精酿啤酒“上头感”的研究进展

成冬冬

（济宁学院 实验教学管理中心，山东 济宁 273155）

近年来，微型啤酒生产线的出现，使得精酿啤酒席卷了国内啤酒市场，精酿啤酒源自英文“Craft beer”，在我国也被称作工坊啤酒或手工啤酒。由下面发酵酵母酿造的精酿啤酒，与青岛啤酒、燕京啤酒等啤酒一样，均属于拉格型啤酒，以淡爽、纯净的特征见长，这种由下面发酵酵母所生产的啤酒在15世纪流行起来，并在19世纪成为全球啤酒产量之最，是国内目前主流的酿造方式[1]。然而，上面发酵酵母所酿造的爱尔型啤酒，其风味特征更为丰富，口感更为醇厚，回味更加悠久，不断被消费者所青睐，是精酿啤酒市场上的巨头。

精酿啤酒门类众多，不同国家都有其独特的啤酒品种，其特点可简要概括为产量小、独立控股、工艺传统[2]。起源于德国巴伐利亚的小麦啤酒，泡沫洁白细腻，麦香味突出并且酯香味浓郁；比利时的酿酒师偏爱在精酿啤酒生产过程中添加各种香料物质，最出名的莫过于添加橙皮粉和芫荽籽粉的福佳白啤酒、添加樱桃和葡萄等水果所酿造的兰比克啤酒（水果兰比克）[3]；美国的精酿酒师是最善于利用酒花，所生产的精酿啤酒充斥着浓浓的酒花香气；精酿啤酒在国内的兴起，也反映出了人们对于生活的享受，消费者对啤酒的追求趋势逐渐往新鲜、营养丰富的方向靠拢[4]。

在国内，越来越多的饭店、酒店、娱乐城中不断出现了各式各样的微型啤酒生产线，生产规模介于300～2 000 L。人们在陶醉于精酿啤酒醇厚口感的同时，也会发出类似于“某某啤酒喝了头痛感太强烈”、“某某啤酒一杯倒”等抱怨声[5]。所谓的头痛感或者一杯倒其实质是反映出了消费者饮酒之后的不适感，出现了诸如头痛、头晕等感觉，其本质体现的是众多酒类研究者所探究的“上头”表现。饮用酒精饮料（比如白酒、啤酒、葡萄酒以及鸡尾酒）后出现“上头”现象是人体的一种生理反应，该反应的剧烈程度因人而异。通常饮酒上头的表现可概括为：面红耳赤，饮用少量酒便会出现头痛、头晕的感觉，饮酒后会产生恶心、干呕的不适感觉，严重者在第二天还会继续出现呕吐感，精神萎靡不振等症状[6-7]。

许多精酿啤酒作坊、精酿啤酒生产厂频频出现关门倒闭的现象，这与精酿啤酒产品“上头”现象的出现有着密切的联系。早期的研究把饮用啤酒“上头”的原因重点放在高级醇含量和乙醛含量，经广泛阅读后对精酿啤酒出现“上头”现象的原因以及控制措施做了如下总结整理，希望能对精酿啤酒研究人员、精酿酒师日后的酿造带来一定的理论帮助。

1 乙醇含量及不健康的饮酒方式与“上头感”的关系

在我国主要的啤酒类型为拉格型啤酒，主要是突出淡爽口感。炎炎夏日，消费者购买啤酒后一般都是一杯痛饮，以获取清凉爽快的感受。精酿啤酒使用纯麦芽酿造，麦芽汁浓度较高，一般维持在11～14°P，更有甚者超过了16°P，这也就决定了其酒精度也会增加[8]，由此，可以粗略算出精酿啤酒的酒精度≥4.5%vol，这在啤酒中是一个较高的含量值。倘若还像之前饮用淡爽型啤酒那样讲求“一饮而尽”，只为体验精酿啤酒所带来冰凉感，这必然会导致啤酒饮用过量，出现呕吐、醉酒现象。乙醇或者酒精含量摄入至一定程度后，无法被及时代谢出体外，便进入血液之中，进而抑制了大脑中枢神经系统正常的生理活动，使人体出现各种不适症状（如血管供血不足，相关酶系产生不足等）[9]。饮酒过量导致的呕吐与上头现象是有极其显著的区别的，常以此种饮用习惯大量喝酒的人不应将呕吐、恶心的酒后感知怪罪于“上头”现象；其次，有些消费者在喝酒时，不仅仅饮用一种类型的酒。同时饮用啤酒、白酒、葡萄酒等多种类型的酒精饮料现象比比皆是，更有消费者还会饮用鸡尾酒等其他配制酒。一种酒精饮品的酒精度已经不低了，再加上其他类型酒的协同作用，必将引发消费者呕吐、头晕、头痛现象的出现，上述不良饮酒现象的出现也不能单纯的怪罪于“上头”现象。

以上两种现象仅仅是不健康饮酒方式的两个典型事例，不仅会使消费者出现类似于“上头”现象的酒后反应，更对人体的内脏器官产生了不同程度的危害，需要引起广大啤酒爱好者及消费者的警惕。

2 高含量的乙醛与“上头感”的关系

醛类是麦汁发酵过程中产生的重要化合物，对精酿啤酒风味的感官特性和风味稳定性具有重要的影响[31]，乙醛是由酿酒酵母在发酵期间代谢产生的，与双乙酰、硫化氢一起组成了啤酒中的生青味物质[10-11]，尽管含量很低，但对啤酒的整体风味特征具有强烈的影响作用。有研究报道，乙醛是一种微毒性物质，刺激人体的中枢神经系统，这种危害作用是强于甲醛的[12]，当过量的乙醛进入人体后，随着血液循环的进行，乙醛进入脑部，会引起脑细胞收缩甚至是痉挛，引发消费者出现各种“上头”反应[13]。乙醛的形成主要是由于丙酮酸在丙酮酸脱羧酶的作用下失去羧基而产生的，大部分的乙醛经过酵母细胞的酶解作用被还原成乙醇。乙醛在主发酵期间迅速增长，但随着精酿啤酒的不断成熟而逐渐降低，其降低速度是比较快的，下面发酵啤酒在发酵度为35%～60%时，上面发酵啤酒发酵度为10%时，乙醛含量最高[14]。为了降低乙醛对成品精酿啤酒口味的损害以及减少“上头”现象的出现，酿酒师一般控制乙醛含量＜10 mg/L，优质的精酿啤酒其乙醛含量甚至会＜3 mg/L。乙醛的还原性作用是比较强大的，高含量的乙醛随血液循环进入大脑，会增加脑缺氧现象的出现，导致一系列不适症状出现。

3 高含量的高级醇与“上头感”的关系

高级醇是普遍存在于酒精饮料的风味物质，也是酵母代谢产物的一种。不同的酒精饮料中对高级醇含量高低有不同的评判标准。此类风味物质主要是指碳原子数超过3个的一系列醇类物质的总称，也有人将其称作杂醇油[15-16]，多数研究者重点探究异戊醇、异丁醇和正丙醇以及β-苯乙醇。精酿啤酒中适量的高级醇能给起到凸显啤酒特征性香味，饱满啤酒口感，增强成品酒风味协调性的作用，可含量超过一定的限度后，饮用啤酒后会引起令人恶心的感觉，杂醇味明显。高级醇不仅会影响脑部生理功能还会损坏肝脏等器官，引起脂肪肝等疾病的产生，每年因胃出血等临床症状住院的消费者人数是巨大的，其毒害作用主要是引起部分脑损伤、肝脏损坏以及胃部伤害，远超乙醛。高级醇氧化代谢很慢，在人体内存留时间是最长的，对人体脑部神经损害时间相应的也就增加了[17]，而且高级醇的毒害作用是随着分子质量的增加而加剧的[18]。

4 醇酯比与“上头感”的关系

许多液态法酿造的白酒中高级醇含量达1 000 mg/L以上[19]，但人们饮用后并不会察觉到任何上头感觉，这与酒中酯类物质含量高有关系。精酿啤酒中高级醇含量高，酯类物质含量高，会使总醇与总酯的比值，即醇酯比降低，此时精酿啤酒的上头感觉也是不明显的。这是因为啤酒中高级醇含量过高会抑制脑部中枢神经系统的生理功能，引起神经收缩，但高含量的酯类物质则会使神经得以舒展[20]，两者相互对抗，调节了人体对上头现象的感知。何东康等[21]研究报道了有关醇酯比的一个计算公式，即Y（醇酯比）=A×乙醛+B×乙酸异戊酯+C×异戊醇+D，其中A=0.396，B=-4.501，C=0.763，D=-4.180。而崔云前等[22-23]也曾指出啤酒醇酯比≥6易上头，醇酯比≤4.7上头现象不易出现，醇酯比在2.5～4.7这个范围内成品啤酒风味最佳。付爽等[24]研究指出，啤酒醇酯比通常控制在4.0～5.5范围内。刘明丽等[25]研究指出，高浓度啤酒醇酯比含量较低，在2.5～3.5之间，这与高浓啤酒中高含量的乙酸乙酯和乙酸异戊酯有着密切的关系，并且经响应面分析得出酵母接种量、麦汁溶氧量以及主发酵温度对高浓啤酒醇酯比具有较明显的影响。此外，要永杰[26]指出原麦汁浓度低的啤酒其醇酯比较高，普遍＞5.8，这与选用的酿造工艺、酿造原料和酵母菌种有关，当低浓度啤酒高级醇含量高而酯类物质含量低时，成品酒醇酯比普遍偏高。因此，在讨论精酿啤酒中高级醇含量是不是会引起上头感的时候还应该注意与酯类物质含量联系，综合判定其上头与否。

5 降低“上头感”现象的措施

5.1 改变饮酒习惯，享受醇美精酿啤酒

酒精饮料不论其酒精度如何，但总会含有一定浓度的酒精存在，不健康的饮酒方式必然会导致酒精在人体内的过量富集，从而导致上头反应的出现。精酿啤酒与普通啤酒在酒精含量上是有较为明显的区别的，应该本着享受某款精酿啤酒的方式来饮用它，学会慢慢品评。“多次少量，细水长流”的方式是最适合消费者的饮酒方法。当然，消费者更要改变不同类型酒精饮料相互掺和的饮酒习惯，每次品尝时只喝精酿啤酒，坚决禁止同一时间喝白酒、葡萄酒等酒精饮料。总而言之，精酿啤酒是消费者为了追求丰富、饱满的口味感觉，彼此之间增进情谊，加深友谊的一种“催化剂”，不能因为自身不健康的饮酒习惯而让亲友出现各种上头感。

5.2 控制乙醛含量在合理的浓度范围

在影响精酿啤酒风味和稳定性的众多挥发性风味物质中，乙醛是研究者着重探究的一个风味指标[27]。乙醛是由丙酮酸脱羧形成的，要想降低精酿啤酒中乙醛的含量，首先应选择接种低乙醛型酵母菌株。刘春风等[28]采用锌离子紫外诱变与高浓乙醛平板选育相结合的方式，筛选的低乙醛酵母菌株比例高达60%。WANG J J等[29]以传统紫外诱变技术获得了低乙醛诱变菌株。除了通过新技术选育出低乙醛酵母菌株外，接种上面发酵酵母所产的精酿啤酒中乙醛含量是低于下面发酵酵母菌株[30]。在主发酵期间，精酿啤酒的生产普遍会采用带压发酵的方式，这无疑会降低精酿啤酒中乙醛的含量。精酿啤酒研究者及酿酒师在酿造过程中特别注意无菌操作以及杜绝氧气与啤酒的接触，这对于降低乙醛的含量无疑是重要的举措。除了上述降低乙醛含量的措施外，已经有大量的文献对发酵温度、麦汁pH值、酵母接种量与啤酒中乙醛的形成进行了阐述，精酿啤酒生产者应认真阅读这方面的文献，引起自己的重视，切实保证精酿啤酒中乙醛含量在一个合理的范围内，达到降低精酿啤酒“上头感”的目的。另外，在双乙酰还原阶段可略增加以下还原温度，或者在后发酵期用二氧化碳对酒体进行洗涤，这都将有助于降低精酿啤酒中乙醛的含量。

5.3 严格把控高级醇含量

高级醇作为精酿啤酒重要的风味物质，与啤酒的整体风味有着密切的关系，淡爽型啤酒普遍要求高级醇含量＜100 mg/L，优质啤酒则强调高级醇含量介于50～90 mg/L[31]。目前关于高级醇的产生途径主要概括为氨基酸降解代谢和糖类合成途径，两种方式都与酵母菌合成自身细胞物质有关。显然，要想控制高级醇的含量，接种合适的酵母菌是最重要的。不同的酵母菌株产高级醇含量差异较为明显，一些酵母菌株产高级醇量达200 mg/L，一些则仅仅只产生40 mg/L，甚至更低。因此，选育高级醇低产菌株依然是精酿酒师的重要任务。众所周知，粉末型酵母菌株产高级醇的能力是高于凝聚型酵母菌株的。再就是酵母接种量的问题，选育的酵母菌株再好，但接种量不合适也会影响精酿啤酒中高级醇的含量，一般要求接种量控制在（1.5～1.8）×107个/mL。

精酿啤酒的酿造过程中只选用大麦芽、小麦芽等粮食作物，其麦汁组分较为合理，因此，精酿啤酒中α-氨基酸态氮含量普遍会控制在160～200 mg/L，这在很大程度上会抑制氨基酸脱羧以及糖类合成氨基酸形成高级醇，有助于高级醇含量的稳定。

精酿啤酒发酵性能受到发酵温度、发酵压力、麦汁浓度、溶氧量等因素的影响[32]，精心选择上乘品质的酿造原料、应用适宜的糖化工艺、低温加压发酵方式以及微型生产线配备的锥形发酵罐一罐式发酵等均有助于降低精酿啤酒中高级醇的含量。

5.4 合理控制醇酯比

与酵母代谢的其他风味物质相比，酯类物质只是一种微量元素，尽管酯类物质含量仅为“沧海一粟”，但它却是酵母产生的最重要的风味物质[33]。正如文献[34]所述，酒精饮料中的酯类物质能够介导酒精代谢，对人体起保护作用，从而降低酒精中毒效应。要控制合理的醇酯比，必须使总醇含量和总酯含量处于一个恰当的浓度范围。有研究指出[35]，高浓啤酒醇酯比低是因为啤酒中乙酸乙酯和乙酸异戊酯的生成量多，因此，可以通过增加对精酿啤酒果香味浓郁的酯类含量来降低醇酯比。另外，张翠英等[36]研究指出，酵母细胞ATF1基因的过量表达以及敲除BAT2基因可以显著增加啤酒中乙酸乙酯含量并降低异戊醇的含量。

上面发酵酵母的产酯类物质量是明显比下面发酵酵母多的，生产过程中接种上面发酵酵母菌株，使醇酯比控制在4.7以下会减少上头反应的出现。高温加压发酵工艺不仅可以降低高级醇的含量还能促进酯类物质的形成，有助于降低精酿啤酒的醇酯比。当然，醇酯比引起上头并不仅仅存在于精酿啤酒之中，普通工业啤酒也不例外，特别是工业啤酒会使用3代以上酵母酿造啤酒，生产工艺中的高浓稀释以及包装杀菌等过程都会影响成品酒中的醇酯比。民族啤酒企业也应从工艺、原料、酵母菌株等工序加强对成品酒中醇酯比的监控，降低成品酒“上头感”，以便生产出符合消费者追求的低醇酯比、口感上乘的啤酒。

6 展望

精酿啤酒在国内飞速发展，正逐步被我国消费者所接受，这与其独特美妙的感官特性是紧密相关的[37]。精酿啤酒“上头感”的出现不是某个单一风味指标作用的结果，它是众多风味物质综合作用显现出来的，此外，还与消费者个人的体质及饮用方式有关。如何保持其醇香、饱满的口感，饮用之后不至于出现恶心、干呕、头痛等感觉，对众多的精酿啤酒研究者和酿酒师都是一项挑战。国内外的大部分文献对精酿啤酒“上头感”的研究着重放在乙醛和高级醇含量这两个方面，对于人体的代谢机能及醇酯比方面的研究目前还不是很多，这或许会成为精酿啤酒“上头感”研究的一个重要趋势，会对精酿啤酒进一步的发展带来极大的促进作用，满足人们对于营养健康酒精饮料的追求。