在“我国古代酒酒精度数的天花板是多少?”一文中已经介绍了,很多人以现在市售的米酒或黄酒酒精度数可以达到15%~20%作为依据认为,古代的非蒸馏酒最高酒精浓度也可以达到20%的观点是不对的。
这是因为,在古代,酿造酒可以达到的最高酒精浓度受多个因素的影响,其中最主要的是自然存在的酿酒酵母的生物特性决定的;其次,也受酿酒原料和工艺的限制。
酿酒酵母酵母菌是地球上广泛存在的一种真菌,也是与果蝇、小鼠等一起是现代生物医学最常被使用的研究对象。因此,科学家对酵母的认识远远超过其他多数菌类。
研究已知,酵母在代谢方面一个最显著的特征是,可以在无论有氧还是无氧条件下发酵广泛存在于成熟水果和加工谷物中,非常广谱的糖类的能力,包括葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖。
根据发酵产生的产物,酵母被分为两大类,即酿酒酵母属和非酿酒酵母菌属。其中,与非酿酒酵母相比,酿酒酵母具有更显著的生存优势,一方面,可以通过发酵糖产生其他细菌和真菌不能利用,只有它可以独享的酒精快速抢夺环境营养素;同时,自身也具有耐受更高酒精浓度的能力,从而利用发酵产生的酒精杀死竞争对手。另外,酿酒酵母还具有耐受大多数非酿酒酵母无法存活更高SO2浓度的能力——葡萄酒酿造工艺中通常使用亚硫酸盐对罐和发酵容器进行消毒,就是利用酿酒酵母的这种生物学特征。酿酒酵母对酒精的耐受度像其他生物细胞一样,葡萄糖也是酿酒酵母最中意的美食,酿酒酵母发酵葡萄糖产生酒精的反应式如下:C6H12O6(葡萄糖)?2C2H5OH(酒精)+CO2(二氧化碳)在自然环境下,发酵过程的初期,酿酒酵母与其他细菌和非酿酒酵母一起争夺利用碳水化合物作为能源物质。当酒精浓度达到4%到5%的节点时,其他细菌和酵母菌的生长受到抑制,最能耐酒精的酿酒酵母占据完全优势,并可以继续完成发酵,直到可发酵糖近乎全部耗竭。然而,酿酒酵母说到底仍然是一种真菌,同样会受到酒精的抑制,甚至会被杀死。大量的研究已经证实,自然环境存在的酿酒酵母最高可以耐受11%到13%浓度的酒精,高于这个限值,酿酒酵母也会被严重抑制,发酵就会被中止。因此,古代的酿造酒,最高酒精浓度绝对不会超过13%。也就是说,传统工艺生产的酒精浓度为13%的葡萄酒就是古代酿造酒酒精浓度牢不可破的天花板。
酿酒酵母对底物浓度的耐受或曰,既然传统工艺最高可以酿造出13%的葡萄酒,理论上讲,古代也可以酿造出同等酒精浓度的啤酒或米酒。单纯从酿酒酵母对酒精耐受性方面说的确是这样的。但是,作为一种依赖细胞壁保护才能生存的真菌,也会受其他环境因素的制约,包括环境渗透压。研究已经明确,正是受环境渗透压耐受性的制约,酿酒酵母发酵底物的最高浓度不能超过30%,超过这个浓度就会受到严重抑制。这也是使用谷物制备酿酒原料时谷物与水的浓度不能超过1:3的原因。研究已知,1克发酵糖可产生0.51克酒精和0.49克二氧化碳。由于发酵过程中酵母菌也需要消耗部分糖分来供能,事实上,1克可发酵糖克完全发酵实际上只能产生0.46克酒精和是0.44克二氧化碳。这样,即使是使用30%浓度的可发酵糖完全发酵,最高也只能产生13.8%酒精浓度的产出物。如前面文章所介绍的,葡萄最高可含有近30%的碳水化合物,其中除了1.5%左右的纤维素,其他全部是可发酵糖,不含不能被酿酒酵母直接发酵的淀粉。因此,葡萄的确是最适合用于酿酒的水果。古人经过长期摸索,传统工艺可以酿造高达13%酒精浓度的葡萄酒,实际上已经实现了整个酿造过程的最优化。如前文所述,酿造酒从使用原料上可以分为以葡萄酒为代表的果酒,和以啤酒和米酒为代表的谷物酒。如果使用主要成分为淀粉的谷物作为原料,酿酒过程就需要谷物淀粉的糖化和发酵两个过程。在传统工艺中,古人没有办法将淀粉完全转化成可发酵的糖。这样,谷物酿酒的原料实际上是淀粉和糖的混合物,其总浓度同样受到酿酒酵母对渗透压耐受性的限制,最高不能超过30%。假设,谷物中的淀粉只有一半转化形成可发酵糖,其最高浓度也就只有15%,那么酿造产物最高酒精浓度不会超过7%。使用大麦提取物作为原料的传统啤酒酿造工艺中,为了提高发酵效率,会有意控制酿造原料中大麦提取物的浓度,这个浓度就是啤酒瓶上标注的°P,也叫柏拉图度(degreesPlato)。经典的“普通啤酒”使用原料的大麦提取物浓度控制在12%,即12°P;每个°P大致可以产生约0.4%的酒精。因此,最经典的“普通啤酒”酒精度数在4.8%上下,通常称为5(酒精)度。由此可见,即使在各个方面都实现最优化,我国古代以大米为原料酿造的米酒,酒精浓度的天花板也必然在7%以下。其他因素的影响酿酒过程还受环境温度、发酵时间,环境(其他菌类)污染等多种因素的影响,最终又都会影响到酿造产物酒精浓度。在我国古代传统米酒酿造工艺中,并没有充分认识到淀粉糖化对酿酒效率的影响。这一点,可以从网上流传的一些佳酿米酒或黄酒的“祖方”看出来,几乎都缺乏单独的糖化过程,而是将谷物煮熟糊化后加入酿酒酵母,一起进行糖化和发酵。这又会大幅度降低最终发酵产物的酒精浓度。一壶浊酒喜相逢,古今多少事,都付笑谈中。这句诗歌中的“浊酒”就是古代新酿的米酒;黄酒则是浊酒经过经年贮藏自然沉淀澄清的“老酒”。
综合以上各种因素,我国古代以大米作为原料酿造的无论是“浊酒”还是“黄酒”,最高酒精浓度应该很难超过5%。即传统工艺生产的普通啤酒5个酒精度,就应该是我国古代酿造酒酒精浓度的天花板。民间家酿的大米都没有经过充分糊化,大米粒都粒粒可见的米酒,酒精度数很难超过2%。
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