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Date: Thu, 1 Mar 2012 22:50:00 +0800

大「糖」盛世－製糖科技發展史

曾昭賢

國立高雄師範大學工業科技教育研究所研究生

[email-masked]

一、緒論

「開門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。」自古以來就是百姓人家的生活必需品，但是，為什麼沒有「糖」呢？《禮記．內則》有：「棗、粟、飴、蜜以甘之。」中國在春秋時期並沒有「糖」，戰國末年屈原《楚辭．招魂》曰：「靦鱉炮羔，有柘漿些。」「柘漿」就是「蔗汁」，甘蔗在戰國時期已有種植，但那時還不會用來製造蔗糖。蔗糖的提煉技術，起源於波斯至印度一帶，日本史學家加藤繁的考證：造糖法出自於西域、交趾，在南朝梁代(502年～557年)時已傳入廣州，是交趾式古老的製程，糖的品質粗糙、產量不高。十三世紀末，馬可波羅《東方見聞錄》記載砂糖在當時是中國高貴商品。可見糖在古代受限於技術，價格較昂貴，日常生活不常使用。

糖的製取法或仿於製鹽，但因為糖的成分有單醣、雙醣等多種成分，要結晶出蔗糖必須要有特定的技術，其中還有化學變化的控制。「製糖技術」是人類重要的科技發明，千百年來我們的祖先歷經摸索、嘗試、交流與創新的發展，使蔗糖漸漸的成為普羅大眾的生活必需品。甘蔗是熱帶地區的植物，到了明、清時代，臺灣漸漸成為植蔗製糖的重要區域。到了日治時期，製糖技術改頭換面，引入新型的科技與機器，從此開啟臺灣糖業的里程碑。本文將對製糖科技史的發展與變遷，進行有系統、完整性的瞭解與探索。

現代蔗糖的製作技術已臻至純熟，各種糖的製品琳瑯滿目，但囿於化工添加物使用氾濫，自然、養身、有機之道日漸風行，以古法、純手工製做的黑糖成為一種健康的養身食品。黑糖是製糖的第一道產物，雖不純質，但富含多種礦物質與維生素，對於人體組織的運作與修護有良好的助益。以專訪臺南市南化區的傳統黑糖製造，瞭解古法的蔗糖製造過程，體驗祖先在古時的製糖科技。

二、製糖的原料－甘蔗

甘蔗是禾本科單子葉植物，適合熱帶地區的高溫氣候，為甘蔗屬(Saccharum)的總稱。甘蔗的原產地在南亞的新幾內亞島，後來傳播到南洋、印度。據砂糖史學家立普曼(Edward von Lippman)的考證：甘蔗於戰國時代(西元前200年)由印度傳入中國。「柘」就是甘蔗，到了漢代才出現「蔗」字，「柘」和「蔗」的讀音可能來自梵文sakara。東漢廣東楊孚《南裔異物志》記載：「甘蔗取汁如飴餳，名之曰糖，益復珍也，又煎曝之，凝如冰，破如磚，食之入口消釋，時人謂之石蜜。」石蜜即含有雜質的白糖。

元代的航海家汪大淵在至正九年(1349年)的《島夷志略》對琉求(臺灣)記載：「煮海水為鹽，釀蔗漿為酒。」由此可知在十四世紀中葉，臺灣的原住民已有甘蔗的種植。1624年荷蘭人佔領臺灣，積極獎勵植蔗製糖，開始蔗糖的貿易輸出。到了1661年鄭成功驅逐荷蘭人，由福建引進竹蔗，同時改良製糖方法，臺灣開始成為世界重要的產糖地區。

清代臺灣的糖、茶、樟腦是三大出口品，佔外銷總值的94％，馬關條約(1895年)後，日本治臺實施「工業日本、農業台灣」的殖民政策，1896年從夏威夷引進玫瑰竹蔗及來漢納蔗改良種苗。1901年成立臺灣糖業株式會社，採用新式製糖廠，在1902年開始生產砂糖。

三、製糖科技的發展

(一)古代製糖技術(647年～1895年)：

南朝梁代(502年～557年)時廣州開始有交趾造糖法。《新唐書》記載唐貞觀21年(647年)，唐太宗派人到摩揭陀國(現今印度恆河南岸)取得熬糖法，製糖技術才獲得改良，是熬糖法傳入中國的開始。唐代宗大曆年間(762～779年)開始製造白砂糖。到了宋代，已能將砂糖加工成冰糖，當時甚至有「糖霜之甘擅天下」的說法，並設「應奉司」一職，定糖霜為貢品。

古籍明末宋應星的《天工開物》記載著完整的製糖技術，古代的製糖法主要有壓榨、熬煮及脫色三個過程，依據《天工開物》的記載說明古代的造糖法：

1.壓榨：

《天工開物》甘嗜第六卷造糖：「蔗過漿流，再拾其滓，向軸上鴨嘴扱入，再軋又三軋之，其汁盡矣。其滓為薪。其下板承軸，鑿眼只深一寸五分，使軸腳不穿透，以便板上受汁也。其軸腳嵌安鐵錠于中，以便捩轉。凡汁漿流板有槽，梘汁入于碙內。」甘蔗須經過糖車(木製的兩輥式壓榨機，後來改為石製)壓榨取汁，通常利用牛力駕轉，如圖3-1所示。

2.熬煮：

《天工開物》甘嗜第六卷造糖：「每汁一石，下石灰五合于中。凡取汁煎糖，並列三鍋，如品字，先將稠汁聚入一鍋，然後逐加稀汁兩鍋之內。若火力少束薪，其糖即成頑糖，起沫不中用。」《天工開物》甘嗜第六卷造白糖：「榨汁入缸，看水花為火色。其花煎至細嫩，如煮羹沸，以手捻試，粘手則信來矣。此時尚黃黑色，將桶盛貯，凝成黑沙。」蔗汁榨出後，便開始熬煮，並以蔗渣為燃料。熬煮過程中，需加入石灰水為澄清劑，每1石蔗汁加石灰水0.5公升，以清除雜質並調整蔗汁的酸度，能提升質量與產量。熬煮至沸騰時，需看糖汁的水花形狀以控制火侯，直到以手指拈試有黏手之感，表示熬煮已成，就製得黃黑色的糖漿。

3.脫色：

《天工開物》甘嗜第六卷造白糖：「以瓦溜置缸上。其溜上寬下尖，底有一小孔，將草塞住，傾桶中黑沙于內，待黑沙結定，然後去孔中塞草，用黃泥水淋下。其中黑滓入缸內，溜內盡成白霜。最上一層厚五寸許，潔白異常，名曰洋糖。下者稍黃褐，造冰糖者，將洋糖煎化，蛋青澄去浮滓，候視火色。將新青竹破成篾片，寸斬撒入其中。經過一霄，即成天然冰塊。」將黃黑色的糖漿裝入桶中，置放冷卻凝結成糖膏。將陶製漏斗－瓦溜置於缸上，瓦溜底端用稻草塞住，倒入黃黑色的糖漿，再淋上黃泥水加以脫色，等待一段時間，就可取得白沙糖。如圖3-2所示。

圖3-1軋蔗取漿圖(天工開物)            圖3-2澄結糖霜瓦器圖(天工開物)

明朝末年(1621年～1628年)的《臺灣府志》記載：「蔗車七十五張，每一蔗車餉銀五兩六錢，共徵四百二十兩。」足見當時已有蔗糖的生產，明末的臺灣糖業已開始發韌。明天啟4年(1624年)，荷蘭為拓展東方貿易，登陸安平以佔領臺灣，清順治9年(1652年)的蔗田幾乎佔稻田面積的三分之一，外銷日本的糖量有七、八萬擔。

到了順治18年(1661年)，鄭成功驅逐荷蘭政權，鼓勵懇田屯耕，實施「寓兵於農」政策。軍師劉國軒由福建引入竹蔗，種植於臺南平原，同時招請造糖師傅來台。開放糖廍造糖，獎勵植蔗製糖，使臺灣成為當時世界重要的產糖地。

清康熙22年(1683年)鄭克塽降清，臺灣併入福建省，自此福建居民相繼來臺，迨乾隆28年(1763年)記載：「臺灣縣有蔗車三十九張，鳳山縣一百張，諸羅縣一五五張，彰化縣六十二張，淡水廳二張，共三五六張。」可見人口漸增，糖業蓬勃發展。

圖3-3清代製糖圖(番社采風圖)            圖3-4清末糖廍(臺灣糖業公司)

明清時代由糖廍(如圖圖3-3與圖3-4所示)製造的糖均為「赤糖(黑糖)」，糖度在70到80度之間。糖廍的規模，平均每15甲蔗田設一場，每日平均壓榨10至15噸甘蔗。採收的甘蔗運送進糖廍的「棚屋」壓榨成蔗汁，蔗汁再送至「熬屋」熬煮結晶以製得黑糖。欲煉製白糖的原料糖(稱為漏菜糖)通常會運送至城市附近的「糖間」做處理。終至清末，臺灣的製糖大致都沿用這樣的古法，對於明清時代黑糖的製法，其流程及技術解說如下所列：

1.石灰中和：從棚屋送來的蔗汁先倒進貯汁缸收集，接著加入石灰(或牡蠣灰)，每十斗汁五合，以中和蔗汁的酸性。

2.沈澱澄清：將蔗汁倒入第一個澄清桶以沈澱雜質，並加適當的石灰，直到蔗汁呈中性為止，以防止蔗汁的轉化。

3.熬煮蒸發(第一鍋)：

將蔗汁倒入第一鍋(通常有五個孔明鼎，如圖3-5所示)，施以強火加熱，攪拌並以去除浮渣及凝結滓渣。再倒入新蔗汁熬煮，約一小時後，蔗汁變成褐色。

4.沈澱澄清：將褐色的蔗汁倒入第二個澄清桶。靜置一段時間，讓蔗汁中殘餘的雜質再被去除。

5.熬煮蒸發(第二鍋)：用杓子將第二個澄清桶裡的蔗汁舀至第二鍋中，以稍低的強火加熱，同時不斷攪伴並去除游離的滓渣。

6.熬煮濃縮(第三鍋)：將第二鍋的蔗汁再舀到第三鍋中，以低於第二鍋的爐火加熱，同時不斷攪拌以繼續濃縮蔗汁為糖漿。

7.熬煮濃縮(第四鍋)：將第三鍋的蔗汁再舀到第四鍋中，以文火加熱。直到蔗汁達到沸騰，糖漿變成為半流動的狀態，同時並不斷的攪拌，以防蔗汁沈澱導致焦黑。

8.熬煮濃縮(第五鍋)：

將第四鍋的蔗汁再舀到第五鍋中，還是以文火加熱，濃縮至有粘膠狀就停止熬煮。接著等待自然冷卻後，不斷用棒攪拌使均勻，就會析出糖末，含蜜的粉狀即是黑糖。

製作白糖的原料稱為漏菜糖，漏菜糖的製法與赤糖(粗糖)相似，但在第二鍋時就直接熬煮到適當濃度，不必煮到有粘膠狀，即可倒進漏缽製成白糖，白糖的製法，其流程及技術解說如下所列：

1.漏缽靜置：將陶製的漏缽(瓦溜)底端(上寬下尖似漏斗狀)用稻草塞住，再把漏缽插在漏罐口上，接著把漏菜糖倒進漏缽裡。

2.黃泥脫色：

取掉漏缽底端的塞草，用黃泥水(含有活性黏土或礬土的泥調水後，取上層乳濁狀液體使用)淋在漏缽的漏菜糖上，讓泥水漫流入漏菜糖，以洗去其黑色的糖蜜，糖蜜就漸漸的滴入漏罐內，如圖3-5所示。經過二十天，待泥漿乾燥成果餅狀，再將乾泥去除，漏缽的上層即有白糖。

圖3-5孔明鼎煮糖(臺灣的糖業)            圖3-6漏缽與漏罐圖(臺灣的糖業)

(二) 日治時期製糖技術(1900年～民國35年)：

日本治臺初期，臺灣的製糖仍以石灰法製造黑糖為主，明治34年(1901年)新渡戶造博士向臺灣總督府提出臺灣糖業改良意見書，進行淘汰舊式糖廍，改良製糖方法。利用機器大規模生產，設立新式的製糖廠。明治35年(1902年)第一所臺灣製糖株式會社的新式製糖廠(橋仔頭)開始製糖，如圖3-7所示。到了明治44年(1911年)全臺灣的產糖量高達四億五千萬斤，滿足日本市場80％的需求量，臺灣已成為日本的砂糖生產基地。新式製糖法的製程，其流程及技術解說如下所列：

1.碳酸槽中和：將甘蔗汁經過第一加熱器加熱後，經管路送入第一碳酸槽，加入石灰乳以中和蔗汁的酸性。

2.壓濾器濾滓：蔗汁輸送到第一壓濾器以去除滓渣。

3.碳酸槽中和：蔗汁輸送到第二碳酸槽，調整酸鹼度，直至中性為止。

4.壓濾器濾滓：蔗汁輸送到第二加熱器加熱，再輸送到第二壓濾器過濾。

5.蒸發罐濃縮：將清淨的蔗汁輸送到蒸發罐內，經過四重的蒸蒸發罐濃縮。

6.壓濾器過濾：將濃厚的蔗汁送至壓濾器過濾，再經過濾器做最細密的過濾。

7.結晶罐結晶：將純蔗汁輸送到真空結晶罐，以製成黑糖。

8.分蜜機脫色：將黑糖輸送至分蜜機，利用離心作用將糖蜜分離，即得黃砂糖(二砂)。

圖3-7臺灣第一座新式製糖廠(臺灣的糖業)      圖3-8臺灣第一座現代化製糖廠(臺灣的糖業)

(三) 現代製糖技術(民國35年～民國100年)：

民國34年8月，太平洋戰爭結束，日本結束對臺灣的殖民地統治，因受嚴重空襲而損失，臺灣製糖工廠已瀕臨停頓狀態。各廠主要的日籍工程技術人員大部分已於戰時應徵入伍，一部份於戰後遣返，中國來台的工程人員有限，多數缺乏製糖經驗，但在倉促之際，憑部分原來基層人員的記憶與努力，以及資源委員會不畏艱難，負起重建責任並籌措資金，讓大部分糖廠復工、農場復耕、運輸鐵路暢通，結果在短短兩、三年內，已將各糖廠重新修復，繼續生產，恢復到戰前60％的生產量。

民國88年6月，臺灣第一座現代化的精煉糖廠－小港精煉糖廠開始營運，如圖3-8所示，日產能一千公噸，年產三十萬噸精煉白糖。現代製糖廠的自動化製程分為粗糖(黑糖)製程(如圖3-9所示)及精煉糖(白糖)製程(如圖3-10所示)。

圖3-9粗糖(黑糖)製程圖(臺灣的糖業)

圖3-10精煉糖(白糖)製程圖(臺灣的糖業)

四、描述與探索－傳統黑糖製作專訪

(一) 發展歷史(民國94年～民國100年)：

1.起源背景：

甘蔗是一種多年生能源植物，結合太陽能進行光合作用，合成「蔗糖」汁液儲存在蔗莖的細胞纖維中。甘蔗的糖份是由蔗糖、葡萄糖及果糖三種醣類構成，因為葡萄糖、果糖是不會結晶的單醣類，而蔗糖是雙醣類可以結晶狀態存在，這是製糖的原料來自甘蔗的原因。食入蔗汁，會引發分泌唾液，而唾液內的酵素會將蔗糖分解為葡萄糖及果糖，而由人體直接吸收而產生能量。甘蔗葉片中的葉綠素行光合作用形成葡萄糖，輸送至甘蔗各部分以供呼吸及組成新組織用，餘則以蔗糖形式貯積於莖內。甘蔗在生長加速時，大量的糖份都轉換為蔗體，使甘蔗成長茁壯。反之，在生長減慢或呼吸作用較少時，大部分的葡萄糖均轉換成蔗糖儲存起來。因此，秋、冬季節是蔗糖累積最多的時候，正是採收甘蔗製糖的好時機。

台南市南化區關山里的張錫斌先生，其父在民國48年遷居此地，在當時製糖屬國營公賣，禁止私自製糖，但因為民生物資缺乏，那時工資一天20元，而黑糖一斤要5元，黑糖成為高價貨品，造成山區的住民偷種甘蔗、暗製黑糖。附近鄉鎮像高雄小林山區知道的居民都來此購買。一直到民國50年因查緝嚴格而暫停。民國94年張錫斌先生在農暇之際，因家庭需要，始憶起父親時代的黑糖製作印象，自己摸索嘗試，透過耆老的技術傳承並加入自行研發的細部技巧，慢慢逐步的把黑糖做出來。

2.產業描述：

臺南市南化區關山里位於南化水庫的水源保護區內，水庫位於台南的曾文溪之支流後堀溪上，以阿里山山脈與曾文水庫相隔。劃定公布的水質水量保護區是嚴格禁止或限制貽害水質與水量的行為，故關山里的土地自然乾淨，土質未受破壞而富含腐植質與礦物質，種植的果樹產質優良。甘蔗必須選在北緯36度至南緯25度之間，年平均溫度為25至27℃，年平均雨量1500至2000公厘的高溫多濕區域，不同的土壤成分會影響蔗糖的品質與產量。剛開始時，向台灣糖業股份公司購買台糖16號的甘蔗種子，台糖16號的特色是糖份高、株體強健、不易病蟲害。隔年再以留蔗苗的方式栽種。甘蔗在每年3月時開始栽種，將蔗苗排倒在畦溝中，再施行覆蓋小培土。至11月時，在蔗葉呈枯黃前，蔗莖皮呈暗紅色即可收穫。在關山里種植面積約10公頃，估計可製作黑糖約10萬斤。

南化區關山里離台南市區開車時程約2小時，位置偏遠、道路崎嶇，交通狀況不穩定，每遇颱風侵襲而破壞，故黑糖製品的銷售不易，近年更拜通訊科技的發達，透過以網路、電話的方式來進行訂購。

3.物件描述：

民國94年張錫斌先生夥同鄉里朋友張興發、張輝隆、江良習及游文卿共五人，採分工合作的方式進行黑糖的製造。第一年做出9000斤的黑糖，但品質欠佳，不只口感不好，甚至易於發霉敗壞。分析其原因主要在於過濾技術的缺失，結果銷售困難，同夥紛打退堂鼓。民國95年第二年只剩張錫斌與張輝隆兩人共同製造黑糖。到了民國97年第四年張錫斌先生決定在自己的房舍旁興建廠房，以進行穩定、成熟的製造流程，並進而提升黑糖的品質。張錫斌先生在傳統的製糖技術下，透過親身的嘗試與體驗，漸漸累積豐富的判斷經驗，因手工製糖的數量規模小，蔗田區域小而多，致使蔗汁的成分不穩，在製作過程中，每有不同的現象、性質發生，一定要靠豐富的經驗來加以判斷和處理。

所製成的黑糖因蔗汁中含有糖密、礦物質等大量雜質，致使蔗糖的結晶不規則，形成顆粒大小不一或粉末狀，外表則為黑、棕色，蔗糖含量達89.4％，口味溫和甘甜。甘蔗含有多種人體必需氨基酸，如賴氨酸、蘋果酸、檸檬酸等，這些氨基酸都是合成人體蛋白質、支援新陳代謝、參與人體生命活動不可缺少的基礎物質，對促進健康有絕對的正面效用。未經過精煉的黑糖保留了較多甘蔗的營養成分，也更加容易被人體消化吸收，因此能快速補充體力、增加活力，所以又被稱為「東方的巧克力」，其中不僅含有可提供熱能的碳水化合物，還含有人體生長發育不可缺少的核黃素、胡蘿蔔素、煙酸和微量元素錳、鋅、鉻等各種元素。此外，紅糖的含鈣量是白糖的10倍，含鐵量是白糖的3.6倍。

黑糖的好處在於「溫而補之，溫而通之，溫而散之」，也就是我們俗稱的溫補。紅糖所含有的葡萄糖釋放能量快，吸收利用率高，可以快速的補充體力。有中氣不足、食慾不振、營養不良等問題孩童，平日可適量飲用紅糖水。受寒腹痛、月經來時易感冒的人，也可用紅糖薑湯袪寒。對老年體弱，特別是大病初癒的人，紅糖亦有極佳的療虛進補作用，老人適量吃些紅糖還能散瘀活血，利腸通便，緩肝明目。黑糖除了養生功效外，更因為黑糖中的糖蜜成分，具有強力的解毒功效，能將過量的黑色素從真皮層中導出，並通過淋巴組織排出體外。除此之外，也蘊含了胡蘿蔔素、核黃素、煙酸、氨基酸、葡萄糖等成分，對細胞具有強效抗氧化及修護的作用，能使皮下細胞在排除黑色素後迅速生長，更徹底達到預防黑色素生成、持續美白的效果。

(二) 製作技術：

1.製作原理：

黑糖的原料是甘蔗，含有95％左右的蔗糖，將壓榨出來的蔗汁以火熬煮，不斷攪拌讓水份慢慢的蒸發掉，使糖的濃度逐漸增高，並加入石灰以幫助清淨及平衡PH值，高濃度的糖漿在冷卻後會凝固成為固體塊狀的粗糖，也就是黑糖(紅糖)，用這樣的傳統做法保持了甘蔗原本的營養，同時也使紅糖帶有一股類似焦糖的特殊風味。製作過程中熬煮的時間越久紅糖磚的顏色也越深，使紅糖呈現出不同深淺的紅褐色。

2.製作流程：

(1) 採收甘蔗：糾集鄉里人工，以鋤頭為工具將甘蔗剷倒，再以柴刀去除蔗葉，然後綑綁成堆。如圖4-1所示。

(2) 壓榨蔗汁：將甘蔗(未經清洗)依次經過切蔗機、壓榨機，把甘蔗中的蔗汁壓出來，而剩下接近乾燥的蔗渣。如圖4-2所示。

圖4-1採收甘蔗圖(黃信壹拍攝)            圖4-2壓榨蔗汁圖(黃信壹拍攝)

(3) 初步過濾：將濾網放置在沈澱桶的上方，再把含有雜質的蔗汁往濾網倒入，接著在沈澱桶中靜置約1小時，讓蔗液中較重的雜質沈澱。如圖4-3所示。

(4) 煮沸濃縮：

將沈澱桶中的蔗液引入鐵鍋內，以龍眼木或相思木為薪柴生火，在烹煮的過程中需不斷攪拌，並加入生石灰(有吸附雜質作用)使蔗液的微酸性中和成中性。

如圖4-4所示。

圖4-3初步過濾圖(黃信壹拍攝)            圖4-4煮沸濃縮圖(黃信壹拍攝)

(5) 細部過濾：在烹煮濃縮的過程中，時時以細濾網撈起液面的泡沫或殘渣，煮到約130℃時蔗液會沸騰就停止。如圖4-5所示。

(6) 靜置沈澱：將初步濃縮的蔗液舀入沈澱桶中靜置約1小時，讓蔗液中殘餘的雜質再被去除。如圖4-6所示。

圖4-5細部過濾圖(黃信壹拍攝)            圖4-6靜置沈澱圖(黃信壹拍攝)

(7) 蒸發濃縮：將沈澱桶中的濃縮蔗液引入鐵鍋中再度熬煮，讓水分加熱蒸發，提高蔗糖的濃度，一直熬煮到蔗液提起有牽絲狀就舀起。如圖4-7所示。

(8) 攪拌結晶：將煮好的蔗液舀入不鏽鋼平台中，並以鐵鏟不斷的攪拌以均勻散熱，慢慢的黑糖就會結晶成塊出來。如圖4-8所示。

圖4-7蒸發濃縮圖(黃信壹拍攝)            圖4-8攪拌結晶圖(黃信壹拍攝)

(三) 交互影響：

在社會影響層面，傳統手工黑糖的復活把沒落的社區再度的活躍起來，透過創發者的熱心與用心，將社區的互動拉起來。在經濟影響層面，黑糖的製作可以增進社區的經濟收入，據估計從事甘蔗的種植與採收者，平均每月約有25000～30000元的收入，負責製作技術者則有平均約80000元的收入，而黑糖的製作時間約有5個月。

在文化影響層面，傳統手工黑糖讓古老的製作技術與黑糖文化保留下來，並能增進飲食的健康，促進養身的風氣。將黑糖和粉薯粉(葛鬱金)調水可治療小孩子的腸病毒。在科學影響層面，傳統手工黑糖傳承古代的製糖技術，並加入研發的技術，使黑糖的製作流程改進、品質提升、產量提高。

五、參考文獻

宋應星/原作、劉君燦/導讀(1968)。天工開物。上卷甘嗜第六卷。

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臺糖公司編(1971)。台糖六十週年紀念特刊。

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