Лабораторная работа № 4. Определение качества сахара-песка

Введение

Характерная особенность сахара-песка - его химическая чистота, но даже путем многократной перекристаллизации нельзя получить сахар-песок, содержащий 100% сахарозы.

Наиболее правильно судить о качестве сахара-песка следует по содержанию в нем сахарозы. Однако до настоящего времени достигнутую точность в определении концентрации сахарозы следует признать недостаточной. Поэтому о сахаре-песке судят по совокупности ряда показателей его качества, которые применяются для выражения количественного содержания в нем несахара и его влияния на общее качество сахара-песка.

Сахар-песок, выработанный из сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца, практически не отличается по качеству. При одинаковых технологических условиях получения содержание сахарозы в нем одинаковое. Наиболее существенным показателем их отличия является соотношение между азотсодержащими и безазотистыми кислотами. В свекловичном сахаре-песке преобладают азотсодержащие кислоты, а в сахаре-песке из тростникового сырца – безазотистые. Кроме того, в сахаре-песке из сырца несколько больше содержится редуцирующих и высокомолекулярных соединений. Однако их общее содержание по сухим веществам сахара-песка не превышает сотых долей процента и поэтому не является существенным различием.

Сахарная промышленность России вырабатывает сахар-песок и сахар-рафинад. По своему химическому составу сахар-песок, как и сахар-рафинад, представляют собой практически чистую сахарозу (С₁₂Н₂₂О₁₁). Однако даже незначительное присутствие в них примесей, различие их по химическому составу могут существенно повлиять на качество сахара, что особенно важно при его использовании в качестве сырья для других отраслей пищевой промышленности.

Требования к качеству сахара-песка постоянно повышаются, что диктуется возрастающими запросами его потребителей, а также совершенствованием технологии и оборудования для его получения. В 1994 г. разработаны и утверждены межгосударственные стандарты ГОСТ 21-94 «Сахар-песок. Технические условия» и ГОСТ 22-94 «Сахар-рафинад. Технические условия». Постановлением Комитета РФ по стандартизации, метрологии и сертификации от 13.12.95 г. № 599 межгосударственный стандарт ГОСТ 21-94 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации взамен ГОСТ 21-78.

В новые стандарты, в отличие от ранее действовавших ГОСТ 21-78 на сахар-песок и ГОСТ 22-78 на сахар-рафинад, внесен ряд существенных изменений и дополнений. Так, наряду с установленными органолептическими и физико-химическими показателями, они дополнены требованиями по показателям безопасности, регламентирующими содержание тяжелых металлов (свинца, кадмия, ртути, цинка, меди), мышьяка, пестицидов (гексахлорана, ДДТ, фостоксина) и микробиологическими показателями для сахара, поставляемого отдельным потребителям, с установлением пределов по их содержанию. При этом сделана коррекция по отдельным органолептическим и физико-химическим показателям. Так, например, в органолептических показателях ГОСТ 21-78 характеристика сахара-песка по цвету трактовалась как «белый с блеском», а по ГОСТ 21-94 – только как «белый». В физико-химических показателях качества сахара-песка несколько снижены требования к содержанию золы и цветности его растворов. Так, по ГОСТ 21-78 массовая доля золы (в пересчете на сухое вещество) была установлена не более 0,03%, а по новому ГОСТ 21-94 уже допускается не более 0,04%. Помимо этого сделано уточнение о соответствии цветности в единицах оптической плотности международным единицам ICUMSA с некоторым изменением их допустимых пределов по сравнению с требованиями ГОСТ 21-78. Так, если по ГОСТ 21-78 цветность в единицах оптической плотности для обычного сахара-песка не должна была превышать 92 ед. опт. плотности, для сахара, предназначенного на промышленную переработку, – 172 ед. опт. плотности, а для рафинадных заводов – 207 ед. опт. плотности, то по ГОСТ 21-94 ее допустимые пределы зафиксированы соответственно не более 104; 195 и 234 ед. опт. плотности.

В соответствии с ГОСТ 21-94 “ Сахар-песок. Технические условия” по физико-химическим показателям сахар-песок должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Следует отметить, что требования отечественных ГОСТ 21-94 и 22-94 по основным показателям качества близки к большинству зарубежных стандартов. Однако допустимые нормы некоторых зарубежных стандартов более жесткие или содержат дополнительные требования, не учтенные отечественными ГОСТами на сахар-песок и сахар-рафинад. Это особенно касается специальных стандартов, определяющих требования к сахару при его использовании как сырья для других отраслей промышленности, то есть уровень требований к качеству сахара-песка зависит от целей его применения. Сахар-песок должен быть сыпучим, не слипаться, его кристаллы должны иметь однородный состав, явный блеск и хорошо растворяться, а их раствор не должен быть мутным. Одни покупатели для своих пищевых целей предпочитают сахар-песок с мелкими кристаллами, а другие – с крупными, более медленно растворяющимися в чае или кофе.

В том случае, когда сахар-песок используется как сырье, к нему предъявляют более строгие требования. В значительной степени они обусловлены составом примесей сахара и их влиянием на технологию и качество готовой продукции, полученной на его основе. Так, например, при производстве напитков важное значение имеет склонность растворов сахара к пенению, буферность среды, цветность, микробиологические свойства и некоторые другие физико-химические показатели его качества. Поэтому при разработке требований к качеству сахара-песка в разных странах особое внимание уделяют его последующему использованию.

Отечественные ГОСТ на сахар-песок разрабатывались в соответствии с требованиями рафинадных заводов, для которых он является сырьем. Поэтому в отечественных ГОСТах указывается не минимальное количество сахарозы, а максимальное содержание несахаров, выраженное через минимально допустимое содержание сахарозы в пересчете на сухое вещество, равное для сахара-песка 99,75%, то есть ГОСТ 21-94 требует, чтобы стандартный сахар-песок не содержал более 0,25% несахара.

Особого внимания заслуживает система оценки качества сахара в странах ЕС, которая является стандартом для стран этого сообщества. В этих государствах сахар-песок, в зависимости от установленных нормативов, делится на четыре категории, из которых три оцениваются в баллах. Баллы рассчитывают по трем основным показателям: кондуктометрическая зола, тип окраски в сравнении с эталоном и цветность сахара в растворе. Сахар, имеющий от 0 до 8 баллов, считается сахаром I категории, от 8 до 22 баллов – II категории и более 22 баллов – III категории. Помимо балловой оценки эти сахара должны иметь содержание сахарозы не менее 99,7%, влажность – не более 0,06% и содержание инвертного сахара – не более 0,04%.

Количество и качество несахаров во многом зависит от состава сырья и технологии его переработки, причем наиболее важными считаются процессы очистки, кристаллизации, условия промывания кристаллов сахара в центрифугах и их сушки.

Органолептические, как и физико-химические показатели качества сахара-песка в значительной степени определяются его гранулометрическим составом, то есть средним размером кристаллов сахара (мм) и коэффициентом их неоднородности (%). Так, например, известна зависимость цветности, мутности и электропроводимости У от размеров кристаллов сахара-песка Х, которая может быть представлена в общем виде как У= а₁ – а₂×Х + а₃×Х² , где а₁ , а₂ , а₃ – регрессивные коэффициенты. Поэтому гранулометрический состав сахара-песка также можно отнести к важным показателям качества.

Отечественный ГОСТ 21-94 не предусматривает требований к однородности кристаллов сахара-песка и допускает их размер в большом диапазоне от 0,2 до 2,5 мм.

Цель работы -определить качество нескольких образцов (проб) сахара-песка и сравнить их физико-химические показатели с требованиями ГОСТ 21-94.