蔗糖的生產歷史及有關知識

蔗糖，也稱為砂糖，是一種常見的食品和糖類化合物，它是一種天然的雙糖甜味劑，是人體無可替代的基礎性營養素和重要的能量來源。廣泛應用于食品、化妝品、醫藥等領域。

一、蔗糖的生產歷史

蔗糖的歷史可以追溯到幾千年前。“中國種”甘蔗是世界最古老的栽培種。最早的文字記載見于漢朝（公元前202年～公元220年），楊孚所著的《異物志》有一段描述：“（甘蔗）長丈余頗似竹，斬而食之既甘，榨取汁如飴餳，名之曰糖”。中國官方正史中對蔗糖的記載，最早見于《新糖書》：太宗遣使者（至印度）取熬糖之法。

這個時期的糖，呈現塊狀，為紫紅色“凝結如石破之如沙”、“此紫沙糖也”，也就是我們的塊狀傳統紅糖。

世界種蔗制糖起源于中國。據《詩經》記載，公元前十二世紀以前就已制糖。

公元前三世紀的《楚辭·招魂》已明確指出甘蔗制糖，表明了長江流域早已種蔗制糖了。

公元前三世紀末，閩王已從福建向漢高祖晉貢甘蔗制的砂糖。

公元三世紀初，明確黃河流域業已種甘蔗。

中國許多古籍,對蔗和糖兩個字有不同的寫法和稱呼，各有約三十種；還記述了不同的甘蔗品種、用途、栽培法以及制糖工具和方法等。

外國最早的記載是：亞歷山大大王于公元前327年東侵印度時，他的隨從執事記錄有：當地人“咬食一種稀奇蘆葦，沒有蜂的任何幫助，會產生一種蜜”。

意大利人馬可·波羅(1254～1324)于1271年11月踏上旅途往東方，1275年5月到達中國，1295年冬回到他的故鄉。在其《游記》中談到：旅途所經各地，只有中國幾個地方產糖，和印度人來中國買糖的情況。表明了印度開始蔗糖生產比中國遲得多。有許多證明,茶和糖是由中國傳到印度去的。

種蔗和制糖是由中國直接或間接向世界各地傳播的。

馬可·波羅《游記》曾說到，中國泉州是世界最大港口之一。實際上，泉州在宋朝(960～1279)就已經是世界著名港口，就有很多阿拉伯人來往了。蔗種和栽培技術以及制糖技術，很可能在那時候已被傳去中東，然后經地中海傳到意大利和西班牙。

哥侖布第二次(1490)去美洲帶了蔗種植于圣多·矢明哥,逐漸在美洲傳播開來。夏威夷`“自1852年起,從中國招來大量的蔗田工人和土法制糖枝術工人,至今還留存當時從中國運去的甘蔗壓榨木輥”。

世界蔗糖貿易是中國領先的。在雞片戰爭(1840)前,中國是世界唯一產糖大國,所產蔗糖暢銷世界各地，遠達英國、美國。

宋代

北宋初期，三佛齊和大食等國貢白砂糖。白砂糖是從石蜜進一步提煉的，呈沙顆粒狀態，色淡黃，比石蜜色淡，不是白如雪。

宋代出現世界第一部甘蔗煉糖術專著《糖霜譜》。制糖成為一門重要產業，糖制品種類繁多，有香糖果子、獅子糖、花花糖、膠牙糖、芝麻糖、錘子糖、楊梅糖等。

明代

明宋應星的《天工開物》第六卷《甘嗜》篇詳細敘述造白糖和冰糖的方法：

造白糖法：將過冬成熟的甘蔗，用軋漿車榨蔗汁，盛入缸中，用火熬成黃黑色的糖漿，倒入另一口缸中凝結成黑沙糖；另備一口缸，上面安放一個瓦溜(瓦質漏斗)，用稻草堵塞瓦溜的漏口，將黑砂糖倒入瓦質漏斗中，等黑沙結定，除去稻草，用黃泥水淋下漏斗中的黑砂糖，黑渣從漏斗流入下面缸中，漏斗中留下白霜，最上一層約五寸多，非常潔白，又名西洋糖(明代的西洋，就是中國的南洋)。

造冰糖法：將白糖煎熔，和入雞蛋清除雜質，待火候合適，將新青竹破成篾片，斬成一寸長短，投入熔化的白糖中，經過一夜就凝成冰糖。

季羨林在所著《中華蔗糖史》說：中國明代熬練白糖的“黃泥水淋脫色法是中國的偉大發明”，并指出馮·李普曼的《糖史》，沒有一個字提到黃泥水淋脫色法。

除《天工開物》外，《閩書南產志》、方以智著《物理小識》、劉獻廷著《廣陽雜記》、《興化府志》都有關于熬練白糖的黃泥水淋脫色法的敘述。證明黃泥水淋脫色法是中國人發明的。

早年出口

中國從明朝開始將中國白糖出口到日本、印度和南洋群島。

明朝中國的白砂糖出口到印度孟加拉地區，也傳播了中國制造白砂糖的方法。根據季羨林考證，孟加拉語和幾種印度語言中，白砂糖都叫“中國糖”，就是中國制糖術傳入印度的證明。

明崇禎十年英國東印度公司的商船在廣州前后購買13028擔白糖和500擔冰糖。

二、蔗糖的來源和生產方法

⒈ 蔗糖的來源

蔗糖廣泛分布于植物體內，特別是甜菜、甘蔗和水果中含量極高。它是植物光合作用的主要產物，也是植物儲藏、積累和運輸糖分的主要形式。

⒉ 蔗糖的生產方法

蔗糖的生產主要包括以下幾個步驟：

⑴ 原料采集：蔗糖的原料主要是甘蔗和甜菜。

⑵ 壓碎收集糖汁：將甘蔗或甜菜用機器壓碎，收集糖汁，過濾后用石灰處理，除去雜質，再用二氧化硫漂白。

⑶ 煮沸澄清：將經過處理的糖汁煮沸，抽去沉底的雜質，刮去浮到面上的泡沫，然后熄火待糖漿結晶成為蔗糖。

⑷ 蒸發結晶：將糖漿加熱濃縮，然后降溫結晶，得到純凈的蔗糖晶體。

⑸ 包裝銷售：將得到的蔗糖晶體進行包裝，然后銷售到市場上去。

三、蔗糖的性質

蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脫水縮合形成，化學名稱是α-D-葡萄吡喃苷基--D-呋喃果糖苷。

⒈ 物理性質

蔗糖是一種有機化合物，其化學式為C12H22O11，摩爾質量為342.3。蔗糖是一種無色結晶性的松散粉末，通常為白色固體，無臭，有甜味。熔點為185～187℃，沸點為397.76℃，熱量17千焦/克；純蔗糖晶體的比重為1.5879，蔗糖溶液的比重依濃度和溫度的不同而異。

蔗糖極易溶于水，水中的溶解度為210g(25℃)，是一種高溶解度的糖類。其溶解度隨溫度的升高而增大，溶于水后不導電。蔗糖還易溶于苯胺、氮苯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、熔化的酚、液態氨、酒精與水的混合物及丙酮與水的混合物，但不能溶于汽油、石油、無水酒精、三氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳和松節油等有機溶劑。

蔗糖屬結晶性物質。具有旋光性，但無變旋光作用，比旋度為+66.3°至+67.0°。在室溫、中等濕度條件下，蔗糖是穩定的，但會吸收高達1%的水分。

⒉ 化學性質

蔗糖及蔗糖溶液在熱、酸、堿、酵母等的作用下，會產生各種不同的化學反應。反應的結果不僅直接造成蔗糖的損失，而且還會生成一些對制糖有害的物質。

⑴ 熱分解作用

在潮濕的條件下，蔗糖于100℃時分解，釋出水分，色澤變黑。

蔗糖溶液在常壓下經長時間加熱沸騰，溶解的蔗糖會緩慢分解為等量的D-葡萄糖和D-果糖，即發生轉化作用。

蔗糖溶液若加熱至108℃以上，則水解迅速，糖溶液濃度愈大，水解作用愈顯著。煮沸容器所用的金屬材料，對蔗糖轉化速率也有影響。例如：蔗糖溶液在銅器中的轉化作用，遠比在銀器中的大，玻璃容器幾乎沒有什么影響。

結晶蔗糖加熱至160℃，會熔化成為濃稠透明的液體，冷卻時又重新結晶。

在190～220℃的較高溫度下，蔗糖便脫水縮合成為焦糖。發酵形成的焦糖可以用作醬油的增色劑。焦糖進一步加熱則生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等產物。

⑵ 酸的作用

蔗糖容易被酸水解，蔗糖溶液為酸性時，蔗糖轉化更快。濃酸對糖液的分解作用更大，如濃硫酸能使固體蔗糖迅速脫水，焦化成為黑色產物。但是，對于壓榨蔗汁中的蔗糖來說，情況就不是這樣。因為蔗汁中含有弱酸的中性鹽會抑制蔗糖的轉化。

⑶ 堿的作用

稀堿溶液如氫氧化鈣、氫氧化鉀及鈉的溶液，甚至在煮沸的情況下也不會使蔗糖分解。濃堿溶液加在糖液中加熱時蔗糖分解成糠醛、丙酮、乳酸、乙酸、甲酸、二氧化碳等產物。分解程度及產物種類視氫氧離子濃度及溫度而定。蔗糖能與中等濃度的堿化合生成堿性的蔗糖鹽。

⑷ 鹽類的作用

水中同時有蔗糖與鹽類存在時，它們的溶解度都要發生變化，變化的程度取決于雙方的濃度和鹽類的性質。

⑸ 氧化作用

蔗糖燃燒或在生物氧化中，都產生二氧化碳及水，在中性或酸性的溶液中，高錳酸鉀可使蔗糖氧化成二氧化碳、甲酸、乙酸及草酸，但在堿性條件下，只能部分地變為草酸及二氧化碳。

⑹ 微生物的作用

蔗糖的稀溶液易受微生物的感染，但感染機會隨糖汁增濃而減少。此外還跟糖汁的溫度及pH值有關。一般微生物繁殖的最適溫度都在30～45℃之間，而加熱到80℃時則多數微生物都能被抑制或殺滅。

⑺ 甜味

蔗糖的甜味僅次于果糖。有一種聯系到分子結構的甜味理論，認為許多有甜味的化學物質存在著距離為0.3nm的兩個能形成氫鍵的基團，這兩個基團必須是分離的而不致互相結合。甜味通常用舌尖感覺，當甜味物質的一部分鍵合到舌頭上的一邊，特殊的神經細胞就傳出一系列的信息，感覺到甜味。這個甜味理論沒有能夠解釋這一點，需要進一步探索。

⑻ 生理影響

蔗糖在人體消化系統內經過消化液分解成為果糖和葡萄糖，經過小腸吸收。

蔗糖被認為會導致某些健康問題，其中最常見是蛀牙，這是由于口腔的細菌可將食物中的蔗糖成份轉換成酸，從而侵蝕牙齒的琺瑯質。

蔗糖有高熱量，攝取過量容易引起肥胖。

無毒，可作為食品添加劑，入眼應立即清洗。

⑼ 不能發生銀鏡

蔗糖(不含半縮醛(酮)的結構)不具還原性。但水解后可以發生銀鏡反應。

⒊ 鑒別

(1)取蔗糖加0.05mol/L硫酸溶液，煮沸后，用0.lmol/L氫氧化鈉溶液中和，再加堿性酒石酸銅試液，加熱即生成氧化亞銅的紅色沉淀。

(2)本品的紅外光吸收圖譜應與蔗糖對照品的圖譜一致。

⒋ 貯藏

密封，在干燥處保存。

四、蔗糖產品的種類

常見的蔗糖及其加工品主要包括紅糖、白砂糖、綿白糖、單晶冰糖、多晶冰糖(又名老冰糖、白冰糖、黃冰糖)、方糖等。

⒈ 紅糖

紅糖為甘蔗的莖經壓榨取汁煉制而成的赤色結晶體。又名赤砂糖、沙糖、紫沙糖、黃糖、黑糖。有豐富的糖份、礦物質及甘醇酸。傳統的紅糖與現在流行的各種黑糖都是以相同方法制作出來的糖，在營養與食用功效上也相同。

兩者之間顏色的深淺是因受到熬煮糖漿的時間長短所影響，黑糖的熬煮時間較長，糖漿經濃縮后做出來的糖磚呈現出近黑色之外觀。至于兩者間的差異則是因為再加工的方式不同導致，所以常見有切割成不同大小的糖磚或是研磨成粉狀的糖粉。

紅糖雖雜質較多，但營養成分保留較好。它具有益氣、緩中、助脾化食、補血破淤等功效，還兼具散寒止痛作用。所以，婦女因受寒體虛所致的痛經等癥或是產后喝些紅糖水往往效果顯著。

⒉ 白糖

白糖是由甘蔗和甜菜榨出的糖蜜制成的精糖，白糖色白，干凈，甜度高。適當食用白糖有助于提高機體對鈣的吸收，但過多就會妨礙鈣的吸收。

白糖在生產、包裝、運輸、貯存過程中，很容易污染上病原微生物。尤其是存放一年以上，顏色變黃的白糖，往往受到螨蟲的污染。據實驗，從500克白糖中竟檢出1.5萬只螨蟲。人若吃了被螨蟲污染的白糖，螨蟲及其排泄物就進入消化道，極易引起腹痛、腹瀉等癥狀，有的甚至引起過敏性反應。如果在嬰幼兒或老年人的食物中，直接加入這種被污染的白糖，可因嗆咳等使螨蟲的殘肢或糞便進入肺內誘發哮喘或咯血，且容易并發氣管炎或肺炎。類似表現的還有砂糖，紅糖等等，由于發生過敏反應的是螨蟲及其糞便本身，所以即使是經過熱加工也會導致同樣的病例反應。

⒊ 冰糖

冰糖是砂糖的結晶再制品。有白色、微黃、微紅、深紅等色，結晶如冰狀，故名冰糖。中國在漢時已有生產。冰糖以透明者質量最好，純凈，雜質少，口味清甜，半透明者次之。可作藥用，也可作糖果食用。冰糖養陰生津，潤肺止咳，對肺燥咳嗽、干咳無痰、咯痰帶血都有很好的輔助治療作用。

⑴ 冰糖以白砂糖為原料，經過再溶，清凈，重結晶而制成。

⑵ 一種大的、透明的冰塊狀水合蔗糖晶體。一般用白砂糖、水、蛋清等，經加熱、過濾、濃縮結晶、干燥而成，質地堅硬透明。

⑶ 成大塊結晶在細繩上的煮糖，尤指用于硬糖果或黑麥威士忌酒。

⒋ 方糖

方糖亦稱半方糖，是一種高級糖產品。它的消費量會隨著人們生活水平提高而迅速增大。

方糖的特點是質量純凈，潔白而有光澤，糖塊棱角完整，有適當的堅牢固，不易碎裂，但在水中快速溶解，溶液清淅透明。它的理化成份和精糖基本相同。

方糖的生產是用晶體尺寸粒度適當的精制砂糖為原料，與少量的精糖濃溶液(或結晶水)混合，成為含水分1.5～2.5%的濕糖，然后用成型機壓制成半方塊狀，再經干燥機干燥到水分在0.5%以下，冷卻后包裝。

五、蔗糖的選擇和使用

在選擇和使用蔗糖時，需要注意以下幾點：

⒈ 糖的品種選擇要準確

蔗糖用途非常廣泛，但不同種類的面點要選擇不同的糖，否則會影響成品的色澤和口感。例如，綿白糖常用于制作蛋白糖漿、朱古力糖漿等西式點心的裝飾，以及蛋球、沙壅的表面裝飾，以增添色澤與甜味，也可以同中砂糖、幼砂糖混合用于甜餡之中。

⒉ 糖的用量要準確

糖能調節發酵速度，在面團發酵過程中加入適量的糖，酵母菌就可直接得到能量（不需要再由淀粉轉化成單糖），可以加快繁殖和發酵速度。但用量一定要準確，加糖量不能超過30%，否則就會抑制酵母菌的發酵速度。

⒊ 糖的溶解度要準確

在面團的調制過程中，糖的溶解度起著重要作用。蔗糖的溶解度大，吸水性強。調制面團時，蔗糖會迅速奪取面團中的水分，在蛋白質膠粒外部形成較高的滲透壓，阻止蛋白質吸水脹潤形成面筋，面團彈性降低，可塑性增大。

蔗糖作為一種常用的食品添加劑，它不僅能夠提供所需的甜味，還能夠改善食品的色澤和風味。然而，在使用蔗糖時，也需要注意到它的熱量較高，過量攝入可能會導致肥胖等問題。因此，在使用蔗糖時，應適量控制，以保證食品的健康和美味。

六、蔗糖與其他甜味劑的對比

⒈ 甜度對比

蔗糖的甜度被視為1。與其他甜味劑相比，蔗糖的甜度適中，但在一些情況下，它的甜度可能會受到影響。例如，在高溫環境下，蔗糖的甜度可能會下降。其他甜味劑，如糖精、阿斯巴甜等，其甜度遠高于蔗糖，如糖精的甜度是蔗糖的500倍，阿斯巴甜的甜度是蔗糖的200倍。

⒉ 營養價值對比

根據甜味劑的營養價值不同，可分為營養性甜味劑和非營養性甜味劑。蔗糖是非營養性甜味劑，它不含能量，不會對人體產生熱量負擔。而一些營養性甜味劑，如蜂蜜、葡萄糖等，除了提供甜味外，還會提供一定的能量。

⒊ 穩定性對比

在食品生產中，甜味劑的穩定性是一個重要的考慮因素。有些甜味劑，如甜蜜素和環己基氨基磺酸鈉，對光熱穩定，不易潮解，適合于各種食品環境。而有些甜味劑，如木糖和果葡糖漿，雖然甜度較高，但在高溫下可能會發生分解，影響其穩定性。

⒋ 復配技術對比

在實際應用中，常常使用兩種或多種甜味劑進行復配，以達到理想的甜味效果。例如，安賽蜜和阿斯巴甜的比例為1:1時，應用于乳飲料中的效果較好，甜度代替不能超過6個，否則產品會出現發苦現象。此外，復配技術還可以用來去除異味，提高食品的口感和風味。

⒌ 物理性質對比

蔗糖是一種白色的結晶體，易溶于水，有一定的甜味。而其他的一些甜味劑，如糖精、阿斯巴甜等，它們可能是白色或無色的結晶體，也有良好的溶解性。這些甜味劑的甜味可能不如蔗糖那么濃郁，但它們的甜味更為持久。

總的來說，蔗糖和其他甜味劑各有其優缺點，選擇合適的甜味劑取決于具體的應用場景和需求。