II.F.2 Sugar糖

糖是当前世界上最主流的甜味剂。它既能满足人们对甜味的喜好，也为我们的日常饮食提供能量。糖不仅用于烹饪中，而且在商业加工食品的制作和作为饮料添加剂上也扮演重要角色；它还担任了防腐和发酵的功能。糖的特点是在增加甜味的同时，不会改变食物和饮料的本来风味。糖的运输成本低，易于储存，而且相对耐久，这些性质使其逐渐取代了水果糖浆、蜂蜜，以及像北美枫糖浆这样的其他甜味来源。
由于缺乏准确的数据，我们难以确定糖在世界各地成为首要甜味剂的确切时间，但无疑是在近现代才发生的。以欧洲和北美为例，直到1700年以后糖才由奢侈之物转变为普罗大众，包括贫困人口的日常消费品。此变化与巴西和新西印度群岛开始大量生产糖，从而显著降低其价格有着直接关系。降价引发了糖消费量的增长，并进一步刺激了市场需求，进而推动了美洲和后来热带世界其他地区的糖产业扩张。
自18世纪以来，人均糖消费量增加与工业化、个人收入增长、加工食品消费以及人们喜爱的加糖饮料如茶、咖啡和可可的普及紧密相关。另外，软饮料的普及也大大增加了对糖的需求。目前，糖的产地如巴西、斐济和澳大利亚，人均糖消费量位居世界前列，超过50千克。在20世纪90年代初，古巴的人均消费量甚至超过了80千克。尽管此后有所减少，但古巴依然有每人平均60千克的很高消费量。
在首批工业化的西欧国家和北美，糖的人均年消费量为30至40千克，居于第二梯队。而世界上许多较贫穷国家如中国人均仅6.5千克、热带非洲一些国家更低，构成了消费量最低的第三组，这一消费格局反映了国家之间的富裕程度和在第一组国家中糖的高度可获得性。在西方工业化国家，人们对糖对健康可能产生的影响越来越关注，并且由于使用了高果糖玉米糖浆和低热量高浓度甜味剂等糖替代品，糖的使用量开始稳定甚至在某些国家有所下降。因此，未来糖产业的增长似乎主要依赖于较贫困国家随着生活水平的提高而增加糖的消费量，同时还要看糖产业能否在与其他甜味剂竞争中保持优势。
糖是植物中天然存在的蔗糖，甘蔗和甜菜是富含蔗糖的主要植物，它们是商业糖的主要来源。不论制自甘蔗还是甜菜，完全精炼后的糖都是纯净的蔗糖，消费者无法区分其源自哪种植物。尽管最终产品相同，甘蔗工业与甜菜工业在生产方法和组织上都有非常大的差别，每个行业都拥有自身独特的历史和地理背景。

甘蔗产业

原材料

甘蔗是适应于潮湿热带的多年生禾本科植物。它至少需每年有1000毫米的雨量，且降雨应当四季均衡。在干旱地区，通过灌溉手段也能够种植甘蔗。甘蔗生长所需的最低温度是21摄氏度，而当温度超过27摄氏度时，将得到最佳生长效果。因此，寒冷气候限定了它的种植南北界限。气温下降至11至13摄氏度会使甘蔗停止生长，初霜会对植株造成损害，持续性的低温冻害则可能导致重大损伤。甘蔗能适应多种土壤环境，良好生长于丘陵地带和平原。随着20世纪50年代起甘蔗收割机械化的推进，甘蔗行业趋于倾向于机械作业更为高效的平坦土地。
甘蔗的根和那些支撑着叶片与花序的茎，是其主要构成部分。成熟的甘蔗茎可高达5米，并因品种不同而呈粗细不一。某些甘蔗茎皮柔软，便于咀嚼；而另一些则相反，其坚硬的外皮使得加工困难。茎色可能从绿色变化至紫色，品种间在叶量上也各异。尽管有这些多样性，但通常只有专家才能在实地识别不同的甘蔗品种。
商业上栽种的甘蔗常通过无性繁殖方式繁衍。直到19世纪晚期，商业品种被认为是不育的。然而，有些品种在特定的气候条件和日照时间下仍可结种。这一发现对培育新的甘蔗品种至关重要，尽管如此，商业种植的甘蔗迄今还是主要采用传统无性繁殖方法。甘蔗茎上有间隔0.15至0.25米的节点，每个节点都有根的原始组织和一个芽。包含至少一个节点的茎段被称作种植块、茎切或种子块。种植后，根从这些根初组织生长而出，芽发展成新茎。茎在根部分蘖生长，每个种植块里的芽都能产生数根茎。首次收获的作物叫做原生甘蔗，其成熟期取决于气候和甘蔗品种，大约需要12至18个月。留在地下的根可以生成新的作物，称作再生根蔗。有些品种能生产质量更高的再生根蔗。甘蔗作为一种有深厚根系和良好地面覆盖的多年生植物，通过其稠密的茎叶能有效保护土壤不受侵蚀。在有充足肥料和水分供应的条件下，甘蔗可以连续多年繁茂生长，在一些地区已成为几世纪以来的经济作物。

所有的野生种和驯化甘蔗品种都属于禾本科的一个属，即甘蔗属（Saccharum）。因这些品种间能杂交，使得该属分类颇为复杂。已知的甘蔗属包括多个物种：新几内亚野生蔗（Saccharum robustum）、甘蔗（Saccharum edule）、秀贵甘蔗（Saccharum officinarum，也称红甘蔗）、细秆甘蔗（Saccharum barberi）、中国竹蔗（Saccharum sinense）以及甜根子草（Saccharum spontaneum）。但关于这些物种的确切分类，目前仍有争议。甘蔗作为一个独立物种的地位受到质疑；同时也存在将细秆甘蔗与中国竹蔗合并的争论。这些物种的起源地也是热议的问题。细秆甘蔗、中国竹蔗和甜根子草普遍分布于南亚并可能源自此处。许多人认为新几内亚可能是其他三个物种诞生地，尽管也有观点认为秀贵甘蔗可能源自今日印度尼西亚的哈马黑拉/苏拉威西地区。其中四个物种曾作为糖料种植，即细秆甘蔗和中国竹蔗分别在印度和中国，甘蔗和秀贵甘蔗在新几内亚。新几内亚野生蔗的蔗糖含量较低不适作糖料，但其坚硬的纤维使其在新几内亚可用作围栏和屋顶材料。秀贵甘蔗在新几内亚史前时期，还可能用作重要的猪饲料。

对于甘蔗行业而言，秀贵甘蔗在历史上极为重要。该种在新几内亚经选择性培育，变得特别甘甜，并从那里向整个太平洋岛屿传播，并向东延伸至南亚、地中海欧洲乃至美洲。直至1920年代，几乎所有进入国际贸易的甘蔗糖均由秀贵甘蔗的某些变种生产。秀贵甘蔗这一名字起源于19世纪荷兰人对爪哇糖业重要性的认可。

病害标志着高贵蔗时代的终结。19世纪中期，美洲标准商业品种波旁蔗面临一些疾病的爆发，到了20世纪80年代，西印度群岛的波旁蔗疾病普遍化，导致产量显着下降。使用行业术语来说，这一品种“未能成功”。同期，爪哇的甘蔗田也遭遇了疫病的破坏。最初，种植者试图用其他高贵蔗品种替换受感染的甘蔗，但随着这些替代品种也有可能失败，这种做法最多被认为是权宜之计。长远而言，培育出对病害有抵抗力并含有丰富蔗糖的新品种才是根本之道。19世纪80年代，甘蔗育种研究在东爪哇研究站和巴巴多斯的多德植物站开始，开端仅以秀贵甘蔗为研究对象。尽管突破不易，到了20世纪初，新培育的品种逐渐取代了自然繁衍的品种，在1930年代大部分地区应用普及。在继续研究的第二阶段，遗传学进展促使从其他甘蔗物种中选择优良特性，并将其与秀贵甘蔗品种结合。这个过程被称为“贵族化”，显著提高了抗病素质和蔗糖含量。“贵族化”的品种从20世纪20年代开始大规模种植，逐渐取代了第一代人工培育的品种。至今，甘蔗产业已依赖育种一个世纪，持续研究对于业界发展至关重要。由于品种可能衰败，储备品种总需准备替换。育种计划不断深化既有的长远目标，如增强抗疾病、抵御昆虫和其他害虫的能力，适应不同土壤和气候条件，提高再生甘蔗的质量及蔗糖含量。近年来，其他考虑因素也逐渐成为焦点，比如甘蔗对除草剂的耐受能力，以及在某些国家中，甘蔗对机械化收割的适应性。

耕种与收获

甘蔗育种的突破为糖业带来了高品质的原料，从而使糖企能够更加轻松地应对市场的激烈竞争。其中最重要的就是培育出能够在各种气候和土壤条件下持续生产高蔗糖含量的甘蔗品种。甘蔗育种还增强了糖厂灵活管理甘蔗田的能力。例如，更长的收获季节能更高效地使用劳动和机械资源。因此，甘蔗田需要在数月间逐步达到成熟，这可以通过错开种植时间及搭配早熟和晚熟品种来实现。甘蔗的宿根栽培让这个操作过程变得更加复杂，因为其成熟周期比新种的甘蔗更短。

然而，甘蔗的宿根栽培会让其糖产出随着时间的流逝逐渐降低，最终需要重新种植，而育种技术能够提高改善这个问题。在采取重新种植前收获甘蔗的次数是一个需要慎重考虑的决策，这涉及种植成本与作物产量之间的权衡。过去几个世纪中，对甘蔗宿根栽培的采收实践从一次都不再生栽培到超过15次不等。在那些习惯复耕栽培甘蔗的地区，对新品种的引入则会变成一个相对漫长的过程。在今天，种植工作尽管机械化程度有所提高，但仍然以人工为主。

甘蔗的收割同样面临许多挑战。甘蔗须近地面割取（一般而言茎杆基部的糖分含量最高）且不能损坏根部。叶片与花不能被带入糖厂，否则会从甘蔗中吸收糖分，从而减少产量。人工劳作能够精细地完成割取与剥离工作，但这既费力又成本高昂。人们通过育种出的统一高度、直立生长的甘蔗品种，简化了机械化收割过程。这样机器可以在减少浪费的同时有效地完成割取和去顶作业。

由于将尽量少含杂质和垃圾的清洁甘蔗送往糖厂至关重要，预先焚烧甘蔗变成了一种常见的预收割作业内容。焚烧能够清除还在生长的叶片，也清理了被称为“垃圾”的地上死叶。甘蔗完成焚烧处理后就为收割做好了准备，下面只要确保茎杆能在24小时内运到糖厂，就不会影响茎杆质量或糖分产量。但是，无论育种如何进步，都无法改变甘蔗茎杆的易腐本性，甘蔗一旦割下，就必须迅速加工以避免汁液和糖分损失，从而影响收益。甘蔗茎杆的易腐特性和运输成本决定了糖厂必须建在靠近甘蔗种植区的地方。

当糖厂所有者也是甘蔗种植者时，协调种植和收割的工作比独立种植甘蔗的农户供应的情况要容易得多。有些糖厂依靠着数以百计的甘蔗种植者才能维系生产，这里每个种植者都耕种了几公顷的甘蔗。除了物流问题，种植者获得的甘蔗价格也是一个持续存在的争议点。

从磨坊到炼糖厂

磨坊的使命在于尽可能从甘蔗茎内榨取出最大量的蔗糖；工厂（一般与磨坊相连）的目标则是充分利用蔗糖，快速高效地生产出糖。饱含蔗糖的不透明、深绿色汁液从磨坊流入工厂，在这里，汁液将首先经过加热和澄清，再通过沸腾浓缩成黏稠的糖浆，糖晶便在此过程中形成。这种称作“糖蜜质”的混合物随后会被分离成糖晶体和糖蜜。纵观制糖业的发展史，不论是磨坊还是糖厂，在早期都采用了相对简单的方法，用现代的眼光来看不仅慢而且浪费，且常常导致成品的品质粗糙。而今天，无论是榨汁还是制糖过程都涉及了复杂的工程和化学操作，这些流程是在实际上规模庞大的工业综合体中进行的。现代磨坊的日处理能力相差悬殊，其中规模最大的可超过2万吨。

加工技术的革新未能全面取代传统方法，在印度、巴西以及其他不少国家，传统制糖厂依然与现代制糖厂并存。这个行业根据糖晶体与糖蜜分离的工艺不同，对产品的类型进行了区分。在传统磨坊，糖蜜质被放入直立的圆锥形罐里，经由几天乃至几周的时间，糖蜜通过锥底的孔慢慢流出，留下糖晶体。而在现代磨坊，这个分离过程在19世纪中叶首次在糖厂内使用的离心机中迅速完成。在糖业贸易中，“离心”与“非离心”这两个词汇被作为简称，分别代表着一系列迥然不同的生产工艺所产出的糖产品。

非离心糖一般是由农村创业者利用简易设备和小额资本为当地市场所生产。这些糖因含糖蜜而显露出微黄色，有时还带有湿气，它们在价格上与离心糖相竞争，并吸引那些特别偏爱它们口感的消费者。非离心糖包括印度的gur、尼日利亚的jaggery、巴西的rapadura和哥伦比亚的panela。（印度khandsari糖则是一个特殊的案例，它采用传统的生产方式，不过在手持式离心机中分离糖晶。）由于很多非离心工厂地处偏远且规模小，导致了全球甘蔗糖产量中有一部分未被统计。

现代制糖厂生产的离心糖则进入了国际市场。国际糖组织、政府和糖贸易商们都在跟踪记录生产数据，因此，我们能够得到详尽精确的、按国别划分的年度生产和消费统计报告（如图 II.F.2.1 所示）。在商业领域内，糖按照纯度进行分类，而纯度则通过偏光度（pol.）来衡量，范围从0（像蒸馏水这样不含糖的液体）到100（表示纯度百分百的蔗糖）。初步加工好的离心糖被称为原糖，按照国际标准，其偏光度至少要达到96。原糖尚未达到完全纯净的蔗糖标准，需要进一步精炼。

图 II.F.2.1： 离心糖；世界产量。

图 II.F.2.2. 一家加勒比糖厂。

精炼是制糖过程的最终环节，成品是纯度达到100%的蔗糖。精炼流程包括熔解原糖、去除最后杂质、以及在极其严格的卫生条件下对蔗糖进行再结晶。原糖在变为精炼糖的转化过程中会有少量的重量损失，具体数额取决于原糖的偏光度和炼糖厂的技术水准。这种轻微的损耗和精炼过程所产生的成本都被包含在了精炼糖的销售价格中。

炼糖厂一般位于糖被消费的市场附近，而不是甘蔗的种植地。在西方世界，这个格局数百年前便已形成（如图 2.2.2所显示）。由于古老的帆船容易漏水，糖在运输过程中难免会受到海水的污染，加之跨越炎热潮湿的热带海洋的漫长航程，使得糖晶体容易发生再次凝结。因此，如果成品最终在运往市场的途中受到损坏，那么生产成品便毫无价值。此外，由于生产地区缺乏燃料，很少有可能在当地生产成品。虽然制糖过程就产生了一种名为蔗渣的燃料，但在这个行业的早期阶段，由于炉子效率不理想，通常需额外使用其他稀缺的燃料，比如木材。

炼糖厂设置在进口国，反映了旧日糖贸易的实情。然而，随着如今拥有了干净、快捷、专门设计的船只，长途航行几乎不再对糖质量构成威胁。而且燃料问题也已不再像过去那样棘手。多年来炉子和机械设计上的不断改进，确保一个高效率的工厂能生产出超出所需的蔗渣。但即便如此，考虑到多种因素，在温带国家的进口地建立炼糖厂仍更具优势。

最关键的是，炼糖厂不受收割季节的约束，可以全年运作，它们能通过遍布全球的采购网络按照季节和价格获取原糖原料进行生产。自19世纪以来，一些国家的炼糖厂同样也可选择转向国内甜菜糖。相比之下，依赖当地原糖生产的甘蔗种植区炼糖厂，仅能季节性地运作，这在没有办法大量储存或进口原糖以持续运作的情况下，并不经济高效。

基于这些发展现状，许多糖厂现如今通过直接生产供消费者使用的糖产品来绕开精炼的环节；如同它们的名字所示，这些糖不需要额外的加工处理。其中，“白糖”是最主流的种类，这类糖的偏光度最高可达99.5度。白糖原本主要用于当地消费，现如今已走向国际市场，与精炼糖争夺市场。

虽然他们的地理优势似乎正日渐退去，但进口炼糖厂并不会轻易放弃它们在供应链中的位置。既有利益依然在发挥着影响力，而且在整个甘蔗产业链中，精炼环节是唯一可以从生产国转移到进口国以创造就业机会的增值环节。这些炼糖厂还拥有一个的优势——它们紧邻并深谙市场，在创造需求和满足市场所需方面具有无可比拟的优势。

走进一家超市，不难在货架上发现炼糖厂的各类产品。从粗颗粒糖到细糖，再到用于糖霜的糖粉，以及自19世纪70年代中期起，就已存在于茶和咖啡中的标准方糖。至今，不论是颗粒状还是块状的棕色和黄色糖都仍保留着“Demerara糖”的称呼——这是来自19世纪中期英属圭亚那一个行政区名字，那里的部分现代制糖厂仍在有意生产带有糖蜜色泽和风味的糖。

这一名字原本是那些只在Demerara生产的独特类型糖的专有名词，直至1913年，伦敦法院承认了这一术语已普及为任何含糖蜜的棕色糖的统称，不论它实际上是否出产于Demerara。如今，人们所说的Demerara糖普遍是经过人为上色和调味的精炼糖。

副产品

糖是甘蔗产业最核心的产品，但这个产业还有其他多样的副产品，比如燃料。由于蔗糖具有可发酵和可结晶的特性，它可以被转化为醇类，这可以用于替代汽车的汽油。每年，巴西都有大量甘蔗作物专门用于生产这类燃料。另外，甘蔗还可以用来制作风味糖浆（由经过澄清、浓缩的非常甜的类糖浆制成，而且没有提取蔗糖）。这种糖浆常用于烹饪，或被涂抹在面包和英式烤饼上，或作为煎饼的甜酱。风味糖浆是巴巴多斯的特色产品，曾经北美是其主要市场，它的售价低于枫糖浆。巴巴多斯至今仍在出口风味糖浆，而且多个国家也在生产类似的产品。

糖的生产还带来了更多种类的副产品，其中最主要的包括糖浆、酒精饮料、蔗渣和滤泥，他们各自拥有多种用途。在现代工厂中，通过离心机分离出的糖浆称为糖蜜或者黑糖浆，含有无法继续工业提取的蔗糖、葡萄糖、果糖、水分和矿物质，其成分会随着原料甘蔗生长的气候和土壤条件而变化。这种糖浆很少进入国际市场。它常被用作动物饲料（直接喂养或混合其他食物）。糖浆还可以衍生出工业酒精、柠檬酸和酵母等产品。但它最著名的用途是在酒精饮料的生产中。

朗姆酒是糖业中最知名的饮品，特色在于其用焦糖调味和上色。除此之外，还有许多其他甘蔗酒精饮料，比如巴西的cachaça。在甘蔗种植国家，人们现在将酒精与进口的浓缩物混合，制成杜松子酒甚至威士忌。所谓的“精选”糖浆，一种非离心糖的副产品，也被用来蒸馏酒精饮料。

蔗渣——在提取甘蔗汁后剩下的干燥纤维——是糖制造中意外得到的副产品，它有着极其重要的用途。在某些国家，它作为一种燃料，为电网提供了电力。最近的研究还发现了它的其他潜在用途，现在它被应用于生产压缩纤维板、多种纸张和塑料制品。

滤泥，即在甘蔗汁澄清过程中产生的沉渣，通常被用作甘蔗田的肥料。此外，还可以从中提取一种粗制蜡，用于制造抛光剂。这些副产品都是甘蔗工业盈利能力的重要贡献者。

历史和地理

从甘蔗中制糖是全球最古老的工业活动之一，其历史分为了明显的几个阶段，以技术创新与地理拓展为标志，将不同阶段分隔开。15世纪，葡萄牙人在探索西非海岸时意识到，通过在附近的岛屿，尤其是马德拉岛（Madeira），种植和贩卖糖，能为他们开拓东印度群岛的商路提供额外的资金。此后的几个世纪，糖与欧洲对新大陆热带区域的殖民活动产生了紧密的联系（图II.F.2.3）。糖业对劳动力的巨大需求最终促成了跨大西洋的奴隶贸易，数百万非洲人因此被运至美洲。紧接着是来自东印度群岛和更广泛亚洲地区的国际迁移潮。

图 II.F.2.3. 牛拉着一车甘蔗，背景是磨坊。

然而，糖并不仅仅局限于在美洲发展，推动它发展的历史力量更不止于此。随着资本主义的崛起、工业革命和20世纪科技的飞跃，这些都大大推动了糖业的发展。人类对甘蔗的首次利用可能只是为了嚼食取汁，这一习惯直至今日仍在儿童中流行。后来，在古代南亚的某个时期，人们开始尝试通过简易的碾磨机或压榨机来提取甘蔗汁，并通过煮沸使其浓缩成甜味浓郁的粘稠物。最早的晶糖生产证据出现于公元前500年左右的梵文记载中，文献指出这些活动发生在北印度，所制作的几种糖的主要用途可能是药用。这项技术从北印度向东扩散到中国，向西传播至波斯，最终在公元600年左右到达了地中海东岸。

在印度和中国，制糖活动一直保持着传统手工、小规模且由农民主导的模式，直至20世纪。在中国，糖成为多种甜味料的其中一种，与其它甜味料并存而非替代，糖在蜂蜜、甘露醇、麦芽糖和棕榈糖这些传统甜味剂之外，为人们提供了更多样化选择。显然，糖在东方的历史与西方截然不同。

地中海区域的糖业兴起，则是阿拉伯人发动的农业革命的一部分。在伊斯兰教成立之后的几年中，信徒们推动了将亚洲的热带和亚热带作物及其灌溉技术——这些技术可以让农作物在炎热干燥的夏季生长——引进到地中海国家。

为压榨甘蔗汁，新兴的糖制业借鉴了地中海地区提取橄榄和坚果油的技术，并采用螺旋压榨机进一步从甘蔗渣中榨出汁液作。接下来，将汁液澄清、煮沸至可以结晶的程度，最后将糖浆放置于排水的圆锥形罐中，从而留下罐中的糖块。这些磨坊利用水力、畜力和人力作为动力来源。

地中海的霜冻风险与灌溉用水的需求，将甘蔗种植局限于黎巴嫩、北非、塞浦路斯、克里特岛、西西里岛和安达卢西亚等特殊地区。葡萄牙的马德拉岛和西班牙的加那利群岛上的糖生产也遵循了地中海模式。不过，在其在地中海时期，糖业规模小、劳动密集，产量低，因此糖在当时依旧属于奢侈品。总而言之，从糖工业进入地中海到因为新世界的竞争而衰退这段将近1000年的时间里，旧世界糖工业的技术几乎没有变化。

糖业在地中海的发展虽然是这样，但却预示了新大陆即将展开的情形：糖由来自非洲的奴隶在大西洋的种植园的劳作中生产出来，这与后来在美洲建立的产业模式相似。另外，威尼斯人和热那亚人在这个时期编织的供应链模式，也如蓝图一般指导了随后的产业发展。这些意大利城邦通过与生产区域建立殖民关系而积累资本，他们在博洛尼亚和威尼斯建立了首座精糖厂，并且也依赖于黑海沿岸的奴隶劳动力。随着时间的推移，热那亚人愈发集中投资于西地中海，并在随后发生的向新大陆的产业转移进程中发挥了重要角色。

1450至1680年是糖业转移到新大陆的篇章，同时也是地中海产业面对美洲竞争衰退的时期。这是一个技术创新和地理扩张并存的时期，马德拉、加那利以及圣多美等糖岛成为了通往大西洋彼岸的跳板。西班牙人最早在16世纪初在海地岛建立了甘蔗种植园，而葡萄牙人从1520年代开始在巴西所做的种植则更为成功。到了1640年代，英国则将巴巴多斯岛打造成了一个糖业殖民地，此后糖业逐步扩展至加勒比海及新大陆的其他地区。

在热带美洲，理想的气候条件和丰富的土地及森林资源为甘蔗种植和糖厂所需的燃料提供了支持。有了这些优势，美洲糖业在磨坊数量、土地规模和出口量方面均发展到了一个新的高度。这样的规模不断推动着对劳动力的需求，葡萄牙人最初试图利用当地人口，但随着本土人口因旧世界疾病而减少，他们将目光不得不转向非洲，最终使整个美洲的糖业依赖非洲的奴隶劳动力，导致超过一千万人被迁移。

17世纪的另一个显著发展是技术革命，新大陆最初使用的效率低下的地中海风格磨坊被淘汰。最重要的创新是基于三个垂直安装的滚筒的磨坊，可通过畜力、水力或风力来驱动。这种磨坊无需先将茎秆切碎即可进行压榨，其高效率的操作让压榨机变得多余。有趣的是，有充分证据显示这种设计受到了来自中国的技术的影响。随着磨制过程效率的提升，磨坊开始推动糖厂提高糖的制造效率，随着炉子设计的改进，最终实现了将甘蔗汁变为晶体糖的流水线作业。

在18世纪，以奴隶劳工作业的糖种植园成为美国糖业的典型，这一时期虽然技术变革有限，但种植者们逐步引入了有益于保护土壤肥力和燃料供应的措施。糖种植园向欧洲和北美出口糖和朗姆酒，同时引进奴隶和食物。这样的经济支持了殖民美洲当时最稠密的人口。

然而到了19世纪，生产方法和地理扩张有迎来了新一轮创新。法国殖民地圣多明各在1790年代的成功奴隶起义预示着旧制度的结束。尽管如此，废除奴隶制的过程要等到一个世纪后才最终完成，直到那时古巴和巴西的奴隶才真正获得自由。但依然有许多前奴隶继续选择在甘蔗种植园中工作，但同时，种植园主也开始寻求其他劳动力来源。在1838年到1917年间，英国从其印度帝国招募劳工，从而显著改变了许多殖民地的民族构成。劳工还从马德拉、中国、日本及太平洋岛屿来到这些甘蔗田里工作。

19世纪重大技术创新包括引入蒸汽动力，及用水平摆放的铁滚筒取代三滚筒磨，这些铁滚筒以三个为一组，并能其他滚筒组串联，组成含有六个、九个乃至更多滚筒的组合。该基础磨坊设计经过改良后一直使用至今。甘蔗糖技术也借鉴了甜菜糖工业的技术，特别是应用了真空锅，它允许以更低温度沸腾甘蔗汁，从而节约了燃料。分离糖晶和糖蜜的离心机也是借鉴其他产业而来，大型中央工厂逐渐取代了传统磨坊，以适应这些新设备的部署和使用。

还有一个重大进步是新品种甘蔗的培育。新技术加上改良品种的原材料，协助甘蔗工业与甜菜糖工业保持竞争力。到了19世纪末，甘蔗糖的生产已成为资本密集型农业企业，依赖于持续的技术和种植方法改进来保持市场优势。

在19世纪，糖业与欧洲的扩张紧密相关。西欧人口的增长带来了糖的需求增加，与此同时，欧洲的领土也拓展至非洲、南亚和太平洋地区。这导致甘蔗工业在南非、爪哇、昆士兰、斐济、夏威夷和台湾等地区的建立。而在南亚，西方工业风格的糖生产与传统的非离心制糖方式继续并行存在。到了1900年，甘蔗产业已成为整个热带世界的主要经济活动之一。

甜菜糖产业

原材料

甜菜是欧亚大陆和美洲温带地带的一种根茎作物，近年来也成为了北非和中东一种重要的冬季农作物。它能应对多种气候和土质条件，不论是芬兰短促的夏季、爱尔兰的湿润气候、伊朗和四川的高海拔环境，乃至加州帝国谷的炎热干燥环境下，甜菜都能茁壮生长。甜菜能利用灌溉和充足的日照条件来增进生长。当然，不同的温度、日照时长、降水量会影响根部的含糖量。作为一种两年生植物，甜菜根在第一个冬季储存养分于肿大的根部，并利用它在第二年进行结籽。但农民会在第一年生长季结束时收割含糖的根，中断植物本来的生长周期。当甜菜生长在接近其能够适应的环境极限时，比如过低的夏季温度和过长的日照时长，可能会导致在第一年就早熟地结籽，从而影响根部的发育。这种早熟现象被称为“抽苔”，如果抽苔数量较多，将会降低田地的糖产量。

无论是栽培种还是野生种的甜菜，都属于苋科甜菜属Beta vulgaris。包括常见的甜菜、畜用甜菜和糖用甜菜，都起源于人工选择培育的野生海甜菜Beta maritima。古罗马人将甜菜（可能就是Beta maritima）作为人类和动物的食物，间接促成了其作为蔬菜价值的提升。中世纪和近现代早期的欧洲农民将其根部培育用作动物饲料，自18世纪以来，甜菜属植物在其根部储存蔗糖的特性受到了育种的关注。德国通过选择性育种提高了根部糖分含量，由18世纪的7%增至1850年代的11-12%，目前已高达20%。除了含量糖外，研究人员还对甜菜的其他特性进行育种，降低了抽苔机率、增强了病害防治能力，并改善其形状与纤维性，以便于收割和加工。糖用甜菜是一个被迅速驯化并且仍在改进中的植物例子，旨在满足特定的用途要求。

尽管从甜菜中提取蔗糖的主要工艺流程在过去的一个多世纪基本上保持不变，但各个阶段的效率均有显著提升。甜菜到厂后会先清洗掉土壤和石块，然后切割成薄片，这种称为“片糖”的处理目的在于最大化甜菜的表面积，从而便于蔗糖扩散。接着，“片糖”被送入逆流扩散器中，与热水萃取剂进行逆向移动配合萃取，将甜菜中大约98%的糖转变成糖原汁。原汁继续经过净化、浓缩蒸发，然后结晶，最终通过离心机将糖晶从母液中分离出来。在过去，甜菜糖厂只生产需要进一步精炼的生糖；如今，许多厂家已能够生产出99.9%纯度的白糖。

甜菜糖产业中90%以上的收益来自糖。酒精生产是除糖之外的最具经济价值的副产品，但目前为止，研究人员还未能发展出其他具有高利润的副产品。在净化过程中产生的石灰泥渣可以作为肥料销售。通过发酵糖蜜可以生产出柠檬酸和面包酵母，而用过的片糖也可作为动物饲料。

历史和地理

甜菜糖工业始于两百多年前。1747年，柏林化学教授Andreas Marggraf首次从甜菜中提取出少量糖。他用法语和德语发表了研究成果，但却未将其商业化。所幸他的学生Franz Carl Achard（1753-1821）更关注该技术的应用。Achard改良了原材料，通过选育提高了栽培饲料甜菜的糖分含量，并培育出了是所有后续甜菜品种祖先的白色西里西亚甜菜。

大约在1800年左右，Achard积极推动了甜菜产业的发展。1801年，在普鲁士国王的资金援助下，他开始建造可能是世界上第一家甜菜糖厂。尽管该糖厂经济效益不佳，但其他普鲁士人开始效仿他在西里西亚和马格德堡周围建立了若干家小型工厂。俄罗斯作为第二个进入这一行业的国家，其首个甜菜糖厂于1801年或1802年开业，而奥地利的第一个工厂则于1803年开业。起初，法国和荷兰都仅仅局限于实验性生产，荷兰一家旨在促进农业的社团甚至悬赏奖金鼓励从当地植物中提取糖。

甜菜糖产业虽然起步时规模小和普遍为试验性质，但其产业发展依然在拿破仑战争期间得到了极大的推动。1806年，拿破仑禁止进口英国货物并受到英国封锁的回应，这严重减少了输往欧洲大陆的甘蔗糖供应量。拿破仑鼓励作为替代品的甜菜糖生产，法国和阿尔卑斯山北部的地主努力作出了响应。

然而，由于缺乏种子和对该作物的生长需求的不熟悉，导致收获的甜菜数量让人失望，部分甜菜还因为运输不当而在途中腐烂。工厂数量反映了政策与实际的脱节：比如，法国在1812-1813年的季节里，尽管颁发了334个许可证，但实际运作的工厂仅有158家。受到每公顷甜菜产量低、蔗糖含量低和蔗糖工艺水平低下导致出糖率不佳的影响，甜菜糖在1815年甘蔗糖从西印度群岛重新进口后无法与之竞争。除法国外，甜菜糖工业几乎消失于欧洲其它地区，直到情况发生变化。

从19世纪30年代末开始，因田间和工厂两方面的改善，推动了甜菜糖产业的发展。在法国，P. L. F. Leveque de Vilmorin（1816-1860）在为甜菜培育更高糖分的品种方面取得了巨大成功，并在其后持续改良。在最初的甜菜糖厂里，人们通过使用动物驱动的磨坊来研磨甜菜并使用压榨机获取汁液。然而到了1821年，法国人Mathieu de Donbaske（1777-1843）提出了将甜菜切片后，在水中提取蔗糖的程序。他起初称这个方法为“浸提法”，但现称作“扩散法”。Julius Robert（1826-1888）于1860年成为第一个采用这种方法的人。

扩散法取代了磨坊和压榨机，一直沿用至今，成为甜菜糖加工的标准环节之一。真空蒸煮罐最早于1835年在马格德堡的甜菜糖厂使用，而离心机也在19世纪40年代开始成为工厂中的常备设备。另一个推动甜菜产业复兴的重要因素是廉价的俄罗斯谷物开始进入西欧市场，自19世纪20年代起谷物价格开始下降。原本种植谷物的西欧农场主们需要寻找替代作物，而甜菜成了理想选择。甜菜能够融入轮作体系，在休耕地上生长，同时其叶子和根提供了动物饲料。这样一来，便支持了畜牧数量的增加，产生更多肥料。若将甜菜根卖给糖厂，农民不仅可以赚取现金，剩下的甜菜浆也能再次用作饲料。

尽管甜菜对农业经济有益，原料及工艺设备均得到提升，但甜菜糖行业仍难以与甘蔗糖行业竞争。然而，它的复兴始于19世纪30年代，并依赖于政府通过征收对进口甘蔗糖的关税和各种积极性措施（比如补贴出口）提供的保护。1902年布鲁塞尔公约试图为受保护的甜菜糖产业和抱怨的甘蔗糖产业间引入一些秩序，但对甜菜糖的保护措施依然存在。

甜菜种植的复兴始于法国北部，并在19世纪30年代的普鲁士和其他德国各邦以及奥匈帝国和俄罗斯得到发展。到19世纪50年代末，德国已成为最主要的甜菜糖生产国，总产量超过了欧洲的三分之一。那时，甜菜种植地区已从西班牙向北经过法国、低地诸国、德国，东至东欧、巴尔干半岛、俄罗斯和乌克兰，甚至还拓展到了丹麦和瑞典南部。甜菜糖工业尤其在法国北部、低地诸国、德国马格德堡周边、波希米亚以及乌克兰的基辅周围尤为重要。英国则缺席了这场复兴，他们拒绝资助本国甜菜糖工业，而是选择从全球任何能够以最低价格提供的地方购买糖，无论甘蔗糖还是甜菜糖。

甜菜糖在整个20世纪继续作为主要在欧洲种植的作物。在1990年时，欧洲大约占世界甜菜糖生产的80%，其中40%由欧盟国家贡献。自1991年起，前苏联国家的甜菜糖产量有所下降，但这可能只是暂时性的。同时，欧洲甜菜糖工业的地理分布奇妙地保持不变，20世纪初的主要生产区在世纪末仍然是主要生产者。在外围地区，甜菜种植适度扩张到了爱尔兰和芬兰，而自1920年代以来，英国终于也培养出了自己的甜菜糖工业。催生英国政策转变的两大因素是：第一次世界大战揭示了过分依赖欧洲大陆糖生产商的困难和不便之处，而且甜菜糖潜在地是战后农业萧条时期农民的一个有用的现金作物。

北美洲的甜菜糖工业始于19世纪80年代，并稳步增长，每年生产近400万吨糖。该行业主要集中在美国，甜菜在其中西部种植，但主要产地在西部的灌溉土壤上。亚洲的甜菜糖产业在1920年代起步，自1960年代起经历了迅速的发展。

与甘蔗糖产业一样，甜菜糖产业也在研究上大量投资。培育新品种、收割和种植方法，以及工厂技术的持续改善都是研究的关键焦点。

当代糖业

脚注：国家自然科学基金（National Natural Science Foundation, NSF）是中国国家科学基金委员会的重要项目之一。

生产篇

生产

20世纪初，甜菜糖产量超越了甘蔗糖，两者产出的离心糖总量约为1200万公吨原料值（mtrv）。但在当今，甘蔗糖生产占据大多数（约三分之二）。到了1980年代中期，两者的综合产量达到了惊人的1亿公吨mtrv，并在1990年代中期进一步上升至1.2亿公吨mtrv。这一扩张得益于世界人口增长以及一些欠发达国家生活标准提升导致全球糖消费量的年增长率约为2%。非离心糖也仍是一种重要的甜味来源，但是它的统计数据可能不完整，但据信目前的年产量超过1500万吨。

糖业在某些国家享有高度的保护政策。例如，美国保持高于世界价格的国内糖价，并对糖的进口量实行管控。欧盟则对甜菜种植者给予保护，印度的糖业也受到严密的规则约束，以控制产量和国内价格不被市场波动所左右。可以看出，糖业内部由来已久的干预传统，直至今日依然根深蒂固。

印度作为世界上甘蔗糖的主要生产国，其糖业持续蓬勃增长。现在的年离心糖产量已达到1600万公吨mtrv，其中包含了将近100万吨的khamsari糖。印度也是世界上主要的非离心糖生产国，可能占世界总量的三分之二。这些糖在印度几乎全部用于内销；仅在产量过剩的年份，才会对外销售极少部分。

巴西的糖产量在近年来急剧攀升，达到了1300万公吨mtrv，另外还有规模较小的以rapadura著称的非离心糖生产。凭借着其遍布的土地和有利气候，巴西的糖产量被划分给了国内的甜食市场、用作汽车动力的燃料乙醇以及出口。巴西有能力根据世界价格，将糖分配给出口市场或燃料酒精生产。在世界糖市上，古巴和泰国争夺着第三和第四的生产大国宝座。古巴在80年代末的年产量曾达800万公吨mtrv，但随着东欧共产主义的垮台造成其主要市场消失后，产量也急剧下滑至一半。古巴糖业能否崛起，目前依然是一个悬而未决的问题。泰国则是近来才崭露头角的糖业重地，其扩张势态正盛，产量已突破600万公吨mtrv，其中大部分供应了国际市场。

欧盟负责世界近半的甜菜糖产量，每年的产量大约为1800万公吨mtrv。德国与法国位是主要生产国，乌克兰与波兰的产量紧随其后，分别接近400万公吨和200万公吨mtrv。东欧甜菜糖行业整体承受着管理不力、机械投资不足以及大量土地仍为公有制的不利影响。尽管如此，随着私有化方案实施，西欧公司获得并开始现代化改造当地工厂，该地区的巨大潜力正在逐步释放。美国、中国和土耳其也是重要的甜菜糖生产国。其中美国和中国属于少数能在不同气候带种植甘蔗和甜菜的国家。

贸易

离心糖的国际贸易量约为3000万公吨原料价值（metric raw value），约占全球总产量的四分之一左右，这表明多数糖是在其生产国家内部消费的。国际贸易很多是在特殊安排下进行，只有少数糖是以自由市场价格售出的。

欧盟（European Union）从其成员国的前殖民地以优惠价购入糖；美国则为很多国家设定了进口配额。古巴过去以糖换取前苏联的石油，而如今还在与俄罗斯进行小规模的易货交易。这类安排引发了一些颇为古怪的后果。欧盟既是从前殖民地进口糖的大国（年进口180万公吨原料价值），也因甜菜糖生产成为重要出口国（年出口500万公吨原料价值）。部分国家（巴巴多斯Barbados、牙买加Jamaica、圭亚那Guyana、多米尼加共和国Dominican Republic）会以高于市场价格的溢价将几乎所有糖分都出口，以完成与美国和欧盟的合同，同时以国际市场价格进口糖分来满足国内消费需求。一些糖厂进口原糖后会直接再出口，此种做法在行业中称作转口贸易。这也解释了为何美国会名列糖出口国的原因。尽管美国进口糖的配额有限，但转口贸易使得多余的炼糖能力得到利用，并且保障了工作岗位。

大约有75个国家出口糖，而大约有130个国家进口糖，这些数字每年略有浮动。大多数国家的贸易规模较小，很多国家的年交易量不足1万吨。然而，欧盟、乌克兰、古巴、巴西、泰国和澳大利亚等国的糖年出口量均超过了100万吨，它们共同占据了绝大多数的糖出口市场。相对地，欧盟、俄罗斯、加拿大、美国、日本和韩国均是年进口量超过100万吨的国家，马来西亚和阿尔及利亚的进口量也紧随其后。这样的贸易活动在一定程度上为糖市带来了稳定性。然而，不确定性主要来自于印度和中国，它们因响应政策变动或政策制定者对市场形势的误判，可能会突然作为进口者或出口者进入市场。而气候变化也是一个不确定因素，若干国家的糖作物收成不佳或收得过好都可能在市场上造成短缺或过剩的状况。

多数国家储备了一定量的糖来应对市场短缺和价格上涨。20世纪90年代中期，全球糖储备和使用的比例相对较高，大约为19%。这样的储备使自由市场上的糖价维持在较低水平，因为面对急剧短缺时，市场上有储备可以依赖。糖贸易商和某些政府密切监控各国的生产、进口、出口和消费数据，计算库存的累积或消耗，以此来预测需求和价格。在糖市场中，期货交易是极为活跃的一环。

竞争

几百年以来，蔗糖一直在西方世界的甜味剂市场上独占鳌头，但最近这一局面发生了改变。高果糖玉米糖浆（High-fructose corn syrup, HFCS），这是一种使用淀粉含量丰富的植物（尤其是玉米）制作的液态甜味剂；在亚洲，还有以红薯和木薯为原料的甜味剂，在欧洲，则有以小麦和马铃薯为原料制作的。
高果糖玉米糖浆诞生于糖价高涨的1970年代，即便随后糖价降低了，它的生产依旧持续。一般而言，蔗糖在价格上对HFCS更有优势，HFCS也并非总是能有效替代糖。因为蔗糖能够有让食物蓬松化、改善口感和焦糖化特性，烘焙师和糖果、谷物食品制造商总是更倾向使用蔗糖。而HFCS在软饮料的制造过程中则更具有竞争力。美国是HFCS最大的生产国，而欧盟、加拿大、韩国、阿根廷和台湾的生产量相对较小。HFCS在整个甜味剂市场中占有不到10%的份额，预计短期内，他的市场范围不会在现有基础上出现大的突破。

自20世纪80年代起，低热量、高甜度的甜味剂（代糖）变得日益重要，并开始逐渐占据了甜味剂市场的一小块份额。糖精和阿斯巴甜是代糖中最知名的品种。代糖对那些关注饮食健康的消费者特别吸引人，并且在价格上可以与传统的蔗糖匹敌。代糖不仅用于提高咖啡、茶及其他饮料的甜度，像阿斯巴甜这样的低热量代糖益于人们对低热量饮料需求，在欧盟、美国、加拿大和日本获准广泛应用。这个市场领域仍在不断演变之中。低热量甜味剂在某些场合会联合使用，而在其他场合则相互竞争，相信他们未来也会与HFCS和蔗糖在软饮料市场上展开角逐。

制糖业是世界上最古老的行业之一，这也让糖在食品文化历史上占据了重要的位置。在农业产业中，糖业因其原料来源既有热带也有温带而显得独树一帜。它在历史上对科学技术的发展一直保持敏感，并且至今仍在研究领域加大投入。政府对糖业的长期干预不仅是一项历史传统，同时糖对于欧洲帝国主义财政的重要性也曾是激励殖民国家试图通过控制国际糖贸易和捍卫自身利益的重大因素。直至今日，各国政府仍通过补贴和保护性关税来对糖业进行调控，保护其既得利益。

甘蔗产业对于将其作为主要作物的地区带来了深远的经济和社会影响。甘蔗业在社会中造成了阶级的分化，一边是工厂所有者（无论是当地精英或如今的外国公司），另一边是劳动力。即使工厂已经国有化，或者属于合作社所有，管理层与工人之间在收入和社会地位上的差距仍然存在。由于其对劳动力的巨大需求——先是依赖非洲奴隶，然后是契约工人，最后是自由工人——甘蔗产业也形成了多元种族的人口结构，并不时让当地的政治环境变更更加复杂。经济依赖是另一大遗留问题。尽管殖民时代已成过去，但许多前殖民地国家仍坚持种植甘蔗作为其主食，并依赖于与前宗主国（现为欧盟成员国）以及美国达成的特殊贸易协议，借此可以在全球低迷的市场行情中卖出更高价。

依赖原宗主国市场的这个困境并没有简单的解决之道。鉴于糖业存在产能过剩现象，甘蔗生产商几乎没有什么议价空间，找到比甘蔗种植更能带来就业和收入的替代途径一直非常困难。甘蔗种植国家的人民深感这种依赖的重压，当这种挫败感与奴隶制的痛苦记忆混合时，如在加勒比地区，甘蔗便成为了一个极具争议的作物。

J. H. Gallouay