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酿酒化学原理知识点

一、糖化阶段(淀粉→可发酵糖)

1. 淀粉分解

  • 酶的作用:α-淀粉酶(内切酶)随机切断淀粉链生成糊精;β-淀粉酶(外切酶)从链末端切下麦芽糖。
  • 温度控制:50-60℃(最佳酶活性),高温(>70℃)可能导致酶失活。
  • 化学式
  • [

    酿酒化学原理知识点-图1
    (图片来源网络,侵删)

    ext{(C}_6

    ext{H}_{10}

    ext{O}_5)_n xrightarrow{

    酿酒化学原理知识点-图2
    (图片来源网络,侵删)

    ext{淀粉酶}}

    ext{C}_{12}

    ext{H}_{22}

    酿酒化学原理知识点-图3
    (图片来源网络,侵删)

    ext{O}_{11}

    ext{(麦芽糖)} +

    ext{葡萄糖}

    ]

    2. 原料差异

  • 谷物(大麦、大米):需糖化酶辅助。
  • 水果(葡萄、苹果):含天然果糖,可直接发酵。
  • 二、发酵阶段(糖→酒精+副产物)

    1. 酵母代谢途径

  • 有氧条件:酵母增殖,糖→CO₂ + H₂O(呼吸作用)。
  • 无氧条件(主发酵):糖→乙醇 + CO₂(酒精发酵)。
  • 反应式

    [

    ext{C}_6

    ext{H}_{12}

    ext{O}_6 xrightarrow{

    ext{酵母}} 2

    ext{C}_2

    ext{H}_5

    ext{OH} + 2

    ext{CO}_2↑ +

    ext{能量}

    ]

    2. 关键副产物

  • 杂醇油(高级醇):异戊醇、异丁醇等,过量导致辛辣/苦味。
  • 酯类:乙酸乙酯(果香)、己酸乙酯(菠萝香)等,由酸与醇酯化生成。
  • 甘油:改善酒体顺滑度,由糖代谢中间产物(磷酸二羟丙酮)还原生成。
  • 3. 影响因素

  • 温度:20-30℃(过高导致杂醇增加,过低发酵缓慢)。
  • pH值:4-5(抑制杂菌,促进酵母活性)。
  • 糖浓度:过高(>25%)可能抑制酵母(高渗胁迫)。
  • 三、蒸馏(仅限烈酒)

    1. 分馏原理

  • 乙醇沸点78.5℃,甲醇64.7℃,水100℃。通过控制温度分离组分。
  • “酒头”:含挥发性甲醇、醛类(需去除)。
  • “酒心”:高纯度乙醇及风味酯类(核心产品)。
  • 四、熟成与陈酿

    1. 酯化反应

    [

    ext{R-COOH(酸)} +

    ext{R'-OH(醇)} →

    ext{R-COOR'(酯)} +

    ext{H}_2

    ext{O}

    ]

  • 缓慢生成酯类,增强香气(如葡萄酒中的乙酸异戊酯)。
  • 2. 氧化反应

  • 单宁聚合(红酒):降低涩感,增加复杂度。
  • 橡木桶贡献:木质素分解为香草醛,赋予香草、焦糖风味。
  • 五、微生物与特殊发酵

    1. 乳酸菌作用

  • 苹果酸-乳酸发酵(葡萄酒):
  • [

    ext{苹果酸} →

    ext{乳酸} +

    ext{CO}_2

    ]

    降低酸度,提升圆润感。

    2. 野生酵母与风味

  • 非酿酒酵母(如克鲁维酵母)产生独特酯类,但可能引入不稳定因素。
  • 六、质量控制与安全

    1. 甲醇控制

  • 来源:果胶酶解(尤其水果原料)。
  • 控制方法:剔除腐烂原料,精准分馏去除酒头。
  • 2. 杂醇油管理

  • 优化发酵温度,选择低产杂醇酵母菌株。
  • 七、典型酒类化学差异

    | 酒类 | 原料 | 关键反应/成分 |

    |-|-|--|

    | 啤酒 | 大麦、啤酒花 | 酒花萜烯(苦味)、双乙酰(黄油香) |

    | 葡萄酒 | 葡萄 | 单宁(抗氧化)、花青素(颜色) |

    | 白酒 | 高粱、小麦 | 己酸乙酯(浓香)、丁酸乙酯(酱香) |

    核心总结

    酿酒化学围绕 酶催化、酵母代谢、副产物调控 展开,通过控制温度、pH、微生物种类及发酵条件,实现风味物质的定向生成。理解这些原理可优化工艺,提升酒的品质与独特性。

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