Тростниковый сахар является одним из наиболее популярных продуктов, используемых как в чистом виде, так и в составе технологии производства различных пищевых продуктов и приготовления блюд. Добывается он из так называемого сахарного тростника (Saccharum Officinarum) – особого вида высокой травы, которая является «плодородной» в аллювиальных или красных почвах. Чтобы проанализировать качество тростника, точнее, процентное содержание в нём сахарозы, требуется специальное измерительное оборудование – рефрактометры Брикс.
Процент Brix – мера содержания сахарозы
Сахарный тростник применяется как в качестве товарной культуры, так и в качестве альтернативного источника энергии. Между тем, как уже было сказано, наиболее распространенным является приготовление тростникового сахара с использованием сахарного тростника.
Производитель сахара из сахарного тростника должен следовать строгим правилам, установленным Международной комиссией по унифицированным методам анализа сахара (ICUMSA), в противном случае, его ждут неудачи в выбранной отрасли. Среди наиболее распространённых параметров аналитики, неизбежно используемых в процессе производства тростникового сахара, можно назвать процентное содержание сахарозы в соке сахарного тростника по шкале Брикса (Brix).
Процент Brix является общепринятой мерой содержания сахарозы или сахара как в тростниковом сырье, так и в готовой сахаросодержащей продукции. Выражаясь простым языком, один градус Брикса равен одному грамму сахарозы в 100 граммах раствора. Это означает, что раствор с 20% Брикса равен 20% сахарозы.
Факторы, влияющие на насыщенность тростника сахарозой
Количество сахарозы в тростниковых культурах зависит не только от разновидности самой культуры, но и от различных внешних факторов влияния, таких температура почвы, в которой выращивается тростник, высота культуры, насыщенность почвы питательными веществами, окружающий климат (влажность, осадки, температура и т. п.). Кроме того, не последнюю роль в сахаристости играет человеческий фактор – то есть, непосредственный уход за урожаем.
Наиболее высокое содержание сахара в базовом соке сахарного тростника приводит и к тому, что на выходе – то есть, в готовом сахаре – содержание чистой сахарозы становится максимальным. Однако, при прочих равных условиях (факторах влияния), различные типы сахарного тростника могут значительно отличаться по уровню сахара: так, содержание сахарозы может варьироваться от 15 до 23 процентов по шкале Брикса. Соответственно, считается, что из сахарного тростника с процентным содержанием Брикса, близким к 23%, будет произведён тростниковый сахар наивысшего качества.
Основы технологии производства тростникового сахара
После сбора стеблей сахарного тростника производственный процесс начинается с извлечения тростникового сахарного сока. Для этого стебли сахарного тростника измельчают в серии мельниц различной степени помола. Они выдавливают сок и отделяют от него использованные волокна тростника. Полученный тростниковый сок фильтруют и выпаривают, с тем, чтобы в дальнейшем получить из него более густой сиропообразный продукт, к которому добавляется диоксид серы, что придаёт будущему сахару определённый цвет, а также способствует увеличению его срока годности, поскольку препятствует появлению и размножению бактерий и грибков. Затем сгущенный тростниковый сок кипятят, что способствует росту кристаллов сахара, которые затем отделяют с помощью центрифугирования. Перед упаковкой и окончательным хранением чистый сахар высушивают.
Использование рефрактометра для анализа сахара
Как правило, градус Брикс в сахаре выявляется с помощью определения показателя преломления света (рефракции) в анализируемом сахарном растворе. Когда количество растворённых твердых веществ, в частности, сахара, увеличивается, то возрастает и показатель преломления. По такому принципу работает прибор рефрактометр, что позволяет нам использовать его для анализа различных соединений на их сахаросодержание. Особенно хорошо рефрактометры проявляют себя в процессе работы с сахарным тростником, поскольку практически все растворённые твёрдые вещества в тростниковом соке являются сахарозой.
Все рефрактометры работают путём определения показателя преломления образца. Затем полученный показатель преломления мы можем преобразовать в градусы Брикса, используя определённые вычисления или готовые сравнительные шкалы. Цифровые рефрактометры выполняют это преобразование для вас автоматически, поэтому, в отличие от механических аналогов, они получили наиболее широкое распространение. Также цифровые рефрактометры обеспечивают наибольшую точность исследований.
Примерный алгоритм измерений градуса Брикс с помощью рефрактометра
Использование цифрового рефрактометра не представляет особой сложности и включает в себя несколько простых шагов. Во-первых, следует поместить в специальную лунку (призму) для образцов деионизированную либо дистиллированную воду. Для стопроцентного покрытия призмы вам потребуется всего лишь около 100 мкл воды. Затем нажмите кнопку Zero, таким образом, прибор будет откалиброван по жидкости, гарантированно обладающей нулевым содержанием сахарозы. Удалите воду из призмы и аккуратно обсушите её мягкой салфеткой или дождитесь полного испарения оставшейся жидкости, а затем поместите в призму интересующий вас образец. Буквально через несколько секунд рефрактометр отобразит показатель сахаросодержания раствора. По окончании исследования, а также перед каждым новым измерением, обязательно очищайте призму.
Также обращаем ваше внимание на небольшую тонкость, благодаря которой вы сможете получать максимально точные результаты исследования очень горячих или, наоборот, чересчур холодных образцов: перед началом измерений следует подождать, пока внутренний датчик температуры в измерителе стабилизируется для наиболее точного считывания. А тот факт, что при использовании цифровых рефрактометров, как правило, не требуется большой объём пробы, делает эти приборы идеальными на производственных линиях. Плюс ко всему – простота использования и высокая скорость получения результата: всего несколько секунд от обнуления до измерения.
Пример использования рефрактометра Kelilong RHB-90ATC для анализа сахаросодержания
Современный рефрактометр сахарозы RHB-90ATC произведён известным брендом Kelilong для работы с традиционными растворами сахарозы, такими как фруктовые соки, сладкие напитки, вино, пивоваренное сусло и т. д., а также пригоден для использования в густых средах – например, фруктово-овощных пюре, джеме, сахаросодержащих концентратах. Поскольку измерения выполняются в единицах Брикс, данный прибор часто также называют Брикс-метром. Как и другие рефрактометры, данная модель отличается простотой эксплуатации и компактными размерами, составляющими 180х20х20 мм. В свою очередь, весит прибор лишь 224 г.
Для проведения тестирования с помощью брикс-метра RHB-90ATC образец точно так же помещают на призму, а затем свет, проходящий сквозь неё, преломляется в зависимости от концентрации сахарозы в образце. Результаты считываются через окуляр измерителя в диапазоне, ограниченном значениями 0-90% Брикс при допустимой погрешности +/- 0.50%. Для дополнительной уверенности в точности анализа предусмотрена ручная калибровка устройства.
Данный рефрактометр может послужить отличным вариантом для профессионального измерения сахарозы в тростнике, ведь он не только сам по себе обеспечивает высокую точность, но и снижает потенциальные ошибки при колебаниях температуры образцов: так, любой потенциально горячий сок сахарного тростника можно точно измерить с помощью внутренней температурной компенсации, функционирующей при температуре до 30 0С.
Надёжность, портативность и простота использования рефрактометра RHB-90ATC также высоко оцениваются заказчиком, поскольку анализ сахарозы можно выполнять без технического руководства. И, наконец, пользователи отдают предпочтение данному прибору за высокую скорость отклика, благодаря чему можно производить быстрые и точные проверки уровня сахарозы на разных этапах производственного процесса.
По материалам блога компании Hanna Instruments
