Międzynarodowe badania biegłości ICUMSA oznaczania zawartości skrobi w cukrze surowym dr inż. Maciej Wojtczak mgr inż. Aneta Antczak
Cukier surowy standardowej jakości Cukier, z którego uzysk cukru białego wynosi 92% Rozporządzenie Rady (WE) NR 1234/2007
Surowy cukier trzcinowy Częściowo oczyszczona sacharoza, wykrystalizowana z częściowo oczyszczonego soku z trzciny cukrowej bez dodatkowego oczyszczenia poza wirowaniem i suszeniem. Kryształy sacharozy pokryte są cienką warstwą melasu trzcinowego KODEKS ŻYWNOŚCIOWY
Jakość cukru surowego do rafinacji
POLARYZACJA 96 cena podstawowa 97 +1,5% 98 +2,75% 99 +3,75 New York No.14 kontrakt
cecha specyfikacja kary wilgotność 0,30 0,09% za każde 0,01 % popiół Zawartość kryształów drobnych <0,6 mm zabarwienie dekstran 0,21 do 0,35 zależnie od polaryzacji 52% 22% 800 1500 IU 3000 6000 IU 250 m.a.u. (~ 560mg/kg) 0,015% za każde 0,01% 0,06% za każdy 1% pow. 52% 0,0135% 0,054% za każde 10IU 0,0015% - 0,006% za każde 25IU 0,007% - 0,013% za każdy 1 m.a.u. New York No.14 kontrakt
KLASY JAKOŚCI cukru surowego do rafinacji
Klasy cukru surowego V-VHP cukier o bardzo, bardzo wysokiej polaryzacji >99,6 Z, niskim zabarwieniu 300-700 IU bardzo dobrej filtracyjności. VHP cukier o bardzo wysokiej polaryzacji > 99,3 Z o zabarwieniu 1100-2000 IU.
Klasy cukru surowego HP cukier o wysokiej polaryzacji 98,0-99,3 Z, zabarwienie powyżej 2000 IU. LP cukier o niskiej polaryzacji < 98,0 Z
Cukier surowy do rafinacji V-VHP VHP HP LP Polaryzacja Z 99,6 99,3 98,9 97,8 Wilgotność % 0,06-0,12 0,10-0,18 0,24-0,29 0,35-0,60 Inwert % 0,07-0,11 0,14-0,16 0,27-0,50 0,51-1,1 Popiół % 0,11-0,12 0,15-0,18 0,17-0,25 0,20-0,45 Zabarwienie IU 450-650 1100-1500 1800 2200-3300 Skrobia mg/kg 40 (250) 50-110 60-110 80-110 Dekstran mg/kg 20 (350) 20-90 22-90 90
Jakość cukru trzcinowego nie rafinowanego jest bardzo zróżnicowana i zależy od sposobu jego wytwarzania oraz znacząco wpływa na dalsze jego wykorzystanie.
Ocena jakość cukru trzcinowego Prawidłowa ocena jakości cukru trzcinowego nie rafinowanego wymaga zastosowania odpowiednich i ujednoliconych metod analitycznych
Metody ICUMSA analizy cukru trzcinowego ICUMSA GS1 Cukier surowy ICUMSA GS5 Trzcina cukrowa ICUMSA GS7 Przerób trzciny cukrowej ICUMSA GS9 Plantacyjny cukier biały
Skrobia w cukrze trzcinowym Skrobia jest naturalnie występującym składnikiem trzciny cukrowej, stanowiącym główne źródło energii dla rośliny.
Skrobia w trzcinie Formowana jest w trzcinie cukrowej, w wyniku kondensacji glukozy, podczas nieobecności promieni słonecznych, natomiast w ciągu dnia zamieniana jest na sacharozę.
Skrobia w trzcinie Skrobia w trzcinie stanowi materiał zapasowy, który wykorzystywany jest podczas intensywnego wzrostu rośliny np. kiełkowania korzeni i pąków, kiełkowania sadzonki i wschodów.
Skrobia w trzcinie cukrowej zlokalizowana jest w łodydze, zielonych i brązowych liściach oraz korzeniach. Największa jej zawartość występuje jednak w zielonych liściach oraz stożkach wzrostu.
Skrobia w trzcinie cukrowej występuje w formie małych granulek (1-5 μm), które w wyniku działania temperatury i wapna łatwo ulegają żelowaniu powodując wzrost lepkości soku. Prawie 80% skrobi obecnej w soku surowym przechodzi przez proces oczyszczania i ostatecznie około 30% skrobi pojawia się w kryształach cukru surowego.
Skrobia podczas rafinacji Obecność skrobi w cukrze surowym utrudnia proces rafinacji wpływając bezpośrednio na jego wydajność oraz koszty. Skrobia zwiększa lepkość cukrzycy, obniża szybkość krystalizacji oraz wirowania cukru, zwiększa produkcję melasu, pogarsza sprawność afinacji oraz znacząco utrudnia odbarwianie soku.
Zawartość skrobi w cukrze 450 400 418 350 300 294 250 200 198 171 206 150 100 50 0 PMWS1 V-VHP VHP HP LP
Metody oznaczania skrobi Metoda ICUMSA GS1-16 Metoda przyjęta przez australijski przemysł cukrowniczy w celu oznaczenia skrobi w surowym cukrze trzcinowym Metoda ICUMSA GS1-17 Szybki test SPRI- metoda tymczasowa, stosowana do różnych produktów i półproduktów, szczególnie używana do trzcinowego cukru surowego Metoda ICUMSA nr 3 (VSI) Oznaczanie skrobi w cukrze surowym oraz w produktach z trzciny cukrowej (syrop trzcinowy, melas) Metoda ICUMSA nr 4 (SMRI) Oznaczenie skrobi w surowym cukrze trzcinowym
Metoda ICUMSA GS1-16 Cukier rozpuszczany jest w wodzie. Następnie roztwór jest poddany reakcji z gorącym roztworem chlorku wapnia i kwasu octowego w celu rozpuszczenia skrobi zawartej w cukrze. Następnie do roztworu dodawany jest roztwór jodku potasu z jodanem potasu. Powstaje niebieski kompleksowy związek skrobi z jodem. Absorbancja kompleksu jest odczytywana na spektrofotometrze przy długości fali 700 nm. Przy takiej długości fali, wpływ zanieczyszczeń cukru surowego na odczyt jest minimalny.
Metoda ICUMSA GS1-17 (SPRI) Skrobia w cukrze jest rozpuszczana przez gotowanie 15% m/m roztworu cukru w czasie 5 minut. Następnie dodaje się kwas octowy oraz roztwór jodku potasu i jodanu potasu, wydziela się jod, który tworzy niebiesko-purpurowy związek jodu ze skrobią (zabarwienie maskowane przez pomarańczowy kolor wydzielającego się wolnego jodu, w rezultacie próba ma zabarwienie pomarańczowo-brązowe). Absorbancja przereagowanej skrobi jest mierzona przy długości fali 600 nm.
GS1-16 GS1-17 Draft No 3 Draft No 4 Raw sugar Cane sugar process Cane sugar process Raw sugar starch is solubilised by boiling sugar solution with calcium chloride/acetic acid solution starch is solubilised by boiling sugar solution without calcium chloride starch is solubilised by boiling sugar solution without calcium chloride starch is separated by alcohol and them solubilised by boiling with calcium chloride 15 min 5 min 1 min 15 min Analytical grade Ajax Finechem Soluble potato starch e.g. Sigma #S-2004 Soluble starch e.g. Merck Potato starch e.g. BDH 700 nm 600 nm 570 nm 600 nm 0-300 mg/kg 100 1000 mg/kg 100 1000 mg/kg 50 800 mg/kg 12,6 mg/kg 6%? 16 mg/kg 26,3 mg/kg 11%? 16 mg/kg
BADANIA MIĘDZYLABORATORYJNE GS1-16 GS1-17
18 laboratoriów z 11 krajów UCZESTNICY
Próby Do uczestników rozesłane zostało 12 zakodowanych prób cukru surowego. A B C D E F 12 1 10 7 8 11 1 2 4 5 6 9
Zawartość skrobi mg/kg 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 440 250 180 140 110 80 A B C D E F
Wyniki uczestników PRÓBA A 240 Wykr. rozrzutu: A-1 vs. A-2 (BD usuwano przypadk.) A-2 = 23,051 +,87006 * A-1 Korelacja: r =,68138 220 200 A-2 180 160 140 120 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 A-1 0,95 Prz.Ufn.
Wyniki uczestników PRÓBA B 190 Wykr. rozrzutu: B-1 vs. B-2 (BD usuwano przypadk.) B-2 = 10,540 +,95355 * B-1 Korelacja: r =,85108 180 170 160 150 B-2 140 130 120 110 100 90 90 100 110 120 130 140 150 160 170 B-1 0,95 Prz.Ufn.
Wyniki uczestników PRÓBA C 140 Wykr. rozrzutu: C-1 vs. C-2 (BD usuwano przypadk.) C-2 = 17,940 +,78987 * C-1 Korelacja: r =,87334 120 100 C-2 80 60 40 20 20 40 60 80 100 120 140 160 180 C-1 0,95 Prz.Ufn.
Wyniki uczestników PRÓBA D 340 Wykr. rozrzutu: D-1 vs. D-2 (BD usuwano przypadk.) D-2 = -7,041 + 1,0191 * D-1 Korelacja: r =,71380 320 300 280 D-2 260 240 220 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 D-1 0,95 Prz.Ufn.
Wyniki uczestników PRÓBA E 120 Wykr. rozrzutu: E-1 vs. E-2 (BD usuwano przypadk.) E-2 = 15,695 +,80894 * E-1 Korelacja: r =,90471 110 100 90 80 E-2 70 60 50 40 30 20 20 40 60 80 100 120 140 160 E-1 0,95 Prz.Ufn.
Wyniki uczestników PRÓBA F 540 Wykr. rozrzutu: F-1 vs. F-2 (BD usuwano przypadk.) F-2 = 101,02 +,75070 * F-1 Korelacja: r =,63051 520 500 480 460 440 F-2 420 400 380 360 340 320 300 280 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 F-1 0,95 Prz.Ufn.
500 450 GS1-16 GS1-17 456 434 400 350 300 250 235 257 200 150 189 180 157 139 128,5 100 89 78 87 50 0 A B C D E F
500 450 400 Mediana 25%-75% Min-Maks METHOD GS1-16 350 300 250 200 150 100 50 A B C D E F
600 METHOD GS1-17 500 Mediana 25%-75% Min-Maks 400 300 200 100 0 A B C D E F
PRECYZJA GS1-16 GS1-17 powtarzalność 24 mg/kg 24% 7 mg/kg 4% odtwarzalność 33 mg/kg 18% 47 mg/kg 30%