瓶裝黃酒殺菌灌裝工藝探討

袁軍川，田 悅，彭葉軍，胡 健

（1.上海石庫門釀酒有限公司，上海201501； 2.上海金楓酒業(yè)股份有限公司，上海201501）

瓶裝黃酒殺菌灌裝工藝探討

袁軍川1，田 悅1，彭葉軍1，胡 健2

（1.上海石庫門釀酒有限公司，上海201501； 2.上海金楓酒業(yè)股份有限公司，上海201501）

殺菌灌裝工藝是黃酒行業(yè)的關(guān)鍵工序之一。對黃酒行業(yè)常見的瓶裝殺菌灌裝工藝進(jìn)行了分析和探討，對比了熱酒殺菌灌裝工藝、噴淋殺菌灌裝工藝以及水浴殺菌灌裝工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。通過選擇合適的殺菌工藝，以及工藝參數(shù)的優(yōu)化，提出了預(yù)熱灌裝、單溫區(qū)升溫、自然冷卻的黃酒殺菌新思路，可以在實現(xiàn)殺菌效果的同時，有效降低黃酒損耗和能源消耗。

黃酒； 殺菌； 微生物； 工藝； 降耗

黃酒、白酒、葡萄酒、啤酒是中國的幾大常見酒種，為了保證食品安全，酒類產(chǎn)品在出廠前都會采用相應(yīng)的工藝處理后再灌裝。其中，白酒中糖類及蛋白類等微生物生長所需的物質(zhì)含量極其微量，且較高的酒精度本身能有效抑制微生物生長，產(chǎn)品不需要?dú)⒕?；葡萄酒酒體相對缺乏微生物生長所需營養(yǎng)成分，所以采用物理除菌并添加二氧化硫等化學(xué)抑菌劑，便可有效防止變質(zhì)[1]；啤酒由于酒精度低、含有微生物生長所需營養(yǎng)成分較高，在自然狀態(tài)下銷售產(chǎn)品必須進(jìn)行殺菌。但啤酒依托了強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及全球的技術(shù)資源，已經(jīng)形成了一套成熟的殺菌系統(tǒng)[2]；黃酒富含微生物生長所需的各種營養(yǎng)成分，且不能添加除焦糖色外的任何食品添加劑，因此產(chǎn)品必須殺菌后才能上市銷售，但現(xiàn)有殺菌工藝并不完善，損耗高、能耗高,對產(chǎn)品的投訴也較多[3]。

黃酒行業(yè)中，常見的瓶裝黃酒殺菌工藝主要有熱酒殺菌灌裝、水浴殺菌灌裝、噴淋殺菌灌裝、高溫瞬時無菌灌裝等。熱酒殺菌工藝因延續(xù)了壇酒殺菌工藝而最早被行業(yè)采用，之后在黃酒骨干企業(yè)的帶動下，黃酒行業(yè)普遍照搬了比較成熟的啤酒殺菌設(shè)備（即噴淋殺菌），使之成為黃酒行業(yè)主流工藝，水浴殺菌因設(shè)備簡單而在異形瓶及小批量產(chǎn)品生產(chǎn)上得到應(yīng)用?？傮w而言，黃酒殺菌工藝尚停留在技術(shù)應(yīng)用階段并缺乏相應(yīng)科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)性開發(fā)還未被黃酒行業(yè)所重視。尋找一種相對合理和成熟的黃酒殺菌工藝路線是黃酒行業(yè)節(jié)能降損、改善產(chǎn)品形象的迫切要求。

為此，我們從企業(yè)實際出發(fā)，在公司現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，對殺菌工藝進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)整，力求探索出一套與黃酒生產(chǎn)特點(diǎn)相適應(yīng)的殺菌工藝設(shè)備。

1 主流殺菌工藝介紹

1.1 熱酒殺菌灌裝工藝

工藝流程：黃酒?升溫?中間罐?灌裝?封口

20世紀(jì)70年代，黃酒銷售開始由零售向瓶裝過渡，各酒廠陸續(xù)購置設(shè)備開啟了機(jī)械化瓶裝黃酒灌裝時代。雖然當(dāng)初設(shè)備簡單、粗放、低效，但還是可以滿足當(dāng)時的操作及工藝要求。之后，隨著我國食品機(jī)械裝備的升級和改造，如今的熱酒殺菌設(shè)備不管是效率還是工藝控制手段都能滿足當(dāng)下食品安全的要求[4]。目前，熱酒殺菌灌裝工藝廣泛應(yīng)用于袋裝酒流水線及桶裝酒流水線，且由于設(shè)備簡單、節(jié)能效果較好，在瓶裝酒流水線上也有部分企業(yè)在應(yīng)用。但該工藝有兩個嚴(yán)重的弊端，影響了其在瓶裝酒上的應(yīng)用。其一，酒精度的損耗偏高，其二，香氣物質(zhì)的損失較大，這兩個問題一時尚難解決。主要原因有兩個方面：其一是熱酒溫度越高損耗越大，實際操作中熱酒升溫一般要達(dá)到83℃，甚至更高[5]；其二是熱酒殺菌系統(tǒng)中存在開放空間，如中間罐頂部及灌裝環(huán)節(jié)等，若酒精回收措施應(yīng)用不當(dāng)，酒精度的損耗不可避免，這一情況在年份酒及高酒度產(chǎn)品上的表現(xiàn)更為明顯[6]。所以，熱酒殺菌的原酒需考慮酒精度的損耗，一般要留出0.3%vol～0.5%vol的酒精度余量，部分產(chǎn)品甚至更大，按15%vol產(chǎn)品折算，意味著該工藝的酒損至少達(dá)2%～3%。

1.2 水浴殺菌灌裝工藝

工藝流程：黃酒?中間罐?灌裝?封口?水浴

在黃酒市場競爭中，為了贏得更多消費(fèi)者的喜好，黃酒企業(yè)在外包裝上動足了腦筋，紛紛寄托在“新、奇、特”上有所收獲，稍有規(guī)模的企業(yè)同時銷售100多個品種是再正常不過的現(xiàn)象。復(fù)雜的瓶型很難在規(guī)?；牧魉€上生產(chǎn)，水浴這種具有廣泛適應(yīng)性的殺菌手段便有了用武之地，雖然該工藝避免了熱酒殺菌等其他方式的酒度損耗，但能源消耗大、用工多及不利于規(guī)模化生產(chǎn)的弊端注定了其只能局限于小品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1.3 噴淋殺菌灌裝工藝

工程流程：黃酒?中間罐?灌裝?升溫?封口?噴淋殺菌

這種啤酒殺菌設(shè)備被黃酒企業(yè)全盤吸收引入，實則是黃酒行業(yè)缺乏專用設(shè)備研發(fā)的結(jié)果。其中值得深思的是該套工藝的降溫過程，該步驟的提出是為了滿足減少啤酒老熟的要求，并實現(xiàn)部分熱能的回收利用，但給黃酒企業(yè)帶來了額外的投入和改進(jìn)的壓力。按照黃酒的特性實則不需強(qiáng)制降溫過程，這樣設(shè)備尺寸可減小一半、甚至更多，可大大降低設(shè)備購買費(fèi)用，縮小車間面積，動力消耗也可降低。而且，啤酒內(nèi)部固有的壓力及采用密封性能較好的皇冠蓋，而黃酒較多采用密封性稍差的扭斷式鋁蓋，在降溫過程中更易造成噴淋水被吸入而產(chǎn)生微生物污染，同時，蓋內(nèi)積水過多也是造成日后蓋內(nèi)霉多發(fā)的主要原因。工藝比較見表1。

表1 主流殺菌灌裝工藝比較

綜合以上情況，各種主流工藝在能耗、成本、質(zhì)量等方面或多或少存在一些問題，影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量的提升。因此，為了解決以上問題，最大限度地降低各類損耗、防止微生物污染、減少蓋內(nèi)霉的發(fā)生，企業(yè)從現(xiàn)有設(shè)備出發(fā)，通過調(diào)整工藝參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備功能，提出了一套預(yù)熱灌裝、單溫區(qū)升溫、自然冷卻的黃酒殺菌灌裝新思路，為黃酒企業(yè)在更新設(shè)備時，能與設(shè)備提供方一起完善黃酒殺菌設(shè)備提供參考。

2 改進(jìn)型殺菌工藝介紹

2.1 工藝介紹

工藝流程：黃酒?預(yù)熱至60～65℃?灌裝?瓶口噴洗、吹干?封口?單溫區(qū)噴淋殺菌?自然降溫

對傳統(tǒng)的噴淋殺菌灌裝工藝進(jìn)行改進(jìn)，并吸收了熱酒殺菌灌裝工藝的優(yōu)點(diǎn)，在黃酒灌裝前增加酒體預(yù)熱，在灌裝后增加瓶口噴洗和吹干。同時，在封口后采用單溫區(qū)噴淋殺菌，達(dá)到溫度后自然降溫。與主流的3種工藝相比，本工藝的特點(diǎn)為：預(yù)熱灌裝、單溫區(qū)升溫、自然降溫。

2.2 工藝流程分析

預(yù)熱灌裝：即將酒加熱至60～65℃進(jìn)行灌裝，對于高酒度產(chǎn)品可適當(dāng)降低預(yù)熱溫度，低酒度產(chǎn)品可適當(dāng)提高預(yù)熱溫度。與熱酒殺菌相比，預(yù)熱溫度從88℃降低至65℃，低于酒精的沸點(diǎn)，可明顯降低酒精度及香氣成分的損耗，且相對于冷酒灌裝可提高熱能使用效率，并為后續(xù)噴淋設(shè)備的簡化創(chuàng)造條件。同時，由于溫度相對較低，對灌裝機(jī)的性能要求降低。在后續(xù)升溫過程中，對降低瓶內(nèi)壓力預(yù)防爆瓶帶來好處，尤其對應(yīng)力相對集中的扁瓶，或許可降低在殺菌過程中的玻璃瓶損耗。

單溫區(qū)噴淋殺菌：即噴淋殺菌機(jī)只需一個溫度梯度即可達(dá)到殺菌要求，并取消冷卻段，使殺菌機(jī)的尺寸大大縮小，可比相同規(guī)模的啤酒殺菌機(jī)縮小至少一半以上，動力及管道可大為減少和簡化。由此也使殺菌過程中瓶內(nèi)始終保持正壓狀態(tài)，不僅為產(chǎn)品做了一次“桑拿”，還有效防止了噴淋水的倒吸，確保產(chǎn)品免遭微生物污染。

自然降溫：即單溫區(qū)升溫后不再噴水降溫，其好處表現(xiàn)在以下兩個方面：一是瓶蓋內(nèi)積水大大減少，對防止蓋內(nèi)霉的產(chǎn)生意義重大；二是在相同殺菌溫度情況下與現(xiàn)行噴淋降溫相比，殺菌強(qiáng)度大大提高，由此可以反饋到單溫區(qū)殺菌溫度的降低，對節(jié)能將發(fā)揮積極作用。至于降溫幅度，我們已開展這方面的研究，并將另行交流。

2.3 改進(jìn)結(jié)果

對單條灌裝流水線進(jìn)行以上工藝改造，流水線上減少了5臺功率為4 kW的水泵，5臺水箱。連續(xù)運(yùn)行半年后，與前一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。通過改造，水電氣消耗明顯下降。流水線每年節(jié)約用水4300 t，節(jié)約用電4.8萬度，節(jié)約天然氣15萬m3。

表2 工藝改進(jìn)前后玻璃瓶損耗變化

通過工藝改進(jìn)，減少了溫度波動對玻璃瓶的破壞，玻璃瓶的損耗下降（見表2）。

對工藝改進(jìn)后的產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)取樣分析，檢測酒樣理化指標(biāo)和微生物情況（見表3）。

從殺菌前后酒精度的變化可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)熱升溫至60℃對黃酒酒精度的影響較小，與改進(jìn)前的工藝相比，酒精度損耗沒有明顯變化。其余理化指標(biāo)和菌落總數(shù)均正常。

3 小結(jié)

經(jīng)過改進(jìn)試驗后，該工藝已應(yīng)用于黃酒企業(yè)，除水電氣的消耗明顯下降外，流水線產(chǎn)品次品率明顯下降，投訴情況也有了明顯好轉(zhuǎn)。以上改進(jìn)后的殺菌工藝適合于瓶裝黃酒的生產(chǎn)過程，但是對于塑料桶裝黃酒及袋包裝黃酒的生產(chǎn)，還是熱酒殺菌比較適宜。且不管是熱酒殺菌灌裝、噴淋殺菌灌裝還是水浴殺菌灌裝均屬熱殺菌，在節(jié)能、損耗等方面還存在改進(jìn)余地。其他新型殺菌技術(shù)研究比較活躍，像高壓脈沖電場、超聲波、通電殺菌、高壓殺菌、遠(yuǎn)紅外線殺菌、脈沖強(qiáng)光殺菌等物理殺菌技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用已起步[7-8]，但這些技術(shù)在黃酒行業(yè)的推廣還有待時日。

綜上所述，通過吸收兄弟單位的先進(jìn)理念，結(jié)合自身的生產(chǎn)經(jīng)驗，我們希望對黃酒殺菌這一重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，并形成相對合理的黃酒殺菌系

表3 工藝改進(jìn)后黃酒理化及微生物指標(biāo)變化

統(tǒng)。也希望能拋磚引玉，吸引行業(yè)相關(guān)人士的關(guān)注，共同為行業(yè)的健康發(fā)展獻(xiàn)計獻(xiàn)策。

[1] 李華,王華.葡萄酒工藝學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社, 2007.

[2] 管敦儀.啤酒工業(yè)手冊:上冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,1985：408-664.

[3] 周家騏.黃酒生產(chǎn)工藝[M].2版.北京：中國輕工業(yè)出版社,1996：188.

[4] 劉剴,趙曉本,張文玲,等.黃酒殺菌設(shè)備和操作的改進(jìn)[J].釀酒科技,2003(6)：73-74.

[5] 毛青鐘.黃酒滅菌溫度的探討[J].中國釀造,2005(6)：34-37.

[6] 尉冬青,楊國軍.瓶裝黃酒殺菌條件與風(fēng)味關(guān)系研究[J].釀酒科技,2003(3)：73-74.

[7] 胡玲萍.黃酒滅菌技術(shù)追溯[J].釀酒科技,2007(3)：114-115.

[8] 張宏康.食品工業(yè)中的新型殺菌技術(shù)[J].糧油食品科技, 1999,7(2)：3-4.

Sterilization in Bottle Filling of Yellow Rice Wine

YUAN Junchuan1,TIAN Yue1,PENG Yejun1and HU Jian2
(1.Shikumen Winery Co.Ltd.,Shanghai 201501;2.Jinfeng Winery Co.Ltd.,Shanghai 201501,China)

Sterilization in the process of bottle filling is one of the key technical process in yellow rice wine production.In this paper, the most common sterilization techniques were analyzed and their advantages and disadvantages were compared including hot bottlefilling,spray pasteurization and water bath sterilization.On the basis of spray pasteurization,a new sterilization technology of preheating bottle-filling,temperature-rise in single temperature zone,and natural cooling was put forward,which could effectively reduce yellow rice wine consumption and energy consumption.

yellow rice wine;sterilization;microbes;process;energy-saving

TS262.4；TS261.4

A

1001-9286（2017）05-0070-03

10.13746/j.njkj.2017036

2017-02-23

袁軍川（1965-），男，國家級黃酒評委，主要從事黃酒工藝控制和技術(shù)管理。

胡?。?981-），男，高級工程師，主要從事黃酒工藝和食品安全研究。