一、酒精发酵(核心反应)
酵母将糖类(葡萄糖、果糖等)转化为乙醇和二氧化碳:
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂↑
(葡萄糖 → 乙醇 + 二氧化碳)
二、不同糖源的发酵反应
1. 麦芽糖(来自大麦)
麦芽糖水解为葡萄糖后发酵:
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆(水解)
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂↑(发酵)
2. 蔗糖(来自甘蔗或甜菜)
酵母先水解蔗糖为葡萄糖和果糖:
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆(葡萄糖) + C₆H₁₂O₆(果糖)
随后两者均参与发酵生成乙醇。
三、淀粉水解(谷物酿酒的关键步骤)
谷物中的淀粉需先经酶解转化为可发酵糖:
1. 淀粉 → 麦芽糖(淀粉酶催化):
(C₆H₁₀O₅)ₙ + n H₂O → n/2 C₁₂H₂₂O₁₁
2. 麦芽糖 → 葡萄糖(麦芽糖酶催化):
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆
四、其他副产物及风味物质
1. 甘油生成(副反应):
C₆H₁₂O₆ → 2 C₃H₈O₃(甘油) + CO₂↑
2. 酯类风味物质(酯化反应):
C₂H₅OH + RCOOH → RCOOC₂H₅ + H₂O
(乙醇 + 有机酸 → 酯类 + 水)
3. 高级醇生成(氨基酸代谢):
RCH(NH₂)COOH → RCH₂OH + CO₂↑
(如异戊醇、丁醇等影响酒体风味)
五、其他发酵类型
1. 乳酸发酵(部分啤酒/清酒中):
C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CHOHCOOH(乳酸)
2. 苹果酸-乳酸发酵(葡萄酒陈酿):
C₄H₆O₅(苹果酸) → C₃H₆O₃(乳酸) + CO₂↑
六、氧化反应(需避免)
在有氧条件下,乙醇可能被氧化为乙酸:
C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
(导致酒变酸,需控制氧气接触)
酿酒是微生物代谢与复杂化学转化的结合,核心为糖→乙醇的发酵。不同原料(谷物、水果等)需预处理(如淀粉水解),副产物(酯类、高级醇)则赋予酒类独特风味。精确控制温度、pH和氧气是工艺关键。