白酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升白酒口感
眾所周知,剛蒸餾出來(lái)的酒辛辣暴沖,有強(qiáng)烈的新酒味、糟味和其他異雜味,通過(guò)一段時(shí)間的貯放,新酒味、糟味和其他異雜味消失,口感醇厚,這樣一個(gè)變化過(guò)程稱之為自然老熟。自然老熟的存期較長(zhǎng),少則半年,多則數(shù)年。這樣必然會(huì)造成資金積壓,庫(kù)房面積大,貯存設(shè)備投資大,酒的損耗也大。為此,人們尋找各種方法,來(lái)促進(jìn)這一轉(zhuǎn)化過(guò)程,縮短陳釀周期,人工催陳技術(shù)成為近年白酒界的研究熱點(diǎn)。目前對(duì)于白酒催陳老熟的研究主要有以下幾個(gè)方面:
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1、 白酒老熟機(jī)理
1935 年,霍克瓦爾特(Hochwaelt)等提出老熟作用分為兩個(gè)階段,初期為還原作用,除去新味;后期為氧化作用,使其風(fēng)味優(yōu)美。后來(lái),人們?cè)谘芯堪拙频睦鲜爝^(guò)程中,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)白酒的老熟過(guò)程中主要有兩種變化,即化學(xué)變化,如氧化、還原、合成、分解、縮合等,醇氧化成醛,醛再氧化成酸,醇和酸合成醛,醇和醛合成縮醛等;還有是物理變化,即揮發(fā)、聚合、溫度改變、締合等。揮發(fā)會(huì)使低沸點(diǎn)醛類和硫化物減少,它們是造成新酒辛辣苦澀和雜味、異臭的主要物質(zhì),它們的揮發(fā)能改善灑的質(zhì)量。貯存時(shí)酒中的醇類被氧化成酸,羧酸能淡化白酒的苦味,減輕和消去雜味。在酸的催化和微量氧存在下,乙醛和醇生成乙縮醛,豐富酒香成分。
1.1 物理變化
物理變化包括揮發(fā)、色變及酒中各種分子間的重排、締合。在物理變化中,低沸點(diǎn)的臭味物質(zhì)(如H2S、NH3)揮發(fā),酒精分子與水分子通過(guò)氫鍵作用,形成大分子締合群、自由酒精分子數(shù)目減少,導(dǎo)致酒的刺激性減少,柔和感增強(qiáng)[2]。經(jīng)發(fā)酵、新蒸餾出的白酒,醇香感不強(qiáng),刺激性氣味較重,主要是因?yàn)樾戮浦泻休^多的硫化氫、硫醇、二甲基硫等揮發(fā)性物質(zhì),另外丙烯醛、丁烯醛、游離氨等物質(zhì)對(duì)酒風(fēng)味的形成影響也較大,在一定條件下貯存1 年,待酒老熟陳化,刺激性氣味基本消失,口感醇香。在白酒的貯存過(guò)程中,水分子和酒精分子要重新相互結(jié)合,酒精分子和水分子有很強(qiáng)的締合能力,它可以通過(guò)氫鍵締合成大分子,貯存時(shí)間越長(zhǎng),水- 酒精分子締合群越大,進(jìn)而有效的束縛酒精分子,自由度也逐漸變小,辛辣刺激性明顯減弱,酒變得柔和綿軟。短時(shí)間內(nèi),由于氫鍵的締合作用,使白酒的辛辣味減少,但是所謂的白酒風(fēng)味(陳味)并沒有形成,必需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯存才能達(dá)到白酒的陳化,因此,水- 酒精分子締合作用不是白酒老熟過(guò)程中的決定性因素,貯存過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)老熟是陳釀過(guò)程中的決定性因素。
1.2 化學(xué)變化
化學(xué)變化包括氧化還原、酯化、水解、聚合等反應(yīng)。在化學(xué)變化中,首先是酒中香味成分的變化,如醇氧化成醛,醛氧化成酸,酸醇酯化生成酯,醇醛縮合為縮醛等。白酒中存在的酸類物質(zhì)、高級(jí)醇、多元醇以及酯類物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列的氧化、還原、酯化和水解等化學(xué)反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化,在體系中形成新的平衡,同時(shí)伴有成分消失或增減,構(gòu)成白酒新的風(fēng)味物質(zhì),形成不同香型的白酒,如清香型、濃香型、醬香型等,具體的反應(yīng):
醇經(jīng)氧化成醛:RCH2OH→RCHO+H2O;
醛經(jīng)氧化成酸:RCHO→RCOOH;白酒的主要成分是乙醇,乙醇易氧化成乙醛,乙醛被氧化生成乙酸。其它的伯醇氧化后生成含有相同碳原子數(shù)的醛和羧酸。醛類量大時(shí),使酒辛辣刺激性強(qiáng),尤其是乙醛。適量的酸使酒爽冽。醇酸酯化成酯:RCOOH+R′OH→RCOOR′+H2O,在醇酸的酯化過(guò)程中,生成的酯中主要是乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯等。酯類能增加酒的香味。酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),達(dá)到平衡極慢。逆反應(yīng)水解的速度隨pH 的降低而變小。醇醛生產(chǎn)縮醛:2R'OH+RCHO→RCH(OR')2+H2O,醇醛縮合生成縮醛,降低了醇類的含量,減輕了白酒中的辛辣味,并形成和增加了白酒中的柔和香味。
氫鍵締合平衡不是酒的品質(zhì)改善的主要因素,即物理成熟過(guò)程不是白酒陳釀的控制因素。而經(jīng)過(guò)陳釀后,酒體中所發(fā)生的化學(xué)變化,導(dǎo)致主要香成分—酯的增加則為控制陳釀過(guò)程的主要因素。因此,在酒的陳釀過(guò)程中,人為地給這種液體提供能量或加入催化劑,一方面加快了乙醇—水氫鍵締合平衡的建立;另一方面活化了有機(jī)分子,使氧化酯化等反應(yīng)加快,從而達(dá)到人工催陳的目的。
2、 白酒催陳老熟與貯存條件的關(guān)系
白酒剛蒸餾出來(lái),需要進(jìn)行一段時(shí)間的貯存,以什么容器貯存、貯存多長(zhǎng)時(shí)間、以多高溫度貯存,一直是從事白酒行業(yè)工作人士所關(guān)注和探討的問題。
2.1 貯存容器對(duì)催陳老熟的影響
白酒的貯存容器種類較多,有陶壇、酒池和不銹鋼罐等容器,不同貯酒容器使用不同的材質(zhì),而這些材質(zhì)中都或多或少含有一些金屬元素,酒在這些容器中貯存,金屬元素會(huì)不同程度地進(jìn)入酒中,從而影響酒質(zhì)。任成民等研究發(fā)現(xiàn)陶壇容器含有較高的K、Na、Cu、Ni、Cr 等金屬元素,酒在這類容器中貯存,多種金屬元素會(huì)不同程度地進(jìn)入到酒中,催化酒的老熟,增加醇甜感,去除新酒氣味。而不銹鋼容器由于含有較高的Fe、Ni、Cr、Mn 等元素,基本不含鉀、銅離子,因而對(duì)酒的老熟作用不很明顯。陶壇貯酒,對(duì)新酒的催陳老熟較好,而不銹鋼容器對(duì)酒的老熟作用不很明顯。對(duì)濃香型酒而言,使用陶壇貯酒老熟時(shí)間在8 個(gè)月左右,而不銹鋼容器貯存則需10 個(gè)月。陶壇貯存的酒,香氣要柔和一些,口感醇厚綿甜,而使用不銹鋼容器貯存的酒,香氣淡一些,口感方面也不如使用陶壇貯存的醇厚,綿甜感稍差一些。另外,陶壇是在750℃左右用粘土燒結(jié)而成, 其中的有機(jī)物被燒掉,氣體被排除,因而形成了許多大小不一的孔隙, 正是由于這種孔隙具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和極大的表面積,使陶壇具有氧化作用和吸附作用,促進(jìn)了酒的氧化老熟,相應(yīng)地縮短了酒的老熟時(shí)間。而不銹鋼制作的容器,由于分子間的排列緊密,透氣性差,也就沒有外界氧化催熟作用,所以老熟時(shí)間要長(zhǎng)一些。出于經(jīng)濟(jì)考慮,由于陶壇貯存的酒量少,占地多,資金占用較大。因此陶壇貯存調(diào)味酒,不銹鋼罐配制成品酒和用作貯酒周轉(zhuǎn)罐較好。郭文杰等[7]在白酒的陳化、老熟與容器和時(shí)間關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn),在短時(shí)期內(nèi)用壇子存放白酒的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于罐、池子。但是白酒在壇子中存放一定時(shí)間后(一般3 年以上),酯化、老熟的速度明顯減慢。因此,到一定時(shí)間后,壇子存放的酒需及時(shí)轉(zhuǎn)移到池中,以免減少不必要的損失。
2.2 貯存條件對(duì)催陳老熟的影響
不同的環(huán)境具有不同的溫度,溫度高,分子運(yùn)動(dòng)加快,有利于酒的老熟。容器的大小對(duì)酒的老熟作用也有一定的影響。潘建軍等對(duì)3 種不同條件下貯存基酒進(jìn)行試驗(yàn),分別為:①室溫、滿壇;②高溫(45℃)、滿壇;③室溫、半壇。結(jié)果表明,高溫貯存和半壇貯存都有可能促進(jìn)酒的老熟,縮短基酒的貯存期。在3 個(gè)月貯存期內(nèi),高溫貯存的老熟效果最佳,而半壇貯存的老熟效果優(yōu)于滿壇貯存。這是因?yàn)榘雺A存接觸了空氣中的氧,有助于氧分子與酒中乙醇分子的充分接觸,加速老熟。但并不是所有容器越大越有利于老熟,不銹鋼罐的大小對(duì)酒的老熟區(qū)別不大。高溫貯存時(shí)間不能太久,因?yàn)楦邷匾布铀倭司凭肿拥膿]發(fā),時(shí)間太久,導(dǎo)致不必要的損失。
2.3 貯存時(shí)間對(duì)催陳老熟的影響
貯存期時(shí)間是影響老熟質(zhì)量的重要因素之一。在老熟過(guò)程中發(fā)生的乙醇酯化、醛類醇合、乙醇聚合和氧化、醛類氧化和縮合等反應(yīng)變化,它們都是有條件的可逆平衡反應(yīng),會(huì)在白酒體系中存在許多中間產(chǎn)物和終端產(chǎn)物。微量物質(zhì)中如甲醛、異戊醛、正丁醛、丙醛、糠醛等與乙醛有類似變化,貯存期間也能衍生出幾十種半縮醛物質(zhì)和縮醛類物質(zhì)。結(jié)果是體系分子總數(shù)減少,變化趨勢(shì)永遠(yuǎn)朝著嫡減的方向逐漸進(jìn)行。所以貯存時(shí)間愈長(zhǎng),體系內(nèi)各類緒合物質(zhì)愈多,酒味變得愈柔和協(xié)調(diào),香氣成份愈豐富復(fù)雜。但白酒的貯存期并非都要越長(zhǎng)越好,如老熟過(guò)頭,其質(zhì)量和風(fēng)味也不一定好。長(zhǎng)年陳釀結(jié)果,酒度降低,酸和縮醛總量增加,白酒所具有的乙醇和乙醛特殊刺激和令人興奮的新鮮感知減弱,甚至消失掉。蔣英麗等在醬香型白酒貯存期老熟問題探討中指出,酒體在貯存前期(1~12 個(gè)月)口感變化較大,新酒入庫(kù)貯存時(shí)的糙辣、沖鼻等不愉快感逐漸消失,同時(shí)香味變得越來(lái)越突出,酒體開始變得醇厚,可見影響白酒香氣口感的丙烯醛、硫化物等低沸點(diǎn)物質(zhì)主要在貯存前期以揮發(fā)的形式逃逸或被氧化。在貯存中期(12~24 月) 酒體變醇厚細(xì)膩,協(xié)調(diào)感較好。在貯存后期(24~36 月) 酒體香正突出,陳味逐漸出現(xiàn),到36 月時(shí)陳味較好。貯存期內(nèi)對(duì)其后味微澀的缺陷沒有得到改變。貯存過(guò)程中,由于酒分子揮發(fā)等原因造成酒精度下降,平均每年下降0.1%vol。所以白酒在低溫條件下貯存,如陶壇放入防空洞或埋于地下,可以保持穩(wěn)定的低溫,防止揮發(fā),增進(jìn)酒中香味成分,口味更佳。而對(duì)于優(yōu)質(zhì)酒,在低溫環(huán)境下,貯存時(shí)間越久,酒質(zhì)越好。
3、 白酒催陳老熟方法
酒在老熟過(guò)程中,氫鍵締合作用,氧化反應(yīng)以及酯化反應(yīng)對(duì)白酒酒品影響較大。大部分的白酒催陳技術(shù)都是以這些反應(yīng)的發(fā)生為出發(fā)點(diǎn),其作用主要表現(xiàn)在以下3 個(gè)方面:①促進(jìn)締合作用;②增強(qiáng)各類物質(zhì)的分子活化能,提高分子間的有效碰撞率,使酯化、縮合、氧化還原等反應(yīng)加速進(jìn)行;③加速低沸點(diǎn)成分的揮發(fā)。至今用于白酒催熟的方法主要可分為以下幾種:
3.1 高溫熟化
高溫熟化在殺菌的同時(shí)也可以使白酒更加醇和,這是一種傳統(tǒng)的酒老熟方法,其溫度可控制在50℃~60℃。梁明鋒利用桑拿原理,將儲(chǔ)酒溫度提高到40℃,儲(chǔ)存半年相當(dāng)于20℃~30℃的室溫下儲(chǔ)存2~3 年的質(zhì)量水平。許福林用瓦壇將各類蒸餾酒在保溫和保濕的條件下貯存,溫度30℃~60℃,濕度要達(dá)到65%~85%;儲(chǔ)酒過(guò)程中要注意調(diào)控溫度和濕度,
使其規(guī)律性的上下波動(dòng),這樣貯存3~6 個(gè)月白酒口感醇香、綿軟,能達(dá)到常溫貯存白酒2 年的質(zhì)量水平。
3. 2 微波催陳
微波催陳工藝就是以微波場(chǎng)加速新酒醇化的過(guò)程。微波場(chǎng)的作用圈是①通過(guò)高頻電磁場(chǎng)使酒中的極性分子和水高頻極化,重新組合,使獨(dú)立的難溶的分子集團(tuán)有機(jī)融合,相互滲透,加快了醇化過(guò)程;②在酒體中微波轉(zhuǎn)換為熱能,提高了自身的溫度,創(chuàng)造出加速醇化的物理環(huán)境;③微波場(chǎng)在酒這一豐富的有機(jī)、無(wú)機(jī)體系中能引發(fā)、加速許多醇化所需的化學(xué)反應(yīng)。
國(guó)內(nèi)用于催陳白酒的微波主要是頻率為915MHz 和2450MHz。林向陽(yáng)等采用頻率為915MHz,功率為5kW 的微波對(duì)德山大曲酒和長(zhǎng)沙大曲酒進(jìn)行催陳,其處理過(guò)的新酒經(jīng)專家品評(píng),相當(dāng)于白酒自然老熟3~4 個(gè)月的水平。這類大曲酒一般是自然老熟半年后才出廠,大約可縮短一半貯存期。李承斌等在50℃~66℃采用2450MHz 微波對(duì)白酒進(jìn)行催陳,品評(píng)鑒定結(jié)果表明,經(jīng)微波處理后酒質(zhì)有明顯提高,突出了綿甜醇和的風(fēng)格,效果明顯。散白酒經(jīng)微波處理后減少了沖辣味,酒質(zhì)柔和。微波處理酒的溫度以55℃~69℃為宜,一次處理66℃左右效果最好,溫度低效果不好,溫度太高揮發(fā)大,香氣損失多。
3.3 超聲波催陳
超聲波作用于白酒的催陳過(guò)程,提高分子的活化能,分子碰撞激烈,促進(jìn)酯化和氧化還原等反應(yīng)發(fā)生,有利于白酒醇香味的形成。與此同時(shí)超聲波還能加強(qiáng)白酒中各個(gè)締合成分間形成締合體的力度,特別是增加乙醇和水分子的締合度,形成大而穩(wěn)固的極性分子締合群。超聲波還具有加速低沸點(diǎn)物質(zhì)的揮發(fā)作用。適當(dāng)?shù)某曁幚砟苁咕浦絮サ暮刻岣,改善酒的口感,加速酒的陳化。超聲波催陳作用效果?duì)于不同的種類的酒有著較大的差異,A.C Chang等用超聲波(20kHz)處理大米釀酒和玉米釀酒,結(jié)果表明,超聲波催陳處理大米釀酒效果要比玉米釀酒好的多,這說(shuō)明白酒的人工催陳要根據(jù)酒的種類的不同來(lái)選擇合適的方法。從目前的研究看,小功率超聲波的催陳效果比大功率超聲波的催陳效果好。向英等研究了不同超聲參數(shù)對(duì)豉香型白酒催陳效果的影響,以氣相色譜分析了酒樣中微量成分含量,研究發(fā)現(xiàn):在頻率為20kHz/28kHz 的雙頻超聲條件下處理15min,可獲得優(yōu)于傳統(tǒng)酒樣的口感效果。
3. 4 磁場(chǎng)催陳
磁場(chǎng)能使白酒中的各類成分的分子有規(guī)則的排列,特別是使乙醇和水締合得更好,從而使酒體醇和。磁場(chǎng)的激活作用可以加速白酒中酯的生成,磁場(chǎng)催陳白酒應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間,使分子大量被激化,產(chǎn)生大量產(chǎn)物,從而避免因處理時(shí)間較短,產(chǎn)生暗逆反應(yīng),而導(dǎo)致的產(chǎn)物分解。蔡素雯等研究認(rèn)為,磁處理催熟效果與磁場(chǎng)強(qiáng)度密切相關(guān),強(qiáng)度過(guò)低達(dá)不到催熟效果,過(guò)高使得酒味暴辣。磁處理催熟效果與處理后酒樣中總酸、總酯和總?cè)┖康淖兓史蔷性相關(guān),因其變化甚微,且規(guī)律性不強(qiáng)。
3.5 高壓均質(zhì)催陳
高壓均質(zhì)催陳處理法破壞了酒精水溶液中的各種締合分子群,在某瞬間將部分的酒精分子及水分子切成單獨(dú)分子,然后再促進(jìn)其結(jié)合成穩(wěn)定的締合分子群。同時(shí),由于分子的高速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生大量的熱量,使酒溫急劇上升,從而使酒的酸、醇酯化反應(yīng)加速,總酯含量上升,酒的香味增加。所以,高壓均質(zhì)處理不但能促進(jìn)酒的物理性能上的變化,而且也能促進(jìn)酒的化學(xué)性能上的變化。葉盛權(quán)等研究指出,高壓均質(zhì)處理能改善低度白酒香氣的穩(wěn)定性、組織和醇厚,最佳的均質(zhì)條件為壓力35MPa、流量800L/h,此時(shí)得到的產(chǎn)品具有較好的風(fēng)味和品質(zhì),新酒味降低,口感相當(dāng)于白酒自然老熟1~2 年的效果,同時(shí)經(jīng)這種方法處理后的白酒揮發(fā)性降低,減少了酒在保存過(guò)程中的揮發(fā)損失。隨著原酒質(zhì)量的提高,人工陳釀的效果降低,即便是質(zhì)量較差的酒,經(jīng)高壓均質(zhì)方法處理后,質(zhì)量提高比較明顯,質(zhì)量好的酒,效果則差一些。
4、小結(jié)
自白酒人工催熟研究以來(lái),白酒人工催熟的方法很多,也取得了一定的結(jié)果,但在研究和應(yīng)用過(guò)程也存在一些問題,主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一是產(chǎn)生了非傳統(tǒng)白酒中應(yīng)有的成分,有的催陳方法,雖然能在一定程度上起到老熟的效果,但是白酒中的光敏感物質(zhì),如2,3- 丁二酮、3- 羥基丁酮、糠醛、肉桂醛、芳醛及部分雜環(huán)化合物接收了這些高能量后,會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)法預(yù)測(cè)和控制的新產(chǎn)物,而這些產(chǎn)物并非都是傳統(tǒng)白酒中應(yīng)有成分,它們的產(chǎn)生勢(shì)必會(huì)影響白酒的質(zhì)量和改變其味感。另一方面就是回生現(xiàn)象(有的催陳方法,如加熱法、高壓法、磁場(chǎng)處理法等,由于輸入能量較低,不足以激化白酒中有關(guān)作用物質(zhì)分子,不能使分子發(fā)生化學(xué)鍵斷裂,再重新聚合生成呈香呈味物質(zhì)分子。由于提供的能量數(shù)量級(jí)低,分子之間的氫鍵締合也不穩(wěn)定,其氫鍵締合進(jìn)程常出現(xiàn)可逆解聚,表現(xiàn)催陳熟化效果不能穩(wěn)定持久,易發(fā)生已聚合、締合部分又解聚和分解,重新恢復(fù)新酒的辣燥特征,導(dǎo)致回生現(xiàn)象嚴(yán)重。
現(xiàn)今的白酒人工催陳方法很多,但依然要確保符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求,尤其產(chǎn)生非自然發(fā)酵的產(chǎn)物后其安全性問題應(yīng)引起全行業(yè)的重視,尤其在認(rèn)為添加外來(lái)物質(zhì)的化學(xué)催陳工藝是標(biāo)準(zhǔn)不允許的,顯然不可取。
所以個(gè)人認(rèn)為,白酒企業(yè)應(yīng)從白酒老熟機(jī)理出發(fā),有針對(duì)性改善白酒貯存的條件,從而加快白酒的老熟;另外,優(yōu)質(zhì)白酒的老熟仍應(yīng)以自然老熟為主,人工催陳對(duì)優(yōu)質(zhì)酒的老熟質(zhì)量有影響。