“麥芽磨碎入酒缸，糖化煮沸添酒花。酵母發(fā)酵神妙施，過(guò)濾灌裝美酒成。琥珀金液滿酒杯，泡沫如云舞翩躚。醇香苦味交織間，飲者陶醉心歡暢?！痹?shī)中描寫(xiě)的是啤酒。無(wú)論是家庭聚餐還是朋友聚會(huì)，打開(kāi)一瓶啤酒，托起一杯琥珀般的液體，淺嘗一口，麥芽的清新與柔密的泡沫讓人心情舒暢。暢飲啤酒的同時(shí)，不知你心中是否涌現(xiàn)出一些疑問(wèn)：啤酒為何帶有苦味呢？為什么啤酒上長(zhǎng)著云朵般的泡沫呢？其實(shí)，這都與啤酒釀造中添加的一種“神奇的花”——“我”有關(guān)。

圖1 啤酒照片

“我”與啤酒的相戀

啤酒是以麥芽、我（啤酒花）、酵母、水等為原料，經(jīng)過(guò)糖化、煮沸、發(fā)酵等一系列工藝步驟，最終形成的風(fēng)味獨(dú)特、泡沫豐富的低酒精度發(fā)酵酒[1]。啤酒中，麥芽是“身體”，主要起提供糖分的作用；酵母是“心臟”，負(fù)責(zé)將糖轉(zhuǎn)化為酒精；水是“血液”，溶解糖分的同時(shí)為酵母創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。不夸張的說(shuō)，我才是啤酒的“靈魂”，賦予啤酒獨(dú)特的風(fēng)味。

圖2 啤酒釀造工藝流程[2]

說(shuō)起我與啤酒的相戀，這也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月。起初，啤酒并沒(méi)有與我相識(shí)。周朝著作《書(shū)經(jīng)·說(shuō)命篇》記載：“若作酒醴，爾惟曲蘗”。曲蘗指發(fā)芽的谷粒；酒醴則是用曲蘗制作而成的酒。蘇美爾人泥版文明記載了獨(dú)特的“蘇美爾式喝啤酒法”——用細(xì)長(zhǎng)的蘆葦管（現(xiàn)代吸管的雛形）去品嘗大麥加水后的發(fā)酵物。寧卡西是蘇美爾神系中的“啤酒女神”，《寧卡西贊歌》中也有詩(shī)句：“寧卡西，是你將濾清的啤酒從甕中傾倒，恰似底格里斯河與幼發(fā)拉底河的激流[3]?！辈徽撌侵艹摹熬契贰边€是蘇美爾人制作的麥芽汁，這些用富含糖分的麥芽發(fā)酵而成的啤酒沒(méi)有細(xì)膩的泡沫，口感上也十分甜膩，且微生物易在其中繁殖，保質(zhì)期較短。

圖3 蘇美爾人品嘗啤酒的場(chǎng)景

后來(lái)，為了平衡啤酒的口感，延長(zhǎng)其保質(zhì)期，啤酒被人們玩出了花。啤酒結(jié)識(shí)了四海八方的朋友，比如各種水果（如櫻桃、柚子、椰棗等）、蜂蜜、各類香料（如希瑟、海藻、云杉、野生迷迭香等）、鹽、甚至是煮熟的面包......但這些都不是啤酒的“菜”。直到1079年，德國(guó)修道院里的僧侶突發(fā)奇想，用一種名叫蛇麻花的我釀造啤酒[3]，結(jié)果我倆便相戀了。啤酒如同有了靈魂，甜中帶些苦味，酒香和麥香交相呼應(yīng)，形成獨(dú)特的風(fēng)味，給人清爽的感覺(jué)。此外，我還具有殺菌消毒的作用，啤酒保質(zhì)期顯著增加。在瘟疫橫行的中世紀(jì)，干凈的水源是生活的保障，啤酒也成為了“希望之水”。如今，我也有了新的名字——啤酒花！

圖4 啤酒花照片

“我”的“神奇”魔法

2.1“我”是一朵苦苦的花

我是一朵“苦苦”的花，并不是本身具有較大的苦味，而是我通過(guò)魔法賦予了啤酒苦澀又清爽的口感。啤酒的苦味主要來(lái)源于我體內(nèi)的α-酸、β-酸以及多酚類物質(zhì)[4]。

α-酸是由側(cè)鏈R基團(tuán)不同的五種同系物組成。α-酸本身無(wú)明顯苦味，但其中的葎草酮，合葎草酮，加葎草酮在光、熱、堿的條件下會(huì)發(fā)生異構(gòu)化[4][5]。由于具有手性碳原子，存在順式和反式兩種結(jié)構(gòu)，所以發(fā)生異構(gòu)化后能夠形成六種新的物質(zhì)。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，α-酸是球狀的橡皮泥，在外部條件作用下被捏成手掌狀的橡皮泥。而手掌分為左手和右手，兩只手的手心可以重合，但手心和手背卻不能重合，所以是兩種新的物質(zhì)。這些新的化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱為異α-酸，具有較強(qiáng)的苦味和溶解性。

圖5 啤酒花中的α-酸結(jié)構(gòu)[5]

與α-酸一樣，β-酸也不具有味蕾可感知到的苦味。β-酸提供苦味的原因是它極易被氧化，在麥汁煮沸過(guò)程中會(huì)氧化生成希魯酮。希魯酮的苦味強(qiáng)度是異α-酸的84%，在啤酒中的含量為1～2 mg/L左右[6]。酚類物質(zhì)提供苦味主要與黃腐酚的氧化產(chǎn)物和異構(gòu)化產(chǎn)物有關(guān)。但相比于異α-酸，這些物質(zhì)只起著補(bǔ)充和修飾作用。異α-酸對(duì)啤酒的苦味貢獻(xiàn)率高達(dá)80%左右[6]，它是啤酒產(chǎn)生苦味的主力軍。

七個(gè)葫蘆娃的本領(lǐng)各有不同，α-酸發(fā)生異構(gòu)化后形成的六種異構(gòu)體的苦味也各不相同。其中順式異葎草酮的苦味最強(qiáng)。不同品種的我體內(nèi)的α-酸組成結(jié)構(gòu)有所不同，從而造成異構(gòu)化后的異α-酸組成結(jié)構(gòu)不同，啤酒的苦味自然就不一樣了。順式異α-酸的苦味和熱穩(wěn)定值都大于反式異α-酸，而在不同條件下α-酸所產(chǎn)生的順?lè)词疆悩?gòu)體的比值是不同的[4]，這也是不同品牌的生產(chǎn)條件不同導(dǎo)致啤酒苦味不同的原因。此外，我被添加得越早，苦味物質(zhì)利用率越高；煮沸時(shí)間越長(zhǎng)，苦味物質(zhì)溶解越多[7]。所以在我看來(lái)，要想釀造出符合人們苦味需求的啤酒，品種選取、添加時(shí)間以及麥汁的pH、麥汁中的金屬離子、麥汁煮沸強(qiáng)度和煮沸時(shí)間都是需要考慮的因素。

表1 α-酸的六種異構(gòu)體在啤酒中占總α-酸的比例及其苦味等級(jí)[4]

表2 不同異構(gòu)化條件下α-酸的順式與反式異構(gòu)體的比例[4]

2.2“我”也是一朵香香的花

當(dāng)你用開(kāi)瓶器打開(kāi)一瓶啤酒時(shí)，便有一縷香氣撲入你的鼻中，這也是我的功勞哦。啤酒的香氣成分主要來(lái)源于我體內(nèi)的酒花精油，同時(shí)也與酵母發(fā)酵作用和麥芽香氣有關(guān)[5]。啤酒的香氣是由多種成分相互作用的結(jié)果。

酒花精油香氣成分十分復(fù)雜，并且經(jīng)過(guò)麥汁煮沸、酵母代謝等復(fù)雜的反應(yīng)后，香氣類型千變?nèi)f化。新鮮青草香氣可歸因于醛類；柑橘香氣可歸因于酯類、橙花醇和里那醇；花香和果香歸因于里那醇、香葉醇、β-紫羅酮、4MMP、3-巰基-1-己醇以及其它酮類、環(huán)氧化合物和酯類；草藥香可歸因于氧化的倍半萜烯類化合物[8]。不同品種的我組成成分具有差異，釀造出來(lái)的啤酒香味各異?？茖W(xué)家以用六種不同品種的我釀造而成的啤酒為樣品，制作了感官品評(píng)雷達(dá)圖（圖6）。青島大花釀造的啤酒主要是木香和酯香。

圖6六種不同啤酒花釀造而成的啤酒感官品評(píng)雷達(dá)圖[9]

我們?cè)诩抑竺字鄷r(shí)，廚房總彌漫著濃濃大米的香氣，但是喝粥時(shí)香氣卻沒(méi)有那么濃烈了。這是因?yàn)槊字嘀械拇蟛糠窒銡獬煞衷谥笾七^(guò)程中已經(jīng)躲到空氣中了。同樣，我的香氣成分中存在一些揮發(fā)性物質(zhì)，這類物質(zhì)在高溫煮制下容易逃到空氣中，造成香氣損失。啤酒煮沸環(huán)節(jié)中，晚投我、減少煮沸時(shí)間和火力，可以減少揮發(fā)性物質(zhì)的散失，從而較好的保存香氣。

問(wèn)題來(lái)了，如果減少煮沸時(shí)間的話，苦味物質(zhì)便不能完全溶解到啤酒中，啤酒的口感會(huì)下降。為了使啤酒苦味達(dá)到人們的需求，煮制時(shí)間一般在一個(gè)小時(shí)左右。但這么長(zhǎng)的煮制時(shí)間又損失了相當(dāng)一部分的香氣成分。這可真是魚(yú)與熊掌不可兼得呀！我也太難了呀！實(shí)際生產(chǎn)中，通常在麥汁煮沸的不同階段多次投入我來(lái)同時(shí)保證啤酒的香味和苦味。

2.3“我”是一朵浪漫的花

我可是十分浪漫的。我懂得裝扮和保護(hù)啤酒，讓啤酒在酒伴中魅力四射。云朵般的泡沫，金黃透明的身姿和較好的防腐性都是我送給啤酒的禮物。

啤酒泡沫具有起泡性和穩(wěn)定性。起泡性是指產(chǎn)生泡沫的多少，主要與CO2含量有關(guān)。啤酒是由酵母菌發(fā)酵而成的，酵母發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，使得啤酒酒液內(nèi)部氣壓與外界大氣壓產(chǎn)生一定的壓力差。當(dāng)啤酒酒液與空氣接觸時(shí)，由于大氣壓作用，使得溶解在酒液中的過(guò)飽和的CO2釋放到空氣中。在釋放過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，逐漸膨脹并聚集在一起形成肉眼可見(jiàn)的啤酒泡沫[10]。

圖7 帶有云朵般泡沫啤酒照片

啤酒泡沫的穩(wěn)定性是指泡沫在空氣中存在時(shí)間的長(zhǎng)短，而這主要與啤酒中的表面活性物質(zhì)有關(guān)。在泡沫形成過(guò)程中，酒液中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)隨著CO2的釋放吸附在氣泡的表面上。其中，由我產(chǎn)生的異α-酸可以與麥芽中的起泡蛋白形成一種特殊的表面活性物質(zhì)，其功能與表面活性劑類似。這種物質(zhì)可以把疏水性的異α-酸轉(zhuǎn)向泡沫表面，而把親水性的起泡蛋白轉(zhuǎn)向泡沫內(nèi)部，從而提高泡沫的穩(wěn)定性[3]。當(dāng)然，啤酒中其他成分也會(huì)影響泡沫的穩(wěn)定性，例如水、糖類、脂類、多酚、乙醇、金屬離子等[10]。

圖8 啤酒泡沫簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)圖（自繪）

如果你經(jīng)常購(gòu)買(mǎi)啤酒并習(xí)慣查看標(biāo)簽，你會(huì)發(fā)現(xiàn)啤酒中是不添加任何防腐劑的。這是因?yàn)槲冶旧砭途哂蟹栏志淖饔??！妒澄镏兴幣c便方》中記載：我對(duì)多種細(xì)菌有抑制作用，并有鎮(zhèn)靜及雌激素樣作用。我體內(nèi)的α-酸可作為細(xì)胞膜上的粒子載體，降低質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力，阻礙營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[11]。β-酸，酒花精油，多酚類物質(zhì)也對(duì)啤酒腐敗菌有一定的抑制作用。其中，多酚類物質(zhì)還可在麥汁煮沸時(shí)與渾濁蛋白質(zhì)結(jié)合形成熱凝固物沉淀[3]。經(jīng)過(guò)后續(xù)處理，可以使得酒身更加清純明亮，這也是啤酒擁有華麗金衣的原因哦。

“變化多端”的“我”

讀到這里的你，可能已經(jīng)在查看家中啤酒的標(biāo)簽了。但你看到最多的字眼是“啤酒花制品”。那么“啤酒花制品”和我是一個(gè)東西么？啤酒花制品是我經(jīng)過(guò)精加工后的產(chǎn)品，主要有“顆粒酒花”、“酒花浸膏”等。啤酒花制品本質(zhì)上還是我，只是不是以植物的樣貌呈現(xiàn)。

圖9 啤酒花制品（左為顆粒酒花右為酒花浸膏）

這里我要挺一下啤酒花制品。市面上流傳的用啤酒花制品釀造的啤酒存在有毒化學(xué)試劑的說(shuō)法完全是空穴來(lái)風(fēng)！顆粒酒花是將粉碎后的我擠壓制成的短棒（類似于玉米棍小吃）,并充惰性氣體保存。酒花浸膏是利用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)，將我體內(nèi)的有效成分高效提取制成的濃縮膏狀物質(zhì)。CO2無(wú)毒無(wú)色，無(wú)臭無(wú)味，是一種惰性氣體。啤酒花制品常規(guī)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)任何化學(xué)污染!

你知道為什么大多采用綠色或者深色的啤酒瓶么？這主要是為了減少“日光臭”現(xiàn)象：啤酒中的異構(gòu)化產(chǎn)物異α-酸的光穩(wěn)定性差，在光照下會(huì)裂解，產(chǎn)生的碎片會(huì)與含硫化合物生成3-甲基-2-丁烯基硫醇[12]。這種物質(zhì)會(huì)散發(fā)類似“臭鼬”的臭味。而還原型異構(gòu)化酒花浸膏具有良好的光穩(wěn)定性，可有效防止“日光臭”現(xiàn)象的發(fā)生。相比于普通的我，酒花浸膏還具有溶解度好，利用率高，方便運(yùn)輸，節(jié)約經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。酒花浸膏存在的不足的是不能完全提取我體內(nèi)對(duì)釀酒有用的成分，釀造出來(lái)的啤酒風(fēng)味可能稍許差些。

圖10異α-酸的光裂解反應(yīng)[12]

當(dāng)然，不論是用我或者啤酒花制品釀造的啤酒都含有一定的酒精?！吨袊?guó)居民膳食指南2022》推薦，無(wú)論男女，每日酒精攝入量都要控制在15克以內(nèi)。以酒精度數(shù)為3度的啤酒為例，1500 mL除以3所得的500 mL便是3度啤酒一天推薦的攝入量了。此外，痛風(fēng)患者最好不要飲用啤酒。啤酒中的酒精以及高含量的嘌呤會(huì)增加尿酸的生成，當(dāng)產(chǎn)生的尿酸超過(guò)人體排泄能力時(shí)，尿酸會(huì)在關(guān)節(jié)處形成尿酸結(jié)晶，引發(fā)炎癥反應(yīng)。所以，啤酒雖好，但也要適量飲用哦。

結(jié)語(yǔ)

小小的我蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識(shí)。隨著人們對(duì)我認(rèn)識(shí)的不斷深入，我也逐漸進(jìn)入化妝品、醫(yī)藥、洗滌用品以及某些烘焙類食品的生產(chǎn)領(lǐng)域[13]。我國(guó)十分注重對(duì)新型品種啤酒花的研發(fā)培育以及釀酒技術(shù)的升級(jí)。雖然我國(guó)啤酒與世界知名品牌啤酒還存在一些差距，但在大家的努力下，總有一天中國(guó)啤酒花的芬芳會(huì)彌漫在整個(gè)世界！

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圖表來(lái)源

圖1圖4圖7來(lái)源于網(wǎng)址www.unsplash.com

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來(lái)源: 化學(xué)通訊