科普贴：威士忌发酵之前的糖化，是怎样一个过程

将粮食变为酒精是一项复杂的工程。

整个烈酒的制造工业中，保证原材料转化为酒精的效率是十分必要的。除去发酵之外，其实让粮食中的淀粉全部糖化也是一个极为关键的过程。你们刚好看过（其实是造白酒的）书的花花今天就来和大家尽可能简单易懂地讲一讲制造威士忌的发酵过程中淀粉如何变成酒精的复杂机制吧。

警告：虽然你们的花花毕业论文都写的是造酒工艺相关的内容，但是花花是一个上高中后化学从来没及格过的理科傻子，有地方说岔了尽管指出。

将发芽大麦中的淀粉转化为糖类分为两个步骤。第一个步骤在糖化锅（mash tun）里进行，转化其中75%~80%的淀粉，第二个步骤在发酵槽（wash back）中进行，转化剩余的20%~25%淀粉。

为了保证两个阶段的转化能够成功进行，有3种存在于发芽大麦中的酶是不可或缺的，这3种酶就是我们本篇文章的主角啦！

大麦的战斗力如此强悍，首先就要归功于它非常易于形成并积累酶。

首先发挥作用的是α-淀粉酶与β-淀粉酶，这两种淀粉酶在糖化锅中就会开始产生化学反应，进入发酵槽之后，由于温度降低，其化学反应虽然变弱，但仍然继续着。而剩下的1种，就是极限糊精酶啦，它的名字也许大家比较陌生，主要是在发酵槽发挥作用，分解β-淀粉酶分解淀粉后留下的极限糊精。这3种酶齐心合力，完成了整个转化工作。

糖化过程起始于向磨碎的大麦原料加入63.5℃的热水。由于酶对于温度的反应十分敏感（α-淀粉酶的最适温度要高于β-淀粉酶，但β淀粉酶对酸性的抗性更强），63.5℃作为α-淀粉酶和β-淀粉酶都能保证一定活性的温度妥协点，也是进行糖化过程的最佳温度。伴随热水的加入，淀粉开始部分溶解，与酶直接接触，开始反应过程。

糖化锅最后得出的物质就是麦汁。在日本参观某家啤酒厂的时候喝到过一次，超级香甜。

α-淀粉酶的功能在于将整个复杂的大分子切开，使其变为糊精、低聚糖、麦芽糖。β-淀粉酶则负责将切开后的非还原末端切下的甙（配糖体），产生麦芽糖与极限糊精。β-淀粉酶的工作量与效率都要远远高于α-淀粉酶，两者的关系就像是一名猎人和一个只会裁不会缝的裁缝一样（这是什么鬼例子），一番工作之后我们就得到了大量的素材（糖类）。

不同生物中的同类淀粉酶其实最佳温度也存在着不同，所以酿酒也不是那么容易的。

两种酶充分作用的同时，淀粉就变成了各种各样的糖类，具体变成了什么糖，由这个糖类上有多少个葡萄糖决定。大麦芽的糖化过程中生成的糖类主要是麦芽糖（二糖），还会有一部分的葡萄糖（单糖）和麦芽三糖（很明显是三糖）。

不过，光有这两种淀粉酶也不是万能的，在β淀粉酶完成工作后，剩下的极限糊精就超出了它们的职能范围。这时候就是极限糊精酶的出场机会了。极限糊精酶不能在糖化过程的高温度环境下发挥作用，温度相对更低的发酵槽才是它的主要战场。它会斩断这些剩余的“疑难杂症”，将其变成简单的结构，再由前面提到的两种淀粉酶进一步分解糖化。

超级大的发酵槽，在里面糖化和发酵会同时进行。

为了达到极限糊精酶的最适温度，从糖化锅中取出的麦汁会通过热交换器进行冷却。降温至16℃到20℃之间，然后再装入发酵槽中。3种酶会在此时一齐工作，开始第二轮的转化，同时，会向发酵槽投入酵母，将转化完成的糖分变成酒精的工序也开始了。整个发酵的过程虽然根据酒厂不同会有很大的差距，但是之前说到的二次转化的过程，一般会在发酵开始后的24小时后结束（发酵开始后液体的酸性增强，抑制了酶的活性，当酶失去活性则不再产生新的糖类）。

麦芽里本来的一大坨淀粉就是这样一步步变小的。

整个发酵过程结束之后，麦芽之中淀粉的85%都会转化为酒精，剩下的一部分则是一些酶无法转化的物质等。1吨麦芽在标准的糖化、发酵过程结束之后，大约能够生产出420升的酒精。

再经过蒸馏和桶陈之后，威士忌就可以进瓶子啦！

其实制造过程的每一步都很有趣，花花想要写这篇文章也是因为参观了那么多次酒厂，居然没有真正地见过糖化锅而心中不爽所致。如果有对酒精工业感兴趣的人，推荐你们看一下章克昌编的《酒精工业手册》，会让人从科学角度上觉得收益匪浅（还会觉得自己理科果然是没学好）。总之，好好学习，开卷有益！

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