最近喝乙醛喝得有点怕了，必须要有感而发一下

风味简介

乙醛（Acetaldehyde）是啤酒的常见不良风味之一。它风味被指作和青苹果很像。纯的乙醛试剂，在稀释到一定程度后，会有相关的青苹果风味印象。

乙醛相关的属性如下：

• 在空气中，0.21ppm的纯乙醛可被察觉[1]

• 在生活用水中，20-40ppb即可被尝出[2]

• 乙醛在我国被定为食品合成香料，但未规定上限使用量，常用作白酒加香

• 尽管人类接触到较大剂量的乙醛来自于酒类，但生活中，乳制品、水果、蔬菜及无酒精饮料皆有不同程度的乙醛含量。人类在非酒精饮食的情况下，每天摄取的乙醛量在30-200毫克之间，不同的饮食习惯会有很大区别[3]

乙醛在啤酒的风味

在啤酒里，乙醛的青苹果味道很微妙。根据本人的经验，带有比较浓郁的乙醛味的啤酒，在吞咽后，留在口腔和鼻腔的一股味道，有点接近青苹果的味道。

但本人的总体的感受是一种令人不悦的蜂蜜甜感再配上一些蔬菜水果被切开后的腥味，也就是酿酒人士所说的“家酿味”。这个感觉很大几率不是纯乙醛的味道，但这是一种带有乙醛的异味，要小心警惕。这种味道比较浓的时候，还会感到鼻腔受到冲击，且大脑有点眩晕，或者说“上头”时。有可能就是乙醛过浓了。 

而另外一个对乙醛更加直观的印象，是喝得醉醺醺后身上散发出的“酒味”。这种酒味当然也不是纯乙醛的味道，乙醛的风味占大部分罢了。

乙醛为何出现在啤酒里

乙醛是发酵过程中的酵母代谢物，最终乙醛在发酵中会被乙醇脱氢酶（Alcohol Dehydrogenase）以反方向形成乙醇（即乙醛加氢），反应式如下。 

在无氧发酵过程，乙醛主动加氢反应为乙醇 来源：BRANDA

在酿酒过程中，有几种可能性导致乙醛超标: 

• 发酵不完整，导致乙醛还未完整转化为乙醇。而发酵不完整有可能是酵母不健康过早失去活性或者人为过早地停止发酵 

• 细菌感染

根据资料显示，啤酒的乙醛含量其实比较低[14]，而不同风格的啤酒含量不一。尽管如此，未成熟的啤酒乙醛含量可以是成熟啤酒的2-5倍。如下图所示[4]： 

来源：Effect of Wort Filling Time on Fermentation, Maturation and Acetaldehyde Content in Beer

国家在《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2.1-2007）中规定了乙醛的最大容许浓度（MAC，maxmuium allowable concentration）值为45ppm，而我们上述给出的未成熟啤酒乙醛数据就很接近这个数值。

通用应对措施

具体原理和机制会在往后的文章讲，这里就先讲一些公认的应对措施。 

因为人为终止发酵而导致的发酵不完整 

在参加大师杯裁判的评审工作时候经常遇到乙醛风味，喝的30多款酒里，只有不到5款是完全没有乙醛味道的。

我很疑惑，难道酿酒师们都不去尝一下就出桶的么？后来有次和明日酿造的范金请教问题时，他就指出，很多参加家酿比赛的参赛者没有提前规划好酿造时间，导致发酵并未完整的情况下匆匆参赛。酿酒并没有一个很确切的时间，不能说规划了两周，两周就一定完成，控制度还没有那么高。

其实“发酵完整”的标志首先是没有异味，而不是一个具体的时间，在这一点上，值得所有酿酒师去注意。 而对于平时在家酿，发酵活跃期过去后，放胆去尝试（也可以只是闻）自己的酒，直到没有异味再考虑要不要出桶。 

因为酵母不健康而导致的发酵不完整 

导致酵母不健康的原因有很多，常见的是酵母本身不够活力、酵母投放率不合适以及麦汁缺氧。

关于酵母本身不够活力，这个与酵母选种、运输渠道及酵母保存有关，家酿在这个环节上会相对薄弱。没有显微镜的情况下，很难判断酵母活力（当然，死酵母过多会有明显的硫化味）。一旦发现活力不够时（发酵过程太激烈或者过于平静），可能已经过了酵母的繁殖期，为时已晚。解决活力不够，可以通过“扩培”手段来提到酵母活性，扩培短篇幅难以说明，以后另开专题和大家分享。 

酵母投放率，是指加入到已冷却麦芽汁的酵母量。一般而言，根据酵母的产品说明正确地加入适当的量就行，而国内外也有很多计算工具，就不累述。步骤简单，但很重要。

麦汁缺氧。尽管我们一直说发酵是无氧的过程，但酵母在麦芽汁中繁殖的过程是需要氧气的，尤其是麦芽汁里的分子氧。通过消耗氧气构建细胞壁所需要的甾醇[5]。很多酿酒师惧怕麦芽汁氧化而没做麦汁充氧步骤，但实际上可能得不偿失。建议各位家酿酿酒师在投放酵母前对麦汁充分充氧，通过摇晃麦汁，使空气进入麦汁内。一个参考标志是，通过摇晃成功充氧后的麦汁被摇晃撞击出了一层泡沫。 

细菌感染

下面关于乙醛毒性会有提及。

乙醛毒性及机制简介

乙醛是一种高活性化合物，是一种强亲电化学物质，可与亲核化合物如蛋白质强烈反应形成席夫碱，从而形成乙醛-蛋白质加合物。 

https://www.sciencedirect.com/topics/pharmacology-toxicology-and-pharmaceutical-science/acetaldehyde

毒性简介

乙醛作为IARC（International Agency for Research on Cancer，国际癌症研究机构）分类为2B级的致癌物。其定义为，有可能致癌的物质。这个有可能致癌，是指统计学上的有可能致癌。统计学的好处是，在未完全了解致癌机制的情况下，统计学提供了一个较为客观的依据。

但除了致癌外，急性乙醛中毒的症状包括：面部潮红，胸闷心率加快，头昏脑胀等。这些符合“喝醉酒”和“宿醉”的症状特征。可以说这些不适很大程度上要归功于乙醛。尤其在缺乏乙醛脱氢酶（Acetaldehyde Dehydrogenase，用于将体内乙醛脱氢至无毒的乙酸）等位基因ALDH2（可以理解为乙醛脱氢酶的活性较低）的亚洲人身上，有更加明显的反应。“容易上脸，容易面红”就是指这类状况。

来源：getsunset.com

另外，著名戒酒药物“双硫仑”（Disulfiram） 就是采用简单粗暴的手法，阻断乙醛脱氢酶的生成，使身体大量积累因喝酒代谢出的乙醛，引发急性乙醛中毒。让戒酒者承受乙醛中毒的痛苦后，凭本能反应拒绝喝酒。

而非喝酒而接触的乙醛，各项测试到的毒性数据如下[6]：

• 啮齿目动物的LC50（半致死浓度）为5000-20000ppm之间。幼年期承受剂量更低。基本上日常生活不会接触到如此高浓度。

• 对眼睛的刺激为50ppm左右

• 对鼠在四星期内间歇地，多次连续6小时注入浓度为2217ppm的乙醛，最终会导致其呼吸系统出现肿瘤。目前并未有人类的最低致癌剂量，但理论上，接触越多，几率越高。

乙醛与饮酒

尽管上面提到IARC将乙醛分类为2B级，但它附加了一个，由摄取酒精相关联的乙醛定义为一级致癌物。 一级致癌物，就是很有可能致癌的意思。

致使IARC单独分开来分级，主要原因推测应该是与酒精代谢带来的乙醛对人体有直接损害。高浓度酒精的摄入，从入口那一下开始就开始对人体有损害。

同时一个研究表示，有酒精成瘾的人，在饮用一个剂量的乙醇后（换算为每千克体重摄取0.5ml的100%乙醇），比不成瘾的乙醛血液浓度略高。[7]换言之，长期大量饮酒更容易在身体内积累乙醛。

来源：Ethanol ingestion: Differences in blood acetaldehyde concentrations in relatives of alcoholics and controls 

乙醛的毒性机制

乙醛的毒性在于其与胺的反应。一项研究[8]就曾经就用HSAB（软硬酸碱）理论去论证醛类的毒性。其中就提到乙醛的毒性与胺的1，2加成反应（1,2 Addition）相关。胺是氨分子（NH3）中的氢被烃基取代后形成的一类有机化合物。而乙醛与胺最终可以脱水为席夫碱。 [9]通俗的说法是，乙醛能够与氨基化合物进行加成反应，而氨基化合物就包含核甘，核苷与磷酸基团组成RNA和DNA的基本单位——核苷酸。而乙醛对脱氧鸟苷（一种核苷）的反应已经被证实[10]。

乙醛与甲胺的反应 来源：Nucleophilic Addition Reactions II

对核苷有明显的破坏作用，这是乙醛致癌的毒性原理。而这个特性，也导致其对于高度暴露于乙醛的部位会有比较明显的破坏，例如口腔和呼吸道；而用于分解乙醇的肝脏和排出乙醛的肾脏也是高危部位。下面就会用口腔乙醛浓度作为讲解。 

口腔乙醛浓度

人类正常的生活环境很难碰到有大量的乙醛（甲醛反而更加常见），而口腔及呼吸道的乙醛浓度除了与口腔卫生、个人营养水平相关外[15]，比较主要就是和酒精摄入相关。首先，高烈度酒精饮料一般都含有比较大量的乙醛，如图下所示。不同的酒精饮品本身含有的乙醛含量及其在口腔中的衰退时间 [11]。

摄入酒精饮料后，唾液中乙醛浓度的变化 来源：Short-term salivary acetaldehyde increase due to direct exposure to alcoholic beverages as an additional cancer risk factor beyond ethanol metabolism

上图有一个值得注意的地方，就是标注着没有乙醛的伏特加，在入口后有一小段的乙醛提升。这个与口腔细菌有关系，我们下面会讲到。

关于某些烈酒，为什么有比较高的乙醛，其实与木桶陈酿相关[12]。

桶陈与乙醛含量 来源：Formation of volatile and maturation-related congeners during the aging of sugarcane spirit in oak barrels

而不用木桶陈的金酒、伏特加甚至坛陈的中国白酒，都没有很强的乙醛，而且乙醛会随着年份增加而减弱[13]。 

白酒风味与年份变化 来源：Characterization of Chinese liquor aroma components during aging process and liquor age discrimination using gas chromatography combined with multivariable statistics

第二，口腔中的部分细菌具备强氧化特性，可以将乙醇氧化为乙醛。如图下例子[14]：

（请点击大图观看） 来源：Alcohol-Derived Acetaldehyde Exposure in the Oral Cavity

当然，假如在酿造、出桶过程染上了这些菌，也会导致乙醛过量。

关于乙醛的毒性及为何会引发癌变的简介暂告一段落。为什么要长篇累牍地讲乙醛毒性呢？主要还是希望家酿酿酒师提高对乙醛的警惕，对自己也是对饮用者好。

下一篇文章，我们将会着重讲讲酵母在发酵中乙醛的生物通路。

-EOF-

参考资料：

1 Acetaldehyde (Compound)

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Acetaldehyde#section=Polymerization

2 DO ACETALDEHYDE AND FORMALDEHYDE FROM PET BOTTLES RESULT IN UNACCEPTABLE FLAVOR OR AROMA IN BOTTLED WATER?

3 Quantitative Determination of Acetaldehyde in Foods Using Automated Digestion with Simulated Gastric Fluid Followed by Headspace Gas Chromatography

4 Effect of Wort Filling Time on Fermentation, Maturation and Acetaldehyde Content in Beer

5 The Biochemistry of Yeast - Aerobic Fermentation

https://www.morebeer.com/articles/how_yeast_use_oxygen

6 Acetaldehyde

https://www.cdc.gov/niosh-rtecs/AB1D5F88.html

7 Ethanol ingestion: Differences in blood acetaldehyde concentrations in relatives of alcoholics and controls 

8 Molecular Mechanisms of Aldehyde Toxicity: A Chemical Perspective

9 Nucleophilic Addition Reactions II

https://s10.lite.msu.edu/res/msu/botonl/b_online/library/newton/Chy251_253/Lectures/Nucleophilic_Addition_II/NucleophilicAdditionII.html

10 Molecular Mechanisms of Acetaldehyde-Mediated Carcinogenesis in Squamous Epithelium

11 Short-term salivary acetaldehyde increase due to direct exposure to alcoholic beverages as an additional cancer risk factor beyond ethanol metabolism

12 Formation of volatile and maturation-related congeners during the aging of sugarcane spirit in oak barrels

13 Characterization of Chinese liquor aroma components during aging process and liquor age discrimination using gas chromatography combined with multivariable statistics

14 Alcohol-Derived Acetaldehyde Exposure in the Oral Cavity

15 Relationship between acetaldehyde concentration in mouth air and tongue coating volume