第十三章

论酒发酵对植物氧化物的分解

生产葡萄酒（wine）、苹果酒（cider）、蜂蜜酒（mead）以及通过酒精发酵形成的一切液体的方式，尽人皆知。榨出葡萄汁或苹果汁，并且用水将后者稀释，然后把它们放进温度至少保持在温度计的 10°（54.5°）的大桶之中。迅速的内部运动，即发酵很快就发生了；液体中形成大量的气泡冒到表面；当发酵正盛时，离析出的气体的量如此之大，以致液体似乎就象在火上剧烈沸腾一般。如果仔细收集这种气体，就会发现它是一点其他种类的空气或气体都没有混合进去的极纯的碳酸气。

发酵结束时，葡萄汁由甜的、富含糖的东西变成不再含糖的葡萄酒，通过蒸馏，我们就得到一种商业上叫做酒精（spirit of wine）的可燃液体。由于这种液体是通过任何被水稀释了的糖精物质产生的，因而把它叫做酒精而不叫做苹果酒精或发酵糖精（spirit ofcider or of ferment sugar）必定违背了我们的命名原则；所以，我们已经采用了一个更一般的术语，醇

（alcohol）这个阿拉伯文词似乎就非常适合这个目的。

这种操作是化学中极为特别的操作之一。我们必须考察离析出的碳酸和产生的可燃液体是从哪里开始发生的，以及一种甜的植物氧化物以什么方式就这样转化成为两种如此相反的物质，一种是可燃物质而另一种则是完全相反的物质的。要解决这两个问题，就必须先了解对可发酵物质及发酵产物的分析。我们可以将此作为一个无可争辩的公理确定下来，即在一切人工操作和自然造化之中皆无物产生；实验前后存在着等量的物质；元素的质和量仍然完全相同，除了这些元素在化合中的变化和变更之外什么事情都不发生。实施化学实验的全部技术都依赖于这个原理。我们必须永远假定，被检验物体的元素与其分析产物的元素严格相等。

因此，由于我们是由葡萄汁得到醇和碳酸的，所以我无疑有权假定，该汁由碳酸和酵组成。根据这些前提，我们就有两种方法确定酒发酵时所发生的事，即确定可发酵物质的性质及其组成元素，或者精确地检验由发酵产生的产物；显然，关于这二者之中的任一种物质的知识，都必定导致对另一种物质的性质和组成的精确结论。按照这些考虑，必须精确确定可发酵物质的组成元素；为此目的，我没有使用或许不可能分析的复合果汁，而选择了其性质我已经做过解释的、易于分析的糖。这种物质是真正具有两个基的植物氧化物，其基由氢和炭组成，而一定比例的氧使氢和炭成为一种氧化物状态；这三种元素以这样一方式化合，以致极轻微的力就足以破坏这种联系的平衡。通过用不同方法所做的而且屡次重复的一系列实验，我弄清了糖中存在的这三种成分的比例，以重量论，几乎是八份氢、64 份氧和 28 份炭形成100 份糖。

糖必须与大约四倍于它的水混合以使其能够发酵；即使这样，没有某种

其他物质帮助其开始发酵，其元素仍不会受到干扰。这要靠啤酒酵母来完成；一旦引起发酵，它就自动进行直至结束。我将在另一个地方说明酵母和其他酵素对可发酵物质的作用。对于每 100 磅糖，我通常用 10 磅糊状酵母， 用的水则是糖重量的四倍。我将完全按照原样给出获得的实验结果，即使计算产生的小数也予以保留。

表 I， 发酵材料

 水

10磅糊状酸母的组成为

干酸母

表 II 发酸材料的组成元素

0

7 3 6 44

2 12 1 28

总 计 510 0 0 0

 氢

407磅3盎司6格罗斯44 格 

令水的组成为  氧



 氧



100磅糖的组成为  炭





 氧

2磅12盎司1格罗斯28格令 

干酵母的组成为 炭



磅 盎司 格罗斯 格令

61 1 2 71.40

346 2 3 44.60

8 0 0 0

64 0 0 0

28 0 0 0

0 4 5 9.30

1 10 2 28.76

0 12 4 59

0 0 5 2.94

总重量510 0 0 0

这样精确测定了受到发酵的材料的组成元素的性质和数量之后，我们接着就得检验由该过程形成的产物。为此目的，我将以上 510 磅可发酵液体放出一个适当的装置①之中，用此装置，我可以精确测定发酵时离析出的气体的量和质，甚至在我认为该过程的任何一个恰当的阶段都能够分别对每种产物加以称量。物质混合起来的一两个小时之后，尤其是它们被保持在温度计的 15°（65.75°）至 18°（72.5°）的温度时，最初的发酵标志就出现了； 液体变得混浊多泡，小气泡离析出来升至表面并且破裂；这些气泡的

① 上述装置在第三部分描述。——A

表 IV ，发酵产物

35 磅 5 盎司 4 格罗斯 19

格碳酸的组成为

408 磅 15 盎司 5 格罗斯

14 格令水的组成为

57 磅 11 盎司 1 格罗斯 58

格令干醇的组成为

2 磅8 盎司干亚醋酸的组成为

4 磅 1 盎司 3 格罗斯糖残渣的组成为

氧Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



炭Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

氧Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



氢Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

与氢氧的化合的氧Λ Λ

与氧化合的氢Λ Λ Λ Λ



与炭化合的氢Λ Λ Λ Λ

与氢化合的炭Λ Λ Λ Λ

 氢 Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



 氧 Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

炭Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

 氢 Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



 氧 Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

炭Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

氢Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

1 磅 6 盎司 0 格罗斯 50*

 氧 Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



格令干酵母的组成为

炭Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

氮Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

510 磅 总计

①量迅速增加，而且，极纯的碳酸随着浮渣，即从混合物中分离出来的

酵母，而快速大量地产生。数天之后，随着热度或少或多地降低，内部运动和气体的离析减弱；但它们并没完全终止，长时间内发酵也不会结束。在此过程中，离析出 35 磅 5 盎司 4 格罗斯 19 格令的干碳酸，随之带走了 13 磅

14 盎司 5 格罗斯的水。容器中还剩下 460 磅 11 盎司 6 格罗斯 53 格令微酸的酒。这酒最初是混浊的，但它会自行变清澈，并使部分酵母沉淀。当我们分别分析用极为麻烦的程序得到的这些物质时，我们就得到上列给出的结果， 此方法以及所有的辅助计算和分析，都将在《科学院文集》中详加论述。

我在这些结果中甚至精确到了格令；不是迄今在这类实验中有可能达到

① 英文版误为“5”。——C

我们的精确性，而是因为仅用了很少的几磅糖做实验，而且为了比较起见， 我把实际实验的结果换算成了英担（quintal）或虚百磅（imaginary hundred pounds）。因此我认为，必须准确保留计算产生的小数部分。

当我们注意考虑这些表所显示的结果时，就容易精确地发现发酵时所发生的事情。首先，所使用的 100 磅糖中，还剩 4 磅 1 盎司 4 格罗斯 3 格令没

有分解；因此，实际上我们只对 95 磅 14 盎司 3 格罗斯 69 格令糖起了作用；

就是说，只对 61 磅 6 盎司 45 格令的氧、7 磅 10 盎司 6 格罗斯 6 格令氢以及

26 磅 13 盎司 5 格罗斯 19 格令炭起了作用。比较这些量我们就发现，它们完全足以形成发酵产生的所有的醇、碳酸和亚醋酸。因此，除非借口说氧和氢存在于那种状态的糖中，就没有必要假定实验中有任何水被分解。相反，我已经弄明白，植物的三种组成元素氢、氧、炭处于某种平衡状态或彼此结合状态，只要不受升高的温度或某种新的复合吸引的干扰，这种结合就存在； 而且这些元素只是两两化合，形成水和碳酸。

于是，酒发酵对糖的作用，不过是迫使其元素离析为两部分；一部分通过消耗另一部分而被氧化形成碳酸，而另一部分则被解除氧化状态转变成为可燃物质醇，以利于前者；因此，假若有可能使醇和碳酸重新结合起来，我们当会得到糖。显然，醇中的炭和氢

409 磅 10 盎司 0 格罗斯 54 格令氧被含于

28 磅 12 盎司 5 格罗斯 59 格令炭被含于

71 磅 8 盎司 6 格罗斯 66 格令氢被含于

表 V ，关于产物的概括

水Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

碳酸Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

醇Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



亚醋酸Λ Λ Λ Λ Λ Λ

糖的残渣Λ Λ Λ Λ Λ



酵母Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

碳酸Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

醇Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ



亚醋酸Λ Λ Λ Λ Λ Λ

糖的残渣Λ Λ Λ Λ Λ



酵母Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

水Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

醇的水Λ Λ Λ Λ Λ Λ

与醇的炭化合的Λ Λ



亚醋酸Λ Λ Λ Λ Λ Λ

糖的残渣Λ Λ Λ Λ Λ



酵母Λ Λ Λ Λ Λ Λ Λ

磅 盎司 格罗斯 格令

347 10 0 59

25 7 1 34

31 6 1 64

1 11 4 0

2 9 7 27

0 13 1 14

9 14 2 57

16 11 5 63

0 10 0 0

1 2 2 53

0 6 2 30

61 5 4 27

5 8 5 3

4 0 5 0

0 2 4 0

0 5 1 67

0 2 2 41

酵母中的 2 格罗斯 37 格令氮 0 0 2 37

510 磅 总计 510 0 0 0

不以油的状态存在。它们与一部分氧化合，氧使它们可与水溶和；因此，氧、氢、炭这三种物质在这里同样以一种平衡态或相互化合态存在；事实上，当使它们通过赤热玻璃管或瓷管时，这种结合或平衡就被破坏了，元素就两两化合，水和碳酸也就形成了。

我在我关于水的形成的最初的论文中曾正式提出，在大量的化学实验中，尤其是在酒发酵时，水被分解了。后来我曾假定糖中存在着快速形成的盐，然而我现在确信糖仅仅含有适合于组成它的元素。也许易于确信的是， 放弃我的最初看法必定使我失去了许多，但经过几年的思考，在对植物物质进行了大量的实验和观察之后，我的上述看法已经固定下来。

我将谈谈给我们提供的对糖及每种植物可发酵物质的分析手段，来结束我就酒发酵所必须谈论的话语。我们可以认为，经受发酵的物质与由该操作引起的产物形成一个代数方程；而且通过逐次设定该方程中的每个元素是未

知的，我们就能相继计算它们的值，这样就能用计算来验证我们的实验，并且相应地用实验来验证我们的计算。我经常成功地使用这个方法更正我的实验的最初结果，并指导我按更加合适的途径重复它们。我本人在一篇已经提交给科学院并很快就将出版的关于酒发酵的论文中，详尽解释了这个主题。