Физические свойства сахарной свеклы

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 20.09.2024

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Сахароза имеет высокую растворимость.В химическом отношении фруктоза довольно инертна,т.е. при перемещении из одного места в другое почти не вовлекается в метаболизм.Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.

Сахароза, попадая в кишечник, быстро гидролизуется альфа-глюкозидазой тонкой кишки на глюкозу и фруктозу, которые затем всасываются в кровь. Ингибиторы альфа-глюкозидазы, такие, как акарбоза, тормозят расщепление и всасывание сахарозы, а также и других углеводов, гидролизуемых альфа-глюкозидазой, в частности, крахмала. Это используется в лечении сахарного диабета 2-го типа.

Синонимы: альфа-D-глюкопиранозил-бета-D-фруктофуранозид, свекловичный сахар, тростниковый сахар

Содержание

Внешний вид

Бесцветные моноклинные кристаллы. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Химические и физические свойства

Реакция сахарозы с водой

Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор сПри кипячении раствора сахарозы появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза: С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂O₆ + С₆Н₁₂O₆.

Природные и антропогенные источники

Содержится в сахарном тростнике, сахарной свекле (до 28% сухого вещества), соках растений и плодах (например, берёзы, клёна, дыни и моркови). Источник получения сахарозы - из свеклы или из тростника определяют по соотношению содержания стабильных изотопов углерода 12 C и 13 C. Сахарная свекла имеет C3-механизм усвоения углекислого газа (через фосфоглицериновую кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 12 C; сахарный тростник имеет C4-механизм поглощения углекислого газа (через щавелевоуксусную кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 13 C.

Высокие урожаи сахарной свеклы получают при обеспечении растений необходимыми элементами питания, влагой, при оптимальных тепловом и воздушном режимах.
На неорошаемых землях водно-воздушный и тепловой режимы регулируются главным образом путем изменения водно-физических свойств, строения и плотности сложения пахотного слоя или отдельных его частей, а также изменением структурно-агрегатного состава.
Воздушный режим. Сахарная свекла весьма чувствительна к аэрации почвы и составу почвенного воздуха. При недостаточной аэрации задерживается прорастание семян, прекращается рост молодых растений, а иногда наступает их гибель — в пониженных местах с бесструктурными тяжелыми заплывающими почвами, где длительное время стоит вода, или при сильном уплотнении почвы и образовании плотной корки. Это — одна из причин низкой полевой всхожести семян. В рыхлых или слабоуплотненных почвах с прочной комковатой структурой либо легких по механическому составу создаются лучшие условия для газообмена.
В опытах со структурными отдельностями почвы различных размеров установлено, что для сахарной свеклы наилучшее соотношение количества воды и воздуха в почве — 1:1, а оптимальная воздухоемкость (некапиллярная пористость) находится в пределах 12—25%.
Многие исследователи, создававшие в опытах различные величины пористости аэрации и воздухоемкости не размерами агрегатов, а плотностью почвы й содержанием воды, отмечали, что при пористости аэраций менее 8% снижались урожай и сахаристость сахарной свеклы, при 2% половина всходов погибла.
Исследования, где величины воздухоемкости и пористости аэрации различных почв создавались путем сочетания плотности сложения почвы и ее влажности в вегетационных, лизиметрических и полевых опытах, показали, что минимально необходимой для роста растений сахарной свеклы является воздухоемкость, близкая к 8—10% (табл. 8).

В полевых условиях воздухоемкость, близкую к 20%, можно создать только интенсивными глубокими рыхлениями при плотности сложения меньше 1,1—1 г/см3. Ho такое строение почвы сохраняется очень недолго. Глубокие предпосевные рыхления на 15—20 и 30 см, при которых воздухоемкость повысилась с 8—10 до 14—20%, снизили урожай в среднем за 1962—1965 гг. на 15 ц/га, сахаристость — на 0,2-0,4%. Особенно значительно снижение урожайности при таком увеличении воздухоемкости в засушливых условиях.
Величины пористости аэрации, являющиеся наиболее благоприятными для сахарной свеклы обусловлены также содержанием в почве влаги, с увеличением которой значения наиболее благоприятной пористости аэрации уменьшаются:

Режим влажности. Сахарная свекла начинает потреблять влагу с момента набухания семян. В дальнейшем влага используется на образование листового аппарата, корнеплода и корневой системы, но основное ее количество расходуется на транспирацию. Общее и удельное водопотребление зависит от почвенно-климатических условий, увлажнения почвы, приемов возделывания и продуктивности растений.
По данным Белоцерковской опытно-селекционной станции, на черноземах типичных легкосуглинистых при урожайности свеклы 300—500 ц/га общее водопотребление в среднем за 1964—1974 гг. колебалось в пределах 4200—7000 м3, удельное — 10—18 м3/ц корнеплодов. В многолетних исследованиях Киргизской опытно-селекционной станция на лугово-сероземных почвах в среднем за пять лет при урожайности 695 ц/га суммарное водопотребление составило 7120 м3/га (коэффиниент — 10,2 м3/ц). Из этого количества влаги на транспирацию расходовано 4120—4320 м3/га, или 57,9—60,7%, физическое испарение с почвы — 2800—3000 м3/га, или 39,3—42,1 %.
Оптимальная влажность почвы для сахарной свеклы зависит от почвенной разности, физического строения пахотного слоя, дозы удобрений, концентрации почвенного раствора, климатических факторов и колеблется в пределах 50—90% полной влагоемкости или близка к предельной полевой (ППВ). На орошаемых землях ее поддерживают поливами. Начинают поливать, когда влажность почвы в корнеобитаемом слое снижается до уровня 70—80% ППВ на глинистых почвах и до 50—60% на песчаных.
О значении сохранения влаги в почве, особенно в первый период вегетации, когда запасы ее еще велики, а поверхность открыта для интенсивного испарения, свидетельствуют опыты по мульчированию почвы различными материалами, в частности полиэтиленовой пленкой, проведенные под руководством А. Г. Радченко в различных почвенноклиматических условиях. В годы с недостаточным количеством осадков и небольшими запасами влаги в почве покрытие междурядий полиэтиленовой пленкой заметно уменьшило непродуктивное испарение и обусловило повышение урожайности сахарной свеклы до 30%. В опытах Белоцерковской опытно-селекционной станции мульчирование междурядий перфорированной пленкой повысило урожай свеклы и сбор сахара (табл. 9).

Поверхностное внесение эффективно при сочетании с последующей обработкой почвы рыхлящими орудиями (культиваторы, бороны), а также с гербицидами, если необходимо. Можно применять полимеры локально — вносить полосами их в зону рядка для предотвращения образования корки на поверхности почвы.
Улучшение структурно-агрегатного состояния при внесении полимеров обеспечивает более рыхлое сложение почвы, она длительное время не уплотняется, что дает возможность сократить количество обработок в предпосевной период, до и после появления всходов, а также во время вегетации.
Плотность сложения почвы. Оптимальная плотность ее обусловливает получение дружных полных всходов, формирование корнеплода правильной формы с мощной глубоко развитой корневой системой, повышение урожаев сахарной свеклы (табл. 12, рис. 1), о чем также свидетельствуют результаты (рис. 2) аналитических исследований.

Излишние плотность, твердость и сопротивление почвы отрицательно влияют на формирование корнеплода правильной формы и продуктивность растений. С увеличением урожайности от 200 до 700 ц/га объем, занимаемый корнеплодами, увеличивается с 15 до 58 м3/га (при средней удельной массе корнеплодов 1,2—1,3 т/м3), масса перемещаемой ими почвы в условиях оптимальной плотности сложения возрастает с 24 до 67 т/га. Одновременно в несколько раз увеличивается и расстояние, на которое перемещается почва, так как увеличивается и диаметр головки корнеплода.
Многочисленными исследованиями с моделированием плотности сложения в полевых, вегетационных и лизиметрических опытах, проведенными в различных зонах свеклосеяния России в 60—70-х годах, были установлены наиболее благоприятные для растений сахарной свеклы следующие количественные значения плотности почвы, обеспечивающие максимальную продуктивность этой культуры, г/см3:

Увеличение плотности сложения свыше указанных значений снизило продуктивность свеклы на черноземах типичных в среднем на 38 ц/га, а в отдельных случаях — даже на 100 ц/га. С уменьшением плотности ниже оптимальной урожайность снизилась в среднем на 18—20 ц/га, сахаристость — на 0,3—0,4%, сбор сахара — на 4—6 ц/га. Уменьшение урожаев отмечено и на других почвах.

Отрицательное влияние неблагоприятного физического строения почвы сказывается уже в период прорастания семян и начального роста растений. При достаточной влажности верхнего слоя в этот период самые высокие полевая всхожесть (табл. 13) и густота всходов наблюдаются, когда плотность сложения близка к 1 г/см3.
Если влажность почвы понижена, семена лучше прорастают и начальный рост растений более интенсивен при плотности сложения 1,2—1,3 г/см3, что обусловливает высокую скорость перемещения влаги к семенам. Оптимальной плотностью верхнего слоя черноземных почв при нормальных условиях погоды является 1,1—1,2 г/см3. Если же плотность сложения превышает эти значения, то начальный рост растений задерживается и масса их в период прорывки бывает меньше на 20— 46%, чем при оптимальной плотности.
В рыхлой почве (показатель плотности ниже оптимального) нет необходимого контакта семян и корневой системы с ее частицами, что отрицательно сказывается на развитии растений.

Плотность сложения почвы, близкая к 1,2 г/см3, обеспечивает формирование хорошо развитых листового аппарата и корневой системы. Это в свою очередь способствует рациональному расходованию воды.
В почве оптимальной плотности формируется корнеплод наиболее продуктивной формы (рис. 3). При чрезмерной плотности корнеплод укорочен, имеет округлую или бочкообразную форму и только хвостовая разветвленная часть его находится в почве.
Плотность сложения почвы необходимо учитывать во время сева и в период ухода за посевами при междурядных рыхлениях.
Полевыми опытами на черноземах типичных эффективность глубоких рыхлений перед севом установлена только при плотности сложения почвы более 1,3 г/см3 с последующим доведением ее до 1,1—1,2 г/см3.

Вследствие вспашки, предпосевных рыхлений плотность почвы уменьшается до 0,8—0,9 г/см3, а во время вегетации сахарной свеклы под влиянием естественных факторов, а также передвижения агрегатов плотность сложения почв увеличивается: черноземных — до 1,1—1,4 г/см3, серой лесной и оподзоленных — до 1,2—1,6, каштановых и сероземных — до 1,3—1,7 г/см3. В рядках под растениями нельзя изменить физическое строение почвы не повредив корнеплода и корневой системы, а в междурядьях своевременной обработкой можно создать требуемые для растений физические условия.
Повышенная плотность почвы в междурядьях, особенно если образовалась плотная мощная корка (плита), оказывает сопротивление росту корнеплода, в результате чего форма его искажается, при этом затрудняется воздухообмен и поступление кислорода, ухудшается водопроницаемость. Многочисленными исследованиями была установлена необходимость в дифференцированном подходе к рыхлению междурядий с учетом метеорологических условий и состояния почвы. Рыхлить междурядья в большинстве случаев следует тогда, когда плотность сложения почвы достигает 1,2—1,3 г/см3, т. е. превышает оптимальные величины, а влажность находится в пределах нижней границы пластичности. В сухую жаркую погоду, если нет корки и плотность почвы не превышает 1,2—1,3 г/см3 или меньше, а также при отсутствии необходимой влажности крошения в верхнем слое, глубокие междурядные рыхления, если они не направлены на борьбу с сорной растительностью, положительного эффекта не дают.
Знание оптимальных количественных показателей физических почвенных условий, взаимосвязи строения почвы, ее структурно-агрегатного состава с водно-воздушным и тепловым режимами, а также с особенностями роста и продуктивностью сахарной свеклы дает возможность применять комплекс приемов по возделыванию на строгой научной основе.

Получение сахара из сахарной свеклы в заводских и домашних условиях. Развеем распространенное заблуждение. Многие считают, что тростниковый сахар – это одно, а свекловичный – это совсем другое.

На самом деле разницы между тростниковым и свекольным сахаром нет никакой. Очищенный пищевой сахар-рафинад есть обычная сахароза, каким бы ни было ее происхождение.

В данной статье подробно описано, как делают сахар на заводах, сколько его получается из 1 тонны свеклы, а также как можно сделать натуральный продукт в домашних условиях.

Из каких сортов корнеплода делают сладкий продукт?

Свекла известна людям давно – первые упоминания об этой овощной культуре восходят ко второму тысячелетию до нашей эры. С тех пор селекционерами выведено множество ее сортов. Есть среди них листовые формы, например – мангольд, большинство же корнеплодные.

Корнеплодные формы свеклы делятся на пищевые и кормовые. Нынешняя сахарная свекла появилась именно из кормовых сортов. Произошло это довольно поздно – в XVIII веке.

Современные сорта и гибриды сахарной свеклы содержат до 18% сахара. Лучшие из них – Кристалл, Манеж, Несвижский и др. Как именно добывают из них сахар — расскажем дальше.

Технология и оборудование на сахарозаводе

Кратко расскажем, как на основе корнеплода производят сахар на специальных заводах (узнать о том, как применяют сахарную свеклу и что получают в процессе ее переработки, можно здесь). Производство на заводе проходит в несколько технологических этапов.

Для того, чтобы избежать потери сахара при мойке, температура воды контролируется – она не должна быть свыше 18 градусов. После мойки свеклу ополаскивают хлорированной водой – из расчета 10-15 кг хлорной извести на 100 тонн свеклы. Затем свекла подается на транспортер. Там ее обдувают сильной струей воздуха. Так удаляются остатки воды и прилипшие легкие примеси.

гидротранспортеры (одновременно с подачей свекла отмывается от грязи);
песколовушки, камнеловушки, ботволовушки;
водоотделители;
моечные машины.

конвейер с магнитным сепаратором;
свеклорезка;
весы;

Среда, богатая сахарами, является благодатной средой для развития микроорганизмов. Это приводит и к порче продукта, и к более опасным последствиям – например, возможным взрывам. Поэтому в процессе диффузии в аппарат периодически добавляется раствор формалина.

Конечная концентрация его невелика – 0,02% от общей массы продукта, но достаточна для подавления активной микрофлоры. Продукт, который получается на этой стадии – диффузионный сок. Это мутная жидкость, быстро темнеющая на воздухе. В ней содержится большое количество мезги.

Мезга отделяется на мезголовушках. Вторым продуктом является свекольный жом. Он прессуется и либо отправляется непосредственно на корм скоту, либо высушивается.

Оборудование:

диффузионная установка (шнековая или ротационная);
сушилка для жома

Процесс с этим неаппетитным названием проводится в два этапа. Он сводится к обработке сока известью (известковым молоком). Реакция раствора при этом достигает значений рН 12,2 – 12,4, то есть раствор становится щелочным.

Затем раствор фильтруют и вторично сатурируют. Перед этим, при необходимости, иногда проводится повторная дефекация. Далее получившийся прозрачный, но все еще окрашенный раствор обрабатывают двуокисью серы (сернистым газом). Этот процесс называется сульфитацией. При этом понижается щелочная реакция раствора и происходит его обесцвечивание. Снижается также вязкость сиропа.

аппарат дефекации;
фильтр с подогревательным устройством;
сатуратор;
сульфитатор;
отстойник.

Получившиеся кристаллы станут выпадать в осадок. Это и происходит в вакуум-аппаратах. Там раствор, предварительно выпаренный до состояния, близкого к насыщенному, начинает кипеть при пониженном давлении, и сгущается до пересыщенного состояния. Начинается процесс массовой кристаллизации.

Выпавшие кристаллы сахара отделяют на центрифугах и проводят еще через несколько этапов окончательной обработки. Там они осветляются и превращаются в знакомый, всем известный, сахарный песок.

Заводским показателем эффективности производства служит коэффициент извлечения сахара. Он показывает отношение массы сахарозы в готовом продукте (сахарном песке) к массе сахарозы в исходном сырье. Обычно он составляет приблизительно 80 %.

Как получить продукт в домашних условиях?

Скажем сразу, что приготовить именно привычный сахар-рафинад дома вряд ли получится. Но сахарный сироп приготовить несложно. Это будет настоящий натуральный продукт, изготовленный своими руками. Оборудование для этого годится самое незамысловатое.

Потребуется:

произвольное количество сахарной свеклы;
эмалированная посуда (кастрюли, тазы);
мясорубка, нож, деревянная лопатка;
марля или иная ткань для фильтрования.

Как изготавливают домашний сахар:

Свёклу перебрать, очистить от корней и попорченных участков. Кожицу не снимать!
Промыть.
В целом виде положить в кастрюлю с кипящей водой и варить в течение часа.
Слить воду. Дать немного остыть и с теплой свеклы снять кожицу.
Измельчить с помощью мясорубки или ножом, что предпочтительнее. Нарезанные пластинки должны получиться не толще 1 мм.
Измельченную свеклу поместить в холщовый мешок и заложить под пресс. Подставить таз для стекающего сока. Если пресса нет, можно отжать сок и вручную, скручивая мешок, как при отжиме белья.
После первого отжима жом залить горячей водой (не кипятком) в объеме, примерно равном половине объема свеклы, дать постоять. Отбросить свеклу на сито, дать стечь жидкости в таз с отжатым ранее соком. Гущу повторно отжать туда же.
Получившийся сок подогреть до 70-80 градусов и профильтровать через двойную марлю.
Отфильтрованный сок выпаривать на плите до нужной густоты. Посуду при этом желательно использовать широкую и плоскую, эмалированную или луженую.
Правильно приготовленный сироп имеет консистенцию жидкого меда. Хранится он, как и мед, очень долго.

Получаемый в ходе выпаривания сироп необходимо постоянно помешивать деревянной лопаточкой – он легко пригорает.

Из 5 килограммов сахарной свеклы получается около 1 кг сиропа, или, в пересчете, 600 грамм чистого сахара.

Получение твердого сахара

Сироп необходимо осторожно уварить так, как уваривается сахар для получения домашних леденцов. Уваренный сироп разлить в плоские металлические формы. Выставить в холодное место. Там сироп быстро остынет и кристаллизуется. Дальше его остается только извлечь из формы и расколоть на кусочки желательной величины.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о том, как добывают сахар из свеклы:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мы ищем авторов!

Разбираетесь в дачной тематике?

Читала, что именно свекловичный сахар проходит такую очистку, после которой в нем остается тот яд, который тихо и незаметно разлагает мозговые и спинномозговые ткани… для мня источник Авторитетен. поэтому и хотелось понять — какое именно вещ-во, используемое при очистке, дает такой эффект…

С интересом прочитала про технологию изготовления сахара в промышленных условиях. А процесс домашнего выпаривания мне знаком с детства. Когда приезжали в деревню к бабушке, она нас угощала леденцами из свеклы. А сухую свекольную мазгу мы грызли вместо семечек. Она была высушена на солнце и имела сладковатый вкус. К ней бабушка добавляла ещё вишню и в таком виде сушила. Я не помню чтобы из нас, четверых внучат кто то болел. Наверное, большое значение имеет употребление натуральных продуктов, в том числе и свеклы.

Это какой-то сложный химический процесс — заводское изготовление сахара. Удивительно, что после этого сахар можно употреблять внутрь и не отравиться)))
А вот в нашей семье были времена, когда мы были вынуждены готовить сахарный сироп из свеклы, так как сахар было невозможно купить — его просто не было в магазинах (треклятые 90-е). Правда, процесс в точности не помню — руководил папа, а мы, дети, на подхвате — помыть, почистить, измельчить. В итоге получался густой сироп, который мы главным образом использовали для выпечки, так как заменить сахар-песок по-настоящему было невозможно. Выращивать сахарную свёклу было несложно — вовремя поливать и пропалывать, вот и весь уход. Безотходное производство — сироп для выпечки, а оставшийся жмых с удовольствием ели куры.

В РФ сахарная свекла – одна из главных технических культур, дающая богатые углеводом корнеплоды, из которых получают сахар. Корнеплоды сахарной свеклы содержат – 16-20% сахарозы. При высокой урожайности корней свеклы (40-50т/га) сбор сахара может составить – 7-8т/га и более.

Корнеплоды сахарной свеклы содержат в два раза больше сухих веществ, чем кормовой. При урожае корнеплодов 30т/га, сахарная свекла вместе с ботвой(15т/га) дает 10500 корм ед./га.

Включение сахарной свеклы в севооборот имеет большое агротехническое значение, так как она способствует повышению культуры земледелия и урожайности последующих культур благодаря глубокой обработке почвы, внесению больших норм удобрений, борьбе с сорняками и вредителями на ее посевах.

Корнеплодная сахарная свекла появилась в 18в в результате отбора из естественных гибридов листовой свеклы (мангольд) и низкосахаристой корнеплодной свеклы кормового типа. Дикая свекла встречается на побережье Средиземного, Каспийского и Черного морей, в Закавказье и Малой Азии.

Сахароза была обнаружена в свекле в 1747 Маргграфом, а возможность получения кристаллического сахара из свеклы была доказана Ахардом в 1799г. Первый завод по выработке сахара из свеклы был построен в Германии в 1801г.

В мировом земледелии сахарная свекла занимает значительную площадь. Ее посевы в 2003г. составили 5,86 млн. га. Наибольшие площади, занятые сахарной свеклой, находятся на Украине, в России, Китае, Польше и других странах. В европейских странах свекловичного сахара производится до 80% общего сбора в мире. Посевная площадь сахарной свеклы в РФ составляет около 1,3млн. га, а валовой сбор корнеплодов – 24,5млн. тонн. Основные площади ее посева размещены в Центрально-Черноземном экономическом регионе, Краснодарском и Ставропольском краях, Нечерноземной зоне, Западной Сибири и на Дальнем Востоке.

Сахарная свекла – культура высокоурожайная. Средняя урожайность корнеплодов в мире составляет – 34,3т/га, в странах с высокой культурой земледелия (Франция, США, Германия, Италия и другие) собирают – 50-60т/га. Средняя урожайность сахарной свеклы в РФ – 17,8т/га, в Краснодарском крае, Курской и Белгородской областях – до 30т/га, в ряде хозяйств получают по 40-50т/га.

Химический состав корнеплодов

Технически зрелые корнеплоды содержат в среднем 75% воды и 25% сухих веществ, основную часть которых (17,5%) составляет сахароза, а 7,5% – несахара. Из общего количества несахаров, около 5% приходится на нерастворимые вещества (клетчатка – 2,5%, пектиновые вещества – 2,4%, белки и зола – 0,1%). К растворимым несахарам относятся фруктоза, глюкоза (инвертный сахар) и другие безазотистые вещества (0,8%); азотистые вещества – 1,1% и зола – 0,6%.

В техническом смысле сахаром называют только сахарозу (тростниковый или свекловичный сахар – дисахарид С12Н22О11). Все остальные углеводы, прочие органические и минеральные вещества относятся к несахарам. Содержание их варьирует в зависимости от сорта, района возделывания и агротехники. Наиболее вредны растворимые пектиновые вещества, которые переходят в сок, сильно затрудняют его фильтрацию и мешают кристаллизации сахара. Азотистые вещества, входящие в состав свекловичного сока, делят на две группы: безвредные (белковые вещества) и “вредные” (бетаин, амиды, красящие вещества и другие). Последние в процессе выработки сахара не осаждаются и переходят в патоку.

Основные показатели качества сахарной свеклы помимо сахаристости – доброкачественность сока, т.е. процентное содержание сахара в растворенном сухом веществе, а также содержание инвертного сахара (содержание глюкозы и фруктозы) и “вредного” (небелкового) азота. Распределение сахара в корнеплоде свеклы неравномерно: больше всего в средней части (шейке), меньше всего в головке и самой нижней части (хвостике) корнеплода.

Род свеклы Beta семейства Маревые (Chenopodiaceae) представлен однолетними, двулетними и многолетними видами. Исторически он сформирован в средиземноморской флористической области.

Вид свекла обыкновенная (Beta vulgaris) включает в себя несколько подвидов, в том числе и ssp. Vulgaris – полиморфный сборный подвид, объединяющий все культурные двулетние и однолетние формы свеклы. В свою очередь, этот подвид делится на разновидности: сахарная свекла (v. Saccharifera), столовая свекла (v. Esculenta), кормовая свекла (v. Crassa) и листовая свекла или мангольд (v. Cicla).

Культурная сахарная свекла – гибридный организм, получившийся от стихийного скрещивания листовой и корнеплодной форм свеклы и улучшенный длительной селекцией.

В первой год жизни сахарная свекла образует утолщенный корнеплод с розеткой из множества (50-90) прикорневых черешковых листьев, поверхность их на одном растении достигает 3000см².

Корни взрослого растения первого года жизни имеют длинные корневые волоски (до 3мм), достигают глубины 3м и отходят в стороны на 60см.

В фазе “вилочки” (всходы с семядолями до образования настоящих листьев) первичный корень сахарной свеклы проникает на глубину – 12-15см, а ко времени появления первой пары настоящих листьев – до 30см. С этого времени главный корень начинает утолщаться в результате деления клеток перицикла и паренхимы первичного луба. Первичная кора корня в фазе трех пар листьев дает трещины и сбрасывается (линька корня), заменяясь вторичной корой, окруженной слоем пробковой ткани. В дальнейшем наряду с увеличением числа листьев происходят утолщение и разрастание главного корня – образование корнеплода.

Корнеплод формируется вследствие деятельности нескольких (до 12) последовательно сменяющих друг друга камбиальных колец сосудисто-волокнистых пучков. Между этими кольцами разрастается паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса сахара.

При высоком уровне агротехники у свеклы сильнее развивается паренхимная ткань, что приводит к образованию более крупных и тяжеловесных корнеплодов (масса 300-500г и более). Корнеплод взрослого растения сахарной свеклы конической формы, в центральной части цилиндрический, несколько ребристый, без разветвлений, с малоразвитой головкой, боковые корни расположены двумя рядами. Окраска белая, мякоть плотная.

В строении корнеплода различают: головку (укороченный стебель – эпикотиль), которая несет листья и почки; шейку (подсемядольное колено – гипокотиль), на которой отсутствуют листья и корни; собственно корень (коническая часть корнеплода), на поверхности которого образуются боковые корни.

Особенности роста и развития

Фазы роста и развития сахарной свеклы первого года жизни:

1. Прорастание семян

3. 1 пара листьев

4. 2-3 пара листьев

6. Смыкание листьев в рядах

7. Смыкание листьев в междурядьях

8. Наступление технической спелости

При прорастании семян, сначала трогаются в рост зародышевый корешок и подсемядольное колено. Две семядоли при выходе на поверхность зеленеют и выполняют функции листьев (фаза “вилочки”). Через 6-8 дней после всходов образуется 1 пара настоящих листьев, за ней появляются 2-3 пары. На этом этапе органогенеза происходит смена анатомических структур, или линька корня. В дальнейшем листья развертываются уже по одному. Вначале они появляются через каждые 2-3 дня, а в середине вегетации – через 1-2 дня. В конце вегетации появление листьев замедляется. В первый год жизни растения свеклы образуют 60-90 листьев, которые остаются деятельными в течение 60-70 дней. Наиболее продуктивны листья среднего яруса (с 10 по 25). Продолжительность активной деятельности каждого листа около 25 дней. Ко времени уборки чистая продуктивность фотосинтеза снижается, масса листьев уменьшается. Оптимальная площадь листьев на 1га свекловичной плантации составляет – 40-50тыс. м².

В первый год жизни сахарной свеклы (по И.А. Стебуту и Д.И. Прянишникову) можно выделить три периода. В первый период растения энергично образуют листья и корневую систему, рост корнеплода в толщину отстает от роста листьев (май-июнь). Во второй период наблюдается усиленное разрастание корнеплода и листьев (июль-август). Для третьего периода характерны замеленный прирост листьев и интенсивное накопление сухого вещества (сентябрь-октябрь).

В первый год жизни на головке корнеплода в пазухе каждого листа закладываются спящие почки, для развития которых необходимы пониженные температуры – 0-8°С. Верхушечные почки, образованные осенью, развиваются при более благоприятных условиях. Качественные изменения для перехода к цветению и плодоношению у почек заканчиваются осенью или весной следующего года, после высадки корнеплодов образуются цветоносы, на которых образуются цветки и семена. Иногда у части растений сахарной свеклы наблюдаются отклонения от нормального двухгодичного цикла развития – от посева семян до сбора урожая семян. В этом случае у отдельных растений полный цикл развития спящих почек и образование цветоносных побегов происходят в первый год жизни, это явление называется цветушностью. Причина цветушности – ранний посев в холодную затяжную весну и длинный световой день. Цветушные корнеплоды малосахаристые и грубые, при хранении сильнее поражаются кагатной гнилью.

Некоторые из корнеплодов, высаженных на второй год для семенных целей, наоборот, не дают цветоносных побегов и продолжают образовывать лишь розетку листьев. Такие растения называются “упрямцами”. Они появляются под воздействием повышенных температур во время ранней уборки, вследствие осеннего и весеннего подсыхания маточных корнеплодов, повышенной температуры при хранении. “Упрямцы” начинают плодоносить на третий год. Наличие “упрямцев” среди высадков-семенников значительно снижает урожай семян.

У сахарной свеклы различают ботаническую, биологическую и техническую спелость.

Ботаническая спелость наступает, когда созревают семена. При нормальном росте и развитии растений это обычно происходит в конце второго года жизни.

Биологическая спелость сахарной свеклы первого года жизни связана с затуханием жизненных процессов растения к концу вегетационного периода. Это происходит в результате изменений условий внешней среды: похолодания, сокращения светового дня, снижения интенсивности ФАР и т.д. Для биологической спелости характерны отмирание старых листьев, медленное нарастание массы корнеплодов и накопление сахара в них, повышение доброкачественности сока, уменьшение содержания воды и золы в корнеплодах.

Техническая спелость сахарной свеклы характеризуется наибольшей массой корнеплода и максимальным содержанием сахара при минимальном среднесуточном приросте массы и сахаристости корнеплода. К моменту технической спелости возрастает отношение массы корнеплода к массе листьев до 3:1. Перед ее наступлением рядки свеклы размыкаются, листья становятся светло-зелеными, частично желтеют и отмирают.

Длительность вегетационного периода свеклы первого года жизни составляет – 150-170 дней, в зависимости от условий выращивания.

Для получения семян свеклы корнеплоды, выращенные в первый год жизни, выкапывают, сохраняют в течение зимы и высаживают весной в грунт. Из прорастающих почек головки развиваются облиственные ребристые цветоносные побеги, достигающие высоты – 1-1,5м.

Соцветие – мутовчатая колосовидная кисть. Цветки формируются в верхней части цветоносов, в пазухах прицветников, группами по 3-4 и более у многосемянных сортов или одиночно у односемянных сортов (гибридов).

Цветки обоеполые, пятерного типа. Опыление перекрестное при помощи ветра (анемофильное) и отчасти насекомых. Плод – орешек.

У некоторых биотипов свеклы при нормальном развитии женских органов отмечается недоразвитие мужских (пыльники не содержат пыльцы). В этом случае растения проявляют цитоплазматическую стерильность (ЦМС). Эту особенность используют в селекционной работе для получения высокопродуктивных гибридов.

При созревании плоды желтеют и у многосемянной свеклы срастаются соплодия (клубочки), состоящие из 2-6 орешков, а у односемянной свеклы клубочек состоит из одного орешка. Масса 1000 соплодий многосемянной свеклы – 20-50г, а односемянной – 20г. Семя, лежащее в плоде, имеет бурую блестящую оболочку и составляет – 25-30% массы клубочка. Семя состоит из оболочки и зародыша, который имеет две семядоли, почечку между ними, подсемядольное колено, зародышевый корешок и перисперм с запасами питательных веществ.

Продолжительность периода вегетации сахарной свеклы, второго года жизни, составляет – 100-130 дней.

Сахарная свекла давно известна человечеству как продукт питания, о ней впервые заговорили в XVIII веке. Сегодня селекционеры вывели много сортов от корнеплодных до листовых. Корнеплодные виды бывают пищевые и кормовые. Кормовой вид овоща стал основой для производства сахарозы. Из клубней растения добывают сахар, без которого не обходится почти ни один человек.
В современных сортах зеленого овоща содержится 20% сахара.
В нашей стране, в промышленных масштабах, корнеплод выращивается повсеместно. Для производства сахара, построены предприятия. Некоторые виды овоща выращивают в качестве кормов для животных.

Описание сахарной свеклы и чем отличается от кормовой

Сахарная свекла — растение корнеплодное, одногодичного цикла жизни. В начале роста формируется розетка прикорневых листьев и плотный корнеплод, который набирает зрелость в течение 100 дней. В технической зрелости в свекле от 10 до 20% сахарозы, содержание которой зависит от сортов и условий выращивания.

Как растет сахарная свекла? Лучшей почвой для выращивания корнеплода является чернозем. Оптимальная температура для роста овоща 20-22 °C. Растение любит частые поливы и солнечный свет, от которого напрямую зависит количество сахарозы в растении.

Чем отличается сахарная свекла от кормовых видов

Сахарный овощ бывает разных форм: круглая, овальная, удлиненная. Ее корнеплоды белого или бледно-желтого цвета, от кормовой отличаются светлым цветом мякоти.
Визуальное отличие сахарной свеклы от кормовой:

Розетка листьев сахарных сортов корнеплода густая, до 50 листьев. У кормовых видов не больше 30 штук.
У сахарной свеклы цвет кожицы белый, а плоды кормовых видов бывают желтые, малиновые, оранжевые, серые.
Форма корнеплода сахарных видов конические, удлиненные. А у кормовых видов преимущественно округлые.
Сахарный вид овоща растет под землей, на поверхности почвы только листья, а кормовые виды наполовину находятся над поверхностью земли.

Сорта сахарной свеклы

Сорта сахарной культуры делятся на 3 группы:

урожайные с пониженным содержанием сахара до 18%;
урожайно-сахаристые со средним содержанием сахара до 19%;
сахаристые с высоким содержанием сахара до 20%.

Свекольные гибриды отличаются сроками созревания:

Z/NZ-типа раннего срока;
Z/NZ/N-типа среднего срока;
NE-типа позднего срока.

Сорта, которые зарекомендовали себя самыми большими по сбору урожая: Белорусская односемянная 69, гибриды Несвижский, Манеж, Белдан, Рубин, Вегас, Кассандра, Нэнси, Богема.

Вид корнеплода, которую выращивают на огороде дачники, называется свекла обыкновенная (столовая). Этот вид овоща распространен в быту, его используют для приготовления русских блюд, например, борща. Самые известные сорта: Красный шар, Холодостойкая, Бордо, Смуглянка, Подзимняя.

Где выращивается сахарная свекла

Страны лидеры по выращиванию сахарного растения разбросаны по миру. Сладкий овощ растет в России, Украине, Америке, Турции, в странах Европы. Большие территории для выращивания корнеплодов отведены в странах СНГ — в Белоруссии, Киргизии, Казахстане, Таджикистане, Грузии.

Сахарная свекла в России растет на Алтае, в Сибири, Поволжье, на Дальнем востоке. Наиболее пригодные районы для выращивания сахарной свёклы у нас на родине — благодатные земли Ставропольского края, богатые черноземом, с подходящими для роста корнеплода климатическими условиями.

Состав сахарной свеклы

Это растение богато полезными витаминами и минералами. Калорийность сахарной свеклы 40-45 ккал: белков 1,5 г; жиров 0,1 г; углеводов 8,8 г; клетчатки 2 г; пищевых волокон 2,5 г; золы 1 г.

Сколько сахара в сахарной свекле? В некоторых сортах корнеплода до 20%, сюда входят моносахариды и дисахариды: глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза.
В химическом составе свеклы витамины: А, С, Е, РР, В1, В2, В3, В6, В9.
Полезные организму макроэлементы:

Калий (280 мг),
Кальций (37 мг),
Натрий (46 мг),
Фосфор (43 мг).

А также микроэлементы:

Железо (1,4 мг),
Йод (7 мг),
Кобальт (2 мкг),
Марганец (660 мкг),
Медь (140 мкг)
Цинк (450 мкг).

Сахаристость свеклы в корнеплоде распределена неравномерно. Сладкая часть овоща та, где объем шире, сверху и снизу корнеплод менее сладкий. Самый большой процент сахарозы находится в сердцевине корнеплода.

Полезные свойства

Чем полезна свекла? Этот овощ богат полезными свойствами, которые благоприятно влияют на организм человека:

снижают холестерин;
повышают гемоглобин;
очищают и восстанавливают печень;
улучшают работу кишечника;
восполняют нехватку железа и йода;
укрепляют стенки кровеносных сосудов;
снижают давление;
балансируют обменный процесс;
улучшают работу щитовидной железы.

Благодаря содержанию антиоксидантов сладкий овощ повышает иммунитет, помогает организму при простудных заболеваниях. Свекла нужна для увеличения показателя эритроцитов в крови, которые облегчают течение многих болезней. Аминокислота бетаин помогает человеку бороться с такими болезнями как: Альцгеймера, атеросклероз, анемия, мастопатия, тромбофлебит.

А вы знали? Зеленая ботва растения также полезна для человека. Её отвар очищает организм от токсических веществ, нормализует обмен веществ. Известно применение ботвы в косметологии: её отвары омолаживают и увлажняют кожу, придают ей белизну.

Это растение выращивается не только для получения сахара. Ботва некоторых кормовых сортов корнеплода является основой корма для животных. Зеленые верхушки растений богаты полезными микроэлементами, это полезная добавка к пище скоту. А из отходов делают сахарную патоку, которая используется для производства кондитерских изделий.

Вред и противопоказания

Несмотря на то, что овощ полезен в сыром и вареном виде, он может навредить организму человека. Кому противопоказана сахарная свекла?

Если красный корнеплод варить на огне 1 час, содержание сахара снизится более чем в 5 раз. В таком виде её можно кушать всем, ограничивая количество.

Это интересно: Выход из экологического кризиса. Исследователи обнаружили, что клетки и экстракты сахарной свеклы способны поглощать и расщеплять нитроглицерин — органическое взрывчатое вещество.

Технология и этапы производства сахара из сахарной свеклы на сахарозаводе

Самый крупный завод по производству сахара в нашей стране находится в Липецкой области. На Добринском сахарном заводе перерабатывают 6000 тонн корнеплода в сутки.

Как добывают сахар из свеклы? Технология производства сахара сложна и включает в себя много этапов. Сначала при подготовке овощей происходит процесс тщательной мойки, затем свеклу очищают и измельчают. Полученный жмых прессуется для выделения сока. Дальше полученный сок проходит несколько этапов обработки и фильтрации, затем его обесцвечивают, добиваясь прозрачности. Затем с помощью мощных центрифуг выделяется сахароза, которую кристаллизуют в крупинки. Из 1 тонны урожая сладких корнеплодов на промышленных предприятиях получают до 150 кг сахара.

Подготовка сырья

На первом этапе проходит мойка и чистка овоща. Корнеплоды, которые привозят с полей, испачканы землей и требуют тщательной чистки. Если температура воды будет выше 18°С, свекла начнет терять сахаристость. После мойки овощи прополаскивают в воде с добавлением хлора и подают на транспортерную ленту, где она проходит этап сушки. Подсушенную свеклу нужно подготовить к нарезке.

Следующий этап измельчение овоща. Высушенная свекла взвешивается и подается на режущие машины. Дисковая свеклорезка очищает овощ от кожи, при этом оптимальная ширина стружки не должна превышать 1,5 мм.

Извлечение сахара

Далее свекольный сок проходит процесс диффузии. При температуре 70-80°С проходит вымывание кристаллов сахара из мелко нарезанной стружки. Чтобы избежать развития микроорганизмов в сладкой среде, в диффузионный аппарат добавляется кислая среда — формалин.

В итоге из корнеплодов выделяется сок, в котором содержится большое количество мезги. Ее отделяют в специальных ловушках. После тщательного отжимания жмых прессуют, и он отправляется в качестве добавки на корм скоту.

Для дальнейшего процесса дефекации, свекольный сок необходимо очистить. Его обрабатывают негашеной известью, чтобы получить щелочную среду. Органические кислоты создают нейтральную среду, при которой выделяется белок. Продукты химической реакции оседают, затем удаляются.

Следующий этап — сатурация. Происходит процесс добавления углекислого газа. Затем в раствор добавляется мел, для того чтобы поглотить окраску раствора. Далее проходит фильтрация раствора и снова процесс сатурации. В конечном итоге свекольный сок получается матово белым.

Кристаллизация

Следующий этап в производстве это сульфитация. В раствор добавляют сернистый ангидрид (газ), который понижает щелочную реакцию в растворе, делая его совершенно прозрачным. Вязкость сиропа становится низкой, начинается момент кристаллизации.
Сок, получившийся после процесса сульфитации — это обычная сахароза. Если готовый раствор загустить еще больше, начнется процесс активной кристаллизации.

Формирование сахара

Следующий процесс производства сахара происходит в вакуумных аппаратах. Раствор сначала подогревают, выпаривая остатки воды, и затем доводят до длительного кипения. Оставшийся раствор кристаллизуется, распадаясь на мелкие песчинки, затем отделяются центрифугами.

Полученные кристаллы сахара проходят дополнительную обработку и сушку. Из кристалликов сахара формируются кубики рафинада, пользующиеся спросом в потребительских сетях. Вторым видом сахара остается сахарный песок.

Сахар из свеклы в домашних условиях

С давних времен к нам пришли в обиход рецепты от наших бабушек. Любопытно, а как делали сахар из свеклы наши предки?

Рецепт бабушек: 3 кг сладких корнеплодов тщательно вымыть и почистить щеткой. Очистить от кожуры, сложить в удобную емкость и поставить в духовку на 1 час, чтобы свекла стала мягкой. Затем выложить ее на противень и поставить в духовку для подсушивания. Сухие ломтики перемолоть до состояния порошка. Домашний сахар из свеклы готов.
Рецепт современных кулинаров: 3 кг овоща тщательно промыть, обрезать корни и ботву, кожу не чистить. Уложить в кастрюлю, полностью залить кипящей водой. Варить 1 час. Корнеплоды нарезать тонкими кружочками в 1 мм. Кружочки нарезать соломкой. Затем сложить полученную массу в кусочек ткани, тщательно замотать и поместить под пресс. Полученный сок слить в отдельную емкость.

После того как отжали и отфильтровали жидкость через марлю несколько раз, сливаем сок в кастрюлю и ставим на плиту. Варим до густого состояния на медленном огне. Лишняя влага выпарится, останется густой сироп из сахарной свеклы, который помещают в морозилку, разливая в формочки для кубиков льда.

Свекла — овощ, без которого не обходится ни одна хозяйка. Салаты, борщи, винегреты, овощные котлеты — это блюда русской кухни, знакомые всем. Сладкий корнеплод можно кушать в сыром, тушеном, вареном, запеченом виде, она полезна при любом способе приготовления.

Читайте также: