科学者たちは、より多く、より甘いサトウキビを食べてもらうためにどのような努力をしてきたのでしょうか? （優れた）

制作：中国科学普及協会

著者: Yin Xin (中国科学院微生物研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：生命科学の最新の謎を解くために、中国科学普及の最先端技術プロジェクトは「生命の新知識」と題する一連の記事を立ち上げ、独自の視点から生命現象を解釈し、生物学の謎を明らかにしました。人生の世界を探求し、無限の可能性を探求しましょう。

砂糖について考えるとき、おそらく人々は私たちの味覚を変えただけでなく、歴史の過程で重要な役割を果たした隠れた革命を思い浮かべるでしょう。 『甘さと力』という本に書かれているように、砂糖はかつては贅沢品でしたが、今ではどの家庭の台所にも入ってきました[1]。

現代の生活では、コーヒー、デザート、お祝いの食べ物など、砂糖の甘い味はどこにでもあります。しかし、その甘い一口一口の裏に科学者たちの懸命な努力があることをあなたは知らないかもしれません。

砂糖はどこから来るのか：サトウキビとビート

砂糖の供給源に関して言えば、中国の砂糖は主にサトウキビとテンサイという2つの主要な砂糖作物から生産されています[2] 。現在、わが国の砂糖作物の分布は「南はサトウキビ、北はテンサイ」となっており、これは2つの作物の気候と土壌に対する好みの違いによって生じています。

サトウキビは暖かさと光を好み、多くの水を必要とし、我が国南部の暖かく湿気の多い環境での栽培に適しています。一方、テンサイは耐寒性に優れているため寒冷な環境での栽培に適しており、主に北部で生産されています。統計によると、私の国におけるサトウキビ砂糖とビート砂糖の生産比率は約9:1です。

ビートと砂糖

（写真提供：veerフォトギャラリー）

サトウキビと砂糖

（写真提供：veerフォトギャラリー）

サトウキビ砂糖とビート砂糖の違いは何ですか？

実際のところ、この 2 つの作物の糖度はそれほど違いはありません。サトウキビの糖度は約12～14％、テンサイの糖度は約16～20％です。しかし、砂糖生産のプロセスにおいては、2つのプロセスは若干異なります。サトウキビの糖分抽出効率は比較的高く、コストも比較的低いため、大規模な工業生産に適しています。

サトウキビとビートから作られる白砂糖は、ショ糖と同じ化学組成を持っています。化学的な観点から見ると、サトウキビ糖とビート糖の間に本質的な違いはありません。サトウキビは古代から労働者階級の人々によって黒砂糖、黄砂糖、シロップの製造に使用されてきたため、サトウキビ砂糖は人々に広く受け入れられています。サトウキビから作られた黒砂糖は風味がまろやかだと感じる人が多く、黒砂糖や黄砂糖などの商品も人気があります。

黒砂糖、白砂糖、黄砂糖の違いは何ですか？

サトウキビは畑から食卓に届くまで複雑な工程を経ます。最初のステップは、サトウキビを圧搾して果汁を抽出することであり、その後、濃縮、濾過、結晶化などのステップを経て、最終的に私たちがよく知っている黒砂糖、白砂糖、黄砂糖が形成されます[3]。

さまざまな種類の砂糖

（写真提供：veerフォトギャラリー）

3 つの主な違いは、精製と加工の程度にあります。

ブラウンシュガーは精製度が低く、糖蜜が多く、ビタミンや微量元素が豊富に含まれており、栄養価が高く、砂糖結晶の純度が比較的低いです。糖度は約95％です。見た目は一般的に暗褐色で、しっとりとしていて、味は濃厚です。

白砂糖は黒砂糖をベースに高度に精製され、さらに精製・脱色されたものです。ショ糖の純度は99.8%にも達します。見た目は白く、乾燥していて粒子が均一で、味は甘いです。白い砂糖がさらに「結晶化して成長する」と、大きく透明な氷砂糖になります。

黒砂糖の精製度は黒砂糖と白砂糖の中間です。糖蜜の一部が残っており、色は淡黄色または黄金色です。粒子は比較的ゆるく、味は白砂糖と黒砂糖の中間です。

サトウキビの糖分収量と品質に関係する要因は何ですか?

サトウキビの糖分収量は、サトウキビの遺伝資源の品質、植え付け条件、収穫時期、加工技術など、多くの要因によって決まります。

より多くの砂糖を得るために、人々はしばしば糖度の高いサトウキビの品種を優先的に植えます。しかし、糖度だけに注目するだけでは不十分で、サトウキビが栽培される条件も重要です。サトウキビが植え付けの過程で干ばつ、冷害、台風（倒伏の原因）、害虫や病気に遭遇すると、砂糖の生産能力に必然的に影響が出ます。したがって、サトウキビの遺伝資源は、糖度に加えて、収量、耐倒伏性、耐病性、さまざまな環境への適応能力も考慮する必要があります。

サトウキビは品種によって成熟時期が異なります。中国のサトウキビ搾油シーズンは10月から翌年の4月までです。早生、中生、晩生のサトウキビ品種は、それぞれ搾油期の早い段階、中期、遅い段階で糖度がピークに達します。品種の特性に応じて収穫時期を合理的に計画することで、サトウキビの糖分収量と製糖工場の設備の利用率も向上します。

上記の要素は互いに補完し合います。 「良い種子、良い畑、良い方法」はすべて、サトウキビの糖分収量を決定する重要な要素です。適切な条件と環境の下でのみ、サトウキビの遺伝資源は最大限の可能性を実現できます。

砂糖の生産量に加えて、砂糖の品質も重要な指標です。広西チワン族自治区のサトウキビ製糖企業の大多数は、「一段法」（亜硫酸塩精製法）を使用して白砂糖を生産しています。国際的に認められた「2段階方式」、すなわちサトウキビをまず粗糖に加工し、その後、需要に応じて粗糖を精製糖または白砂糖に精製する方式を採用している企業はごくわずかである[5]。 2つの生産プロセスと比較して、「2段階法」は高品質の製品を生産し、白砂糖の硫黄含有量を大幅に削減し、食品の安全性をさらに確保し、砂糖の品質と市場競争力を向上させることができます。

科学的なサトウキビ育種法、先進的なサトウキビ栽培技術、現代の砂糖生産技術を適用することで、生産プロセスの効率が向上し、サトウキビからの砂糖抽出率が着実に増加しました。

科学者によるサトウキビの収穫量と品質に関する努力により、世界の砂糖供給の効率が向上しただけでなく、より高品質の砂糖製品を享受できるようになりました。

結論

実際、サトウキビの品種改良については語るべき物語がたくさんあります。

サトウキビの遺伝資源と品種は実際には異なるものだということをご存知ですか?

二倍体生物である人間と比べて、サトウキビは実は倍数体であり、「それぞれが違う」ということをご存知でしたか？

サトウキビからより多く、より甘い砂糖を生産させるために、科学者はどのような努力をしてきたのでしょうか?詳細は次回のエピソードを聞いてください。

参考文献:

1.ミンツ、SW（1985）。甘さと力：近代史における砂糖の位置づけ。ペンギンブックス。

2.Eggleston, G.、Legendre, BL（2003）。サトウキビジュースから粗糖までの品質管理：ルイジアナ州の工場運営。国際砂糖ジャーナル、105(1256)、8-18。

3.レイン、P.（2007）。サトウキビ工学。バーテンズ。

4. デ・スーザ、AP、グランディス、A.、ワシントン DC レイテ、ミシシッピ州バッカリッジ (2014)。バイオエネルギー源としてのサトウキビ：歴史、パフォーマンス、そして第二世代バイオエタノールの展望。バイオエネルギー研究、7(1)、24-35。

5. 唐良東。 （2024年）。広西チワン族自治区のサトウキビ砂糖産業のグリーンかつ低炭素な発展：現状、課題、戦略。サトウキビ砂糖産業、53(3):74-79。

6. Dong Guangrui、Shi Jiaxian、Hou Ailing、Zhang Jisen。 （2018年）。サトウキビゲノムの研究の進歩。バイオテクノロジー、28(3):296.

7.国際ヒトゲノム配列コンソーシアム。 （2004年）。ヒトゲノムのユークロマチン配列の完成。ネイチャー、第431巻、931-945。

8. Jisen Zhang、Qing Zhang、Leiting Li、Haibao Tang、他。 (2018) 3 つのサッカラム創始種における最近の倍数化イベント。植物バイオテクノロジージャーナル、17(1)、264-274