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사탕수수

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1. 개요

사탕수수는 남아시아와 동남아시아가 원산지인 식물로, 설탕, 당밀, 럼, 에탄올 등의 원료로 사용된다. 고대부터 재배되어 8세기 아랍 세계로 전파되었으며, 10세기에는 메소포타미아 지역에서 널리 재배되었다. 파푸아인들은 뉴기니에서, 오스트로네시아인들은 타이완과 중국 남부에서 사탕수수를 재배했으며, 오스트로네시아인의 이동과 함께 재배가 확산되었다. 사탕수수는 브라질과 인도에서 가장 많이 생산되며, 설탕 생산 과정에서 바가스, 당밀 등 부산물이 발생한다. 사탕수수 재배는 토양 유실, 수자원 고갈 등 환경 문제를 야기하며, 노동자들의 건강 문제도 발생하지만, 지속 가능한 생산 노력이 이루어지고 있다.

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사탕수수
식물 정보
학명Saccharum officinarum
일반 명칭사탕수수
사탕수수속
설명
특징설탕 생산에 사용되는 여러 종의 풀
주요 생산 종Saccharum officinarum
역사
노동인도계 약정 노동자들이 사탕수수 농장에서 일했음
기타
활용사탕수수 (식물)에서 설탕을 추출
사탕무와 함께 설탕의 주요 공급원

2. 역사

사탕수수는 남아시아동남아시아가 원산지이며,[87] 인도에서는 5천 년 전부터 사탕수수 줄기에서 짜낸 수액 속 자당을 이용했다. 8세기경 아랍 세계로 전파된 사탕수수는 지중해, 메소포타미아, 스페인, 북아프리카 등지로 퍼져나갔다. 10세기 무렵에는 메소포타미아 지역에서 사탕수수를 재배하지 않는 곳이 없을 정도였다.[88] 16세기에 이르러 북아메리카에서도 사탕수수가 재배되기 시작하였다.[89]

2. 1. 고대와 중세

사탕수수의 원산지는 남아시아동남아시아이다.[87] 여러 지역에서 다양한 사탕수수 종이 기원했는데, ''Saccharum bengalense''는 인도에서, ''Saccharum edule''는 뉴기니에서 자생하였다.[87] 인도인들은 5천년 전부터 사탕수수 줄기를 짜서 채취한 수액에 함유된 자당을 이용하였다. 8세기경 아랍 세계로 전파된 사탕수수는 지중해, 메소포타미아, 스페인, 북아프리카 등지로 퍼져나갔다. 10세기 무렵에는 메소포타미아 인근에서 사탕수수를 재배하지 않는 곳이 없을 정도로 널리 퍼졌다.[88]



중국에서는 기원전 2세기경부터 사탕수수 재배가 시작되었고, 유럽에서는 아랍인에 의해 711년경 스페인의 마리다 섬과 카나리아 제도에서 재배되어 전파되었다.[89]



사탕수수의 재배 중심지는 뉴기니에서 ''Saccharum officinarum''을 재배한 파푸아인들과 타이완과 중국 남부에서 ''Saccharum sinense''를 재배한 오스트로네시아인들, 두 곳이다. 파푸아인과 오스트로네시아인은 원래 사탕수수를 주로 가축인 돼지의 사료로 사용했다. ''S. officinarum''과 ''S. sinense''의 확산은 오스트로네시아인의 이동과 밀접하게 관련되어 있다. ''Saccharum barberi''는 ''S. officinarum''이 도입된 후에야 인도에서 재배되기 시작했다.[13][14]

''S. officinarum''은 파푸아인들에 의해 뉴기니와 왈라세선 동쪽의 섬들에서 처음으로 재배되었으며, 이곳은 현대의 다양성 중심지이다. 기원전 6,000년경부터 토착종인 ''Saccharum robustum''에서 여러 품종이 선택적으로 개량되었다. 뉴기니에서 오스트로네시아인과 접촉한 후 해상 동남아시아로 서쪽으로 퍼져나가면서 ''Saccharum spontaneum''과 교잡되었다.[14]

두 번째 재배 중심지는 중국 남부와 타이완으로, 이곳에서 ''S. sinense''는 오스트로네시아인의 주요 재배식물이었다. 사탕수수를 뜻하는 단어는 원오스트로네시아어에서 ''*təbuS'' 또는 ''*CebuS''로 재구성되며, 원말레이폴리네시아어에서 ''*tebuh''가 되었다. 이는 기원전 5,500년 이후로 오스트로네시아인의 원래 주요 작물 중 하나였다. 더 단맛이 나는 ''S. officinarum''이 도입되면서 해상 동남아시아에서 재배되는 범위 전체에서 점차 대체되었을 가능성이 있다.[15][16][17][18][19]

섬 동남아시아에서 ''S. officinarum''은 기원전 3,500년경 오스트로네시아인 항해사들에 의해 카누 작물로 폴리네시아미크로네시아로 동쪽으로 퍼져나갔다. 또한 기원전 3,000년경에는 오스트로네시아인 상인들에 의해 중국과 인도로 서쪽과 북쪽으로 퍼져나가면서 ''S. sinense''와 ''S. barberi''와 추가적으로 교잡되었다. 거기서 더 서쪽으로 유라시아와 지중해로 퍼져나갔다.[14][17]

결정형 설탕의 가장 초기 생산은 인도 북부에서 시작되었다. 설탕 생산에 대한 가장 초기 증거는 고대 산스크리트어와 팔리어 문헌에서 나온다.[20][21][22][23] 8세기경 무슬림과 아랍 상인들은 중세 인도에서 지중해, 메소포타미아, 이집트, 북아프리카 및 안달루시아의 다른 압바스 칼리파 지역으로 설탕을 들여왔다. 10세기까지 메소포타미아의 모든 마을에서 사탕수수를 재배했다는 기록이 있다.[24]

2. 2. 근대 이후

8세기경 무슬림과 아랍 상인들은 중세 인도에서 지중해, 메소포타미아, 이집트, 북아프리카 및 안달루시아의 다른 압바스 칼리파 지역으로 설탕을 들여왔다. 10세기까지 메소포타미아의 모든 마을에서 사탕수수를 재배했다는 기록이 있다.[24] 스페인인, 특히 안달루시아인들이 카나리아 제도의 농장에서, 그리고 포르투갈인들이 마데이라 제도의 농장에서 가져온 초기 작물 중 하나였다. 스페인의 사탕수수 재배에 관한 논문은 이븐 알 아와암의 12세기 저서인 ''농업에 관한 책''에 포함되어 있다.[25]

최초의 화학적으로 정제된 설탕은 약 2,500년 전 인도에서 등장했다. 거기서 그 기술은 동쪽으로 중국으로, 서쪽으로 페르시아와 초기 이슬람 세계로 퍼져나가 결국 13세기에 지중해에 도달했다. 키프로스시칠리아는 설탕 생산의 중요한 중심지가 되었다.

식민지 시대에 설탕은 유럽 제조품과 아프리카 노예와 함께 신세계 원자재의 삼각 무역의 한 축을 형성했다. 크리스토퍼 콜럼버스는 아메리카로의 두 번째 항해 중 사탕수수를 카리브해(및 신세계)로 처음 가져왔는데, 처음에는 히스파니올라 섬(현재 아이티도미니카 공화국)으로 가져왔다. 최초의 사탕 수확은 1501년 히스파니올라에서 이루어졌으며, 1520년대까지 쿠바자메이카에 많은 설탕 공장이 건설되었다.[26] 포르투갈은 사탕수수를 브라질에 도입했다. 1540년까지 산타 카타리나 섬에 800개의 사탕수수 제당소가 있었고, 브라질 북부 해안, 데메라라 및 수리남에 2,000개가 더 있었다.

설탕은 종종 당밀 형태로 카리브해에서 유럽이나 뉴잉글랜드로 운송되어 럼주를 만드는 데 사용되었다. 설탕 판매 수익은 제조품을 구입하는 데 사용되었고, 이는 다시 서아프리카로 운송되어 노예와 교환되었다. 그런 다음 노예들은 카리브해로 다시 가져와 설탕 재배자들에게 팔렸다. 노예 판매 수익은 유럽으로 운송되는 더 많은 설탕을 구입하는 데 사용되었다. 설탕 농장에서의 고된 노동은 광범위한 강제 인구 이동의 주요 기반이 되어 잔혹한 강제 노동 하에 일할 사람들을 공급했다.

1823년 영국령 앤티가의 사탕수수 농장에서 풍차를 사용하여 사탕수수를 갈아서 만드는 모습을 보여주는 석판화


들판에 서 있는 사탕수수의 흑백 사진
19세기 후반 자메이카 섬의 사탕수수 농장


1905년경 인도의 사탕수수 압착기


1833년 노예 해방 법률의 통과로 영국 제국 대부분에서 노예 제도가 폐지되었고, 많은 해방된 노예들은 선택의 여지가 있을 때 사탕수수 농장에서 일하지 않았다. 따라서 서인도 제도의 재배자들은 새로운 노동자를 필요로 했고, 중국과 인도에서 값싼 노동력을 찾았다.[27][28] 사람들은 오랫동안 확립된 계약 형태인 계약 노예 제도에 종속되어 고정된 기간 동안 자유롭지 못한 노동에 종사하게 되었다. 계약 노예들이 일하는 조건은 재배자들의 무관심으로 인해 빈번하게 형편없었다.[29] 최초의 계약 노동자 수송선이 인도를 출발한 것은 1836년이었다.[30] 사탕수수 농장에서 일하기 위한 이주로 인해 상당수의 인도계, 동남아시아계 및 중국계 사람들이 세계 여러 곳에 정착하게 되었다.[31] 일부 섬과 국가에서는 남아시아 이민자가 현재 인구의 10%에서 50%를 차지한다. 사탕수수 농장과 아시아계는 피지, 남아프리카 공화국, 미얀마, 스리랑카, 말레이시아, 인도네시아, 필리핀, 가이아나, 자메이카, 트리니다드, 마르티니크, 프랑스령 기아나, 과들루프, 그레나다, 세인트루시아, 세인트빈센트, 세인트키츠, 세인트크로이, 수리남, 네비스, 및 모리셔스와 같은 국가에서 번창하고 있다.[30][32]

1863년에서 1900년 사이에 퀸즐랜드와 뉴사우스웨일즈(현재 오스트레일리아 연방의 일부)의 상인과 농장주들은 남태평양 섬에서 55,000명에서 62,500명의 사람들을 사탕수수 농장에서 일하도록 데려왔다. 이 노동자들 중 약 3분의 1은 강제로 끌려오거나 납치당했다(이른바 블랙버딩); 다른 많은 사람들은 매우 낮은 임금을 받았다. 1904년에서 1908년 사이에 남은 10,000명의 노동자 대부분은 오스트레일리아를 인종적으로 동질적으로 유지하고 백인 노동자를 값싼 외국 노동력으로부터 보호하기 위한 노력으로 추방되었다.[33]

사탕수수에서 얻은 쿠바 설탕은 소련으로 수출되어 가격 지원을 받고 시장이 보장되었다. 1991년 소비에트 국가의 해체는 쿠바 설탕 산업의 대부분을 폐쇄하게 만들었다.

사탕수수는 쿠바, 가이아나, 벨리즈, 바베이도스, 아이티와 도미니카 공화국, 과들루프, 자메이카 및 기타 섬들의 경제에서 중요한 부분을 차지하고 있다.

세계적으로 생산되는 설탕의 약 70%는 ''S. officinarum''과 이 종을 사용한 잡종에서 나온다.[7]

설탕은 전 세계적으로 26,942,686헥타르의 토지를 차지하며 세 번째로 가치 있는 작물이다.

테오도어 브레이가 그린 19세기 석판화로 사탕수수 농장을 보여준다. 오른쪽에는 유럽 감독관인 "백인 관리"가 있다. 노예 노동자들이 수확하는 동안 일하고 있다. 왼쪽에는 사탕수수 운송을 위한 평저선이 있다.

2. 3. 한국에서의 사탕수수 역사

사탕수수는 남아시아동남아시아가 원산지이다.[87] 인도인들은 5천년 전부터 사탕수수 수액에 함유된 자당을 이용하였다. 사탕수수는 8세기경 아랍 세계로 유입되었고, 곧이어 지중해, 메소포타미아, 스페인, 북아프리카 등지로 전파되었다. 10세기 무렵에는 메소포타미아 인근에서 사탕수수를 재배하지 않는 곳이 없을 정도였다.[88]

한편, 중국에서는 기원전 2세기 경부터 사탕수수 재배가 시작되었고, 유럽에서는 아랍인에 의해 711년 경 스페인의 마리다 섬과 카나리아 제도에서 재배되어 전파되었다. 16세기에 이르러 북아메리카에서도 사탕수수가 재배되기 시작하였다.[89]

3. 재배 및 생산

사탕수수는 설탕, 당밀, , 페러넘, 카샤싸 등의 원료로 쓰이며, 발효하여 에탄올을 만들기도 한다. 사탕수수 당즙을 짜고 남은 찌꺼기인 바가스는 당밀 제분기 연료나 가축 사료로 쓰인다.[10]

사탕수수 재배는 기후, 토양, 관개, 비료, 해충 및 질병 관리, 품종 선택, 수확 시기 등 여러 요인에 영향을 받는다. 사탕수수 줄기 평균 생산량은 연간 헥타르당 60~70톤(에이커당 24~28톤)이지만, 재배 방식에 따라 헥타르당 30~180톤까지 달라질 수 있다.

모리셔스 사탕수수 농장


방글라데시 사탕수수 농장


푸에르토리코 사탕수수 재배


사탕수수밭

3. 1. 재배 환경

사탕수수는 열대 또는 아열대 기후에서 재배되며, 연간 최소 60cm의 강수량이 필요하다. 사탕수수는 가장 효율적인 광합성을 하는 식물계 중 하나로, C4 식물로서 입사 태양 에너지의 최대 1%를 생물량으로 전환할 수 있다.[34]

사탕수수는 열대 및 아열대 지역에서 매년 6~7개월 이상 지속적으로 물을 공급받아야 하며, 이는 자연 강우 또는 관개를 통해 이루어진다. 사탕수수는 심한 서리에 견디지 못하므로, 전 세계 사탕수수의 대부분은 북위 22도와 남위 22도 사이에서 재배되고, 일부는 북위 33도와 남위 33도까지 재배된다.[37] 남아프리카공화국의 나탈 지역과 같이 이 범위를 벗어난 곳에서 사탕수수가 발견되는 경우는 해안을 따라 내려오는 따뜻한 해류와 같은 특이한 기후 조건 때문이다. 고도 측면에서 사탕수수는 콜롬비아, 에콰도르, 페루와 같은 국가의 적도 근처에서 1600m까지 재배된다.[38]

사탕수수는 비옥하고 배수가 잘 되는 몰리솔부터 갈라지는 무거운 베르티솔, 불모의 산성 옥시솔과 울티솔, 이탄질 히스토솔, 바위투성이 안디솔에 이르기까지 다양한 토양에서 재배될 수 있다. 풍부한 햇빛과 물 공급은 사탕수수 생산량을 증가시키기 때문에 이집트와 같이 관개 시설이 잘 갖춰진 사막 국가들이 사탕수수 재배에서 가장 높은 수확량을 기록하기도 한다. 사탕수수는 전 세계 칼륨 비료 생산량의 9%를 소비한다.[39]

3. 2. 재배 방법

사탕수수는 여러 개의 줄기가 자라는 다년생 열대성 이다. 줄기는 보통 3~4미터 높이, 지름 약 5센티미터로 자라며, 성숙하면 사탕수수 줄기가 되어 식물 전체의 약 75%를 차지한다. 완전히 성숙한 사탕수수 줄기는 약 11~16%의 섬유질, 12~16%의 가용성 당, 2~3%의 비당류 탄수화물, 63~73%의 수분으로 구성된다.[10] 사탕수수는 경작물이지만 가축 사료로도 사용된다.

사탕수수 재배에는 열대 또는 아열대 기후와 연간 최소 60cm의 강수량이 필요하다. 사탕수수는 가장 효율적인 광합성 식물계 중 하나로, C4 식물로서 입사 태양 에너지의 최대 1%를 생물량으로 전환할 수 있다.[34]

사탕수수는 비옥하고 배수가 잘 되는 몰리솔부터 갈라지는 무거운 베르티솔, 불모의 산성 옥시솔과 울티솔, 이탄질 히스토솔, 바위투성이 안디솔에 이르기까지 다양한 토양에서 재배될 수 있다. 풍부한 햇빛과 물 공급은 사탕수수 생산량을 증가시킨다.

일부 사탕수수는 종자를 생산하지만, 현대에는 줄기를 잘라 심는 방법이 가장 일반적이다.[40] 각 절단 부위에는 최소한 하나의 눈이 포함되어야 하며, 때로는 손으로 심는다. 미국과 호주와 같은 기술 선진국에서는 기계식 수확기로 줄기 부분을 수확하여 땅을 열고 닫는 기계로 심는 빌렛(billet) 식재가 일반적이다.

일단 심으면 한 포기에서 여러 번 수확할 수 있다. 각 수확 후 사탕수수는 새로운 줄기인 래툰을 내보낸다.[41] 계속 수확하면 수확량이 감소하여 결국 다시 심어야 한다. 재배 유형에 따라 보통 2~10회 수확한다.

사탕수수는 손으로 수확하거나 기계로 수확한다. 손으로 수확하는 것은 생산량의 절반 이상을 차지하며 개발도상국에서 주로 이루어진다. 손으로 수확할 때는 먼저 밭에 불을 질러 마른 잎을 태우고 독사를 쫓아내거나 죽인다. 그런 다음 사탕수수 칼이나 마체테를 사용하여 지면 바로 위에서 사탕수수를 자른다.

기계 수확에는 콤바인 또는 사탕수수 수확기가 사용된다.[43]

3. 3. 수확

사탕수수는 경작물이지만 가축 사료로도 사용된다.[10] 사탕수수 줄기의 평균 생산량은 연간 헥타르당 60~70톤이지만, 헥타르당 30톤에서 180톤까지 편차가 크다.

사탕수수는 손 또는 기계로 수확한다. 손 수확은 전체 생산량의 절반 이상을 차지하며 주로 개발도상국에서 이루어진다. 손 수확 시에는 먼저 밭에 불을 질러 마른 잎을 태우고 독사를 쫓거나 죽인다. 이후 수확자들이 사탕수수 칼이나 마체테를 이용해 지면 바로 위에서 사탕수수를 자른다.

기계 수확은 콤바인 또는 사탕수수 수확기를 사용한다.[43] 기계는 줄기 기저부에서 사탕수수를 자르고 잎을 벗긴 후, 일정한 길이로 잘라 운반 장치에 넣는다. 수확 후 쓰레기는 다시 밭으로 보내지며, 밭에 남는 사탕수수 꼭대기와 마른 잎은 다음 식재를 위한 멀칭 역할을 한다.

3. 4. 세계 생산 현황

사탕수수 생산량


2022년 전 세계 사탕수수 생산량은 19억 2천만 톤이었으며, 브라질이 세계 총 생산량의 38%로 가장 많은 양을 생산했고, 인도가 23%, 중국이 5%를 생산했다.[65] 2020년 전 세계적으로 2600만 헥타르가 사탕수수 재배에 사용되었다.[65] 2022년 전 세계 사탕수수 평균 수확량은 헥타르당 74톤이었으며, 페루가 헥타르당 121톤으로 가장 높았다.[65]

사탕수수는 약 195개국에서 매년 15억 톤이 넘게 재배 및 수확되고 있으며, 이는 사탕무의 6배가 넘는 수치이다. 브라질인도는 최대 산출국으로, 2007년 통계에 의하면 브라질에서만 5억 1천만 톤, 인도에서는 3억 5천만 톤의 사탕수수가 수확되었다.[86]

2022년 생산량 상위 10개국[65]
나라생산량 (톤)비고
브라질
인도
중국
태국
파키스탄
멕시코
콜롬비아
인도네시아
미국
오스트레일리아
align=right | 세계 총 생산량:


4. 이용

미얀마 인레 호수 근처 비원심분리 당밀(자당) 생산, 압착 및 끓이기 단계


사탕수수에서 수동으로 즙을 짜내는 모습


플로리다의 사탕수수 제당 공장으로 사탕수수를 운반하는 트럭


브라질에서 가장 크고 오래된 설탕 공장 중 하나인 세르탕지뉴의 산타 엘리사 사탕수수 가공 공장


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브라질의 주유소, 사탕수수 에탄올(A)과 가솔린(G)을 판매하고 있음


섬유질 바가스


사탕수수는 설탕, 당밀, , 페러넘, 카샤싸 등의 원료로 쓰인다.[86] 또한 사탕수수를 발효하여 에탄올을 만들기도 한다. 사탕수수의 당즙을 짜고 남는 찌꺼기인 바가스로는 당밀 제분기의 연료로 쓰거나 소나 돼지같은 가축의 사료로 쓰인다.[86]

사탕수수 가공은 전통적으로 두 단계로 이루어진다. 먼저, 제당 공장에서는 수확한 사탕수수에서 원당을 추출한다. 때로는 1단계 직후에 현지 소비를 위해 "밀-화이트" 설탕이 생산되기도 한다. 결정화 과정에서 설탕 결정은 자연적으로 흰색을 띤다. 증발 과정에서 색을 유발하는 분자의 형성을 억제하고 설탕 주스를 안정화하기 위해 이산화황(Sulfur dioxide)이 첨가된다.[56][57] 북미, 유럽, 일본과 같은 소비자에게 가까운 정제소에서는 수크로오스 함량이 99%인 정제 백설탕을 생산한다. 최근에는 제당 및 정제 과정이 통합되는 추세인데, 이는 사탕수수 생산 열대 지방의 부유층 증가로 정제 설탕 제품에 대한 수요가 늘고 있기 때문이다.[58]

사탕수수 가공을 통해 설탕(자당)을 생산하며, 이 과정에서 바가스, 당밀, 여과 찌꺼기 등의 부산물이 나온다.

바가스는 사탕수수 즙을 추출한 후 남은 건조한 섬유질로, 다음과 같이 다양하게 활용된다.[59]

  • 보일러와 가마의 연료
  • 종이, 판지 제품 및 재구성된 판상재 생산
  • 농업용 멀칭 재료
  • 화학 물질 생산의 원료


바가스와 바가스 잔류물의 주요 용도는 설탕 공장에서 공정 증기를 생산하는 보일러의 연료이다. 건조된 여과 찌꺼기는 동물 사료 첨가제, 비료 및 사탕수수 왁스의 원료로 사용된다.

당밀은 특징적인 강한 풍미를 가진 검은 당밀과 더 순수한 당밀 시럽의 두 가지 형태로 생산된다. 검은 당밀은 식품 및 건강 보조제로 판매되며, 동물 사료의 일반적인 재료이자 에탄올, 럼주 및 구연산 생산에도 사용된다. 순수한 당밀 시럽은 당밀로 판매되거나, 메이플 시럽, 전화당 또는 옥수수 시럽과 혼합될 수 있다. 두 가지 형태의 당밀 모두 베이킹에 사용된다.

설탕 정제는 원당을 더욱 정제하는 과정이다. 먼저 진한 시럽과 혼합한 다음 "정제(affination)"라는 과정을 통해 원심 분리하여 설탕 결정의 외부 코팅을 제거한다. 외부 코팅은 결정 내부보다 순도가 낮기 때문이다. 남은 설탕은 용액으로 만들어지며, 중량 기준으로 약 60%의 고형분을 함유한다.[60]

설탕 용액은 인산과 수산화칼슘을 첨가하여 정제한다. 이 두 물질은 결합하여 인산칼슘을 침전시키는데, 인산칼슘 입자는 불순물을 가두거나 흡수하여 탱크 상단으로 떠올라 제거된다. "인산염 처리(phosphatation)" 기술의 대안으로 이산화탄소와 수산화칼슘을 사용하여 탄산칼슘 침전물을 생성하는 "탄산염 처리(carbonatation)"가 있다.

남아 있는 고형물을 여과한 후, 정제된 시럽은 활성탄을 통한 여과로 탈색된다. 이 역할에는 전통적으로 골탄 또는 석탄 기반 활성탄이 사용된다.[61] 남아 있는 일부 색소 형성 불순물은 탄소에 흡착된다. 정제된 시럽은 과포화 상태로 농축된 다음 진공 상태에서 반복적으로 결정화되어 백설탕을 생산한다. 설탕 공장과 마찬가지로 설탕 결정은 원심 분리기를 사용하여 당밀에서 분리된다. 남은 시럽을 정제 과정에서 나온 세척액과 혼합하여 다시 결정화하여 흑설탕을 생산함으로써 추가적인 설탕을 회수한다. 더 이상 경제적으로 설탕을 회수할 수 없을 때, 최종 당밀에는 여전히 30~35%의 자당과 10~25%의 포도당과 과당이 포함되어 있다.[62]

개별 알갱이가 뭉치지 않는 과립 설탕을 생산하기 위해서는 설탕을 건조해야 한다. 먼저 회전식 건조기에서 가열하고, 그 다음 며칠 동안 시원한 공기를 불어넣는다.

리본 케인(Ribbon cane)은 한때 미국 남부에서 노스캐롤라이나 주 해안까지 북쪽으로 널리 재배되었던 아열대 작물이다. 말이나 노새를 이용한 압착기로 즙을 추출했고, 메이플 시럽처럼 납작한 팬에서 즙을 끓여 시럽 형태로 만들어 식품 감미료로 사용했다.[63]

에탄올은 일반적으로 설탕 생산의 부산물로 얻을 수 있다. 가솔린의 바이오연료 대체재로 사용될 수 있으며, 브라질에서는 자동차에 널리 사용된다. 가솔린의 대안이며, 설탕보다는 사탕수수 가공의 주요 생산물이 될 수도 있다.

브라질에서는 가솔린에 바이오에탄올을 최소 22% 포함하도록 규정하고 있다.[74] 이 바이오에탄올은 브라질의 대규모 사탕수수 재배에서 얻는다.

사탕수수에서 에탄올을 생산하는 것은 옥수수나 사탕무 또는 팜유/식물성 기름에서 생산하는 것보다 에너지 효율이 더 높다. 특히 사탕수수 바가스를 이용하여 공정에 필요한 열과 동력을 생산하는 경우 더욱 그렇다. 게다가 바이오연료를 작물 생산과 운송에 사용한다면, 에탄올 에너지 단위당 필요한 화석 에너지 투입량을 매우 낮출 수 있다. EIA는 통합된 사탕수수-에탄올 기술을 사용하면 배출가스부터 바퀴까지(well-to-wheels) CO2 배출량을 기존 가솔린보다 90% 낮출 수 있다고 추산한다.[74]

사탕수수는 많은 국가에서 주요 작물이며, 생물전환 효율이 가장 높은 식물 중 하나이다. 사탕수수 작물은 태양 에너지를 효율적으로 고정하여 연간 헥타르당 약 55톤의 건조물을 생산한다. 수확 후에는 사탕수수 수액과 바가스(섬유질 건조물)가 생산된다. 이 건조물은 에너지 생산을 위한 연료로서 잠재력을 가진 바이오매스이다. 바가스는 종이 생산을 위한 펄프의 대체 원료로도 사용될 수 있다.[76]

사탕수수 바가스는 브라질, 인도, 중국과 같이 사탕수수를 대량 생산하는 국가에 풍부한 에너지원이 될 수 있다. 한 보고서에 따르면, 최신 기술을 사용하면 브라질에서 연간 생산되는 바가스는 2020년까지 브라질 에너지 소비량의 20%를 충족할 잠재력을 가지고 있다.[81]

화석연료가 부족한 여러 국가, 특히 그러한 국가들은 사탕수수 가공에 사용되는 에너지를 최소화하고 초과 전력을 전력망에 수출하기 위해 에너지 절약 및 효율 향상 조치를 시행하고 있다. 바가스는 일반적으로 증기를 생산하는 데 연소되며, 이 증기는 전기를 생산한다. 모리셔스에서 사용되는 기술과 같은 현재 기술은 바가스 1톤당 100kWh 이상의 전기를 생산한다.[77] 전 세계 사탕수수 수확량이 연간 10억 톤을 넘는 것을 감안하면 바가스의 세계적 에너지 잠재력은 100,000 GWh가 넘는다.[77] 모리셔스를 기준으로 할 때 아프리카 전역에서 연간 10,000 GWh의 추가 전력 생산이 가능하다.[78] 바가스를 이용한 발전은 특히 사탕수수 생산국의 농촌 인구에게 매우 중요해질 수 있다.

최근의 열병합 발전 기술 공장은 바가스 1톤당 200kWh에서 300kWh 이상의 전기를 생산하도록 설계되고 있다.[79][80] 사탕수수는 계절 작물이기 때문에 수확 직후 바가스 공급이 최고조에 달하게 되어 발전소는 바가스 저장을 전략적으로 관리해야 한다.

바가스를 태워 전기를 생산하는 것보다 친환경적인 대안은 바가스를 바이오가스로 전환하는 것이다. 바가스를 고급 바이오연료와 바이오가스로 전환하는 데 효소를 사용하는 기술이 개발되고 있다.[81]

사탕수수가 재배되는 대부분의 국가에서는 사탕수수에서 직접 유래된 여러 가지 음식과 인기 있는 요리가 있다. 예를 들면 다음과 같다.

  • 생 사탕수수: 즙을 짜내기 위해 씹어 먹는다.
  • ''사유르 응안텐'': 인도네시아의 일종의 사탕수수인 트루부크 (''Saccharum edule'')의 줄기를 사용하여 만든 수프
  • 사탕수수 즙: 손이나 소형 제당 공장으로 짜낸 신선한 즙에 레몬과 얼음을 약간 넣어 만든 인기 있는 음료로, ''아르 테부'', ''우샤차 라스'', ''구아랍'', ''구아라파'', ''구아라포'', ''파펠론'', ''아시르 아삽'', ''간나 샤르밧'', ''모스토'', ''칼도 데 카나'' 또는 ''넉 미아'' 등으로 다양하게 불린다.
  • 시럽: 전 세계적으로 청량 음료의 전통적인 감미료이지만 현재 미국에서는 옥수수 보조금과 설탕 관세 때문에 더 저렴한 고과당 옥수수 시럽으로 대부분 대체되었다.[83]
  • 당밀: 감미료 및 치즈나 쿠키와 같은 다른 음식에 곁들이는 시럽으로 사용된다.
  • 자당: ''구르'', ''구드'', 또는 현대 인도-아리아어로 ''굴''이라고 알려진 고형화된 당밀은 전통적으로 즙을 증발시켜 걸쭉한 슬러지를 만든 다음 식히고 양동이에 성형하여 생산된다. 현대식 생산에서는 캐러멜화를 줄이고 색깔을 밝게 하기 위해 즙을 부분적으로 동결 건조한다. 전통적인 주요리, 과자 및 디저트에 감미료로 사용된다.
  • 팔레르넘: 사탕수수 즙으로 만든 달콤하고 약간 알코올이 함유된 음료
  • ''카샤사'': 브라질에서 가장 인기 있는 증류주로, 사탕수수 즙을 증류하여 만든 술이다.
  • 은 사탕수수 제품, 일반적으로 당밀이지만 때로는 사탕수수 즙으로도 만든 술이다. 카리브해와 그 주변에서 가장 일반적으로 생산된다.
  • 바시필리핀가이아나에서 생산되는 사탕수수 즙으로 만든 발효 알코올 음료이다.
  • ''파넬라'', 사탕수수 즙을 끓이고 증발시켜 얻은 수크로스와 과당의 고체 조각은 콜롬비아와 남미 및 중미의 다른 국가에서 주식이다.
  • ''라파두라''는 사탕수수 즙을 가장 간단하게 정제한 것 중 하나인 달콤한 밀가루로, 브라질, 아르헨티나, 베네수엘라( ''파펠론''이라고 함)와 카리브해와 같은 라틴 아메리카 국가에서 흔히 볼 수 있다.
  • 설탕 과자: 결정화된 사탕수수 즙
  • '' 가토 드 시럽''
  • 비체, 수제 콜롬비아 알코올 음료


21세기에 설탕은 현대 식단의 칼로리 함량의 약 20%를 차지하는 것으로 추정된다.[84]

사탕수수가 재배되는 지역에서는 사탕수수의 여러 부분이 사료로 흔히 사용된다. 잎은 반추동물의 좋은 사료가 된다.[85]

5. 환경 및 사회적 영향

사탕수수 재배와 생산은 환경과 사회에 다양한 영향을 미친다. 사탕수수 재배는 토양 유실[69][70], 토양 다짐[69], 수자원 고갈[71], 서식지 파괴[69]와 같은 환경 문제를 야기할 수 있으며, 노동자들의 건강 문제와 같은 사회적 문제도 발생시킨다.[54][55]

하위 섹션인 "환경 문제", "사회적 문제", "지속 가능한 생산 노력"에서 이미 환경 문제, 사회적 문제, 그리고 지속 가능한 생산 노력에 대한 자세한 내용을 다루고 있으므로, 여기서는 간략하게 언급만 하였다.

5. 1. 환경 문제

사탕수수 재배는 여러 환경 문제를 야기한다.

사탕수수 줄기벌레(cane beetle)는 뿌리를 먹어 작물 수확량을 크게 감소시키며, 이미다클로프리드나 클로르피리포스로 방제할 수 있다. 이 외에도 멕시코 쌀 바구미(''Eoreuma loftini''), 아프리카 잎벌레(''Spodoptera exempta''), 잎꾼개미, 흰개미, 거품벌레, 그리고 ''Migdolus fryanus'' 등 다양한 해충이 존재한다.[44][45] 매미충 곤충 ''Eumetopina flavipes''는 사탕수수 질병인 라무 스턴트병을 유발하는 바이러스 매개체 역할을 한다.[44][45] ''Sesamia grisescens''는 파푸아뉴기니에서 주요 해충이며, 호주로 유입될 경우 호주 사탕수수 산업에 심각한 문제가 될 수 있다.[46] 호주 연방 정부는 이러한 문제 발생 시 대응 비용의 80%를 지원하겠다고 발표했다.[46]

사탕수수 재배는 수확 시 토양 제거와 부적절한 관개 관행으로 인해 토양 유실을 증가시켜 침식을 유발할 수 있다.[69][70] 특히 경사지나 언덕에서 재배될 경우 침식이 심각해져 지표수 유출률을 높인다.[69][70] 일반적으로 사탕수수는 경사가 8%를 초과하는 지역에는 심지 않는 것이 좋지만, 카리브해 일부 지역이나 남아프리카와 같이 20%를 초과하는 경사지에서도 재배되는 경우가 있다.[69] 침식은 유기물과 영양이 풍부한 물질을 제거하여 작물 수확량을 감소시키고, 퇴적물과 기타 오염 물질이 수생 서식지로 유입되어 부영양화와 산성화 등 환경 문제를 야기한다.[69][70]

무거운 농기계 사용으로 인한 토양 다짐은 기공률 감소로 이어져 지표 유출을 증가시키고 용탈과 침식을 심화시킨다.[69][70]

사탕수수 가공 과정에서 발생하는 가스.


사탕수수는 재배에 필요한 물의 양이 많아 관개에 크게 의존하며,[71] 수확 과정에서 많은 양의 토양이 제거되어 가공 단계에서 상당한 세척이 필요하다.[71] 인도와 호주 등에서는 이러한 요구 사항이 자원에 부담을 주어 둑과 댐 건설을 필요로 했고, 이는 수생 서식지에 도달하는 물의 양을 변화시켜 그레이트 배리어 리프와 인더스 삼각주와 같은 생태계 퇴화에 영향을 주었다.[69][71]

사탕수수 생산을 위해 개간된 토지.


사탕수수는 토지 개간을 통한 서식지 파괴에도 영향을 준다.[69] 전 세계 7개국이 자국 토지의 50% 이상을 사탕수수 재배에 할애하고 있으며, 사탕수수밭은 열대 우림과 습지를 대체했다.[69]

5. 2. 사회적 문제

중앙아메리카에서는 지난 20년 동안 1만 명이 넘는 사람들이 만성 신장 질환으로 사망한 것으로 추산되며, 그 대부분은 태평양 연안의 사탕수수 노동자들이었다. 이는 충분한 수분 섭취 없이 고온에서 장시간 작업하는 것 때문일 수 있다.[54]

또한 일부 노동자들은 고온, 유해한 살충제, 독성 또는 독액을 가진 동물과 같은 위험에 노출되고 있다. 이는 사탕수수를 수동으로 자르는 과정에서 발생하며, 매일 수 시간 동안 지속되는 반복적인 동작으로 인해 신체 질환을 유발한다.[55]

5. 3. 지속 가능한 생산 노력

사탕수수 재배의 환경 영향을 줄이기 위해 여러 노력이 시행될 수 있다.[69] 물 사용 효율을 높이기 위해 점적 관개와 같은 대체 관개 기술로 전환할 수 있다.[69] 객토(trash mulching)와 같은 방법은 물 흡수와 저장을 늘려 물 사용 효율을 높인다.[69][72] 이러한 방법은 물 사용량을 줄일 뿐만 아니라, 토양 유실을 줄여 오염 물질이 환경으로 유입되는 것을 막는다.[69] 경사가 11%를 넘는 지역에서는 토양 유실을 막기 위해 무경운 또는 사탕수수 줄 심기(cane strip planting)를 하는 것이 좋다.[69]

사탕수수 가공 과정에서는 중금속과 바가스(bagasse)를 포함한 다양한 오염 물질이 발생하며, 이는 폐수 배출을 통해 환경으로 나올 수 있다.[69] 이를 막기 위해 고율 혐기성 소화(high rate anaerobic digestions)와 같은 대체 처리 방법을 사용하여 폐수를 더 잘 처리할 수 있다.[73] 빗물 배수관을 설치하여 유출수가 수생태계로 들어가는 것을 막을 수도 있다.[69]

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