Podstawowe kryteria oceny cukru trzcinowego dr inż. Maciej Wojtczak

Reforma unijnego rynku cukru

Główny cel reformy Zapewnienie długotrwałej, stabilnej produkcji cukru w Europie, wzrost konkurencyjności sektora cukrowniczego przy jednoczesnym wywiązaniu się z zobowiązań międzynarodowych Unii Europejskiej

Europa importerem netto cukru Konsumpcja ~16 mln ton Produkcja mln ton Eksport ~0,8 mln ton IMPORT ~ 4 mln ton

Polska importerem netto cukru Konsumpcja ~1,6 mln ton Produkcja (kwota) 1,4 mln ton IMPORT ~ 0,2 mln ton

Wyznaczniki jakości cukru trzcinowego

Cukry trzcinowe na rynku UE Cukry melasowe Cukry brązowe Cukry złote Cukry plantacyjne Cukry rafinowane

Rozporządzenie Rady (WE) NR 1234/2007 „Cukry białe” – cukry bez dodatku środków aromatyzujących, barwiących lub innych substancji o zawartości sacharozy 99,5% lub więcej „Cukry surowe” – cukry bez dodatku środków aromatyzujących, barwiących lub innych substancji o zawartości sacharozy poniżej 99,5%

„Cukier przemysłowy” — każda wielkość produkcji cukru przypisana do danego roku gospodarczego przeznaczona do produkcji przemysłowej jednego z produktów tj.: –a) bioetanol, alkohol, rum, żywe kultury drożdży…, –b) niektóre produkty przemysłowe nie zawierające cukru, do przetworzenia których używa się cukru, –c) niektóre produkty chemiczne lub farmaceutyczne zawierające cukier. Rozporządzenie Rady (WE) NR 1234/2007

Cukier biały standardowej jakości Polaryzacja minimum 99,7°Z Wilgotność maksymalnie 0,06% Inwert maksymalnie 0,04% Liczba punktów maksymalnie 22 w tym: –za popiół max 15 (0,027 %) –za zabarwienie w roztworze max 6 (45 IU) –za typ zabarwienia max 9 (4,5)

Rozporządzenie Rady (WE) NR 1234/2007 Cukier surowy standardowej jakości Cukier, z którego uzysk cukru białego wynosi 92% Uzysk cukru białego z cukru surowego: –dla cukru buraczanego: polaryzacja – 4 × popiół % – 2 × inwert % – 1 –dla cukru trzcinowego: polaryzacja × 2 – 100

KODEKS ŻYWNOŚCIOWY Cukier biały wilgotny – drobnoziarnisty wilgotny cukier o białej barwie o ogólnej zawartości cukrów nie mniejszej niż 97,0% Cukier brunatny wilgotny – drobnoziarnisty, wilgotny cukier o barwie od jasno- do ciemnobrązowej o ogólnej zawartości cukrów nie mniejszej niż 88,0% Surowy cukier trzcinowy – częściowo oczyszczona sacharoza, wykrystalizowana z częściowo oczyszczonego soku z trzciny cukrowej bez dodatkowego oczyszczenia poza wirowaniem i suszeniem. Kryształy sacharozy pokryte są cienką warstwą melasu trzcinowego

New York No.14 kontrakt cechaspecyfikacjakary wilgotność≤ 0,30 0,09% za każde 0,01 % popiół 0,21 do 0,35 zależnie od polaryzacji 0,015% za każde 0,01% Zawartość kryształów drobnych <0,6 mm 52% – 22% 0,06% za każdy 1% pow. 52% zabarwienie800 – 1500 IU 0,0135% – 0,054% za każde 10IU 3000 – 6000 IU 0,0015% - 0,006% za każde 25IU dekstran ≤ 250 m.a.u. (~ ≤ 560mg/kg) 0,007% - 0,013% za każdy 1 m.a.u.

KODEKS ŻYWNOŚCIOWY Cukier biały – oczyszczona, krystaliczna sacharoza o polaryzacji nie mniejszej niż 99,7°Z Plantacyjny cukier biały – oczyszczona, krystaliczna sacharoza o polaryzacji nie mniejszej niż 99,5°Z Cukier puder – drobno sproszkowany cukier biały bez lub z dodatkiem antyzbrylaczy

Klasy cukru surowego V-VHP — cukier o bardzo, bardzo wysokiej polaryzacji >99,6°Z, niskim zabarwieniu IU bardzo dobrej filtracyjności. VHP — cukier o bardzo wysokiej polaryzacji > 99,3°Z o zabarwieniu IU.

Klasy cukru surowego HP — cukier o wysokiej polaryzacji 98,0-99,3°Z, zabarwienie powyżej 2000 IU. LP — cukier o niskiej polaryzacji < 98,0°Z Brązowy – różne cukry przeznaczone do bezpośredniego spożycia (tj. muscovado, demerara) często z dodatkiem melsu.

Cukier surowy do rafinacji V-VHPVHPHPLP Polaryzacja °Z99,699,398,997,8 Wilgotność %0,06-0,120,10-0,180,24-0,290,35-0,60 Inwert %0,07-0,110,14-0,160,27-0,500,51-1,1 Popiół %0,11-0,120,15-0,180,17-0,250,20-0,45 Zabarwienie IU Skrobia mg/kg40 (250) Dekstran mg/kg20 (350)

KODEKS ŻYWNOŚCIOWY Cukier biały PMWS Cukier brązowy wilgotny Cukier biały wilgotny Polaryzacja °Z ≥ 99,7≥ 99,5≥ 88,0*≥ 97,0* Wilgotność % ≤ 0,1 ≤ 4,5≤ 3,0 Inwert % ≤ 0,04≤ 0,1≤ 12,0 0,3-12,0 Popiół % ≤ 0,04≤ 0,1≤ 3,5**≤ 0,20 Zabarwienie IU ≤ 60≤ 150Nd≤ 60 * Zawartość cukrów ogółem ** popiół siarczanowy

Jakość cukru trzcinowego nie rafinowanego jest bardzo zróżnicowana i zależy od sposobu jego wytwarzania oraz znacząco wpływa na dalsze jego wykorzystanie.

Ocena jakość cukru trzcinowego Prawidłowa ocena jakości cukru trzcinowego nie rafinowanego wymaga zastosowania odpowiednich metod analitycznych, które różnią się od tych stosowanych do cukru buraczanego

Metody analizy cukru trzcinowego ICUMSA GS1 – Cukier surowy –polaryzacja, inwert, zabarwienie, popiół, –zawartość dekstranu, zawartość skrobi –Zawartość drobnych kryształów (<0,6 mm) ICUMSA GS9 – Plantacyjny cukier biały ICUMSA GS5 – Trzcina cukrowa ICUMSA GS7 – Przerób trzciny cukrowej

Wyznaczniki jakości surowego cukru trzcinowego

Autentyczność Ocena pochodzenia: –zawartość tenderozy –zawartość związków polifenolowych –zawartość skrobi –zawartość makroelementów (magnezu) –widma FT-NIR

POLARYZACJA 97,8 °Z - 99,7 ° Z Cukry wilgotne brązowe 88,0 °Z Podstawowy wskaźnik jakości cukru trzcinowego –wpływa na cenę –wpływa na wydajność a tym samym koszty rafinacji

POLARYZACJA Metoda GS1/2/3/9-1 (2007) Oznaczanie polaryzacji cukru surowego – oficjalna –Przygotowanie normalnego roztworu cukru surowego –Klarowanie za pomocą zasadowego octanu ołowiu –Pomiar skręcalności

POLARYZACJA Metoda GS1/2/3-2 (2005) –Przygotowanie normalnego roztworu cukru –Klarowanie przez sączenie z zastosowanie masy filtracyjnej (np. Celite) –Pomiar skręcalności przy użyciu polarymetru pracującego w zakresie NIR ~880 nm

INWERT Cukry surowe - 0,07 – 1,1 % Cukry wilgotne do 12%

INWERT Metoda GS1/3/7-3 (2005) Lane i Eynona – akceptowana Metoda GS1-5 (1998) Luffa Schoorla – oficjalna –Roztwór zawierający cukry redukujące ogrzewany jest w temperaturze wrzenia z roztworem miedzi Cu(II), która jest częściowo redukowana do Cu(I). Nadmiar jonów miedzi Cu(II) oznaczany jest jodometrycznie.

ZABARWIENIE 60 IU 7,0 – IU 7,0 Metoda GS1/3-7 (2002) - oficjalna zabarwienie przy pH 7,0 (od 250 IU 7,0 )

Metoda GS1/3-7 (2002)

Zabarwienie cukrów trzcinowych

Średnie zabarwienie cukrów trzcinowych różnej jakości

Zawartość związków polifenolowych Zawartość polifenoli [mgGAE/kg] – wartości średnie HPLCF-C Cukry trzcinowe białe 5,311,5 Cukry trzcinowe (VHP) 24,344,4 Cukry trzcinowe (LP) 34,183,3

Wilgotność Decyduje o jakości i stabilności cukru podczas przechowywania Obecność zanieczyszczeń na powierzchni kryształów przyczynia się zwiększonej higroskopijności cukru surowego Wartość bezpieczna 0,25%

Oznaczenie wilgotności Metoda GS2/1/3/9-15 (2007) oznaczenie wilgotności jako ubytek masy przy suszeniu - oficjalna Wilgotność cukrów trzcinowych od 0,06 % do 0,6%

Izotermy sorpcji wody przez cukry o różnej jakości

Popiół Zawartość popiołu silnie wpływa na przebieg i wydajność, a tym samym na koszty procesu rafinacji Zawartość sodu i potasu Zawartość SO 2

Popiół Metoda GS1-10 (1998) - oficjalna popiół siarczanowy Metoda GS1/3/4/7/8-13 (1994) – oficjalna popiół konduktometryczny

Zawartość popiołu %

Średnia zawartość popiołu %

Zawartość potasu LP HP VHP V-VHP B

Zawartość sodu LP HP VHP V-VHP B

Zawartość wapnia

Zawartość magnezu

Filtracyjność roztworu cukru Zawartość polisacharydów: –Dekstranu –Skrobi Zawartość krzemionki

GRANULACJA Oznaczanie zawartości drobnych kryształów < 600  m. Metoda GS1-20 (2005) – tymczasowa Cukier surowy jest przemywany bezwodnym metanolem w celu usunięcia cienkiej warstwy syropu z powierzchni kryształów cukru. Następnie cukier przemywa się izopropanolem w celu usunięcia resztek metanolu i pozostałości syropu. Przemyte kryształy suszy się w suszarce w temperaturze 80–90 °C. Przemyte i wysuszone kryształy mechanicznie przesiewa się przez zestaw sit z drutu i waży się uzyskane frakcje.

Zawartość dekstranu Powoduje wzrost lepkości soków Utrudnia oczyszczanie i filtrowanie soków Utrudnia krystalizację i powoduje wydłużenie kryształów Graniczna zawartość 250 mg/kg

Zawartość dekstranu w cukrze

Zawartość skrobi Skrobia obecna jest w trzcinie i około 30% skrobi obecnej w soku przechodzi do cukru surowego. Stwierdzono, że zawartość skrobi powyżej 250 mg/kg w soku surowym powoduje problemy podczas rafinacji szczególnie podczas saturacji.

Zawartość skrobi w cukrze

Unia Europejska jako importer cukru Wzrost importu cukru trzcinowego na rynek europejski w tym i polski wymaga odpowiedniego przygotowania się zarówno przemysłu cukrowniczego jak i odbiorców przemysłowych cukru. Potrzeba prowadzenia badań dotyczących jakości cukru trzcinowego oraz jego autentyczności.