|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Послевоенный пятилетний план по выработке сахара выпрлнен сахарной промышленностью СССР с превышением.
В народнохозяйственном плане Союза ССР для покрытия Bcje возрастающего спроса населения и промышленности в сахаристых веществах должны быть использованы все способы и возможности дополнительного их получения.
В этом отношении представляют особый интерес аесвеклович-ные сахароносы, могущие произрастать вне районов промышленного свеклосеяния. Здесь будут привлечены к производству сахаристых веществ новые земельные площади, ныне используемые для других целей, или же совсем неиспользуемые под посевы.
Эта задача будет быстрее и полнее разрешена, если для выработки сахаристых веществ в дополнение к сахарной свекле будут привлечены другие сахароносные растения, могущие произрастать там, где невозможно или невыгодно промышленное свеклосеяние.
Из сахароносных растений вообще промышленное значение могут иметь: сахарный тростник, сахарная свекла, сахарное Сорго, сахарный клен, рожковое дерево, сахарные пальмы, кукуруза (стебли) и сахароносный янтак.
Сахарный тростник является сахароносом жарких тропических стран.
Сахарная свекла — сахаронос стран умеренного климата.
В СССР крупное промышленное значение получила только сахарная свекла.. На базе этого сырья в СССР создалась мощная свеклосахарная промышленность, которая успешно продолжает свое развитие.
После свеклы для- СССР наибольший интерес представляет сахарное сорго, которое может культивироваться в южных засушливых областях, где культура сахарной свеклы либо невозможна, либо невыгодна. Под сахарное сорго могут быть отведены огромные пощади земли, которые ныне или совсем не используются под посевы или используются неэффективно. Из несвекловичных сахароносов помимо свеклы, только сахарное сорго способно дать большие массы сырья, на базе которого может возникнуть в Союзе ССР новая крупная соргосахарная промышленность.
Кукуруза, как сахаронос, интереса не представляет, так как наибольшая ее сахаристость не совпадает со зрелостью зерна, кото-poie в таком случае не используется.
Сахарная пальма не растет в пределах СССР, поэтому о получении пальмового сахара не может быть и речи.
Сахарный клен не произрастает в пределах СССР. Однако в СССР имеются огромные заросли остролистого клеена, который хотя и не столь сахарист, как сахарный клен, но все же может быть использован для производства кленового сиропа. В дальнейшем же следовало бы заложить насаждения настоящего сахарного клена. Исключительно приятные вкусовые качества кленового сахара и его полезность оправдывают сравнительно большие трудовые затраты на сбор кленового сока.
Рожковое дерево может выращиваться в сухих субтропиках СССР. Но плоды рожкового дерева несравненно выгоднее потреблять в натуральном виде, а не перерабатывать их на сахар, который может быть добыт и из других сахароносов.
Хотя сахарный тростник представляет собой тропическое растение, но, как показывают опыты культуры его в Узбекистане и Таджикистане, он может произрастать в районах наших сухих субтропиков на полях с искусственным орошением. Поэтому сахарный тростник представляет определенный промышленный интерес, и в СССР возможно создание новой тростниковосахарной промышленности, особенно в связи с перспективами, открываемыми строительством Главного Туркменского канала. Задача чрезвычайно облегчается, если тростниковосахарное производство тесно увязать с использованием тростниковой мелассы для производства рома.
Из изложенного выше следует, что главным сахароносом в СССР является сахарная свекла, а из несвекловичных сахароносов могут иметь промышленное значение лишь сахарное сорго, сахарный тростник и сахарный клен.
В СССР, вероятно, есть и другие сахароносные растения, и поэтому надо изучать растительные богатства нашей необъятной Родины для выявления и использования новых сахароносов.
ВВЕДЕНИЕ
Пищевые углеводы
В состав пищи людей, наравне с другими питательными веществами, обязательно должны входить углеводы. Прямым назначением углеводов является воспроизводство в организме теплоты и мускульной энергии. Принятые в избыточном количестве, превышающем текущий расход, углеводы в организме могут превращаться в жиры, которые потом идут на построение тканей. Кроме того, при избытке введенных в организм углеводов чаеть их может отложиться в печени и в мышцах в виде запасного вещества — животного крахмала — гликогена.
Из огромного числа известных в химии углеводов далеко не все могут усваиваться человеческим организмом. Так например, очень распространенный и легко доступный углевод — целлюлоза не усваивается человеком. Число усваиваемых человеческим организмом пищевых углеводов очень незначительно: их насчитывают пока только девять видов.
П ищевые углеводы в зависимости от химического строения разделяются на три группы:
I группа — моносахариды: глюкоза, фруктоза, галактоза.
II группа — дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза.
III группа — полисахариды: крахмал, инулин, гликоген.
Моносахариды очень легко и полно усваиваются человеческим организмом. Принятые с пищей они непосредственно всасываются стенками желудка и тонких кишек и затем переходят в кровь без всяких изменений. Содержание моносахаридов в крови человека регулируется самим организмом в очень узких пределах, причем основным регулирующим органом является печень. Нормальным содержанием моносахаридов в крови считается 0,10% по весу крови. Если же содержание моносахаридов в крови превышает норму, то при прохождении крови через печень избыточное количество моносахаридов откладывается в печени в виде гликогена. При прохождении через печень крови с недостаточным против нормы содержа-нием моносахаридов происходит обратное явление: гликоген переводит в глюкозу или фруктозу и присоединяется к крови. Таким образом, кровь выходит из печени всегда со строго отрегулированным содержанием моносахаридов. Иногда, когда печень бывает перегружена гликогеном, часть его может отложиться в мышцах, переходя обратно в кровь, если содержание моносахаридов в ней будет ниже нормы.
Дисахариды, сначала превращаются в моносахариды и уже р. виде моносахаридов усваиваются организмом. Переход дисахаридов в моносахариды начинается в полости рта под действием фермента слюны — птиалина. Окончательно это превращение завершается в желудке и тонких кишках. Дисахариды усваиваются почти так же полно, как и моносахариды.
Полисахариды ведут себя несколько иначе.
Под действием ферментов слюны и желудочного сока полисахариды гидролизируются и превращаются в моносахариды. Однако переход полисахаридов в моносахариды совершается через ряд промежуточных соединений, причем процессы превращения никогда не доходят до конца. То, что успеет превратиться в моносахариды, усваивается организмом, а то, что не успеет перейти в моносахариды, уходит неиспользованным. Таким образом полисахариды усваиваются цеполно.
Классификация углеводоносных растений
Пищевые углеводы могут иметь растительное или животное происхождение. Однако подавляющее количество пищевых углеводов, добываемых в промышленных размерах, получается из растительного сырья. Растения, служащие сырьем для промышленного получения пищевых углеводов, называются углеводбносными растев ниями или углеводоносами.
Все ивестные углеводоносы могут быть разделены на трЯ группы: 1) крахмалоносы, 2) инулиноносы и 3) сахароносы.
Крахмалоносы — это растения, из которых в промышле» ных размерах добывается крахмал. Сюда относятся хлебные злаЛ и картофель.
В хлебных злаках крахмал содержится в зернах. При этоЯ крахмал из разных видов злаков различен как по своему внешнемЯ виду, так и по физическим свойствам. Наиболее важное значение для производства крахмала из злаков имеют пшеница,, рис и кукуруза.
В картофеле крахмал содержится в клубнях.
И н у л и н о н о с ы — эго растения, из которйх можно в промышленных размерах вырабатывать инулин. Сюда относятся: цикорий, топинамбур и гибрид топинамбура с подсолнечником.
В цикории инулин находится в корнях растения.
В топинамбуре инулин содержится в клубнях. В гибриде топинамбура с подсолнечником — этом интересном, выведенном у нас в СССР растении, — в клубнях и стеблях.
Сахароносы — это растения, из которых в промышленных размерах вырабатывается или может вырабатываться сахароза.
Сахароза чрезвычайно распространена в природе. Она находится в корнях, в стеблях и в плодах огромного числа растений самых различных семейств и видов. Как правило, сахароза находится в частях растений, лишенных хлорофилла (незелёные части). Поэтому в листьях растений сахароза не встречается.
В таких концентрациях, когда делается рентабельным промышленное добывание сахара, сахароза находится в сравнительно небольшом числе растений. Сюда относятся: сахарный тростник, сахарная свекла,сахарное сорго, кукуруза (стебли), сахарные пальмы, сахарный клен, рожковое дерево и сахароносный янтак.
Эти растения и носят общее название сахароносов.
Пищевые сахара
Все пищевые углеводы можно разделить на две большие группы, а именно:
а) крахмальнке пищевые углеводы — крахмал, инулин, гликоген:
б) сахарные пищевые углеводы — сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза, галактоза.
Сахарные пищевые углеводы и представляют собой пищевые сахара.
Из пищевых сахаров самое важное значение имеет сахароза. Она вырабатывается В огромных количествах. В СССР имеется мощная, технически совершенная свеклосахарная промышленность, выпускающая сахарозу в виде сахара-песка и сахара-рафинада.
Вторым по значению пищевым сахаром является глюкоза. Глюкоза в СССР вырабатывается из картофельного и кукурузного крахмала в виде крахмальной патоки, кристаллической глюкозы и кукурузного сахара. Количество вырабатываемой у нас глюкозы значительно меньше, чем сахарозы.
Следующим по значению пищевым сахаром является фруктоза. Инулиноносы в СССР произрастают хорошо, поэтому фруктозное производство в нашей стране имеет все данные для своего развития.
Мальтоза вырабатывается из картофельного крахмала энзиматическим гидролизом при помощи обработки солодом. В СССР мальтоза выпускается в виде мальтозной патоки для нужд хлебопекарной и кондитерской промышленности.
Лактоза добывается из сладкой молочной сыворотки и выпускается, как медицинский препарат в виде, так называемого, молочного сахара.
Галактоза в свободном состоянии в природе не встречается и в промышленности не вырабатывается. В организме животных и человека галактоза фигурирует как промежуточный продукт распада лактозы при усвоении молока.
В пищевом отношении как глюкоза, так и фруктоза, взятые в отдельности, не являются полноценными сахарами. Они имеют более низкую калорийность, чем сахароза, и общее физиологиче-
ское действие их на организм значительно ниже,, чем: сахарозы. Поэтому только сахароза, дающая после инверсии гармоническое сочетание глюкозы и фруктозы, признается наиболее полноценным из всех пищевых сахаров, в связи с чем о расширении добывания именно сахарозы и следует в первую очередь заботиться.
САХАРНЫЙ ТРОСТНИК и ТРОСТНИКОВОСАХАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Сахарный Тростник как растение
Культивируемый ныне сахарный тростник относится к роду Sacchrum семейства grammeae (злаков), объединяющему-13 многолетних видов. На протяжении нескольких тысячелетий-возделывался, вероятно, один вид S. officinarum, в диком состоянии не встречающийся. Повидимому, он и яЕляется естественным гибридогенным видом сахарного тростника. В течение последних десятилетий выяснилось, что этот древний культурный вид сахарного тростника стал вырождаться, потерял устойчивость против болезней. Тогда он был подвергнут новым, уже искусственным, межвидовым скрещиваниям. Основные ныне возделываемые сорта сахарного тростника и являются потомством этих гибридов.
Современный сахарный тростник представляет собой полигиб-ридную группу, которую и в целом, и в ее частях уже нельзя причислить ни к одному из пяти известных ботанических видов.
1) Благородный сахарный тростник — S. officinarum L. (рис. 1).
Это многолетнее травянистое растение высотой 4 — 6 м, с диа-.метром стебля 50 мм, глубокоидущими корнями и корневищами. Ыа стеблевых узлах развиваются почки. Листья ланцетовидные широкие. Соцветие — пирамидальная крупная раскидистая метелка длиной 500 — 800 млн главная ось ее не имеет волосков, чем этот вид отличается от других. Колоски одноцветковые. Цветения у плантационных, растений обычно не. наблюдается, поскольку их убирают до наступления этого периода. Пыльники крупные, качающиеся на длинных нитях. Растение ветроопыляемое. Значительная часть пыльников и пыльцы абортивна, что указывает на гибридогенную природу вида. В диком виде не встречается. В культуре почти нацело вытеснен новыми межвидовыми комбинациями.
2) Сахарный тростник Барбера — S. Barberi Jesw
Полукультурный вид. Стебель сравнительно тонкий. Листья узкие. Корневая система мощная. Холодостойкий вид, весьма полиморфный, распространенный в Пенджабе (Индия). Посевы его часто встречаются высоко в горах. Установлены раннеспелые и позднеспелые формы.
3) Сахарный тростник дикий — S. spontaneum L.
Дикорастущий вид, очень полиморфный в систематическом, цитологическом и экологическом отношениях, весьма устойчивый к болезням. Распространен в Средней Азии, Индостане и юго-восточной Азии. В СССР растет сплошными зарослями в поймах рек Сыр-Дарьи, Аму-Дарьи, Кафирнигана. Выдерживает 30-градусные морозы. Большого разнообразия достигает в Пенджабе и Бенгалии. В Гималаях встречается на высоте 1800 м над уровнем моря. Отдельные образцы содержат в стеблях 8 — Д% сахарозы.
4) Сахарный тростник китайский — S. sin.ense Roxb
Культурный и дикорастущий вид. Стебли короткие, тонкие, красновато-желтого цвета, сочные, но твердые, с высоким процентом сахарозы. Оторван от ареала распространения всех остальных видов рода Saccharum. Возделывается в провинции Юнань юго-западного. Китая, на высотах 1800 — 2000 м в засушливых местностях.
5) Сахарный тростник исполински — S. rob. u stum (Brand, et Jesw) grassl
Произрастает в диком состоянии на Новой Гвинее.
Перечисленные выше пять видов сахарного тростника были вовлечены в широкие взаимные скрещивания на о-ве Яве и в Индии (на селекционной станции в Коимбаторе), чему содействовала массовая гибель плантаций S. officinarum от болезней (сэре, туммоз, мозаичность), а также желание повысить содержание са-хрра. Результатом этой обширной гибридизации явилось выведение устойчивых и высокосахаристых сортов: «РОУ», «СО», «ЮБА» и др.
Если вегетационный период старых сортов длился около года и даже двух лет, то некоторые выведенные сорта достигали технической зрелости через 8 — 9 месяцев.
Кроме межвидовых гибридов с диким сахарным тростником, в Индии и в других местах с целью получения скороспелых форм были выведены гростниковосорговые гибриды, из которых неко рые созревают за 5 — 6 месяцев, отличаясь при этом высокой доброкачественностью сока. Испытание их у нас в СССР (в Сухуми) не дало благоприятных результатов, вероятно, вследствие значительно большей длины дня по сравнению с Индией.
Сахарный тростник для успешного произрастания требует равномерно высокой температуры, обильной солнечной радиации и большого количества влаги. Однако он не выносит заболачивания и высокого стояния грунтовых вод. Прохладная облачная погода, особенно в конне сезона, препятствует накоплению сахара. Сахарный тростник может выращиваться на одном месте 4 — 5 лет, иногда плантации его не обновляются 10 — 20 лет. При такой порасле-бой культуре тростник осенью убирается, а весной снова отрастает из оставшихся в земле корневищ.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
