Бурячний або тростинний?

І. Лєєнсон


Цукровий очерет у наших краях не росте. Тому не дивно, що ми звикли саме до бурячного цукру, а назва «тростинний» викликає в нас підозру. Цікаво, що в Америці все було навпаки: на початку століття, коли цукробурякова промисловість у США тільки зароджувалася, багато американців уважали, що рідний тростинний цукор відрізняється від бурячного й, звичайно, краще за нього.

 

Солодкий сік цукрової тростини був відомий аборигенам Америки за багато століть до нашої ери. У Європу він прийшов з Індії та Єгипті в IX ст. І тільки 1747 року німецький хімік Андреас Маргграф указав на можливість одержувати сахарозу з буряковиці — цукрового буряка.

 

У Росії перший завод для переробки буряка було зведено 1802 року в Тульській губернії. Щоправда, майже весь сік ішов на виробництво спирту. А через сто років у країні працювали вже сотні цукрових заводів, які виробляли близько трьох мільйонів тонн цукру на рік. Дотепер з усіх чистих органічних хімічних сполук, одержуваних людиною, сахароза посідає за тоннажем перше місце у світі.

 

Для хіміка слово «цукор» неоднозначне. Цукрами називають сполуки, які належать до класу вуглеводів, а таких сполук безліч. Є, наприклад, виноградний цукор — глюкоза, молочний цукор — лактоза, фруктовий цукор — фруктоза. Декстрин і крохмаль теж належать до цукрів. Відомий навіть «свинцевий цукор» — отруйний плюмбум ацетат, що ніякого відношення до цукрів не має й названий так за свій солодкий смак (у минулому столітті хіміки пробували на смак і не таке).

 

Цукор, із яким ми п’ємо чай, з хімічної точки зору являє собою дисахарид. Його хімічна назва — сахароза, а точніше — альфа-D-глюкопіранозил-бета-D-фруктофуранозид. У назві відбито вміст у сахарозі решток двох моносахаридів — глюкози й фруктози, на які сахароза частково й розпадається під час варіння варення.

 

Сахароза значно поширена в рослинному світі. У невеликих дозах вона завжди міститься в листках і насінні рослин; у більшій кількості — у плодах, особливо солодких, таких як абрикос, персик, груша. Особливо багато сахарози в коренеплодах цукрового буряка — у середньому 16–20 %, але буває й до 27 %, а також у стеблах цукрової тростини — вміст сахарози в її соку коливається від 14 до 26 %.

 

Закон сталості складу говорить, що склад індивідуально чистої хімічної сполуки не залежить від того, яким шляхом її було отримано, тому назви «бурячний цукор» і «тростинний цукор» — синоніми, бо з хімічної точки зору це одна й та сама сполука.

Природно, цукор, який було отримано в різний час і на різних заводах, а також зберігався в різних умовах, може відрізнятися за кількістю домішок — головним чином, води (її в цукрі-піску міститься близько 0,14 %). Звичайно, ця домішка ніяк не впливає на смакові й хімічні властивості цукру. А вміст шкідливих домішок у харчовому продукті (їх кількість мізерна) жорстко регламентований законом.

 

І все-таки бурячний і тростинний цукор не повністю ідентичні. Але розрізнити їх непросто — для цього необхідний чутливий мас-спектрометр, який дозволяє визначати співвідношення ізотопів Карбону в зразку. Як відомо, природний вуглець складається із двох стабільних ізотопів — 12С і 13С вміст яких, відповідно, дорівнює 99,892 і 1,108 %. Це означає, що будь-який зразок буде містити 1,108 % більш рідкісного нукліда 13С Однак у разі особливо точних вимірювань співвідношення 12С:13С може в різних зразках слабко коливатися. Наприклад, під час фотосинтезу рослини віддають перевагу більш легкому нукліду, тому в усіх живих організмах і продуктах їх розкладу (вугіллі, нафті) вміст 13С трохи знижений.

 

Яке це має відношення до бурячного й тростинного цукру? Безпосереднє. І очерет, і буряк використовують для синтезу своєї сахарози вуглекислий газ із повітря. Однак це перетворення, яке відбувається в усіх рослинах і називається фотосинтезом, може відбуватися двома шляхами. Перший із них пов’язаний з участю в реакції проміжної сполуки із трьома атомами Карбону — фосфату гліцеринової кислоти. Наступні його перетворення (всі вони відбуваються за участі біологічних каталізаторів — ферментів), включаючи конденсацію двох молекул, дають фруктозу, молекула якої містить шість атомів Карбону. Частина фруктози ізомеризується в глюкозу, а об’єднати молекули глюкози й фруктози в молекулу сахарози для ферментної системи дуже легко. Цей шлях синтезу, викладений у всіх підручниках органічної хімії й біохімії, іноді називають С3-шляхом, за числом атомів карбону у ключовій проміжній сполуці — фосфаті гліцеринової кислоти. Порівняно нещодавно вчені знайшли ще один шлях, в якому ключова проміжна сполука — дикарбонова кислота — має чотири атоми Карбону. Виявилося, що рослини діляться на два класи, кожний із яких віддає перевагу тому чиіншому механізму фотосинтезу. Відповідно ці класи позначають як С3 і С4. Було виявлено, що С3-механізм віддає перевагу нукліду 12С в декілька більшому ступені, ніж С4-механізм. Отже, у С3- і С4-рослинах ізотопи Карбону будуть розділятися з різною ефективністю.

 

Отже, цукровий буряк належить до С3-рослин, а цукрова тростина — до С4. Таким чином, якщо взяти зразок цукру, спалити його й дослідити вуглекислий газ, який утворився, у мас-спектрометрі на співвідношення ізотопів Карбону, то можна буде відразу сказати, з якої рослини цей цукор було отримано.

 

Більш того, мас-спектрометричний аналіз у деяких випадках може допомогти відрізнити справжній мед від фальсифікованого. Рослини, з яких бджоли збирають нектар, належать до С3-рослин, тоді як солодкий кукурудзяний сироп із високим умістом фруктози (його іноді додають до меду) одержують із С4-рослини. Точно так само з допомогою того самого аналізу можна відрізнити натуральний апельсиновий сік від «синтетики», виготовленої з апельсинової м’якоті, кукурудзяного сиропу й синтетичних добавок, які надають продукту потрібного смаку й запаху.

Dounload PDF

Відгуки читачів