老王讲糖第67讲：明代黄泥水澄清法制白砂糖简介
明代黄泥水澄清法制白砂糖简介
明宋应星以毕生精力，撰写《天工开物》。
于第六卷《甘嗜》篇，详细叙述利用糖膏自身重力来分离糖蜜，取得砂糖再用黄泥水脱色造白糖的方法。
【原文】：“﹝蔗汁﹞尚黄黑色，将桶盛贮，凝成黑沙，然后以瓦溜置缸上，其溜上宽下尖，底有一小孔，将草塞住，倾桶中黑沙于内，然后去孔中塞草，用黄泥水淋下，其中黑滓入缸内，溜内尽成白霜。”
【白话】：“将过冬成熟的甘蔗，用轧浆车榨蔗汁，盛入缸中，用火熬成黄黑色的糖浆，倒入另一口缸中凝结成黑沙糖；另备一口缸，上面安放一个瓦溜（瓦质漏斗），用稻草堵塞瓦溜的漏口，将黑砂糖倒入瓦质漏斗中，等黑沙结定，除去稻草，用黄泥水淋下漏斗中的黑砂糖，黑渣从漏斗流入下面缸中，漏斗中留下白砂糖”。
最上一层约五寸多，非常洁白，叫西洋糖。明称西洋即今之南洋。
北大教授季羡林先生在所著《中华白糖史》说：中国明代熬练白糖的“黄泥水淋脱色法是中国的伟大发明”。
瓦溜：旧时制砂糖用的一种陶器。
《天工开物》中黄泥水澄清法制白砂糖的辩证分析
《天工开物》作为中国古代科技文化的经典著作，详细记载了多种生产工艺，其中包括对制糖技术的描述。明代的黄泥水澄清法制白砂糖，被宋应星誉为当时的一项创新技术。然而，这种技术的科学原理、工艺细节以及实际效果仍然值得进一步辨析。本文将从历史背景、技术原理、科学验证、对比分析及其文化意义五个方面进行探讨。
一、历史背景与《天工开物》的记录
1.《天工开物》的重要性
宋应星的《天工开物》被誉为中国古代的“百科全书”，系统记录了17世纪明代农业、手工业及其他生产技术的发展状况。其中的《甘嗜》章节专门探讨了甘蔗制糖工艺，是研究中国古代制糖史的重要文献。
2.黄泥水澄清法的记载
《天工开物·甘嗜》中提到的黄泥水澄清法。
“﹝蔗汁﹞尚黄黑色，将桶盛贮，凝成黑沙，然后以瓦溜置缸上，其溜上宽下尖，底有一小孔，将草塞住，倾桶中黑沙于内，然后去孔中塞草，用黄泥水淋下，其中黑滓入缸内，溜内尽成白霜。”
主要包括以下步骤：
甘蔗榨汁后加热浓缩，制成红糖，即“黑沙”；
将黑沙冷却后装入漏斗状的瓦器（“瓦溜”）；
用黄泥水从顶部淋下，通过吸附和渗滤作用去除杂质，使糖变白。
宋应星强调，上层糖洁白如霜，被称为“西洋糖”。这项工艺表明，明代制糖技术已经尝试使用物理和化学方法进行脱色和提纯。
二、技术原理与现代科学验证
1. 红糖的颜色来源
从现代化学的角度来看，红糖的深色来源复杂，包括：
焦糖化反应产物：加热过程中糖类分解生成的褐色化合物；
美拉德反应产物：糖与蛋白质或氨基酸在高温下反应形成的深色聚合物；
天然酚类氧化物：甘蔗汁中的多酚类物质氧化后的深色化合物；
铁离子络合物：甘蔗汁中的微量铁元素与有机物结合生成的深色复合物。
这些成分的化学性质稳定，普通物理吸附难以完全去除。
2. 黄泥的吸附作用
黄泥水澄清的关键在于黄泥的吸附能力。黄泥中含有硅酸盐、氧化铝和氧化铁等微细颗粒，理论上具有一定的吸附性。然而，与现代脱色材料相比，黄泥的比表面积较小，吸附能力有限：
吸附选择性：黄泥对一些大分子杂质可能有效，但难以去除溶液中的色素和小分子化合物；
工艺效率：黄泥水的短暂渗滤无法提供足够的接触时间，降低了脱色效果。
3. 水淋操作的局限性
渗滤过程中，液体停留时间短，接触面积有限，影响了杂质的去除效果；
现代白砂糖的生产依赖精密的过滤和离心分离设备，明代手工工艺难以达到同样的精细度。
三、《物理小识》中“造白糖法”的记载与补充
1. 方以智的记录
《物理小识》卷六中记载的“造白糖法”原文如下：
“煮甘蕉汁，以石灰少许投调，成赤沙糖。再以竹器盛白土，以赤糖淋下锅，炼成白沙糖。劈鸭卵搅之，使渣上浮。”
此外，书中还叙述了方以智的座师奈赓之（一说为余赓之）关于造糖霜的技术：
“十月，滤蔗，其汁乃凝人签，煮定，以锐底瓦罂穴其下而盛之，置大中，侯穴下滴，而上以解黄土作饼盖之，下滴久乃尽。其上之淬于是极白，是为双清。次清屡滴盖除而余者近黑，则所谓尾，造皮糖者。”
这段文字中可以提取出以下工艺要点：
煮甘蔗汁成赤沙糖：
将甘蔗汁煮沸；
在煮沸的甘蔗汁中加入少许石灰调和，使杂质凝聚沉淀，改变甘蔗汁的酸碱度，利于糖分结晶；
石灰调和后的甘蔗汁凝结为赤沙糖。
炼赤沙糖成白沙糖：
将赤沙糖放入竹器盛装的白土中；
用赤糖溶液淋下，通过白土的吸附去除色素和杂质；
滤液再次入锅煎熬，凝结为白沙糖。
搅拌去渣：
使用劈开的鸭卵搅拌，使糖液中的渣滓上浮，便于去除。
2. 制糖霜技术的补充
此外，《物理小识》中还描述了造糖霜的技术：
十月滤蔗，取汁煮沸，倒入底部有小孔的瓦罂中；
在瓦罂上覆盖黄土饼，让糖汁滴滤；
滤液分为上层极白的“双清”，与颜色较深的“尾”，分别用于制白糖与皮糖。
四、横向比较与技术差异
通过对其他古代和现代制糖工艺的对比，我们可以更清楚地认识黄泥水澄清法和方以智记载方法的实际效果和局限性。
1. 明清时期的其他脱色工艺
封泥法：《兴化府志》中提到用赤泥封存糖块，长时间吸附杂质，脱色效果显著：
“以赤泥封糖块，经时久，泥土吸附其间杂质，糖色愈白，味更纯。”
这段文字说明了一种使用赤泥对糖块进行长期封存的工艺。其核心技术点如下：
①赤泥的使用：赤泥是一种富含氧化铁的黏土，具有一定的吸附能力。在封存过程中，赤泥能够吸附糖块表面的杂质，起到净化作用。
②长时间的处理：通过延长封存时间，赤泥的吸附作用可以逐渐去除糖块中的杂质，进一步脱色，从而使糖的色泽更加洁白。
③对糖味的影响：经过赤泥处理后的糖块不仅颜色变白，味道也更加纯净。这表明杂质的去除对糖的品质提升具有显著作用。
覆土法：清代《淡水厅志》中描述将糖液置于瓷器内覆土，通过慢速渗滤脱色，体现了物理吸附的基本原理：
“将糖液置瓷器中，覆以细土，候滴滤渐尽，白者为上。”
核心技术点：
①糖液准备： 将煮好的糖液倒入瓷器中，待其冷却至适宜温度。
②覆土处理： 在糖液表面覆盖一层细土，土壤的细腻程度直接影响脱色效果。
③渗滤过程： 糖液通过土层慢慢渗滤，土壤吸附杂质，使糖液变得更加清澈。
④脱色效果： 经过渗滤后的糖液颜色变白，杂质被去除，味道更加纯净。
三遍渗滤法：《闽书南产志》中详细描述炼白沙糖的过程：
“煮甘蔗汁，搅以白灰，成为黑糖。置之大瓮漏中，等水流尽，覆以细清黄土，凡三遍，其色改白。结果产生出三等糖：上等白名清糖，中白名官糖，下者名奋尾。再取官糖，加以烹炼，劈鸡卵搅之，使渣淬上浮。”
从这段记载可以看出，炼白砂糖的工艺包括以下步骤：
①榨汁与初煮：甘蔗榨汁后加热煮成初步成品，称为黑沙糖。
②灰汁净化：在煮沸过程中加入灰汁，利用其化学作用净化糖液。
③杵捣与涂土：将煮好的糖捣碎装盆，并在盆的四周涂抹黄土。
④再次蒸炼与灰汁淋滤：通过进一步的蒸炼，并多次用灰汁浇淋，最终实现脱色，使黑沙糖转化为白沙糖。
2. 现代脱色技术的启示
石灰与磷酸沉淀：通过化学反应去除杂质；
活性炭吸附：利用大比表面积高效去除色素和杂质；
离子交换树脂：现代工业中普遍使用的高效脱色方法。
与这些技术相比，黄泥水澄清法和《物理小识》的方法显然较为初级，其主要价值可能在于技术探索和创新，而非最终效果。
五、历史与文化意义
尽管科学验证表明黄泥水澄清法和方以智记载的工艺实际效果可能有限，但它们仍具有重要的历史和文化意义：
1. 技术创新的尝试
这些方法展示了明代劳动人民在制糖技术上的创造性思维，为后续改进奠定了基础。
2. 区域性工艺的多样性
南方制糖技术充分体现了因地制宜的传统智慧，不同地区采用了适应性强的脱色方法。
3. 文献记录的价值
《天工开物》和《物理小识》为我们提供了宝贵的历史资料，通过对这些记载的解读，我们可以更全面地了解古代科技发展的路径。
六、结语：科学与历史的交汇
黄泥水澄清法和方以智记载的制糖工艺，不仅反映了古代技术的探索，也为我们研究历史与科学的交汇提供了宝贵的线索。尽管在科学上存在局限，这些技术的提出和应用是古代劳动人民智慧的象征。未来，通过实验与多学科合作，我们可以进一步复原这些古法工艺，为中国科技史研究贡献新的视角和方法。
明代黄泥水澄清法制白砂糖简介
明宋应星以毕生精力，撰写《天工开物》。
于第六卷《甘嗜》篇，详细叙述利用糖膏自身重力来分离糖蜜，取得砂糖再用黄泥水脱色造白糖的方法。
【原文】：“﹝蔗汁﹞尚黄黑色，将桶盛贮，凝成黑沙，然后以瓦溜置缸上，其溜上宽下尖，底有一小孔，将草塞住，倾桶中黑沙于内，然后去孔中塞草，用黄泥水淋下，其中黑滓入缸内，溜内尽成白霜。”
【白话】：“将过冬成熟的甘蔗，用轧浆车榨蔗汁，盛入缸中，用火熬成黄黑色的糖浆，倒入另一口缸中凝结成黑沙糖；另备一口缸，上面安放一个瓦溜（瓦质漏斗），用稻草堵塞瓦溜的漏口，将黑砂糖倒入瓦质漏斗中，等黑沙结定，除去稻草，用黄泥水淋下漏斗中的黑砂糖，黑渣从漏斗流入下面缸中，漏斗中留下白砂糖”。
最上一层约五寸多，非常洁白，叫西洋糖。明称西洋即今之南洋。
北大教授季羡林先生在所著《中华白糖史》说：中国明代熬练白糖的“黄泥水淋脱色法是中国的伟大发明”。
瓦溜：旧时制砂糖用的一种陶器。
《天工开物》中黄泥水澄清法制白砂糖的辩证分析
《天工开物》作为中国古代科技文化的经典著作，详细记载了多种生产工艺，其中包括对制糖技术的描述。明代的黄泥水澄清法制白砂糖，被宋应星誉为当时的一项创新技术。然而，这种技术的科学原理、工艺细节以及实际效果仍然值得进一步辨析。本文将从历史背景、技术原理、科学验证、对比分析及其文化意义五个方面进行探讨。
一、历史背景与《天工开物》的记录
1.《天工开物》的重要性
宋应星的《天工开物》被誉为中国古代的“百科全书”，系统记录了17世纪明代农业、手工业及其他生产技术的发展状况。其中的《甘嗜》章节专门探讨了甘蔗制糖工艺，是研究中国古代制糖史的重要文献。
2.黄泥水澄清法的记载
《天工开物·甘嗜》中提到的黄泥水澄清法。
“﹝蔗汁﹞尚黄黑色，将桶盛贮，凝成黑沙，然后以瓦溜置缸上，其溜上宽下尖，底有一小孔，将草塞住，倾桶中黑沙于内，然后去孔中塞草，用黄泥水淋下，其中黑滓入缸内，溜内尽成白霜。”
主要包括以下步骤：
甘蔗榨汁后加热浓缩，制成红糖，即“黑沙”；
将黑沙冷却后装入漏斗状的瓦器（“瓦溜”）；
用黄泥水从顶部淋下，通过吸附和渗滤作用去除杂质，使糖变白。
宋应星强调，上层糖洁白如霜，被称为“西洋糖”。这项工艺表明，明代制糖技术已经尝试使用物理和化学方法进行脱色和提纯。
二、技术原理与现代科学验证
1. 红糖的颜色来源
从现代化学的角度来看，红糖的深色来源复杂，包括：
焦糖化反应产物：加热过程中糖类分解生成的褐色化合物；
美拉德反应产物：糖与蛋白质或氨基酸在高温下反应形成的深色聚合物；
天然酚类氧化物：甘蔗汁中的多酚类物质氧化后的深色化合物；
铁离子络合物：甘蔗汁中的微量铁元素与有机物结合生成的深色复合物。
这些成分的化学性质稳定，普通物理吸附难以完全去除。
2. 黄泥的吸附作用
黄泥水澄清的关键在于黄泥的吸附能力。黄泥中含有硅酸盐、氧化铝和氧化铁等微细颗粒，理论上具有一定的吸附性。然而，与现代脱色材料相比，黄泥的比表面积较小，吸附能力有限：
吸附选择性：黄泥对一些大分子杂质可能有效，但难以去除溶液中的色素和小分子化合物；
工艺效率：黄泥水的短暂渗滤无法提供足够的接触时间，降低了脱色效果。
3. 水淋操作的局限性
渗滤过程中，液体停留时间短，接触面积有限，影响了杂质的去除效果；
现代白砂糖的生产依赖精密的过滤和离心分离设备，明代手工工艺难以达到同样的精细度。
三、《物理小识》中“造白糖法”的记载与补充
1. 方以智的记录
《物理小识》卷六中记载的“造白糖法”原文如下：
“煮甘蕉汁，以石灰少许投调，成赤沙糖。再以竹器盛白土，以赤糖淋下锅，炼成白沙糖。劈鸭卵搅之，使渣上浮。”
此外，书中还叙述了方以智的座师奈赓之（一说为余赓之）关于造糖霜的技术：
“十月，滤蔗，其汁乃凝人签，煮定，以锐底瓦罂穴其下而盛之，置大中，侯穴下滴，而上以解黄土作饼盖之，下滴久乃尽。其上之淬于是极白，是为双清。次清屡滴盖除而余者近黑，则所谓尾，造皮糖者。”
这段文字中可以提取出以下工艺要点：
煮甘蔗汁成赤沙糖：
将甘蔗汁煮沸；
在煮沸的甘蔗汁中加入少许石灰调和，使杂质凝聚沉淀，改变甘蔗汁的酸碱度，利于糖分结晶；
石灰调和后的甘蔗汁凝结为赤沙糖。
炼赤沙糖成白沙糖：
将赤沙糖放入竹器盛装的白土中；
用赤糖溶液淋下，通过白土的吸附去除色素和杂质；
滤液再次入锅煎熬，凝结为白沙糖。
搅拌去渣：
使用劈开的鸭卵搅拌，使糖液中的渣滓上浮，便于去除。
2. 制糖霜技术的补充
此外，《物理小识》中还描述了造糖霜的技术：
十月滤蔗，取汁煮沸，倒入底部有小孔的瓦罂中；
在瓦罂上覆盖黄土饼，让糖汁滴滤；
滤液分为上层极白的“双清”，与颜色较深的“尾”，分别用于制白糖与皮糖。
四、横向比较与技术差异
通过对其他古代和现代制糖工艺的对比，我们可以更清楚地认识黄泥水澄清法和方以智记载方法的实际效果和局限性。
1. 明清时期的其他脱色工艺
封泥法：《兴化府志》中提到用赤泥封存糖块，长时间吸附杂质，脱色效果显著：
“以赤泥封糖块，经时久，泥土吸附其间杂质，糖色愈白，味更纯。”
这段文字说明了一种使用赤泥对糖块进行长期封存的工艺。其核心技术点如下：
①赤泥的使用：赤泥是一种富含氧化铁的黏土，具有一定的吸附能力。在封存过程中，赤泥能够吸附糖块表面的杂质，起到净化作用。
②长时间的处理：通过延长封存时间，赤泥的吸附作用可以逐渐去除糖块中的杂质，进一步脱色，从而使糖的色泽更加洁白。
③对糖味的影响：经过赤泥处理后的糖块不仅颜色变白，味道也更加纯净。这表明杂质的去除对糖的品质提升具有显著作用。
覆土法：清代《淡水厅志》中描述将糖液置于瓷器内覆土，通过慢速渗滤脱色，体现了物理吸附的基本原理：
“将糖液置瓷器中，覆以细土，候滴滤渐尽，白者为上。”
核心技术点：
①糖液准备： 将煮好的糖液倒入瓷器中，待其冷却至适宜温度。
②覆土处理： 在糖液表面覆盖一层细土，土壤的细腻程度直接影响脱色效果。
③渗滤过程： 糖液通过土层慢慢渗滤，土壤吸附杂质，使糖液变得更加清澈。
④脱色效果： 经过渗滤后的糖液颜色变白，杂质被去除，味道更加纯净。
三遍渗滤法：《闽书南产志》中详细描述炼白沙糖的过程：
“煮甘蔗汁，搅以白灰，成为黑糖。置之大瓮漏中，等水流尽，覆以细清黄土，凡三遍，其色改白。结果产生出三等糖：上等白名清糖，中白名官糖，下者名奋尾。再取官糖，加以烹炼，劈鸡卵搅之，使渣淬上浮。”
从这段记载可以看出，炼白砂糖的工艺包括以下步骤：
①榨汁与初煮：甘蔗榨汁后加热煮成初步成品，称为黑沙糖。
②灰汁净化：在煮沸过程中加入灰汁，利用其化学作用净化糖液。
③杵捣与涂土：将煮好的糖捣碎装盆，并在盆的四周涂抹黄土。
④再次蒸炼与灰汁淋滤：通过进一步的蒸炼，并多次用灰汁浇淋，最终实现脱色，使黑沙糖转化为白沙糖。
2. 现代脱色技术的启示
石灰与磷酸沉淀：通过化学反应去除杂质；
活性炭吸附：利用大比表面积高效去除色素和杂质；
离子交换树脂：现代工业中普遍使用的高效脱色方法。
与这些技术相比，黄泥水澄清法和《物理小识》的方法显然较为初级，其主要价值可能在于技术探索和创新，而非最终效果。
五、历史与文化意义
尽管科学验证表明黄泥水澄清法和方以智记载的工艺实际效果可能有限，但它们仍具有重要的历史和文化意义：
1. 技术创新的尝试
这些方法展示了明代劳动人民在制糖技术上的创造性思维，为后续改进奠定了基础。
2. 区域性工艺的多样性
南方制糖技术充分体现了因地制宜的传统智慧，不同地区采用了适应性强的脱色方法。
3. 文献记录的价值
《天工开物》和《物理小识》为我们提供了宝贵的历史资料，通过对这些记载的解读，我们可以更全面地了解古代科技发展的路径。
六、结语：科学与历史的交汇
黄泥水澄清法和方以智记载的制糖工艺，不仅反映了古代技术的探索，也为我们研究历史与科学的交汇提供了宝贵的线索。尽管在科学上存在局限，这些技术的提出和应用是古代劳动人民智慧的象征。未来，通过实验与多学科合作，我们可以进一步复原这些古法工艺，为中国科技史研究贡献新的视角和方法。
