы. В 1809 году стало налаживаться производство сахара из отечественного сырья — сахарной свёклы.
Коричневый сахар


Коричневый сахар — это тростниковый нерафинированный сахар.
Коричневый сахар состоит из кристаллов сахара, покрытых тростниковой мелассой с естественным ароматом и цветом. Производится увариванием сахарного сиропа по специальной технологии. Существует большое количество разновидностей коричневого сахара, которые различаются между собой главным образом по количеству содержащейся патоки мелассы. Тёмный тростниковый сахар имеет более интенсивный цвет и более сильный аромат патоки, чем светлый. Иногда коричневый сахар называют «чайный» или «кофейный». Производителями коричневый сахар позиционируется как элитный и дорогой, экологически чистый деликатесный продукт. В то время как диетологи отмечают, что неочищенный сахар может содержать нежелательные примеси и имеет большую калорийность[3].
Визуально коричневым сахаром также является измельченный утфель (промежуточный продукт при производстве сахара), производящийся из сахарной свеклы или тростника. Имеет сладкий вкус и сильно выраженный аромат патоки и мелассы.
Виды сахара по сырью
Сахар тростниковый

Стебли сахарного тростника, растения, в диком виде росшего в Индии, являлись первоначальным сырьём для добывания сахара; в Европе тростниковый сахар стал известен ещё до нашей эры в качестве медицинского средства. При владычестве арабов в IX веке возделывание сахарного тростника установилось в Египте, Сицилии и Южной Испании; в конце X века выработка сахара в виде конических голов уже производилась в Венеции, но большее распространение сахар получил в Европе лишь в течение крестовых походов. В 1490 году Колумб перенёс сахарный тростник с Канарских островов на Санто-Доминго (Гаити), и с этого времени культура его в Вест-Индии и Центральной Америке стала быстро развиваться, и колониальный сахарный песок начал покрывать общую потребность в нём в Европе, в которой начиная с XVI столетия появились рафинадные заводы для его очищения. Фламандский картограф Абрахам Ортелий писал в 1572 году: «Сахар одно время можно было достать только у аптекарей, которые его приберегали для больных; теперь им лакомятся повсеместно. То, что раньше было лекарством, стало обычной едой». Тем не менее, сахар ещё долго, вплоть до XIX века, оставался предметом роскоши[4]. Большая часть сахара, потребляемая в современном мире, производится из сахарного тростника.
Сахарный тростник относится к многолетним травам, культивируется в тропических и субтропических регионах. Для его выращивания требуется безморозный климат с достаточным количеством осадков в период вегетации, чтобы в полной мере использовать огромный потенциал роста растений. Урожай собирают механически или вручную, стебли нарезаются на куски и быстро транспортируются на перерабатывающий завод. Здесь сырьё либо измельчают и экстрагируют сок с водой, либо сахар извлекается путём диффузии. Сок потом подвергается очищению посредством гашёной извести (дефекация) и подогреву, чтобы убить ферменты. В результате жидкий сироп пропускается через серию испарителей, после чего оставшаяся вода удаляется испарением в вакуумном контейнере. После этого пересыщенный раствор кристаллизуется с образованием кристаллов сахара. Патока является побочным продуктом процесса производства сахара. Волокна от стеблей, известные как жмых, сжигаются с целью получения энергии для процесса экстракции сахара. Кристаллы утфеля (сахара-сырца) имеют липкий коричневый налёт и могут быть использованы в пищу как есть, или же их отбеливают диоксидом серы или угольной кислотой (сатурация) для получения белого продукта[5].
Сахар свекловичный

В 1747 году Андреас Марграф опубликовал в мемуарах Берлинской академии наук свои наблюдения о возможности извлекать сахар из корнеплодов свекловицы (beta alba) и указал даже порядок работы, который в существенных чертах сохранился и до настоящего времени. Часть устройства первого завода для добывания сахара из свекловицы принадлежит ученику Марграфа Ахарду, но первые опыты в фабричном размере были неудачны и производство свекловичного сахара поставлено было на твёрдую почву в 1806 году Наполеоном (раздача земли для возделывания свекловицы, учреждение при фабриках школ, выдача премий), который видел в нём одно из средств к поддержанию континентальной системы и независимости от английского импорта. Высокая цена колониального тростникового сахара (около 8 франков за килограмм) делала выгодным производство сахара местного, а вместе с тем введённые во Франции усовершенствования производства (тёрки, гидравлические прессы, процеживание через костяной уголь, нагревание и сгущение сока паром) повели за собой быстрое его развитие: в 1828 году во Франции работали уже 103 завода и производили до 5 млн кг сахара. Способы, выработанные во Франции, перешли затем в Германию и другие страны Европы. В России первый завод для добывания свекловичного сока, главным образом для переработки в спирт, основан генерал-майором Бланкенигелем в 1802 году в Тульской губернии, затем сахарный завод был устроен Иваном Акимовичем Мальцовым в 1809 году, дальнейшее развитие русского свеклосахарного производства многим обязано семье графов Бобринских. В 1897 году в России работали 236 заводов, производительность которых составляла до 45 млн пудов в год[4].
Сахарная свёкла относится к двулетним растениям, мясистый корнеплод формируется в первый год. Культивируется в регионах с умеренным климатом с умеренным количеством осадков и требует плодородной почвы. Урожай собирают механически осенью, с удалением ботвы и налипшей почвы. Корнеплоды могут храниться без потерь в течение нескольких недель, прежде чем будут отправлены на перерабатывающую фабрику. Здесь свёклу промывают и нарезают, сахарный сироп извлекается горячей водой путём диффузии. Сдаваемый с диффузоров сок проходит через мерники, потом его для отделения от увлеченных частичек мякоти пропускают через фильтры из древесных стружек или грубой ткани, либо через металлические сита. После этого сок подогревается до +60 °С в решоферах, то есть в котлах, снабжённых трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пускается пар; после этого сок поступает в дефекатор(ы) и несколько раз подвергается очищению посредством извести (дефекация) и затем угольной кислоты (сатурация).
Химический процесс дефекации и сатурации состоит в том, что известь при нагревании вытесняет слабые основания в осадок и даёт с двуосновными органическими кислотами нерастворимые соли, разлагает инвертированный сахар, даёт нерастворимые соединения с легуминовыми белковыми веществами и, наконец, избыток её увлекает в осадок имеющийся в соке суспенс; при этом щелочные основания, освободившись из солей органических кислот, вступают в соединение с сахарозой, образуя щелочные сахараты, а избыток извести даёт одновременно известковый сахарат; вместе с тем азотистые вещества частично начинают разлагаться с выделением аммиака. Следующая затем обработка дефекованного сока угольным ангидридом имеет целью, главным образом, удалить избыток извести, которая, осаждаясь в виде карбоната кальция, производит дальнейшее осветление и обесцвечивание сока, а равно, разложить щелочные и известковые сахараты; сатурацию останавливают при известной щелочности сока (часть щелочности зависит от присутствия углекислых щелочных солей), чтобы этим предохранить сок от разложения под действием микроорганизмов. Кроме того, предложено весьма большое число средств и способов для очищения сока в замену извести и угольной кислоты, но все эти предложения не приобрели практического применения.
Очищенный указанными средствами сок настолько освобождается от примесей, что его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы сахара.

Сгущённый сок, или сироп, называемый утфелем (Hutfüllmasse), при процеживании подвергается окончательному увариванию в вакуум-аппаратах. Отделение кристаллов от патоки производят при помощи центрифуг, пуская во вращающийся барабан центрифуги только что выпущенный утфель (горячее пробеливание), или давая ему охладиться (холодное пробеливание), причём он застывает в твёрдую массу, которую необходимо для придания ей однородности с целью равномерной нагрузки центрифуги размешать, что производится в приборах — утфелемешателях. Наполненный утфелем барабан центрифуги выбрасывает через сетчатые стенки патоку (первый оттёк) и удерживает кристаллы сахара, которые пробеливают или сперва клерсом, или напрямую паром, обмывающим удержавшуюся на кристаллах патоку; эту часть стекающей жидкости обыкновенно собирают отдельно (второй оттёк). По окончании пробелки кристаллы сахара, составляющего так называемый белый песок, или первый продукт, вынимают из центрифуги и высушивают, пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха. При горячем пробеливании из 100 частей утфеля получается до 50 частей первого продукта, при холодном — до 53-55 частей, хотя уже несколько менее чистого. Белый песок содержит 99,0-99,8 % сахара.
Полученные с первого продукта оттёки перерабатываются и отделяются от патоки. Таким образом получается второй продукт, или первый жёлтый песок, содержащий 90-95 % сахара. Патока, отделённая от второго продукта, после переработки даёт третий продукт, с содержанием сахара от 85 % до 90 % (второй жёлтый песок). Обыкновенно уже после выделения кристаллов третьего продукта получается патока, содержащая настолько много не сахара, что она называется чёрной, или кормовой, и идёт в большом количестве как материал для винокурения, а также в корм скоту[4].
Сахар кленовый
См. также: Кленовый сироп
Кленовый сахар — традиционный сахар в восточных провинциях Канады, добываемый с XVII столетия[4] из сока сахарного клёна, для чего стволы в феврале и в марте просверливают, и тогда из отверстий начинает вытекать сок, содержащий до 3 % сахара. Течение сока продолжается несколько недель, так что из каждого дерева его получается большое количество. Сок выпаривают, получают «кленовый сироп», а затем из сиропа добывают сахар (до 3—6 фунтов ежегодно из каждого дерева). Он употребляется местным населением вместо обыкновенного тростникового сахара. Индустрия кленового сиропа в 1989 году принесла более 100 млн долларов прибыли[6][7].
Сахар пальмовый
Пальмовый сахар или ягре — добывается в Южной и Юго-Восточной Азии, на Молуккских островах и многих островах Индийского океана из сладкого сока, вытекающего в большом количестве из надрезов на молодых цветочных початках различных видов пальм. В Индии на Коромандельском берегу, на Мальдивских и Молуккских островах, а отчасти и на Шри-Ланке его получают, главным образом, из сока кокосовой пальмы (так называемый кокосовый сахар). Одна кокосовая пальма в состоянии дать в год более 250 кг сока, содержащего до 20 % сахарозы, и при умелом пользовании, не нанося деревьям значительный вред, можно получать хорошие выходы сока в течение многих лет. Сахар, получаемый из пальмового сока выпариванием, формуется в скорлупах кокосовых орехов и в виде круглых караваев поступает на рынок. Потребление его ограничивается по преимуществу местами производства. Добывают пальмовый сахар также и из финиковой пальмы, аренги и других пальм[8].
Сахар сорговый
Добывание сахара из стеблей сорго сахарного (Sorghum saccharatum (L.) Pers.) практиковалось ещё с глубокой древности в Китае[4], позднее получило распространение в северных штатах США во время гражданской войны, когда подвоз тростникового сахара по морю блокировался Англией, но сорговый сахар не получил широкого распространения, так как сорго не оправдало возлагаемых ожиданий как удобный сырьевой материал для добычи сахара. Объясняется это тем, что хотя сорговый сок и весьма богат сахарозой, извлечение из него последней в чистом виде сопряжено со значительными трудностями ввиду большого содержания в соке минеральных солей, камедеобразных веществ и инвертированного сахара; вследствие этого выход чистого кристаллического сахара весьма мал. Для извлечения сахара из сорго применяют, между прочим, и диффузионный способ. Сорговая резка содержит 5-11 % обыкновенного и 1-9 % инвертированного сахара; состав одного утфеля, например, был следующим: сахарозы — 53,5 %, инвертированного сахара — 13,6 %, органических веществ (не сахара) — 5,1 %, золы — 4,7 % и воды — 23,1 %. Гораздо большую выгоду сорго приносит в винокурении. Однако культура сорго для получения сахара сохраняет свой сельскохозяйственный потенциал, поскольку сорго может возделываться в засушливых районах, где выращивание прочих сахарных культур либо невозможно, либо невыгодно. Также сахарное сорго не требует специальных машин и особых приёмов возделывания, для его культивирования пригодны те же методы и механизмы, которые используются для кукурузы[9][10].
Пищевая ценность сахара

1 чайная ложка = 4 г сахара = 16 ккал
Формы выпуска

Выпускаются следующие виды сахара:
Песок[11];
Кусковой (прессованный или отлитый в форме)[11];
Пудра[11];
Леденцовый;
Сироп — водный раствор сахара;
В прошлом выпускался в форме сахарной головы.
Производство сахара в мире
Среднее годовое потребление сахара на человека в Европе: середина XIX века — 2 кг, 1920 год — 17 кг, 2000-е — 37 кг[12].
В 2015 году в мире было произведено 167,5 миллионов тонн сахара, при этом 88 % сахара было произведено из сахарного тростника и 12 % из сахарной свёклы[13]. В пятёрку крупнейших производителей сахара в 2015 году вошли Бразилия, Индия, Европейский Союз, Таиланд и Китай. За тот же год крупнейшим экспортёром сахара являлась Бразилия, за ней следовали Таиланд, и Индия. Крупнейшими импортёрами были Китай, Соединённые Штаты и Индонезия[13]. В настоящее время Бразилия имеет самое высокое потребление сахара на душу населения, за ней идут Австралия, Таиланд и Европейский Союз.





Чрезмерное потребление сахара


Долгое время потребление сахара и внутривенное введение концентрированных растворов глюкозы считалось эффективным средством при различных заболеваниях сердечно-сосудистой, нервной и пищеварительной систем.
В последние годы исследователи склоняются к необходимости ограничения употребления этого продукта[15]. Установлено, что в пожилом возрасте избыточное потребление сахара способствует нарушению жирового обмена, приводит к увеличению концентрации холестерина и глюкозы в крови, вносит дезорганизацию в функции клеток.
На повышение в крови холестерина влияет характер принимаемых с пищей микроуглеводов: наиболее активна в этом отношении лактоза, по сравнению с сахарозой, которая в свою очередь больше способствует гиперхолестеринемии, чем глюкоза. Увеличение концентрации глюкозы в крови, изменяя проницаемость стенки артерий, создаёт благоприятные условия для отложения в ней липидов и повышает склеивание тромбоцитов.
Не случайно диетологи настаивают на том, чтобы в рационе питания пожилых людей, особенно имеющих склонность к тучности, количество сахара не превышало 15 % от общего суточного количества углеводов.
Кардиологи утверждают, что в результате повышения калорийности питания за счёт сахара у людей, не занимающихся физическим трудом, создаются условия для избыточной массы тела и быстрого развития атеросклероза.
Потребляемые в излишке легкоусвояемые, но неусвоенные углеводы попадают из кишечника в кровоток и раздражают (а если это повторяется часто, то могут вывести из строя) инсулярный аппарат поджелудочной железы.
В нормальных условиях гормон поджелудочной железы — инсулин выполняет в организме функции регулятора углеводного обмена. Благодаря инсулину глюкоза распределяется в печени и в мышцах в виде гликогена, а часть глюкозы превращается в жир. Потребность организма в углеводах в среднем возрасте составляет 400—500 граммов в сутки, а в пожилом на 100 граммов меньше, то есть 300—400 граммов в сутки.
Следует учитывать, что углеводы — это не только сахар, они также содержатся в мёде, фруктах, мучных продуктах, крупах. Так называемые простые сахара (тростниковый, свекловичный, виноградный) легкорастворимы в воде и быстро всасываются в кровь. Для замедления перехода глюкозы из крови в ткани рекомендуется заменять рафинированные углеводы (сладости, кондитерские изделия и прочее) крахмалом.
Исследователи из University of Bath выяснили, что люди, употребляющие чрезмерное количество сахара, имеют повышенный риск появления симптомов болезни Альцгеймера. Ученые установили четкую связь между уровнем сахара в крови и дегенеративным неврологическим заболеванием, так как переизбыток глюкозы нарушает выработку энзима, который задействован в предотвращении заболевания на ранней стадии. К такому выводу ученые пришли после изучения образцов мозга людей, страдающих болезнью Альцгеймера.[16]
Заменители сахара

Вместо сахара можно использовать мёд или фрукты, которые содержат как фруктозу, так и глюкозу. В клетках печени фруктоза фосфорилируется, а затем расщепляется на триозы, которые либо используются для синтеза жирных кислот, что может приводить к ожирению, а также к повышению уровня триглицеридов (что, в свою очередь, повышает риск атеросклероза), или используется для синтеза гликогена (частично также превращается в глюкозу в ходе глюконеогенеза)[17]. Фрукты и ягоды особенно полезны организму благодаря содержанию в них витаминов, органических кислот и минеральных солей. Пчелиный мёд также содержит витамины, органические кислоты, соли, ферменты, белки и в той же мере оказывает благоприятное влияние на организм, но содержание сахарозы (до 2 %) и высокая калорийность также требуют ограничения его потребления до 50—60 граммов в день. Следует также отметить, что мёд является аллергеном.
Заменители сахара (ксилит, сорбит, аспартам), которые по сладости и внешнему виду мало отличаются от пищевого сахара, могут использоваться при лечении ожирения. Для обеспечения потребности человека в сладком достаточно в день 40 граммов ксилита. Тем не менее имеются данные, что непрерывное употребление ксилита в пожилом возрасте может ускорить течение атеросклеротического процесса.
Непищевое применение сахара
В донной противодесантной мине, устанавливаемой в прибрежной воде возле своего берега реки (водоёма) на глубине до двух метров, в качестве предохранителя используется пробка из прессованного сахара. Установив такую мину, открывают крышку, закрывавшую воде доступ к пробке. Максимум за два часа (время сильно зависит от температуры воды) сахарная пробка растворится, отчего мина встанет на боевой взвод. Такое устройство позволяет установить минное поле таких мин, без опасности подорваться на уже установленных[18].
Дополнительные факты
Сахар-рафинад в форме кубиков был изобретён в 1843 году в Чехии. Изобретатель — швейцарец Яков Кристоф Рад был управляющим сахарного завода в Дачице[19]. На месте, где находился сахарный завод, сейчас установлен памятник — белоснежный куб, символизирующий сахар-рафинад[20].
Сахар-рафинад (кубик с ребром в 1 см) полностью растворяется в стакане с водой +60 °C в течение 11—24 секунд без перемешивания воды (при проведении испытаний ГОСТ 12577-67).
Опыты на крысах показали, что употребление сахара вызывает зависимость, при этом «произведённые сахаром изменения в мозге очень похожи на те, что возникают под действием кокаина, морфия или никотина»[21].
Поджечь кусочек сахара удастся, если насыпать на место поджига немного пепла, например, табачного, так как последний содержит соли калия, в частности поташ, катализирующие горение сахарозы.
При разрушении кристаллической решетки сахара высвобождается энергия в виде слабого синего свечения, это явление называется триболюминесценция.
Примечания

Ссылки



*