你爱喝的啤酒中，藏着一种会“魔法”的花

“麦芽磨碎入酒缸，糖化煮沸添酒花。酵母发酵神妙施，过滤灌装美酒成。琥珀金液满酒杯，泡沫如云舞翩跹。醇香苦味交织间，饮者陶醉心欢畅。”诗中描写的是啤酒。无论是家庭聚餐还是朋友聚会，打开一瓶啤酒，托起一杯琥珀般的液体，浅尝一口，麦芽的清新与柔密的泡沫让人心情舒畅。畅饮啤酒的同时，不知你心中是否涌现出一些疑问：啤酒为何带有苦味呢？为什么啤酒上长着云朵般的泡沫呢？其实，这都与啤酒酿造中添加的一种“神奇的花”——“我”有关。

图1 啤酒照片

“我”与啤酒的相恋

啤酒是以麦芽、我（啤酒花）、酵母、水等为原料，经过糖化、煮沸、发酵等一系列工艺步骤，最终形成的风味独特、泡沫丰富的低酒精度发酵酒[1]。啤酒中，麦芽是“身体”，主要起提供糖分的作用；酵母是“心脏”，负责将糖转化为酒精；水是“血液”，溶解糖分的同时为酵母创造适宜的生长环境。不夸张的说，我才是啤酒的“灵魂”，赋予啤酒独特的风味。

图2 啤酒酿造工艺流程[2]

说起我与啤酒的相恋，这也经历了漫长的岁月。起初，啤酒并没有与我相识。周朝著作《书经·说命篇》记载：“若作酒醴，尔惟曲蘖”。曲蘖指发芽的谷粒；酒醴则是用曲蘖制作而成的酒。苏美尔人泥版文明记载了独特的“苏美尔式喝啤酒法”——用细长的芦苇管（现代吸管的雏形）去品尝大麦加水后的发酵物。宁卡西是苏美尔神系中的“啤酒女神”，《宁卡西赞歌》中也有诗句：“宁卡西，是你将滤清的啤酒从瓮中倾倒，恰似底格里斯河与幼发拉底河的激流[3]。”不论是周朝的“酒醴”还是苏美尔人制作的麦芽汁，这些用富含糖分的麦芽发酵而成的啤酒没有细腻的泡沫，口感上也十分甜腻，且微生物易在其中繁殖，保质期较短。

图3 苏美尔人品尝啤酒的场景

后来，为了平衡啤酒的口感，延长其保质期，啤酒被人们玩出了花。啤酒结识了四海八方的朋友，比如各种水果（如樱桃、柚子、椰枣等）、蜂蜜、各类香料（如希瑟、海藻、云杉、野生迷迭香等）、盐、甚至是煮熟的面包......但这些都不是啤酒的“菜”。直到1079年，德国修道院里的僧侣突发奇想，用一种名叫蛇麻花的我酿造啤酒[3]，结果我俩便相恋了。啤酒如同有了灵魂，甜中带些苦味，酒香和麦香交相呼应，形成独特的风味，给人清爽的感觉。此外，我还具有杀菌消毒的作用，啤酒保质期显著增加。在瘟疫横行的中世纪，干净的水源是生活的保障，啤酒也成为了“希望之水”。如今，我也有了新的名字——啤酒花！

图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，并不是本身具有较大的苦味，而是我通过魔法赋予了啤酒苦涩又清爽的口感。啤酒的苦味主要来源于我体内的α-酸、β-酸以及多酚类物质[4]。

α-酸是由侧链R基团不同的五种同系物组成。α-酸本身无明显苦味，但其中的葎草酮，合葎草酮，加葎草酮在光、热、碱的条件下会发生异构化[4][5]。由于具有手性碳原子，存在顺式和反式两种结构，所以发生异构化后能够形成六种新的物质。打个比方来说，α-酸是球状的橡皮泥，在外部条件作用下被捏成手掌状的橡皮泥。而手掌分为左手和右手，两只手的手心可以重合，但手心和手背却不能重合，所以是两种新的物质。这些新的化学物质统称为异α-酸，具有较强的苦味和溶解性。

图5 啤酒花中的α-酸结构[5]

与α-酸一样，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极易被氧化，在麦汁煮沸过程中会氧化生成希鲁酮。希鲁酮的苦味强度是异α-酸的84%，在啤酒中的含量为1～2 mg/L左右[6]。酚类物质提供苦味主要与黄腐酚的氧化产物和异构化产物有关。但相比于异α-酸，这些物质只起着补充和修饰作用。异α-酸对啤酒的苦味贡献率高达80%左右[6]，它是啤酒产生苦味的主力军。

七个葫芦娃的本领各有不同，α-酸发生异构化后形成的六种异构体的苦味也各不相同。其中顺式异葎草酮的苦味最强。不同品种的我体内的α-酸组成结构有所不同，从而造成异构化后的异α-酸组成结构不同，啤酒的苦味自然就不一样了。顺式异α-酸的苦味和热稳定值都大于反式异α-酸，而在不同条件下α-酸所产生的顺反式异构体的比值是不同的[4]，这也是不同品牌的生产条件不同导致啤酒苦味不同的原因。此外，我被添加得越早，苦味物质利用率越高；煮沸时间越长，苦味物质溶解越多[7]。所以在我看来，要想酿造出符合人们苦味需求的啤酒，品种选取、添加时间以及麦汁的pH、麦汁中的金属离子、麦汁煮沸强度和煮沸时间都是需要考虑的因素。

表1 α-酸的六种异构体在啤酒中占总α-酸的比例及其苦味等级[4]

表2 不同异构化条件下α-酸的顺式与反式异构体的比例[4]

2.2“我”也是一朵香香的花

当你用开瓶器打开一瓶啤酒时，便有一缕香气扑入你的鼻中，这也是我的功劳哦。啤酒的香气成分主要来源于我体内的酒花精油，同时也与酵母发酵作用和麦芽香气有关[5]。啤酒的香气是由多种成分相互作用的结果。

酒花精油香气成分十分复杂，并且经过麦汁煮沸、酵母代谢等复杂的反应后，香气类型千变万化。新鲜青草香气可归因于醛类；柑橘香气可归因于酯类、橙花醇和里那醇；花香和果香归因于里那醇、香叶醇、β-紫罗酮、4MMP、3-巯基-1-己醇以及其它酮类、环氧化合物和酯类；草药香可归因于氧化的倍半萜烯类化合物[8]。不同品种的我组成成分具有差异，酿造出来的啤酒香味各异。科学家以用六种不同品种的我酿造而成的啤酒为样品，制作了感官品评雷达图（图6）。青岛大花酿造的啤酒主要是木香和酯香。

图6六种不同啤酒花酿造而成的啤酒感官品评雷达图[9]

我们在家煮米粥时，厨房总弥漫着浓浓大米的香气，但是喝粥时香气却没有那么浓烈了。这是因为米粥中的大部分香气成分在煮制过程中已经躲到空气中了。同样，我的香气成分中存在一些挥发性物质，这类物质在高温煮制下容易逃到空气中，造成香气损失。啤酒煮沸环节中，晚投我、减少煮沸时间和火力，可以减少挥发性物质的散失，从而较好的保存香气。

问题来了，如果减少煮沸时间的话，苦味物质便不能完全溶解到啤酒中，啤酒的口感会下降。为了使啤酒苦味达到人们的需求，煮制时间一般在一个小时左右。但这么长的煮制时间又损失了相当一部分的香气成分。这可真是鱼与熊掌不可兼得呀！我也太难了呀！实际生产中，通常在麦汁煮沸的不同阶段多次投入我来同时保证啤酒的香味和苦味。

2.3“我”是一朵浪漫的花

我可是十分浪漫的。我懂得装扮和保护啤酒，让啤酒在酒伴中魅力四射。云朵般的泡沫，金黄透明的身姿和较好的防腐性都是我送给啤酒的礼物。

啤酒泡沫具有起泡性和稳定性。起泡性是指产生泡沫的多少，主要与CO2含量有关。啤酒是由酵母菌发酵而成的，酵母发酵过程中会产生CO2，使得啤酒酒液内部气压与外界大气压产生一定的压力差。当啤酒酒液与空气接触时，由于大气压作用，使得溶解在酒液中的过饱和的CO2释放到空气中。在释放过程中产生气泡，逐渐膨胀并聚集在一起形成肉眼可见的啤酒泡沫[10]。

图7 带有云朵般泡沫啤酒照片

啤酒泡沫的稳定性是指泡沫在空气中存在时间的长短，而这主要与啤酒中的表面活性物质有关。在泡沫形成过程中，酒液中的化学物质会随着CO2的释放吸附在气泡的表面上。其中，由我产生的异α-酸可以与麦芽中的起泡蛋白形成一种特殊的表面活性物质，其功能与表面活性剂类似。这种物质可以把疏水性的异α-酸转向泡沫表面，而把亲水性的起泡蛋白转向泡沫内部，从而提高泡沫的稳定性[3]。当然，啤酒中其他成分也会影响泡沫的稳定性，例如水、糖类、脂类、多酚、乙醇、金属离子等[10]。

图8 啤酒泡沫简易结构图（自绘）

如果你经常购买啤酒并习惯查看标签，你会发现啤酒中是不添加任何防腐剂的。这是因为我本身就具有防腐抑菌的作用。《食物中药与便方》中记载：我对多种细菌有抑制作用，并有镇静及雌激素样作用。我体内的α-酸可作为细胞膜上的粒子载体，降低质子驱动力，阻碍营养的运输从而导致细胞死亡[11]。β-酸，酒花精油，多酚类物质也对啤酒腐败菌有一定的抑制作用。其中，多酚类物质还可在麦汁煮沸时与浑浊蛋白质结合形成热凝固物沉淀[3]。经过后续处理，可以使得酒身更加清纯明亮，这也是啤酒拥有华丽金衣的原因哦。

“变化多端”的“我”

读到这里的你，可能已经在查看家中啤酒的标签了。但你看到最多的字眼是“啤酒花制品”。那么“啤酒花制品”和我是一个东西么？啤酒花制品是我经过精加工后的产品，主要有“颗粒酒花”、“酒花浸膏”等。啤酒花制品本质上还是我，只是不是以植物的样貌呈现。

图9 啤酒花制品（左为颗粒酒花右为酒花浸膏）

这里我要挺一下啤酒花制品。市面上流传的用啤酒花制品酿造的啤酒存在有毒化学试剂的说法完全是空穴来风！颗粒酒花是将粉碎后的我挤压制成的短棒（类似于玉米棍小吃）,并充惰性气体保存。酒花浸膏是利用超临界二氧化碳萃取技术，将我体内的有效成分高效提取制成的浓缩膏状物质。CO2无毒无色，无臭无味，是一种惰性气体。啤酒花制品常规生产过程中无任何化学污染!

你知道为什么大多采用绿色或者深色的啤酒瓶么？这主要是为了减少“日光臭”现象：啤酒中的异构化产物异α-酸的光稳定性差，在光照下会裂解，产生的碎片会与含硫化合物生成3-甲基-2-丁烯基硫醇[12]。这种物质会散发类似“臭鼬”的臭味。而还原型异构化酒花浸膏具有良好的光稳定性，可有效防止“日光臭”现象的发生。相比于普通的我，酒花浸膏还具有溶解度好，利用率高，方便运输，节约经济的优点。酒花浸膏存在的不足的是不能完全提取我体内对酿酒有用的成分，酿造出来的啤酒风味可能稍许差些。

图10异α-酸的光裂解反应[12]

当然，不论是用我或者啤酒花制品酿造的啤酒都含有一定的酒精。《中国居民膳食指南2022》推荐，无论男女，每日酒精摄入量都要控制在15克以内。以酒精度数为3度的啤酒为例，1500 mL除以3所得的500 mL便是3度啤酒一天推荐的摄入量了。此外，痛风患者最好不要饮用啤酒。啤酒中的酒精以及高含量的嘌呤会增加尿酸的生成，当产生的尿酸超过人体排泄能力时，尿酸会在关节处形成尿酸结晶，引发炎症反应。所以，啤酒虽好，但也要适量饮用哦。

结语

小小的我蕴含着丰富的化学知识。随着人们对我认识的不断深入，我也逐渐进入化妆品、医药、洗涤用品以及某些烘焙类食品的生产领域[13]。我国十分注重对新型品种啤酒花的研发培育以及酿酒技术的升级。虽然我国啤酒与世界知名品牌啤酒还存在一些差距，但在大家的努力下，总有一天中国啤酒花的芬芳会弥漫在整个世界！

参考文献

【1】韩北忠.酒的标准知识[J].中国标准导报,2013(01):12-14.

【2】魏华阳,武亚帅,侯雅馨,陈昊,赵东瑞.精酿啤酒风味及功能性研究进展[J].食品研究与开发,2023,44(16):193-199.

【3】苏更林.啤酒的千年“苦恋”[J].百科知识,2013(14):22-23.

【4】刘玉梅,汤坚,刘奎钫.啤酒花的化学研究及其和啤酒酿造的关系[J].酿酒科技,2006(02):71-75.

【5】赵娟娟,王艳凤,张志强等.啤酒风味物质研究进展[J].食品安全质量检测学报,2023,14(08):44-51.

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【7】黄荣.影响啤酒苦味因素(来源及检测)[J].啤酒科技,2013(03):54-56.

【8】Schonberger C,Kostelecky T. 125th Anniversary Review:The Role of Hops in Brewing[J].Journal of the Institute of Brewing,2011,117(3):259-267.

【9】徐恒远,丁志成,王啸尘等.国产酒花香气成分及酿造特性的研究[J].中国酿造,2022,41(10):49-54.

【10】曹荣锟. 啤酒辅料对啤酒泡沫的影响[D].江南大学,2018.

【11】王啸尘,牟宏,孙少康等.啤酒相关微生物对异构啤酒花提取物的耐受性[J].酿酒,2022,49(05):73-77.

【12】林柳悦,蒋益萍,张巧艳等.啤酒花化学成分和药理活性研究进展[J].中国中药杂志,2017,42(10):1830-1836.

【13】董延虎.酒花浸膏提取及应用研究[J].农业科技与信息,2017(18):43-44.

图表来源

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图3图9来源于网址https://www.sohu.com/a/438533253_100019214

图2图5图6图10表1表2来源于文献 图8自绘