登糖入室
93/12/07
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陳治玄｜
臺灣糖業股份有限公司研究所
糖比不上醬醋茶？
開門七件事，柴米油鹽醬醋茶，很奇怪為甚麼把「糖」排除在外，難道說糖的重要性比不上醬醋茶嗎？糖是一種甜味料，而甜是五味之一，是人類生活上一種很重要的享受，人們稱讚食物鮮美常用的評語是，鮮得會甜，可見甜在人的味覺上是蠻有地位的。生化學家發現在人體的代謝過程中，糖是生物能量的來源，因此，人的味蕾中對甜的感受，可能是生物演化的結果。能夠引起甜味感覺的東西很多，糖是其中最常見也是最主要的一種，為甚麼被屏除在開門七件事之外，是評審者的疏忽嗎？
最早的甜味劑是天然的，絕大多數都儲存在植物體內，因為它是由空氣中的二氧化碳和植物中的水分，透過葉綠素，起光合作用而產生的。像甜菜的根、甘蔗的莖、甜菊的葉子、各種水果的果實等，或多或少都含有各式各樣的甜味劑，呈現不同而獨特的風味。蜂蜜則是另一類天然甜味劑，至於哺乳動物的乳汁，裡面也含有乳糖，似乎也可以算，只是數量微不足道。
隨著人類生活水準的提升，甜味劑消耗量遽增，天然產生的雖然也可以靠推廣種植來增產，但須占用廣大的土地、和消耗大量的人力，整體付出成本較高，需要開拓比較便宜的來源。另外由於醫藥上的需要，如防止蛀牙，以及糖尿病患者不能吃糖，過度肥胖者不宜吃糖等等，可又不想放棄享受甜味，於是人工甜味劑應運而生。
人工甜味劑按目的可粗分為二類，第一類是利用微生物、酵素、或無機酸等把澱粉水解成葡萄糖、果糖、以及果寡糖等，例如市面上的果糖漿、麥芽糖、果寡糖漿等。因為澱粉的來源非常充裕，足夠彌補天然產量的不足。第二類是用化學合成方法合成的代糖，它們完全沒有糖類的結構，一般具有超高甜度，大概是蔗糖的二百到五百倍，例如糖精鈉鹽、阿斯巴甜、丁四醇和AK糖等。代糖用量可以較少而熱量低，保留了味覺享受，而沒有熱量負擔，適合忌糖病人使用。
在這眾多甜味劑中，蔗糖獨占鰲頭。它具有產量豐、口味好、加工穩定度高等優點，適宜作烹飪調味料、飲料添加物、烘焙添加劑等，是家庭必備的物品，也是飲料和食品工業的重要原料。而且它消化容易、吸收快，是很好的緊急熱量來源，在特殊情況下，可以作為救急用品，在急救包中也占有一席位置。蔗糖含有眾多的氫氧基，親水性極強，因此很容易溶解在水中。它的溶解度隨著溫度升高而升高，而濃度愈高滲透壓愈大，大到微生物也無法在裡面生存，所以蜜餞可以耐久不壞。
製糖用的甘蔗咬不動
蔗糖主要來自兩種農作物，甘蔗和甜菜。甘蔗適合在溫帶和亞熱帶地區生長，而甜菜則是寒帶作物，所以蔗糖產地遍布全球，只有兩極酷寒地區除外。臺灣氣候很適合甘蔗的生長，尤其是南部，在工業起飛之前，糖曾經是臺灣最大宗的外銷產品。
甘蔗分食用和製糖用二種，食用甘蔗外皮呈紫紅色，纖維比較軟、脆，可以用牙齒咬斷、撕裂、和擠壓，而且多汁、甜度適中，再加上氣味清香，是解渴聖品。製糖用甘蔗外皮呈淺黃綠色，纖維比較硬而且韌，一般人的牙齒幾乎咬不動，不方便直接食用，但糖度很高，適合用來製糖。
種蔗成績靠品種
種蔗是為了製糖，好壞標準就由一甲地能收穫多少糖來作評估，能夠影響收成好壞的因素很多，其中最重要的是品種。品種就好像一個人的天賦一樣，品種優良的甘蔗，只要後天配合正常，適時栽培、施肥、灌溉等，就會有很好的收穫。而品種不良，即使後天用盡力量，成就終歸有限。
有性雜交育種 甘蔗是一種生物，它的特性受遺傳因子控制。在育種時，首先慎選父本和母本，當它們開花時，讓雌花蕊接受雄花粉而受孕，結成種子，再經過播種、萌芽、苗床假植、田間定植、然後實生苗選拔。這時品頭論足，既看外表，也檢查內容，選出表現優良的植株。接著再以無性繁殖，一再擴大試驗區域，繼續觀察檢驗其主要特性，如產量、糖度、抗病、耐旱、宿根等特性，並和對照品種比較，如果各項都能達到預定標準，新品種就算育成。
突變育種法 有性雜交育種法要受開花季節的限制，突變育種法則隨時可以進行。那是利用放射線照射，或用化學藥劑處理甘蔗種子、蔗芽、植株、或培養組織等，使得染色體或遺傳因子產生突變，然後再用組織培養技術，先在試管培養基中分化育成幼芽、幼苗及衍生苗，接著苗床假植，田間定植等。突變法的優點是全年都可以進行，短時間內可培育出大量衍生蔗提供觀察選拔。缺點是突變方向尚不能控制，特性變壞的機率遠大於變好的機率，常常白費功夫。
品種退化和搭配 一個品種育成大約需要十年，然後示範、推廣、種植。若干年後，某些特性會逐漸退化，例如抗病能力減弱，產量降低等，或另外一種新病的發生，此時就需要把這一品種逐年淘汰，另換一新品種來接替。所以新的品種必須不斷育成，以備不時更新之需。品種有的早熟，有的晚熟，也有介於其間的，三者種植比例要搭配好，才能配合四、五個月開工製糖期，全程供應成熟甘蔗，既不過熟，也不太生。
甘蔗種植花樣多
蔗苗和宿根 田間甘蔗種植不由種子開始，一般都直接種植蔗苗。蔗苗來源很多，最主要是蔗莖，因為蔗節上會長芽，方法是取整支蔗莖，分切成一段段雙芽苗，然後平植或斜植。近來為了節省人工，也有採用整株平植的。早期人工充裕時，在將要採收的原料莖的梢頭上，採取二支雙芽苗或三芽苗，此法要配合開工期，只能用於春植或一期糊仔。其他還有分櫱切離苗及各種側芽苗等。另外還可以採用宿根方法，就是當原料甘蔗採收時，不挖蔗頭，採收後再經過切頭、開根、排土、施肥即可。
植期 甘蔗生長期主要受氣溫和品種影響，在臺灣大約14～18個月，不過宿根的可以縮短，只需要12個月。生長期不足的甘蔗，不只產量低，而且糖度也較低。秋植甘蔗以八、九月，春植甘蔗以二、三月為種植適期，因為製糖開工期從十一月到隔年的四月，所以秋植蔗都有足夠生長期，而春植蔗需要延後採收來配合。
間作 幼蔗生長緩慢，土地沒有充分利用未免可惜，這時可以間作一期其他的短期作物，和蔗苗一起生長，趕在蔗苖長大之前收穫完畢，以增加土地收益。但有個條件需要遵守，就是間作的作物不能對蔗作有太多不良的影響。適宜的作物有甘薯、落花生、豆類、玉米、番茄、大蒜、馬鈴薯、瓜子西瓜等。
糊仔甘蔗 在輪作制度中，通常是一期新植，接著二期或三期宿根，再一期或二期水稻，然後又回到新植。而在末期水稻未收穫前，把新植甘蔗種植在水稻株間糊狀泥土中，稱為糊仔甘蔗。它的優點是既不影響水稻生長，又可使後作甘蔗提早種植，還可節省整地築畦等作業費用。和第一期水稻間作的，稱為第一期糊仔甘蔗，也叫做春植糊仔甘蔗。和第二期水稻間作的，稱為第二期糊仔甘蔗，也叫做秋植糊仔甘蔗。
綠肥 預備秋新植的蔗田，可以利用前作收穫後的休閒時間播植綠肥，而在種蔗前犁翻入土，以供應土壤中的有機肥。常用的綠肥作物有太陽麻、田菁和虎爪豆等。
養雞怕雞瘟，種蔗怕著病。甘蔗是生物，不小心照顧，難免百病叢生，甚麼白葉病、崁紋病、葉枯病等。只要得了病，不管是甚麼病，一律無藥可醫，只能整株拔除，燒掉，再好好禱告，祈盼不會傳染開來，這就需要勤快巡查，早期發現，迅速撲滅。而更好的防治方法是育成抗病品種，不怕病毒來襲。只不過病的種類太多，顧了甲，顧不了乙，難以周全，更何況有的病還育不出抗病品種呢！
工場製糖
甘蔗成熟採收後，送進製糖工場製糖。嚴格說這不是製造，因為製造蔗糖這工作，已經在甘蔗體內完成，製糖工場只是把蔗糖從蔗體內分離出來，再加以純化而已。
首先登場的是壓榨或滲提，二者方法雖然不同，但結果一樣，都是把糖分從纖維中分離出來。壓榨是硬幹，一重又一重的擠壓，那怕把蔗體壓得粉身碎骨，也要把糖分榨乾，用的全是硬功夫。滲提可是用軟的，高溫水又洗又泡，糖分乖乖地被誘拐出來了。為了提高分離效率，甘蔗需要前處理，切斷、撕裂成細條，以增加接觸面，而且還要採用逆流式浸漬系統，整個分離效率可以達到98％。
接著是清淨，這是第一道純化作業。蔗汁內含有不少雜質，其中一部分可藉簡單加熱、加灰反應，生成不溶解固體，或添加某些清淨劑，如磷酸、二氧化碳、二氧化硫等，讓它在蔗汁內和石灰生成磷酸鈣、碳酸鈣、和亞硫酸鈣固體，使某些雜質吸附在固體上，然後利用固液分離操作，澄清和過濾，把固體分開移去，雜質就跟著移走了。
蔗汁內含有大量水分，要靠蒸發來移除，平常一噸蒸氣只能蒸發一噸水，不太經濟。一般都使用多效蒸發罐，讓前效的汁汽作為後效的熱源，這樣一噸蒸氣就可以蒸發較多的水，節省了大量蒸氣。
結晶也是一種純化作業。當糖液濃度超過糖的溶解度時，蔗糖就可以結晶出來，和帶有雜質的母液分離，這時溶液的狀態叫做過飽和狀態。要讓結晶作業持續進行，就必須把糖液維持在過飽和狀態，達成的方法有二種，一是利用蒸發來減少水分，另一是利用降溫使得溶解度降低。製糖工場是先用蒸發方法來完成大部分結晶工作，然後再用降溫方法把結晶做得更徹底，最後用離心機把糖蜜分離，再經乾燥就成了，因為外觀像砂粒，所以叫做砂糖。
蔗汁在清淨過程中，如果沒有經過過濾操作，很難避免懸浮物混進成品。為了衛生安全，這種成品不得直接消費，只能做為原料糖，叫做粗砂，供應精煉糖廠再溶煉成精煉糖。
砂糖成品有很多種，一般依白度區分有特砂、一砂、二砂，和金砂。若依細度區分，有一般砂糖、細砂、粉糖、晶冰糖、大粒冰糖等。還有不經過分蜜的帶蜜糖，像黑糖，又叫紅糖，以及不定型的微晶糖等。因為它帶蜜，可以在蜜內添加各種風味的材料，使得產品更加多采多姿。
甜味幾乎是人類的最愛，因此砂糖的加工產品千變萬化，花樣眾多，不勝枚舉，最著名的當推巧克力糖和水果糖了。
