Sokeri

Sokerit ovat laaja joukko kemiallisia yhdisteitä, joita käytetään eliöissä energian varastointiin. Sokerit syntyvät vihreissä kasveissa hiilidioksidista ja vedestä yhteyttämisenä eli fotosynteesinä tunnetussa reaktiossa.

Kasveissa olevat varastoidut sokerit toimivat ihmisten ja eläinten ravintoaineena. Ihmisen päivittäisestä energiantarpeesta yli puolet tulee erilaisista hiilihydraateista. Aivot käyttävät ensisijaisesti glukoosia energianlähteenään.

Yleisimmin käytetty sokeri on sakkaroosi eli ruokosokeri (C₁₂H₂₂O₁₁), jota tavallisesti kutsutaan yksinkertaisesti "sokeriksi".

Sokerit kemiassa

Sokerit ovat hiilestä, hapesta ja vedystä koostuvia rengasrakenteisia molekyylejä. Renkaiden lukumäärän mukaan sokerit jaotellaan ryhmiin: monosakkaridit, disakkaridit ja polysakkaridit.

Monosakkaridit

Glucose Haworth.png Monosakkaridit ovat perussokereita, niissä on yksi sakkaridirengas, jossa on viisi tai kuusi hiiliatomia ja liittyneenä muita ryhmiä. Viisihiiliset renkaat ovat pentooseja, kuusihiiliset heksooseja.

Tärkeimmät heksoosit ovat:

glukoosi (rypälesokeri) (C₆H₁₂O₆)
fruktoosi (hedelmäsokeri) (C₆H₁₂O₆)
galaktoosi (C₆H₁₂O₆)

Glukoosissa, fruktoosissa ja galaktoosissa on rengasmuodossa hiilirenkaassa viisi hiiliatomia ja yksi happiatomi. Renkaaseen on liittynyt hydroksyyliryhmiä, joiden sijainti vaikuttaa molekyylin ominaisuuksiin. Luonnossa heksoosit esiintyvät pääasiassa rengasmuodossa, mutta reagoivat avoketjuisina.

Glukoosi on verenkierrossa käyttökelpoisessa muodossa, käytettäväksi soluissa energian tuotantoon. Glukoosia saadaan runsaasti makeista hedelmistä, marjoista ja hunajasta, sen pitoisuutta veressä säätelee insuliini. Fruktoosia on myös marjoissa, kasviksissa ja hunajassa. Maksa muuntaa galaktoosia ja fruktoosia glukoosiksi, joten ne imeytyvät hitaammin.

Pentooseja:

Riboosi (C₅H₁₀O₅)
Deoksiriboosi (C₅H₁₀O₄)

Riboosi ja deoksiriboosi ovat DNA:n ja RNA:n rakennusaineita.

Disakkaridit

Saccharose.png Monimutkaisemmat disakkaridit koostuvat kahdesta sakkaridista jotka yhdistyvät glykosidisidoksella vesimolekyylin lohjetessa. Sidoksessa on happiatomin muodostama silta. Disakkaridit hajoavat ruuansulatuksessa entsyymien vaikutuksesta monosakkarideiksi, jotka imeytyvät suolen seinän läpi. Kuutta yleisintä mono- ja disakkaridia nimitetään ravitsemustaulukoissa sokereiksi. Kaikki maistuvat makeilta.

Tärkeimmät disakkaridit ovat:

sakkaroosi (ruokosokeri) (C₁₂H₂₂O₁₁)
Maltoosi (mallassokeri) (C₁₂H₂₂O₁₁)
Laktoosi (maitosokeri) (C₁₂H₂₂O₁₁)
Trehaloosi (sienisokeri)

Sakkaroosi koostuu glukoosista ja fruktoosista. Sitä saadaan sokerijuurikkaasta ja -ruo'osta.

Maltoosi (glukoosi+glukoosi) esiintyy maltaissa, se on oluen valmistuksessa alkoholiksi käyvä sokeri.

Laktoosi (glukoosi+galaktoosi) esiintyy maitotuotteissa. Se aiheuttaa vatsavaivoja ihmisille, joilta puuttuu laktoosia hajottava laktaasi-entsyymi, laktoosin hajoamisen estyessä paksusuolen bakteerit käyttävät sen ravintonaan.

Sokerikulooria käytetään ruskeana väriaineena (E150).

Polysakkaridit

Polysakkaridit ovat useammasta kuin kahdesta sakkaridista muodostuvia polymeerejä. Niitä ei voi enää perinteisessä mielessä pitää "sokereina".

Glykogeeni on hiilihydraattien varastomuoto soluissa. Soluissa entsyymit varastoivat glykoosia haaroittuneeseen glykogeeni-molekyyliin, josta se vapautetaan tarvittaessa. Kasveilla varastomuoto on tärkkelys.

Tärkkelys koostuu kymmenistä-sadoista glukoosimolekyyleistä. Sitä esiintyy viljan jyvissä ja perunassa, jossa se toimii kasvien vararavinnon varastointimuotona. Ihmisen ruoansulatus pilkkoo tärkkelyksen glukoosiksi.

Selluloosa kostuu jopa miljoonista glukoosimolekyyleistä. Sitä esiintyy kasvien varsissa ja puiden rungoissa. Se ei hajoa ihmisen ruoansulatuksessa, mutta on suoliston toiminnalle tärkeä kuitu. Kasvinsyöjien suolisto pystyy hajottamaan selluloosaa ravinnoksi. Eräs tärkeä selluloosan käyttötarkoitus on paperituotteiden valmistus.

Harvinaisempia sokereita ihmisen elimistö ei pysty hajottamaan, vaan suoliston bakteerit käyttävät ne ravinnokseen tuottaen kaasua. Herneissä ja pavuissa on tällaisia harvinaisista oligosakkarideja, joissa sakkarideihin sitoutuu myös aminohappoja.

Muita:

Kitiini, sienten soluseinät, hyönteisten tukirangan materiaali.
Peptidoglykaani, bakteerien soluseinien osa.
Ligniini, puun materiaali ja ongelmallinen sellunkeitossa.

Historia

Sokeriruokoa on kasvatettu trooppisilla alueilla pitkät ajat sen makeuden vuoksi ja pureskeltu raakana. Sokerin erottaminen kehittyi Lähi-idässä, Intiassa ja Kiinassa, jossa sokeria käytettiin ruuanlaittoon ja jälkiruokiin. Sokeria saatiin Eurooppaan kaupan mukana ja maurien valloittaessa Iberian niemimaan. Ristiretkeläiset toivat sokeria mukanaan palatessaan Pyhästä maasta. Sokerijuurikkaan viljely aloitettiin suuremmassa mittakaavassa 1801 Napoleonin sotien katkaistua Karibian kaupan. 400 vuoden ajan, vuoteen 1888 asti, Afrikasta laivattiin Karibian saarille ja Brasiliaan 5-10 miljoonaa orjaa sokeriruokoplantaaseille.

Sokeria saadaan pääasiassa joko sokerijuurikkaasta (Beta vulgaris) tai sokeriruoista (Saccharum offinarum). Vasta vuonna 1747 saksalainen kemisti Andreas Sigismund Marggraf (1709-1782) uutti sokeria sokerijuurikkaasta ensimmäisen kerran, mutta vasta, kun sodan vuoksi 1812 sokeriruo´on saanti Ranskaan tyrehtyi alettiin tosissaan valmistaa sokeria juurikkaasta teollisesti. Valmistusprosessi on sinänsä yksinkertainen. Juurikasviipaleita keitetään vedessä, ja lopulta keitinvesi siivilöidään ja vesi haihdutetaan, jolloin jäljelle jää kiteinen sokeri. Kemistit eivät kykene erottamaan ruokosokeria ja juurikassokeria toisistaan, vaikka usein uskotaan näiden kahden olevan ominaisuuksiltaan hyvinkin erilaisia.

Kreikkalainen Herodus tunsi sokeriruo´on jo 500 eaa. vuonna 327 eaa. Aleksanteri Suuri kuljetti sokeria Eurooppaan. Noin vuonna 700 jaa. keksittiin keittää sokerilientä vedessä, johon oli lisätty kalkkia. Prosessi valkaisi sokerin tehokkaasti. Tämän jälkeen sokerista tulikin nopeasti suosittu ja erittäin kallis vientiartikkeli Eurooppaan. Pian eurooppalaiset kuitenkin selvittivät sokerin valmistuksen salat, ja sitä alettiin kasvattamaan Espanjassa ja Sisiliassa, missä kasvatus ei kuitenkaan tuottanut kovin hyviä tuloksia. Venetsialaiset kauppiaat sen sijaan ottivat haltuunsa miltei koko Euroopan sokerimarkkinat, tuomalla ja välittämällä sokeria idästä ja etelästä.

Markkinat eivät olleet mitkään aivan pienet, sillä keskiajalla sokerin sanottiin olevan manteleiden ohella Euroopan suurimpia tuontiartikkeleita. Kun ottaa tämän huomioon ja sen, että Englannista peräisin oleva tieto vuodelta 1319 väittää paunan (450g) sokeria maksavan kaksi shillinkiä, joka nykyrahassa vastaisi noin 100 euroa kilo, voimme kai olettaa, että nuo kauppiaat tuskin köyhänä kuolivat. Tosin vasta vuonna 1099 ristiretkeläiset toivat ensimmäiset sokerimaistiaiset Englantiin. Platina sen sijaan mainitsee, että jo ensimmäisellä vuosisadalla elänyt roomalainen historioitsija Plinius vanhempi olisi kirjoittanut sokerista. Samaan hengenvetoon hän kylläkin hieman ihmettelee, miksi vanhoissa resepteissä ei juuri tätä ”mainioita maustetta” esiinny. Platina toteaa, että mitä valkoisempaa sokeri on, sen parempaa se on.

Tuotanto

Noin 70% maailman ruokosokerista valmistetaan sokeriruo'osta ja loput, lähinnä teollisuusmaissa, sokerijuurikkaasta. Useimmat maat pyrkivät säilyttämään omavaraisuutensa sokerin tuotannossa, ja pääosa sokerista kulutetaankin tuottajamaassa. Maailman vuosituotanto on noin 130 miljoonaa tonnia.

Sokerin kansainvälinen kauppa on tärkeää etenkin kehitysmaille, jotka tuottavat 2/3 sokerista. Suuria sokerintuottajia ovat Brasilia, Kuuba, Thaimaa ja Dominikaaninen tasavalta. Vuosittainen kansainvälinen kauppa on noin 30 miljoonaa tonnia. Sokeriruo'on viljely työllistää 10-15 miljoonaa ihmistä.

Yllättäen Euroopan unioni on toiseksi suurin sokerinviejä (Brasilia 18%, EU 16%), luku selittyy suurilla maataloustukiaisilla ja suojatulleilla. Yhdysvallat on pitänyt korkeaa sokerin hintaa yllä kotimaassa korkealla suojatulleilla, mikä on johtanut elintarvikevalmistajien siirtymisen halvempaan maissisiirappiin tai ulkomaille.

Suomessa sokeria valmistetaan sokerijuurikkaasta. Kaksi Sucroksen sokeritehdasta sijaitsevat Salossa ja Säkylässä, sokeripakkaamo Kirkkonummella.

Sokeri ruoanvalmistuksessa

Sokeria käytetään makeuttamisen lisäksi säilyvyyden ja rakenteen parantamiseen. Hillot ja mehut säilyvät ilman hometta ja käymistä, jos niiden sokeripitoisuus on riittävä, etteivät pieneliöt kykene elämään niissä. Jäätelön ja kakkujen rakenteeseen vaikuttaa sokerin määrä. Tomaattia sisältävään pastakastikkeeseen sekä graavattuun kalaan laitetaan usein hieman sokeria korostamaan muiden aineiden makua.

Erityisesti jäätelön valmistuksessa käytetään hienoa sokeria, jonka raekoko on pienempi kuin yleisimmän taloussokerin. Leivonnaisten koristelua varten on kehitetty raesokeri, jonka rakeet ovat niin suuria, etteivät ne juuri muutu leivinuunissa. Tomusokeria käytetään paitsi sellaisenaan koristeena, myös valkuaiseen tai muuhun nesteeseen sekoitettuna kuorrutusten tekemiseen. Varsinkin vanhempi väki makeuttaa juomansa mielellään palasokerilla, jonka annostelu on helppoa ja siistiä.

Puhdistettu sokeri on valkeaa, mutta on myös sokerilaatuja, joihin jätetään enemmän raakasokerin makuaineita. Ruskea sokeri ja fariinisokeri ovat tällaisia. Ne ovat aromikkaampia, mutta säilyvät huonommin kuin valkoinen sokeri.

Orgaaniset yhdisteet | Biokemia | Makeutusaineet | Mausteet | Elintarvikkeiden värjäys