miniatura|Sucre blanc refinat, sucre moscovat, sucre moré i canya sense processar.Sucre és el nom comú que es dona als sucres de taula refinats, normalment de color blanc, i formats per cristalls de sacarosa, útils per endolcir postres i menjars en general.
La sacarosa, amb fórmula C₁₂H22O11, és un disacàrid format per una molècula de glucosa i una de fructosa. La sacarosa està present, en quantitats variables, en moltes plantes i fruites diverses, però la remolatxa i la canya de sucre són les fonts més importants i pràcticament les úniques que s'utilitzen en l'elaboració del sucre comercial.
Originàriament, es mastegava la canya de sucre per extreure’n el gust dolç i no va ser fins a l'any 10000 aC, a l'Índia, i l'any 6000 aC, al Pacífic Sud, quan es va començar a cultivar la canya per a extreure’n el sucre. A la Xina també coneixien el procés d'extracció i refinament de la canya de sucre des de temps remots.
Durant la revolució agrícola musulmana, els àrabs adoptaren les tècniques de producció de sucre de l'Índia, millorant-lo i refinant-lo en un sistema de producció més industrial. Van crear els primers enginys per a l'elaboració del sucre de canya amb refineries, fàbriques i plantacions. D'altra banda, la cultura romana no feia servir sucre, sinó que utilitzava la mel com a endolcidor.
La utilització de la remolatxa per a l'obtenció del sucre no es va desenvolupar fins al a França on, a conseqüència de l'embargament imposat per Anglaterra a la França de Napoleó, es va començar a utilitzar com a substituta de la canya de sucre.
Matèries primeres Remolatxa sucrera miniatura|Beta vulgaris La Remolatxa sucrera (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris var. altissima Döll) és una varietat de la remolatxa comú (Beta vulgaris) de la qual s'obté sucre de forma industrial. Al contrari de la canya de sucre, que només creix favorablement en climes tropicals i semi tropicals, la remolatxa és una arrel vegetal biennal que creix en zones temperades i resistents al fred.
Hi ha diverses varietats de remolatxa, entre les quals destaquen la remolatxa vermella i la remolatxa blanca o allargada. Totes dues són molt riques en sacarosa i en midó. Tenen arrels comestibles i les seves fulles poden usar-se com a verdura. La remolatxa vermella és molt més saborosa, és per això que es destina, generalment, en l'alimentació humana com a hortalissa fresca, mentre que la varietat blanca es destina sobretot per a l'obtenció de sucre i a l'alimentació animal.
La remolatxa sucrera procedeix de l'espècie silvestre Beta marítima L., que creix al sud d'Europa i al nord d'Àfrica. Aquesta espècie no és comestible i només s'utilitza com a planta medicinal. Antigament, la remolatxa blanca es consumia com a aliment, tant l'arrel com les fulles, que tenen un sabor semblant als espinacs i encara segueixen menjant-se a França. No va ser fins a principi del quan se'n va abandonar l'ús com a aliment i es va començar a destinar el seu conreu per a la producció de sucre i l'extracció d'alcohol.
La remolatxa sucrera té tiges d'1 a 2 metres d'alçada i fulles en forma de cor. La part de la remolatxa sucrera que conté més sacarosa i, per tant, és la part d'on s'obté el sucre per a la industria, és l'arrel. Durant el primer any, es forma una gran arrel (entre 1 i 2 kg) amb una concentració de sacarosa entre un 15 i un 20%. Al segon any floreix, però es cull abans, ja que l'arrel decreix quan la planta floreix. Les operacions de recol·lecció i producció de sucre de remolatxa comencen a finals de setembre i perduren fins a gener o febrer; la part superior es talla i s'utilitza per a aliment d'animals, i l'arrel, que conté de 13% a 17% de sacarosa i 0,8% de cendres, s'envia a les fàbriques per posteriorment processar-les.
Només un químic experimentat podria determinar si una mostra de sucre refinat prové de canya de sucre o de remolatxa; el contingut de sacarosa dels dos sucres és molt alt, més del 99,9%, així que qualsevol tipus de sucre (remolatxa o canya) es pot utilitzar per a fins comuns.
Canya de sucre La canya de sucre és una espècie de planta que pertany a la família de les Poaceae. Fins a principis del , va ser l'única font important de sucre. La canya de sucre té una tija semblant al bambú, creix a una altura que oscil·la entre 3 i 5 metres i conté d'un 11 a un 15% de sacarosa en pes. Tot el seu cultiu té com a finalitat l'obtenció de sucre. miniatura|Saccharum officinarum |left Actualment hi ha dues espècies salvatges de Saccharum i quatre espècies domesticades: Les formes salvatges són S. spontaneum (situada a Oceania tropical, Àsia i Àfrica) i S. robustum (situada a Papua Nova Guinea i les illes veïnes). Les formes domesticades són S. officinarum, coneguda com a canya noble, una de les primeres canyes a ser consumides, mastegant-la per extreure’n la dolçor - actualment el seu conreu està en decadència-), S. chayote (aparentment restringit a Melanèsia i Indonèsia), S. barberi (varietat d'on es va extreure el sucre per primera vegada de manera industrial) i S. sinense. Pràcticament, totes les varietats comercials de la canya de sucre són híbrids obtinguts per cria selectiva, a partir de les espècies anteriors. Els programes de reproducció assistida de la indústria sucrera han augmentat el rendiment de canya de sucre d'un 1-1,5% T/ha a un 8-17 T/ha en el decurs del .
Els períodes òptims per al creixement i la collita varien segons la localització geogràfica, d'acord amb l'estacionalitat climàtica. Depenent de les condicions locals, el període de cultiu de la canya varia entre 10 i 22 mesos aproximadament; i el seu rendiment pot fluctuar entre 50 i 120 T/ha/any. En les condicions adequades, la canya tornarà a créixer a partir de l'antiga arrel. Aquests cultius repetits es coneixen com a rebrots, i poden continuar durant 6 o 7 anys, donant un cert avantatge econòmic sobre els cultius anuals (tot i que el rendiment normalment pateix una petita disminució, amb cada cicle de cultiu).
La recol·lecció de la canya de sucre es produeix a l'estació més freda i més seca de l'any, ja que és quan la canya madura i l'estrès hídric augmenta l'acumulació de sacarosa. Encara que algunes fulles romanen verdes, gran part del fullatge és mort una vegada que la canya és madura.
En molts sistemes de cultiu, la crema controlada abans de la collita es fa servir per a netejar les fulles mortes (“palla de canya" o "escombraries") i part de la capa de cera de la canya.
Durant la collita, la canya es talla a nivell de terra, es retiren les fulles verdes i les tiges es tallen i s'agrupen per ser transportades al molí. No ha de transcórrer molt de temps en el transport de la canya acabada de tallar fins a la fàbrica, ja que, si no es processa en 24 hores després del tall, es produeixen pèrdues per inversió de la sacarosa en glucosa i fructosa.
En algunes zones de conreu la canya es talla a mà, proporcionant una ocupació significativa per a les comunitats locals, però incorrent en costos laborals substancials per al productor. La recol·lecció mecanitzada, però, també pot ser costosa en termes de costos de capital i de funcionament dels equips, i només és pràctica quan les condicions del sòl són adequades (per exemple, en un terreny relativament pla).
Altres matèries primeres i productes endolcidors Totes les plantes produeixen una quantitat de sucre (sacarosa) variable, però les fonts principals de producció de sucre són la remolatxa i la canya. Altres de menys importància són l'auró sucrer (Acer saccharum), algunes palmeres i la mel.
Del blat de moro (Zea mays var. rugosa) se n'obté un producte dolç diferent a la sacarosa, que ofereix cada vegada més competència al sucre de canya i a la remolatxa. S'ha observat que la tendència en el mercat del blat de moro és augmentar i arribar a captar part del mercat de la remolatxa.
Actualment, aquest producte s'obté per conversió de midó en xarops de fructosa. Durant molts anys, s'ha practicat la conversió de midó en glucosa al tractar amb àcids o amb l'enzim α-amilasa. Els xarops que s'obtenen d'aquesta forma són nutritius però no gaire dolços, ja que la glucosa té un poder endolcidor inferior a la sacarosa.
El fet de descobrir que els enzims es podien immobilitzar sobre substrats orgànics, com la dietil-aminoetil cel·lulosa, o en alguns materials ceràmics, va fer que la utilització d'enzims fos econòmicament viable, ja que una sola càrrega pot servir per a un període relativament llarg i també per tractar una quantitat considerable de materials abans que s'hagin de substituir.
En lloc de fabricar xarop de glucosa mitjançant α-amilasa, es pot tractar amb un enzim immobilitzat diferent, la glucosa isomerasa, que pot convertir fins a un 42% de la glucosa en fructosa, amb 1,3 vegades el poder endolcidor de la sacarosa. Aquest xarop de glucosa i fructosa es pot emprar directament com un endolcidor gairebé equivalent al xarop de sacarosa, o es pot fabricar amb un 55% de fructosa al separar i recircular el xarop sobre l'enzim. El xarop es pot assecar per donar un producte semblant al sucre de taula, però no és massa desitjable, ja que la forma sòlida és higroscòpica, característica que l'hi dona una vida útil curta.
Obtenció del sucre de remolatxa Obtenció del suc de remolatxa miniatura|Diagrama de flux sucre de remolatxa|556x556px Per obtenir sucre a partir de remolatxa cal extreure la sacarosa i d'altres substàncies solubles en aigua per a l'obtenció d'un suc a partir del qual, després dels tractaments adequats, es pot cristal·litzar el sucre de taula.
El primer pas és la recepció de matèries primeres. Les arrels de la remolatxa arriben a les industries sucreres per mitjà de les séquies, petits canals d'aigua calenta que transporten i realitzen una primera neteja de les remolatxes.
Dins la fàbrica, les remolatxes es netegen novament, aquest cop més a fons, per eliminar totes les restes de sorra i de matèries estranyes provinents del camp. A continuació, es pesen i es tallen a tires fines (semblant a les patates fregides) denominades cossettes. Aquestes cossettes es preescalfen en una escaldadora i s'envien a la torre d'extracció, que no és més que un difusor a contracorrent especialment dissenyat per a la industria sucrera. Les cossettes entren a la torre d'extracció juntament amb aigua a contracorrent (en direcció contrària al flux de cossettes) a una temperatura que oscil·la entre 70 i 80 °C.
La torre d'extracció té dues sortides. D'una banda, una d'on surt l'aigua amb els sucres i les substàncies hidrosolubles de la remolatxa, el que s'anomena suc de remolatxa. El suc és una solució de color blau negrós que conté entre el 10 i el 12% de sacarosa, una petita quantitat de sucre invertit i entre un 2 i 3% de cendres. D'altra banda, hi ha una segona sortida per la polpa de la remolatxa, que conté de 0,1 a 0,3% de sacarosa (depenent del tipus de remolatxa). A la polpa se li elimina l'aigua utilitzant premses de vis sense fi, després s'acaba d'assecar en un assecador rotatori i es ven com a aliment per a animals. El suc es passa per un filtre per eliminar matèries estranyes i s'envia cap a la zona de depuració.
Depuració del suc de remolatxa Les operacions de depuració del suc de remolatxa consisteixen en la sedimentació d'impureses indesitjables del suc i un primer blanqueig amb diòxid de sofre per tal d'obtenir un suc sense impureses i d'una tonalitat més clara.