本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
根據美國疾病控制與預防中心 (CDC) 的資料，超過 50% 的 18 歲以上成年人在 2010 年每月至少飲用一次酒精飲料。 當然，他們中的許多人（包括我自己）飲用的量遠不止於此，根據美國農業部 (USDA) 的資料，僅在美國就總計 1520 億美元。 作為參考，這大約是美國人在同一年在所有其他食品上花費的 10%。
人類幾乎從定居下來並馴化糧食作物的那一刻起就開始釀造酒精飲料——事實上，有些人認為啤酒是我們最初走向馴化的全部原因。 無論這種說法的真實性如何，很明顯，至少在過去的 7000 年裡，我們一直在製造和飲用酒精。 醉酒是文明的重要組成部分。
考慮到這一點，我決定在 Food Matters 這裡開始一個名為“星期五歡樂時光”的月度系列，我將在其中深入探討酒精生產的科學原理。 酒精生產絕對是一門科學。 從微生物學到代謝學，再到化學和工程學，製作一批安全且始終如一的您最喜歡的飲品需要大量的實驗和精確度。 每個月，我都會將帖子集中在特定型別的飲料上，並描述其背後的科學原理。 我主要是一位精釀啤酒飲用者，但我也會嘗試涉足葡萄酒和烈酒。 也許我的共同博主也會嘗試一下。 請在評論中留下您的建議！
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首先，儘管我個人對口味有所偏好，但我認為我應該從美國最流行的啤酒風格開始：美式 Lager 啤酒。 但在我們開始真正的啤酒品嚐之前，讓我們先了解一些科學知識。
如何釀造酒精：讓酵母來完成工作！
我在上面說過，人類釀酒至少有 7000 年的歷史了，但這有點不誠實。 實際上，大部分工作是由這些傢伙完成的
釀酒酵母是一種出芽酵母，負責許多事情，包括啤酒、葡萄酒、麵包，以及動詞“to shmoo”是生物學行話的一部分。 這種酵母是一種真菌，和我們一樣，它會分解糖中的化學鍵，並利用這種分解釋放的能量來生存。 分解的第一步稱為糖酵解，實際上是一系列複雜的化學反應，將葡萄糖等簡單的糖分解成兩部分，釋放出少量能量。 其中一些能量以一種細胞可以立即使用的形式儲存在一種稱為 ATP 的分子中。 來自糖酵解的更多能量儲存在一種稱為 NADH 的分子中，NADH 是透過還原 NAD+ 產生的。
在氧氣存在的情況下，可以從同一個葡萄糖分子中提取更多的能量。 糖酵解產生的兩半部分可以進一步分解，最終產生二氧化碳作為廢物，但糖酵解過程中產生的 NADH 也可以氧化回 NAD+，以獲得更多可用的 ATP 能量。 不幸的是（或者如果您是釀酒師，這很幸運），這個過程在沒有氧氣的情況下不起作用。
在這些條件下（稱為“厭氧”條件），NADH 會積累，而 NAD+ 的供應會減少。 厭氧代謝給細胞帶來了一些問題。 首先，大量能量被浪費掉了——在有氧代謝下完全分解葡萄糖產生的能量是僅糖酵解的 15 倍以上。 更麻煩的是，隨著 NAD+ 的供應轉化為 NADH，細胞甚至無法再獲得糖酵解的微薄能量收益。
後一個問題透過發酵來解決，在發酵中，NADH 透過還原糖酵解中產生的糖的一半而轉化回 NAD+。 這意味著 NADH 儲存的能量被浪費了——這個過程中不會產生 ATP——但是如果周圍有更多的糖，這至少可以讓糖酵解繼續進行。
動物生存的能量需求太高，以至於這種方式無法持續，這就是為什麼持續呼吸氧氣至關重要，但有時我們的細胞會有點缺氧，並轉向發酵以獲得一點額外的能量。 例如，在運動過程中，肌肉會消耗大量能量，有時會超過血液攜帶足夠氧氣以跟上的能力。 動物發酵產生乳酸，乳酸會在肌肉組織中積累，並引起與劇烈體力消耗相關的特徵性“灼燒感”。
酵母有點不同。 作為單細胞生物，它們可以在沒有氧氣的情況下非常快樂地生存，並且它們在發酵過程中不會產生乳酸，而是產生乙醇（酒精）作為廢物。 沒有人確切知道人們最初是如何做出這一令人愉快的發現的，但普遍的看法似乎是這完全是偶然的。 也許一些麥芽大麥被留在了一個蓋著蓋子的桶裡，環境中的酵母開始發揮作用。 喝了由此產生的肉湯的人們會發現它的神奇特性，並著手複製這個過程。
無論知識的最初來源是什麼，釀酒師很快就設法控制了這個過程，但直到 19 世紀中葉，人們才理解微生物在釀造中的作用。 我們現在知道，除了酒精的產生（可以說是活性成分）之外，不同菌株的酵母還可以賦予啤酒許多其他化合物，這些化合物會對風味產生顯著影響。 我將在本系列的未來文章中更詳細地介紹這些要點，但現在，請相信我的話。
美國人喜歡清淡的啤酒（或者至少他們曾經喜歡）
這讓我想起了美式拉格啤酒。 我們這裡談論的是百威、米勒和庫爾斯等品牌，它們是美國銷量最高（按銷量計算）的啤酒。 啤酒愛好者和鑑賞家通常會因為這些啤酒味道清淡而看不起它們，但這絕非偶然。 20 世紀初的禁酒令使啤酒消費量銳減，並消滅了大多數美國啤酒廠。 在第 21 條修正案的另一邊，美國人的啤酒口味也被抹殺了，而那些表現良好的啤酒往往具有非常中性的風味。 釀酒商專門選擇了不會給啤酒帶來太多風味的酵母菌株，使用的配方中調味成分（如啤酒花）含量較低，並使用了大米和玉米等輔料，這些輔料含有簡單的糖，在被酵母代謝時不會產生像更傳統的麥芽大麥那樣多的異味。
百威淡啤實際上是美國銷量最高的啤酒品牌，但我無法說服自己購買它——大學派對的糟糕回憶太多了。 相反，我選擇了非淡啤的同等產品（仍然排在前 3 名），自稱“啤酒之王”。
評測：百威啤酒
按照美國標準，百威啤酒是一個歷史悠久的品牌。 世界上歷史最悠久的啤酒廠已有 1000 多年的歷史，但在美國，大多數啤酒廠在 20 世紀初的禁酒令中被淘汰。 最初生產百威啤酒的啤酒廠安海斯-布希公司成立於 19 世紀中期，並於 1876 年推出了這個特定品牌。
安海斯-布希透過銷售與釀造相關的產品（如麥芽提取物和酵母）設法度過了禁酒令時期，並在禁酒令廢除後迅速反彈。 因為他們不必從頭開始，所以他們有優勢，並迅速成為美國最成功的釀酒商。
老實說，自從我大約 8 歲時嚐了一口我爸爸的百威啤酒後，我就再也沒喝過了。 作為一個有點啤酒勢利眼的人，我本以為我會討厭它，但實際上並沒有那麼糟糕。 它不是很複雜（原因我在上面提到了），但它並不令人不快。 啤酒倒出來很好看，泡沫也很好，儘管泡沫很快就消失了。 顏色是淺而清澈的黃色。 這種氣味對我來說有點難聞，但我懷疑這是因為派對後清理的感官記憶（以及啤酒變質的氣味）。 它有點甜，有點酵母味，但僅此而已。
味道出乎意料地還不錯。 我認為我永遠不會選擇這款啤酒而不是其他選擇，但它清爽、乾淨且易於飲用。 有點無聊，但嘿，這沒什麼錯。 沒什麼回味可言——有點啤酒的餘味，但不會持續很久。 也許它受益於較低的期望，但總的來說它還不錯。
我已經建立了一個 beeradvocate 個人資料，並將嘗試開始在那裡評測啤酒，但我對這部分是新手。 如果你們中有人是愛好者，並想向我指出你們的評論和建議，請這樣做。
如果您對要討論的飲料有任何想法或建議，請在評論中告訴我。 在十月份，我將討論（還能是什麼？）啤酒節！