تصور بر آن است که گیاه نیشکر برای نخستین بار توسط مردمان ساکن در جزایر پلینزی مورد استفاده قرار گرفته است و از آنجا به هندوستان رفته است. هنگامیکه داریوش امپراتور پارس در 510 سال قبل از میلاد، هند وستان را فتح نمود در آنجا گیاه عجیبی یافت که از آن بدون دخالت زنبور نوعی عسل خارج می گردید. اسرار مربوط به  قند حاصل از نی توسط کاشفان دیگری گشوده شد و هر چند که در ابتداء از این راز  بدقت محافظت می گردید ولی سرانجام به طمع کسب سود سرشار، محصول آنرا صادر نمودند. سپس این عرب ها  بودند که با کشور گشایی بزرگ خود در قرن هفتم میلادی،  با این راز آشنا شدند هنگامیکه مسلمانان در سال 642 میلادی سرزمین فارس را فتح نمودند، برای نخستین بار دریافتند که شکر چگونه درست می شود. کشور گشایی های آنها باعث گسترش صنعت  تولید شکر به شمال افریقا و اسپانیا گردید.

در زمان جنگ های صلیبی در سده 11 میلادی بود که ملل اروپای غربی با شکر آشنا شدند. پس از آنکه جنگجویان صلیبی  به خانه های خود بازگشتند در مورد یک گونه گیاهی جدید و محاسن آن تعریف نمودند. نخستین تولید شکر در سال 1099 در انگلستان ثبت گردیده است. در قرون بعدی اروپای غربی شاهد تجارت وسیع انواع کالا ها  ازجمله شکر  بسمت شرق بود. بعنوان نمونه ثبت گردیده است که در سال 1319 میلادی در شهر لندن هر پاند ( 454 گرم)  شکر به قیمت دو شیلینگ بدست مردم می رسید که معادل با یکصد دلاربه ازائ هر کیلوگرم به قیمت امروز می باشد و نشان می دهد که در آن روزگار شکر یک کالای بسیار لوکس و تشریفاتی بوده است.

مردمان اروپا در قرن پانزدهم میلادی درشهر ونیز ایتالیا موفق به تصفیه نمودن شکر البته در مقیاس کارگاه های با ظرفیت پایین شدند ولی هنوز حمل ونقل آن بعنوان یک محصول خوراکی با مشکلات زیادی همراه بود. در همان سالها دریانوردی بنام کریستف کلمب، موفق به کشف قاره آمریکا یا دنیای جدید گردید و در دومین سفر خود به این سرزمین در سال 1493 گیاه نیشکر را در نواحی کارائیب کشت نمود. وجود شرایط اقلیمی مناسب برای رشد نیشکر در این منطقه باعث رشد سریع این صنعت در آنجا گردید.

در سال 1750 میلادی تعداد 120 کارگاه تصفیه شکر در انگلستان مشغول به کار بودند و مجموع تولید سالانه آنها 30 هزار تن بود. در این مرحله هنوز شکر به عنوان یک کالای لوکس و گرانقیمت بود بطوریکه آنرا  طلای سفید نیز می نامیدند. دولت ها دریافتند که می توانند عواید سرشاری را از طریق شکر و اخذ مالیات بیشتر از کارگاه های ساخت آن کسب نمایند. مجموع مالیات اخذ شده در سال 1781 در بریتانیا رقمی بالغ بر 326 هزار پوند بود و این میزان در سال 1815 به سه میلیون پوند افزایش یافت. در بریتانیا این وضعیت  تا سال 1874 و زمان نخست وزیری آقای گلادستون که مالیات شکر را بمنظور کاستن از قیمت این کالا بنحوی که برای شهروندان عادی  نیز قابل استفاده گردد حذف نمود، ادامه داشت.

چغندر قند برای اولین بار در سال 1747 بعنوان یک منبع تامین قند شناسایی گردید. تردیدی نیست منافع حاصل از کشت نیشکر این اطمینان را بوجود آورد که شکر تولیدی از نی مانند یک  تحفه و کالای نایاب باقی نمی ماند. این وضعیت تا زمان جنگهای ناپلئونی در سالهای آغازین قرن نوزده میلادی و توقف ورود شکر به قاره اروپا توسط انگلستان وجود داشت. از سال 1880 چغندر قند بعنوان منبع اصلی شکر تولیدی درقاره اروپا جای نیشکر را گرفت.

هنوز هم صنعت مدرن امروزی شکر تحت سیطره حکومت ها می باشد ودولت ها در سراسر جهان و در سطوح مختلف در آن دخالت دارند. الگوی کلی آن در بررسی وضعیت اواسط دهه 1990 در نقشه نمایش داده شده در صفحه مقدمه، مصرف سالیانه حدود 120 میلیون تن و با رشدی در حدود 2 میلیون تن در هر سال دیده می شود. اتحادیه اروپا، برزیل و هندوستان سه کشور صدر تولید کنندگان شکر که مجموعاً 40% از کل تولید سالانه را بخود اختصاص داده اند. هر چند که بخش عمده شکر تولیدی در خود این کشورها مصرف می گردد، و تنها حدود 25 درصد آن وارد تجارت بین المللی می گردد.

یکی از نمونه های مهم عملکرد های دولتی را در اتحادیه کشورهای اروپایی شاهد می باشیم جاییکه که سالانه سوبسید سنگینی را بر روی قیمت پنج میلیون تن شکر سفید (حاصل از چغندر ) صادراتی و همچنین واردات یک میلیون تن شکر خام نیشکری ازکشورهایی که قبلاً  مستعمره بوده اند پرداخت می نمایند. از موضوعاتی که هم اکنون مورد بحث می باشند موافقت نامه عمومی تعرفه و تجارت (GATT) منعقد شده بین کشورهای بزرگ صنعتی جهان و موضوع مازاد محصول و بدنبال آن دامپینگ (قیمت شکنی ) از طرف برخی تولید کنندگان می باشد.

 نحوه ساخت شکر:

تولید قند یا شکر  توسط  برخی از گیاهان  و با ذخیره سازی انرژی خورشید انجام می شود. مردم شکر را بدلیل طعم شیرین و انرژی زا بودن آن دوست دارند، بنابراین تعدادی از این گیاهان را جهت استخراج  قند از آنها بصورت تجاری کشت می نمایند. هم اکنون در 121 کشور جهان شکر تولید می شود و میزان تولید جهانی آن  بالغ بر 120 میلیون تن در سال می باشد. تقریباً 70 درصد شکر تولید شده در جهان از نیشکر که گیاهی با ساقه های بلند و قابل کشت در مناطق  گرمسیر می باشد و 30 درصد دیگر شکر تولید شده در جهان ازگیاه چغندر قند، محصول دارای ریشه قابل مصرف که عمدتاً در نواحی معتدله در عرضهای شمالی قابل کشت می باشد، بدست می آید.

آن چیزی را که ما شکر می نامیم شیمیدانان تحت نام “ساکارز” می شناسند که از نظر طبقه بندی مواد شیمیایی، یکی انواع قندها یا ساکاریدها می باشد و آنها نیز در دسته بزرگتری از مواد موسوم به هیدرات های کربن قرار می گیرند. هیدرات های کربن همانگونه که از نام آنها بر می آید همگی دارای مولکول های متشکل از اتم های کربن و نیز هیدروژن و اکسیژن موجود درآنها دارای نسبت مشابه در مولکول آب می باشد. ساکارید ها خانواده ای بزرگ با فرمول عمومی (CnH2nOn)می باشند.

یکی از ساده ترین قندها گلوکز (C6H12O6 ) می باشد هر چند که از لحاظ ویژگی های شیمی فیزیک، ترکیبی ساده نمی باشد زیرا که در دو شکل متمایز خواص آن نیز تغییر می نماید.

ساکارز (C12H22O11) یک قند دی ساکارید است که هر مولکول آن در نتیجه متراکم شدن دو مولکول گلوکز ( با حذف یک مولکول آب ) بوجود می آید.

12CO2 + 11H2O = C12H22O11 + 12O2

اکسیژن + ساکارز = آب + دی اکسید کربن

این نشان میدهد که طی فرایند فتوسنتز ، اکسیژن نیز بدست می آید.

محصول شکر به لحاظ تاریخی صرفاً از نیشکر و در مقیاس های نسبتاً کوچک  تولید می شد.

به لحاظ تاریخی، شکر فقط از نیشکر و سپس تنها در مقادیر نسبتاً کوچک تولید می گردید و در نتیجه  بویژه در اروپا جایی که امکان رشد نیشکر وجود نداشت فراورده ای بسیار تجملاتی بود.

رویش نی:

نیشکر از گیاهان خاص مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری می باشد که برای رویش نیازمند مدت زمان طولانی تابش خورشید و دسترسی به آب فراوان می باشد ولی هرگز نباید برای ریشه های آن، حالت اشباع از آب بوجود آید.

این گیاه معمولاً طی مدت 12 ماه رسیده و آماده برداشت می گردد هر چند که این مدت زمان بسته به نقاط مختلف جهان از 6 ماه در ایالت لوئیزیانا امریکا تا 24 ماه در برخی نقاط متغیر می باشد.

برداشت:

برداشت نیشکر بوسیله قطعه بری ساقه ها ی گیاه و باقی گذاشتن ریشه ها جهت رویش مجدد آن در فصل زراعی بعدی انجام می گردد.

این تمایل وجود دارد که زمان برداشت در فصول کم بارش (خشک) سال صورت گیرد و دامنه زمانی آن حداقل از دو ماه و نیم و حداکثر 11 ماه می باشد. دریافت نی کارخانه: اغلب با استفاده از تریلر یا واگن های ریلی  ولی گاهاً با استفاده از گاری هایی که با الاغ  یا گاو نر کشیده می شوند.

عصاره گیری:

اولین مرحله فراوری، استخراج عصاره موجود در نی می باشد. در بسیاری از کارخانه ها، نی ها در یک سری آسیاب های مجهز به غلطک های بزرگ، کاملاً خرد می شوند: مشابه سیستم های پرس لباس و پارچه که در قرن گذشته برای چلاندن و خارج ساختن آب جهت شستشوی لباس ها بکار می رفت. شربت شیرین به خارج از الیاف نی فوران می نماید و فیبر باقیمانده جهت استفاده در بویلر ها حمل می گردد. در کارخانه های چغندری معمولاً از دیفیوزر جهت عصاره گیری استفاده می شود.

 تبخیر:

درکارخانه می توان عصاره استخراج شده را به آسانی و با استفاده از آهک آبدیده (شکفته) و ترسیب بخش عمده ذرات آلوده کننده همراه آن که قابلیت برگشت مجدد به مزارع  را دارند، پاکسازی نمود.

جوشاندن:

در آخرین مرحله بمنظور جوشاندن شربت بدست آمده آن را وارد یک دیگ پخت (pan) بسیار بزرگ می نمایند و درون آن دیگ تا رسیدن به شرایط مناسب برای رشد کریستال های قند جوشانده می شود. شما شبیه به این عمل را در دبستان انجام داده اید ولی احتمالاً  با شکر نبوده است زیرا بدست آوردن کریستال های با رشد مناسب از آن مشکل می باشد.

تبخیر و متبلور کردن شیره نیشکر:

پس از اینکه شربت زلال بدست آمد، آن را تبخیر و تغلیظ می‌کنند تا غلظت ساکارز در محلول بالا برود. سپس بر اثر سرد کردن و متبلور شدن قند، آن را به روش سانتریفوژ کردن و غیره جدا کرده، به‌صورت قند یا شکر عرضه می‌کنند. همچنین شکر خام نهایی در انبار همانند کوه قهوه ای رنگ چسبنده و مشابه شکر قهوه ای روشن که آشپزخانه یافت می شود ذخیره می شود. این شکر به همین صورت نیز قابل استفاده می باشد ولی معمولاً در انبار کثیف می شود و دارای طعم بخصوصی می باشد که مورد دلخواه اکثریت مردم نمی باشد و به همین دلیل  معمولاً پس از مبادله آن در کشور مقصد قبل از مصرف آن تصفیه می شود. بعلاوه به دلیل اینکه نمی توان تمام قند موجود در شربت را بصورت کریستال از آن جدا نمود, محصول جانبی شیرین تحت عنوان ملاس بوجود می آید که معمولاً جهت استفاده درتولید خوراک دام و یا به واحدهای تولید الکل فروخته می شود.

انواع مختلف شکر:

محصولات شیرین کننده اعم از انواع شکر و شربت ها بصورت بسیار متنوع در فروشگاه ها قابل دسترس می باشند و انواع دیگر نیز جهت مصارف صنعتی وجود دارند.در ذیل به برخی از تفاوتهای عمده این محصولات اشاره شده است.

اساساً شکر سفید همان ساکارز خالص می باشد و بین شکر بدست آمده از نی یا چغندر تفاوتی وجود ندارد. اختلاف کارخانه های تولید شکر کریستال در ابعاد کریستال می باشد و این مورد ی است که در محصول نهایی بوضوح مشهود می باشد. کریستال های کوچک راحت تر حل می شوند و بنابراین شیرین تر بنظر می رسند چون چیزی از آن در ته فنجان باقی نمی ماند و در صورتیکه آنرا به تنهایی بخوریم بر روی زبان شیرین تر بنظر می رسند.  همینطور کریستال های کوپک تر بدلیل داشتن سطوح بیشتر در هر قاشق بنظر سفیدتر می آیند.

چند نوع از  شکرهای سفید ویژه عبارتند از:

• شکر سفید متشکل از کریستال های بسیار ریز موسوم به شکر پاش.
• خاکه قند یا گرد شکر که شکر سفید آسیاب شده است و بمنظور تزئین سطح روی شیرینی ها کاربرد دارد.
• مکعب های شکر یا قند حبه که همان کریستال های شکر چسبانیده شده بهمدیگر با استفاده از شربت آن می باشند.
• شکر ماندگار متشکل از کریستال های درشت ویژه.

شکر قهوه ای به روش ها و اشکال متنوعی قابل تهیه است ولی در هر صورت به یکی از دو حالت  قهوه ای چسبناک و یا  قهوه ای روان می باشد. در حالت قهوه ای چسبناک مخلوط در اصل از دیگ طبخ مرحله کریستالیزاسیون شکر حاصل از نی می آید. بهترین آن امروزه در هندوستان با عنوان جوگری یا گور تهیه می شود که مانند یک مخلوط آنقدر جوشانده می شود تا خشک شود.

در کارخانه های تصفیه شکر  امروزی، بوسیله مخلوط نمودن شکر تصفیه شده یا حداقل خالص شده با یک سیروپ مناسب هر دو حالت فوق الذکر قابل تولید می باشد. رنگ شکر و سیروپ تعیین کننده رنگ محصول نهایی و نسبت سیروپ به مجموع شکر و هرگونه ماده خشک بکار رفته تعیین کننده میزان  روانی و چسبناکی محلول می باشد.

سیروپ ها  انواع متفاوتی دارند، از محلول های ساکارز خالص که جهت مصارف صنعتی بفروش می رسند گرفته تا سیروپ های بشدت عمل آوری شده جهت نیل به طعم ها و رنگ های امتزاجی. سیروپ طلایی محلول شکری می باشد که بمنظور اینورت و تجزیه بخشی از ساکارز آن به قندهای ساده بدقت عمل آوری شده است. واکنش برگشت یا اینورژن، یک فرایند شیمیایی است که مولکولهای دی ساکارید ساکارز را به قندهای تشکیل دهنده آن یعنی فروکتوز و گلوکز می شکند و این اطمینان را بوجود می آورد که در هنگاه ذخیره سازی آن کریستال شدن رخ نخواهد داد. به محصول مشابه تهیه شده از ملاس بجای یک محلول خالص قندی، شیره قند یاتریکل می گویند.

اجزای تشکیل دهنده نیشکر:

مواد موجود در نیشکر و نسبت درصد آنها عبارتند از :

• مواد خشبی (الیاف خشک سلولزی) ، 15ـ 9 درصد.
• آب 80ـ70 درصد.
• ساکارز 17ـ10 درصد.
• قندهای انورت 3ـ0.1 درصد (شامل گلوکز و فروکتوز).
• مواد آلی غیر قندی 1.2ـ0.5 درصد.
• مواد معدنی 0.3ـ0.1 درصد.

اجزای تشکیل دهنده مواد خشبی:

• سلولز 7.5ـ6.5 درصد.
• لیگنین 13.5ـ1.5 درصد.
• مواد پکتیکی 3.75ـ2.25 درصد.
• چربی و موم 0.5ـ9.3 درصد.
• آلبومین 0.3ـ0.2 درصد.
• مواد معدنی 0.5ـ0.3 درصد.

ترکیبات معدنی در شیره نیشکر:

• K2O در محدوده 17ـ10 درصد.
• Na2O جزئی.
• CaO در محدوده 13ـ7 درصد.
• MgO در محدوده 13ـ10 درصد.
• Al2O3 + Fe2O3 جزئی.
• P2O5 در محدوده 15ـ5 درصد.
• SO3 در محدوده 9ـ 7 درصد.
• Cl جزئی.
• SiO2 در محدوده 50 ـ 35 درصد.

مواد آلی موجود در نیشکر:

مواد چربی موجود در شیره نیشکر، بیشتر استر اسیدهای چرب یا مشتقات آنها مانند اسیدهای اولئیک، پالمیتیک، استئاریک و مقداری سوسیتین و فتیوسترین و موم ها، ترکیبات استری اسیدهای چرب با الکل میزیسیک می‌باشند.

قند انورت:

قند های احیاکننده و معمولاً شامل گلوکز و فروکتوز است.

اسیدهای آلی:

اسیدهای موجود در نیشکر، بیشتر شامل اسید های گلیکولیک، مالیک سوکسینیک، تارتریک و سیتریک می‌باشد. در شیره نیشکر تخمیر شده، اسید استیک نیز وجود دارد.

مواد رنگی:

دو نوع ماده رنگی در نیشکر وجود دارد. یکی از آنها، کلروفیل است که همان سبزینه گیاهی است. آن را از طریق جذب سطحی به کمک زغال فعال می‌توان خارج کرد. دیگری اوتاسیانین است که در آب حل می‌شود و در محیط اسیدی، قرمز رنگ و در محیط قلیایی، سبز رنگ است و به روش آهک زدن، آن را می‌توان از شیره نیشکر خارج کرد.

مواد نیتروژن‌دار:

مواد نیتروژن‌دار موجود در نیشکر، عبارتند از: آلبومین، اسپارازین، گلوتامین و اسیدهای آمینه. در بین اسیدهای آمین، مقدار تیروزین و گلیکوکول (گلیسین) از همه بیشتر است که همراه با ملاس از نیشکر خارج می‌شوند.

مواد تشکیل دهنده عصاره چغندر قند:

مواد موجود در شیره چغندر قند و نسبت درصد تقریبی آنها عبارتند از:

• مواد نامحلول %6ـ4
• آب %78ـ74
• ساکارز %20ـ14
• قند انورت %0.1
• رافینوز %0.02
• مواد غیر قندی %3ـ2

مواد نامحلول در شیر ه چغندر قند و نسبت درصد تقریبی آنها:

• سلولز %26
• مواد نیمه سلولزی %64
• مواد پکتیکی %64
• مواد نیتروژن‌دار %7
• مواد معدنی %3

مواد معدنی موجود در شیر ه چغندر قند و نسبت درصد تقریبی آنها:

• K2O %47
• Na2O %5.5
• CaO %5
• MgO %11
• Al2O3 + Fe2O2 %5
• P2O5 %15
• SO3 %6
• Cl %2.5
• جزئی SiO2

منبع: sugarcane.ir – foodna.ir