Suhkru funktsionaalsed omadused

Suhkrust on tänapäeval saadaval palju erinevaid sorte ja seepärast saab seda kasutada paljudes erinevates roogades. Suhkrul on terve rida unikaalseid omadusi, mis nii eraldi võetuna kui kombineeritult, teevad suhkrust kaasaegses toiduainete tootmises tähtsa tooraine. Suhkur on samuti üks lihtsamaid looduslikke struktuure, mis kõigist meie toidulaua põhitoodetest on leidnud kõige laiema kasutusala.

Suhkru olulisimaid funktsioone toidus on anda magusust ja energiat. Meie maitsemeel eristab nelja põhilist maitset: magusat, haput, soolast ja kibedat. Esimene maitse , millega elus kokku puutume (rinnapiim), on magus, mis võib olla põhjuseks, miks magusat maitset positiivselt hinnatakse ja tõlgendatakse.

Meie kaasasündinud magusaarmastust võib selgitada ka tõsiasi, et looduses on magusad asjad harva mürgised, vastupidiselt paljudele kibeda maitsega ainetele. Magusat maitset defineeritakse sõnadega "maitseb nagu suhkur". Suhkrule on omane unikaalselt puhas magusus, mida ei riku ükski kõrval- ega järelmaitse.

Magusust võime mõõta üksnes maitstes. Teiste sõnadega on tegemist on subjektiivse tunnetusega, mis kantakse keelel asuvate maitsmispungade maitseretseptorite kaudu signaalina ajju. Magusatunnetust mõjutavad mitmed tegurid, nagu magusaine kontsentratsioon, temperatuur, pH-tase, teised koostisained ja inimese maitsetundlikkus. Maitsetunnetust võivad mõjutada ka sellised subjektiivsed tegurid nagu välimus ja värv.

Selleks, et aine maitseks magusalt, peab see olema vees lahustuv ja selle kontsentratsiooniaste peab ületama maitseläve. Toidu kontekstis on magusainete sisaldus toitudes sageli maitseläve ületaval tasemel. Selleks, et määrtleda magusaine intensiivsust, kasutatakse tinglikku näitajat "suhteline magusus".

Suhteline magusus on näitaja, mis määratleb, kui magus on vaadeldav aine võrreldes suhkruga. Võrdleme magusainete erinevaid kontsentratsioone standardsahharoosilahusega (tavaliselt 5–10% sahharoosi sisaldusega lahus). Tavalise suhkru võrdlusnäitaja ehk suhteline magusus on 1. Suhkru kõigil looduslikel variatsioonidel on madal suhteline magusus, võrreldes kõrgintensiivsete kunstlike magusainetega, mis on tihti mõnisada korda magusamad kui tavaline suhkur.

Suhkrul üks tähtsamaid omadusi on rõhutada maitseid ja aroome nii üleval- kui ka allpool magususe maitseläve. Näiteks võib väike kogus suhkrut lisatuna toitvale, kuid hapule või kibedale roale, olulisel määral parandada toidu maitset. Suhkru omadust tugevdada aroome kasutatakse näiteks leiva-saia ja puuviljatootdete kuid ka terve rea muude toitude juures.

Väike kogus suhkrut lisatuna keedetud köögiviljadele või lihale võib parandada toidu maitset, seda siiski magusaks muutmata. Teiste sõnadega, võime kasutada suhkrut toidu maitsestamiseks ka nii väikestes kogustes, et saadud maitse jääb allapoole magususe maitseläve, st vähem kui ~1% suhkrut.

Üsna tavapärane on toitu valmistades veidi suhkrut lisada sellistele lihatoodetele, nagu sink või maksapasteet.

Suhkur võib mõjutada toidu kaalu ja mahtu. Vedeliku kogust toidus mõjutab suhkur vaid vähesel määral. Pagaritoodete mahtu võib suhkur mõjutada mitmel viisil.

Suhkur suurendab saia- ja leivatoodete mahtu, sest pärm lagundab taignale lisatud suhkru/siirupi kas tervenisti või osaliselt ja muundab selle erinevateks komponentideks, kaasa arvatud süsihappegaasiks. Tekkinud süsihappegaas suurendab saia-leiva toote mahtu ja muudab toote poorsemaks.

Ka biskviitkookides ja muffinites tekitab suhkur toote massi – teiste sõnadega taas mahtu. Suhkrul on niisiis ka füüsiline olemus. Kui me neis toodetes suhkrut enam ei kasutaks, suureneks toodete tarbimisel rasvast omandatav energiakogus.

Aine tekstuur väljendab suus tekkivat tunnetust. Suhkur mõjutab näiteks leiva, moosi ja karastusjookide mahtu ja konsistentsi mõjutades seeläbi ka nende toiduainete tekstuuri.

Leiva tegemisel mõjutab suhkur taigna mahtu, kiirendades käärimisprotsessi. See annab leivale poorsema struktuuri ja mõnusa mureduse.

Moosi, marmelaadi ja želee tootmisel on oluline leida õige suhe suhkru, pektiini ja hapuaine koguste vahel. Suhkru omadus tarretuda kombinatsioonis pektiiniga on toote konsistentsi määramisel väga oluline.

Liiga suures koguses lisatud suhkur võib kristalliseeruda, kuid liiga väheses koguses lisatud suhkur võib tulemuseks anda tarretumisprotsessi ebaõnnestumise. Kui valmistatava toidu pH-tase on liiga kõrge, jääb tarretumisprotsess lõpuni toimumata, ning kui pH-tase on liiga madal, koostisained ei tasakaalustu ja želee jääb liiga vedel.

Kui suhkru kogus on õiges proportsioonis puuviljapektiini ja hapuainete kogusega, annab suhkur moosile, marmelaadile või želeele soovitud konsistentsi. Siiski võib teatud madala pektiinisisaldusega puuviljade konserveerimise puhul osutuda vajalikuks lisada tootele peale suhkru veel ka pektiini, et saavutada soovitud konsistents.

Suhkur on oluline koostisosa ka karastusjookides, määrates ära nende tiheduse. Suhkrusisaldus mõjutab joogi nautimisel suus tekkivat aistingut ja seega ka maitsetunnetust.

Suhkru säilitamisomadusi rakendatakse näiteks mooside, mahlade ja marineerimislahuste valmistamise juures. Toitudele lisatakse säilitusaineid, et vältida või piirata mikroorganismide kasvu, mis võiks toidu rikkuda, ning et vältida patogeensete mikroorganismide levikut, mis põhjustavad haigusi.

Mikroorganismid vajavad kasvamiseks vett. Nad imavad vett välimise rakukihi kaudu. Kui suhkru kontsentratsioon toidus on tõstetud teatud tasemeni, seotakse kogu toidus olev vesi suhkruga. See omakorda piirab vee vähesuse tõttu mikroorganismide kasvu ning vee aktiivsus väheneb.

Suhkru lisamine tootele suurendab seal osmootset rõhku, vähendades seeläbi veelgi võimalusi mikroorganismide kasvuks. Luues mikroorganismidele võimalikult ebasoodsad tingimused mõjutades pH-taset, vee aktiivsust ja temperatuuri, on võimalik vähendada vajalike säilitusainete sisaldust. Suhkur võib siin olulist rolli mängida.

Kuna suhkur seob vett, vähendab suhkru lisamine vee aktiivsust. Mida väheaktiivsem on vesi, seda kauem toode säilib. Mikroorganismid saavad elada ainult "vabas" vees. Kui vee aktiivsustase on piisavalt madal, ei saa mikroorganismid toitu rikkuda.

Kasutades 500 g suhkrut ühe kilo marjade või viljaliha kohta saame vee aktiivsustasemeks suhtarvu 0.97, kuid kasutades 1 kg suhkrut ühe kilo marjade või viljaliha kohta väheneb vee aktiivsus suhtarvuni 0.92. Toote keetmisel takistab sellises proportsioonis suhkru lisamine tootele ka hallitusseente teket.

Käärimisprotsessi on sajandeid kasutatud toidu tootmiseks ja säilitamiseks. Kääritamisprotsess eeldab tihti pärmi ja mõne süsivesiku, nagu näiteks suhkru kasutamist energiaallikana.

Leivataigna valmistamisel lisatakse sinna tavaliselt väike kogus suhkrut, et käivitada pärmi süsihappegaasi tekitamisprotsess. Küpsetamisel kasutab pärm suhkrut; pärmiensüümid muundavad suhkru alkoholiks ja süsihappegaasiks. Seetõttu ei pruugi suhkrut alati lõpptootes enam leiduda.

Väike kogus suhkrut (või siirupit) paneb pärmi kiiremini ja tõhusamalt käärima. Süsihappegaas paneb taigna kerkima ja muudab leiva poorseks.

Suhkur mõjutab toiduainete külmumistemperatuuri. Mida suurem on aine suhkrusisaldus, seda madalam on tema külmumistemperatuur. Madal külmumistemperatuur on oluline jäätise ja teiste külmutatud magustoitude puhul. Suhkur vähendab suurte jääkristallide moodustumise ohtu. Väikesed jääkristallid mõjutavad positiivselt suus tekkivat maitsetunnetust ja seega ka maitset ennast.

Külmumistemperatuuri alandamine sõltub molekulide arvust kaaluühiku kohta. See tähendab, et glükoos, fruktoos ja invertsuhkur on toiduainete külmumistemperatuuri alandamisel tõhusamad kui tavaline suhkur.

Suhkur võib paljudele toiduainetele anda isuäratava värvuse. Selle võib saavutada karamelliseerimisel, Maillardi reaktsiooni abil või ka seeläbi, et suhkur aitab looduslikku värvust säilitada. Maillardi reaktsioon (suhkur reageerib aminohapetega) tõstab esile pruuni värvuse ja meeldiva maitse näiteks leivas, kohvis, kuumutatud magustoitudes ja kookides.

Maillardi reaktsioon on ülimalt keeruline keemiline reaktsioon ja selle lõpptulem sisaldab pigmenteerumist, mis põhjustab värvumist ja tekitab aroome. Karamelliseerumine viitab suhkru soojuspõhisele lagundamisele ja esineb siis, kui suhkrulahus kuumutakse temperatuurile üle 100°C. Karamelliseerumisaste suureneb temperatuuri tõustes ning sõltub veel ka pH-tasemest. Suhkrumolekulid lagundatakse, misjärel lagundatud komponendid reageerivad üksteise, veekoguse ja veel lagunemata suhkruga, moodustades helepruuni magusa massi.

Karamelliseerumisel põhinevad sellised tooted nagu karamellikaste ja toiduvärv „karamellipruun“. Karamellipruun on toiduvärv, mida harilikult toodetakse kuumutades leeliselist suhkrulahust, et tekitada karamelliseerumist. Seda kasutatakse karastusjookides, õlles, kompvekitööstuse toodetes, suppides ja kastmetes. Piisav suhkrusisaldus aitab säilitada ka mooside ja marmelaadide naturaalset värvi.

Kuna suhkur seob vett, toimuvad igasugused veel baseeruvad reaktsioonid suhkru olemasolul palju aeglasemalt. Leivatoodete säilivusaeg pikeneb, sest suhkur aitab leivas leiduvat vett kauem säilitada.

Toodetes, mis sisaldavad väheses koguses vett ja palju suhkrut, nagu näiteks küpsised ja kompvekid, on suhteline niiskustase madalam kui ümbritseva keskkonna niiskus. Kaitsva pakendamiseta imavad sellised tooted lisaniiskust õhust.

Suhkru omadus toiduaines vett siduda põhineb kristalliseerunud ja lahustunud suhkru vahekorral. Igasugune muudatus selles vahekorras tootmise või hoiustamise ajal mõjutab selle toote poolt seotava vee hulka. Kuna suhkur seob vett, toimuvad igasugused veel baseeruvad reaktsioonid suhkru olemasolul palju aeglasemalt. Leivatoodete säilivusaeg pikeneb, sest suhkur aitab leivas leiduvat vett kauem säilitada.

Leivatooted ja koogid, mis on küpsetatud siirupi abil, on suurema niiskusesisaldusega ning neil on pikem säilivusaeg kui suhkru abil küpsetatud toodetel. Põhjuseks on puuviljasuhkru sisaldus siirupis, sest puuviljasuhkur seob vett paremini kui tavaline suhkur.