中国古代劳动人民很早就开始使用谷物酿酒了,酒的主要成分就是乙醇(酒精)。
酿酒至少始于中国早期农耕时代。汉代刘安在《淮南子》中提到“清盎之美,始于耒耜”。
晋代的江统在《酒浩》中写道“酒之所兴,肇自上皇,或云仪狄,又云杜康。有饭不尽,委徐空桑,郁积成味,久蓄气芳,本出于此,不由奇方。”
江统是我国历史上个提出“谷物自然发酵酿酒”学说的人。
方心芳先生则对此作了具体的描述:“在农业出现前后,贮藏谷物的方法比较粗放。天然谷物受潮后会发霉和发芽,吃剩的熟谷物也会发霉,这些发霉、发芽的谷粒,就是上古时期的天然曲蘖(nie),将之浸入水中,便可以发酵成酒,即天然酒。人们不断接触天然曲集和天然酒,并逐渐接受了天然酒这种饮料。久而久之,就发明了人工曲蘖和人工酒。”
现代科学对这一问题的解释是:淀粉在酶的作用下,逐步分解成糖和酒精,自然转变成了酒香浓郁的酒,而酶则是由自然界的微生物所分泌的。
在远古时代人们的食物中,采集的野果含糖分高,无须经过液化和糖化,便可以发酵成酒。
在工业上,酒精有广泛的运用。
由于存在氢键,乙醇具有较强的潮解性,可以很快从空气中吸收水分。
羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中,如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等;但氯化钠和氯化钾微溶于乙醇。此外,其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质,例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。
乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下,发生酯化作用,生成乙酸乙酯(具有果香味;酒放得越久就越香就是因为乙醇被缓慢氧化成乙酸,然后发生酯化反应作用,生成乙酸乙酯)。反应为可逆反应:
反应中酸脱去羟基,醇脱去羟基上的氢,即“酸脱羟基醇脱氢”。
取代反应
乙醇可以和卤化氢发生取代反应,生成卤代烃和水。
通式: (X为卤素)
注意:通常用溴化钠和中等浓度的硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应,故常有红棕色气体(溴单质)产生。
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。来源广泛的纤维素将是很有潜力的生产乙醇原料。然而由于各种原因,一般的发酵法生产乙醇成本较高,乙醇生产难以规模化。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。
生物转化使用的原料是玉米等粮食作物,但是这些原料的大量使用会影响到粮食安 全,所以秸秆、麸皮、锯木粉等农业、工业废弃物等含有大量的木质纤维素,将是很有潜力的乙醇发酵原料。另外,生物燃料的生产过程中,纤维素的预处理和纤维素酶的生产成本较高。因此减少预处理,增强纤维素酶的活性,提高发酵产物的产量和纯度,减少中间环节也是降低生产成本的途径。