传统的固态法白酒生产工艺,虽然成品酒有独特的风味,但生产过程繁杂,劳动强度大,原料出酒率低。而采用类似酒精生产方法的液态法白酒生产工艺,它具有机械化程度高,劳动生产率高,淀粉出酒率高,对原料适应性强,除制曲外不用辅料等优点,因此它是白酒生产发展的方向。目前液态法白酒生产已遍及全国各地,其产量逐年增加。但是液态法白酒与固态法白酒的风味差距较大,这就妨碍液态法白酒进一步发展,必须进一步深入研究,逐步提高液态法白酒的质量。
一、液态法白酒与固态法白酒香味组分的区别
白酒是含香味物质的高浓度酒精水溶液。影响白酒风味的香味物质总含量都不超过1%,固态法白酒与液态法白酒的区别就在这不到总量1%的香味成分上(总量与各组分的比例不同)。为了揭示液态法白酒(没有改善质量措施的)和固态法白酒在香味成分方面的差别,采用常规分折与纸层析、气相色谱等分析法,初步查明主要区别有四点:
(1)液态法白酒中的高级醇含量较高,为固态法白酒的二倍多。在高级醇中异戊醇含量突出,异戊醇:异丁醇的比值,即所谓A/B值也较大(详见表1—3)。
(2)液态法白酒的酯类在数量上只有固态法白酒的l/3左右,在种类上则更少。
(3)液态法白酒中的总酸量仅为固态法的1/10左右,在种类上也少得多。有人认为这是使酒体失去平衡、饮后“上头”的原因。
(4)应用气相色谱剖析,液态法白酒的全部香味成分不足20种,而固态法白酒却有40—50种。
由此可看出,液态法白酒除了异味很浓的杂醇油高于固态法白酒外,香味成分不论在数量上和种类上都低于固态法白酒,由于两者的物质基础不同,给人的感受当然不同。见表1—1。
表1-1 液态法白酒与固态法白酒主要香味成分的区别 单位:毫克/百毫升 |
酒种 |
乙酸 |
乳酸 |
乙酸乙酯 |
乳酸乙酯 |
乙醛 |
乙缩醛 |
异丁醇 |
异戊醇 |
液态法白酒 |
20—50 |
2—10 |
20—60 |
10—30 |
2—10 |
5—30 |
30—60 |
70—130 |
固态法普通白酒 |
40—80 |
5—20 |
30—80 |
20—70 |
8—30 |
20—70 |
15—30 |
30—60 |
固态法优质白酒 |
40—130 |
10—15 |
60—200 |
40—200 |
15—60 |
60—200 |
10—25 |
30—60 |
二、液态法白酒与固态法白酒风味不同的原因
造成两者香味成分差异的原因是多方面的,主要从发酵和蒸馏两工序进行分析。首先要弄清楚液态法发酵是否产生了应有的香味物质,而后再分析蒸馏能收获到多少香味物质。
微生物的生命活动依赖于客观环境,它只有适应外界条件的本领而无改造客观环境的能力,当外界条件不适应,它们就延缓或停止生长。发酵方式的不同,即微生物生活环境的不同,微生物群就不同,因而其代谢产物也不同。蒸馏方式的不同,各成分的选出能力也不同。所以,造成两者风味的差异主要是生产方式的不同,归纳其原因,约有下列几点。
1.物质基础
白酒中各种香味成分的形成,最根本是来自碳水化合物、蛋白质与少量芳香族化合物等物质,但其生化过程复杂,历程也较长。有些物质能很快变成白酒的香味成分,这些物质称为前体物质。例如乙醇是乙酸、丁酸的前体物质,酸类与醇类是酯类的前体物质,而葡萄糖、氨基酸又是高级醇的前体物质。
固态法白酒生产是配醅发酵,一份原料需配加3—4倍酒糟,这主要是调整酒醅淀粉浓度和酸度,而这些经过发酵的酒醅,往往积累了大量微生物尸体与代谢产物,如酸类、酯类、碳基化合物等。这些代谢产物有的是生成香味的前体物质,有的本身就是完整的香味成分。但液态法白酒发酵,只有新投入的原料和清水,要使其生成香味物质,必须让微生物进行复杂的生化作用,也需时较长,这便构成两者风味的区别。例如以1312产酯酵母进行试验,它在加入0.2%醋酸的米曲汁中,培养96小时,所产生的乙酸乙酯比在纯米曲汁中高二倍多。见表6—2。
表1-2 增加界面物质、前体物质对产酯的影响 单位:毫克/100毫升 |
培养基 |
1312酵母 |
汉逊酵母 |
南阳酵母 |
对照产酯 |
加玻璃丝产酯 |
对照产酯 |
加玻璃丝产酯 |
对照产酯 |
加玻璃丝产酯 |
米曲汁 |
0.245 |
0.633 |
0.31 |
0.478 |
0.010 |
0.023 |
100 |
258.4 |
100 |
154.2 |
100 |
121.5 |
米曲汁加醋酸 |
0.523 |
0.76 |
0.58 |
0.679 |
0.0144 |
0.023 |
100 |
145.3 |
100 |
117.1 |
100 |
159.7 |
米曲汁加乳酸 |
0.371 |
0.699 |
0.299 |
0.573 |
0.025 |
0.025 |
100 |
188.4 |
100 |
191.6 |
100 |
100 |
2.界面效应
物质的气、液、固三态间,两种不同相的接触面称为界面,在界面上生活的微生物其生长及代谢产物与在均一相中生长的有区别,这称界面效应。例如在培养微生物的液体中添加固体颗粒,因而产生液—固两相界面,其结果与没有加固体颗粒者有显著差异。
液态法白酒与固态法白酒两者的发酵基质中,固体颗粒量悬殊很大,固态法的料比较疏松,其中还包含着大量气体,具有很大的气—固、液—固界面,微生物的生长与代谢产物便与在液体发酵醪中不同,以至构成了风味上的区别。例如,糖蜜液态法生产则得到桔水酒(糖蜜粗馏酒),不具备白酒风味, 而糖蜜拌稻壳固态法生产,就有白酒风味。
为进一步说明界面效应,有人设计在米曲汁中添加玻璃丝作界面,观察它对酵母产酯的影响。用12Bx米曲汁加入乙醇2%为对照,另一组加入经酸碱处理过的玻璃丝7.5%(对米曲汁重)作界面试验,还有两组在上述培养基中分别添加0.2%乙酸或0.2%乳酸为对照,再分别加入经处理后的玻璃丝7.5%作界面,观察前体物质与界面效应的综合影响。分别接入培养24小时的酵母液,于30℃培养96小时,用水蒸汽蒸馏后测定酯含量。从表6—2可看出,由于添加了玻璃丝与前体物质,酯含量都大幅度的提高。
3.微生物体系
以前液态法白酒的发酵多选用酒精发酵能力强的酒精酵母,产酯能力很弱,如南阳混合酵母与产酯1312酵母,在同样条件下培养五天,南阳混合酵母的产酯量还不及后者的1/10。此外,糖化用的菌种曲甚至用曲量也是与酒精生产相同,没考虑白酒生产的特殊性,由于微生物单一又没有按酒的风味要求选择,其产品当然缺乏白酒的特色。
固态法生产白酒,由于原料等没有严格的灭菌,生产过程又是开放的,因此通过原料、空气、场地、工具等各种渠道把大量的、多种多样的微生物带入料醅中,它们会在发酵过程中协同作用,产生出丰富的香味物质。香味物质的产生,细菌起着主要作用,如乳酸菌,它是不可忽视的。液态法生产是纯种发酵,最忌杂菌介入;一旦发现乳酸菌与酵母菌共栖的现象,便认为是异常,因此发酵液中香味成分来源贫乏,如酯类只能依靠酵母产生,而组成白酒口味不可缺少的乳酸与乳酸乙酯含量就极少了,至于组成浓香型白酒主体香味成分的己酸乙酯、丁酸乙酯等就更难生成。
4.发酵方式
由于上述几种差异造成液态法白酒含有较高的杂醇油,而且异戊醇:异丁醇的比值较大。
固态法的糟醅是经过微生物作用的,原料中的含氮物质大部分保留,还存在大量微生物的尸体和它们的自溶物。这些含氮物质有的经过简单分解(如肽类),有的无需分解(如氨基酸类)即可被微生物摄取利用.液态法醪中不仅含氮量与种类远不如糟醅,微生物又主要是酒精酵母,它为了自身的生长需要,在无氧条件下将葡萄糖分解为酮酸,在氮源贫乏时,酮酸不断地增加,尔后过剩的酮酸脱羧及还原而生成少一个碳原子的醇,这便是高级醇。
有人用实验证明,氨基酸不丰富的葡萄汁经酵母发酵后,高级醇的产生量超过消耗相应氨甚酸十倍以上,当葡萄汁中加入亮氨酸、异亮氨酸与缬氨酸之后,高级醇的生成量反而减少,认为高级醇的生成并不是决定于醪液中氨基酸的含量,而是决定于酵母体的积累。这也说明了用大麦芽做的威士忌高级醇含量要低于由白葡萄渣做的白兰地的原因。
酵母生成高级醇的能力除营养条件外,菌种本身也是极为重要的因素。实验证明,凡是酒精发酵能力强的酵母,生成高级醇的能力也强。以南阳酒精酵母和产酯球拟酵母为例,在相同条件下培养五天,结果依然如此。
高级醇含量的比例(异戊醇:异丁醇)虽然与培养液中氨基酸含量的比例有关,但发酵条件也有很大影响。发酵过程中溶解氧量大,则异戊醇/异丁醇的比值就要小些。还有界面效应的影响,有文献记载,用过滤的麦汁制成的酒,它的异戊醇/异丁醇的比值大于末过滤麦汁制成的酒。在葡萄酒酿造中也有此现象,带皮发酵的红葡萄酒生成的异丁醇较多,因而使异戊醇/异丁醇的比值下降。
此外,按种量、发酵基质酒精含量与蒸馏方式对高级醇含量也均有影响。
5.蒸馏方式
这是决定产品质量的关键工序,蒸馏方法多种多样,每一种蒸馏方法都得到相应质量的蒸馏产品。
生产酒精,要求很高的浓度与纯度,因此要采用多层塔板的蒸馏塔,精馏塔有很高酒精浓度的回流液,以提高塔板分离杂质的效果。酒精中称作的杂质。其中多数对白酒来说,是香味组成分,而白酒的酒精浓度要求不高,采用简单的蒸馏设备即可达到要求。试验将同一窖的固态法酒醅分为两份,一份用简单的甑蒸馏,另一份加二倍的水用塔蒸馏,两份馏出液的酒精浓度是相似的,但酸和酯的差别很大.用塔蒸馏的酯为甑蒸馏的1/2,酸仅为1/10,这主要是各种物质在蒸馏中运动规律不同所致。白兰地、威士忌用蒸馏塔、连续化生产的产品质量也往往不高。
甑桶的作用类似矮小的填充塔,酒醅既是蒸馏对象又是填充物料。各种挥发性物质在酒醅中由于受热而不断蒸发、上升、凝缩、再蒸发,最后离开酒醅进入冷凝器,这与蒸馏塔有些相似,不同的是白酒采用间歇蒸馏,在蒸馏过程中随着酒精的蒸出,醅的含酒下降,醅的温度逐渐升高,挥发性强的物质大多集中在酒头,如低碳酯、醛、杂醇油。挥发性差的成分多集中在酒尾,如酸、高碳酯、甲醇。这在操作上便于分段取酒,把对风味影响不好的馏出液另作处理。既蒸馏没有回流液,没有明显的酒精浓度梯度的液层,因此酒精与其它挥发性组分的分离效果差,它们多随酒精而出。在设备截面积相同情况下,固体醅的蒸发面积要比液醪大得多,甑桶的气液分离空间又小,因而增加了雾沫夹带现象,不挥发的物质也能被拖带入酒中,如乳酸乙酯与乳酸,这些因素构成了白酒特殊风味。蒸馏塔是连续蒸馏,不断进料不断排糟,各层塔板上的温度与酒度都稳定,不仅不能分段取酒,而且许多挥发性组分在酒度低时随酒精蒸汽上升,由于塔板上有回流液,最后能随酒精蒸汽到达塔顶取成品区的只有醛类、低碳酯、甲醇与少数挥发性很强的物质。这样所得成品组分比较单一,与白酒中多组分所构成的风味当然不同,见表1—3。
表1-3 不同蒸馏方法馏出液中组分 单位:毫克/100毫升 |
项 目 |
固 态 酒 醅 |
液 态 醪 液 |
固态蒸馏 |
液态蒸馏 |
固态蒸馏 |
液态蒸馏 |
总酸含量 |
29.18 |
6.25 |
25.14 |
9.28 |
乙 酸 |
23.09 |
6.25 |
22.32 |
4.73 |
丙 酸 |
0.24 |
—— |
—— |
+ |
丁 酸 |
2.96 |
—— |
0.9 |
1.11 |
戊 酸 |
2.89 |
—— |
—— |
0.1 |
未 知 数 |
—— |
—— |
1.92 |
3.34 |
己 酸 |
—— |
—— |
—— |
—— |
总酯含量 |
58.68 |
24.54 |
19.38 |
17.93 |
乙酸乙酯 |
50.26 |
19.20 |
13.82 |
14.93 |
乳酸乙酯 |
8.42 |
5.34 |
5.56 |
3.00 |
含醇总量 |
96.09 |
110.73 |
312.22 |
292.68 |
仲 丁 醇 |
0 |
0 |
+ |
2.16 |
正 丙 醇 |
36.82 |
32.17 |
35.15 |
3.315 |
异 丁 醇 |
26.73 |
42.38 |
80.60 |
77.37 |
异 戊 醇 |
32.54 |
35.72 |
190.47 |
180 |
A/B 比值 |
1.22 |
0.83 |
2.4 |
2.3 |
酯/醇比值 |
0.61 |
0.22 |
0.062 |
0.061 |
综上所述,液态法生产与固态法生产由于发酵方式不同,醪与醅的组分便发生了差异,不同的蒸馏方法又使差异进一步扩大,因此有人认为液态法白酒质量不好是难改变的。然而,当人们用生产酒精的概念去生产白酒时,当然不会得到风味好的酒,但人的认识是发展的,逐步深化而正确的,只要组织力量研究,液态法白酒质量肯定也会提高的。