食糖在提高人类的营养和丰富人们的物质生活享受方面都扮演着一个很受欢迎的角色。所以从古至今它始终在农艺、食品加工和轻工业中占有重要地位。在中国古代的医药中，它也一直受到重视，被广泛利用着。
中国古代的食糖中，主要的是饴糖和蔗糖。饴糖的主要成分是麦芽糖，出现较早，是利用风干的麦芽和谷物来酿造的。因为在麦芽中含有淀粉转化酶，在它的作用下可以使谷物中的淀粉水解生成麦芽糖。它的酿造工艺很像酿酒，但要简单，都可以说是人类利用生物化学过程的先声。蔗糖当然主要是从甘蔗榨取得到的，它的结晶和脱色都是物理化学过程，因此白砂糖的制作工艺也可属于古代化学工艺的一部分。当然，现代蔗糖的主要原料中还有甜菜，但中国古代只知道把它的叶茎作为蔬菜，加工甜菜糖的工艺是20世纪初才从国外引进的。
此外，中国古代的食糖中还应包括蜂蜜。不过那是从自然界中直接采集来的，养蜂业的兴起似乎也是较晚的事，其加工工艺中也谈不上什么化学过程，因此难以纳入古代化学工艺的范畴。
(1)“稼穑作甘”，酿造饴糖
我们的祖先尝到香甜的麦芽糖大概很早。而且也绝非是某位圣贤的发明，而是与酒的发明相似，初时只是自然发生的事。我们可以设想，在原始社会中，当人们步入农耕为主的时代以后，收获来的谷物越来越多，但又没有较好的贮藏设备和处所，被雨淋受潮的机会是很多的，于是谷物便会发芽。当时的人们如果舍不得丢弃这种发芽的谷物，仍然取来炊煮食用，就会发现它变得有些甜味，更加可口。这就是说，尝到了麦芽糖的味道。于是人们自然地就会逐步总结经验，优选出了谷芽(古代时叫糵)，风干磨碎制成“曲”，像酒曲那样，用它来糖化各种蒸煮熟的稻米、大小麦、黄米、高粱、糯米、玉米等。再经过滤、煎熬就会得到含有丰富麦芽糖的糖食了。这种糖食最初叫做“饧”或“饴”。这个饧字初时读如“唐”，汉代时则改读如“羊”，其后又改饧声从唐，写为醣，或从米为糖，即成为现在的糖字了。饧、饴中除麦芽糖外，另一种成分叫做糊精，在现代化学中，糊精也属于糖类，但是没有甜味。
从有关饧的各种文字可以推断出，在大约3000年前的周代时期，甚至殷代时就已出现制饧的加工制作工艺了。例如战国时成书的《书经》——又称《尚书》中就已有“稼穑作甘”的话，意思就是耕作、收获的谷物可制作出味甜(甘)的饧。
到了汉代，人们食用麦芽糖制品已经很普遍了。那时，已有沿街吹管箫叫卖麦芽饧的小贩，饴饧已经成为平民的小食品了。
关于饴饧制作工艺的文字记载则出现较晚。最早提到此事的大概是东汉时期崔寔(shi实)所撰写的《四民月令》，但讲得很简单：“十月先冰冻，作凉饧，煮暴饴。”文中的“凉饧”是一种较强厚的饧；所谓“暴饴”是煎熬时间较短、浓缩度较低的“薄饴”。后魏时的农学家贾思勰所撰著的《齐民要术》则翔实地介绍了当时制造糖化糵和许多“煮饧”的方法。关于加工糵的技术，讲得很通俗易懂，他说：“八月中作糵。盆中浸小麦，即倾去水，日曝之。一日一度着水，即去之。脚生(指小麦种子萌发时最初长出的幼根)，布麦于席上，厚二寸许。一日一度以水洗之，芽生便止，即散收，令干，勿使饼，饼成则不复任用。此煮白饧糵。若煮黑饧糵，即待芽生青成饼，然后用刀攦〔li丽割裂开来〕取，干之。欲令饧如琥珀色者，以大麦为糵。”书中介绍的制白饴法是：用收干的白色嫩小麦芽。熬糖的大铁锅必须磨净光洁，否则有油腥气。锅上立一个凿去底的缸，将缸沿底泥砌在大铁锅上，以防止熬糖浆时因沸腾而漫溢出来。每五升干麦芽可糖化一石米。先把米淘洗净煮成饭，再摊开晾到温热，然后放在大盆里与麦芽末搅合均匀。接着将它们密闭在底边有孔(先塞住)的瓮中，盖上棉被，保持相当高的温度使之糖化。瓮中的饭要保持蓬松。冬天经一天，夏日只要半天，饭就变成稀粥状了，糖化便告完成。加进热水，拔掉瓮底的塞子，放出糖液，在铁锅中用温火煎熬。要不断搅拌，不要熬焦。凭经验直到煮浓，停火，冷下来就生成硬饧了。用高粱米、小米所制成的饧则洁白如冰晶。
此后，创作饴饧的原料越来越广泛，方法也不断有调整，但没有实质性的改进。不过用麦芽糖制作的糖食品种，花样则不断翻新，如后世的东北特产“关东糖”、腊月二十三日祭灶的“糖瓜”、南方的某些“芝麻南糖”、从“一窝丝”(见《天工开物·甘嗜》)发展而来的酥糖等都是以麦芽糖为中心的名特饴糖小食品。例如“一窝丝”是把稠厚的麦芽糖用木棍反复捶打、拉抻、折叠，使其中充满空气的微小气泡，所以这种糖既香甜又酥脆。
(2)榨蔗成冰，澄结糖霜
古往今来，甘蔗始终是制糖的最主要的原料，它含蔗糖量高，制糖工艺简单，产品质量也好。
在西汉时期人们已知采用日晒和温火煎熬(加热到七八十度)，或两者结合，即“煮而曝之”的办法把蔗汁中的大部分水赶掉，而得到稠厚的胶状糖浆，其中的大部分微生物也被杀死，可以保存较长的时间了。这种糖稀就叫做蔗饴或蔗饧。
随着煎熬蔗汁技术的提高，可使其中水分充分蒸发而又不致糊焦。当水分含量降到10%以下时，那么它冷却后就会凝固成糖块，颜色红褐，于是被称作“石蜜”，但它还不是结晶糖。《汉书·南中八郡志》就已经说到交趾地区(今越南北部)生产这种糖。
唐代时我国的蔗糖技术有了长足的进展，今天的红砂糖就是那时开始出现的。但应该实事求是地说，这种砂糖技术是汲取了当时印度先进制糖经验而产生的。当时印度的砂糖法中至少有三项先进经验：其一，蔗浆结晶前用石灰或草木灰处理。根据现代的科学制糖原理可知，这项措施对蔗糖的结晶和产率至关重要，因为蔗汁中除蔗糖和水分外，还有一些含量不算很大但对蔗糖结晶极不利的有机酸成分，它们会促使蔗糖水解生成还原糖(如葡萄糖、果糖等)，这类糖在蔗汁搁置过程中不但自身不能结晶，还会生成糖蜜(我国古代叫“糖油”)阻碍蔗糖结晶，所以用“灰”去中和或沉淀那些游离酸，很有必要；而且还可使某些有机的非糖分、无机盐、泥沙悬浮物沉淀下来，既可改善蔗汁的味道，又可使蔗汁粘度减小，色泽变清亮，也都有利于蔗糖的析出和质量。其二，印度制糖技师很懂得注意对甘蔗品种的选择，据他们的经验，苗长过八尺者不适于熬糖，而矮杆六、七尺者是造砂糖的良种。后来我国就参考学习了印度的此项经验。其三，印度制糖采取了分出糖蜜的措施，极有利于砂糖的结晶。
我国唐代在制糖工艺中的另一重大成就是掌握了制造大块结晶冰糖的技艺。不过，在唐宋时期人们把冰糖称作“糖霜”，直到明代白砂糖问世以后，人们又称白砂糖为糖霜，于是才改称累缀如崖洞间钟乳状的结晶糖为冰糖。关于冰糖，我国大约是从四川涪江流域遂宁地区首先开始制造的。传说唐代大历年间(公元766—779年)一位姓邹的和尚来到遂宁繖(伞)山传授了这种技艺。此后冰糖发展很快，宋代时福建的福唐(福州)、浙江的四明(宁波)、广东的番禹、广汉地区(今川甘两省交界处的白水流域)也都有了，但仍以遂宁者为冠。关于遂宁地区制冰糖的源起、工艺、性质、收藏之法，南宋遂宁人王灼所撰《糖霜谱》一书(图4-6)记载甚详。据他记载，当时制造冰糖的情景大致是：在农历正月初天寒之际把蔗汁(选色紫嫩的杜蔗)熬熟至稠如饧。先把竹篾插在瓮中，然后灌入蔗浆，用竹席盖上。两日后，液面上析出如细沙的糖晶粒。到正月十五日后便“结成小块或缀竹梢如粟穗，渐次增大如豆”，或者“成座如山”。直至五月春生夏长之际，结晶不复增长，这时要及时倒出剩余糖水，晾冰糖至干硬，否则一旦过初伏，天变热，冰糖就要复化为水。取下竹篾上及釜壁上的结晶。因为冰糖很怕阴湿，收藏很讲究：先在一个大瓮的底部铺上一层大(或小)麦糠皮，其上放一个竹篓，篓的底上又先垫上一层笋皮，然后放进冰糖，最后用竹席盖好瓮。这种冰糖以颜色紫者为上，深琥珀色者次之，黄色者又次。它在唐宋时期很受人们喜爱，是亲友间馈赠的佳品。苏东坡就曾赋诗说：“涪江与中泠，共此一味水。冰盘荐琥珀，何似糖霜美。”到了明代，我国有了脱色的白砂糖。于是就以白砂糖制作冰糖，所得就是我们现在见到的洁白晶莹的冰糖了。
图4-6宋·王灼所撰《糖霜谱》
要想制出白砂糖，蔗浆结晶前必须先经过脱色处理。元明之际我国的糖工开始了这项研究，并取得了成功。最早的尝试似乎应该算利用鸭蛋清的凝聚澄清法。这种方法是把少许搅打后的鸭蛋清加到甘蔗原汁中，然后加热，这时其中的着色物质及渣滓便与蛋清凝聚在一起，飘浮到液面上来，然后撇去，而使蔗汁变得澄清，黄褐色褪去。但用这种方法脱色究竟不彻底，而且不经济。后来大概只在制冰糖时才采用这种方法。
在我国古代砂糖的脱色技术中成就最大、影响最广的要算黄泥浆脱色法了。这项技术的发展从偶然的发现到自觉的运用和改进大致可分为两个阶段。第一个阶段是盖泥法，操作时先将蔗汁加热蒸发，浓缩到粘稠状态，就倾倒入一个漏斗状的瓦钵(叫做“瓦溜”)中，事先则用稻草封住其下口。经过两三天后，钵的下部便被结晶出的砂糖堵塞住了。把瓦钵架在瓮或锅上，糖浆上面再以黄泥饼均匀压上。这时黄泥便逐步部分地渗入糖浆中，吸附了其中的各种有色物质并缓缓下沉到钵的底部，于是拔出塞草，泥浆便又随着糖蜜逐滴落入下面的瓮、锅中。这样经过一个相当长的时间，脱色作用完成，揭去土坯，这时钵中上层部分便成为上等白糖了，瓦钵底部的仍为黑褐色糖。这种技艺的发明，据传说是非常偶然的。清朝人怀荫布、陈仕等所撰的《泉州府志》说：传说元代时泉州府南安县有一个姓黄的糖匠在制糖时，突然墙塌，黄土块落到缸中的糖浆上。其后清理时，把土块清除去时，缸中上层结晶出的糖变得非常洁白。于是后人便都仿效这种方法了。这种盖泥法经过后人的不断仿效，糖匠们便逐步明确意识到黄泥浆具有脱色的本领，于是改进盖泥法，演变出往糖浆中添加黄泥浆的做法，这便是泥浆脱色法发展的第二阶段。这一改进不仅使脱色效果更好，而且大大提高了制糖脱色的效率。图4-7就是描述这种黄泥浆脱色法，它是《天工开物·甘嗜》所附的插图。
现代制糖业中，除了以甘蔗制糖外，还有甜菜也是重要的原料。20世纪以后，西欧德、法各国广泛种植，甜菜糖大量生产。目前良种的甜菜块根中含糖量已可达20%以上。在我国古代虽也早已栽植、利用甜菜，但主要是食用它那肥大的叶子；也常利用它的叶子和种子作医药，据说它“主治时行壮热，解风热毒”。但大概很少意识过食用其含糖的根部。在我国古代，甜菜有很多名字，例如菾菜、甜菜、莙荙菜、牛皮菜等。我国引种作为制糖原料的甜菜大约在本世纪初，1901年一些俄籍波兰人最早在黑龙江流域试种；1905年中俄合作在哈尔滨南阿什河畔的阿城营建了阿什河甜菜糖厂，这是我国工业化生产甜菜糖的开始。而小作坊生产可能更早些。
图4-7泥浆脱色法制白砂糖
(采自喜咏轩版《天工开物》)
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