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酿酒过程发生的反应是什么

酿酒过程中涉及多种生物化学和化学反应,其中核心反应是酒精发酵,此外还可能包括糖化反应(针对淀粉类原料)和风味物质的生成。以下是关键反应的详细说明:

1. 酒精发酵(Anaerobic Fermentation)

核心反应:酵母菌在无氧条件下将糖类(如葡萄糖、果糖)转化为乙醇和二氧化碳。

酿酒过程发生的反应是什么-图1
(图片来源网络,侵删)

化学方程式

[

C_6H_{12}O_6 xrightarrow{

酿酒过程发生的反应是什么-图2
(图片来源网络,侵删)

ext{酵母菌}} 2 C_2H_5OH + 2 CO_2 +

ext{能量(ATP)}

]

酿酒过程发生的反应是什么-图3
(图片来源网络,侵删)

过程细节

  • 糖酵解(Glycolysis):葡萄糖分解为丙酮酸,生成少量ATP。
  • 丙酮酸脱羧:丙酮酸在酵母菌的酶(如丙酮酸脱羧酶)作用下转化为乙醛和CO₂。
  • 乙醛还原:乙醛被还原为乙醇(通过乙醇脱氢酶)。
  • 关键条件

  • 温度:通常控制在15-30°C(不同酵母菌株的适宜温度不同)。
  • 厌氧环境:氧气会抑制发酵,促使酵母转向有氧呼吸。
  • 2. 糖化反应(针对谷物类酿酒,如啤酒、威士忌)

    核心反应:将谷物中的淀粉转化为可发酵的糖类(如麦芽糖、葡萄糖)。

    过程

  • 糊化(Gelatinization):淀粉在高温(60-75°C)下吸水膨胀,形成糊状。
  • 酶解(Enzymatic Conversion)
  • α-淀粉酶:将长链淀粉分解为短链糊精(最适温度~70°C)。
  • β-淀粉酶/糖化酶:进一步将糊精分解为麦芽糖、葡萄糖(最适温度~60°C)。
  • 化学方程式

    [

    (C_6H_{10}O_5)_n xrightarrow{

    ext{淀粉酶}} n C_{12}H_{22}O_{11}

    ext{(麦芽糖)} +

    ext{葡萄糖等}

    ]

    3. 风味物质的生成

    在发酵过程中,酵母和其他微生物(如乳酸菌)还会产生少量副产物,赋予酒类独特风味:

  • 酯类(如乙酸乙酯):果香味。
  • 高级醇(如异戊醇、苯乙醇):复杂香气。
  • 有机酸(如乳酸、乙酸):调节酸度与口感。
  • 甘油:增加酒体圆润感。
  • 4. 不同类型酒的特殊反应

  • 葡萄酒:直接利用葡萄中的天然糖分发酵,可能伴随苹果酸-乳酸发酵(由乳酸菌将苹果酸转化为乳酸)。
  • 啤酒:需糖化阶段处理大麦淀粉,并添加啤酒花提供苦味和防腐作用。
  • 白酒/蒸馏酒:发酵后通过蒸馏浓缩乙醇,但蒸馏是物理过程,无化学反应。
  • 酿酒的核心化学反应是酵母将糖转化为乙醇和CO₂,辅以糖化(淀粉→糖)和风味物质的生成。这些反应共同决定了酒的酒精含量、口感与香气。

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