انواع السكريات

تقسم المواد السكرية بين:

1- سكريات أحادية (سكر بسيط):Monosaccharides  وهي المواد السكرية التي تتكون الجزيئة الواحدة منها من ست ذرات كربون فقط بجانب ذرات الهيدروجين الاوكسجين ومثال ذلك:

أ- الكلوكوز: وهو أبسط أنواع المواد الكربوهيدراتية ويسمى سكر الدم، ويكون على شكل سكر طبيعي في الغذاء أو يستطيع الجسم توفيره من خلال هضم الكربوهيدرات مثل النشويات الموجودة في الأرز والمعكرونة والبطاطا. ويصنع سكر الكلوكوز من تحلل النشأ بالماء وتضاف اليه كمية من حامض الكبريتيك ثم يسخن المزيج الى درجة حرارة عالية (145درجة سليزية) وتحت ضغط بخاري يساوي حوالي (50 باوند / انج2). ثم ينقى المحلول بطبخ النشأ مع الحامض بإضافة كربونات الصوديوم لتقليل حموضته ويغمر المحلول بالفحم الحيواني ثم يصفي بأجهزة ترشيح دقيقة لإزالة المواد الصلبة وقد يكثف المحلول بعد ذلك لفصل حبيبات سكر الكلوكوز لقلة ذوبانه ان النشأ المستعمل عادة هو نشأ الذرة ولذلك يسمى بسكر الذرة.

ب- الفركتوز: وهو سكر الفواكه ويوجد في الفواكه والعسل، وهو أكثر أنواع السكريات والنشويات حلاوة من حيث المذاق.

2- سكريات ثنائية Disaccharides: هي عبارة عن سكر ناتج عن اتحاد جزيئتين من السكريات الاحادية ( البسيطة ) ويكون دائما أحد النوعين المتحدين هو الكلوكوز. وهي تشمل:

أ- السكروز (سكر المائدة) Sucrose: ويتكون من كلوكوز + فركتوز.

ب- اللاكتوز وهو سكر الحليب Lactose: ولا يوجد في الطعام ولكن يمكن تصنيعه في الغدد المنتجة للحليب في جسم الإنسان. ويتكون من كلوكوز + كلاكتوز.

ت- المالتوز (سكر الشعير) Maltose: ويتكون من اتحاد جزيئتين من الكلوكوز.

3- سكريات معقدة (متعددة) Polysaccharides: تتكون من اتحاد ثلاثة أو أكثر من السكريات البسيطة (الأحادية) وقد تتحد أكثر من 300-500 وحدة من السكريات البسيطة انواع السكريات وصناعة السكر لتكوين السكريات المعقدة، وهذه السكريات لا تذوب في الماء مثل بقية أنواع السكريات. تنقسم السكريات المعقدة بين قسمين رئيسيين هما:

أولا: السكريات من أصل نباتي:

1ـ النشا Starch:

ويوجد في الذرة والحبوب ومختلف مشتقات القمح والأرز والبطاطا والمعكرونة وجذور النباتات وكذلك الخضروات والفواكه.

2ـ السيليلوز Cellulose:

وهو المادة التي تشكل الألياف وسيقان النباتات (الجزء الذي يعطي النبات شكله الخارجي) كما يوجد في أوراق النباتات والساق والجذور وقشور الحبوب والفواكه والخضراوات. وحيث أن هذا الجزء من الكربوهيدرات لا يتم هضمه في الجسم فإن دوره الرئيسي هو إعطاء المواد الغذائية التي يحتوي عليها حجما كبيرا وبذلك يشعر الشخص بالامتلاء في المعدة والأمعاء، فضلا عن تنظيمه لفعاليات افراغ الجهاز الهضمي.

ثانياـ السكريات من أصل حيواني (النشا الحيواني):

يلجأ كل من الانسان والحيوان عندما يتناولون السكريات من أصل نباتي الى خزن الفائض منها في العضلات والكبد على شكل كلايكوجين Glycogen الذي يتكون من مئات الوحدات من الكلوكوز. وإن اتحاد الكلوكوز لتكوين الكلايكوجين في العضلات أو في الكبد يحتاج إلى الماء، وكل غرام واحد من الكلايكوجين في العضلات أو في الكبد يخزن معه حوالي 2.7 غرام من الماء. والكلايكوجين في العضلات يستخدم فقط من قبل العضلات أما كلايكوجين الكبد فيمكن تحويله إلى كلوكوز ويطرح في الدم لتعويض نقص الكلوكوز في الدم.

إنتاج السكر في العالم: -

عرف نبات قصب السكر (sugar cane) منذ الألف الثامن قبل الميلاد ومنذ عام 327ق.م. أشرف جنود الإسكندر المقدوني على مزارع قصب السكر في الهند واستفادوا من خبرة السكان المحليين في استخلاصها بعصر نبات القصب وتكثيف العصير وبلورته. تأسس أول مصنع لإنتاج السكر من الشوندر السكري في بولندا عام 1803 ثم في مصر عام 1858. ثم ارتفع انتاج السكر عالمياً من 10 مليون طن عام 1900 الى 25 مليون طن عام 1930 والى 50 مليون طن عام 1960 ووصل بنهاية سبعينات القرن العشرين الى حوالي 100 مليون طن واستقر تقريباً على هذا المستوى (وهو الاستهلاك العالمي من مادة السكر سنوياً تقريباً).

ولا بد من التأكيد هناك أن معظم السكر المستهلك حول العالم يأتي من قصب السكر الذي ينمو بكثرة في المناطق الحارة ومن البنجر السكري الذي يزرع بكثرة في المناطق الباردة.

ويضاهي السكر المنتج من قصب السكر 6 مرات ما ينتج من البنجر السكري عادة حسب إحصاءات عام 2005، رغم أن بعض المصادر تشير إلى أن 30 في المائة من السكر في العالم يأتي من البنجر السكري وينتج السكر أيضا من التمر والنبتة العشبية المعروفة باسم «سورغوم» (Sorghum) بالإضافة إلى القيقب (Sugar Maple).

ووصل الإنتاج العالمي من السكر عام 2005 حوالي 1 .134 مليون طن. وعادة ما يزرع البنجر السكري بكثرة في كاليفورنيا واليابان وأوروبا والمناطق الباردة أو الشمالية نسبيا. يزرع قصب السكر بكثرة في المناطق الحارة والاستوائية، واهم الدول المنتجة له حول العالم هي البرازيل والهند واستراليا والمكسيك والصين وتايلاند.

وتعد البرازيل من أهم الدول انتاجا للسكر، إذ تنتج سنويا 30 مليون طن (حسب إحصاءات عام 2006)

جدول يوضح أعلى الدول إنتاجا للسكر في العام 2002

إنتاج السكر في الوطن العربي:

- تعد جميع أقطار الوطن العربي من البلدان المستوردة للسكر على الرغم من أن العديد منها منتجة له.

- هناك ظروف مناخية وزراعية مناسبة لزيادة إنتاج المادة الأولية (وهي البنجر السكري في سوريا وتونس والجزائر ولبنان - وقصب السكر في السودان - وكلا المحصولين في العراق ومصر والمغرب).

صناعة السكر في العراق

تعود صناعة السكر في العراق الى منتصف الخمسينيات من القرن الماضي بعد ان وضع الحجر الاساس لمعمل سكر الموصل عام 1953 كما وضعت الدراسات الاولية عام 1953-1954 لأنشاء معمل السكر في محافظة ميسان، لملاءمة الظروف المناخية لزراعة محصول قصب السكر الى جانب معمل السكر البنجري في محافظة السليمانية الذي يعتمد البنجر السكري وانشئ من قبل الشركات الالمانية عام 1976.

وهذا شجع على إنشاء صناعات تكميلية تعتمد النواتج العرضية لصناعة السكر (المولاس، تلف البنجر، طينة الترويق) مثل حامض الخليك، حامض الستريك، خميرة الخبز، الكحول الصناعي، الورق، الخشب المضغوط الأعلاف الحيوانية بأنواعها وغير ذلك.

وبسبب ما جرى في العراق من تدهور في البنى التحتية ومن ضمنها غلق المصانع في جميع انحاء القطر كانت صناعة السكر من ضمن هذه المصانع والمشاريع الضخمة التي اغلقت أبوابها وتنتظر بارقة الامل في استئناف انتاجها من السكر وباقي النواتج العرضية الناتجة عن عصر البنجر السكري والقصب.

استهلاك الفرد الواحد من السكر:

- يتذبذب استهلاك الفرد من مادة السكر سنوياً حسب البلد وإنتاجه ونظامه السياسي والاجتماعي ووضعه الاقتصادي ويتراوح الاستهلاك الطبيعي للفرد ما بين 27-40 كغم من السكر الأبيض سنوياً وبات هذا المعدل مؤشراً حضارياً.

استخدامات السكر:

يستخدم معظم محصول العالم من السكر في الغذاء، ويدخل معظم السكر المتناول في أغذية معالجة (مُحضرة بطريقة خاصة). على سبيل المثال، تشتمل الحلويات والفاكهة المعلبة والمربيات والهلام والمرطبات جميعها على كميات كبيرة من السكر. ويضاف السكر أيضًا إلى العديد من منتجات المخابز لتحسين نكهتها والاحتفاظ بها طازجة.

يباع معظم السكر في صورة حبيبات بيضاء (حبات صغيرة). وبعض السكر يطحن إلى سكر مسحوق، ويستخدم بكثرة في تلبيسات الكعك. كما تستخدم في الصناعات غير الغذائية كمية ضئيلة من محصول العالم من السكر على سبيل المثال، يستخدم السكر لخلط الإسمنت ودباغة الجلود وعمل البلاستيك. ويضاف سكر الى بعض الأدوية لإخفاء طعمها غير المقبول.

صناعة السكر من قصب السكر:

شكل يبين سيقان نبات قصب السكر

مراحل صناعة السكر من قصب السكر:

1- يحصد قصب السكر باليد أو بالآلة. ثم ينقل إلى المصنع.

2ـ تُغسل السيقان وتُقطع طوليا، ثم تمرر في عصارات أو في أحواض ماء ساخن حتى يذوب السكر. وتقوم العصارات بتمزيق القصب واستخلاص العصير السكري من السيقان، كما تذيب رشاشات الماء المزيد من السكر من السيقان المهشمة. ويسمى خليط الماء والسكر عصير القصب الذي يؤخذ بعدئذ للتكرير.

3ـ الحصول على السكر الخام يسخين عصير القصب الذي لا يزال مخففًا بالماء، ويضاف إليه ماء الجير (هيدروكسيد الكالسيوم) في أحواض كبيرة كما في الشكل التالي لترسيب الشوائب.

شكل يبين أحواض تجميع عصير القصب بعد استخلاصه

4- يستخدم ثاني أكسيد الكربون لإزالة الجير الزائد في خزانات عمودية.

5ـ يوضع العصير المُصفي في مبخرات فراغية (أجهزة تبخير كبيرة)، اذ يتبخر معظم الماء ويصبح العصير كثيفا وشديد الحلاوة. ولإزالة الماء الزائد من الشراب المُركز كي تتشكل بلورات السكر. يتم تسخين الشراب المركز في أوعية كبيرة (أجهزة تبخير فراغية بخفض نقطة غليان الشراب المركز بحيث يغلي بدرجة حرارة بين 40-60 درجة سليزية كي لا يحترق حتى عند استمرار التسخين) كما في الشكل التالي.

 شكل يبين أجهزة التسخين الفراغية

6- وبعد تشكيل بلورات سكر كبيرة الحجم في الشراب الكثيف، يوضع الخليط في (جهاز طرد مركزي) كما في الشكل التالي لفصل الشراب المركز عن البلورات.

شكل يبين أجهزة الطرد المركزي المستخدمة لفصل بلورات السكر

7- تكرير سكر القصب: يجب أن يمر السكر الخام البني المصفر بعدة مراحل إضافية للحصول على سكر أبيض نقي للمائدة. ويزال الغشاء الذي يعطي السكر الخام لونه البني المصفر بالغسل تذاب بلورات السكر في الماء، ثم يصب المحلول خلال مرشحات حتى يصبح سائلاً صافيا باهت اللون، ثم تُدار البلورات مرة ثانية في الطرد المركزي. لتبخير السائل حتى تتكون بلورات مرة ثانية.

ويخرج سكر أبيض نقي من الآلة إلى أسطوانات (براميل) تجفيف، اذ يمتص الهواء الساخن في الأسطوانات أي رطوبة متبقية وأخيرا يعبأ السكر ويغلف للتسويق كما في الشكل التالي.

 شكل يبين عملية تعبئة السكر

وبعض الشراب المركز لا يكون بلورات أثناء التبخير والتدوير (الطرد المركزي)، لذا تعاد العملية عدة مرات لتكوين المزيد من البلورات البيضاء، ويستخدم الشراب المتجمع بعدئذ في صناعة السكر البني.

صناعة السكر من البنجر السكري:

شكل يبين نبات البنجر السكري

مراحل صناعة السكر من البنجر.

1- بعد استخراج البنجر السكري من التربة، يشحن إلى المصنع.

2ـ يتم غسله وتقطيعه إلى شرائح رفيعة تسمى رقاقات، وتوضع الرقاقات في أوعية انتشار مسخنة بحدود 70درجة سليزية لاستخلاص وإزالة السكر منها، ثم تجفف وتخلط مع دبس السكر أو المولاس لصناعة عليقة الماشية.

3ـ المحلول الناتج من نقع الرقاقات يعالج بالجير، لترسيب الشوائب، ثم يضاف ثاني أوكسيد الكربون لإزالة الزيادة من الجير في المحلول.

4ـ بعد ذلك يرشح العصير لإزالة الشوائب ويسمى المحلول المصفي عصيرا رقيقا يزال منه الماء بالتبخير في مبخرات فراغية تساعد في تبلور السكر. وعليه، تصبح خطوات صناعة السكر من بنجر السكر هي خطوات صناعة السكر من قصب السكر نفسها. لكن في بعض البلدان، قد يتم تصنيع سكر البنجر في عملية أو خطوة واحدة لأن مصانع سكر البنجر لا تنتج السكر الخام ويوضح الشكل التالي خطوات صناعة السكر من البنجر.

ويوضح الشكل خطوات عملية استخراج السكر من البنجر السكري

شكل يبين خطوات عملية صناعة السكر