蔗糖

蔗糖極易溶於水，其溶解度隨温度的升高而增大，溶於水後不導電。蔗糖還易溶於苯胺、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，但不能溶於汽油、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。純蔗糖晶體的比重為1.5879，蔗糖溶液的比重依濃度和温度的不同而異。蔗糖的比旋度在+66.3°至+67.0°範圍。 ^[3] 

蔗糖及蔗糖溶液在熱、酸、鹼、酵母等的作用下，會產生各種不同的化學、生物反應。

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。加熱時間延長，蔗糖即分解為葡萄糖及脱水果糖。在190-220℃的較高温度下，蔗糖便脱水縮合成為焦糖。焦糖進一步加熱則分解成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等產物。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葡萄糖及果糖，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麼影響。 ^[3] 

無毒，可作為食品添加劑，入眼應立即清洗。

根據國家相關標準分類，食糖一般分為：白砂糖、黃砂糖、赤砂糖、綿白糖、單晶體冰糖、多晶體冰糖、紅糖、黑糖、冰片糖、方糖、糖霜、液體糖漿等，其中純度最高的應該是單晶體冰糖，而使用最廣泛的應該是白砂糖。 ^[4] 

紅糖為甘蔗的莖經壓榨取汁煉製帶蜜成型的蔗糖。有豐富的糖份、礦物質及甘醇酸。

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症或是產後喝些紅糖水往往效果顯著。 ^[5] 

黑糖是一種沒有經過高度精煉的帶蜜成型的顏色比較深的帶焦香味的蔗糖，其含多酚類物質且含鐵元素，顏色偏深近似黑色，故被稱為黑糖。甘蔗中天然營養成分得到有效保留，並經過較長時間的煉製使其更加利於人體的吸收。黑糖的叫法最早是流行在中國台灣地區、日本。黑糖的國家輕行業標準是QB/T 4567。 ^[5] 

白糖是由甘蔗和甜菜榨出的糖蜜製成的精糖，白糖色白，乾淨，甜度高。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，往往受到蟎蟲的污染。

適當食用白糖有助於提高機體對鈣的吸收；但過多就會妨礙鈣的吸收。

冰糖是砂糖的結晶再製品，結晶如冰狀，故名冰糖，有白色、微黃、微紅、深紅等色。據記載中國在漢時已有生產。根據《齊民要術》的記載可知後漢時中國已經生產蔗糖和冰糖了。

方糖亦稱半方糖，是用細晶粒精製砂糖為原料壓制成的半方塊狀（即立方體的一半）的高級糖產品，在國外已有多年的歷史。它的消費量會隨着人們生活水平提高而迅速增大。

方糖的生產是用晶體尺寸粒度適當的精糖，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，然後用成型機制成半方塊狀，再經乾燥機乾燥到水分0.5%以下，冷卻後包裝。

據《蔗糖史》記載，日本古代無糖，到了16世紀末（大約是明代）才有中國人帶去蔗種，並開始學習製糖，而與此同時中國商船已經對日本出口黑糖（紅糖）和白糖，那時候中國產的紅糖經過海上漂泊和舟車勞頓，到達日本的時候紅糖的顏色變的更深，更加接近於黑色，被稱為黑糖也很合情合理了。所以從歷史源頭上看，黑糖和紅糖應該是同源的。 ^[6] 

因此，“黑糖”的概念則由日本、中國台灣地區反向風靡回中國大陸地區。為了區分黑糖和紅糖，國家工信部對黑糖和紅糖也進行的定義，併發布了對應的國家行業標準：黑糖QB/T 4567，紅糖QB/T 4561。目前來看黑糖和紅糖的區別主要有下面幾個方面：

① 黑糖的製作工藝更加複雜，熬煉時間更長，對於營養成分的馴化時間更久，火候更足。

② 黑糖顏色比一般紅糖顏色要深，甘蔗含有多酚類物質，在鐵離子的環境下顏色容易變深，而多酚類物質對於人體健康是有益處的。

③ 黑糖有焦香味，紅糖沒有焦香味，焦香與蔗香的結合讓黑糖口味更豐富。

④ 黑糖的執行標準和要求比更高（黑糖指標要求比紅糖高33%-150%）。

樣品經除去蛋白質後，其中蔗糖經鹽酸水解轉化為還原糖，再按還原糖測定。水解前後還原糖的差值為蔗糖含量。

鹽酸：量取50 mL鹽酸加水稀釋至100 mL，甲基紅指示液：0.1%乙醇溶液，20%氫氧化鈉溶液，其餘試劑同GB 5009.8-2003《食品中還原糖的測定方法》第2章。

吸取2份50 mL按GB 5009.7-85中4.1製備的樣品處理液，置於100 mL容量瓶中，一份加5 mL鹽酸，在68～70℃水浴中加熱15 min，冷後加2滴甲基紅指示液，用20%氫氧化鈉溶液中和至中性，加水至刻度，混勻。另一份直接加水稀釋至100 mL，按GB 5009.7-85中4.2分別測定還原糖 ^[6]  。

X =（R2-R1）x 0.95

式中：X--樣品中蔗糖含量，%；R2--水解處理後還原糖含量，%；R1--不經水解處理還原糖含量，%；0.95--還原糖（以葡萄糖計）換算為蔗糖的係數。 ^[2] 

甘蔗原產地可能是新幾內亞，後來傳播到南洋羣島和印度。大約在周朝周宣王時傳入中國南方。據《蔗糖史》記載，在唐代中國的製糖技術已經達到了世界的頂尖水平。

世界各國“蔗糖”（sugar、sucrose）和中國古代的“西極石密”和“西國石密”都包含“sacca”字根，來自梵文sakara。説明蔗糖發原地是古印度，通過絲綢之路傳入中國和世界各地。敦煌殘卷中有一段關於印度製糖術的紀錄，説到印度出產甘蔗，可造最上“煞割令”。根據季羨林解讀，“煞割令”就是梵文sakara的音譯，證明印度製糖術的確經過絲綢之路傳入中國。印度制蔗糖的方法，是將甘蔗榨出甘蔗汁曬成糖漿，再用火煎煮，成為蔗糖塊（sakara）。梵文sakara又有“石”的含義。印度的“石”糖在漢代傳入中國，漢代文獻中的“石蜜”、“西極石蜜”、“西國石蜜”，指由西域入口的“石”糖；其中“西國”、“西極”正是梵文sakara的對音，而“石蜜”是梵文sakara的意譯，石蜜就是片糖。

後來印度的煉糖術有進一步提高：將甘蔗榨出甘蔗汁，用火熬煉，並不斷加入牛乳或石灰一同攪拌，牛乳或石灰和糖漿中的雜質凝結成渣，原來褐色的糖漿顏色變淡，經過反覆的除雜工序，最後得到淡黃色的沙糖。《新唐書》中記載唐太宗遣使去摩揭陀（印度）取熬糖法，説明印度的煉糖術在唐朝傳入中國。

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》。製糖成為一門重要產業，糖製品種類繁多，有香糖果子、獅子糖、花花糖、膠牙糖、芝麻糖、錘子糖、楊梅糖等。

意大利旅行家馬可波羅的《遊記》記述中國武乾的製糖業，開始不知道怎麼煉製像巴比倫地區出產的糖那樣精美，後來大汗得到來自巴比倫地區的人傳授用樹灰煉精糖的技術。

又説福州地區煉製的糖“十分潔白”。摩洛哥旅行家伊本·白圖泰的《伊本·白圖泰遊記》説：“中國出產大量的蔗糖，其質量較之埃及實在有過之而無不及”。

明宋應星的《天工開物》第六卷《甘嗜》篇詳細敍述造白糖和冰糖的方法：

① 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）。

② 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》説：中國明代熬練白糖的“黃泥水淋脱色法是中國的偉大發明”，並指出馮·李普曼（von Lippmann）的《糖史》，沒有一個字提到黃泥水淋脱色法。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》都有關於熬練白糖的黃泥水淋脱色法的敍述。證明黃泥水淋脱色法是中國人發明的。

中國從明朝開始將中國白糖出口到日本、印度和南洋羣島。明朝中國的白砂糖出口到印度孟加拉地區，也傳播了中國製造白砂糖的方法。根據季羨林考證，孟加拉語和幾種印度語言中，白砂糖都叫 cini sakara，即“中國糖”，就是中國製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後購買13028擔白糖和500擔冰糖。

蔗糖的原料主要是甘蔗（Saccharum spp）和甜菜（Beta vulgaris）。將甘蔗或甜菜用機器壓碎，收集糖汁，過濾後用石灰處理，除去雜質，再用二氧化硫漂白；將經過處理的糖汁煮沸，抽去沉底的雜質，颳去浮到面上的泡沫，然後熄火待糖漿結晶成為蔗糖。

蔗糖被人食用後，在胃腸中由轉化酶轉化成葡萄糖和果糖，一部分葡萄糖隨着血液循環運往全身各處，在細胞中氧化分解，最後生成二氧化碳和水併產生能量，為腦組織功能、人體的肌肉活動等提供能量並維持體温。血液中的葡萄糖——血糖，除了供細胞利用外，多餘的部分可以被肝臟和肌肉等組織合成糖原而儲存起來。當血糖含量由於消耗而逐漸降低時，肝臟中的肝糖原可以分解成葡萄糖，並且陸續釋放到血液中，肌肉中的肌糖原則是作為能源物質，供給肌肉活動所需的能量。

蔗糖可以增加機體ATP的合成，有利於氨基酸的活力與蛋白質的合成。由蔗糖分解成的葡萄糖作為能源物質對腦組織和肺組織都是十分重要的。糖是構成肌體的重要物質，如糖蛋白是體內的激素、酶、抗體等的組成部分，糖脂是細胞膜和神經組織的成分，核糖和脱氧核糖是核酸的重要組分。

國內外許多研究的結果表明：碳水化合物和糖的消費量與糖尿病的發病率不是成正比的關係。人進食碳水化合物以後，有許多因素會影響血中葡萄糖含量的增加，這些因素包括碳水化合物的種類和其他維持體力活動的營養物質的進食。血糖指數是將食品按照其促進血糖水平增加的能力加以實際排列的一種衡量尺度。研究人員研究了食品對血糖水平的影響，結果表明：澱粉類的食物對血糖影響與蔗糖相近或比蔗糖還要高。蔗糖的血糖生成指數是83，而麪包、米飯、馬鈴薯的血糖生成指數分別是100、81．80，因此説吃糖使人得糖尿病是錯誤的。

由於蔗糖可以直接溶解食用，並且能很快地被人體消化吸收和利用，因此，飲用蔗糖能夠迅速消除疲勞，增強體力和腦力活動的能力，增加人體的抗寒能力。特別是高空作業、深海潛水、登山、宇航、極地探險、體育比賽、腦力勞動等，都需要食用含糖高的食品。

人們若不慎輕度燙傷、擦傷、創口出血，在沒有醫療的條件下，可將傷口清洗後，用蔗糖敷在傷口上，蔗糖能夠短時間內抑制細菌的繁殖，原理是蔗糖能夠形成高濃度滲透壓殺滅傷口周圍的細菌，有助於傷口癒合，但是不建議長時間在傷口上使用蔗糖，這可能會引起未知的感染。

夏天中暑者，身體虛弱，立即喝一些糖水，可大大減輕病情。

紅糖姜水對於感冒、傷風有一定的治療作用，並已被應用了千百年。紅糖中含有多各微量元素，如Ca、Mg、K、Fe、Mn等比白砂糖高出4～400倍，而且有益氣、補血的作用，因此成為產婦的必備佳品。

科學家的研究表明：蔗糖是維生素A的一種很有效而又實用的增強劑，蔗糖對鐵吸收有明顯的增強作用。2010年10月，日本東京農業大學的科學家通過對小白鼠進行的實驗發現：將蔗糖與鈣片混合一起喂與單喂鈣片不加糖進行比較實驗，結果前者較後者對鈣片的吸收率提高10倍。蔗糖對鈣有促進吸收作用，這已引起一些國家科學家的重視。

一般人均可食用蔗糖，糖尿病患者儘量不要食用，兒童不宜多食，易出現蛀牙。

蔗糖是高等植物光合作用的主要產物，是碳運輸的主要形式，也是“代謝庫”（指物質的總量，或是一組平衡的彼此類似物，並非以共價鍵相結合一類物質，而是可提供和參加穩定狀態的合成代謝和分解代謝反應，可涉及在細胞、器官、組織，或一個有機體中的一類物質總量。）代謝的主要基質。蔗糖也是許多果實中糖積累的主要形式，是果實品質形成的重要因子。此外，它還是細胞代謝的調節因子，可能通過影響基因表達發揮作用。Koch和Smeekens提出在植物體內運輸的蔗糖具有信號功能，可以使一些基因被誘導，使另一些基因被阻遏。過多的蔗糖在“源”中，導致與光合作用相關的一些基因表達水平降低，在“庫”中使與蔗糖水解、植株生長和呼吸相關的基因提高表達水平。 ^[7-9] 

與蔗糖代謝和積累密切相關的酶主要有蔗糖轉化酶、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）。轉化酶又稱蔗糖酶或β呋喃果糖苷酶。在蔗糖代謝中催化如下反應：蔗糖 + H₂O ® 果糖 + 葡萄糖。蔗糖磷酸合成酶是一種可溶性酶，活性最適pH值約為7.0，存在於細胞質中，催化如下可逆反應：UDPG + 6-磷酸果糖 ® 6-磷酸蔗糖 + UDP。上述反應的生成物6-磷酸蔗糖通常由磷酸蔗糖磷酸化酶（SPP）迅速降解成蔗糖和磷酸根離子，而SPS和SPP又是以複合體的形式存在於植物體內，所以SPS催化蔗糖生成在事實上是不可逆的。蔗糖合成酶是一種存在於細胞質中的可溶性酶，有些不溶性的SS附着在細胞膜上。催化如下可逆反應：果糖 + UDPG 蔗糖 + UDP。 ^[10] 

蔗糖對人類的營養和健康起了重要的作用。人類享受着蔗糖的甜美及利用蔗糖為添加劑生產出來的食品，還應用着以蔗糖為原料生產出的成百上千種的生活物質。

蔗糖的甜味給人以愉悦的感覺，而且它的甜味純正、穩定、回味良好。蔗糖是一種天然有機物，人食用後分解的最終產物是二氧化碳和水。經過幾百年人類的食用證明，蔗糖是安全的食品。20世紀80年代蔗糖被美國食品藥物管理局（FDA）認為是安全的食品而編入目錄。與糖精等無營養、不產生熱量的化學甜味劑比較，1 g蔗糖可以產生17 kJ的熱量，可以説蔗糖是安全的營養型甜味劑。

由於蔗糖具有獨特的功能，有利於食品的加工和品質的提高。蔗糖的甜味純正穩定，易於溶解和調色，還能從飽和溶液中迅速結晶出來，這些性能對糖果的生產是十分有利的。蔗糖在冰淇淋等食品中，除了作為甜味劑，還被用作冷凍點的改良劑、結晶改良劑和膨鬆劑。蔗糖可以在高温下發生焦化作用，能使烹調食品和焙烤食品着上所需的棕褐色。蔗糖具有滲透作用，能抑制有害微生物的生長，還可以對果醬、果凍、蜜餞起保藏作用，以延長食品的保藏期。蔗糖具有很好的水溶性，不同濃度的蔗糖溶液產生不同的粘度，可以為飲料、罐頭等提供令人滿意的風味，並能保持其風味的穩定性。蔗糖可以作為酵母的營養劑，為發酵過程提供能源，這也是化學合成的甜味劑所不具備的性能。蔗糖具有吸水性和保水性，在食品（特別是面製品）中能使之鬆軟，利於延長食品的貨架期限。蔗糖對澱粉顆粒起膨脹和膠凝作用，利於麪包和其它面製品的製備。

蔗糖是多種製品的原料。根據資料介紹，以蔗糖為原料和輔料的產品有56類2300多種，其中主要以食品為主。另外，蔗糖還是酒精、酵母、檸檬酸、乳酸、甘油、醇類、藥品等的原料。世界上許多國家都開展了蔗糖化學的研究與開發。2002年12月，據法國科技新聞處報道：法國東部阿爾薩斯的埃爾斯坦糖廠、馬賽開發研究所和蒙伯利埃大學的專家們聯合研究出了用甜菜糖製造可降解塑料的工藝。該工藝是通過菌類發酵，把甜菜糖中的葡萄糖和果糖變成乳酸，再經過化學途徑，把乳酸分子聚合成乳酸多元酸，成為塑料原料。這種塑料可以在自然環境中生物降解，由生物吸收，利於保護環境，並且生產成本較低，有很好的市場前景。

中國華中農業大學，採用先進的水化法合成工藝，以蔗糖為原料，加上脂肪酸反應生成蔗糖脂肪酸脂，以無毒、無溴、無刺激，良好的表面活性性能而廣泛應用於食品、醫藥、化工、化妝品、洗滌劑、紡織及農牧業等行業。這種以蔗糖為原料的蔗糖脂肪酸脂因其高度的安全性和非凡的功用，已相繼被中國、日本、美國、歐盟、世界糧農及衞生組織批准作為食品添加劑和藥用輔料。 ^[11] 

甘蔗糖業作為原料種植與加工銷售緊密結合的產業在20世紀90年代進入市場經濟以來我國蔗糖產業就開始探索運作“公司+糖廠+農户”的模式，與農户建立穩定的產銷關係，帶動千家萬户按照市場需求進行專業化、集約化生產，基本形成了“政府調控、市場引導、企業帶動”的發展機制，取得了顯著的成效。 ^[12] 

蔗糖產業已成為中國主產區經濟發展的重要支柱和農民增收的主要來源。2003年以來，中國積極調整蔗糖產業結構，優化佈局，使甘蔗產量和產值僅次於糧、棉、油，2010年中央一號文件首次將糖與糧、棉、油一起視為國家大宗農產品。為進一步促進產業可持續發展，中國積極推進甘蔗科學佈局，相繼出台了“雙高”甘蔗優勢區域佈局規劃(2003～2007年)、中國甘蔗優勢區域佈局規劃(2008～2015年)，蔗糖生產完成了向桂中南、滇西南、粵西、瓊北優勢區域佈局。優勢區域佈局促進了當地甘蔗產業的快速發展，2009～2010年榨季，廣西、雲南、廣東、海南總產糖量佔全國總產量的99.1％。 ^[13]