テンサイ

テンサイ
サトウダイコン、根、葉、開花の模様のイラスト
種	ベタ・ブルガリス
亜種	ベータ尋常性亜種尋常性 (var. saccharifera)
栽培品種グループ	アルティッシマグループ
起源	シレジア、18世紀半ば

サトウダイコンは、根に高濃度のショ糖を含み、砂糖生産のために商業的に栽培される植物です。植物育種学では、一般的なビート（Beta vulgaris）のAltissima栽培品種グループとして知られています。 ^[1]ビートルートやフダンソウなどの他のビート栽培品種とともに、亜種Beta vulgaris subsp. vulgarisに属しますが、 var. sacchariferaに分類されます。最も近い野生の近縁種は、シービート（Beta vulgaris subsp. maritima）です。 ^[2]

テンサイは、サトウキビには寒すぎる気候で栽培されます。2020年、ロシア、米国、ドイツ、フランス、トルコが世界のトップ5のテンサイ生産国でした。^[3] 2010年から2011年、ヨーロッパと北極圏を除く北米は、砂糖の国内需要全体を供給できず、すべて砂糖の純輸入国でした。^[4]米国は2008年に406,500ヘクタール（1,004,600エーカー）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年までにほぼ30％を占めました。 ^[7] サトウキビは、世界で生産される残りの砂糖のほとんどを占めています。 2015年2月、USDAファクトシートは、テンサイが一般に国内生産される砂糖の約55％を占め、サトウキビが約45％を占めると報告しました。^[8]

サトウダイコンは、平らな冠を持つ円錐形の白い肉質の根（主根）を持っています。この植物は根とロゼット状の葉で構成されています。糖は葉で光合成によって生成され、根に蓄えられます。

ビートの根には、水分が75%、糖分が約20% ^[7]、パルプが5%含まれています。^[9]正確な糖分含有量は、栽培品種や生育条件によって12%から21%の間で変化します。糖分は、換金作物としてのテンサイの主な価値です。パルプは水に溶けず、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ており、家畜の飼料に使用されます。パルプや糖蜜などのテンサイ作物の副産物は、収穫物の価値をさらに10%高めます。^[6]

サトウダイコンは温帯でのみ生育し、熱帯および亜熱帯でのみ生育するサトウキビとは対照的である。サトウダイコンの平均重量は0.5～1kg（1.1～2.2ポンド）である。サトウダイコンの葉は濃い鮮やかな緑色をしており、高さ約35cm（14インチ）に成長する。葉は多数あり幅広で、通常地表と同じか少し上にあるビートの冠から房状に生える。^[10]

ビート種にはいくつかの栽培品種群がある。16世紀フランスの科学者オリヴィエ・ド・セールは、 （赤）ビートから砂糖シロップを作る方法を発見した。彼は「ビートを煮ると砂糖シロップに似た汁が出て、朱色で見た目も美しい」と記している^[11]（1575年）。^[12]結晶化したサトウキビ糖は既に存在し、味も良かったため、この方法は普及しなかった。

現代のテンサイは、18世紀半ばのシレジアでプロイセン王フリードリヒ大王が砂糖抽出法の開発実験に助成金を出したことに遡る。^{[13] [14]} 1747年、ベルリン科学アカデミーの物理学教授であったアンドレアス・ジギスムント・マルクグラフがビートから砂糖を単離し、その濃度は1.3～1.6%であることを確認した。 ^[15]彼はまた、ビートから抽出できる砂糖はサトウキビから生成される砂糖と同一であることを実証した。^[14]彼は砂糖の原料となる植物の中で白ビートが最適であることを発見した。^[16]マルクグラフはビートから砂糖を単離することに成功したが、商業的な砂糖生産にはつながらなかった。

マルクグラフの弟子で後継者のフランツ・カール・アハルトは、 1786年にベルリン近郊のカウルスドルフでテンサイの植物育種を始めた。 ^[17]アハルトは、23種類のテンサイの糖度を評価することから植物育種を始めた。^[18]最終的に彼は、現在のドイツのザクセン＝アンハルト州ハルバーシュタットの在来種を選択した。モーリッツ・バロン・フォン・コッピーとその息子はさらに、この株から白く円錐形の塊茎を選択した。^[15]この選択は、白いシレジア産テンサイを意味する、weiße schlesische Zuckerrübeと名付けられた。 ^[17] 1800年頃、この栽培品種は（乾燥）重量で約5～6%のスクロースを誇っていた。^[19]これが現代のすべてのテンサイの祖先となった。^[17]植物育種はそれ以来続けられ、現代の品種ではスクロース含有量が約18%となっている。^[7]

フランツ・カール・アチャールは1801年にシレジアのクネルン（現在のポーランドのコナリ）に世界初のテンサイ砂糖工場を開設した。 ^[10]テンサイから砂糖を生産するというアイデアはすぐにフランスに導入され、そこからヨーロッパのテンサイ砂糖産業は急速に拡大した。1840年までに世界の砂糖の約5％がテンサイから得られ、1880年までにこの数字は10倍以上の50％以上に増加した。^{[13]北米では、1879年に}カリフォルニア州アルバラドの農場で最初の商業生産が開始された。^{[14] [15]}テンサイは1850年頃にドイツ人入植者によってチリに導入された。 ^[15]

サトウダイコンはサトウキビ同様、栽培を成功させるには特定の土壌と適切な気候が必要である。最も重要な条件は、土壌に栄養分が多く含まれ、腐植質が豊富で、多量の水分を含むことができることである。サトウダイコンはアルカリによって特に被害を受けやすいわけではないので、ある程度のアルカリは必ずしも有害ではない。特に灌漑が行われる場所では、土壌は比較的平らで水はけが良い必要がある。^[10]

豊富な作物は砂質土壌でも重壌土でも栽培できますが、理想的な土壌は砂質壌土、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（30～38cm）の深さまで耕作する必要があるため、砂利の下層土や硬盤土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、テンサイ栽培の成功に重要な関係がある。生育期の気温が15～21℃（59～70℉）の範囲にあるのが最も好ましい。適切な灌漑が行われない場合、平均的な収穫量を得るには460mm（18インチ）の降雨量が必要である。強風は一般に土地を固め、若いテンサイが地面から出てくるのを妨げるので有害である。最良の結果は南カリフォルニアの海岸沿いで得られる。そこでは暖かく晴れた日が涼しく霧のかかった夜と重なるため、テンサイの生育に適した条件が揃っているようだ。長時間の日光が強くないということは、テンサイ栽培の成功に最も重要な要素である。赤道付近では日照時間が短く太陽の熱が高いため、テンサイの糖分が急激に減少する。^[10]

アイダホ、コロラド、ユタなどの標高の高い地域では、日中の気温は高いが、夜間は涼しいため、テンサイの品質は優れています。ミシガン州では、比較的緯度が高いため（生産が集中しているローワー半島は北緯41度線と46度線の間にあります）、夏の日が長く、五大湖の影響により、テンサイ栽培に適した気候条件が生まれます。ミシガン州セブワインはミシガン州サム地域にあり、この地域と州の両方がテンサイの主要生産地です。セブワインには、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。この町は、毎年ミシガン・シュガー・フェスティバルを後援しています。^{[20] [信頼できない情報源? ]}

ビートをうまく栽培するには、土地を適切に整える必要があります。ビート栽培の第一原則は、深耕です。深耕により、根が障害なく下層土に浸透し、ビートが地面から伸びるのを防ぐと同時に、下層土からかなりの栄養と水分を吸収することができます。下層土が硬すぎると、根は容易に浸透せず、その結果、成長の過程で植物は地面から押し上げられてしまいます。下層土が硬すぎると、水を通さず、適切な排水が妨げられます。しかし、緩すぎると水が望ましくないほど自由に通過してしまうので、緩すぎるのはよくありません。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ものでなければなりません。また、水分を保持でき、同時に空気が自由に循環し、排水性も良好でなければなりません。サトウダイコンは土壌を急速に消耗します。輪作が推奨され、必要です。通常、ビートは3年ごとに同じ土地で栽培され、残りの2年間はエンドウ豆、豆、または穀物が栽培されます。^[10]

ほとんどの温帯気候で​​は、ビートは春に植えられ、秋に収穫されます。生息域の北端では、100日ほどの短い生育期間でも、商業的に採算のとれるテンサイ作物を生産できます。カリフォルニア州のインペリアルバレーなどの温暖な気候では、テンサイは冬作物で、秋に植えられ、春に収穫されます。近年、シンジェンタは熱帯テンサイと呼ばれるものを開発しました。これにより、熱帯および亜熱帯地域での栽培が可能になります。ビートは小さな種子から植えられます。1キログラム（2ポンド3オンス）のビート種子には10万個の種子が含まれており、1ヘクタール（2平方キロメートル）以上の土地に植えることができます。+1 ⁄ 2エーカーの土地。

20 世紀後半まで、テンサイの生産は極めて労働集約的だった。雑草対策として、作物を密植し、生育期には手作業で鍬を使って 2、3 回間引きをしなければならなかったからだ。収穫にも多くの労働者が必要だった。根は馬に引かせて鋤のような道具で持ち上げることができたが、残りの準備は手作業で行われた。1 人の労働者が葉を持ってテンサイをつかみ、たたき合わせて緩んだ土を払い落とし、根を片側に、葉を反対側にして一列に並べた。2 人目の労働者は、ビートフック (鉤鎌と鎌の中間のような短い柄の道具) を装備してその後を追い、テンサイを持ち上げて、一回の動作で根から冠と葉を素早く切り落とした。このようにして作業することで、カートの荷台にフォークで積み込める一列のテンサイが残った。

今日では、機械による種まき、雑草駆除のための除草剤散布、機械による収穫により、この手作業への依存はなくなりました。根切り機は一連の刃を使用して、根から葉と根元 (糖以外の不純物が多い) を切り落とします。ビート収穫機は根を持ち上げ、畑を 1 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積み込まれ、工場に運ばれます。その後、コンベアがさらに土を取り除きます。

ビートを後日配送する場合、ビートはクランプに成形されます。ビートを天候から守るために、わらの俵が使用されます。クランプが適切に作られ、適切な換気が行われていれば、ビートは著しく劣化しません。ビートは凍結して解凍すると、工場で深刻な生産上の問題を引き起こす複合炭水化物を生成します。英国では、荷物は工場の入り口で手作業で検査されてから受け入れられる場合があります。

米国では、秋の収穫は最初の厳しい霜で始まり、光合成と根のさらなる成長が止まります。地域の気候に応じて、数週間かけて行われる場合もあれば、冬の間中続く場合もあります。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、24時間稼働する加工工場に作物を一定の速度で届けるために必要な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、この期間はde bietencampagneとして知られており、ビートが栽培されている間、その地域の地方道路を運転する際に注意が必要な時期です。土壌の天然の粘土含有量が高いため、輸送中にトレーラーから土が落ちると、道路が滑りやすくなる傾向があるためです。

2022年に世界で収穫されたテンサイは2億6,099万8,614トン（2億5,690万長トン、2億8,770万ショートトン）であった。世界最大の生産国はロシアで、収穫量は4,890万7,753トン（4,810万長トン、5,390万ショートトン）であった。^[21]世界全体のテンサイ作物の平均収穫量は1ヘクタールあたり60.8トンであった。^[21]

2022年に世界で最も生産性の高いテンサイ農場はチリにあり、全国平均の収穫量は1ヘクタールあたり106.2トンでした。^[21]

インペリアルバレー（カリフォルニア州）の農家は、1ヘクタールあたり約160トンの収穫量と、1ヘクタールあたり26トン以上の砂糖を生産しています。インペリアルバレーの農場は、高い入射光強度と、灌漑と肥料の集中的な使用の恩恵を受けています。^{[22] [23]}

ほとんどのテンサイは白砂糖の製造に使用されます。これは、しばしば砂糖工場と略されるテンサイ砂糖工場で行われます。今日では、これらの工場はほとんどの場合、砂糖精製所としても機能しますが、歴史的には、テンサイ砂糖工場で粗糖を生産し、砂糖精製所で粗糖を精製して白砂糖を製造していました。

1960年代には、ビート糖の加工はこれらのステップで構成されていると説明されていました。^[24]

• ビートを加工するまで保存できる方法で収穫し、保管する
• 汚れやゴミを取り除くために洗浄とこすり洗いをする
• ビートをコゼットまたはチップと呼ばれる小さな断片にスライスする
• 浸透圧法でビートから糖分を除去し、生ジュースとビートパルプを得る。^[24]

現在、ほとんどの製糖工場では、原料ジュースを製糖工場に送ることなく、自社で精製しています。ビートパルプは、牛の飼料となるよう、工場内で加工されています。

白砂糖を製造するための次のステップは、テンサイから砂糖を製造する場合に限ったことではありません。サトウキビから白砂糖を製造する場合にも当てはまります。したがって、これらは砂糖精製プロセスに属し、テンサイ砂糖製造プロセス自体には属しません。

• 精製では、生のジュースを化学処理して不純物を取り除き、薄いジュースを作ります。^[25]
• 蒸発、薄いジュースは蒸発によって濃縮され、重量の約 60% がスクロースである「濃いジュース」が作られます。
• 結晶化は、減圧下で沸騰させることにより、砂糖液を結晶と残りの液体に変える。^[26]
• 遠心分離、遠心分離機で白い砂糖の結晶を残りの砂糖液から分離します。^[27]
• 残った液体はその後沸騰させ、遠心分離機にかけられ、低級の結晶化した砂糖（再溶解されて白砂糖鍋に供給される）と糖蜜が生成されます。^[27]
• ステフェン法などの方法により、糖蜜からさらに砂糖を回収することができます。

サトウダイコンからアルコール（エタノール）を生産する方法は2つあります。1つ目の方法は、砂糖製造の副産物としてアルコールを生産する方法です。これは、（2回目の）遠心分離後に残るサトウダイコン糖蜜を発酵させるものです。 ^{[28]これは、サトウキビ糖蜜から}ラム酒を製造する方法に非常に似ています。チェコ共和国やスロバキアなど多くの国では、この類似性からトゥゼマクと呼ばれるラム酒に似た蒸留酒が作られています。^[29]オーランド諸島では、同様の飲み物がコッバ・リブレというブランド名で作られています。

テンサイからアルコールを製造する2番目の方法は、テンサイ自体を発酵させることです。つまり、砂糖を製造しようとはしません。テンサイから砂糖を蒸留するというアイデアは、最初のテンサイ砂糖工場が設立されてすぐに思いつきました。^[28] 1852年から1854年の間に、シャンポノワはテンサイからアルコールを蒸留する優れたシステムを考案しました。^[30]数年のうちに、フランスで大規模な砂糖蒸留産業が生まれました。^[28]テンサイを発酵および蒸留してアルコールを製造する現在のプロセスは、次の手順で構成されています。^[31]

• デンプンミルクを加える
• 液化と糖化
• 発酵槽での発酵
• 蒸留
• 脱水するとバイオエタノールが生成される
• 整流
• 精製すると、非常に純度の高いアルコールができます

大規模なテンサイ蒸留所は依然としてヨーロッパに限られている。2023年、テレオスはフランス、チェコ、ルーマニアに8つのテンサイ蒸留所を所有していた。^[32]

多くのヨーロッパ諸国では​​、テンサイから精製された蒸留酒がウォッカやジンなどの酒類の製造に使用されています。

精製されていない甘いシロップは、テンサイから直接作ることができます。この濃厚で濃いシロップは、細切りにしたテンサイを数時間煮て、できたマッシュを圧搾し、できたジュースを蜂蜜のような濃度になるまで濃縮して作られます。他の材料は使用されません。

ドイツ、特にラインラント地方、およびオランダでは、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と呼ばれる）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。オランダ人は一般に、パンケーキに stroop をトッピングします。

オランダの伝統に従って作られるスイカーストロープは、EUと英国の法律で保証された伝統的特産品です。 ^[33]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、製品は加水分解され、 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と同様に、高果糖シロップに変換される必要があります。

ウリジンはテンサイから分離することができます。

BPとアソシエイテッド・ブリティッシュ・フーズは、英国イースト ・アングリアでテンサイの農業余剰物を利用してバイオブタノールを生産する計画だ。

サトウダイコン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1.27リットル）を生産するには、6.22kgのサトウダイコンが必要です。2006年には、エタノールの市場価格が1ガロンあたり4ドルに近づいたときに、サトウダイコンまたはサトウキビからのエタノール生産が利益を生むことが判明しました。^[34]アトランティックバイオマス社長ロバートコザックによると、メリーランド大学イースタンショア校の研究によると、サトウダイコンは1ヘクタールあたり8,000〜8,400リットル（1エーカーあたり860〜900米ガロン）のエタノールを生産できるようです。^[35]

ニュージーランドでは、テンサイは広く栽培され、乳牛の飼料として収穫されている。テンサイは飼料用テンサイよりも水分含有量が少なく（その結果、貯蔵性が向上する）、優れていると考えられている。テンサイの鱗茎と葉（タンパク質含有量25%）は両方とも牛の餌となる。長い間牛にとって有毒であると考えられてきたが、収穫したテンサイの鱗茎は、新しい餌に適切に移行すれば牛に与えることができる。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を与えられなくても、牧草とテンサイだけで元気に育つことができる。この作物は現在、オーストラリアの一部でも牛の飼料として栽培されている。^{[36] [37]}

糖蜜はグルタミン酸ナトリウム(MSG)の生成に役立ちます。

サトウダイコンは輪作サイクルにおいて重要な役割を果たします。

サトウダイコンはリゾマニア（「根の狂気」）にかかりやすい。この病気は、球根状の主根を多数の小さな根に変え、作物を経済的に加工不可能にする。ヨーロッパ諸国では​​、蔓延を防ぐために厳しい規制が実施されているが、一部の地域ではすでに発生している。また、葉のしわや発育不良を引き起こすビート葉巻ウイルスとビート黄化ウイルスの両方にかかりやすい。

継続的な研究により、耐性を持つ品種や砂糖の収量を増やす品種が求められています。米国におけるテンサイの育種研究は、リンダ・ハンソンとレナード・パネラが率いるコロラド州フォートコリンズの研究所、ジョン・ウィーランドが率いるノースダコタ州ファーゴの研究所、レイチェル・ネーゲルが率いるミシガン州イーストランシングのミシガン州立大学の研究所など、さまざまな米国農務省農業研究ステーションで実施されています。

アカザ亜科の他の経済的に重要な種:

• ビートルート
• チャード
• マンゲルヴルツェルまたは飼料用ビート

アメリカ合衆国では、ラウンドアップとして販売されている除草剤グリホサートへの耐性を持つように遺伝子組み換えされたテンサイが、モンサント社によって遺伝子組み換え作物として開発された。2005年、アメリカ合衆国農務省動植物検疫局（USDA - APHIS）は、環境アセスメントを実施し、グリホサート耐性テンサイが植物害虫になる可能性は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緩和した。^{[38] [39]}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食用として承認されているが、遺伝子組み換えテンサイの商業生産は、アメリカ合衆国とカナダでのみ承認されている。研究では、グリホサート耐性テンサイからの砂糖は、従来のテンサイからの砂糖と同じ栄養価があると結論付けられている。^[40] 2005年の規制緩和後、グリホサート耐性テンサイはアメリカ合衆国で広く採用された。 2011年には米国のテンサイ農地の約95％にグリホサート耐性種子が植えられた。^[41]

グリホサートを使用すると、作物に害を与えることなく、雑草を化学的に防除できる可能性がある。テンサイの種を植えた後、畑に雑草が生え、栽培者はグリホサートを使用して雑草を防除する。グリホサートは、幅広い雑草種を防除し^{[42] 、}毒性が低いため、畑作物によく使用される。^[43]英国の研究^[44]では、遺伝子組み換えテンサイの収量が従来のものよりも高かったことが示唆されているが、ノースダコタ州立大学の普及サービスによる別の研究では、収量が低いことがわかった。^[45]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している可能性があるため、モンサントは、栽培者が雑草を防除するために異なる除草剤の作用様式を使用するように奨励するプログラムを開発した。^[46]

2008年、食品安全センター、シエラクラブ、オーガニック種子同盟、ハイモウイングシーズは、2005年にグリホサート耐性テンサイの規制緩和を決定したことに関して、USDA-APHISを相手取り訴訟を起こした。これらの組織は、グリホサート耐性テンサイが従来のテンサイと潜在的に交雑する能力について懸念を表明した。 ^[47]北カリフォルニア地区連邦地方裁判所のジェフリー・S・ホワイト米国地方判事は、グリホサート耐性テンサイの規制緩和を取り消し、2011年春に生産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。^{[47] [48]} USDA-APHISは、砂糖不足が発生すると考え、環境保護論者の懸念に対処するため、環境アセスメントで3つの選択肢を作成した。^[49] 2011年、サンフランシスコの北カリフォルニア地区連邦控訴裁判所は、この判決を覆した。^[40] 2012年7月、農務省は環境影響評価と植物病害虫リスク評価を完了した後、モンサント社のラウンドアップレディテンサイの規制を緩和した。^[50]

サトウダイコンのゲノムは、ナデシコ目超および真正双子葉植物亜目のどこかで三倍化イベントを共有している。このゲノムは配列決定されており、2つの参照ゲノム配列がすでに生成されている。^{[7 ]}サトウダイコンのゲノムサイズは約731（714–758）メガベースであり、サトウダイコンDNAは18のメタセントリック染色体（2n = 2x = 18）にパッケージ化されている。^{[51]すべてのサトウダイコンのセントロメアは、単一の}サテライトDNAファミリー^[52]とセントロメア特異的LTRレトロトランスポゾンから構成されている。^[53]サトウダイコンのDNAの60％以上は反復性であり、ほとんどが染色体に沿って分散して分布している。^{[54] [55] [56] [57]}

作物の野生ビート個体群（B. vulgaris ssp. maritima）も配列決定されており、野生祖先における耐性遺伝子Rz2の同定が可能となっている。 ^[58] Rz2は、一般にテンサイ根狂病として知られる根粒菌病に対する耐性を付与する。

サトウダイコンは、2013年までの200年間で糖度が8%から18%に増加し^{[アップデート]}、ウイルスや真菌による病気に耐性があり、主根が大きく、一胚性で、抽薹が少ないという特徴を持つ品種改良が行われました。細胞質雄性不稔系統の発見により品種改良が容易になり、特に収量品種改良に役立っています。^[7]

ウィキメディア・コモンズには、テンサイに関連するメディアがあります。

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• ビート糖の作り方
• テンサイを燃料として利用する方法に関するガーディアン（英国）の記事
• 北テキサス大学政府文書部主催のグレートプレーンズ北部地域のテンサイ栽培
• 米裁判所が遺伝子組み換えテンサイを禁止：栽培は管理された条件下で行われるのか？ 2010年12月13日アーカイブ、Wayback Machine
• 「ビートから砂糖」ポピュラーサイエンスマンスリー、1935年3月
• 「ビート糖」。JSTOR。