食品百科全书 - 蔗糖

蔗糖

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蔗糖

自然界分布最广的非还原性二糖,分子式C12H22O11,存在于许多植物中,以甘蔗甜莱中含量最高,因此得名。

纯净的蔗糖是无色晶体易溶于水,比葡萄糖麦芽糖甜,但不如果糖甜。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合失去一分子水而成,葡萄糖分子中的醛基和果糖分子中的酮基都被破环,因此没有还原性,属非还原性二糖。蔗糖在酸或蔗糖酶的作用下,水解生成等量的葡萄糖和果糖。因此其水解产物有还原性。


蔗糖遇浓硫酸发生脱水反应,生成复杂的混合物,其中有黑色的。蔗糖是各种食品的主要甜味剂,也可用于制葡萄糖和果糖。

蔗糖是人类基本的粮食之一,已有几千年的历史。蔗糖根据纯度的高低可分为三种;白糖砂糖片糖

化学

蔗糖,有机化合物,分子量180。白色晶体,具有旋光性,但无变旋。

蔗糖容易被酸水解,水解后产生等量的D-葡萄糖和D-果糖。不具还原性。发酵形成的焦糖可以用作酱油的增色剂

蔗糖光合作用的主要产物,广泛分布于植物体内,特别是甜菜、甘蔗和水果中含量极高。蔗糖是植物储藏、积累和运输糖分的主要形式。

性质

水中的溶解度: 每克水可以溶解 2.1 g蔗糖(25℃).

熔点: 186℃

能量密度: 17 kJg−1

生产

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。


历史

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。

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。

石蜜就是今日的片糖。

唐代

后来印度的炼糖术有进一步地高: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:

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,叫西洋糖(明代的西洋即现在的南洋)。

造冰糖法:将白糖煎熔,和入鸡蛋清除杂质,待火候合适,将新青竹破成蔑片,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。

早年出口纪录

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。

生理影响

蔗糖在人体消息化系统内经过消化液分解成为果糖和葡萄糖,经过小肠吸收.

蔗糖被认为会导致某些健康问题,其中最常见是蛀牙,这是由于口腔的细菌可将食物中的蔗糖成份转换成酸,从而侵蚀牙齿的珐琅质。

蔗糖有高热量,摄取过量容易引起肥胖。

  用途

  甜料:茶、咖啡、药水、药丸等

  汽水、糖果 、饼干 、糕点 、腊味 、调味料 、货物、商品、期货

  蔗糖与L-阿拉伯糖配伍使用,既能享受吃糖的甜蜜感觉,又能不引起肥胖、血压升高、血糖升高等现象。

  性质介绍

  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。

  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反应。反应的结果不仅直接造成蔗糖的损失,而且还会生成一些对制糖有害的物质。

  结晶蔗糖加热至160℃,会热分解便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。焦糖进一步加热则生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等产物。在潮湿的条件下,蔗糖于100℃时分解,释出水分,色泽变黑。

  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。

  2.酸的作用

  蔗糖溶液为酸性时,蔗糖转化更快。浓酸对糖液的分解作用更大,如浓硫酸能使固体蔗糖迅速脱水,焦化成为黑色产物。在纯蔗糖溶液中,只要有少量的游离酸存在,就能使蔗糖的转化作用迅速进行。但是,对于压榨蔗汁中的蔗糖来说,情况就不是这样。因为蔗汁中含有弱酸的中性盐会抑制蔗糖的转化。

  3.碱的作用

  稀碱溶液如氢氧化钙,氢氧化钾及钠的溶液,甚至在煮沸的情况下也不会使蔗糖分解。浓碱溶液加在糖液中加热时蔗糖分解成糠醛、丙酮、乳酸、乙酸、甲酸、二氧化碳等产物。分解程度及产物种类视氢氧离子浓度及温度而定。蔗糖能与中等浓度的碱化合生成碱性的蔗糖盐。

  4.盐类的作用

  水中同时有蔗糖与盐类存在时,它们的溶解度都要发生变化,变化的程度取决于双方的浓度和盐类的性质。

  5.氧化作用

  蔗糖燃烧或在生物氧化中,都产生二氧化碳及水,在中性或酸性的溶液中,高锰酸钾可使蔗糖氧化成二氧化碳、甲酸、乙酸及草酸,但在碱性条件下,只能部分地变为草酸及二氧化碳。

  6.微生物对蔗糖的作用

  蔗糖的稀薄溶液易受微生物的感染,但感染机会随糖汁增浓而减少。此外还跟糖汁的温度及pH值有关。一般微生物繁殖的最适温度都在30—45℃之间,而加热到80℃时则多数微生物都能被抑制或杀灭。

  甜味

  甜味通常用舌尖感觉。有一种联系到分子结构的甜味理论,认为许多有甜味的化学物质存在着距离为0.3 nm的两个能形成氢键的基团,这两个基团必须是分离的而不致互相合。舌头上有配合形成氢键的一边,这可用下图表示。  甜味感觉的示意图

  当甜味物质的一部分键合到舌头上的一边,特殊的神经细胞就传出一系列的信息,感觉到甜味。蔗糖和糖精(邻磺酰苯甲酰亚胺)的甜味基团如下图所示。

  蔗糖和糖精的甜味基团

  糖精的甜味比蔗糖高300——500倍。这个甜味理论没有能够解释这一点,需要进一步探索。

  蔗糖产品

  常见的蔗糖及其加工品主要包括红糖(又名赤砂糖、沙糖、紫沙糖、黄糖、黑糖)、白砂糖、绵白糖、单晶冰糖、多晶冰糖(又名老冰糖、白冰糖、黄冰糖)、方糖等。

  适宜人群

  一般人均可食用,

  糖尿病患者尽量不要食用,儿童不宜多食,易出现蛀牙。

  食用功效

  前言

  蔗糖是一种双糖,它是由1个分子的葡萄糖和1个分子的果糖组成的。蔗糖是从糖料作物甜菜或甘蔗中提取出来的。因此,蔗糖是天然食品,是大自然赐予人类的恩惠。几百年来,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,1g蔗糖可以产生17KJ的热量,而长期食用或超标食用糖精可使人中毒,并能引起人的精神和视力障碍。动物实验表明:糖精还可以引起膀胱癌等癌症。美国FDA早在20世纪70年代就明令禁止在一切食品中使用糖精,还有很多国家,一些化学合成的甜味剂也都禁止使用或者限制使用。因此,可以说蔗糖是安全的营养型甜味剂。

  对人体的作用

  对人体生理功能的作用,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。

  国内外有些人士和报刊出于各种目的,过分夸大宣传吃糖有害人体健康,会导致肥胖、糖尿病等,这不但造成了一些消费者对蔗糖在认识上的错误,还产生了抑制吃糖的心理。其实对于这个问题早在20世纪80年代美国FDA就曾组织专家对蔗糖作为食品的安全性与营养价值进行了3年的调查研究,未发现蔗糖对人体有害,并作出以下几点结论:(1)糖尿病、心脏病、高血压或癌症等疾病不是由蔗糖引起的;(2)吃蔗糖与胆结石、儿童多动症无关;(3)吃蔗糖并不使人增肥;(4)吃蔗糖不妨碍人体对外来必需营养成分的吸收。

  根据中国糖协的资料,国内外最新的研究成果表明:“糖(所有的糖类)的摄取量与肥胖症和脂肪摄取量成反比关系”。事实上,一些富裕国家常见病统计显示,吃糖多的人比吃糖少的人不容易得肥胖症,而且没有确切的证据表明糖的甜度导致食欲增加,事实正相反——人体通常对碳水化合物和糖比脂肪类食品有更强的食欲减低反应。人体发胖除了遗传因素外,主要是由于摄入过量脂肪积累、体力活动过少造成的。糖及淀粉是人体总能量的一部分,而且它们与脂肪相比有较低的能量密度,所以说吃糖导致肥胖的说法是毫无科学根据的,是不正确的。

  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。根据美国科学家试验,每天摄入80g蔗糖(每年食用29.2kg/人),对人体健康没有不良的副作用。

  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。

  食物中毒者,在没有得到医生救治时,可立即服用大量的白糖水,起到解毒保肝的作用。蔗糖对肝病患者有提高肝的解毒能力、促进肝细胞恢复、保护肝脏的作用。

  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,能抑制细菌的繁殖、止血消炎,有助于伤口愈合。

  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。

  应用

  蔗糖在食品及工业中的应用,蔗糖是食品中有营养的甜味剂,它不但以化学合成甜味剂所不具备的特性成为食品中重要的添加剂,而且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。

  综上所述,我们可以看出:蔗糖以它甜美的口味和独特的功能,在食品中发挥了重要的作用。因此,可以说蔗糖是多功能的食品添加剂。

  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。

  随着中国人民生活水平的提高,食品的安全问题已越来越受到人们的重视。所以,应该限制糖精和化学合成甜味剂的生产和使用,纠正强加于蔗糖的一些不科学的荒谬说法和不公正的待遇,宣传蔗糖具有利于人体健康的多种功能,提高消费者对蔗糖的认识,提高中国食糖人均消费水平,利于中国人民的身体健康和我国制糖行业的发展。

  婴幼食品

  实际上,它们的糖分含量比传统意义上的垃圾食品还要高,对婴幼儿的身体健康造成了严重威胁。因为“含糖量超标”,很多婴幼儿食品,包括被消费者所熟知的知名品牌,都被列入了“黑名单”,甚至欧盟在2009年底已经禁止含蔗糖的婴幼儿配方奶粉在市场出售。

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