生物化學是輕工業院校釀酒工程的一門重要的專業基礎課，內容多且抽象，各種代謝反應繁雜。生物化學是生物、農業、醫學等專業必不可少的基礎課程，不同專業的生物化學，其側重點也有所不同。教師在教學過程中，重視釀酒與生化的聯系，突出專業特色，對于增強學生學習的興趣和學習主動性，提高教學效果起著極其重要的作用。本文從以下幾個方面入手，闡述在釀酒工程專業生物化學教學中專業特色的突出。

1、 釀酒的發展及其與生物化學的關系概述

我國釀酒技術的發展可分為兩個階段，第一階段屬于自然發酵階段，早在三千多年前的殷商武丁時期就已掌握了微生物 “霉菌”生物繁殖的規律，已能使用麥芽、谷芽制成蘗，作為糖化發酵劑釀醴，使用谷物發霉制成曲，把糖化和酒精發酵結合起來，作為糖化發酵劑釀酒了?！渡袝肪陀?“若作酒醴，爾惟曲蘗”的記載?？梢?，我國是世界上最早以制曲培養微生物釀酒的國家。這一階段主要憑經驗釀酒，生產規模較小，基本上是手工操作。酒的質量沒有一套可信的檢測指標作保證。

第二階段是從民國開始的，由于引入西方的科技知識，尤其是微生物學、生物化學和工程知識后，傳統釀酒技術發生了巨大的變化，人們懂得了釀酒微觀世界的奧秘，生產上勞動強度大大降低，機械化水平提高，酒的質量更有保障。生物化學是隨著醫學、發酵工業的發展逐漸形成的一門科學，它的理論來自于實踐，反過來理論又指導實踐。微生物的新陳代謝活動是發酵工業的基礎，酒精是酵母菌的代謝產物。

白酒中的香味物質也是其他微生物的代謝產物。所以生物化學與釀酒工業有密不可分的關系。

2、 生物大分子與白酒釀造

2. 1 淀 粉

淀粉是白酒釀造的主要原料。白酒的主要成分是乙醇，而乙醇就是淀粉通過連鎖反應生成的。自然界中淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉是葡萄糖通過 α －1，4 － 糖苷鍵一個一個連接而成的大分子多糖化合物，而支鏈淀粉是在直鏈淀粉的基礎上有分支，分支點由 α －1，6 － 糖苷鍵相連，支鏈淀粉是白酒釀造的主要原料。支鏈淀粉通過酒曲和環境中的不同微生物的作用逐步降解，最后降解為葡萄糖，葡萄糖在無氧條件下經 12 步反應生成乙醇。葡萄糖還可以經過各種途徑降解形成不同的風味物質，如酸、醋、糠醛、酮等。不同微生物，同樣是利用淀粉質原料進行發酵，為什么酒精酵母產生酒精，乳酸菌產生乳酸，黑曲霉又產生了檸檬酸? 這需要通過生物化學的研究，解釋現象，闡明代謝規律，從而利用這些代謝規律，指導釀酒生產。

2. 2 蛋白質

蛋白質是組成生物體的重要成分之一，蛋白質在白酒的釀造中起著重要作用。

首先，作為生物催化劑的酶本身就是一種特殊的蛋白質，酒曲中微生物就含有許多酶，微生物中的所有反應必須在酶的催化下才能順利進行。在酶的參與下，淀粉才能降解為葡萄糖，葡萄糖才能生成乙醇，沒有酶的催化作用就沒有白酒的生成，更沒有白酒的香味物質。

另外，蛋白質也可以降解產生白酒的香味物質，蛋白質分解生成氨基酸，氨基酸與還原糖發生美拉德反應，在不同的條件下形成呋喃、吡嗪、吡咯化合物，這些化合物賦予了白酒焦香、糊香、堅果香等風味。

2. 3 酯類

低級脂肪酸酯是酒類和各種發酵食品中香氣、香味的重要組成成分。飲料酒，特別是白酒中，雖然酯的絕對含量并不高，名優酒中也不過 0. 2 ～0. 6 g/100 mL，但是，所含酯的種類和數量卻對白酒的不同風格，即所謂 “香型”的形成起著決定性作用。已知白酒中普遍存在乙酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯三種主要的酯?？墒?，它們對不同香型的形成所起的作用并不一樣。例如濃香型白酒是以乙酸乙酯和適量的丁酸乙酯為主體香成分; 醬香型白酒的香味成分極為復雜，已定性的有 70 多種，其主體香成分尚待進一步研究探討。研究證明，酒類在發酵過程中產生的酯類，主要是由酵母細胞中的酯酶催化合成的。不同酵母產酯能力不同，我國傳統曲酒生產過程中，發現有多種產酯酵母\\(生香酵母\\) 存在，對白酒風格的形成起著良好作用。

其中，主要有漢遜酵母屬、球擬酵母屬及畢赤酵母屬的酵母。尤其是異常漢遜酵母，在發酵生產中已廣泛用于提高白酒質量。

其產酯能力很強，以產乙酸乙酯為主。在規定的培養基中增加某些脂肪酸進行酒精發酵，結果發現釀酒酵母和卡氏酵母能利用外源脂肪酸合成相應的酯。在液態白酒發酵醪中添加己酸菌液借以提高己酸濃度，發現己酸乙酯比對照酒中的含量增加數倍。因此，目前我國已普遍采用人工窖泥，富集培養己酸菌，提高濃香型白酒中己酸乙酯的含量。關于酒類發酵過程中酯的生物合成機理，目前認識還很膚淺，有待進一步研究。教師以此勉勵學生努力學習，為酒類釀造達到新的境界而奮斗。

3、 代謝與白酒的釀造

酵母細胞能產生酵解途徑的全部酶系，還能產生丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶。丙酮酸脫羧酶以焦磷酸硫胺素作為輔酶，催化丙酮酸脫羧，生成乙醛。乙醇脫氫酶則以酵解途徑第 6 步反應生成的 NADH 為輔酶，催化乙醛還原生成乙醇。

在某些細菌和酵母菌中氨基酸可以脫氨同時脫羧的方式進行分解代謝，結果生成少一個碳原子的伯醇、NH3和 CO2。如異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸等分別生成活性戊醇，異戊醇和異丁醇等，這些高級醇的混合物稱為雜醇油。釀造酒中都含有微量的高級醇。酒類中的高級醇既是芳香成分，也是呈味成分。大多數高級醇的氣味類似乙醇而又不同于乙醇，持續時間長有后勁。它們一方面來自于氨基酸脫氨脫羧作用; 另一方面也來自于氨基酸的生物合成途徑，以糖類為碳源合成氨基酸的最后階段，形成了 α －酮酸，由此脫羧、還原可以形成相應的高級醇。

酒類在發酵過程產生的酯類，主要是由酵母細胞中的酯酶催化合成的。酯酶催化酯酰 CoA 與醇成酯。細胞中酯酰 CoA 的來源有: \\(1\\) 丙酮酸脫羧反應形成乙酰 CoA; \\(2\\) 酯酰 CoA 合成酶催化脂肪酸與 CoASH 合成酯酰 CoA; \\(3\\) 細胞中的許多代謝途徑都可以生成酯酰 CoA，如氨基酸碳鏈的代謝、脂肪酸分解代謝、糖的分解代謝等途徑都產生一些酯酰 CoA，可用作酯的合成。

4、 結語

專業教學計劃是塑造專業技術人才的藍圖。生物化學是構成釀酒工程專業教學計劃的主干課程之一，是釀酒工程技術人才知識結構的重要基礎之一。有關的生化知識和技術可直接應用于生產實踐。靜態生化中關于生物物質的結構、性質及分離方法，是發酵分析、檢驗和分離提取回收產品的工藝基礎。研究微生物的代謝規律，可指導微生物育種，指導產品開發，指導正確擬定發酵工藝研究，提高產品產量和質量。不學習生化就不能真正懂釀酒，不研究生化就不能推動釀酒技術進步。

參考文獻：
［1］ 丁烽． 基于畢業生出路的生物化學教學改革探討［J］． 廣州化工，2012，40\\(19\\) : 164 － 165．
［2］ 周文美，黃正． 釀酒與生物化學［J］． 釀酒科技，2006\\(3\\) : 32 －33．
［3］ 魏述眾． 生物化學［M］． 北京: 中國輕工業出版社，2011: 281 －282．