“麥芽磨碎入酒缸，糖化煮沸添酒花。酵母發酵神妙施，過濾灌裝美酒成。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。”詩中描寫的是啤酒。無論是家庭聚餐還是朋友聚會，打開一瓶啤酒，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，不知你心中是否涌現出一些疑問：啤酒為何帶有苦味呢？為什么啤酒上長著云朵般的泡沫呢？其實，這都與啤酒釀造中添加的一種“神奇的花”——“我”有關。

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，經過糖化、煮沸、發酵等一系列工藝步驟，最終形成的風味獨特、泡沫豐富的低酒精度發酵酒[1]。啤酒中，麥芽是“身體”，主要起提供糖分的作用；酵母是“心臟”，負責將糖轉化為酒精；水是“血液”，溶解糖分的同時為酵母創造適宜的生長環境。不夸張的說，我才是啤酒的“靈魂”，賦予啤酒獨特的風味。

圖2 啤酒釀造工藝流程[2]

說起我與啤酒的相戀，這也經歷了漫長的歲月。起初，啤酒并沒有與我相識。周朝著作《書經·說命篇》記載：“若作酒醴，爾惟曲蘗”。曲蘗指發芽的谷粒；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特的“蘇美爾式喝啤酒法”——用細長的蘆葦管（現代吸管的雛形）去品嘗大麥加水后的發酵物。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拉底河的激流[3]。”不論是周朝的“酒醴”還是蘇美爾人制作的麥芽汁，這些用富含糖分的麥芽發酵而成的啤酒沒有細膩的泡沫，口感上也十分甜膩，且微生物易在其中繁殖，保質期較短。

圖3 蘇美爾人品嘗啤酒的場景

后來，為了平衡啤酒的口感，延長其保質期，啤酒被人們玩出了花。啤酒結識了四海八方的朋友，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，德國修道院里的僧侶突發奇想，用一種名叫蛇麻花的我釀造啤酒[3]，結果我倆便相戀了。啤酒如同有了靈魂，甜中帶些苦味，酒香和麥香交相呼應，形成獨特的風味，給人清爽的感覺。此外，我還具有殺菌消毒的作用，啤酒保質期顯著增加。在瘟疫橫行的中世紀，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，而是我通過魔法賦予了啤酒苦澀又清爽的口感。啤酒的苦味主要來源于我體內的α-酸、β-酸以及多酚類物質[4]。

α-酸是由側鏈R基團不同的五種同系物組成。α-酸本身無明顯苦味，但其中的葎草酮，合葎草酮，加葎草酮在光、熱、堿的條件下會發生異構化[4][5]。由于具有手性碳原子，存在順式和反式兩種結構，所以發生異構化后能夠形成六種新的物質。打個比方來說，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。這些新的化學物質統稱為異α-酸，具有較強的苦味和溶解性。

圖5 啤酒花中的α-酸結構[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，在麥汁煮沸過程中會氧化生成希魯酮。希魯酮的苦味強度是異α-酸的84%，在啤酒中的含量為1～2 mg/L左右[6]。酚類物質提供苦味主要與黃腐酚的氧化產物和異構化產物有關。但相比于異α-酸，這些物質只起著補充和修飾作用。異α-酸對啤酒的苦味貢獻率高達80%左右[6]，它是啤酒產生苦味的主力軍。

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

表1 α-酸的六種異構體在啤酒中占總α-酸的比例及其苦味等級[4]

表2 不同異構化條件下α-酸的順式與反式異構體的比例[4]

2.2“我”也是一朵香香的花

當你用開瓶器打開一瓶啤酒時，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源于我體內的酒花精油，同時也與酵母發酵作用和麥芽香氣有關[5]。啤酒的香氣是由多種成分相互作用的結果。

酒花精油香氣成分十分復雜，并且經過麥汁煮沸、酵母代謝等復雜的反應后，香氣類型千變萬化。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，釀造出來的啤酒香味各異。科學家以用六種不同品種的我釀造而成的啤酒為樣品，制作了感官品評雷達圖（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雷達圖[9]

我們在家煮米粥時，廚房總彌漫著濃濃大米的香氣，但是喝粥時香氣卻沒有那么濃烈了。這是因為米粥中的大部分香氣成分在煮制過程中已經躲到空氣中了。同樣，我的香氣成分中存在一些揮發性物質，這類物質在高溫煮制下容易逃到空氣中，造成香氣損失。啤酒煮沸環節中，晚投我、減少煮沸時間和火力，可以減少揮發性物質的散失，從而較好的保存香氣。

問題來了，如果減少煮沸時間的話，苦味物質便不能完全溶解到啤酒中，啤酒的口感會下降。為了使啤酒苦味達到人們的需求，煮制時間一般在一個小時左右。但這么長的煮制時間又損失了相當一部分的香氣成分。這可真是魚與熊掌不可兼得呀！我也太難了呀！實際生產中，通常在麥汁煮沸的不同階段多次投入我來同時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定性。起泡性是指產生泡沫的多少，主要與CO2含量有關。啤酒是由酵母菌發酵而成的，酵母發酵過程中會產生CO2，使得啤酒酒液內部氣壓與外界大氣壓產生一定的壓力差。當啤酒酒液與空氣接觸時，由于大氣壓作用，使得溶解在酒液中的過飽和的CO2釋放到空氣中。在釋放過程中產生氣泡，逐漸膨脹并聚集在一起形成肉眼可見的啤酒泡沫[10]。

圖7 帶有云朵般泡沫啤酒照片

啤酒泡沫的穩定性是指泡沫在空氣中存在時間的長短，而這主要與啤酒中的表面活性物質有關。在泡沫形成過程中，酒液中的化學物質會隨著CO2的釋放吸附在氣泡的表面上。其中，由我產生的異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，其功能與表面活性劑類似。這種物質可以把疏水性的異α-酸轉向泡沫表面，而把親水性的起泡蛋白轉向泡沫內部，從而提高泡沫的穩定性[3]。當然，啤酒中其他成分也會影響泡沫的穩定性，例如水、糖類、脂類、多酚、乙醇、金屬離子等[10]。

圖8 啤酒泡沫簡易結構圖（自繪）

如果你經常購買啤酒并習慣查看標簽，你會發現啤酒中是不添加任何防腐劑的。這是因為我本身就具有防腐抑菌的作用。《食物中藥與便方》中記載：我對多種細菌有抑制作用，并有鎮靜及雌激素樣作用。我體內的α-酸可作為細胞膜上的粒子載體，降低質子驅動力，阻礙營養的運輸從而導致細胞死亡[11]。β-酸，酒花精油，多酚類物質也對啤酒腐敗菌有一定的抑制作用。其中，多酚類物質還可在麥汁煮沸時與渾濁蛋白質結合形成熱凝固物沉淀[3]。經過后續處理，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，可能已經在查看家中啤酒的標簽了。但你看到最多的字眼是“啤酒花制品”。那么“啤酒花制品”和我是一個東西么？啤酒花制品是我經過精加工后的產品，主要有“顆粒酒花”、“酒花浸膏”等。啤酒花制品本質上還是我，只是不是以植物的樣貌呈現。

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試劑的說法完全是空穴來風！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，將我體內的有效成分高效提取制成的濃縮膏狀物質。CO2無毒無色，無臭無味，是一種惰性氣體。啤酒花制品常規生產過程中無任何化學污染!

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”現象：啤酒中的異構化產物異α-酸的光穩定性差，在光照下會裂解，產生的碎片會與含硫化合物生成3-甲基-2-丁烯基硫醇[12]。這種物質會散發類似“臭鼬”的臭味。而還原型異構化酒花浸膏具有良好的光穩定性，可有效防止“日光臭”現象的發生。相比于普通的我，酒花浸膏還具有溶解度好，利用率高，方便運輸，節約經濟的優點。酒花浸膏存在的不足的是不能完全提取我體內對釀酒有用的成分，釀造出來的啤酒風味可能稍許差些。

圖10異α-酸的光裂解反應[12]

當然，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。《中國居民膳食指南2022》推薦，無論男女，每日酒精攝入量都要控制在15克以內。以酒精度數為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增加尿酸的生成，當產生的尿酸超過人體排泄能力時，尿酸會在關節處形成尿酸結晶，引發炎癥反應。所以，啤酒雖好，但也要適量飲用哦。

結語

小小的我蘊含著豐富的化學知識。隨著人們對我認識的不斷深入，我也逐漸進入化妝品、醫藥、洗滌用品以及某些烘焙類食品的生產領域[13]。我國十分注重對新型品種啤酒花的研發培育以及釀酒技術的升級。雖然我國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，總有一天中國啤酒花的芬芳會彌漫在整個世界！

參考文獻

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圖表來源

圖1圖4圖7來源于網址www.unsplash.com

圖3圖9來源于網址https://www.sohu.com/a/438533253_100019214

圖2圖5圖6圖10表1表2來源于文獻 圖8自繪

來源: 化學通訊