Suiker en de zoetstof aspartaam

Inleiding

Wij hebben als onderwerp voor deze praktische opdracht de stoffen suiker en de zoetstof aspartaam genomen. Wij hebben dit onderwerp gekozen, omdat we dachten dat we er veel informatie over konden vinden en het leek ons wel een interessant onderwerp.

Hoofdvraag: Wat is, na afweging van voor- en nadelen, de beste zoetstof, suiker of aspartaam?

Deelvragen: Hoe verloopt het productieproces van deze stoffen en wat zijn de bestanddelen?
Hoe duur zijn deze stoffen in vergelijking met elkaar?
Heeft één van, of hebben deze stoffen schadelijke gevolgen voor mens en milieu?
Bestaat er verschil in smaak tussen suiker en aspartaam?
Wat zijn de toepassingen van deze stoffen?

Hypothese: Wij denken dat suiker uiteindelijk als beste uit dit onderzoek komt, omdat wij denken dat suiker meer toepassingsmogelijkheden heeft. Ook denken wij dat zoetstof vooral bestemd is voor mensen die willen lijnen of mensen die diabetes hebben en dus een speciaal dieet volgen.

Informatie over het product

Productieproces
Suiker
Suiker wordt gewonnen uit twee verschillende gewassen, nl. uit suikerbieten en uit suikerriet. Eerst zullen we de bietsuikerfabricage behandelen.
Bij bietsuikerfabricage wordt de suikerbiet, die 16 á 20% suker bevat, eerst gereinigd waarna hij in dunne reepjes gesneden wordt. Deze worden met water van 70 à 80 °C in tegenstroom geëxtraheerd in een continu-proces (de diffusietoren). Hierbij ontstaat ruwsap, waarbij kalkmelk wordt toegevoegd. Hierdoor wordt de vloeistof basisch. De nog achtergebleven vloeistof wordt eruit geperst. Na het drogen wordt het snijdsel, dat nu minder dan 1% suiker bevat, gebruikt als veevoer.
Het ruwsap bevat naast suiker o.a. eiwitten, fosforzuur, oxaalzuur en zouten. Door CO2 in het gekalkte, warme ruwsap te leiden, waarbij men zorgt dat de vloeistof basisch blijft, slaan de eiwitten en de calciumzouten van fosforzuur en oxaalzuur neer; het overschot kalk slaat neer als CaCO3; tevens neemt de CaCO3 verontreinigingen mee en maakt het sap filtreerbaar. Na affiltreren van de neerslagen volgt een tweede proces en een tweede filtratie. De afgefiltreerde massa wordt als meststof gebruikt. Het nu verkregen, goudgele dunsap wordt met SO2 behandeld om eventueel aanwezige kleurstoffen te verwijderen, en meestal onthard om het kalkvrij te maken. Het sap, dat ongeveer 14% suiker bevat, wordt tot diksap (suikergehalte 50 à 60%) ingedampt. Het diksap wordt nu onder drukvermindering verder ingedampt tot oververzadiging. Dan worden kristalkernen ingebracht en groeien deze aan; er wordt een taaie kristalmassa gevormd, die ca. 85% suiker bevat. Deze massa laat men vervolgens in bakken met roerwerk afkoelen, waardoor verdere kristallisatie optreedt. In centrifuges wordt de uitgekristalliseerde suiker van de vloeistof gescheiden en met heet water gewassen. Hierna wordt de suiker met hete lucht gedroogd en in roterende cilinders met koude lucht gekoeld; het eindproduct is kristalsuiker of witsuiker. Het indampproces wordt met de afgecentrifugeerde vloeistof nog enkele malen herhaald, totdat men geen suikerkristallen meer verkrijgt.
De resterende massa bevat ca. 50% suiker en 20% water en bestaat verder voor een groot deel uit zouten, voornamelijk kaliumzouten. Uit deze massa kan haast geen suiker meer verkregen worden..
Bij de rietsuikerfabricage wordt het ruwsap verkregen door het van tevoren gebroken suikerriet, met een suikergehalte van 7 à 15%, verscheidene malen tussen walsen uit te persen. De verdere behandeling gaat ongeveer hetzelfde als bij bietsuiker. Het restant van het riet wordt als brandstof, als isolatiemateriaal en in de papierindustrie gebruikt.

Zoetstof
De zoetstof die wij gebruikt hebben bestaat voor 97% uit maltodextrine en voor 3% uit de zoetstof aspartaam. Bij de productie van deze stof wordt een chemisch proces opgezet waardoor deze twee zich met elkaar binden. Aspartaam zorgt hierbij voor de zoete smaak. De maltodextrine heeft op zich geen smaak en functie voor de stof, maar zit erbij als een soort van verdunningsmiddel omdat aspartaam een ontzettend zoete smaak heeft. Ook zorgt het voor de oplosbaarheid in een vloeistof.

Prijs
Een belangrijk punt in de overweging suiker of zoetstof te kiezen is natuurlijk de prijs. De zoetstof die wij hebben gebruikt kost ongeveer f 4,- per pot, dezelfde hoeveelheid suiker kost daarentegen maar f2,-. Aangezien één lepeltje zoetstof overeenkomt qua smaak met één lepeltje suiker is zoetstof dus 2x zo duur als suiker. Dit komt doordat de chemische productie van de zoetstof erg duur is in vergelijking met die van suiker. Daarbij komt ook dat suiker in de lagelonenlanden wordt geproduceerd en zoetstof niet.

Schadelijke gevolgen voor mens en milieu
Suiker
Omdat suiker biologisch is heeft het weinig schadelijke gevolgen voor milieu. Je zou alleen kunnen denken aan de bestrijdingsmiddelen in de landbouw. Schadelijk voor de mens is dat je er dik van wordt
Zoetstof
Schadelijke gevolgen voor het milieu zijn moeilijk aan te wijzen. In het productieproces komen natuurlijk wel een aantal afvalstoffen vrij. Deze kunnen schadelijk zijn voor het milieu. Een schadelijke bijwerking van zoetstof is dat het bij een teveel een laxerende werking heeft voor de mens.
Verder zijn er voor de zoetstof aspartaam nog geen schadelijke gevolgen voor het menselijk lichaam gevonden. Enkele andere veelgebruikte zoetstoffen echter, zijn kankerverwekkend.
Toepassingen
Suiker kan in alle voedingsstoffen worden gebruikt, ook kan er karamel, stroop en poedersuiker van gemaakt worden in tegenstelling tot zoetstof waarbij dit niet kan. Zoetstof kan eigenlijk allen gebruikt worden als zoetmaker voor voedingsmiddelen.
Hoewel aspartaam goed tegen hitte kan (smeltpunt 259 graden Celsius) kan het toch niet worden verhit, omdat maltodextrine een veel lager smeltpunt heeft (+/- 60 graden Celsius). (Zie ook de experimenten). Ook het maken van stroop of karamel is niet mogelijk met deze stof. Als grondstof voor de meeste stoffen is suiker dus geschikter, ook voor in de keuken.
Speciale eigenschappen
Suiker heeft een veel hogere voedingswaarde dan onze zoetstof. In één schepje suiker zit namelijk 67 kJ tegenover 6,7 kJ in onze zoetstof. Voor mensen die aan de lijn doen en voor diabetici is dat een voordeel. Als je daar niet aan doet of gaat sporten kan deze energie juist goed van pas komen. Een hoog energiegehalte is dus niet per definitie slecht.
Onze zoetstof heeft in tegenstelling tot suiker een laxerende werking bij veel gebruik. Verder zijn er voor suiker en aspartaam nog geen schadelijke gevolgen voor het menselijk lichaam bekend.
Van suiker kan karamel en suikerstroop worden gemaakt. Dit kan niet worden gemaakt van aspartaam.

Werkplan

Proef 1
Smaaktest
- Werkwijze: - Thee zetten.
- Steeds eenzelfde hoeveelheid thee verdelen over de kopjes.
- In ieder kopje een schepje suiker of aspartaam doen.
- Verschillende mensen van beiden een slokje laten nemen.
- Vragen welke van de twee lekkerder was.
- Resultaten noteren.

- Benodigdheden: - Kookstel
- Fluitketel
- Water
- Theezakje
- Theekan
- Kristalsuiker
- Aspartaam
- Plastic bekertjes en lepeltjes
- Proefpersonen

- Plan voor verwerking van Mensen laten proeven, de resultaten overzichtelijk weergeven
gegevens: in een tabel en korte conclusie geven.

- Veiligheidsmaatregelen Geen

Proef 2
Smeltpunt
- Werkwijze: - Proefopstelling maken.
- Buisjes vullen met suiker of aspartaam.
- Verhitten van de stoffen.
- Smeltpunt bepalen m.b.v thermometer.

- Benodigdheden: - Lucifers
- Gasbrander + gas
- Twee reageerbuisjes
- Tang om buisje vast te houden
- Thermometer
- Veiligheidsbril
- Veiligheidsjas

- Plan voor verwerking van De meetresultaten opschrijven en vervolgens overzichtelijk
gegevens: weergeven in een tabel en kort een conclusie geven.

- Veiligheidsmaatregelen: - Veiligheidsbril
- Veiligheidsjas

Proef 3

Houdbaarheid
- Werkwijze: - Agarplaten insmeren met suiker of aspartaam.
- Agarplaten in de broedstoof leggen.
- Na ongeveer een week resultaat bekijken.

- Benodigdheden: - Agarplaten
- Suiker
- Aspartaam
- Broedstoof
- Entnaalden

- Plan voor verwerking van: Tellen van het aantal bacteriekolonies en daar de
gegevens. conclusies uit trekken.

- Veiligheidsmaatregelen: Geen

Proef 4
Oplossnelheid
- Werkwijze: - Reageerbuisjes vullen met water.
- Buisjes verhitten tot verschillende temperaturen.
- Als gewenste temperatuur bereikt is suiker of aspartaam
toevoegen.
- Oplossnelheid meten m.b.v. een stopwatch.
- Bekijken wat de maximale hoeveelheid suiker of
aspartaam is die in een bepaalde hoeveelheid water kan
worden opgelost.
- Resultaten opschrijven en weergeven in een grafiek.

- Plan van weergeven gegevens: Niet mogelijk, omdat de proef deels mislukt is. Terwijl aspartaam gewoon oploste, verzadigde het mengsel bij eenzelfde hoeveelheid suiker bij alle temperaturen. Het enige dat gezegd kan worden is dat er meer aspartaam dan suiker in een bepaalde hoeveelheid water opgelost kan worden.
- Veilgheidsmaatregelen: Geen

Experimenten

1. Smaak
Probleemstelling: Waarvoor kies je qua smaak, suiker of zoetstof?

Hypothese: Wij verwachten niet dat er verschil is in smaak tussen suiker en zoetstof.

Wat hebben we gedaan? We hebben allereerst thee gezet en dit in kopjes gedaan. Vervolgens hebben we er of een schepje suiker of een schepje zoetstof in gedaan. We hebben toen iedereen gevraagd welke ze lekkerder vonden.
Resultaat: Er werd geen verschil geproefd.

Conclusie: Er bestaat geen verschil in smaak tussen onze zoetstof en gewone kristalsuiker. De hypothese was juist.

Proefopstelling: N.V.T

2. Smeltpunt

Probleemstelling: Waar ligt het smeltpunt van onze zoetstof en kan er wel of geen karamel worden verkregen uit deze stoffen?

Hypothese: We denken dat het smeltpunt van zoetstof lager ligt dan suiker en dat er geen karamel uit deze stof gewonnen kan worden.

Wat hebben we gedaan? We hebben achtereenvolgens suiker en aspartaam in een reageerbuis boven een gasvlamverhit en het smeltpunt gemeten met een thermometer.

Proefopstelling:
Resultaten:
Smeltwarmte Wel of geen karamel
Aspartaam 50 graden Celsius Geen
Suiker 60 graden Celsius Wel

Conclusie: Aspartaam heeft een lagere smeltwarmte dan suiker en er kan geen karamel uit gewonnen worden, wat bij suiker wel het geval is.

3. Houdbaarheid

Probleemstelling: Welke stof is langer houdbaar, aspartaam of suiker?

Hypothese: We denken dat er weinig verschil is en dat beiden zeer lang houdbaar zijn.

Wat hebben we gedaan?: We hebben de agarplaten ingesmeerd met suiker of aspartaam, deze in een broedstoof gezet en na ongeveer een week het resultaat bekeken.

Proefopstelling:

Resultaten: Bij suiker waren enkele hele kleine bacteriekolonies te zien, bij aspartaam was er niets te zien.

Conclusie: Suiker is heel iets minder lang houdbaar dan aspartaam.

4. Oplosbaarheid

Probleemstelling: Kan er meer suiker of aspartaam worden opgelost in een bepaalde hoeveelheid water?

Hypothese: Wij denken dat het niet uitmaakt.

Wat hebben we gedaan?: We hebben de reageerbuisjes gevuld met een bepaalde hoeveelheid water en deze vervolgens tot bepaalde temperaturen verhit. Als de gewenste temperatuur bereikt was werd suiker of aspartaam toegevoegd en werd de oplostijd gemeten met een stopwatch.

Proefopstelling:

Resultaten: Helaas was deze proef deels mislukt omdat het mengsel steeds verzadigd raakte met de suiker terwijl dezelfde hoeveelheid wel geheel oploste. Er werd gewerkt met een theelepel suiker en een bodempje van 3 vingers water in de reageerbuis.

Temperatuur in graden Celsius Oplossnelheid aspartaam in sec. Oplossnelheid suiker in sec.
20 18 Geen, verzadigd
30 17 Geen, verzadigd
40 16 Geen, verzadigd
50 13 Geen, verzadigd
60 9 Geen, verzadigd

Conclusie: Doordat de proef gedeeltelijk was mislukt is het makkelijk een conclusie te trekken. Het enige wat ervan gezegd kan worden is dat je meer aspartaam dan suiker in een bepaalde hoeveelheid water kan oplossen. Ook de oplossnelheid van aspartaam ligt hoger dan die van suiker.