提到食糖，人们可能会想到一场隐秘的革命，它不仅改变了我们的味蕾，也在历史长河中扮演了重要角色。正如《甜与权力》一书所述，食糖曾经是奢侈品，如今却走进了家家户户的厨房【1】。
在现代生活中，无论是咖啡、甜点，还是节日的美食，糖的甜味无处不在。但你可能不知道，这每一口甜美背后，都有着科学家们的艰辛努力。
糖从哪里来：甘蔗与甜菜的较量
说到食糖来源，中国的糖主要来自两大糖料作物：甘蔗和甜菜【2】。目前我国糖料作物分布呈“南甘（蔗）北甜（菜）”的布局，这是由于两种作物对气候和土壤的不同喜好造成的。
甘蔗喜温、喜光、需水量大，适宜在我国南方温暖潮湿的环境中生长；而甜菜因为它耐寒性好，适合在较冷的环境中种植，主要产于我国北方。据统计，我国甘蔗糖与甜菜糖的产量比约为9:1。
甜菜和糖
（图片来源：veer图库）
甘蔗和糖
（图片来源：veer图库）
甘蔗糖和甜菜糖有什么区别呢？
其实，两种作物的糖分含量差异并不大，糖料甘蔗含糖量大约为12-14%，糖料甜菜含糖量大约为16-20%。但在制糖的过程中，两者的工艺略有不同，甘蔗的提糖效率相对更高，成本相对更低，适合大规模工业化生产。
由甘蔗和甜菜制成的白糖，其化学成分都是蔗糖，从化学角度看，甘蔗糖和甜菜糖无本质区别。由于甘蔗自古以来被劳动人民用于制作红糖、黄糖和糖浆等，因此人们对甘蔗糖的接受度更高，人们常觉得甘蔗制成的红糖的风味更为醇厚，红糖、黄糖等产品也更受欢迎。
红糖、白糖、黄糖有什么区别？
甘蔗从田间到餐桌经历了复杂的工艺流程。首先是榨汁，将甘蔗中的汁液提取出来，接着进行浓缩、过滤、结晶等步骤，最终形成我们熟知的红糖、白糖和黄糖【3】。
不同种类的糖
（图片来源：veer图库）
三者主要的区别在于精炼和处理的程度不同。
红糖精炼程度低，保留了较多的糖蜜和丰富的维生素与微量元素，营养价值较高，糖晶纯度相对较低，含糖量大约为95%左右，外观一般为深褐色，呈湿润或松散状态，味道较为浓郁。
白糖精炼程度高，在红糖的基础上进一步提纯和脱色，其蔗糖纯度可以高达99.8%，外观洁白，干燥且颗粒均匀，口感清甜。若将白糖再进一步“结晶养大”，则会形成晶莹剔透的大颗冰糖了。
黄糖的精炼程度介于红糖和白糖之间，保留了一部分糖蜜，为浅黄色或金黄色，颗粒较松散，口感介于白糖和红糖之间。
甘蔗的产糖量与产糖质量，与什么因素有关？
甘蔗的产糖量取决于多种因素，包括甘蔗的种质好坏、种植条件、收割时间以及加工技术等。
为了获得更多的糖，人们往往会优先选择高糖的甘蔗品种进行种植。但只关注含糖量是远远不够的，因为甘蔗的种植条件也很重要。如果在种植的过程中遭遇了旱灾、冷害、台风（导致倒伏）或者病虫害，势必也会影响甘蔗的产糖能力。因此，甘蔗种质除了含糖量外，还需考虑产量、抗倒伏性、抗病性以及适应不同环境的能力。
甘蔗不同品种的成熟时期也不一样。每年10月至次年4月是中国的甘蔗榨季。甘蔗早熟、中熟和晚熟品种分别会在榨季早期、中期和晚期达到糖分高峰。根据不同品种的特性合理规划收获时间，也将有利于提高甘蔗的产糖率和糖厂设备的利用率。
以上这些因素相辅相成，“良种、良田、良法”都是决定甘蔗产糖量的重要因素，在适宜的条件和环境下，甘蔗的种质才能发挥其最大潜力。
除了食糖产量，食糖质量也是重要的指标。广西甘蔗制糖企业，绝大部分是采用“一步法”（亚硫酸法清净工艺）来生产白砂糖，只有为数不多企业采用国际通用“两步法”工艺，即甘蔗先加工成原糖，原糖再根据需求炼制成精制糖或白砂糖【5】。两种生产工艺相比，“两步法”生产产品质量高，极大降低了白砂糖含硫量，能进一步确保食品安全，提升食糖品质和市场竞争力。
通过运用科学的甘蔗育种方法、先进的甘蔗种植技术和现代的制糖技术，使生产过程的效率得以提高，甘蔗的糖分提取率也稳步增加。
科学家在甘蔗产量和质量上的努力，不仅提高了全球糖类供应的效率，也使我们可以享受更加优质的糖产品。
结语
其实，关于甘蔗的育种，还有很多故事可讲。
你知道甘蔗的种质与品种其实是两回事吗？
你知道与人类这种二倍体生物相比，甘蔗其实是多倍体，且“龙生九子，各不相同”吗？
为了让甘蔗产出更多更甜的食糖，科学家做了哪些努力？请听下回分解。
参考文献：
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- Eggleston, G., & Legendre, B. L. (2003). Quality management of sugarcane juice to raw sugar: Louisiana factory operations. International Sugar Journal, 105(1256), 8-18.
- Rein, P. (2007). Cane Sugar Engineering. Bartens.
- De Souza, A. P., Grandis, A., Leite, D. C., & Buckeridge, M. S. (2014). Sugarcane as a bioenergy source: history, performance, and perspectives for second-generation bioethanol. Bioenergy Research, 7(1), 24-35.
- 唐亮东. (2024). 广西甘蔗制糖工业的绿色低碳发展：现状、挑战与策略. 甘蔗糖业，53(3)：74-79.
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出品：科普中国
作者：尹昕（中国科学院微生物研究所）
监制：中国科普博览