一、原料的化学基础
1. 糖类与淀粉转化
水果（葡萄酒、果酒）：含天然葡萄糖和果糖，可直接被酵母发酵。谷物（啤酒、白酒）：淀粉需经 糖化 转化为可发酵糖。通过麦芽中的 α-淀粉酶 和 β-淀粉酶 水解淀粉为麦芽糖、葡萄糖等。2. 其他成分
单宁（葡萄酒）：来自葡萄皮，影响口感和抗氧化性。蛋白质与脂类：影响酒体结构和风味。二、发酵的生化反应
1. 酒精发酵
酵母代谢途径：酵母通过 糖酵解（EMP途径） 将葡萄糖分解为丙酮酸，再经丙酮酸脱羧生成乙醛，最终通过 乙醇脱氢酶（ADH） 还原为乙醇（C₂H₅OH），并释放CO₂。反应式：$$ C_6H_{12}O_6 xrightarrow{
ext{酵母}} 2C_2H_5OH + 2CO_2 +
ext{能量} $$
2. 副产物与风味物质
杂醇油：异戊醇、异丁醇等高级醇，由氨基酸代谢（Ehrlich途径）产生，过量会导致头痛。酯类（如乙酸乙酯）：由醇与酸酯化反应生成，赋予果香（如香蕉、苹果味）。醛类与酮类：乙醛（青草味）、双乙酰（黄油味）等影响风味。3. 乳酸菌作用
在啤酒或苹果酒中，乳酸菌通过 乳酸发酵 降低pH值，抑制杂菌，产生酸味。三、后发酵与陈酿的化学变化
1. 酯化反应
乙醇与有机酸（如乙酸、乳酸）在酸性条件下缓慢酯化，生成芳香酯类（如乙酸乙酯），提升香气。反应式：$$ RCOOH + R'OH rightleftharpoons RCOOR' + H_2O $$
2. 氧化与还原反应
酚类物质氧化（如葡萄酒）：单宁聚合，颜色由紫红转向砖红，口感更柔和。硫化物还原：消除发酵产生的硫化氢（H₂S）异味。3. 蒸馏（白酒、威士忌）
利用乙醇（沸点78°C）与水（100°C）的沸点差异分离酒精，同时浓缩风味物质（如酯类、醛类）。四、关键化学控制因素
1. 温度
低温（10-15°C）：利于白葡萄酒中酯类保留。高温（20-30°C）：促进红葡萄酒色素和单宁萃取。2. pH值
酸性环境（pH 3-4）抑制杂菌，促进酵母活性。3. 二氧化硫（SO₂）
抑制氧化酶和杂菌，保护酒体稳定性（葡萄酒常用）。五、安全与质量控制
1. 甲醇风险
果胶酶解可能产生甲醇（CH₃OH），需控制原料（如腐烂水果）和工艺。检测方法：气相色谱法（GC）定量分析。2. 有害物质控制
氨基甲酸乙酯（EC）：高温蒸馏或长期储存中尿素与乙醇反应生成，需控制前体物质。六、不同酒类的化学差异
| 酒类 | 关键化学特征 |
|-|--|
| 啤酒 | 麦芽糖发酵，双乙酰（黄油味）需后期还原处理。 |
| 葡萄酒 | 苹果酸-乳酸发酵（MLF）降低酸度，酚类物质氧化。 |
| 白酒 | 固态发酵产生复杂酯类（如己酸乙酯），蒸馏浓缩风味。 |
| 清酒 | 米曲霉糖化，低温发酵保留细腻香气。 |
酿酒是微生物代谢与有机化学反应的协同过程，通过控制糖类转化、酵母代谢、副产物生成及陈酿反应，最终形成独特的风味和稳定性。理解这些化学原理有助于优化工艺并保障酒品安全。
