食糖发展简介

陈晓军，王长魁

(甘肃省张掖市农业科学研究院，甘肃 张掖 734000)

0 前言

人类制糖的历史较早，在史前时期的人类就已知道从鲜果、蜂蜜、植物中摄取甜味食物。后发展为从谷物中制取饴糖。此后从甘蔗中制糖及近代的从甜菜中制糖。

制糖历史大致经历了早期制糖、手工业制糖和机械化制糖3个阶段。中国是世界上最早制糖的国家之一。早期制得的糖主要有饴糖、蔗糖，而饴糖占有更重要的地位。将谷物用来酿酒造糖是人类的一大进步。饴糖在我国最早可以追溯西周时期。饴糖被认为是世界上最早制造出来的糖。因为饴糖属淀粉糖，因此也可以说淀粉糖的历史最为悠久。

饴糖的原料来源有两种，一种是以谷物为主要原料另一种是以麦芽为主要原料。经过糖化熬煮而成饴糖。饴糖呈粘稠状，俗称麦芽糖。自西周创制以来，民间流传至今。因此一直到今天这类淀粉糖的甜味剂仍有生产，也有较好的市场，在制糖业中仍有一定地位。但通常所说的制糖是指以甘蔗、甜菜为原料制的蔗糖。

1 甘蔗制糖

印度和中国是世界最早甘蔗种植国，也是最早的两大甘蔗制糖发源地。最早见于记载的是公元前 300年的印度的《吠陀经》和中国的《楚辞》。中国和印度在世界早期制糖史上占有重要地位。

我国早在东周时期就有种植甘蔗的记载。公元前4世纪的战国时期，已有对甘蔗初步加工的记载。屈原的《楚辞·招魂》中有这样的诗句：“胹鳖炮羔，有柘浆些”。这里的“柘”即是蔗，“柘浆”是从甘蔗中取得的汁。说明战国时代，楚国已能对甘蔗进行原始加工。

西晋陈寿所著的《三国志·吴书·孙亮传》中，有“亮使黄门以银椀并盖,就中藏吏取交州所献甘蔗饧……”的记述。交州在现今的广东、广西一带，与上述的楚国同是中国的南方，是甘蔗制糖最早的地区。甘蔗饧是一种液体糖，呈粘稠状，是将甘蔗汁浓缩加工至较高浓度，便于储存食用。东汉张衡著的《七辨》中，有“沙饴石蜜”之句。这里“沙饴”二字，是指制得的糖有微小的晶体，可看作是砂糖的雏形。这时的加工技术用现代人的眼光看原始、粗放，但在当时已经是很现代的加工技术。到6世纪时，陶弘景著的《名医别录》中写到：“蔗出江东为胜，卢陵也有好者，广州一种数年生，皆大如竹,长丈余，取汁为沙糖，甚益人。”这里描述的种蔗区域更加广阔了，种蔗的技术也已提高，且已经制出砂糖。这种砂糖是将蔗汁浓缩至自然起晶。比先前的甘蔗饧的加工技术又提高一步。

手工业阶段，自战国时代开始从甘蔗中取得蔗浆以后，种植甘蔗日益兴盛,甘蔗制糖技术逐步提高，经近千年的发展，至唐宋年间，已形成了颇具规模的作坊式制糖业。公元647年，唐太宗派人去印度学习熬糖法。说明在中、印频繁的文化、科技交流中，其中也有制糖技术的经验交流。从唐宋开始形成的手工业制糖以来，制糖技术逐步得到发展，一些新的技术、新的工艺相继出现，土法制取的白糖、冰糖等新品种也相继出现，同时也产生了一些制糖的理论著作。公元674年中国发明用滴漏法制取土白糖。该法用一套漏斗形的陶器，配以瓦缸和其他小设施，将蔗汁熬至相当浓度后倒入瓦溜(漏斗形陶器)中，从上淋入黄泥浆，借助黄泥浆的吸附脱色制取土白糖。白糖的出现，标志着制糖技术达到了一个新的高度。这种土法制糖在中国沿用了千余年。唐朝大历年间(766～779)，在四川遂宁一带出现用甘蔗制取冰糖。冰糖的制作，为制糖业增添了独特的产品。

唐宋制糖手工业昌盛，所产之糖的品种和质量都达到相当高的水平。糖产品不仅销售国内各地，还远销波斯、罗马等地，促进了国际间的贸易往来。广泛兴起的制糖手工业，扩展至全国的很多区域，如现今的广东、广西、福建、四川等地。宋、元期间，大量的闽、粤移民至台湾，同时也带去了种蔗制糖技术。由于台湾气候适宜于种植甘蔗，制糖业很快得到发展，并成为中国主要制糖基地之一。8世纪中叶，中国制糖技术传到日本。13世纪左右，传入爪哇，成为该岛糖业的起源。15～16世纪，中国的侨民也在菲律宾、夏威夷等地传播制糖法。

在长期的制糖实践中，很多制糖方法逐步被总结出来。北宋王灼于 1130年间撰写出中国第一部制糖专著──《糖霜谱》。全书内容详实丰富，分别记述了中国制糖发展的历史、甘蔗的种植方法、制糖的设备(包括压榨及煮炼设备)、工艺过程、及用途、糖业经济等。1637年初刊的明代宋应星所著《天工开物》卷六(《甘嗜》)中记述了种蔗、制糖的各种方法，比《糖霜谱》一书更系统、更详尽。有些些方法，在中国民间一直沿用到20世纪。书中记述的采用牛拉石辘(或木辘)多次压榨取汁的方法(压榨法)，与现代的甘蔗多重压榨原理相似。在蔗汁澄清方面，书中首次总结了石灰法澄清工艺，其原理在现代的制糖业中仍有沿用。“甘嗜”中总结的具有系统性的压榨取汁、石灰法澄清、浓缩煮糖等手工业制糖工艺，成为现代机械化制糖的工艺基础。

印度制糖术的传播

当中国的甘蔗制糖技术向外传播的时候，世界上的另一个甘蔗制糖发源地印度，也不断向各国传播甘蔗制糖技术。7世纪,阿拉伯人把印度的甘蔗种植技术传入西班牙、意大利。自此，地中海沿岸开始有甘蔗种植，随后甘蔗的种植技术又传入北美洲的一些国家。15世纪末，哥伦布将甘蔗制糖技术传至西印度群岛，很快又传至古巴、波多黎各。15世纪20～30年代，甘蔗制糖技术先后传到墨西哥、巴西、秘鲁等，不久，甘蔗制糖业在南北美洲都发展起来。

2 甜菜制糖与制糖机械化

在甜菜成为制糖原料之前，甘蔗一直是生产蔗糖的唯一原料。进入18世纪末期，一种新的制糖原料──甜菜终于被发现，给制糖业的发展带来重大突破。1747年，德国化学家A.马格拉夫发现甜菜块根中含有蔗糖，但未受到重视。1786年，马格拉夫的学生F.K.阿哈尔德在柏林近郊试种甜菜成功，实现了从甜菜中提取蔗糖并开始进行甜菜的选择和育种工作。1799年阿哈尔德发表论文，宣告可以用甜菜制糖。1802年，阿哈尔德在东欧西里西亚附近的库内恩建立了世界上第一座甜菜糖厂。同年，俄国也建成一座甜菜糖厂。1811年，法国又建成一座甜菜糖厂。此后，欧洲各国相继建厂，甜菜制糖业很快兴起。1810年，俄国的甜菜糖厂已达10座。1824年，乌克兰开始建立甜菜糖厂,此后15～20年间，已发展到67座，乌克兰遂成为俄国的主要产糖区。

在18世纪末至19世纪初就进入了甜菜制糖就进入了机械化制糖阶段。甜菜制糖的成功极大地推动了整个制糖业的发展，直接推动了机械化制糖业的发展。甜菜制糖业在欧洲的迅速崛起和发展，有着重要的政治、经济原因。

甜菜糖的发源和生产主要是在欧洲，而19世纪又是欧洲资本主义发展的时代，先进的工业和发达的科学技术，给制糖业实行机械化提供了很多有利条件。现代机械化制糖的工艺和设备大多始于欧洲的甜菜制糖业。19世纪初至19世纪60年代的这段时间，是机械化制糖工业的主要形成时期，许多制糖新工艺新设备不断涌现。甜菜制糖业在这段时间里，完成了渗出提汁、糖汁加灰二次碳酸饱充清净、多效蒸发、真空煮糖结晶和离心分蜜成糖等基本技术。19世纪初期，良好的吸附剂已应用于甜菜糖汁的脱色，并取得了较好效果。1821年，东巴勒将甜菜块根切成薄片，以热水浸渍提取糖分，改变了早期用压榨甜菜取汁的做法,成为渗出法的先导。到1830年，东巴勒发明渗出法。但由于未找到理想的澄清方法，取得的糖汁不易澄清。1840年，库尔曼发明二氧化碳饱充法，在澄清糖汁方面取得突破性的进展。1843年多效蒸发罐的发明使糖汁得以蒸浓。同时，采用高效能的离心分蜜工艺使糖膏中糖晶粒和糖蜜完全分离，得到的不再是带蜜的糖，而是干净的砂糖。1849年，卢梭发明了碳酸法制糖工艺。1849年，应用二氧化硫漂白糖汁取代成本较高的骨炭，糖汁的清净技术进一步提高。1859年，佩里耶和波塞茨将碳酸法改良为双碳酸法，澄清效果显著提高，但糖汁的沉淀颗粒仍不易除去。1864年，德耐克发明过滤机使糖汁沉淀颗粒得以分离。同年，奥地利人J.罗伯特制成间歇式渗出罐组，它与双碳酸法清净工艺相配合后被普遍采用。20世纪发展了连续渗出器，逐渐取代了罗伯特渗出罐。至此，较完善的碳酸法制糖工艺基本形成，成为现代制糖技术的先导。

由于甜菜制糖大部分工艺也适用于甘蔗制糖，因而很快被甘蔗制糖业所采用，但甘蔗制糖和甜菜制糖在澄清工艺上有较大的不同。在取汁方面，甘蔗糖厂仍基本上采用压榨取汁方式，18世纪末甘蔗制糖已采用了三辊压榨机。19世纪初期,真空结晶(煮糖)罐制造成功。中期，已开始用蒸汽机带动压榨机，并开始采用离心分蜜机。此后，随着制糖工艺渐趋成熟和适合于工业化生产的设备不断出现，制糖业遂进入大规模工业化生产阶段。

制糖业既是传统产业也是朝阳产业。进入二十一世纪，随着科技的进步，制糖业正在向环境友好型、自动化、人工智能方向发展，预计不远的将来一定会取得巨大进步。

3 中国机械化制糖历史

中国机械化制糖 19世纪末至20世纪初，是中国机械化制糖的酝酿、探索时期。20世纪30年代，中国兴起机械化制糖热潮，但未形成机械化制糖工业体系，制糖业基本上还处于手工业阶段。1949年后，不断发展成为完整的现代制糖工业体系。

1878年,英商怡和洋行在香港设中华精糖公司，机器购自英国，以土糖为原料生产精炼糖，每日能处理4000担土糖。继英国之后，美国、日本等商人也来中国建立机械制糖厂，制糖工艺、技术、设备均从外国引入。由于社会动荡、经营管理不善等原因，这些糖厂未能长久生存下去。

1905年，中国东北开始种植糖用甜菜。1908年在哈尔滨附近的阿城建成一座日加工甜菜350吨的现代化甜菜制糖厂。

我国的甘蔗糖机械化加工技术较甜菜糖晚二十多年，最早在广东实现。1933年8月至1936年1月，在檀香山铁工厂、捷克斯可达厂两家厂商的承包下，在广东建成了市头、顺德、东莞、新造、惠阳、揭阳等 6座机械化制糖厂。其设计的总生产能力为每天压榨甘蔗7000吨，每天产白糖700吨。机器设备全部由外国进口，工艺技术、设备规模都是空前的。广东遂成为全国机械化制糖业的重要基地。广东兴办机械化制糖业的成功，也给其他甘蔗制糖的省份起到了示范作用。各地纷纷建立甘蔗机械化糖厂。但由于时局动荡，加之工业基础薄弱，这些新式的机械化制糖厂，并未能得到发展和繁荣，不久很多糖厂纷纷破产、倒闭、停业。台湾省是机械化制糖业发展较快，也早于大陆。最早的机械化制糖厂建立于1901年，至1945年，全省已有42家机械化甘蔗制糖厂。1934～1943年间,台湾糖业发展迅速，糖产量剧增，并有大量出口。1938～1939年制糖期，机械化制糖产量达到137万吨。其中大部分用于出口。

1949年后，中国大陆的制糖业不断得到发展。甘蔗制糖业主要分布在广东、广西、云南、福建、海南、四川等地。甜菜制糖业集中在黑龙江、内蒙古、吉林、新疆等地。目前中国已成为世界上制糖大国之一。但更是消费大国。每年消费量大约1400万吨，每年进口约200-400万吨。制糖业也正在由机械化向自动化、环境友好、人工智能方向发展。

4 糖的功能

糖包括蔗糖(红糖、白糖、砂糖、黄糖)、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、糊精和糖原棉花糖等。在这些糖中，除了葡萄糖、果糖和半乳糖能被人体直接吸收，其余的糖都要在体内转化为基本的单糖后，才能被吸收利用。被人体吸收后的糖分主要有以下生物学功能。(1)提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。(2)物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。(3)细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是原核生物细胞壁的主要成分。(4)细胞间识别和生物分子间的识别。细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。

糖的主要功能是提供热能。每克葡萄糖在人体内氧化产生4千卡能量，人体所需要的70%左右的能量由糖提供。此外，糖还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。

许多研究人员研究证实，只要适量摄入，掌握好吃糖最佳时机，对人体是有益的。如洗浴时，要大量出汗和消耗体力，需要补充水和热量，吃糖可防止虚脱；运动时，要消耗热能，糖比其他食物能更快提供热能；疲劳饥饿时，食糖可迅速被吸收提高血糖；当头晕恶心时，吃些糖可升血糖稳定情绪，有利恢复正常；饭后进食点糖食品，可使人在学习和工作时，精神振奋，精力充沛。

在各种传媒高度发达的今天，对糖功效的解读众多，但大多报道糖对人体健康危害的，片面夸大食糖对健康的影响，使人们对进食糖顾虑重重，感到“吃糖可怕”。美国食品和药物管理局特别工作小组对食糖研究的结论是：食糖除导致龋齿外，对引起其他疾病是没有根据。虽然糖尿病患者不能吃糖，但患糖尿病与食糖摄入量没有关系，作为合理搭配饮食的一部分，吃糖如同吃其他东西一样，只要食用适量，是不会有碍健康。日本的人均寿命在世界名列前茅，糖尿病发病率也远远低于我国，但其食糖消费量接近我们的2倍。所以科学合理食用食糖对健康有益。