テンサイ

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テンサイ
276ベータ尋常性L.jpg
テンサイ、根、葉、開花パターンのイラスト
種族尋常性ベータ
亜種尋常性ベータ亜種 尋常性
品種グループアルティシマグループ
シレジア、18世紀半ば

テンサイは、根に高濃度のショ糖が含まれ、砂糖生産のために商業的に栽培されている植物です。植物育種では、一般的なビート(Beta vulgaris )のAltissima品種グループとして知られています。[1]ビートルートフダンソウなどの他のビート品種とともに、それは亜種Beta vulgarissubspに属しています。尋常性。その最も近い野生の親戚は海のビート Beta vulgarissubsp。maritimaです。[2]

2020年には、ロシア、米国、ドイツ、フランス、トルコが世界5大テンサイ生産国でした。[3] 2010年から2011年にかけて、北米とヨーロッパはテンサイから砂糖の国内需要全体を満たすのに十分な砂糖を生産せず、すべて砂糖の純輸入国でした。[4]米国は2008年に1,004,600エーカー(406,547ヘクタール)のテンサイを収穫しました。[5] 2009年には、テンサイは世界の砂糖生産の20%を占め[6]、2013年までに30%近くを占めました。[7]

説明

甜菜は、円錐形の白い肉質の根(直根)と平らな冠を持っています。植物は根と葉のロゼットで構成されています。砂糖は葉の光合成によって形成され、根に貯蔵されます。

ビートの根には、75%の水、約20%(または18%)の砂糖[7] 、および5%の果肉が含まれています。[8]正確な糖度は、栽培品種と栽培条件に応じて、12%から21%の糖分の間で変動する可能性があります。砂糖は換金作物としてのテンサイの主要な価値です水に不溶で、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンペクチンで構成されるパルプは、動物飼料に使用されます。パルプや糖蜜などの甜菜作物の副産物は、収穫の価値にさらに10%を追加します。[6]

テンサイは、熱帯および亜熱帯地域でのみ成長するサトウキビとは対照的に、温帯でのみ成長します。テンサイの平均体重は0.5〜1 kg(1.1〜2.2ポンド)の範囲です。甜菜の葉は豊かで鮮やかな緑色をしており、高さは約35 cm(14インチ)になります。葉は数が多く、幅が広く、ビートの冠から房状に成長します。冠は通常、地面と同じかそのすぐ上にあります。[9]

歴史

現代のテンサイは18世紀半ばのシレジアにまでさかのぼります。そこでは、プロシアの王であるフリードリヒ2世が、砂糖の抽出プロセスを目的とした実験に助成金を支給しました。[10] [11] 1747年、アンドレアスマルググラフはビートの根から砂糖を分離し、1.3〜1.6%の濃度でそれらを発見しました。[12]彼はまた、ビートから抽出できる砂糖がサトウキビから生成されたものと同一であることを示しました。[11]彼の学生であるフランツ・カール・アシャールは、23種類のマンゲルワーゼルの糖度を評価し、現代のザクセンアンハルト州のハルバーシュタットから地元の株を選びました。、ドイツ。モリッツ男爵フォンコッピーと彼の息子は、この株からさらに白い円錐形の塊茎を選びました。[12]選択は、白いシレジアテンサイを意味するweißeschlesischeZuckerrübeと名付けられ、約6%の糖度を誇っていました。[10] [12]この選択は、すべての現代のテンサイの前駆細胞です。[12]

王政令により、1801年にシレジアのクネルン(現在はポーランドのコナリ)にビートの根からの砂糖抽出を専門とする最初の工場が開設されました。シレジアの砂糖ビートはすぐにフランスに導入され、ナポレオン植物を研究するための学校を開設しました。彼はまた、28,000ヘクタール(69,000エーカー)が新しいテンサイの栽培に充てられるように命じました。[10]これは、ナポレオン戦争中の英国のサトウキビの封鎖に対応したものであり、最終的にはヨーロッパのテンサイ産業の急速な成長を刺激しました。[10] [11] 1840年までに、世界の砂糖の約5%がテンサイに由来し、1880年までに、この数は10倍以上増加して50%以上になりました。[10]テンサイは1830年以降に北米に導入され、1879年にカリフォルニア州アルバラードの農場で最初の商業生産が開始されました。[11] [12]テンサイは、1850年頃にドイツ人入植者によってチリにも紹介された。 [12]

遺伝学者は、真菌病リゾクトニアの根腐れ病に耐性のあるテンサイの植物を花粉の出生性について評価します(米国、2013年頃)

作成

「ビートの根を茹でると、砂糖のシロップに似た果汁ができます。朱色のおかげで見た目も美しいです」[13](1575)。[14]これは、16世紀の科学者、オリヴィエ・デ・セールによって書かれました。彼は、一般的な赤ビートから砂糖シロップを調製するプロセスを発見しました。しかし、結晶化したサトウキビはすでに入手可能であり、より良い味を提供していたため、このプロセスは決して成功しませんでした。この物語は甜菜の歴史を特徴づけています。砂糖市場を支配するためのビートシュガーとサトウキビの競争は、テンサイからの砂糖シロップの最初の抽出から現代にかけて繰り広げられます。

結晶化した砂糖の抽出にテンサイを使用したのは1747年で、ベルリン科学アカデミーの物理学教授であるアンドレアス・シギスムンド・マーググラフが、サトウキビから得られたものと同様の特性を持つ野菜に砂糖が存在することを発見しました。彼は、砂糖を抽出するためのこれらの野菜源の中で最も優れているのは白ビートであることに気づきました。[15]ビートから純粋な砂糖を分離することに成功したマルググラフにもかかわらず、砂糖の商業的製造は19世紀初頭まで始まりませんでした。マルググラフの学生で後継者のフランツ・カール・アシャール1784年に「ホワイトシレジア」飼料用ビートからテンサイの品種改良を開始しました。19世紀の初めまでに、彼のビートは(乾燥)重量で約5〜6%のショ糖でしたが、約20%(または18%)でした[ 7]現代の品種で。プロシアのフリードリヒ・ヴィルヘルム3世の後援の下、彼は1801年にシレジアのクネルン(ポーランド語:コナリー)に世界初の甜菜糖工場を開設しました。[9]

フランス

1840年代に操業していたフランスの甜菜工場

アチャールの仕事はすぐにナポレオン・ボナパルトの注目を集めました。ナポレオン・ボナパルトは、アチャールの工場を調査するためにシレジアに行くように科学者の委員会を任命しました。彼らが戻ったとき、パリの近くに2つの小さな工場が建設されました。これらの工場は完全には成功しませんでしたが、結果は非常に興味深いナポレオンに到達しました。したがって、英国王立海軍によるヨーロッパの封鎖とハイチ革命の2つの出来事により、サトウキビの輸入が不可能になったとき、ナポレオンは不足に対処するためにテンサイが提供する機会を捉えました。1811年、ナポレオンは100万フランを充当する法令を発行しました砂糖学校を設立し、翌年、農民に甜菜に大面積を植えるように強いること。彼はまた、1813年に発効したカリブ海からの砂糖のさらなる輸入を禁止した。[16]

製糖所の数は1820年代と1830年代に大幅に増加し、1837年に543のピークに達しました。その数は、1842年に382に減少し、その年に約2250万kgの砂糖を生産しました。[17]

西ヨーロッパ

ナポレオン戦争中に行われた甜菜の生産と加工におけるフランスの進歩の結果として、ヨーロッパの甜菜産業は急速に発展しました。1810年にドイツで課された新しい税金は、ビートの糖度を上げるための実験を促しました。これは、甜菜から生産される精製糖ではなく、未加工の甜菜の重量に基づいて、甜菜作物の価値を税が査定したためです。[16] [18] 1812年までに、フランス人のジャン=バプティスト・ケルエルは、実業家のベンジャミン・デレッサートで働いていた。、工業用途に適した糖抽出のプロセスを考案しました。1837年までに、フランスは世界最大のテンサイ生産国になり、2010年まで世界でその地位を維持しました。1837年までに、フランスの542の工場が35,000トンの砂糖を生産していました。しかし、1880年までに、ドイツの工場がフランス東部で栽培されたテンサイのほとんどを処理したため、ドイツは世界最大のテンサイからの砂糖の生産者になりました。[9]

1850年代までに、テンサイの生産はロシアとウクライナに到達しました。これは、それぞれの政府による砂糖の輸出時にビート砂糖生産者に支払われる報奨金または補助金によるテンサイ産業の保護によって可能になりました。[16] [19]これらの賞金によって甜菜産業に提供された保護は、サトウキビ砂糖産業と英国の砂糖市場に対する彼らの支配に劇的な損害を与えました。その結果、1915年までサトウキビ、糖蜜、ラム酒の生産量が減少しました。[16] [20]第一次世界大戦中、広範囲にわたる紛争により、甜菜生産者にサービスを提供していた広大な土地が破壊され、残りの甜菜の土地の多くが穀物生産のために再利用されました。その結果、不足が生じ、縮小するサトウキビ産業が復活しました。[16]

アメリカ合衆国

テンサイ栽培の最初の試みは、ニューイングランドの奴隷制度廃止論者によって追求されました。「フィラデルフィアビートシュガーソサエティ」は1836年に設立され、西インド諸島の奴隷生産のサトウキビやアジアから輸入された砂糖(使用せずに栽培されたため「遊離糖」と呼ばれる)の代替として、自家製のビートシュガーを宣伝しました。奴隷制)、しかし「ひどい」味がした。[21]この運動は失敗したが、おそらく当時の奴隷制度廃止論者の不人気が原因で、少なくとも南北戦争まで、これらの団体は無関係になり、業界の経済的実現可能性だけが残った。[21]

1850年代に、ユタ州LDS教会が所有するDeseret Manufacturing Companyによってテンサイの栽培と加工が試みられましたが、いくつかの理由で失敗しました。第一に、彼らがフランスから輸入したビートの種子は、ユタ州の高塩分土壌で多くの砂糖を生産することができませんでした。第二に、フランスからビートシードを輸入するコストは、利益の可能性を消費しました。最後に、工場を経営している人々の誰も、ビートパルプから砂糖を分離するために化学物質を適切に使用する方法を知りませんでした。[22]

最初に成功したテンサイ工場は、1870年にカリフォルニア州アルバラード(現在のユニオンシティ)にEHダイアーによって建設されましたが、1879年まで利益を上げませんでした。砂糖の開発を妨げていた廃止主義者の汚名以来、工場は補助金で生き残りました。ビート産業は内戦で消滅しました。[21] [22] [23] アルバラドでのこの最初の成功の後、テンサイ産業は急速に拡大しました。1880年代後半にネブラスカ大学でレイチェルロイドが行った調査の結果、ネブラスカ州の生産量が大幅に増加しました。1889年、アーサーステイナーと他の人々は、LDS教会の指導者たちに2回目の試みを支持するよう説得することができ、ユタ-アイダホシュガーカンパニー[24] [25]

工場への設備投資には、甜菜の十分な供給が必要でした。コロラド州中部[26]とネブラスカ州西部では、これは、1890年から1905年頃に大量に移住したときに、すでにテンサイ栽培の専門家であったロシア出身のドイツ人によって実質的に提供されました。[27] [28]

1914年までに、米国の甜菜産業はヨーロッパの甜菜産業の生産に匹敵しました。米国で最大のテンサイの生産者は、第二次世界大戦が勃発するまで、カリフォルニア、ユタ、ネブラスカでした。[23] [29]カリフォルニアでは、日系アメリカ人は農業と生産において重要な構成員でした。彼らが第二次世界大戦中に抑留されたとき、カリフォルニアのテンサイの生産は行き詰まり、アイダホ、モンタナ、ノースダコタ、ユタなどの内陸の州に大きくシフトしました。戦時中に甜菜農園が始まった地域の多くは、甜菜栽培に不慣れだったため、甜菜の生産に精通した日系アメリカ人労働者を雇って養殖場で働いていました。[30]

サトウキビは11の州で栽培されており、フロリダハワイルイジアナテキサスプエルトリコで商業的に栽培されているサトウキビと比較して、米国の砂糖生産量の55%を占めています[32] [ 33] [34]米国の砂糖生産の45%を占めています。

イギリス

テンサイは、戦時中の輸入サトウキビ不足に続いて17の加工工場が建設された、1920年代半ばまで、英国で大規模に栽培されていませんでした。第一次世界大戦前、その遠く離れた帝国で、イギリスは単に最も安い市場から砂糖を輸入しました。しかし、第一次世界大戦で砂糖が不足し、国内生産の発展を促しました。最初の甜菜加工工場はサフォークのラベンハムに建設されました1860年に、しかし、政府の支援なしで数年後に失敗しました。世紀の終わりまでに砂糖の生産は止まり、工場は馬の毛とマットの貯蔵庫として再利用されました。1905年に全焼し、現在は痕跡が残っていません。オランダ人は1912年にノーフォークのキャントリーに最初の成功した工場を建設しました。オランダの支援を受けてオランダの賞金を受け取ったため、中程度の成功を収めました。[16]

フランスのテンサイの種子は、1898年の設立から、1909年に最初の品種が導入されるまで、 Gartons Agricultural Plant Breedersの年次カタログに記載されていました。1915年に、英国のテンサイ協会が設立され、 1925年の英国砂糖(補助金)法によって提供された政府の資金調達を目的とした国内の甜菜産業。英国の甜菜産業は最終的に助成金を受け、損益の変動が激しい国内産業に安定性をもたらしました。[16] 英国電力アルコール協会は、燃料としてのビートの使用を促進するために1924年に設立されました[35]

ロシア

ロシアでのビートからの砂​​糖製造への言及は1802年にさかのぼります。ジェイコブ・エシポフは、トゥーラ州でビートから砂糖を生産する最初のロシアの商業工場を建設しました。[36] [37]

ソビエト時代には、種子の開発において特に印象的な進歩が見られました。その中で最も有用なのは、耐霜性のテンサイの開発であり、テンサイの栽培範囲をさらに拡大しました。[38]

オーストラリアとニュージーランド

1865年以降、ビクトリア州のオーストラリアの植民地でテンサイを栽培するためのさまざまな試みがありました。1896年にマフラ周辺の地区に産業が設立されました。1899年の干ばつにより不採算となり、ビクトリア州政府に工場が買収されました。1910年に再開され、戦間期に産業は繁栄しました。生産は1939-1940年にピークに達しました。第二次世界大戦は、労働力を奪うことによって業界に影響を与えました。戦争が終わった後、地元の農家は労働集約的で収益性の低いテンサイの生産よりも酪農を好み、工場は1948年に閉鎖されました。これはオーストラリアで唯一の重要なテンサイ工場でした。[39]オーストラリアは引き続き主要な砂糖生産国ですが、すべての生産はクイーンズランド州とニューサウスウェールズ州北部で栽培されているサトウキビからのものです。[40]

テンサイはニュージーランドで牛の飼料として広く栽培されており、この慣習はオーストラリアの一部の地域にも広がっています。[41] [42]

文化

スイスの甜菜農場
世界的な甜菜の生産

サトウキビのようなテンサイは、栽培を成功させるために独特の土壌と適切な気候を必要とします。最も重要な要件は、土壌に大量の栄養素が含まれ、腐植土が豊富で、大量の水分を含むことができなければならないことです。テンサイはアルカリによる損傷を受けにくいため、一定量のアルカリは必ずしも有害ではありません。特に灌漑が行われている場合、地面はかなり平らで水はけがよい必要があります。[9]

寛大な作物は砂質土壌と重いロームの両方で育つことができますが、理想的な土壌は砂質ローム、つまり有機物、粘土、砂の混合物です。最良の結果を得るには、12〜15インチ( 30.5〜38.1 cm)の深さまでの栽培が必要であるため、 砂利の下層土、または沼鉄鉱の存在は望ましくありません。

気候条件、気温、日照、降雨量、風は、テンサイ農業の成功に重要な影響を及ぼします。成長期の15から21°C(59.0から69.8°F)の範囲の温度が最も好ましいです。適切な灌漑がない場合、平均的な作物を育てるには460 mm(18.1インチ)の降雨が必要です。強風は一般的に土地を覆い、若いビートが地面を通り抜けるのを妨げるため、有害です。カリフォルニア南部の海岸沿いで最良の結果が得られます。ここでは、暖かく晴れた日が続き、涼しく霧の深い夜がテンサイの好ましい成長条件を満たしているようです。甜菜の栽培を成功させる上で最も重要な要素は、持続時間は長いが強度がそれほど高くない日光です。赤道付近、[9]

アイダホ、コロラド、ユタなどの標高の高い地域では、日中は気温が高く、夜は涼しく、テンサイの品質は優れています。ミシガン州では、比較的高緯度(生産が集中しているロウアー半島は北の41番目と46番目の平行線の間にあります)からの長い夏の日と五大湖の影響により、テンサイの栽培に満足のいく気候条件がもたらされます。ミシガン州シーブウィングはミシガン州のサム地域にあります地域と州の両方が主要なテンサイ生産者です。Sebewaingには、ミシガンシュガーカンパニーの4つの工場のうちの1つがあります。町は毎年恒例のミシガンシュガーフェスティバルを後援しています。[43] [信頼できない情報源?]

ビートをうまく栽培するには、土地を適切に準備する必要があります。天地返しはビート文化の第一原理です。それは根があまり邪魔されることなく下層土に浸透することを可能にし、それによってビートが地面から成長するのを防ぎ、さらに下層土からかなりの栄養と水分を抽出することを可能にします。後者が硬すぎると、根が浸透しにくくなり、その結果、植物は成長の過程で押し上げられて地球から出てしまいます。硬い下層土は水を通さず、適切な排水を妨げます。ただし、緩すぎないようにする必要があります。これにより、水が望ましいよりも自由に通過できるようになります。理想的には、土壌は深く、かなり細かく、根が容易に浸透できる必要があります。また、水分を保持すると同時に、空気の自由な循環と良好な排水を可能にする必要があります。テンサイの作物は土壌を急速に枯渇させます。輪作が推奨され、必要です。通常、ビートは3年ごとに同じ地面で栽培され、豆、豆、または穀物は残りの2年で育てられます。[9]

進行中のテンサイの収穫、ドイツ

ほとんどの温暖な気候では、ビートは春に植えられ、秋に収穫されます。その範囲の北端では、100日という短い成長期で、商業的に実行可能なテンサイ作物を生産することができます。カリフォルニアインペリアルバレーなどの温暖な気候では、テンサイは冬の作物であり、秋に植えられ、春に収穫されます。近年、シンジェンタはいわゆるトロピカルテンサイを開発しました。それは植物が熱帯および亜熱帯地域で成長することを可能にします。ビートは小さな種から植えられます。1 kg(2.2ポンド)のビートシードは100,000のシードで構成され、1ヘクタール(2.5エーカー)の地面に植えられます(1ポンドまたは0.45キログラムは約1エーカーまたは0.40ヘクタールを植えます。

20世紀後半までは、甜菜の生産は非常に手間がかかりました。雑草防除は作物を密に植えることで管理されていたため、成長期にはで2、3回手作業で間伐する必要がありました。収穫には多くの労働者も必要でした。馬のチームが引っ張ることができるすきのような装置で根を持ち上げることができましたが、残りの準備は手作業で行われました。一人の労働者がビートを葉でつかみ、それらを一緒にノックして自由な緩い土を振り、次にそれらを一列に並べ、一方の側に根を、もう一方の側に緑を置きました。ビートフック(ビルフックの間の短い柄​​の道具)を装備した2人目の労働者)後ろに続き、ビートを持ち上げて、1回のアクションでクラウンと葉を根元からすばやく切り刻みます。このように作業することで、彼はカートの後ろにフォークできるビートの列を残しました

今日、機械的播種、雑草防除のための除草剤の散布、および機械的収穫は、この手作業による農作業への依存に取って代わりました。ルートビーターは、一連のブレードを使用して、根から葉と冠(糖以外の不純物が多い)を切り刻みます。ビートハーベスター根を持ち上げ、畑を一回通過するだけで根から余分な土を取り除きます。現代の収穫機は通常、同時に6列をカバーすることができます。収穫機が畑を転がるときにビートはトラックに捨てられ、工場に運ばれます。その後、コンベヤーはより多くの土を取り除きます。

ビートを後で配達するために残しておく場合は、クランプに成形されます。わら俵は、天候からビートを保護するために使用されます。クランプが適切な量の換気で十分に構築されていれば、ビートは大幅に劣化しません。凍結してから解凍するビートは、複雑な炭水化物を生成し、工場で深刻な生産上の問題を引き起こします。英国では、荷物は受け入れられる前に工場のゲートで手作業で検査される場合があります。

米国では、秋の収穫は最初の固い霜から始まり、光合成と根のさらなる成長を阻止します。地域の気候に応じて、数週間にわたって実施される場合もあれば、冬の間延長される場合もあります。ビートの収穫と加工は「キャンペーン」と呼ばれ、収穫と加工の期間中、1日24時間稼働する加工工場に一定の速度で作物を届ける必要がある組織を反映しています(英国では、キャンペーンは約5か月続きます)。オランダでは、この時期はde bietencampagneとして知られています。これは、自然に高い粘土が含まれているため、ビートが栽培されている間、この地域の地方道路を運転するときに注意する時期です。輸送中にトレーラーから土が落下すると、土の含有量によって道路が滑りやすくなる傾向があります。

生産統計

テンサイ生産者トップ10—2020 (FAO)[3]
ランク 生産
量(百万トン)
1  ロシア 33.9
2  アメリカ 30.5
3  ドイツ 28.6
4  フランス 26.2
5  七面鳥 23.0
6  ポーランド 14.2
7  エジプト 13.0
8  中国 11.6
9  ウクライナ 9.2
10  オランダ 6.7
合計 世界 252.9
2009年のテンサイの生産量

世界は2020年に252,968,843メートルトン(249,000,000ロングトン; 278,900,000ショートトン)のテンサイを収穫しました。世界最大の生産国はロシアで、33,915,086メートルトン(33,400,000ロングトン; 37,400,000ショートトン)の収穫がありました。[3]世界中のテンサイ作物の平均収量は1ヘクタールあたり58.2トンでした。

2010年、世界で最も生産性の高いテンサイ農場はチリにあり、全国平均収量は1ヘクタールあたり87.3トンでした。[44]

インペリアルバレー(カリフォルニア)の農家は、1ヘクタールあたり約160トン、1ヘクタールあたり26トン以上の砂糖の収穫量を達成しています。インペリアルバレーの農場は、高強度の入射日光と灌漑と肥料の集中的な使用の恩恵を受けています。[45] [46]

EUの砂糖産業は、2006年に官僚的な圧力にさらされ、最終的に20,000人の雇用を失いましたが、2010年のEU監査で詳述されているように、多くの工場は政府なしで利益を上げていたため、誤って閉鎖されたことが判明しました。介入。[47]西ヨーロッパおよび東ヨーロッパは、2010年から2011年の砂糖の全体的な需要を満たすのに十分な砂糖をテンサイから生産せず、砂糖の純輸入国でした。[4]

処理中

1935年に、1ショートトン(2,000.00 lb; 907.18 kg)のビートを砂糖に加工するために必要な投入量の概要は次のとおりです。[48]

  • 80ポンド(36 kg)の石灰岩
  • 250ポンド(110 kg)のコークス(石灰石を生石灰に変換するため)
  • 2,500米ガロン(9,500 l; 2,100インプガロン)の水

レセプション

それらが収穫された後、ビートは通常工場に輸送されます。英国では、ビートは運送業者によって、または地元の農家によってトラクターとトレーラーによって輸送されます。鉄道やボートは使用されなくなりました。2006年にアイルランドのテンサイの生産が 完全に停止するまで、一部のビートはアイルランドで鉄道で運ばれていました。

各荷物は、レセプションエリア(通常は平らなコンクリートパッド)に転倒する前に計量およびサンプリングされ、そこで大きな山に移動されます。ビートサンプルがチェックされます

  • 土壌風袋–配達された非ビートの量
  • クラウン風袋–低糖ビートの供給量
  • 糖度(「pol」)-作物中のショ糖の量
  • 窒素含有量–将来の肥料の使用を農家に推奨するため。

これらの要素から、積荷の実際の糖度が計算され、栽培者の支払いが決定されます。

ビートは山から中央の水路またはガリーに移され、そこで加工工場に向かって洗浄されます。

拡散

乾燥テンサイコセット

加工工場で受け取った後、ビートの根は洗浄され、コセットと呼ばれる薄いストリップに機械的にスライスされ、ディフューザーと呼ばれる機械に渡されて、糖分が水溶液に抽出されます。これは浸出と呼ばれるプロセスです。

ディフューザーは数メートルの長い容器で、ビートのスライスが一方向に流れ、お湯が反対方向に流れます。動きは、回転スクリューまたは回転ユニット全体のいずれかによって引き起こされる可能性があり、水とコセットは内部チャンバーを通って移動します。ディフューザーの3つの一般的な設計は、水平回転「RT」Raffinerie Tirlemontoise、メーカー)、傾斜スクリュー「DDS」(De Danske Sukkerfabrikker)、または垂直スクリュー「タワー」です。最新のタワー抽出プラントの処理能力は、1日あたり最大17,000メートルトン(16,700ロングトン、18,700ショートトン)です。[49]あまり一般的ではない設計では、コセットの可動ベルトを使用し、ベルトの上部に水を汲み上げて注ぎます。すべての場合において、コセットと水の流量は1対2の比率です。通常、コセットはディフューザーを通過するのに約90分かかりますが、水はわずか45分です。これらの向流交換法は、単に温水タンクに座っている場合よりも少ない水でコセットからより多くの砂糖を抽出します。ディフューザーを出る液体は生ジュースと呼ばれます。生ジュースの色は、それ自体がディフューザーの設計に依存する酸化の量に応じて、黒から濃い赤まで変化します。

使用済みのコセットまたはパルプは、約95%の水分でディフューザーを出ますが、ショ糖含有量は低くなります。次に、スクリュープレスを使用して、湿ったパルプを75%の水分まで押し下げます。これにより、パルプから押し出された液体中の追加のスクロースが回収され、パルプの乾燥に必要なエネルギーが削減されます。圧搾された果肉は乾燥され、動物飼料として販売されますが、果肉から圧搾された液体は生ジュースと組み合わされるか、より多くの場合、向流プロセスの適切な時点でディフューザーに導入されます。最終的な副産物であるビナスは、酵母培養の肥料または成長基質として使用されます。

拡散中に、ショ糖の一部が転化糖に分解されます。これらはさらに酸に分解される可能性があります。これらの分解生成物は、ショ糖の損失であるだけでなく、工場からの加工糖の最終生産量を減らすノックオン効果もあります。(好熱性)細菌作用を制限するために、給水にホルムアルデヒドを投与することができ、給水のpHの制御も実施されます。アルカリ性条件下で拡散を操作する試みがなされてきたが、そのプロセスには問題があることが証明された。ディフューザーでの改善されたショ糖抽出は、次の段階での処理の問題によって相殺されます。

炭酸化

ビートハーベスター

炭酸化は、生ジュースが結晶化する前に不純物を除去する手順です。[50]最初に、ジュースは石灰の熱いミルク(水中の水酸化カルシウムの懸濁液)と混合されます。この処理により、硫酸塩リン酸塩クエン酸塩シュウ酸塩などの多価陰イオンを含む多くの不純物が沈殿します。これらはカルシウム塩として沈殿し、タンパク質サポニンペクチンなどの大きな有機分子は多価陽イオンの存在下で凝集します。さらに、アルカリ性条件は、単糖、グルコースフルクトース、およびアミノ酸のグルタミンを化学的に安定なカルボン酸に変換します。未処理のままにしておくと、これらの糖とアミンは最終的にスクロースの結晶化を妨げることになります。

次に、二酸化炭素をアルカリ性糖溶液にバブリングし、石灰を炭酸カルシウムチョーク)として沈殿させます。チョーク粒子はいくつかの不純物を閉じ込め、他の不純物を吸収します。リサイクルプロセスによりチョーク粒子のサイズが増加し、重い粒子がタンク(浄化装置)に沈殿する場所で自然な凝集が発生します。より多くの二酸化炭素を最後に加えると、溶液からより多くのカルシウムが沈殿します。これをろ過して取り除き、薄いジュースと呼ばれる、よりきれいな金色の薄茶色の砂糖溶液を残します。

次の段階に入る前に、薄いジュースはソーダ灰を受け取ってpHを変更し、硫黄ベースの化合物で硫化して、熱下での単糖の分解による色の形成を減らすことができます。

蒸発

ベルギーの甜菜農場:畑の向こうには製糖工場があります。

薄いジュースは、多重効用蒸発によって濃縮されて、濃厚なジュースになります。これは、重量で約60%のショ糖で、外観はパンケーキシロップに似ています。濃厚なジュースは後の処理のためにタンクに保管できるため、結晶化プラントの負荷が軽減されます。

結晶化

濃厚なジュースが晶析装置に供給されます。それにリサイクルされた砂糖が溶けて、出来上がったシロップは母液と呼ばれます。大きな容器(いわゆる真空パン)で真空下で沸騰させることにより、液をさらに濃縮し、微細な砂糖の結晶を播種します。これらの結晶は、母液からの砂糖がそれらの周りに形成されるにつれて成長します。得られた砂糖の結晶とシロップの混合物は、フランス語で「調理された塊」から、マセキュートと呼ばれます。マセキュートは遠心分離機に送られます、ハイグリーンシロップが遠心力によってマセキュートから除去されます。所定の時間が経過した後、スプレーバーを介して遠心分離機に水を噴霧して糖結晶を洗浄し、ローグリーンシロップを生成します。次に、遠心分離機が非常に高速で回転し、結晶を部分的に乾燥させます。次に、機械の速度が低下し、プラウ型のアームが展開され、遠心分離機の側面から上から下に砂糖が下の運搬プラントに排出され、そこで回転式造粒機に運ばれ、そこで温風を使用して乾燥されます。 。

ハイグリーンシロップは生の砂糖真空パンに供給され、そこから砂糖の2番目のバッチが生成されます。この砂糖(「生」)は、色と不純物が多く、品質が低く、母液に再び溶解する砂糖の主な供給源です。生のシロップ(ローグリーンシロップ)はAPパンで長時間煮沸され、約8個の晶析装置の周りをゆっくりと流れるように送られます。これにより、非常に低品質の砂糖の結晶が生成され(一部のシステムでは「AP砂糖」と呼ばれます)、これも再溶解されます。分離されたシロップは糖蜜です。糖蜜にはまだ砂糖が含まれていますが、不純物が多すぎて経済的に処理することができません。糖蜜は現場で保管され、乾燥ビートパルプに加えられて動物飼料になり、バルクタンカーで販売され、アルコールに発酵され、さらに処理されます。

糖蜜の回復

糖蜜にはまだ砂糖が含まれているので、それを回収することは有利でした。一部を回収するためにステフェンプロセスが使用されたため、先進的な工場ではプラントの隣に「ステフェンハウス」がありました。第一次世界大戦中、ヨーロッパの供給源から輸入されたカリが米国で利用できなかったとき、「ステフェンの廃水」は良い供給源を提供し、工場に有益な収入源をもたらしました。戦後すぐにその必要性はなくなった。1950年代に、工業的発酵が進み、以前は高価なラセミ化プロセスによって日本で生産されていたグルタミン酸ナトリウム(MSG)が生産されました。甜菜糖蜜、ペニシリンまたはビオチンをブロックする界面活性剤は、結果としてMSGを生成し、以前は廃棄されていたものから効果的に大きな利益を生み出しました。[27] [51]

その他の用途

チェコ共和国のテンサイベースのアルコールブランドであるTuzemákは、黄金色です。

飲料

多くの国、特にチェコ共和国スロバキアでは、テンサイは、ツゼマックと呼ばれるラム酒のような蒸留酒を作るために使用されています。オーランド諸島では、KobbaLibreというブランド名で同様の飲み物が作られています。一部のヨーロッパ諸国、特にチェコ共和国とドイツでは、甜菜糖は中性スピリッツウォッカの製造にも使用されています。

精製されていない砂糖のようなシロップは、甜菜から直接生産されます。この濃厚で濃いシロップは、細かく刻んだシュガービートを数時間調理し、得られたマッシュをプレスし、生成されたジュースを蜂蜜と同様の粘稠度になるまで濃縮することによって製造されます。チェコ共和国では、ビートシュガーを使用してラム酒を作ります-蒸留酒のように、すべてのチェコ人はラム酒として知っています。これは、Tuzemákと呼ばれるアルコール飲料で、以前はTuzemskýラム酒と呼ばれていました(英語:国産ラム酒)。[52]

甜菜シロップ

牛の飼料サプリメントとして使用されるフランスのテンサイ糖蜜

精製されていない砂糖のようなシロップは、甜菜から直接生産することができます。この濃厚で濃いシロップは、細かく刻んだテンサイを数時間調理し、得られたマッシュを圧搾し、蜂蜜と同様の粘稠度になるまで生成されたジュースを濃縮することによって生成されます。他の成分は使用されていません。ドイツ、特にラインランド地域、そしてオランダでは、このテンサイシロップ(ドイツ語ではZuckerrüben-SirupまたはZapp 、オランダ語ではSuikerstroopと呼ばれます)は、サンドイッチのスプレッドとして、またソース、ケーキ、デザートの甘味料として使用されます。オランダの伝統に従って作られたシロップは、EUと英国の法律の下で保証されている伝統的な専門です。[53]

商業的には、シロップのデキストロース当量(DE)が30を超える場合、製品を加水分解して、EUの 高果糖コーンシロップまたはイソグルコースシロップのように高果糖シロップに変換する必要があります。

北米の多くの道路当局は、冬の防除作業で除氷または防氷製品として脱糖ビート糖蜜を使用しています。糖蜜は直接使用することも[54]、液体塩化物と組み合わせて路面に塗布することも、道路に広がる塩を処理するために使用することもできます。[55]糖蜜は、腐食を減らし、塩水混合物の凝固点を下げるため、道路用塩単独よりも有利である可能性があります。そのため、氷結防止剤は低温でも効果を維持します。[54]岩塩に液体を加えると、岩塩の跳ね返りと散乱が減少し、必要な場所に保持され、溶解プロセスを開始するための塩の活性化時間が短縮されます。[55]

ベタイン

ベタインは甜菜加工の副産物から分離することができます。製造は主に、「シミュレートされた移動床」などの技術を使用 したクロマトグラフィー分離によって行われます。

ウリジン

ウリジンはテンサイから分離することができます。

代替燃料

BPアソシエイテッドブリティッシュフーズは、英国の イーストアングリアでバイオブタノール生産するために余剰のテンサイを使用することを計画しています。

テンサイの原料と収量の比率は56:9です。したがって、1kgのエタノール(室温で約1.27L)を生成するには、6.22kgのテンサイが必要です。

牛の飼料

ニュージーランドでは、テンサイは乳牛の飼料として広く栽培され、収穫されています。水分含有量が少ない(貯蔵性が良い)ため、飼料用ビートよりも優れているとされています。ビートの球根と葉(25%のタンパク質を含む)の両方が牛に与えられます。長い間牛に有毒であると考えられていましたが、収穫されたビートの球根は、新しい食餌に適切に移行すれば牛に与えることができます。ニュージーランドの乳牛は、サイレージやその他の補助飼料なしで、牧草地とビートだけで繁殖することができます。この作物は現在、オーストラリアの一部の地域でも牛の飼料として栽培されています。[41] [42]

農業

ダム培養法を用いた甜菜養殖。ロシア、ドイツ、フランス、ウクライナ、トルコ、中国、ポーランド、そして時にはエジプトで使用されます

テンサイは輪作サイクルの重要な部分です。

テンサイの植物はリゾマニア(「根の狂気」)の影響を受けやすく、球根状の直根が多くの小さな根に変わり、作物を経済的に処理できなくなります。欧州諸国では、拡散を防ぐために厳格な管理が実施されていますが、一部の地域ではすでに実施されています。また、葉のしわや発育阻害を引き起こすビートリーフカールウイルスビートイエローウイルスの両方の影響を受けやすくなっています。

継続的な研究により、耐性があり、糖収量が増加している品種が探しられます。米国でのテンサイ育種研究は、コロラド州フォートコリンズにあるリンダハンソンとレナードパネラが率いるものを含む、さまざまなUSDA農業研究ステーションで最も顕著に行われています。1つはノースダコタ州ファーゴにあり、ジョン・ウィーランドが率いる。1つはミシガン州イーストランシングのミシガン州立大学、レイチェル・ナエゲレが率いています。

Chenopodioideae亜科の他の経済的に重要なメンバー

遺伝子組み換え

米国では、ラウンドアップとして販売されている除草剤であるグリホサートに対する耐性のために設計された遺伝子組み換えサトウキビが、遺伝子組み換え作物としてモンサントによって開発されました。2005年、米国農務省動植物検疫所(USDA - APHIS)は、環境評価を実施し、グリホサート耐性テンサイが植物害虫になる可能性が非常に低いと判断した後、グリホサート耐性テンサイの規制を解除しました。[56] [57]グリホサート耐性テンサイからの砂糖は、複数の国で人間と動物の消費が承認されていますが、バイオテクノロジービートの商業生産は米国とカナダでのみ承認されています。研究によると、グリホサート耐性テンサイの糖は、従来のテンサイの糖と同じ栄養価を持っています。[58] 2005年の規制緩和後、グリホサート耐性テンサイが米国で広く採用された。米国のテンサイエーカーの約95%には、2011年にグリホサート耐性の種子が植えられました。[59]

雑草は、作物に害を与えることなく、グリホサートを使用して化学的に防除することができます。甜菜の種を蒔いた後、畑に雑草が出てきて、栽培者はグリホサートを使って雑草を防除します。グリホサートは、広範囲の雑草種を防除し[60] 、毒性が低いため、畑作物で一般的に使用されています[61]英国の研究[62]は、遺伝子組み換えビートの収量が従来よりも多かったのに対し、ノースダコタ州立大学の普及サービスの別の研究では収量が低いことを示しています。[63]グリホサート耐性テンサイの導入は、グリホサート耐性雑草の増加に寄与する可能性があるため、モンサントは、栽培者がさまざまな除草剤の作用様式を使用して雑草を防除することを奨励するプログラムを開発しました。[64]

2008年、食品安全センターシエラクラブ、Organic Seed Alliance、High Mowing Seedsは、 2005年にグリホサート耐性テンサイの規制を解除する決定に関してUSDA - APHISに対して訴訟を起こしました。組織はグリホサート耐性糖に関する懸念を表明しました。従来のテンサイと潜在的に交雑するビートの能力[65]カリフォルニア北部地区の米国地方裁判所である米国地方裁判所のジェフリー・S・ホワイト裁判官は、グリホサート耐性テンサイの規制緩和を取り消し、2011年春に栽培者がグリホサート耐性テンサイを植えることは違法であると宣言した。[65] [66]砂糖不足が発生すると信じているUSDA-APHISは、環境保護論者の懸念に対処するために、環境アセスメントで3つのオプションを開発しました。[67] 2011年、サンフランシスコのカリフォルニア北部地区の連邦控訴裁判所は判決を覆した。[58] 2012年7月、環境影響評価と植物害虫リスク評価を完了した後、USDAはモンサントのラウンドアップレディテンサイの規制を解除しました。[68]

ゲノムと遺伝学

テンサイのゲノムは、スーパーナデシコ目と真正双子類または真正双子類のどこかで三重化イベントを共有しています。シーケンスが行われ、2つのリファレンスゲノムシーケンスがすでに生成されています。[7]テンサイのゲノムサイズは約731(714-758)[7]メガベースであり、テンサイのDNAは18のメタセントリック染色体(2n = 2x = 18)にパッケージされています。[69]すべてのテンサイセントロメアは、単一のサテライトDNAファミリー[70]とセントロメア特異的LTRレトロトランスポゾンで構成されています。[71]テンサイのDNAの60%以上が反復的であり、ほとんどが染色体に沿って分散して分布しています。[72] [73] [74][75]

作物の野生のビート集団(B. vulgarisssp。maritima も同様に配列決定されており、野生の前駆細胞における耐性遺伝子Rz2の同定が可能になっています。[76] Rz2は、テンサイの根の狂気病として一般に知られているリゾマニアに対する耐性を付与します。

繁殖

テンサイは、2013年までの200年間で8%から18%の糖度の増加、ウイルス性および真菌性疾患への耐性、直根性のサイズの増加、単生性、および薹立ちの減少のために育てられてきました。細胞質雄性不妊症の系統が発見されたことで繁殖が容易になりました。これは特に収量繁殖に役立ちました。[7]

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外部リンク