Trong quá trình lên men ngoài sản phẩm chính là cồn etylic và CO2 còn tạo ra nhiều chất khác. Bằng phương pháp phân tích sắc kí người ta đã có trên 500 chất khác nhau. Nhưng về cơ bản có thể xếp vào 4 nhóm chính: acid, este, andehyt, alcol (bao gồm cả rượu bậc thấp lẫn rượu bậc cao là dầu fusel).
Sự tạo thành acid:
Trong quá trình lên men rượu thường tạo ra các acid hữu cơ như: acid acetic, acid lactic, acid citric, acid pyruvic,… nhưng chiếm chủ yếu là acid acetic và acid lactic.
Acid Acetic: có thể tạo thành từ phản ứng oxy hóa giữa 2 aldehyt acetic CH3CHO + CH3CHO + 2H2O CH3COOH + 2C2H5OH
Acid Lactic: đđược tạo bởi pyrovicdehydronaza theo phản ứng. CH3CO-COOH + 2NaDH2 CH3CHOHCOOH + NAD Hoặc: CH2O(H2PO3)CHOHCHO + CH3CHOHCOOH + H3PO4
Acid Citric: cũng được tạo thành từ aldehyt acetic theo phản ứng sau: 9CH3CHO + 4H2O (CH2COOH)2 + COH- COOH + 6C2H5OH
Acid Succinic: được tạo thành theo 2 con đường đó là dehydro và trùng hợp hai phân tử acid acetic với phân tử aldehytacetic.
CH3COOH + CH3CHO COOHCHCH2COOH + C2H5OH
Glycerin và Aldehyt: là sản phẩm trung gian của lên men rượu trong điều kiện của lên men rượu trong điều kiện lên men chỉ nhằm mục đích thu alcol etylic. Người ta
khống chế pH lên men trong giới hạn 4,5 ÷ 5,2 với điều kiện đó lượng glycerin tạo thành chỉ chiếm 0,3 ÷ 0,45 tương ứng 2 ÷ 3% lượng đường ban đầu. Nếu tăng pH tới kiềm thì lượng glyxerin đạt 23,4% và lượng aldehyt chưa chuyển thành rượu đạt 11,9%. Dựa vào tính chất này để tạo thành ra glycerin. Người ta còn dùng natrisunfit cho vào canh trường lên men nhằm điều chỉnh sản phẩm tạo thành.
Tóm lại: tùy theo điều kiện môi trường lên men có thể xảy ra theo các kiểu khác nhau.
Lên men rượu bình thường:
C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH
Lên men rượu cho thêm Na2S2O3
C6H12O6 CH3CHO + C3H8O3 + CO2
Lên men ruợu trong môi trường kiềm:
C6H12O6 2CO2 + CH3COOH + C2H5OH + C3H8O3
Sự tạo thành Alcol cao phân tử:
Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên men rượu có số nguyên tử cacbon lớn hơn hai đó là: aldol propylic, izobutylic, izoamylic, imylic,... Hàm lượng của chúng chỉ vào khoảng 0,4 ÷ 0,5% so với cồn etylic, nhưng chúng ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng sản phẩm do đó gây ra cho sản phẩm có mùi hơi khó chịu. Các aldol này có tên chung là dầu Fusel hay còn gọi là dầu khét. Nguyên nhân hình thành dầu Fusel là do nấm men sử dụng nitơ của các acid amin trong quá trình sinh trưởng tạo thành.
Phương trình tổng quát hình thành alcol cao phân tử được đơn giản theo phản ứng sau:
Nhiều nhà nghiên cứu cho thấy sự tạo thành alcol cao phân tử chỉ phụ thuộc vào cấu trúc và hàm lượng acid amin có trong dịch lên men.
Sự tạo thành este:
Song song với việc tạo thành acid và aldol thì dưới tác dụng của enzym estaraza của nấm men các acid và aldol sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo thành este tương ứng có thể viết dưới dạng tổng quát như sau:
R1CH2OH + R2COOH R2COO-CH2R1 + H2O