蔗糖

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有机物

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蔗糖，是食糖的主要成分，是双糖的一种，由一分子葡萄糖的半缩醛羟基与一分子果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖有甜味，无气味，易溶于水和甘油，微溶于醇。有旋光性，但无变旋光作用。蔗糖几乎普遍存在于植物界的叶、花、茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富。蔗糖味甜，是重要的食品和甜味调味品，有白砂糖、赤砂糖、绵白糖、冰糖、粗糖（黄糖）等蔗糖制品 ^[1] 。

中文名: 蔗糖
外文名: sucrose
分类: 白砂糖、赤砂糖、绵白糖、冰糖
化学式: C 12 H 22 O 11
CAS登录号: 57-50-1
EINECS登录号: 611-913-4
分子量: 342.297
外观: 无色晶体或白色粉末

密度: 1.77 g/cm³
熔点: 185 至 187 ℃
沸点: 697.1 ℃
闪点: 375.4 ℃
水溶性: 易溶
安全性描述: S24/25
危险性符号: R36/37/38
危险性描述: Xi ^[2]

性质

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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。 ^[3]

化学性质

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。 ^[3]

安全性

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无毒，可作为食品添加剂，入眼应立即清洗。

蔗糖的测定

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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 ^[6] 。

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。 ^[2]

历史

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甘蔗原产地可能是新几内亚，后来传播到南洋群岛和印度。大约在周朝周宣王时传入中国南方。据《蔗糖史》记载，在唐代中国的制糖技术已经达到了世界的顶尖水平。

汉朝至隋朝

世界各国“蔗糖”（sugar、sucrose）和中国古代的“西极石密”和“西国石密”都包含“sacca”字根，来自梵文sakara。说明蔗糖发原地是古印度，通过丝绸之路传入中国和世界各地。敦煌残卷中有一段关于印度制糖术的纪录，说到印度出产甘蔗，可造最上“煞割令”。根据季羡林解读，“煞割令”就是梵文sakara的音译，证明印度制糖术的确经过丝绸之路传入中国。印度制蔗糖的方法，是将甘蔗榨出甘蔗汁晒成糖浆，再用火煎煮，成为蔗糖块（sakara）。梵文sakara又有“石”的含义。印度的“石”糖在汉代传入中国，汉代文献中的“石蜜”、“西极石蜜”、“西国石蜜”，指由西域入口的“石”糖；其中“西国”、“西极”正是梵文sakara的对音，而“石蜜”是梵文sakara的意译，石蜜就是片糖。

唐代

后来印度的炼糖术有进一步提高：将甘蔗榨出甘蔗汁，用火熬炼，并不断加入牛乳或石灰一同搅拌，牛乳或石灰和糖浆中的杂质凝结成渣，原来褐色的糖浆颜色变淡，经过反复的除杂工序，最后得到淡黄色的沙糖。《新唐书》中记载唐太宗遣使去摩揭陀（印度）取熬糖法，说明印度的炼糖术在唐朝传入中国。

宋代

北宋初期，三佛齐和大食等国贡白砂糖。白砂糖是从石蜜进一步提炼的，呈沙颗粒状态，色淡黄，比石蜜色淡，不是白如雪。宋代出现世界第一部甘蔗炼糖术专著《糖霜谱》。制糖成为一门重要产业，糖制品种类繁多，有香糖果子、狮子糖、花花糖、胶牙糖、芝麻糖、锤子糖、杨梅糖等。

元代

意大利旅行家马可波罗的《游记》记述中国武干的制糖业，开始不知道怎么炼制像巴比伦地区出产的糖那样精美，后来大汗得到来自巴比伦地区的人传授用树灰炼精糖的技术。

又说福州地区炼制的糖“十分洁白”。摩洛哥旅行家伊本·白图泰的《伊本·白图泰游记》说：“中国出产大量的蔗糖，其质量较之埃及实在有过之而无不及”。

明代

明宋应星的《天工开物》第六卷《甘嗜》篇详细叙述造白糖和冰糖的方法：

① 造白糖法：将过冬成熟的甘蔗，用轧浆车榨蔗汁，盛入缸中，用火熬成黄黑色的糖浆，倒入另一口缸中凝结成黑沙糖；另备一口缸，上面安放一个瓦溜（瓦质漏斗），用稻草堵塞瓦溜的漏口，将黑砂糖倒入瓦质漏斗中，等黑沙结定，除去稻草，用黄泥水淋下漏斗中的黑砂糖，黑渣从漏斗流入下面缸中，漏斗中留下白霜，最上一层约五寸多，非常洁白，又名西洋糖（明代的西洋，就是中国的南洋）。

② 造冰糖法：将白糖煎熔，和入鸡蛋清除杂质，待火候合适，将新青竹破成篾片，斩成一寸长短，投入熔化的白糖中，经过一夜就凝成冰糖。

季羡林在所著《中华蔗糖史》说：中国明代熬练白糖的“黄泥水淋脱色法是中国的伟大发明”，并指出冯·李普曼（von Lippmann）的《糖史》，没有一个字提到黄泥水淋脱色法。除《天工开物》外，《闽书南产志》、方以智著《物理小识》、刘献廷著《广阳杂记》、《兴化府志》都有关于熬练白糖的黄泥水淋脱色法的叙述。证明黄泥水淋脱色法是中国人发明的。

出口

中国从明朝开始将中国白糖出口到日本、印度和南洋群岛。明朝中国的白砂糖出口到印度孟加拉地区，也传播了中国制造白砂糖的方法。根据季羡林考证，孟加拉语和几种印度语言中，白砂糖都叫 cini sakara，即“中国糖”，就是中国制糖术传入印度的证明。明崇祯十年英国东印度公司的商船在广州前后购买13028担白糖和500担冰糖。

生产方式

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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。

生理代谢

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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

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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。 ^[7-9]

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 + H 2 O ® 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。 ^[10]

应用

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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。 ^[11]

产业布局

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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。 ^[12]

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％。 ^[13]

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