在上篇中我们已经介绍了,酒是葡萄糖碰到酿酒酵母后自然产生的代谢产物,而含淀粉的谷物只要有别的微生物先进行糖化处理也能酿造酒。不难得出结论,任何一种植物,只要含有淀粉就可以通过合适的微生物处理产出酒精。所以现在有了各种各样的酒,数不胜数,所用的原材料包囊了所有的谷物、薯类、豆类、水果,还有蜂蜜、枸杞、山楂等等,只要是含淀粉的植物,都能用来酿酒。现代生物科技正在攻克如何实现纤维素(葡萄糖的另一种聚合物,但较难降解成单糖)发酵酒精的工业化生产。
从酒精浓度的角度来看,酒类可以分成酿造酒和蒸馏酒。酿造酒的代表就是葡萄酒、啤酒、中国的黄酒和日本清酒等;蒸馏酒也称烈性酒,种类也很多,中国的各种白酒,苏格兰的威斯忌,法国的白兰地,俄罗斯的伏特加,荷兰的Gin,南美Rum的等等。这里让我们来探讨一下是什么原因导致人们将目光从自然酿造的酒转向蒸馏酒。
酒精虽然是酵母产出的代谢产物,但高浓度的酒精也是杀死微生物的消毒剂。学过微生物学的人都知道浓度为70%的酒精是最佳的杀菌剂。因此酵母不可能无止境地产出酒精,随着酒精浓度的增加酵母菌逐渐停止生长并开始死亡,最终的酒精浓度一般都在12-15%。因此不管是葡萄糖、黄酒还是清酒,它们的酒精浓度都在这个范围(有些清酒利用特殊的工艺可以达到20%,但不是酵母菌自然能酿造的)。但是,自然界还真有些微生物比酵母能耐更高浓度的酒精,当酒被灌瓶后它们会慢慢地利用葡萄酒里的营养继续生长导致酒的变质。这个问题困扰了人类很久,直到巴斯德的出现才发明了低温杀菌法,才能即不破坏葡萄酒的口味又能防治变质。如果将酒进行蒸馏得到更高浓度的酒精,不就能防止酒的变质了吗?
这样想虽然很符合逻辑,但历史不是这样的。最早想到将酒进行蒸馏的是爱尔兰的练金术的大师们,大概在1000年前为了药用目的而把啤酒进行了蒸馏。后来有人将这样得到的浓缩酒精〔浓度在30-40%〕用火烧焦的橡树桶进行贮藏,结果贮藏数年后会得到迷人的琥珀色的液体,这就是我们所熟知的威斯忌。白兰地是法国人的作品,大概在12世纪开始把葡萄酒进行蒸馏以便浓缩酒精,但当时的目的却是为了运输的方便,因为葡萄酒的酒精浓度在10%,而蒸馏后的浓度接近40%,因此可以将高浓度酒精的蒸馏酒运输到目的地后适当稀释(或加葡萄汁)来复原,以减少运输费用。但后来在橡树桶里贮藏几年后,却意外地发明了白兰地。俄罗斯的伏特加(生命之水的意思,诞生于1503年)几乎就是纯的酒精的水溶液,其工艺中有一步是用白桦树烧成的碳进行过滤,去掉其他物质。荷兰的Gin是在蒸馏酒中加入了杜松子抽提物(诞生于1660年),而南美的Rum(16世纪)则是甘蔗酿造酒的蒸馏酒。日本也有将清酒进行蒸馏的酒,称为烧酎(16世纪)。
中国的白酒也是蒸馏酒,但其工艺是世界上独一无二的。前篇介绍了,中国白酒的酿造采用的是固态发酵,也就是将谷物等原料煮后掺入酒曲,堆放在地窖中或地床上进行发酵,几天后发酵物放入蒸笼中,底部是需要加热处理的原料,这样在将原料煮熟的同时上层的发酵产物中的酒精也被蒸馏出来。由于采用的是固体发酵法,这样得到的蒸馏物中的酒精浓度是世界上所有的蒸馏酒中最高的,可以达到65%。明朝著名医学家李时珍的观点,“烧酒非古法也,至元时始创之”,也就是说中国的白酒起源于13-14世纪。最近发掘出来的成都“水井坊”遗址可以看到明朝和清朝的酿酒技术。所以说,中国白酒的起源略晚于威斯忌和白兰地。
一个重要的事实必须在这里澄清:酵母并不是只能利用葡萄糖作为碳源,蛋白质和氨基酸也能成为它生长的营养。但是利用蛋白质和氨基酸作为碳源生长时,其代谢产物除了乙醇以外更多的是高级醇,丙纯,丁醇和戊醇。由于高级醇容易累积到中枢神经,又不容易被代谢,这样的酒喝了特别容易醉,而且会在第二天特别难受,头疼如裂,甚至怕见亮光。事实上自然酿造的酒都有这个问题,因为酿酒的原材料中除了葡萄糖和淀粉外蛋白质的含量也很丰富。当葡萄糖被用完后,酵母就开始使用蛋白质作为营养生长。因此,酿造酒必须很好控制发酵的时间。一个比较典型的例子就是啤酒。由于麦芽中葡萄糖的含量有限,把啤酒的酒精浓度控制在4%左右就是为了不让麦芽中的蛋白质被酵母菌所利用。不信的话,可以找机会品尝一下啤酒糟,那东西具有很好的芳香味,可以用作佐料做菜,但食用过量后会在第二天给你带来巨大的痛苦,因为酒糟会继续发酵而含有大量的高级醇。从这一点而言,蒸馏酒利用醇的沸点有效地除去了高级醇,使得高含蛋白质原料也可以用来酿酒,发酵时间也可以适当放长,以便得到更多的酒精。本来用甘蔗酿造出来的酒是不能喝的(高级醇太多),蒸馏后就是有名的酒。同样,用薯类酿造的酒也不适合直接饮用,但蒸馏后就没有问题了。
突然想到一个问题,武松上景阳岗之前喝了一家店老板独家秘方酿成的好酒,这酒特别容易醉,本来从不醉酒的武松也扛不住了。看水浒传中的描写,这酒必定是用了富含蛋白质的原材料进行酿造(因为在宋代白酒还没有诞生),而且发酵时间过长,因为含有大量的高级醇才导致特别容易醉酒。一个出人意料的结论是,历史上很多特别容易醉人的“好酒”,其实都是富含高级醇的“伪劣”产品。
利用分级蒸馏,可以得到纯度为95%以上的酒精。中国在2000年有大概300万吨酒精不知去向。最后查明是混合到了汽油中,据说乙醇与汽油的混合并不影响马达的效率,甚至推力更大一点。驾驶员训练用的教课书中就有气油用光后可以用白酒来应急的内容。从能源的角度来看,酒精恐怕是石油匮乏的中国应该大力发展的汽油替代品。但是目前酒精的生产成本还偏高,但如果因为各种因素而导致汽油价格急剧上涨,那么酒精发酵工艺必定迎来新的鼎盛时代。想想全球的石油在80年内就会被消耗得差不多了,那么利用纤维素发酵生产的酒精,一定会成为本世纪末国家能源的重要来源之一。
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