사탕무

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1. 개요

사탕무는 지중해 연안이 원산지인 채소로, 뿌리에서 설탕을 추출하여 사용한다. 기원전 6세기부터 재배되었으며, 처음에는 잎을 식용으로 사용했으나, 18세기 독일에서 사탕무에서 설탕을 분리하는 데 성공하면서 설탕 생산을 위한 재배가 시작되었다. 나폴레옹의 대륙 봉쇄로 설탕 공급이 어려워지면서 유럽 각지로 재배가 확산되었고, 현재는 러시아, 프랑스, 미국 등에서 대량 생산된다. 사탕무는 설탕, 사료, 바이오 연료 등 다양한 용도로 사용되며, 품종 개량을 통해 당 함량과 수확량을 늘리는 연구가 진행되고 있다. 또한 유전자 변형 기술을 활용하여 제초제 저항성을 갖는 품종도 개발되었다.

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사탕무 - [생물]에 관한 문서
일반 정보
사탕무, 뿌리, 잎, 꽃 패턴 그림
학명	Beta vulgaris subsp. vulgaris (var. saccharifera)
품종군	Altissima 그룹
기원	실레시아, 18세기 중반
생물학적 분류
계	식물계
문	속씨식물군
강	진정쌍떡잎식물군
목	석죽목
과	비름과
속	근대속 Beta
종	텐사이（모종） B. vulgaris
아종	텐사이 ssp. vulgaris
변종	텐사이 var. altissima
학명 (변종)	Beta vulgaris ssp. vulgaris var. altissima
명명자	L., 1758
일반 명칭	사탕무
다른 이름	텐사이 (甜菜) 사탕다이콘 (砂糖大根)
기타
영어 이름	Sugar beet

2. 역사

사탕무는 원래 기원전 6세기경부터 잎을 먹는 채소로 재배되었다. 오늘날의 근대와 같은 잎채소용 품종 외에도 뿌리가 굵어진 테이블 비트 등이 분화되었고, 15세기에는 사료용 품종(Mangelwurzel)도 재배되기 시작했다.

설탕을 얻기 위한 사탕무의 역사는 16세기 프랑스 과학자 올리비에 드 세르가 사탕무에서 설탕 시럽을 만드는 법을 발견하면서 시작되었으나, 당시에는 이미 맛이 더 좋은 사탕수수 설탕이 널리 쓰이고 있어 주목받지 못했다.

본격적인 사탕무 설탕 생산의 길을 연 것은 18세기 중반 프로이센 왕국에서였다. 프로이센 국왕 프리드리히 2세의 지원 아래, 1747년 안드레아스 지기스문트 마르그라프는 사탕무에서 설탕을 과학적으로 분리하는 데 성공하고, 이것이 사탕수수 설탕과 동일함을 증명했다. 그는 흰색 사탕무가 설탕 추출에 가장 적합하다는 사실도 밝혀냈다.

마르그라프의 제자인 프란츠 카를 아차르는 스승의 연구를 이어받아 식물 육종을 통해 설탕 함량이 높은 품종 개발에 힘썼다. 그는 여러 품종을 평가한 끝에 흰색 원뿔 모양의 덩이줄기를 가진 '바이세 슐레지셰 추커뤼베'(weiße schlesische Zuckerrübe|바이세 슐레지셰 추커뤼베^deu, 흰 슐레지엔 사탕무) 품종을 개발했는데, 이는 모든 현대 사탕무의 조상이 되었다.

아차르는 1801년 실레시아의 쿤른(현재 폴란드 코나리)에 세계 최초의 사탕무 설탕 공장을 세워 산업화의 첫걸음을 내디뎠다. 이후 사탕무 설탕 제조 기술은 프랑스 등 유럽 각지로 빠르게 퍼져나갔다. 특히 나폴레옹 보나파르트가 영국을 견제하기 위해 내린 대륙 봉쇄령(1806-1813)으로 인해 유럽 대륙에서 사탕수수 설탕 수입이 막히자, 설탕 자급의 필요성이 커지면서 사탕무 설탕 산업은 급격히 성장하는 계기를 맞았다.

그 결과 1840년경 세계 설탕 생산량의 5%에 불과했던 사탕무 설탕은 1880년에는 50%를 넘어서며 주요 설탕 원료로 자리매김했다. 이후 북아메리카에서는 1879년 미국 캘리포니아주 알바라도에서 상업 생산이 시작되었고, 칠레 등 다른 지역으로도 전파되었다.

2. 1. 사탕무 설탕의 발견

사탕무는 기원전 6세기경부터 재배되었으나, 처음에는 잎을 식용으로 하는 채소였다. 오늘날에도 근대와 같은 잎채소용 품종이 재배되고 있다. 이후 뿌리가 비대해진 근채용 품종인 테이블 비트가 분화되었고, 15세기에는 뿌리 부분이 더욱 비대해진 사료용 비트(Mangelwurzel)가 재배되기 시작했다.

설탕을 얻기 위한 사탕무의 역사는 16세기 프랑스 과학자 올리비에 드 세르로부터 시작된다. 그는 1575년, 붉은 사탕무를 삶아 설탕 시럽과 유사한 즙을 얻는 방법을 발견하고 "사탕무를 삶으면 설탕 시럽과 유사한 즙이 나오는데, 주홍색 때문에 보기에 아름답다"라고 기록했다. 그러나 당시에는 이미 사탕수수에서 추출한 결정화된 설탕이 널리 사용되고 있었고 맛도 더 좋았기 때문에, 이 과정은 대중화되지 않았다.

현대 사탕무는 18세기 중반 프로이센 왕국의 실레시아 지역에서 유래했으며, 프로이센의 국왕 프리드리히 2세는 설탕 추출 공정 개발을 위한 실험을 지원했다. 1747년, 베를린 과학 아카데미 물리학 교수였던 안드레아스 지기스문트 마르그라프는 사탕무에서 설탕을 분리하여 1.3~1.6% 농도로 발견했다. 그는 또한 사탕무에서 추출할 수 있는 설탕이 사탕수수에서 생산된 설탕과 동일하다는 것을 증명했으며, 설탕의 최적 공급원으로 흰색 사탕무를 지목했다. 마르그라프가 사탕무에서 설탕을 분리하는 데 성공했음에도 불구하고, 상업적인 설탕 생산으로 이어지지는 않았다.

2. 2. 사탕무 품종 개발

16세기 프랑스 과학자 올리비에 드 세르는 붉은색 사탕무에서 설탕 시럽과 유사한 즙을 얻을 수 있다는 사실을 발견했지만, 이미 널리 사용되던 사탕수수 설탕에 비해 맛이 덜하고 생산 과정이 복잡하여 대중화되지는 못했다.

현대적인 사탕무 품종 개발은 18세기 중반 프로이센 왕국의 실레시아 지역에서 본격적으로 시작되었다. 프로이센의 국왕 프리드리히 2세는 설탕 추출 공정 개발을 위한 실험을 지원하며 사탕무 연구에 관심을 보였다. 1747년, 베를린 과학 아카데미의 물리학 교수였던 안드레아스 지기스문트 마르그라프는 사탕무에서 설탕을 성공적으로 분리했으며, 그 농도가 1.3~1.6%임을 확인했다. 그는 또한 사탕무에서 추출한 설탕이 사탕수수 설탕과 동일한 성분임을 증명했고, 여러 식물 중 흰색 사탕무가 설탕 추출에 가장 적합하다는 사실을 발견했다. 하지만 마르그라프의 발견이 즉시 상업적인 설탕 생산으로 이어지지는 못했는데, 이는 당시 기술적 한계 등이 있었기 때문이다.

마르그라프의 연구는 그의 제자 프란츠 카를 아차르에게 이어져 사탕무 품종 개량으로 이어졌다. 1786년부터 베를린 근교의 카울스도르프에서 식물 육종을 시작했으며, 당분 함량을 기준으로 23가지 종류의 사탕무를 면밀히 평가했다. 그는 여러 품종 중 오늘날 독일 작센안할트 주에 위치한 할버슈타트 지역의 토종 품종을 가장 우수한 것으로 판단하여 선택했다. 이후 모리츠 남작 폰 코피와 그의 아들이 이 품종에서 흰색의 원추형 덩이줄기를 가진 개체를 추가로 선별했다. 이렇게 개량된 품종은 '바이세 슐레지셰 추커뤼베'(weiße schlesische Zuckerrübe|바이세 슐레지셰 추커뤼베^deu), 즉 '흰 슐레지엔 사탕무'라고 명명되었다. 1800년경 이 품종의 자당 함량은 건조 중량 기준으로 약 5~6% 수준까지 향상되었다. 이 '흰 슐레지엔 사탕무'는 현재 재배되는 모든 현대 사탕무 품종의 직접적인 조상이 되었다. 이후에도 지속적인 품종 개량이 이루어져 현대 사탕무 품종의 자당 함량은 약 18%에 달하게 되었다.

아샤르는 이러한 품종 개량의 성공을 바탕으로 1801년, 당시 프로이센 왕국의 실레시아 지역에 속했던 쿤른(현재 폴란드 코나리)에 세계 최초의 사탕무 설탕 공장을 설립했다. 이는 사탕무를 이용한 설탕 산업의 본격적인 시작을 알리는 중요한 사건이었다.

2. 3. 사탕무 설탕 산업의 발전

16세기 프랑스 과학자 올리비에 드 세르는 붉은 사탕무에서 설탕 시럽과 유사한 즙을 얻는 방법을 발견하고 기록했지만, 이미 존재하던 사탕수수 설탕의 맛이 더 좋았기 때문에 널리 퍼지지는 못했다.

현대적인 사탕무 설탕 산업의 기반은 18세기 중반 프로이센 왕국의 실레시아 지역에서 마련되기 시작했다. 프로이센의 국왕 프리드리히 2세는 설탕 추출 공정 개발을 위한 실험을 지원했다. 1747년, 베를린 과학 아카데미의 안드레아스 지기스문트 마르그라프는 사탕무에서 설탕을 분리하는 데 성공했으며, 그 농도가 1.3~1.6%임을 발견했다. 그는 또한 사탕무에서 추출한 설탕이 사탕수수 설탕과 동일하다는 사실을 증명했고, 흰색 사탕무가 설탕 추출에 가장 적합하다는 것을 알아냈다. 하지만 마르그라프의 발견이 바로 상업적인 설탕 생산으로 이어지지는 않았다.

마르그라프의 제자인 프란츠 카를 아차르는 1786년부터 베를린 근교 카울스도르프에서 식물 육종을 통해 사탕무 품종 개량에 힘썼다. 그는 당분 함량이 높은 품종을 찾기 위해 23가지 종류의 사탕무를 평가했으며, 최종적으로 오늘날 독일 작센안할트 할버슈타트 지역의 품종을 기반으로 흰색 원추형 덩이줄기를 가진 품종을 선별했다. weiße schlesische Zuckerrübe|바이세 슐레지셰 추커뤼베^deu(흰 슐레지엔 사탕무)라 불린 이 품종은 1800년경 건조 중량 기준 약 5~6%의 자당을 함유했으며, 모든 현대 사탕무 품종의 조상이 되었다. 이후 지속적인 품종 개량을 통해 현대 사탕무는 약 18%의 자당 함량을 가지게 되었다.

아차르는 1801년, 당시 실레시아의 쿤른(현재 폴란드 코나리)에 세계 최초의 사탕무 설탕 공장을 설립하여 산업화의 길을 열었다.^[6] 사탕무에서 설탕을 추출하는 기술은 곧 프랑스로 전파되었으며, 특히 나폴레옹 보나파르트가 1806년부터 시행한 대륙 봉쇄령으로 인해 영국 식민지로부터 사탕수수 설탕 수입이 어려워지자 유럽 대륙 내에서 설탕 자급의 필요성이 커지면서 사탕무 설탕 산업이 급속도로 성장하는 계기가 되었다.

그 결과, 1840년에는 전 세계 설탕 생산량의 약 5%를 사탕무가 차지하게 되었고, 1880년에는 그 비율이 50%를 넘어서며 사탕수수를 능가하는 주요 설탕 원료로 자리 잡았다. 북아메리카 대륙에서는 1879년 미국 캘리포니아주 알바라도의 농장에서 처음으로 상업적인 사탕무 설탕 생산이 시작되었으며, 칠레에는 1850년경 독일 이주민들에 의해 사탕무가 도입되었다.

2. 4. 한국에서의 사탕무 재배 역사

주어진 원본 소스에는 한국에서의 사탕무 재배 역사에 대한 내용이 포함되어 있지 않습니다. 따라서 해당 섹션에 대한 내용을 작성할 수 없습니다.

3. 특징

사탕무는 지중해 연안이 원산지인 식물로, 원뿔 모양의 흰색 다육질 뿌리(곧은뿌리)와 그 위에 로제트(꽃잎처럼 둥글게 퍼진 모양) 형태로 나는 잎으로 구성된다. 설탕은 잎에서 광합성을 통해 만들어지며, 이후 뿌리에 자당 형태로 저장된다.

열대 및 아열대 지역에서 주로 자라는 사탕수수와 달리, 사탕무는 온대 기후 지역에서 재배되는 주요 환금 작물이다. 사탕무의 평균 무게는 0.5kg에서 1kg 사이이다. 잎은 풍부하고 선명한 녹색을 띠며 약 35cm 높이까지 자란다. 긴 잎자루 끝에 넓고 타원형의 잎몸이 있으며, 한 포기에 30~40개의 잎이 무성하게 자란다. 생육 기간 전체로는 50~60개의 잎이 나온다.

뿌리는 사탕무의 주요 이용 부위로, 많은 양의 자당을 함유하고 있어 설탕의 주요 원료로 사용된다. 그 외에도 물과 펄프 등이 주요 구성 성분이다. 설탕 생산 과정에서 나오는 부산물인 펄프와 당밀 또한 동물 사료 등으로 활용되어 경제적 가치를 지닌다.

3. 1. 뿌리의 특징

뿌리는 비대하여 자당을 저장하는 곧은 뿌리와, 곧은 뿌리 양쪽의 홈에서 발생하는 곁뿌리로 나뉜다. 곁뿌리는 지표면 아래 30cm 정도에서 가늘게 갈라져 그물 모양으로 분포하며, 영양염류와 수분을 흡수한다. 곧은 뿌리는 조건이 좋으면 2m 정도 깊게 뻗어 수분을 흡수한다. 곧은 뿌리의 가로 단면에는 관다발의 고리가 동심원상으로 8~12층 형성되어 있으며, 안쪽의 관다발은 생육 초기에 발생한 바깥쪽 잎과 연결된다. 무게는 600g~1200g까지 비대해지며, 14~20% 정도의 자당을 축적한다. 뿌리 내 자당 농도는 중심부, 특히 관다발 고리에 인접한 당피(糖皮)에서 높다.

사탕무 뿌리에 함유된 베타불가로시드(betavulgaroside) 류에는 소장에서의 포도당 흡수 억제 등에 의한 혈당 상승 억제 활성이 인정되었다.^[5] 생으로 먹으면 냄새가 강해서 생식에는 적합하지 않다.

3. 2. 화학적 조성

사탕무 뿌리는 약 75%의 물, 약 20%의 설탕, 5%의 펄프로 구성된다. 설탕의 정확한 함량은 품종이나 재배 조건에 따라 12%에서 21%까지 달라질 수 있다. 펄프는 물에 녹지 않는 불용성 성분으로, 주로 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌, 펙틴 등으로 이루어져 있으며 동물 사료로 이용된다. 사탕무 작물의 부산물인 펄프와 당밀은 수확 가치의 10%를 더하며 경제적으로 중요하다.

또한 사탕무에는 베타불가로시드(betavulgaroside) 류가 함유되어 있는데, 이는 소장에서 포도당 흡수를 억제하여 혈당 상승을 막는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.^[5]

4. 생육 조건

사탕무는 사탕수수와 마찬가지로 성공적인 재배를 위해 특정 토양과 적절한 기후가 필요하다. 상세한 토양 및 기후 조건은 하위 문단을 참조한다.

사탕무를 성공적으로 재배하려면 토지를 적절하게 준비하는 것이 중요하다. 깊이 쟁기질은 뿌리가 하층토에 잘 침투하여 영양분과 수분을 흡수할 수 있도록 돕는다. 사탕무는 토양의 영양분을 빠르게 소모시키므로, 작물 윤작이 권장된다. 보통 3년 주기로 같은 땅에 재배하며, 다른 해에는 완두콩, 콩, 곡물 등을 재배한다.

대부분의 온대 기후에서는 봄에 파종하여 가을에 수확한다. 재배 범위의 북쪽 끝에서는 100일 정도의 짧은 생육 기간으로도 상업적으로 실행 가능한 사탕무 작물을 생산할 수 있다. 캘리포니아의 임페리얼 밸리와 같은 더 따뜻한 기후에서는 가을에 파종하여 봄에 수확하는 겨울 작물로 재배된다. 최근에는 신젠타가 개발한 소위 열대 사탕무 덕분에 식물을 열대 및 아열대 지역에서도 재배할 수 있다. 사탕무는 작은 씨앗에서 심어지며, 1kg의 사탕무 씨앗(약 100,000개)으로 1ha 이상의 땅에 심을 수 있다.

20세기 후반까지 사탕무 생산은 노동 집약적이었다. 잡초 방제는 작물을 밀집하게 심어서 관리되었으며, 성장기 동안 괭이로 두세 번 수동으로 솎아내야 했다. 수확에도 많은 노동자가 필요했다. 말 팀이 끌 수 있는 쟁기와 같은 장치로 뿌리를 들어 올릴 수 있었지만, 나머지 준비는 손으로 이루어졌다. 한 노동자는 사탕무를 잎으로 잡고 서로 두드려 느슨한 흙을 털어낸 다음, 뿌리는 한쪽으로, 푸른 부분은 다른 쪽으로 하여 한 줄로 놓았다. 두 번째 노동자는 사탕무 갈고리(작은 낫과 낫 사이의 짧은 손잡이 도구)를 들고 뒤따르면서 사탕무를 들어 올리고 머리와 잎을 한 번의 동작으로 뿌리에서 재빨리 잘라냈다. 이런 식으로 작업하면 사탕무 줄이 남게 되며, 이를 수레 뒤에 포크로 옮길 수 있었다.

오늘날에는 기계 파종, 제초제를 이용한 잡초 관리, 기계 수확이 일반화되어 수작업 의존도가 크게 줄었다. 뿌리 절단기는 일련의 칼날을 사용하여 잎과 머리(설탕이 아닌 불순물이 많은 부분)를 뿌리에서 잘라낸다. 사탕무 수확기는 뿌리를 들어 올리고 밭을 한 번 지나가면서 뿌리에서 과도한 흙을 제거한다. 현대 수확기는 일반적으로 동시에 6줄을 처리할 수 있다. 수확기가 밭을 내려갈 때 사탕무는 트럭에 덤핑된 다음 공장으로 배달된다. 그런 다음 컨베이어가 더 많은 흙을 제거한다.

사탕무를 나중에 배달하기 위해 남겨두는 경우 저장 창고에 보관한다. 짚단을 사용하여 사탕무를 날씨로부터 보호한다. 창고가 적절한 환기와 함께 잘 만들어지면 사탕무는 크게 손상되지 않는다. 얼었다가 녹는 사탕무는 공장에서 심각한 생산 문제를 일으키는 복합 탄수화물을 생성한다. 영국에서는 공장 입구에서 하중을 수동으로 검사하여 수락할 수 있다.

미국에서는 첫 번째 된서리가 내리면 가을 수확이 시작되어 광합성과 뿌리의 추가 성장이 멈춘다. 지역 기후에 따라 수확은 몇 주에 걸쳐 이루어지거나 겨울 내내 연장될 수 있다. 사탕무의 수확과 가공을 "캠페인"이라고 하며, 수확 및 가공 기간 동안 하루 24시간 가동되는 가공 공장에 작물을 꾸준한 속도로 제공하는 데 필요한 조직을 반영한다(영국에서는 캠페인이 약 5개월 동안 지속됨). 네덜란드에서는 이 기간을 de bietencampagne^nld라고 하며, 사탕무가 재배되는 동안 해당 지역의 지방 도로를 운전할 때 주의해야 할 시기이다. 이는 토양의 자연적으로 높은 점토 함량으로 인해 운송 중에 예고편에서 흙이 떨어지면 도로가 미끄러워지기 때문이다.

4. 1. 기후 조건

사탕무는 온대에서 아한대를 중심으로 재배되는 한랭지 작물이며, 스텝 기후나 사막 기후 지역에서도 관개를 통해 재배된다. 성공적인 재배를 위해서는 특정 토양 조건과 더불어 적절한 기후 조건이 필수적이다. 원산지는 지중해성 기후 지역이지만 현재는 다양한 기후대에서 재배되고 있다.

'''온도'''는 발아, 생육, 당 축적 전반에 걸쳐 가장 중요한 기상 요인이다.

발아: 발아에 필요한 온도는 최저 4°C~5°C, 최적 25°C, 최고 28°C~30°C이다. 저온에서는 발아에 더 많은 적산 온도가 필요하다. 발아 개시 후 10°C 이하의 저온이 지속되면 춘화 현상으로 인해 추대가 발생하여 수량이 현저히 감소할 수 있다.
생육: 성장 기간 동안 15°C~21°C 범위의 온도가 가장 유리하다. 전체 생육 기간의 평균 기온으로는 12.3°C~16.4°C가 요구되기도 한다. 잎의 광합성에는 35°C가 최적이지만, 고온은 호흡량도 증가시키므로, 뿌리의 생육에는 생육 기간 동안 낮 25°C, 밤 20°C 정도의 온화한 조건이 더 적합하다.
당분 축적: 생육 후기의 서늘한 기온, 특히 10°C 이하의 밤 온도는 뿌리의 당분 축적에 유리하다. 아이다호, 콜로라도, 유타와 같이 밤낮의 기온 차가 큰 고지대에서 생산된 사탕무는 품질이 우수한 경향이 있다. 미시간 역시 상대적으로 높은 위도와 오대호의 영향으로 사탕무 재배에 만족스러운 기후 조건을 갖추고 있다.
병해 관련: 홋카이도의 경우, 발아 초기에는 기온이 다소 낮고 생육 중기에는 다소 고온 다습하여 병해가 발생하기 쉬운 조건에 놓이기도 한다.

'''강수량'''은 연간 600mm 정도가 이상적이라고 여겨지며, 적절한 관개가 없을 경우 평균적인 작물 생산을 위해서는 최소 460mm의 강우량이 필요하다. 총 강수량보다는 시기별 배분이 더 중요하다. 생육의 각 시기마다 약 100mm의 강수가 필요하다고 알려져 있다. 특히 수확 전 2개월(대략 9월 중순 이후)의 강우는 뿌리와 생체 중량을 증가시키는 반면, 당분 함량과 순당률을 저하시키는 경향이 있다. 이 시기 강수량이 10mm 증가할 때마다 당분이 0.3% 감소한다는 보고도 있다.

'''일조량'''은 광합성과 직접 관련되어 생육과 수량에 영향을 미친다. 햇빛이 오래 지속되는 것이 중요하며, 태양열의 강도 자체보다는 지속 시간이 사탕무 재배 성공에 더 큰 영향을 미치는 요인이다. 캘리포니아 남부 해안처럼 따뜻하고 햇볕이 잘 드는 낮과 시원하고 안개가 낀 밤이 반복되는 조건이 이상적인 생장 조건을 제공하는 것으로 여겨진다. 등숙기에 일조량이 부족하면 당분 함량이 저하될 수 있다. 반면, 적도 근처와 같이 낮이 짧고 태양열이 강한 지역에서는 사탕무의 설탕 함량이 급격히 감소한다.

'''바람'''은 강풍이 불 경우 토양 표면을 덮어 어린 사탕무가 땅 위로 나오는 것을 방해할 수 있어 해롭다.

4. 2. 토양 조건

사탕무는 곧은 뿌리와 곁뿌리가 땅속 깊이 뻗기 때문에 토양의 물리적, 화학적 특성이 생육에 큰 영향을 미친다. 성공적인 재배를 위해서는 특정 토양 조건이 필요하다.

'''토양 종류'''

배수가 잘 되고 지하수위가 높지 않은 양토나 사질양토가 재배에 적합하다. 사질토와 무거운 미사토에서도 재배가 가능하지만, 가장 이상적인 토양은 유기물, 점토, 모래가 혼합된 사질 미사토이다. 토양은 영양분을 많이 함유하고 부식질이 풍부하며 수분을 충분히 보유할 수 있어야 한다.

'''토양 물리성'''

경토가 깊고 부식질이 풍부한 토양이 좋다. 최상의 결과를 얻으려면 토양을 30cm에서 38cm 깊이로 경작해야 한다. 토양 하층에 자갈이 있거나 단단한 경반이 형성되어 있으면 뿌리가 깊게 뻗기 어렵고 배수가 불량해져 생육에 좋지 않다. 이러한 조건에서는 생육이 불량해지므로, 심토파쇄나 깊이갈이(심경) 등을 통해 하층 토양을 개량하여 뿌리가 자랄 수 있는 근권을 넓혀주는 것이 좋다. 이상적인 토양은 깊고 비교적 미세하여 뿌리가 쉽게 침투할 수 있으며, 수분을 잘 유지하면서도 공기의 순환과 배수가 원활해야 한다.

'''토양 화학성'''

사탕무는 산성 토양에 약하며, 토양 pH는 중성에서 약알칼리성 (pH 7.0-7.5) 범위가 적합하다. 사탕무는 어느 정도의 알칼리에 내성이 있어 약간의 알칼리는 해롭지 않다. 다만, pH가 너무 높으면 뿌리썩음병 발생 위험이 커지므로, 이 병이 우려되는 포장에서는 pH를 6.0 정도로 관리하는 것이 좋다.

'''비료 요구'''

사탕무는 특정 영양소에 대한 요구도가 높은 편이다. 특히 붕소(B) 요구량이 크며, 질소(N)는 질산태 질소(NO₃⁻) 형태를 선호한다. 나트륨(Na)을 흡수하는 양도 많아, 칠레 초석, 칼륨염, 소금 등을 시용하면 효과를 볼 수 있는 경우가 있다. 그러나 질소를 과도하게 사용하면 잎과 줄기만 무성해지고 뿌리의 당분 함량이 낮아질 수 있으므로 주의해야 한다.

5. 재배 기술

사탕무 재배는 성공적인 수확을 위해 적절한 토양과 기후 조건, 체계적인 관리가 요구된다. 파종 전 깊이갈이를 통해 뿌리가 잘 자랄 수 있는 환경을 만들고, 생육 기간 동안에는 적절한 온도, 햇빛, 수분을 유지하는 것이 중요하다. 과거에는 많은 노동력이 필요했지만, 현대에는 제초제 사용과 기계화된 파종 및 수확이 일반적이다. 토양 비옥도 유지와 병충해 방지를 위해 윤작이 필수적이며, 근부병, 바이러스 등 주요 병해충에 대한 관리와 저항성 품종 개발도 중요한 과제이다. 유전자 변형(GM) 기술을 이용한 품종 개발도 이루어지고 있다.

5. 1. 파종 및 육묘

대부분의 온대 기후에서는 사탕무를 봄에 심고 가을에 수확한다. 캘리포니아의 임페리얼 밸리와 같이 기후가 더 따뜻한 지역에서는 겨울 작물로서 가을에 심어 봄에 수확하기도 한다. 최근에는 신젠타에 의해 열대 사탕무 품종이 개발되어, 열대 및 아열대 지역에서도 재배가 가능해졌다.

사탕무를 성공적으로 재배하기 위해서는 파종 전에 토지를 적절하게 준비하는 것이 중요하다. 특히 깊이 쟁기질하는 것이 권장되는데, 이는 사탕무 뿌리가 하부 토양까지 방해 없이 침투하여 영양분과 수분을 충분히 흡수하도록 돕고, 사탕무가 생장 과정에서 땅 위로 밀려나는 것을 방지하기 때문이다.

사탕무는 작은 씨앗으로 파종하며, 1kg의 씨앗에는 약 10만 개의 씨앗이 들어 있어 1ha 이상의 넓은 면적에 파종할 수 있다.

20세기 후반까지 사탕무 생산은 상당한 노동력이 필요한 작업이었다. 잡초를 관리하기 위해 작물을 빽빽하게 심은 다음, 생육 기간 동안 사람이 직접 괭이를 사용하여 두세 차례 솎아내는 작업을 해야 했다. 수확 과정 역시 많은 인력이 투입되었다. 쟁기와 같은 도구로 뿌리를 들어 올린 후에는, 작업자가 손으로 사탕무를 잡고 서로 부딪혀 흙을 털어낸 다음 한 줄로 늘어놓았다. 다른 작업자는 낫과 유사한 짧은 손잡이의 갈고리를 사용하여 사탕무의 잎과 머리 부분을 잘라내는 방식으로 수작업이 이루어졌다.

오늘날에는 이러한 수작업 방식 대신 기계 파종이 일반화되었으며, 잡초 방제는 제초제 살포를 통해 이루어진다. 수확 작업 역시 기계화되어, 뿌리 절단기가 잎과 머리(설탕 함량이 낮고 불순물이 많은 부분)를 잘라내고, 사탕무 수확기가 땅속의 뿌리를 캐내면서 동시에 과도한 흙을 제거한다. 현대의 사탕무 수확기는 보통 한 번에 6줄의 사탕무를 처리할 수 있어, 과거의 노동 집약적인 방식에 비해 노동력을 크게 절감시킨다.

5. 2. 재배 관리

사탕수수와 마찬가지로 사탕무를 성공적으로 재배하기 위해서는 특정 토양 조건과 적절한 기후가 필수적이다. 토양은 영양분이 풍부하고 부식질 함량이 높으며, 수분을 잘 머금을 수 있어야 한다. 사탕무는 어느 정도의 알칼리 성분에 내성이 있어 토양의 알칼리성이 반드시 해로운 것은 아니다. 특히 관개 시설이 갖춰진 곳에서는 땅이 비교적 평탄하고 배수가 잘 되는 것이 중요하다.

사질토나 무거운 미사토에서도 재배가 가능하지만, 가장 이상적인 토양은 유기물, 점토, 모래가 적절히 섞인 사질 미사토이다. 뿌리가 깊게 뻗어야 하므로, 자갈층이나 단단한 경반이 땅속에 있는 것은 좋지 않다. 최상의 결과를 얻기 위해서는 30cm에서 38cm 깊이까지 땅을 갈아주는 것이 좋다.

기후 조건, 특히 온도, 햇빛, 강우량, 바람은 사탕무 농사의 성공에 큰 영향을 미친다. 생육 기간 동안 15°C에서 21°C 사이의 온도가 가장 이상적이다. 적절한 관개 시설이 없다면, 평균적인 수확량을 얻기 위해 약 460mm의 강우량이 필요하다. 강한 바람은 토양 표면을 마르게 하고 어린 사탕무의 성장을 방해할 수 있어 해롭다. 캘리포니아 남부 해안처럼 따뜻하고 햇볕이 잘 드는 낮과 서늘하고 안개가 끼는 밤이 반복되는 기후는 사탕무 생육에 매우 유리한 조건을 제공한다. 사탕무 재배 성공의 가장 중요한 요소는 햇빛의 지속 시간이 길면서도 그 강도가 너무 강하지 않은 것이다. 적도 근처에서는 낮이 짧고 태양열이 강해 사탕무의 당 함량이 크게 감소한다.

낮에는 기온이 높지만 밤에는 서늘한 아이다호, 콜로라도, 유타와 같은 고지대 지역에서는 품질 좋은 사탕무가 생산된다. 미시간의 경우, 상대적으로 높은 위도(로어 반도의 생산 지역은 북위 41도에서 46도 사이에 위치)와 오대호의 영향으로 사탕무 재배에 적합한 기후 조건이 형성된다. 특히 미시간주 세비와잉은 썸 지역에 위치하며, 이 지역과 미시간주는 주요 사탕무 생산지이다. 세비와잉에는 미시간 슈가 컴퍼니의 공장 중 하나가 있으며, 매년 미시간 설탕 축제(Michigan Sugar Festival)가 열린다.

사탕무를 성공적으로 재배하기 위해서는 토지를 적절하게 준비하는 것이 중요하다. 깊이갈이는 사탕무 재배의 기본 원칙 중 하나이다. 깊이갈이를 통해 뿌리가 하부 토양까지 방해 없이 침투할 수 있게 되어, 사탕무가 땅 위로 솟아오르는 것을 막고 하부 토양의 영양분과 수분을 효과적으로 흡수할 수 있다. 하부 토양이 너무 단단하면 뿌리가 제대로 뻗지 못하고 식물이 위로 밀려나게 되며, 배수도 원활하지 않다. 반대로 토양이 너무 느슨하면 물이 너무 쉽게 빠져나가 버린다. 이상적인 토양은 깊고 비교적 고우며 뿌리가 쉽게 침투할 수 있어야 하고, 수분을 유지하면서도 공기 순환과 배수가 잘 되어야 한다. 사탕무는 토양의 영양분을 빠르게 소모시키므로, 작물 윤작이 권장되며 필수적이다. 일반적으로 같은 땅에는 3년마다 사탕무를 재배하고, 그 사이 2년 동안은 완두콩, 콩 또는 곡물과 같은 다른 작물을 심어 토양 비옥도를 유지하고 병충해 발생을 줄인다.

대부분의 온대 기후 지역에서는 봄에 사탕무를 심어 가을에 수확한다. 재배 지역의 북쪽 끝에서는 생육 기간이 100일 정도로 짧아도 상업적인 재배가 가능하다. 캘리포니아의 임페리얼 밸리와 같이 더 따뜻한 기후에서는 가을에 심어 봄에 수확하는 겨울 작물로 재배된다. 최근에는 신젠타와 같은 기업에서 열대 및 아열대 지역에서도 재배할 수 있는 이른바 '열대 사탕무' 품종을 개발했다. 사탕무는 작은 씨앗으로 파종되는데, 1kg의 사탕무 씨앗에는 약 10만 개의 씨앗이 들어있어 1ha 이상의 면적에 파종할 수 있다 (혹은 약 0.45kg의 씨앗으로 약 1acre 면적에 파종 가능).

20세기 후반까지 사탕무 생산은 매우 노동 집약적인 작업이었다. 잡초는 작물을 빽빽하게 심어 관리했으며, 생육 기간 동안 괭이를 이용해 손으로 두세 번 솎아내는 작업이 필요했다. 수확 역시 많은 노동력을 필요로 했다. 과거에는 말이 끄는 쟁기와 같은 도구로 뿌리를 땅 위로 들어 올린 후, 나머지 작업은 손으로 이루어졌다. 작업자는 사탕무 잎을 잡고 서로 부딪혀 흙을 털어낸 뒤, 뿌리와 잎을 분리하여 줄지어 놓았다. 다른 작업자는 '사탕무 갈고리'라는 짧은 손잡이 도구(작은 낫과 유사)를 사용하여 사탕무를 들어 올리고 머리와 잎 부분을 잘라냈다. 이렇게 정리된 사탕무는 수레에 실어 옮겨졌다.

오늘날에는 이러한 수작업 대부분이 기계화되었다. 기계 파종, 제초제를 이용한 잡초 방제, 기계 수확이 일반적이다. 뿌리 절단기는 여러 개의 칼날을 이용해 설탕 함량이 낮고 불순물이 많은 잎과 머리 부분을 뿌리에서 잘라낸다. 사탕무 수확기는 밭을 한 번 지나가면서 뿌리를 뽑아 올리고 과도한 흙을 제거한다. 현대적인 수확기는 보통 한 번에 6줄의 사탕무를 처리할 수 있다. 수확된 사탕무는 트럭에 실려 공장으로 운반되며, 운반 과정에서 컨베이어 벨트를 통해 추가로 흙이 제거된다.

수확한 사탕무를 바로 공장으로 보내지 않고 나중에 사용하기 위해 보관할 때는 저장 창고에 쌓아둔다. 이때 짚단 등을 사용하여 날씨로부터 사탕무를 보호한다. 저장 창고가 적절한 환기 시설을 갖추고 잘 관리되면 사탕무는 큰 손상 없이 보관될 수 있다. 하지만 사탕무가 얼었다 녹는 과정을 반복하면 복합 탄수화물이 생성되어 공장에서 가공할 때 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 영국에서는 공장 입고 시 수작업으로 검사하여 수용 여부를 결정하기도 한다.

미국에서는 첫 서리가 내리면 가을 수확이 시작되는데, 이는 광합성 작용과 뿌리의 추가 성장이 멈추는 시점이다. 지역 기후에 따라 수확은 몇 주에 걸쳐 이루어지거나 겨울 내내 계속될 수도 있다. 사탕무의 수확과 가공 과정을 "캠페인(campaign)"이라고 부르는데, 이는 수확 및 가공 기간 동안 가공 공장이 24시간 가동되며 지속적으로 원료를 공급받아야 하는 조직적인 노력을 반영한다 (영국에서는 캠페인이 약 5개월 동안 지속됨). 네덜란드에서는 이 기간을 de bietencampagne|더 비턴캄파녜^nld라고 하며, 사탕무 운반 트럭에서 떨어진 흙 때문에 도로가 미끄러워질 수 있어 운전에 주의가 필요한 시기이기도 하다. 이는 토양의 자연적으로 높은 점토 함량 때문이다.

5. 3. 병해충 관리

사탕무는 구근 형태의 뿌리가 잘게 갈라져 경제적 가치를 떨어뜨리는 ''근부병''("뿌리 광란")에 취약하다. 유럽에서는 확산 방지를 위해 엄격한 통제가 이루어지고 있지만, 일부 지역에서는 이미 발생하고 있다. 또한 잎이 뒤틀리고 생장이 멈추는 사탕무 잎말이 바이러스와 사탕무 황화 바이러스에도 취약하다.

이러한 병해에 대응하기 위해 지속적인 연구를 통해 저항성 품종 개발과 당 수확량 증대를 모색하고 있다. 미국 농무부 산하 여러 농업 연구소(예: 콜로라도주 포트 콜린스, 노스다코타주 파고, 미시간주립대학교 미시간주 이스트 랜싱)에서 사탕무 육종 연구가 주로 수행된다.

주요 병해 및 해충은 다음과 같다.

'''병해'''
* 뿌리혹병
* 갈반병
* 모잘록병
* 뿌리썩음병·잎썩음병
* 검은뿌리병
'''해충'''
* 밤나방 (밤벌레)
* 사탕무 잎벌레
* 사탕무 굴파리
* 알락딱정벌레

한편, 유전자 변형(GM) 기술을 이용한 품종 개발도 이루어졌다. 몬산토는 제초제 글리포세이트(라운드업 상표명)에 저항성을 갖도록 유전자 조작된 사탕무를 개발했다. 2005년 미국 농무부 동식물 위생 검사국(USDA-APHIS)은 환경 평가 후 글리포세이트 저항성 사탕무가 식물 해충이 될 가능성이 낮다고 판단하여 규제를 해제했다. 이 GM 사탕무에서 추출한 설탕은 여러 국가에서 식용으로 승인되었지만, 상업적 생산은 미국과 캐나다에서만 이루어지고 있다. 연구에 따르면 GM 사탕무 설탕은 일반 사탕무 설탕과 영양가가 동일하다.

GM 사탕무는 글리포세이트를 사용하여 작물에 피해 없이 잡초를 방제할 수 있게 해준다. 글리포세이트는 다양한 잡초를 방제하고 독성이 비교적 낮아 널리 사용된다. 그러나 GM 사탕무 도입 이후 글리포세이트 저항성 잡초의 증가가 우려됨에 따라, 몬산토는 다양한 제초제를 사용하는 프로그램을 권장하고 있다. 영국의 한 연구에서는 GM 사탕무의 수확량이 더 많았다고 보고했지만, 다른 연구에서는 오히려 수확량이 적었다는 결과도 있다.

2008년 식품 안전 센터, 시에라 클럽 등 환경 단체들은 GM 사탕무가 일반 사탕무와 교배할 가능성 등을 우려하며 USDA-APHIS를 상대로 규제 해제 취소 소송을 제기했다. 미국 캘리포니아 북부 지방 법원은 규제 해제를 취소하고 2011년 봄 GM 사탕무 재배를 금지했으나, 설탕 부족 우려 속에 항소 법원은 이 판결을 뒤집었다. 결국 2012년 7월, USDA는 환경 영향 평가 등을 거쳐 GM 사탕무 규제를 다시 해제했다. 2011년 기준으로 미국 사탕무 경작지의 약 95%가 글리포세이트 저항성 종자로 재배될 정도로 널리 보급되었다.

6. 생산 및 가공

사탕무는 설탕 생산의 주요 원료 중 하나로, 전 세계 여러 지역에서 재배된다. 사탕무의 전 세계적인 생산 현황과 국가별 생산량은 하위 섹션에서 자세히 다룬다. 수확된 사탕무는 사탕무 설탕 공장에서 세척, 절단, 추출, 정제 등의 복잡한 과정을 거쳐 백설탕으로 만들어진다. 이러한 가공 과정의 구체적인 단계는 하위 섹션에서 상세하게 설명한다.

6. 1. 세계 생산 현황

2022년 전 세계 사탕무 생산량은 약 2억 6100만 톤이었다. 세계 최대 생산국은 러시아로, 약 4890만 톤을 수확했다.^[2]

순위	국가	생산량 (백만 톤)
1	러시아	48.9
2	프랑스	31.5
3	미국	29.6
4	독일	28.2
5	튀르키예	19.0
6	폴란드	14.2
7	이집트	13.6
8	중국	8.9
9	우크라이나	9.9
10	네덜란드	7.3
총계	전 세계	261.0

2022년 기준 전 세계 사탕무 작물의 평균 수확량은 헥타르당 60.8ton이었다.^[2] 같은 해 세계에서 가장 생산성이 높은 사탕무 농장은 칠레에 있었으며, 전국 평균 수확량이 헥타르당 106.2ton에 달했다.^[2]

미국 캘리포니아주의 임페리얼 밸리 농부들은 헥타르당 약 160ton의 사탕무와 헥타르당 26ton 이상의 설탕 수확량을 기록하기도 했다. 이는 높은 일조량과 집중적인 관개 및 비료 사용 덕분이다.

6. 2. 가공 과정

대부분의 사탕무는 백설탕을 만드는 데 사용된다. 이 과정은 주로 사탕무 설탕 공장(종종 설탕 공장으로 약칭됨)에서 이루어진다. 오늘날 대부분의 사탕무 설탕 공장은 설탕 정제소의 역할도 겸하지만, 과거에는 사탕무 설탕 공장에서 원당을 생산하고 별도의 설탕 정제소에서 이 원당을 정제하여 백설탕을 만들었다.

1960년대의 사탕무 설탕 가공 단계는 다음과 같이 묘사되었다.

수확 및 보관: 가공 전까지 사탕무를 보존하는 방식으로 수확하고 보관한다.
세척: 흙과 기타 이물질을 제거하기 위해 사탕무를 씻고 문지른다.
절단: 사탕무를 '코세트(cossettes)' 또는 칩이라고 불리는 작은 조각으로 썬다.
추출: 삼투 과정을 이용하여 사탕무 조각에서 설탕을 추출한다. 이 과정에서 원당즙과 사탕무 펄프가 생성된다.

오늘날 대부분의 설탕 공장은 추출된 원당즙을 다른 정제소로 보내지 않고 자체 시설에서 직접 정제한다. 추출 과정에서 나오는 사탕무 펄프는 현장에서 가공되어 주로 소의 사료로 사용된다.

이후의 정제 단계는 사탕무뿐만 아니라 사탕수수에서 백설탕을 만들 때도 동일하게 적용된다. 따라서 이 단계들은 사탕무 설탕 생산 과정 자체라기보다는 일반적인 설탕 정제 과정에 해당한다.

정화: 원당즙에 포함된 불순물을 제거하기 위해 화학적 처리를 거쳐 맑은 '묽은 즙(thin juice)'을 만든다.
증발: 묽은 즙을 증발시켜 농축시킨다. 이렇게 만들어진 '진한 즙(thick juice)'은 무게 기준으로 약 60%의 설탕을 함유한다.
결정화: 진한 즙을 감압 상태에서 끓여 설탕 결정을 형성시킨다. 이 과정 후에는 설탕 결정과 잔류 액체가 섞인 상태가 된다.
원심 분리: 원심 분리기를 사용하여 설탕 결정과 잔류 액체(당밀 성분)를 분리하여 순수한 백설탕 결정을 얻는다.
잔류 액체 처리: 분리된 잔류 액체는 다시 끓이고 원심 분리하여 등급이 낮은 설탕 결정(이는 다시 녹여 백설탕 공정으로 돌려보냄)과 최종 부산물인 당밀을 생산한다. 슈테펜(Steffen) 공법과 같은 기술을 사용하면 이 당밀에서도 추가로 설탕을 회수할 수 있다.

7. 이용

사탕무는 주된 용도인 설탕 생산 외에도 다양한 분야에서 활용된다. 뉴질랜드나 호주 등지에서는 젖소의 사료로 널리 이용되며, 특히 보관성이 좋은 점이 장점으로 꼽힌다. 또한, 설탕 생산 과정에서 나오는 부산물인 당밀이나 사탕무 자체를 발효시켜 에탄올과 같은 바이오 연료를 생산하는 데 사용된다. 체코의 투제마크나 핀란드령 올란드 제도의 코바 리브레(Kobba Libre^sv)와 같은 증류주 생산에도 사탕무 당밀이 이용된다. 이 외에도 독일이나 네덜란드에서는 사탕무를 졸여 만든 시럽(독일어: Zuckerrüben-Sirup^ger, 네덜란드어: Suikerstroop^nld)을 식품으로 이용하며,^[3] 우리딘 추출이나 글루탐산나트륨(MSG) 생산의 원료로도 사용된다.

7. 1. 사료

뉴질랜드에서는 젖소의 사료로 사탕무가 널리 재배되고 수확된다. 사탕무는 사료무보다 수분 함량이 낮아 보관성이 좋기 때문에 품질이 더 우수하다고 여겨진다. 사탕무의 구근과 잎(단백질 25% 함유) 모두 소에게 먹일 수 있다. 과거에는 소에게 유독한 것으로 알려졌으나, 새로운 식단에 점진적으로 적응시키면 사탕무 구근을 소에게 안전하게 급여할 수 있다. 뉴질랜드의 젖소는 사일리지나 다른 보충 사료 없이 목초지와 사탕무만으로도 충분히 사육될 수 있다. 최근에는 호주의 일부 지역에서도 소 사료용으로 사탕무를 재배하고 있다.

7. 2. 바이오 연료

사탕무에서 알코올(에탄올)을 생산하는 방법은 크게 두 가지가 있다.

첫 번째는 설탕 제조 과정에서 나오는 부산물인 사탕무 당밀을 발효시키는 것이다. 이는 사탕수수 당밀로 럼을 만드는 방식과 매우 유사하다. 이러한 유사성 때문에 체코와 슬로바키아 등 일부 국가에서는 사탕무 당밀을 이용하여 '투제마크'(Tuzemák^cs)라 불리는 럼과 비슷한 증류주를 생산한다. 핀란드령 올란드 제도에서도 이와 비슷한 방식으로 '코바 리브레'(Kobba Libre^sv)라는 음료를 만든다.

두 번째 방법은 설탕을 추출하지 않고 사탕무 자체를 직접 발효시키는 것이다. 사탕무에서 직접 알코올을 증류하는 아이디어는 최초의 사탕무 설탕 공장이 세워진 직후부터 논의되었다. 1852년에서 1854년 사이, 샹포누아(Champonnois)는 사탕무에서 알코올을 증류하는 효율적인 시스템을 고안했고, 이후 몇 년 안에 프랑스에서는 대규모 사탕무 증류 산업이 형성되었다. 현재 사탕무를 발효하고 증류하여 알코올을 생산하는 공정은 다음과 같은 단계로 이루어진다.

전분을 함유한 원료 첨가
액화 및 당화 과정
발효조에서의 발효
증류 과정
탈수 과정을 거쳐 바이오 에탄올 생성
정제 과정
추가 정제를 통해 고순도 알코올 생산

대규모 사탕무 증류 시설은 주로 유럽에 집중되어 있다. 2023년 기준으로 프랑스의 테레오스(Tereos) 그룹은 프랑스, 체코, 루마니아 등지에 8개의 사탕무 설탕 증류소를 운영하고 있다.

유럽의 여러 국가에서는 사탕무에서 추출한 정제주를 보드카나 진과 같은 술을 만드는 데 사용하기도 한다.

영국의 에너지 기업 BP와 식품 기업 Associated British Foods는 잉글랜드 동부 이스트앵글리아 지역에서 발생하는 사탕무 농업 잉여분을 활용하여 바이오부탄올을 생산할 계획을 가지고 있다.

사탕무의 바이오 연료 생산 수율은 원료 대비 약 56:9 정도이다. 즉, 에탄올 1kg(상온에서 약 1.27L)을 생산하기 위해 약 6.22kg의 사탕무가 필요하다. 2006년 연구에 따르면, 사탕무나 사탕수수를 이용한 에탄올 생산은 에탄올 시장 가격이 갤런당 4USD에 가까워졌을 때 경제성을 확보하는 것으로 나타났다. 또한, 애틀랜틱 바이오매스(Atlantic Biomass) 사장 로버트 코작(Robert Kozak)은 메릴랜드 대학교 이스턴 쇼어(University of Maryland Eastern Shore)의 연구 결과를 인용하며, 사탕무는 에이커당 860USgal~900USgal의 에탄올을 생산할 잠재력이 있다고 밝혔다.

7. 3. 기타 용도

정제되지 않은 설탕 시럽은 사탕무에서 직접 생산될 수 있다. 이 걸쭉하고 어두운 시럽은 잘게 썬 사탕무를 몇 시간 동안 조리한 다음, 생성된 으깬 것을 압착하여 꿀과 유사한 농도가 될 때까지 생성된 주스를 농축하여 만든다. 다른 재료는 사용되지 않는다.

독일, 특히 라인란트 지역과 네덜란드에서는 이 사탕무 시럽(독일어: Zuckerrüben-Sirup^ger 또는 Zapp^ger, 네덜란드어: Suikerstroop^nld)이 샌드위치 스프레드뿐만 아니라 소스, 케이크, 디저트를 달게 하는 데 사용된다. 네덜란드에서는 일반적으로 팬케이크 위에 스트룹(stroop)을 올려 먹는다.

네덜란드 전통에 따라 만들어진 Suikerstroop^nld은 EU 및 UK 법에 따라 전통 특산품 보장을 받는다.^[3] 상업적으로 시럽의 덱스트로스 당량(DE)이 30 이상이면, 제품은 가수분해되어 고과당 옥수수 시럽 또는 EU의 이소글루코스 시럽과 유사한 고과당 시럽으로 전환되어야 한다.

우리딘은 사탕무에서 추출할 수 있다.

당밀은 글루탐산나트륨 (MSG)을 생산하는 데 사용될 수 있다.

8. 품종 개량

18세기 말부터 시작된 육종을 통해 사탕무 뿌리의 당분 함량은 크게 증가했으며, 수확량 또한 늘어났다.

일본의 경우, 1985년 이전에는 사탕무 거래 시 무게를 기준으로 하는 "중량 거래" 방식이 일반적이었으나, 이후 당분 함량에 따라 가격을 결정하는 "당분 거래" 방식으로 변경되었다. 이러한 변화는 재배 품종 선택에도 영향을 미쳐, 과거 수확량을 중시하던 중량형 품종에서 점차 당분 함량이 높은 당분형 품종이나 당분과 수확량의 균형을 맞춘 중간형 품종으로 재배 경향이 바뀌었다.

8. 1. 육종 목표

프란츠 카를 아차르가 1786년 식물 육종을 시작한 이래, 사탕무는 여러 목표를 가지고 개량되어 왔다. 초기 아차르가 육종한 품종('weiße schlesische Zuckerrübe')은 건조 중량 기준 약 5~6%의 자당을 함유했지만, 지속적인 육종을 통해 현대 품종은 자당 함량이 약 18%까지 높아졌다. 이는 18세기 말 1% 미만이던 것에 비해 크게 증가한 수치이며, 수확량 증대와 함께 이루어졌다.

지난 200여 년간 사탕무 육종의 주요 목표는 다음과 같다.

당 함량 증가: 초기 8% 수준에서 현재 18% 이상으로 당 함량을 높이는 것이 가장 중요한 목표 중 하나였다.
내병성 강화: 바이러스 식물 질병 및 곰팡이 식물 질병에 대한 저항성을 높여 안정적인 생산을 도모했다.
뿌리 비대: 수확량을 늘리기 위해 뿌리가 더 크고 굵게 자라도록 개량했다.
단배아성 확보: 파종 및 재배 관리를 용이하게 하기 위해 하나의 씨앗에서 하나의 싹만 나오도록 하는 단배아성 품종 개발이 이루어졌다.
추대 억제: 추대는 뿌리 발달을 저해하고 당 함량을 낮추므로, 이를 억제하는 방향으로 육종이 진행되었다.

또한, 세포질 웅성 불임 계통의 발견은 육종 과정을 더 쉽게 만들었으며, 특히 수확량 증대를 위한 육종에 유용하게 활용되었다.

8. 2. 유전자 변형 기술 활용

미국의 몬산토는 제초제 라운드업(성분명: 글리포세이트)에 저항성을 가지도록 유전자 변형 기술을 이용해 사탕무를 개발했다. 2005년 미국 농무부 산하 동식물 위생 검사국(USDA-APHIS)은 환경 평가 후 글리포세이트 저항성 사탕무가 식물 해충이 될 가능성이 낮다고 판단하여 규제를 해제했다. 이 사탕무에서 추출한 설탕은 여러 국가에서 식용 및 사료용으로 승인되었으나, 유전자 변형 사탕무의 상업적 재배는 미국과 캐나다에서만 허용되었다. 연구 결과, 유전자 변형 사탕무에서 얻은 설탕은 일반 사탕무 설탕과 영양가가 동일한 것으로 나타났다. 규제 해제 이후 미국에서는 글리포세이트 저항성 사탕무 재배가 빠르게 확산되어, 2011년에는 미국 전체 사탕무 재배 면적의 약 95%를 차지하게 되었다.

이 기술 덕분에 농민들은 사탕무 작물에 피해를 주지 않으면서 글리포세이트를 살포하여 잡초를 효과적으로 제거할 수 있게 되었다. 파종 후 잡초가 발생하면 글리포세이트를 뿌려 방제하는데, 이 제초제는 다양한 종류의 잡초에 효과적이면서 독성이 비교적 낮아 널리 사용된다. 수확량에 대해서는 연구 결과가 엇갈리는데, 영국의 한 연구에서는 유전자 변형 사탕무의 수확량이 더 높다고 보고했지만, 미국 노스다코타 주립대학교의 연구에서는 오히려 수확량이 더 적다는 결과가 나오기도 했다. 한편, 글리포세이트 저항성 사탕무 재배 확대는 글리포세이트에 내성을 가진 잡초의 등장을 촉진할 수 있다는 우려가 제기되었다. 이에 개발사인 몬산토는 농민들에게 다양한 방식의 제초제를 번갈아 사용하도록 권장하는 프로그램을 운영하고 있다.

2008년, 식품 안전 센터, 시에라 클럽 등 환경 및 소비자 단체들은 미국 농무부 동식물 위생 검사국(USDA-APHIS)을 상대로 2005년의 규제 해제 결정을 취소하라는 소송을 제기했다. 이들 단체는 유전자 변형 사탕무가 일반 사탕무나 근연종과 교배하여 유전자가 퍼져나갈 가능성을 주요 문제로 지적했다. 미국 캘리포니아 북부 지방 법원의 제프리 S. 화이트 판사는 환경단체의 주장을 일부 받아들여 규제 해제 결정을 무효화하고, 2011년 봄부터 유전자 변형 사탕무의 재배를 금지하는 판결을 내렸다. 해당 기관은 이 판결로 인해 설탕 공급 부족 사태가 발생할 것을 우려하며, 환경단체의 우려를 해소하기 위한 새로운 환경 평가를 진행했다. 하지만 2011년, 연방 항소 법원은 1심 판결을 뒤집었다. 결국 미국 농무부는 2012년 7월, 추가적인 환경 영향 평가 및 식물 해충 위험 평가를 완료한 후 몬산토의 라운드업 레디 사탕무에 대한 규제를 최종적으로 해제했다.

참조

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