醬香型白酒渾濁成分解析及降度酒除濁研究

梁慧珍，劉 正，盧延想，吳知非，秦培軍

（1.貴州國(guó)臺(tái)酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司，貴州 遵義 564501；2.天津科技大學(xué) 生物工程學(xué)院，天津 300457）

2022年，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于加快現(xiàn)代輕工產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，明確提出“低度”是白酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)[1]，在低度白酒（32%vol～44%vol）勾兌、調(diào)味過程中，首先要解決的問題就是—除濁。高度白酒加漿降度后即產(chǎn)生乳白色渾濁，且酒度越低渾濁度越高。按照國(guó)標(biāo)GB/T 26760—2011《醬香型白酒》要求，醬香型白酒酒體色澤和外觀必須達(dá)到“無色或微黃，清亮透明，無懸浮物，無沉淀”[2]。因此，如何解決低度白酒生產(chǎn)過程中易渾濁、沉淀、失光等問題[3]，應(yīng)作為低度白酒研發(fā)重點(diǎn)。

導(dǎo)致白酒渾濁原因大體可分為兩類：一是不規(guī)范操作導(dǎo)致的酒體渾濁，常見因素有釀酒用水硬度過大、貯器不潔、添加劑、金屬離子等[4-6]；二是低溫或低乙醇環(huán)境下高級(jí)脂肪酸酯析出導(dǎo)致的酒體渾濁[7]。高級(jí)脂肪酸酯屬于高沸點(diǎn)物質(zhì)，不易揮發(fā)，不溶于水。作為白酒重要呈香呈味物質(zhì)，主要分布在C14～C18范圍內(nèi)，包括C14：0（肉豆蔻酸乙酯）、C16：0（棕櫚酸乙酯）、C18：1（油酸乙酯）、C18：2（亞油酸乙酯）等[8]。適當(dāng)濃度的高級(jí)脂肪酸酯可以增加酒體醇厚度，豐富酒體后味；濃度過低時(shí)酒體入口單??；濃度過高會(huì)導(dǎo)致酒體渾濁且易產(chǎn)生油味、脂肪味[9]。

常用白酒除濁方法主要包括活性炭吸附法、淀粉吸附法、植酸除濁、硅藻土除濁和冷凍除濁法等[10]。其中活性炭[11-13]吸附效果普遍較好，但伴隨香氣損失；楊瑩等[14]使用0.5‰淀粉對(duì)低度白酒進(jìn)行除濁，吸附28～32 h，達(dá)到較好的除濁效果；李立行等[15]使用0.3‰植酸吸附48 h，酒體除濁脫銹效果明顯。李穎憲等[16]也取得了類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；硅藻土對(duì)低度酒除濁及吸附酒體中重金屬離子具有一定作用[17-18]；冷凍除濁法耗能巨大，在生產(chǎn)中應(yīng)用較少[19]。

在發(fā)展低度白酒的大趨勢(shì)下，明確白酒渾濁物質(zhì)組成，開發(fā)除濁方法，有利于勾調(diào)及酒體后設(shè)計(jì)。本研究利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀定量分析白酒渾濁物質(zhì)，探究2016-2018年醬香型輪次醇甜基酒和成品酒中主要渾濁物質(zhì)分布，比較不同介質(zhì)除濁后降度酒感官和理化指標(biāo)差異，橫向比對(duì)不同介質(zhì)除濁效果，從感官和理化分析兩方面探究白酒渾濁物質(zhì)組成及各介質(zhì)除濁效果，對(duì)于開發(fā)酒體除濁工藝具有一定指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 白酒樣品

2016-2018年1～7輪次醬香型醇甜基酒（不同年份輪次醇甜基酒各取3個(gè)樣品，均為53%vol）、某醬香型成品酒（2018年產(chǎn)，53%vol））：貴州國(guó)臺(tái)酒業(yè)集團(tuán)股份有限公司。

1.1.2 化學(xué)試劑

氯化鈉、氫氧化鈉、可溶性淀粉、氧化鋁顆粒、植酸、活性炭（顆粒、粉末）、硅藻土、海藻酸鈉（均為分析純）：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；硫酸（分析純）：天津市風(fēng)船化工科技有限公司；乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸庚酸、辛酸、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、甲醇、2-丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、β-苯乙醇、乙醛、糠醛、2-乙基丁酸、乙酸正戊酯、叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)品（純度均＞98%）、乙醇、二氯甲烷（均為色譜純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

U-3010紫外可見分光光度計(jì)：日本株式會(huì)社日立制作所；BT-Z19902型加熱型磁力攪拌器：天津步思特科技有限公司；TRACE1310-ISQ型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、TRACE1310型氣相色譜儀：美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；HP-FFAP色譜柱（50 m×0.25 mm×0.33 μm）、CP-WAX 57CB毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）：安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；Vortex-genie2型漩渦混合器：美國(guó)Scientific Industries公司。

1.3 方法

1.3.1 渾濁物質(zhì)富集

量取20 mL成品酒于50 mL離心管中，-20 ℃冷凍72 h，用注射器吸取冷凍酒樣中絮狀沉淀[20-21]。

1.3.2 渾濁物質(zhì)測(cè)定

樣品制備：將絮狀沉淀復(fù)溶于體積分?jǐn)?shù)為53%乙醇溶液中，于試管中準(zhǔn)確加入5 mL復(fù)溶樣品，依次加入15 mL雙蒸水、2.00 g氯化鈉、50 μL 2-乙基丁酸（內(nèi)標(biāo)）（9.18 mg/L）、2 mL二氯甲烷。渦旋振蕩3 min，靜置分層，吸取1 mL下層有機(jī)相于液相小瓶中，進(jìn)行GC-MS檢測(cè)。

GC條件：采用HP-FFAP色譜柱（50m×0.25mm×0.33μm）。進(jìn)樣量1 μL，不分流；進(jìn)樣口溫度為250 ℃；載氣為高純氦氣（He），流速1.5 mL/min；溶劑延遲6.5 min；升溫條件為40 ℃保持2 min；以3.5 ℃/min升溫至90 ℃；再以5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min，總檢測(cè)時(shí)間54 min。

MS條件：離子源250 ℃；進(jìn)樣口250 ℃；電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV；掃描質(zhì)量范圍30～550 m/z。

定性定量方法：檢索美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）14質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)通過匹配度和保留時(shí)間并結(jié)合保留指數(shù)確定，并選取匹配度＞80%的物質(zhì)；參考國(guó)標(biāo)GB/T 10345—2007《白酒分析方法》中的內(nèi)標(biāo)法[22]，根據(jù)內(nèi)標(biāo)峰面積計(jì)算各風(fēng)味物質(zhì)含量。

1.3.3 酒樣中高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量測(cè)定

分別量取2016-2018年1～7輪次醇甜基酒、成品酒5 mL于試管中，采用GC-MS法測(cè)定酒樣中高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量。

1.3.4 降度酒除濁樣品制備

向53°成品酒中加入雙蒸水，至酒精度降至46°，酒體出現(xiàn)明顯渾濁。以1%添加量分別向降度酒中添加活性炭顆粒、活性炭粉末、可溶性淀粉、氧化鋁、植酸、硅藻土、海藻酸鈉，磁力攪拌器攪拌15 min，中速濾紙過濾酒樣并收集濾液。

1.3.5 降度酒理化指標(biāo)測(cè)定

（1）吸光度值測(cè)定

使用紫外分光光度計(jì)，在波長(zhǎng)190～800 nm范圍內(nèi)對(duì)降度酒進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描，確定其最大吸收波長(zhǎng)[23]。以體積分?jǐn)?shù)53%乙醇為對(duì)照，測(cè)定降度酒吸光度值。

（2）總酸總酯測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB/T 10345—2007《白酒分析方法》中指示劑法進(jìn)行總酸總酯含量檢測(cè)。

（3）骨架香氣物質(zhì)測(cè)定

使用氣相色譜（GC）法檢測(cè)降度酒中25種骨架成分，用2-乙基丁酸、叔戊醇、乙酸正戊酯分別作為酸類、醇類和酯類物質(zhì)的內(nèi)標(biāo)。以待測(cè)物與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量濃度比（x）為橫坐標(biāo)，峰面積之比（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

待測(cè)物質(zhì)如下：酸類（乙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸）、醇類（甲醇、仲丁醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、β-苯乙醇）、酯類（甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯）、醛類（乙醛、乙縮醛、糠醛）。

酒樣前處理：取蒸餾酒樣5 mL，加入混標(biāo)（2-乙基丁酸、叔戊醇、乙酸正戊酯）50 μL，搖勻后取1 mL加入液相小瓶上機(jī)檢測(cè)。

氣相色譜條件：采用CP-WAX 57CB毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；氫火焰離子化檢測(cè)器；載氣為氮?dú)猓∟2）；氫氣（H2）流速為35 mL/min，空氣流速為350 mL/min；進(jìn)樣口溫度200 ℃，檢測(cè)器溫度250 ℃；進(jìn)樣量1 μL，分流比20∶1；升溫條件為初始溫度35 ℃，保持2 min；1 ℃/min升至45℃，保持1 min；以2 ℃/min升至50 ℃，保持2 min；以7 ℃/min升至160℃，保持6min；再以25℃/min升至200℃，保持5min。

1.3.6 酒樣品評(píng)

由7名專業(yè)品酒師對(duì)冷凍除濁酒樣及降度酒除濁酒樣進(jìn)行感官品評(píng)。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

通過SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析；采用Origin 2019繪圖。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平行測(cè)定3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷凍除濁前后酒體變化過程

以未經(jīng)冷凍除濁的醬香型白酒為對(duì)照，冷凍除濁前后醬香型白酒自然靜置過程中酒體的變化見表1。

表1 冷凍除濁前后醬香型白酒自然靜置過程中酒體的變化Table 1 Changes of sauce-flavor Baijiu body before and after freezing turbidity removal during natural standing process

由表1可知，在自然靜置過程中，對(duì)照酒樣表面油花與渾濁程度無明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，酒體表面油花由點(diǎn)及面不斷增多，酒體呈現(xiàn)澄清-渾濁-澄清的變化趨勢(shì)。至自然靜置36 h時(shí)，酒體完全清澈，表面被大片油花完全覆蓋，酒樣總量約減少1/4。在觀察周期內(nèi)，冷凍除濁后酒樣表面不產(chǎn)生油花，渾濁程度明顯低于同期對(duì)照酒樣，證明低溫冷凍除濁富集的絮狀沉淀物質(zhì)是白酒渾濁失光的根本原因。

2.2 酒體渾濁組分分析

2.2.1 渾濁組分與酒體中共有物質(zhì)分析

比較冷凍酒體出現(xiàn)的絮狀沉淀與冷凍除濁前后酒樣中共有成分含量差異，結(jié)果見表2。

由表2可知，冷凍除濁前后酒樣和白酒絮狀沉淀中共檢出34種共有成分，包括10種酸、3種醇、18種酯、2種醛和1種醚。除濁前后酒體中短鏈酸、短鏈醇、短鏈酯、醛類、醚類等物質(zhì)無顯著性差異（P＞0.05），即上述物質(zhì)與酒體渾濁不直接相關(guān)。絮狀沉淀中上述物質(zhì)源自沉淀提取過程中酒液混入。除濁前后共有18種共有成分存在顯著性差異（P＜0.05），以高級(jí)脂肪酸及高級(jí)脂肪酸酯類物質(zhì)為主。除濁后上述18種物質(zhì)總含量降低37.01%，常溫靜置36 h，除濁后酒體不渾濁，說明上述18種物質(zhì)與白酒渾濁直接相關(guān)。

表2 絮狀沉淀與除濁前后酒體共有物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果Table 2 Determination results of common substance in flocculent precipitation and Baijiu body before and after turbidity removal

續(xù)表

2.2.2 白酒渾濁成分分析

將上述18種具有顯著差異香氣物質(zhì)作為白酒渾濁的主要成分，占比見圖1。

圖1 白酒渾濁成分組成分析結(jié)果Fig. 1 Analysis results of turbidity components in Baijiu

由圖1可知，絮狀沉淀中主要由高級(jí)脂肪酸酯及其對(duì)應(yīng)脂肪酸構(gòu)成，并以棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯為主，這三種高級(jí)脂肪酸酯及其對(duì)應(yīng)脂肪酸共占沉淀組分的87.79%，其中棕櫚酸乙酯約占54.56%。高級(jí)脂肪酸酯多呈現(xiàn)脂肪味、油味等特征氣味，低溫或降度都會(huì)導(dǎo)致其析出，造成酒體渾濁。結(jié)合除濁后酒體單薄、欠協(xié)調(diào)等特點(diǎn)，初步認(rèn)為除濁后櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯及其對(duì)應(yīng)脂肪酸含量降低是造成除濁后酒體欠協(xié)調(diào)的主要原因。除此之外，還檢出少部分中鏈脂肪酸及其乙酯、短鏈酸、芳香烴類物質(zhì)。

2.3 輪次基酒、成品酒中主要高級(jí)脂肪酸及其乙酯分布

成品酒通常以不同年份輪次基酒為主要原料，輔以老酒和少量調(diào)味酒，以不同比例勾調(diào)而成。連續(xù)測(cè)定2016-2018年1～7輪次醇甜基酒及成品酒中導(dǎo)致酒體渾濁的高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量，各輪次基酒中均以棕櫚酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯為主；十四烷酸乙酯、十五烷酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、亞麻酸乙酯、十四烷酸5種物質(zhì)在各輪次基酒中含量較少，具體含量見表3及表4。

表3 輪次酒中高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量測(cè)定結(jié)果Table 3 Determination results of the contents of higher fatty acids and their ethyl esters in round liquor mg/L

表4 成品酒中高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量測(cè)定結(jié)果Table 4 Determination results of the contents of higher fatty acids and their ethyl esters in Baijiu product

由表3可知，主鏈碳數(shù)為12、14、15的高級(jí)脂肪酸及其乙酯在5、6、7輪次基酒中含量相對(duì)較高；主鏈碳數(shù)為16的高級(jí)脂肪酸及其乙酯在3、4、5輪次基酒中含量較高；主鏈碳數(shù)為18的高級(jí)脂肪酸及其乙酯在整個(gè)發(fā)酵周期中呈分散式分布。由表4可知，成品酒中高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量介于各年份輪次酒之間。鑒于棕櫚酸乙酯是白酒渾濁主要成分，靶向調(diào)控其在3、4、5輪次基酒中的含量分布，或有針對(duì)性的使用3、4、5輪次基酒進(jìn)行勾調(diào)，對(duì)降低白酒渾濁出現(xiàn)具有指導(dǎo)作用。

2.4 降度酒除濁處理

2.4.1 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒感官性狀的影響

由表5可知，成品酒降度后酒體渾濁程度最高，濾紙、淀粉過濾效果類似，除濁后酒體渾濁程度減輕，但仍顯渾濁，口感上變化不明顯?；钚蕴刻幚砗螅瑴啙峋企w明顯清澈，復(fù)凍后不渾濁，但口感明顯單薄，欠協(xié)調(diào)，入口酸味明顯。說明活性炭對(duì)酒體中香氣物質(zhì)有較明顯吸附作用，導(dǎo)致酒體失衡。氧化鋁、植酸、海藻酸鈉除濁后，酒體澄清同時(shí)產(chǎn)生異味，綜合除濁效果不佳。硅藻土除濁后，降度酒香氣及口感變化不大，除濁效果明顯，復(fù)凍不產(chǎn)生渾濁，說明硅藻土對(duì)酒體渾濁組分有較為合適的吸附能力，保證除濁效果同時(shí)不改變降度酒本身風(fēng)味。

表5 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒感官性狀的影響Table 5 Effects of turbidity removal by different media on sensory characteristics of alcohol-reduced Baijiu

2.4.2 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒理化指標(biāo)的影響

由圖2可知，降度酒的吸光度值最大，為1.75，表明渾濁程度最高。經(jīng)過濾紙過濾酒樣，吸光度值為1.67，說明濾紙過濾對(duì)酒體渾濁具有改善作用?；钚蕴糠勰┖突钚蕴款w粒均可達(dá)到較好的除濁效果，吸光度值分別為1.46和1.49。其他介質(zhì)除濁效果差異不大，吸光度值分布在1.59～1.62。綜上，各介質(zhì)處理除濁后酒樣均不同程度清澈，濾紙過濾后酒樣稍渾濁，活性炭除濁后酒體最為清澈。

圖2 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒理化指標(biāo)的影響Fig. 2 Effects of turbidity removal by different media on physicochemical indexes of alcohol-reduced Baijiu

由骨架物質(zhì)總含量可知，僅濾紙過濾酒樣會(huì)造成酒體香味物質(zhì)損失，除濁后骨架成分總含量降低至6.88 g/L，實(shí)驗(yàn)中濾紙過濾作為不可缺少的步驟之一，香氣損失無法避免。與對(duì)照酒樣骨架成分總含量7.05 g/L相比，濾紙過濾、氧化鋁、硅藻土除濁后酒樣骨架成分總含量略有降低，其中濾紙過濾酒樣和硅藻土除濁酒樣骨架成分總含量分別為6.88 mg/L和6.81 mg/L。其他介質(zhì)除濁后，骨架成分總含量均略高于原酒，可能是介質(zhì)與酒體中酸類、酯類物質(zhì)發(fā)生作用導(dǎo)致骨架成分含量略增。綜合各介質(zhì)除濁后骨架物質(zhì)成分差異，硅藻土除濁與濾紙除濁效果最為接近，即硅藻土除濁同時(shí)幾乎不吸附酒體香氣物質(zhì)，除濁效果最好。

由總酸含量可知，海藻酸鈉除濁后酒樣總酸含量大幅下降，僅為0.47 g/L。其他除濁方式處理后，酒體總酸含量與對(duì)照酒樣（2.20 g/L）接近，分布在2.11～2.20 g/L范圍內(nèi)。對(duì)照酒樣總酯僅為2.63 g/L，植酸除濁后酒體總酯含量大幅升高至4.92 g/L，推測(cè)為植酸與酒體中醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)，導(dǎo)致酒體總酯大幅上升。其他除濁方式對(duì)酒體總酯影響不大。綜合各介質(zhì)除濁后總酸總酯差異，除海藻酸鈉和植酸除濁后總酸總酯發(fā)生明顯變化，其它介質(zhì)除濁后，與原酒差異不大。

綜合各項(xiàng)理化指標(biāo)，硅藻土除濁后酒體總酸總酯、骨架物質(zhì)含量均與對(duì)照樣品接近，吸光度值明顯降低，綜合除濁效果最好。

2.4.3 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒的主要高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量影響

由圖3可知，通過各介質(zhì)除濁后，酒樣中主要高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量有不同程度下降。濾紙過濾酒樣主要高級(jí)脂肪酸及其乙酯總含量為107.33 mg/L，略低于對(duì)照樣的124.53 mg/L，表明濾紙對(duì)高級(jí)脂肪酸及其乙酯有一定的吸附作用；活性炭顆粒和淀粉吸附高級(jí)脂肪酸及其乙酯效果最為明顯，含量分別為97.92 mg/L和71.28 mg/L，較對(duì)照分別降低21.36%和36.93%；其他方式除濁后主要高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量分布在97.50～106.43 mg/L范圍內(nèi)。

圖3 不同介質(zhì)除濁處理對(duì)降度酒高級(jí)脂肪酸及其乙酯含量的影響Fig. 3 Effects of turbidity removal by different media on higher fatty acids and their ethyl esters contents of alcohol-reduced Baijiu

3 結(jié)論

通過比對(duì)冷凍除濁前后酒樣渾濁程度，確定富集的絮狀沉淀與酒體渾濁失光直接相關(guān)。進(jìn)一步明確了絮狀沉淀由高級(jí)脂肪酸及其乙酯、少量醇類及芳香烴組成，其中高級(jí)脂肪酸及其乙酯是白酒渾濁失光的主要原因。棕櫚酸及其乙酯在絮狀沉淀中分別占比54.56%和9.64%，在輪次酒中主要分布在3、4、5輪次。比較7種介質(zhì)對(duì)降度酒的除濁效果，結(jié)果表明硅藻土綜合除濁效果最佳。

本研究從渾濁組成和除濁效果兩方面加以論述，旨在對(duì)酒體后設(shè)計(jì)及降度酒除濁提供參考。目前普遍認(rèn)為高級(jí)脂肪酸和乙醇在酶的作用下生成高級(jí)脂肪酸酯[24-25]，但具體代謝途徑報(bào)道相對(duì)較少，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究。