Welche Anstrengungen haben Wissenschaftler unternommen, um Ihnen dabei zu helfen, mehr und süßeres Zuckerrohr zu essen? (Vorgesetzter)

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Yin Xin (Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Geheimnisse der Biowissenschaften zu entschlüsseln, hat das Spitzentechnologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Neues Wissen über das Leben“ veröffentlicht, die Lebensphänomene interpretiert und die Geheimnisse der Biologie aus einer einzigartigen Perspektive enthüllt. Tauchen wir ein in die Welt des Lebens und erkunden wir die unendlichen Möglichkeiten.

Wenn die Leute an Zucker denken, denken sie wahrscheinlich an eine verborgene Revolution, die nicht nur unsere Geschmacksnerven veränderte, sondern auch im Lauf der Geschichte eine wichtige Rolle spielte. Wie im Buch „Sweetness and Power“ beschrieben, war Zucker einst ein Luxus, doch heute hat er in jeder Haushaltsküche Einzug gehalten [1].

Im modernen Leben ist der süße Geschmack von Zucker allgegenwärtig, sei es im Kaffee, in Desserts oder bei Festessen. Aber Sie wissen vielleicht nicht, dass hinter jedem Bissen Süße die harte Arbeit von Wissenschaftlern steckt.

Woher kommt der Zucker: Zuckerrohr oder Rüben?

Was die Zuckerquellen betrifft, stammt Chinas Zucker hauptsächlich aus zwei wichtigen Zuckerpflanzen: Zuckerrohr und Zuckerrüben [2] . Derzeit ist die Verteilung der Zuckerpflanzen in meinem Land „Zuckerrohr im Süden und Zuckerrüben im Norden“, was auf die unterschiedlichen Vorlieben der beiden Pflanzen hinsichtlich Klima und Boden zurückzuführen ist.

Zuckerrohr mag Wärme und Licht, benötigt viel Wasser und eignet sich für den Anbau in der warmen und feuchten Umgebung im Süden meines Landes. Zuckerrüben hingegen eignen sich aufgrund ihrer guten Kälteresistenz für den Anbau in kälteren Gegenden und werden hauptsächlich im Norden meines Landes angebaut. Laut Statistik beträgt das Produktionsverhältnis von Rohrzucker zu Rübenzucker in meinem Land etwa 9:1.

Rüben und Zucker

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Zuckerrohr und Zucker

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Was ist der Unterschied zwischen Rohrzucker und Rübenzucker?

Tatsächlich unterscheidet sich der Zuckergehalt der beiden Pflanzen nicht wesentlich. Der Zuckergehalt von Zuckerrohr beträgt etwa 12–14 %, der Zuckergehalt von Zuckerrüben etwa 16–20 %. Bei der Zuckerherstellung gibt es jedoch leichte Unterschiede zwischen den beiden Prozessen. Die Zuckerextraktionseffizienz von Zuckerrohr ist relativ höher und die Kosten relativ niedriger, was es für eine großindustrielle Produktion geeignet macht.

Weißer Zucker aus Zuckerrohr und Zuckerrüben hat die gleiche chemische Zusammensetzung wie Saccharose. Aus chemischer Sicht besteht zwischen Rohrzucker und Rübenzucker kein wesentlicher Unterschied . Da Zuckerrohr seit der Antike von der arbeitenden Bevölkerung zur Herstellung von braunem Zucker, gelbem Zucker und Sirup verwendet wurde, ist die Akzeptanz von Zuckerrohrzucker bei den Menschen höher. Brauner Zucker aus Zuckerrohr hat oft den Eindruck, dass er einen milderen Geschmack hat, und auch Produkte wie brauner Zucker und gelber Zucker erfreuen sich größerer Beliebtheit.

Was ist der Unterschied zwischen braunem Zucker, weißem Zucker und gelbem Zucker?

Vom Feld bis auf den Tisch durchläuft Zuckerrohr einen komplexen Prozess. Der erste Schritt besteht darin, den Saft durch Auspressen aus dem Zuckerrohr zu extrahieren. Anschließend werden Konzentration, Filtration, Kristallisation und andere Schritte durchgeführt, wodurch schließlich der uns bekannte braune Zucker, weißer Zucker und gelber Zucker entstehen [3].

Verschiedene Zuckerarten

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Der Hauptunterschied zwischen den dreien liegt im Grad der Raffination und Verarbeitung.

Brauner Zucker weist einen geringen Raffinationsgrad auf, enthält mehr Melasse und ist reich an Vitaminen und Spurenelementen, hat einen hohen Nährwert und eine relativ geringe Reinheit der Zuckerkristalle. Der Zuckergehalt beträgt ca. 95 %. Es ist im Allgemeinen dunkelbraun, feucht oder locker und hat einen starken Geschmack.

Weißer Zucker ist hochraffiniert und wird auf Basis von braunem Zucker weiter gereinigt und entfärbt. Die Reinheit der Saccharose kann bis zu 99,8 % betragen. Es ist weiß, trocken, hat gleichmäßige Partikel und schmeckt süß. Wird der weiße Zucker weiter „kristallisiert und gezüchtet“, entsteht großer, kristallklarer Kandiszucker.

Der Raffinationsgrad von braunem Zucker liegt zwischen dem von braunem Zucker und dem von weißem Zucker. Es enthält noch einen Anteil Melasse und hat eine hellgelbe oder goldgelbe Farbe. Die Partikel sind relativ locker und der Geschmack liegt zwischen dem von weißem und braunem Zucker.

Welche Faktoren hängen mit dem Zuckerertrag und der Qualität von Zuckerrohr zusammen?

Der Zuckerertrag von Zuckerrohr hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem von der Qualität des Zuckerrohr-Keimmaterials, den Anbaubedingungen, dem Erntezeitpunkt und der Verarbeitungstechnologie.

Um mehr Zucker zu gewinnen, werden häufig vorrangig zuckerreiche Zuckerrohrsorten angebaut. Es genügt jedoch nicht, sich nur auf den Zuckergehalt zu konzentrieren, da auch die Bedingungen, unter denen das Zuckerrohr angebaut wird, von Bedeutung sind. Wenn das Zuckerrohr während des Pflanzprozesses von Dürre, Kälteschäden, Taifunen (die zu Lagerschäden führen) oder Schädlingen und Krankheiten betroffen ist, wird dies zwangsläufig seine Zuckerproduktionskapazität beeinträchtigen. Daher müssen beim Zuckerrohr-Keimmaterial neben dem Zuckergehalt auch Ertrag, Lagerfestigkeit, Krankheitsresistenz und die Fähigkeit zur Anpassung an unterschiedliche Umgebungen berücksichtigt werden.

Verschiedene Zuckerrohrsorten reifen zu unterschiedlichen Zeiten. Die Zuckerrohrerntesaison in China dauert von Oktober bis April des folgenden Jahres. Früh-, mittel- und spätreifende Zuckerrohrsorten erreichen ihren höchsten Zuckergehalt jeweils im frühen, mittleren und späten Stadium der Erntesaison. Eine sinnvolle Planung des Erntezeitpunkts entsprechend den Eigenschaften der verschiedenen Sorten trägt auch dazu bei, den Zuckerertrag des Zuckerrohrs und die Auslastung der Zuckerfabrikausrüstung zu verbessern.

Die oben genannten Faktoren ergänzen sich gegenseitig. „Gutes Saatgut, gute Felder und gute Methoden“ sind alles wichtige Faktoren für den Zuckerertrag von Zuckerrohr. Nur unter geeigneten Bedingungen und in einer geeigneten Umgebung kann das Zuckerrohr-Keimmaterial sein maximales Potenzial entfalten.

Neben der Zuckerproduktion ist auch die Zuckerqualität ein wichtiger Indikator. Die überwiegende Mehrheit der Zuckerrohr-Zuckerhersteller in Guangxi verwendet zur Herstellung von Weißzucker die „Ein-Schritt-Methode“ (Sulfit-Reinigungsverfahren). Nur wenige Unternehmen wenden die international anerkannte „Zwei-Stufen-Methode“ an, bei der Zuckerrohr zunächst zu Rohzucker verarbeitet und dieser dann je nach Bedarf zu raffiniertem Zucker oder Weißzucker raffiniert wird [5]. Im Vergleich zu den beiden Produktionsverfahren erzeugt die „Zwei-Stufen-Methode“ qualitativ hochwertige Produkte und reduziert den Schwefelgehalt von Weißzucker erheblich, wodurch die Lebensmittelsicherheit weiter gewährleistet und die Qualität und Wettbewerbsfähigkeit des Zuckers auf dem Markt verbessert werden kann.

Durch die Anwendung wissenschaftlicher Zuckerrohrzuchtmethoden, fortschrittlicher Zuckerrohranbautechniken und moderner Zuckerproduktionstechnologie konnte die Effizienz des Produktionsprozesses verbessert und die Zuckergewinnungsrate des Zuckerrohrs stetig gesteigert werden.

Die Bemühungen der Wissenschaftler um Ertrag und Qualität des Zuckerrohrs haben nicht nur die Effizienz der weltweiten Zuckerversorgung verbessert, sondern uns auch den Genuss qualitativ hochwertigerer Zuckerprodukte ermöglicht.

Abschluss

Tatsächlich gibt es viele Geschichten über den Zuckerrohranbau zu erzählen.

Wussten Sie, dass Zuckerrohr-Keimmaterial und Zuckerrohrsorte eigentlich zwei verschiedene Dinge sind?

Wussten Sie, dass Zuckerrohr im Vergleich zum Menschen, der ein diploider Organismus ist, eigentlich polyploid ist und dass „jeder anders ist“?

Welche Anstrengungen haben Wissenschaftler unternommen, um aus Zuckerrohr mehr und süßeren Zucker zu produzieren? Weitere Einzelheiten erfahren Sie in der nächsten Folge.

Quellen:

1.Mintz, SW (1985). Süße und Kraft: Der Platz des Zuckers in der modernen Geschichte. Penguin-Bücher.

2.Eggleston, G., & Legendre, BL (2003). Qualitätsmanagement von Zuckerrohrsaft bis Rohzucker: Fabrikbetrieb in Louisiana. International Sugar Journal, 105(1256), 8-18.

3.Rein, P. (2007). Rohrzucker-Engineering. Bartens.

4. De Souza, AP, Grandis, A., Leite, DC, & Buckeridge, MS (2014). Zuckerrohr als Bioenergiequelle: Geschichte, Leistung und Perspektiven für Bioethanol der zweiten Generation. Bioenergieforschung, 7(1), 24-35.

5. Tang Liangdong. (2024). Grüne und kohlenstoffarme Entwicklung der Zuckerrohrindustrie in Guangxi: aktuelle Situation, Herausforderungen und Strategien. Zuckerrohr-Zuckerindustrie, 53(3): 74-79.

6. Dong Guangrui, Shi Jiaxian, Hou Ailing, Zhang Jisen. (2018). Forschungsfortschritte zum Genom des Zuckerrohrs. Biotechnology, 28(3): 296.

7. Internationales Konsortium zur Sequenzierung des menschlichen Genoms. (2004). Fertigstellung der euchromatischen Sequenz des menschlichen Genoms. Nature, Band 431, 931–945.

8. Jisen Zhang, Qing Zhang, Leiting Li, Haibao Tang, et al. (2018) Jüngste Polyploidisierungsereignisse bei drei Saccharum-Gründerarten. Plant Biotechnol J, 17(1), 264-274