蔗糖

有机物

蔗糖，是食糖的主要成分，是自然界广泛存在于植物中的二糖（双糖），分子式为C12H22O11。其味甜，能为人体供能，是呈白色无臭结晶或粉末状固体，极易溶于水、甲醇；微溶于乙醇；不溶于乙醚。

发展历史

起源

8000年前，南太平洋的热带岛屿新几内亚就有了甘蔗的种植，新几内亚人会通过咀嚼甘蔗段的方式吸取甘蔗汁。几个世纪以来，人们在贸易过程中将甘蔗向东带到波利尼西亚，并于公元1世纪传播到夏威夷，人们又将甘蔗向西传播到印度尼西亚和菲律宾，并在公元前3000年左右将其带到印度。也正是以印度为起点，甘蔗开始变为世界上最珍贵的商品。到公元前400年，印度人已经发展出一种通过蒸发糖浆制造糖粉的粗工艺，糖浆凝固之后就被称为“石蜜”。

发现

公元前1世纪，希腊医生狄奥斯科里季斯将食糖描述为：“ 一种浓缩的蜂蜜，称为“糖精”，其发现于印度和阿拉伯的甘蔗中，与盐相似，容易咬碎。然而，两个世纪后，约公元350年，印度发展出一种将甘蔗变成颗粒状晶体的方法，这一演变让食糖日益流行。食糖成为印度的主要出口产品之一，向西销往波斯和埃及。

关于制糖的文献记载出现在公元500年。佛教典籍《律藏》中以类比的方式描述了煮沸汁液、制粗糖蜜和制作糖球的过程，从中可以看出，最初的糖虽然已经通过结晶化而脱离了液体状态，但还并未有意识地被制作为固体状——此时的糖呈乳胶状而非脆而易碎。公元627年，当拜占庭皇帝希拉克略攻占了波斯君主科斯罗埃斯二世在巴格达附近的行宫时，他在一份报告中曾把糖描述为一种“印度的奢侈品”。

发展

18世纪，安德烈亚斯·马格拉夫在实验中发现甜菜根含有蔗糖，且与甘蔗中的蔗糖别无二致。1801年，欧洲首家甜菜制糖厂在波兰地区开业，甜菜种植逐渐普及，不久，更多的甜菜制糖厂很快在法国北部、德国、奥地利、俄罗斯和丹麦开业。糖价便宜了不少，供应给人们的糖的种类也丰富了许多。到19世纪和20世纪，糖从富人的奢侈品变成了普通人的主食，那时甜茶、果酱、糖果、蛋糕和饼干成了日常食物。

中国制糖史

甘蔗于公元前800年左右从印度传入中国，从那时起，中国就有了关于印度甘蔗田的文字记载。中国人最早使用的甜味基础性调味料是蜜、饴、饬、柘浆，到唐代及以后才使用糖霜、白糖等。

中国南方是盛产甘蔗的地方，先秦时期就已将甘蔗榨汁来使用。战国时的《楚辞·招魂》记载：“胹鳖炮羔，有柘浆些。”“柘浆”即甘蔗汁。汉魏南北朝时期，则将甘蔗制作成块状的石蜜来使用。汉代张衡《七辩》中的“沙饬石蜜”句，表明当时已能将甘蔗汁制成稀薄的并带固体结晶“沙”的蔗饬，甚至可制成糖块状的“石蜜”。

糖霜作为白糖的前身，是在唐代才出现的，是唐太宗李世民下令派人到印度学习蔗糖制造技术后发展起来，并由居住在四川遂宁县的一位姓邹的和尚将制蔗糖工艺完善的。《新唐书》(卷三百二十一《摩揭陀国》）载： “太宗遣使至摩伽陀取其法，令扬州上诸蔗柞渖如其剂，色皆逾西域远甚。“而宋代王灼《糖霜谱》则记载了唐代大历年间邹和尚在四川遂宁发明糖霜之事，并且详细记载了用蔗糖制作糖霜的方法，成为中国现存最早的一部介绍以甘蔗制糖方法的专著。

性质

物理性质

蔗糖极易溶于水，其溶解度随温度的升高而增大，溶于水后不导电。蔗糖还易溶于苯胺、氮苯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、熔化的酚、液态氨、酒精与水的混合物及丙酮与水的混合物，但不能溶于汽油、石油、无水酒精、三氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳和松节油等有机溶剂。蔗糖属结晶性物质。纯蔗糖晶体的比重为1.5879，蔗糖溶液的比重依浓度和温度的不同而异。蔗糖的比旋度在+66.3°至+67.0°范围。

化学性质

蔗糖中的葡萄糖和果糖残基通过α-1，2-糖苷键连接，分子中不存在活泼的半缩醛羟基。不能发生互变异构现象。其水溶液没有变旋光现象。由于不能转变成具有醛基的开链式结构，不能与苯肼缩合生成糖脎，也没有还原性。

蔗糖及蔗糖溶液在热、酸、碱、酵母等的作用下，会产生各种不同的化学、生物反应。

结晶蔗糖加热至160℃，会熔化成为浓稠透明的液体，冷却时又重新结晶。加热时间延长，蔗糖即分解为葡萄糖及脱水果糖。在190-220℃的较高温度下，蔗糖便脱水缩合成为焦糖。焦糖进一步加热则分解成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等产物。蔗糖溶液在常压下经长时间加热沸腾，溶解的蔗糖会缓慢分解为等量的葡萄糖及果糖，即发生转化作用。蔗糖溶液若加热至108℃以上，则水解迅速，糖溶液浓度愈大，水解作用愈显著。煮沸容器所用的金属材料，对蔗糖转化速率也有影响。例如：蔗糖溶液在铜器中的转化作用，远比在银器中的大，玻璃容器几乎没有什么影响。

安全性

无毒，可作为食品添加剂，入眼应立即清洗。

制备方式

提取

蔗糖的原料主要是甘蔗（Saccharum spp）和甜菜（Beta vulgaris）。将甘蔗或甜菜用机器压碎，收集糖汁，过滤后用石灰处理，除去杂质，再用二氧化硫漂白；将经过处理的糖汁煮沸，抽去沉底的杂质，刮去浮到面上的泡沫，然后熄火待糖浆结晶成为蔗糖。

生物合成

在高等植物中，蔗糖的合成通过蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶两种途经进行的。

蔗糖合成酶催化途经:在蔗糖合成酶催化下利用尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）作为葡萄糖给体与果糖合成蔗糖。而尿苷二磷酸葡萄糖是1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸（UTP）在UDPG焦磷酸化酶催化下生成的。反应式：

UDPG+果糖→蔗糖+UDP

磷酸蔗糖合成酶催化途径:在磷酸蔗糖合成酶催化下利用UDPG作为葡萄糖给体，但果糖部分不是游离果糖，而是6-磷酸果糖，合成产物是磷酸蔗糖，再经专一的磷酸酯酶作用脱去磷酸形成蔗糖。

人工合成

人工合成蔗糖的方法是：先将谷物淀粉水解产生葡萄糖，然后在酶的催化作用下将葡萄糖转变为它的同分异构体—果糖，再用磷酸酶催化合成蔗糖。

分类

根据国家相关标准分类，食糖一般分为：白砂糖、黄砂糖、赤砂糖、绵白糖、单晶体冰糖、多晶体冰糖、红糖、黑糖、冰片糖、方糖、糖霜、液体糖浆等，其中纯度最高的应该是单晶体冰糖，而使用最广泛的应该是白砂糖。

红糖

红糖为甘蔗的茎经压榨取汁炼制带蜜成型的蔗糖。有丰富的糖份、矿物质及甘醇酸。

红糖虽杂质较多，但营养成分保留较好。它具有益气、缓中、助脾化食、补血破淤等功效，还兼具散寒止痛作用。所以，妇女因受寒体虚所致的痛经等症或是产后喝些红糖水往往效果显著。

黑糖

黑糖是一种没有经过高度精炼的带蜜成型的颜色比较深的带焦香味的蔗糖，其含多酚类物质且含铁元素，颜色偏深近似黑色，故被称为黑糖。甘蔗中天然营养成分得到有效保留，并经过较长时间的炼制使其更加利于人体的吸收。黑糖的叫法最早是流行在中国台湾地区、日本。黑糖的国家轻行业标准是QB/T 4567。

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，干净，甜度高。白糖在生产、包装、运输、贮存过程中，很容易污染上病原微生物。尤其是存放一年以上，颜色变黄的白糖，往往受到螨虫的污染。

适当食用白糖有助于提高机体对钙的吸收；但过多就会妨碍钙的吸收。

冰糖

冰糖是砂糖的结晶再制品，结晶如冰状，故名冰糖，有白色、微黄、微红、深红等色。据记载中国在汉时已有生产。根据《齐民要术》的记载可知后汉时中国已经生产蔗糖和冰糖了。

方糖

方糖亦称半方糖，是用细晶粒精制砂糖为原料压制成的半方块状（即立方体的一半）的高级糖产品，在国外已有多年的历史。它的消费量会随着人们生活水平提高而迅速增大。

方糖的生产是用晶体尺寸粒度适当的精糖，与少量的精糖浓溶液（或结晶水）混合，成为含水分1.5～2.5%的湿糖，然后用成型机制成半方块状，再经干燥机干燥到水分0.5%以下，冷却后包装。

黑糖与红糖的区别

据《蔗糖史》记载，日本古代无糖，到了16世纪末（大约是明代）才有中国人带去蔗种，并开始学习制糖，而与此同时中国商船已经对日本出口黑糖（红糖）和白糖，那时候中国产的红糖经过海上漂泊和舟车劳顿，到达日本的时候红糖的颜色变的更深，更加接近于黑色，被称为黑糖也很合情合理了。所以从历史源头上看，黑糖和红糖应该是同源的。

因此，“黑糖”的概念则由日本、中国台湾地区反向风靡回中国大陆地区。为了区分黑糖和红糖，国家工信部对黑糖和红糖也进行的定义，并发布了对应的国家行业标准：黑糖QB/T 4567，红糖QB/T 4561。目前来看黑糖和红糖的区别主要有下面几个方面：

① 黑糖的制作工艺更加复杂，熬炼时间更长，对于营养成分的驯化时间更久，火候更足。

② 黑糖颜色比一般红糖颜色要深，甘蔗含有多酚类物质，在铁离子的环境下颜色容易变深，而多酚类物质对于人体健康是有益处的。

③ 黑糖有焦香味，红糖没有焦香味，焦香与蔗香的结合让黑糖口味更丰富。

④ 黑糖的执行标准和要求比更高（黑糖指标要求比红糖高33%-150%）。

测定方法

原理

样品经除去蛋白质后，其中蔗糖经盐酸水解转化为还原糖，再按还原糖测定。水解前后还原糖的差值为蔗糖含量。

试剂

盐酸：量取50 mL盐酸加水稀释至100 mL，甲基红指示液：0.1%乙醇溶液，20%氢氧化钠溶液，其余试剂同GB 5009.8-2003《食品中还原糖的测定方法》第2章。

操作方法

吸取2份50 mL按GB 5009.7-85中4.1制备的样品处理液，置于100 mL容量瓶中，一份加5 mL盐酸，在68～70℃水浴中加热15 min，冷后加2滴甲基红指示液，用20%氢氧化钠溶液中和至中性，加水至刻度，混匀。另一份直接加水稀释至100 mL，按GB 5009.7-85中4.2分别测定还原糖。

计算

X =（R2-R1）x 0.95

式中：X--样品中蔗糖含量，%；R2--水解处理后还原糖含量，%；R1--不经水解处理还原糖含量，%；0.95--还原糖（以葡萄糖计）换算为蔗糖的系数。

生理代谢

蔗糖被人食用后，在胃肠中由转化酶转化成葡萄糖和果糖，一部分葡萄糖随着血液循环运往全身各处，在细胞中氧化分解，最后生成二氧化碳和水并产生能量，为脑组织功能、人体的肌肉活动等提供能量并维持体温。血液中的葡萄糖——血糖，除了供细胞利用外，多余的部分可以被肝脏和肌肉等组织合成糖原而储存起来。当血糖含量由于消耗而逐渐降低时，肝脏中的肝糖原可以分解成葡萄糖，并且陆续释放到血液中，肌肉中的肌糖原则是作为能源物质，供给肌肉活动所需的能量。

蔗糖可以增加机体ATP的合成，有利于氨基酸的活力与蛋白质的合成。由蔗糖分解成的葡萄糖作为能源物质对脑组织和肺组织都是十分重要的。糖是构成肌体的重要物质，如糖蛋白是体内的激素、酶、抗体等的组成部分，糖脂是细胞膜和神经组织的成分，核糖和脱氧核糖是核酸的重要组分。

国内外许多研究的结果表明：碳水化合物和糖的消费量与糖尿病的发病率不是成正比的关系。人进食碳水化合物以后，有许多因素会影响血中葡萄糖含量的增加，这些因素包括碳水化合物的种类和其他维持体力活动的营养物质的进食。血糖指数是将食品按照其促进血糖水平增加的能力加以实际排列的一种衡量尺度。研究人员研究了食品对血糖水平的影响，结果表明：淀粉类的食物对血糖影响与蔗糖相近或比蔗糖还要高。蔗糖的血糖生成指数是83，而面包、米饭、马铃薯的血糖生成指数分别是100、81．80，因此说吃糖使人得糖尿病是错误的。

由于蔗糖可以直接溶解食用，并且能很快地被人体消化吸收和利用，因此，饮用蔗糖能够迅速消除疲劳，增强体力和脑力活动的能力，增加人体的抗寒能力。特别是高空作业、深海潜水、登山、宇航、极地探险、体育比赛、脑力劳动等，都需要食用含糖高的食品。

人们若不慎轻度烫伤、擦伤、创口出血，在没有医疗的条件下，可将伤口清洗后，用蔗糖敷在伤口上，蔗糖能够短时间内抑制细菌的繁殖，原理是蔗糖能够形成高浓度渗透压杀灭伤口周围的细菌，有助于伤口愈合，但是不建议长时间在伤口上使用蔗糖，这可能会引起未知的感染。

夏天中暑者，身体虚弱，立即喝一些糖水，可大大减轻病情。

红糖姜水对于感冒、伤风有一定的治疗作用，并已被应用了千百年。红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，而且有益气、补血的作用，因此成为产妇的必备佳品。

科学家的研究表明：蔗糖是维生素A的一种很有效而又实用的增强剂，蔗糖对铁吸收有明显的增强作用。2010年10月，日本东京农业大学的科学家通过对小白鼠进行的实验发现：将蔗糖与钙片混合一起喂与单喂钙片不加糖进行比较实验，结果前者较后者对钙片的吸收率提高10倍。蔗糖对钙有促进吸收作用，这已引起一些国家科学家的重视。

一般人均可食用蔗糖，糖尿病患者尽量不要食用，儿童不宜多食，易出现蛀牙。

植物代谢

蔗糖是高等植物光合作用的主要产物，是碳运输的主要形式，也是“代谢库”（指物质的总量，或是一组平衡的彼此类似物，并非以共价键相结合一类物质，而是可提供和参加稳定状态的合成代谢和分解代谢反应，可涉及在细胞、器官、组织，或一个有机体中的一类物质总量。）代谢的主要基质。蔗糖也是许多果实中糖积累的主要形式，是果实品质形成的重要因子。此外，它还是细胞代谢的调节因子，可能通过影响基因表达发挥作用。Koch和Smeekens提出在植物体内运输的蔗糖具有信号功能，可以使一些基因被诱导，使另一些基因被阻遏。过多的蔗糖在“源”中，导致与光合作用相关的一些基因表达水平降低，在“库”中使与蔗糖水解、植株生长和呼吸相关的基因提高表达水平。

与蔗糖代谢和积累密切相关的酶主要有蔗糖转化酶、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）。转化酶又称蔗糖酶或β呋喃果糖苷酶。在蔗糖代谢中催化如下反应：蔗糖 + H2O→ 果糖 + 葡萄糖。蔗糖磷酸合成酶是一种可溶性酶，活性最适pH值约为7.0，存在于细胞质中，催化如下可逆反应：UDPG + 6-磷酸果糖 ® 6-磷酸蔗糖 + UDP。上述反应的生成物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离子，而SPS和SPP又是以复合体的形式存在于植物体内，所以SPS催化蔗糖生成在事实上是不可逆的。蔗糖合成酶是一种存在于细胞质中的可溶性酶，有些不溶性的SS附着在细胞膜上。催化如下可逆反应：果糖 + UDPG → 蔗糖 + UDP。

分布

蔗糖广泛存在于自然界的植物中，是利用光合作用合成的，植物的各个部分（如果实、根、茎、叶、花及种子）都含有蔗糖。例如，甘蔗含蔗糖14%以上，北方甜菜含蔗糖16%～20%。不同树种的果实含糖的种类不同，其中桃、杏和柑橘中含蔗糖较多，苹果、梨、柿、枇杷同时含有葡萄糖、果糖和蔗糖，但是蔗糖占比较少。在新鲜水果中蔗糖含量在6%~25%左右。蔗糖一般不存在于动物体内。[7]

应用

蔗糖对人类的营养和健康起了重要的作用。人类享受着蔗糖的甜美及利用蔗糖为添加剂生产出来的食品，还应用着以蔗糖为原料生产出的成百上千种的生活物质。

甜味剂

蔗糖的甜味给人以愉悦的感觉，而且它的甜味纯正、稳定、回味良好。蔗糖是一种天然有机物，人食用后分解的最终产物是二氧化碳和水。经过几百年人类的食用证明，蔗糖是安全的食品。20世纪80年代蔗糖被美国食品药物管理局（FDA）认为是安全的食品而编入目录。与糖精等无营养、不产生热量的化学甜味剂比较，1 g蔗糖可以产生17 kJ的热量，可以说蔗糖是安全的营养型甜味剂。

食品添加剂

由于蔗糖具有独特的功能，有利于食品的加工和品质的提高。蔗糖的甜味纯正稳定，易于溶解和调色，还能从饱和溶液中迅速结晶出来，这些性能对糖果的生产是十分有利的。蔗糖在冰淇淋等食品中，除了作为甜味剂，还被用作冷冻点的改良剂、结晶改良剂和膨松剂。蔗糖可以在高温下发生焦化作用，能使烹调食品和焙烤食品着上所需的棕褐色。蔗糖具有渗透作用，能抑制有害微生物的生长，还可以对果酱、果冻、蜜饯起保藏作用，以延长食品的保藏期。蔗糖具有很好的水溶性，不同浓度的蔗糖溶液产生不同的粘度，可以为饮料、罐头等提供令人满意的风味，并能保持其风味的稳定性。蔗糖可以作为酵母的营养剂，为发酵过程提供能源，这也是化学合成的甜味剂所不具备的性能。蔗糖具有吸水性和保水性，在食品（特别是面制品）中能使之松软，利于延长食品的货架期限。蔗糖对淀粉颗粒起膨胀和胶凝作用，利于面包和其它面制品的制备。

化学原料

蔗糖是多种制品的原料。根据资料介绍，以蔗糖为原料和辅料的产品有56类2300多种，其中主要以食品为主。另外，蔗糖还是酒精、酵母、柠檬酸、乳酸、甘油、醇类、药品等的原料。世界上许多国家都开展了蔗糖化学的研究与开发。2002年12月，据法国科技新闻处报道：法国东部阿尔萨斯的埃尔斯坦糖厂、马赛开发研究所和蒙伯利埃大学的专家们联合研究出了用甜菜糖制造可降解塑料的工艺。该工艺是通过菌类发酵，把甜菜糖中的葡萄糖和果糖变成乳酸，再经过化学途径，把乳酸分子聚合成乳酸多元酸，成为塑料原料。这种塑料可以在自然环境中生物降解，由生物吸收，利于保护环境，并且生产成本较低，有很好的市场前景。

中国华中农业大学，采用先进的水化法合成工艺，以蔗糖为原料，加上脂肪酸反应生成蔗糖脂肪酸脂，以无毒、无溴、无刺激，良好的表面活性性能而广泛应用于食品、医药、化工、化妆品、洗涤剂、纺织及农牧业等行业。这种以蔗糖为原料的蔗糖脂肪酸脂因其高度的安全性和非凡的功用，已相继被中国、日本、美国、欧盟、世界粮农及卫生组织批准作为食品添加剂和药用辅料。

产业布局

甘蔗糖业作为原料种植与加工销售紧密结合的产业在20世纪90年代进入市场经济以来我国蔗糖产业就开始探索运作“公司+糖厂+农户”的模式，与农户建立稳定的产销关系，带动千家万户按照市场需求进行专业化、集约化生产，基本形成了“政府调控、市场引导、企业带动”的发展机制，取得了显著的成效。

蔗糖产业已成为中国主产区经济发展的重要支柱和农民增收的主要来源。2003年以来，中国积极调整蔗糖产业结构，优化布局，使甘蔗产量和产值仅次于粮、棉、油，2010年中央一号文件首次将糖与粮、棉、油一起视为国家大宗农产品。为进一步促进产业可持续发展，中国积极推进甘蔗科学布局，相继出台了“双高”甘蔗优势区域布局规划(2003～2007年)、中国甘蔗优势区域布局规划(2008～2015年)，蔗糖生产完成了向桂中南、滇西南、粤西、琼北优势区域布局。优势区域布局促进了当地甘蔗产业的快速发展，2009～2010年榨季，广西、云南、广东、海南总产糖量占全国总产量的99.1％。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省