啤酒苦不苦，这种植物说了算

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撰文 | 黄业钦（中国科学院植物研究所）作为世界上最古老、度数最低的酒精饮料之一，啤酒以其独特的风味和口感征服了不少爱好者。绵密的泡沫、琥珀般的色泽、还带着微微的苦涩，可谓是酒中独一无二的存在。
那么问题来了：你知道啤酒的灵魂是什么吗？

是它是它就是它，啤酒的灵魂！

其实，酿酒就是利用微生物将含糖的物质经过发酵生成酒精的过程，其中酒精发酵是酿酒的主要阶段。水果、麦芽糖等糖质原料可经微生物作用直接转化为酒精；而淀粉质原料如谷物类，因为不含糖化酶，则需加入糖化剂进行糖化之后再发酵。
那么，喝过啤酒的你是否有留意过，啤酒的生产原料具体是什么？“麦芽嘛！”嗯，不错，一看就是老啤酒人了。其实，除了主要的发酵原料麦芽以外，还有一种用量少却不可或缺的材料，它就是今天要介绍的植物——啤酒花。
啤酒与原料丨图片来源：taringa.net
啤酒花又名蛇麻（Humulus lupulus），是大麻科葎草属的一种攀援草本，和同属的植物一样，其茎和叶柄上长有倒钩刺。正是因为这倒钩刺特别勒手，所以不同地区对同属葎草的叫法都显示出了人们对该特征的抱怨，如“勒草”、“拉拉藤”、“锯锯藤”。
啤酒花茎上的倒钩刺丨图片来源：Katy Chayka，Minnesota Wildflowers

啤酒花是雌雄异株植物，在秋天开花。雄花为圆锥状，雌花为穗状，果穗球果状。啤酒花的雄花（左）和雌花（右）丨图片来源：Peter M. Dzuik, Minnesota Wildflowers
在我国各地的种植基地，每年8月底开始进入啤酒花的采摘期。啤酒花采收质量直接影响酒花等级，所以采花时可先通过望、闻、握、捻4种方法从感官上识别啤酒花的成熟度。当色变黄绿、苞片闭合、腺体金黄，闻起来香味浓郁，轻握感到弹性，发出“沙沙”响，捻时有较强的油黏性，恭喜你，采到了最佳收获期的啤酒花！

中科院植物所本草园里啤酒花成熟的果穗丨图片来源：黄业钦
为了提高啤酒花的品质和方便储存运输，新鲜采摘下来的啤酒花需要进行干燥和处理，然后就乖乖等待“下锅”！啤酒花通常在麦汁糖化煮沸过程中加入，利用高温条件激发出啤酒花独特的香味。
为了追求不同风味的啤酒，啤酒花可以在过滤、煮沸的前中后、旋沉、发酵结束或封罐前等不同时段分别添加，甚至多次投入。当然，投放的种类、数量、时段和次数等都会影响啤酒成品的风味。
啤酒酿造过程中啤酒花的多种投放流程丨图片来源：黄业钦

少了它，

啤酒就像失去了梦想的咸鱼

没有啤酒花、只用麦芽发酵而来的麦芽酒最初主要流行于英国，这种酒味道香甜，酒体浓厚，但没有苦味。后来，随着啤酒花的加入，才中和了麦芽酒的甜味，赋予了啤酒令人着迷的苦味，成就了今天的“Beer”。
用于酿造业的啤酒花原料是由雌性花序形成的果穗，它由围绕中心轴着生的苞片和小苞片组成。啤酒花成熟时，小苞片的基部会形成蛇麻素腺（Lupulin glands），这些腺体合成和积累了啤酒花的主要酿造成分——树脂和精油。
啤酒花果穗的结构丨图片来源：黄业钦
树脂中含有多种苦味成分，主要为α-酸（又叫葎草酮），β-酸（又叫蛇麻酮）和黄腐酚，其中α-酸异构化的产物——异α-酸对啤酒苦味的贡献达到80%。问世于美国的啤酒花浸膏正是利用这些异构化产物的苦味，从而有利推动了啤酒酿造工业的发展。
成熟的蛇麻素腺的光学显微镜图像（C）和扫描电镜图（D）丨图片来源：Jana Nagel，the Plant cell
除了带给啤酒苦味以外，啤酒花蛇麻素腺中分泌的精油成分更是给啤酒风味留下了无限空间。
干燥的啤酒花中含有0.5-3.0%的精油，其中醛类物质可增加青草的香气，柑橘味受酯类、橙花醇和芳樟醇的含量影响，倍半萜烯和含氧倍半萜类形成独特的木质调，醇、酯、含硫化合物带来花香和果香，还有辛辣味和药草味等。对酿酒师来说，这些啤酒花精油特征的差异有助于调制和开创出更多的啤酒风味。
酒花的香气类型丨图片来源：appellationbeer
除了调节风味以外，啤酒花还充当了啤酒的天然防腐剂，研究表明它能够抑制酿酒过程中产生的乳酸菌和酪酸菌，起到保鲜啤酒的作用。此外，啤酒花含有的多酚类物质对改善啤酒的澄清度和稳定性也有重要作用。

默默问一句，提到“啤酒花”，有多少人以为指的是啤酒里的泡沫？虽然此花非彼“花”，不过植物啤酒花分泌的树脂的确有利于“啤酒花”的形成和稳定，并促进泡沫花边，而啤酒泡沫质量也是决定啤酒质量的关键因素之一。

从邪恶杂草到风靡全球，

啤酒花的完美蜕变

在啤酒花广泛应用于啤酒调味之前，人们使用了各种植物进行试验。中世纪期间流行一种用于调节啤酒风味的草药混合物，英文名为“Gruit”，它包括沼泽香桃木、蓍草、迷迭香、帚石楠、杜松子、姜、葛缕子和肉桂等植物。
从13世纪开始，啤酒花慢慢取代Gruit，成为德国啤酒的调味料，尽管传统香料草药种植者强烈反对引入啤酒花。而当时的英国也认为啤酒花是“一种邪恶和有害的杂草”，很多地区禁止啤酒花的种植，比如Norwich和Shrewsbury。
啤酒花直到16世纪初才在英国流行起来，此时人们发现啤酒花不仅能用于调味，还能帮助麦芽汁澄清和抑制细菌腐败。1502年出版的《伦敦习俗》中就记载了一份用啤酒花酿造啤酒的配方。
1516年，德国巴伐利亚大公威廉四世在颁布的《啤酒纯酿法》中规定，啤酒酿造只能使用麦芽、啤酒花、酵母和水。可见，此时的啤酒花已经在欧洲的啤酒酿造中流行起来。
巴伐利亚的威廉四世和《啤酒纯酿法》丨图片来源：Bridgeman, historytoday
1554年，啤酒花种植被议会法案合法化，说明英国人已经认识到了啤酒花是一种非常有利可图的作物。
中世纪流行的Gruit，用来调节啤酒风味的草药混合物丨图片来源：atlasobscura
而今天，随着啤酒文化的传播和对啤酒花需求的增加，啤酒花的种植早已遍布全球。如今最大的啤酒花生产国是美国、德国、捷克和中国；欧盟则是全球啤酒花的主要生产区域，约占世界啤酒花产量的50%。
啤酒花种植基地丨图片来源：castlerockhomebrew
看到这里，小编忍不住想问一句：“现在种啤酒花还来得及吗？”要是来不及，我就接着去搬砖愉快地工作了。

参考文献

[1] 中国植物志—啤酒花[M]. 北京: 科学出版社, 1998, 23(1).[2] 郭文场, 丁向清, 周淑荣,等. 啤酒花的栽培及采收加工和药用(续)[J]. 特种经济动植物, 2012, 12(12):33-33.[3] Rossini Francesco et al. Hops (Humulus lupulus L.) as a Novel Multipurpose Crop for the Mediterranean Region of Europe: Challenges and Opportunities of Their Cultivation[J]. Agriculture, 2021, 11(6) : 484-484.[4] Ramírez Alejandra and Viveros Juan M. Brewing with Cannabis sativa vs. Humulus lupulus: a review[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2021, 127(3) : 201-209.[5] Hong Kai et al. Varietal differences in the phytochemical components’ accumulation and aroma profile of three Humulus lupulus cultivars[J]. Food Control, 2021, 108499.[6] Almaguer C , Schnberger C , Gastl M , et al. Humulus lupulus – a story that begs to be told. A review[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2014, 120(4).[7] Moir M . Hops: A millennium review[J]. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 2000, 58(4):131-146.

本文经授权转载自微信公众号“科学大院”。

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