冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化除濁工藝在青稞酒中的應(yīng)用研究

孫海浪，魯水龍，馬延斌，張積顯，周義軍，吉朝福，馮聲寶

(青海互助天佑德青稞酒股份有限公司，青?；ブ?810500)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)觀念不斷發(fā)生改變，對(duì)白酒的價(jià)值觀也發(fā)生了巨大改變，人們開(kāi)始由有酒喝到喝好酒、喝低度酒的轉(zhuǎn)變。近幾年，中國(guó)80、90、00 年代人群開(kāi)始成為消費(fèi)的主力，青年人對(duì)低度白酒的消費(fèi)趨勢(shì)明顯，低度白酒的需求量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。為了順應(yīng)市場(chǎng)需求，白酒企業(yè)也逐漸向低度、健康的方向發(fā)展[1]。然而，低度白酒隨著酒精度和溫度的降低，會(huì)出現(xiàn)不同程度的失光和渾濁現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)品的感官質(zhì)量影響很大。實(shí)驗(yàn)表明，低度白酒在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)乳白色的渾濁、酒體透明度低等現(xiàn)象，主要是由于酒中所含的高級(jí)脂肪酸類(lèi)物質(zhì)含量過(guò)多引起的(主要包括碳元素為16-18 的脂肪酸乙酯，如棕櫚酸乙酯，油酸乙酯，亞油酸乙酯等[2])。高級(jí)脂肪酸能溶于酒精，不溶于水，隨著酒精濃度和溫度的降低，其溶解度亦相應(yīng)變小，達(dá)到一定溫度時(shí)(如溫度低于-15 ℃)，高級(jí)脂肪酸類(lèi)物質(zhì)將因溶解度降低而析出，從而引起渾濁[3]。目前行業(yè)內(nèi)低度白酒除濁的方法主要有粉末活性炭吸附過(guò)濾、樹(shù)脂吸附法、冷凍過(guò)濾法等[4，6]。有研究表明，過(guò)多的使用活性炭和硅藻土除濁，雖然能降低白酒貨架期內(nèi)渾濁的風(fēng)險(xiǎn)[7]，但酒體中的風(fēng)味成分也明顯降低，特別是總酸、總酯的損失顯著[8]。

因此，去除引起渾濁的物質(zhì)而不改變白酒本身的風(fēng)格是白酒企業(yè)選擇除濁技術(shù)的方向所在[9]。本試驗(yàn)通過(guò)以上3 種不同方法對(duì)青稞酒進(jìn)行除濁實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合青稞酒的實(shí)際情況，創(chuàng)新研究出了冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理技術(shù)，得到了最佳工藝參數(shù)，并推廣到實(shí)際生產(chǎn)中，提高了青稞酒的產(chǎn)品質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

材料：天佑德青稞酒(中高檔42%vol、52%vol)、粉末活性炭(JT-550)、樹(shù)脂(大孔樹(shù)脂)、硅藻土。

試劑：5% HCl，2%NaOH溶液。

儀器設(shè)備：冷凍過(guò)濾機(jī)組(10T/h、揚(yáng)州潤(rùn)明智能裝備股份有限公司)、氣相色譜儀(Agilent HP-6820型)、液相色譜儀(Agilent 1200型)、樹(shù)脂罐等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

活性炭處理工藝流程：基酒→按比例勾調(diào)組合→粉末活性炭?jī)艋幚怼^(guò)濾→微調(diào)→精濾→檢測(cè)→品評(píng)→成品

樹(shù)脂處理工藝流程：基酒→按比例勾調(diào)組合→樹(shù)脂凈化處理→微調(diào)→精濾→檢測(cè)→品評(píng)→成品

冷凍過(guò)濾處理工藝流程：基酒→按比例勾調(diào)組合→冷凍過(guò)濾處理→微調(diào)→檢測(cè)→品評(píng)→成品

冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂處理工藝流程：基酒→按比例勾調(diào)組合→冷凍過(guò)濾凈化處理→樹(shù)脂凈化處理→微調(diào)→檢測(cè)→品評(píng)→成品

1.2.2 檢測(cè)指標(biāo)及方法

總酸：執(zhí)行GB 12456—2021 第一法；總酯：執(zhí)行GB/T 10345—2022；酒精度：執(zhí)行GB 5009.225—2016 第二法；乙酸：執(zhí)行GB/T 10345—2022；乙縮醛：執(zhí)行GB/T 11857—2008；乙酸乙酯：執(zhí)行GB/T 10345—2022；乳酸乙酯：執(zhí)行GB/T 10345—2022；β-苯乙醇：執(zhí)行GB/T 10345—2022；2,3-丁二醇：執(zhí)行SN/T 4675.2—2016。

1.2.3 操作要點(diǎn)

1.2.3.1 活性炭吸附法

依據(jù)工藝流程，按產(chǎn)品配方進(jìn)行基酒組合，然后分別按照酒液0.9‰、1.1‰、1.3‰、1.5‰的比例添加粉末活性炭進(jìn)行凈化處理，本次選用的是重慶霏洋酒炭公司的粉末活性炭JT-550，凈化處理時(shí)間結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況及以往經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)一為20 h[3，5]。對(duì)不同添加比例處理酒樣的理化指標(biāo)和感官進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.3.2 樹(shù)脂吸附法

將樹(shù)脂裝入直徑為70 cm，高180 cm 的樹(shù)脂罐，進(jìn)行樹(shù)脂活化，用0.5 倍體積的乙醇浸泡24 h，然后用5 % HCl 溶液浸泡2～4 h，用水清洗至中性，再用2 % NaOH 溶液浸泡2～4 h，用水清洗至中性。

依據(jù)工藝流程，按產(chǎn)品配方進(jìn)行基酒組合，將酒液用酒泵輸送至樹(shù)脂處理柱進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)，流速控制在5～12 t/h。對(duì)不同流速下處理酒樣的理化指標(biāo)和感官進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.3.3 冷凍過(guò)濾法

冷凍過(guò)濾開(kāi)始之前，需要先確定冷凍過(guò)濾機(jī)中添加的硅藻土比例對(duì)冷凍過(guò)濾效果的影響。在同一運(yùn)行溫度條件下，對(duì)同一批次的半成品酒樣進(jìn)行冷凍處理，硅藻土比例(粗土∶細(xì)土)為1∶0、4∶6、5∶5、6∶4、0∶1進(jìn)行試驗(yàn)[4，10]，觀察實(shí)驗(yàn)酒樣的清亮度。

依據(jù)工藝流程，按產(chǎn)品配方進(jìn)行基酒組合，將酒液在不同的溫度下進(jìn)行冷凍過(guò)濾，對(duì)過(guò)濾酒樣的理化指標(biāo)和感官進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.3.4 冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化法

鑒于冷凍過(guò)濾法在處理中高檔酒體時(shí)，未能突顯其優(yōu)點(diǎn)，處理的酒體香氣略顯雜，后味不夠干凈，樹(shù)脂對(duì)酒體雜味物質(zhì)去除效果較好，因此本研究將冷凍過(guò)濾與樹(shù)脂凈化結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)，選取42%vol、52%vol 兩款中高檔半成品酒體經(jīng)冷凍過(guò)濾和冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理后，對(duì)處理酒樣的理化指標(biāo)、微量成分以及感官進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 活性炭吸附法結(jié)果分析

經(jīng)活性炭處理后的酒樣理化指標(biāo)及感官品評(píng)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 粉末活性炭處理青稞酒的理化指標(biāo)及-15 ℃冷凍實(shí)驗(yàn)記錄

由表1 可以看出，JT-550 粉末活性炭在添加量小于1.3‰時(shí)，在-15 ℃冷凍實(shí)驗(yàn)中，酒體渾濁不透亮，達(dá)不到質(zhì)量要求，不進(jìn)行檢測(cè)品評(píng)；在添加量大于1.3 ‰時(shí)，在-15 ℃冷凍實(shí)驗(yàn)中，酒體清亮透明，符合質(zhì)量要求；檢測(cè)理化指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)1.5‰的添加量時(shí)酒體總酸、總酯含量損失均高于1.3‰；經(jīng)評(píng)酒委員會(huì)品評(píng)，一致認(rèn)為使用1.3‰活性炭處理的酒樣芳香更足，香氣損失較少，口感綿柔，后味較干凈，使用1.5‰活性炭處理的酒樣芳香較弱，有碳味，略苦澀；綜合評(píng)定，使用1.3‰活性炭添加比例處理的酒樣酸酯損失率較低、香氣口感最佳，符合天佑德青稞酒酒體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 樹(shù)脂吸附法結(jié)果分析

經(jīng)樹(shù)脂吸附處理后酒樣的理化檢測(cè)及感官品評(píng)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同流速下用樹(shù)脂吸附處理青稞酒的理化指標(biāo)及冷凍實(shí)驗(yàn)記錄

由表2 可看出，樹(shù)脂吸附處理后的酒體因流速不同其理化指標(biāo)、感官指標(biāo)差異較大，流速越慢酸酯損失率越小，-15 ℃下的冷凍感官均不符合質(zhì)量要求，有渾濁、絮狀物，流速最慢時(shí)，還有輕微的絮狀物，說(shuō)明樹(shù)脂吸附不能完全除去原酒中的高級(jí)脂肪酸乙酯，酒體質(zhì)量不穩(wěn)定。因?yàn)闆](méi)有達(dá)到最基本的除濁效果，所以，沒(méi)有進(jìn)行感官品評(píng)。由此判定樹(shù)脂凈化處理酒體不符合天佑德青稞酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)過(guò)品評(píng)，認(rèn)為樹(shù)脂過(guò)濾雖然沒(méi)有完全去除高級(jí)脂肪酸，但它對(duì)酒體的雜味物質(zhì)去除效果較好，且流速為8 t/h時(shí)凈化處理效果較好。

2.3 冷凍過(guò)濾法結(jié)果分析

經(jīng)不同比率硅藻土冷凍過(guò)濾后酒樣的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 硅藻土比率對(duì)冷凍過(guò)濾效果的影響

由表3 可以看出，不同比例的硅藻土對(duì)冷凍過(guò)濾后酒體的清亮度有較大的影響[11]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，以粗土60%、細(xì)土40%的比例過(guò)濾后得到的酒樣的清亮度效果最佳，后面均統(tǒng)一使用粗土60%、細(xì)土40%的比例進(jìn)行過(guò)濾。

依據(jù)工藝流程，按產(chǎn)品配方進(jìn)行基酒組合，將1—4 號(hào)酒液在不同的溫度下進(jìn)行冷凍過(guò)濾，將過(guò)濾后的酒液進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)及感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4 可以看出，在不同運(yùn)行溫度條件下冷凍過(guò)濾后，各成品酒樣的理化指標(biāo)均符合GB/T 19331—2007 的要求，但是在-8～-10 ℃下，酒體渾濁、失光，未達(dá)到質(zhì)量要求不做品評(píng)比較。對(duì)-11～-13 ℃、-14～-16 ℃、-17～-19 ℃綜合對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，冷凍過(guò)濾處理工藝酒體總酸、總酯損失較少，且冷凍試驗(yàn)酒體清亮透明，符合酒體質(zhì)量要求，運(yùn)行溫度在-9～-11 ℃時(shí)，酒體感官評(píng)價(jià)不符合質(zhì)量要求。在-14～-16 ℃時(shí)和-17～-19 ℃時(shí)，冷凍過(guò)濾的效果較好，感官評(píng)價(jià)接近酒體質(zhì)量要求，但還是存在后味不干凈、酒體寡淡等質(zhì)量問(wèn)題。所以，由此判定冷凍過(guò)濾處理的酒體不符合天佑德青稞酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

表4 在不同溫度下處理酒樣的理化指標(biāo)與品評(píng)記錄

2.4 冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化法結(jié)果分析

選取42%vol、52%vol 兩款中高檔半成品酒體經(jīng)冷凍過(guò)濾和冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理后，進(jìn)行理化指標(biāo)、微量成分分析以及感官評(píng)價(jià)。

由表5、表6 可以看出，冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理工藝與冷凍過(guò)濾處理工藝相比，冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理的酒體總酸、總酯損失不高，并且感官評(píng)價(jià)指標(biāo)明顯優(yōu)于冷凍過(guò)濾工藝，更加接近標(biāo)準(zhǔn)感官評(píng)語(yǔ)要求，由此判定冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理工藝處理的酒體符合天佑德青稞酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

表5 不同方法凈化處理的酒體理化指標(biāo)及冷凍實(shí)驗(yàn)記錄

表6 不同方法凈化處理的酒體理化指標(biāo)及冷凍實(shí)驗(yàn)記錄

2.5 4種酒體處理技術(shù)綜合對(duì)比

將同一批次的42%vol半成品酒樣分別進(jìn)行活性炭吸附處理、樹(shù)脂吸附、冷凍過(guò)濾和冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理(冷凍處理完取樣后再進(jìn)行樹(shù)脂處理)。對(duì)處理后的酒樣進(jìn)行理化檢測(cè)、微量成分分析以及感官評(píng)價(jià)。

由表7、表8、表9 可以看出：①粉末活性炭吸附過(guò)濾后的酒樣中總酸總酯損失率遠(yuǎn)大于冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理的酒體；②樹(shù)脂吸附處理的酒體渾濁不透明，口感爆辣；③冷凍過(guò)濾的效果較好，感官評(píng)價(jià)接近酒體質(zhì)量要求，但存在后味不干凈、酒體寡淡等質(zhì)量問(wèn)題，并且突顯不出中高檔酒體的特色；④冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理的酒體總酸、總酯損失較低，感官評(píng)價(jià)指標(biāo)明顯優(yōu)于其他處理工藝，更接近標(biāo)準(zhǔn)感官要求，是可行、實(shí)用的酒體處理工藝，后期可全面推廣使用。

表7 不同方法凈化處理酒體的理化指標(biāo)結(jié)果

表8 不同方法凈化處理酒體的色譜結(jié)果 (g/L)

表9 不同方法凈化處理酒體的感官品評(píng)結(jié)果

2.6 分析與討論

2.6.1 粉末活性炭吸附法的優(yōu)缺點(diǎn)

目前我公司白酒的除濁主要依靠粉末活性炭吸附法，活性炭吸附多是物理吸附，除濁效果明顯，處理后的酒體在-15 ℃以下依然能夠保持清澈透明，但活性炭的排放給環(huán)境造成了極大的污染，并且勞動(dòng)強(qiáng)度大，添加活性炭時(shí)粉塵在空氣中漂浮，對(duì)操作人員有直接的粉塵傷害。粉末活性炭吸附法處理后的酒體香氣、口感上均有一定的活性炭氣味，影響酒體風(fēng)格，粉末活性炭吸附后的酒體其酸酯損失率較高，酒體風(fēng)格變化較大。

2.6.2 樹(shù)脂吸附法的優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，樹(shù)脂吸附法凈化處理的效果主要是由流速?zèng)Q定，流速緩慢，樹(shù)脂吸附能力較強(qiáng)，酒體感官清亮透明，酸酯損失也較小，但是在大規(guī)模實(shí)際生產(chǎn)中有局限性，生產(chǎn)效率低；在單獨(dú)使用樹(shù)脂處理時(shí)，由于酒體中高級(jí)脂肪酸含量較高，樹(shù)脂容易飽和，吸附能力下降，造成酒體不穩(wěn)定；樹(shù)脂吸附法在樹(shù)脂飽和以后需要乙醇洗脫、酸堿浸泡等進(jìn)行再生，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，清洗后的乙醇溶液無(wú)法用于生產(chǎn)中，造成巨大浪費(fèi)。

2.6.3 冷凍除濁法的優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出冷凍過(guò)濾處理的酒體除濁效果較為理想，酒體總酸、總酯損失較少，酒體清亮透明，符合酒體要求，但存在后味不干凈、酒體寡淡等問(wèn)題，單獨(dú)使用效果不理想。

2.6.4 冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化法

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化法在酒體處理時(shí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮了冷凍過(guò)濾除去高級(jí)脂肪酸和樹(shù)脂除去酒體雜味的優(yōu)勢(shì)，最大限度的保留了酒體自身的風(fēng)味物質(zhì)，使酒體風(fēng)格明顯，能夠明顯提高酒體質(zhì)量，也解決了低度產(chǎn)品低溫下的渾濁、失光問(wèn)題，確保了酒體穩(wěn)定性，使低度白酒產(chǎn)品質(zhì)量得到了顯著的提升。冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化法對(duì)比活性炭吸附過(guò)濾，具有高效節(jié)能、低碳環(huán)保、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、優(yōu)化工作環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)與討論，在3 種適用于青稞酒除濁技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新出了冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理的新工藝，通過(guò)試驗(yàn)，確定了冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理工藝的最佳工藝參數(shù)：冷凍過(guò)濾溫度為-14～-16 ℃，硅藻土使用比例為粗土∶細(xì)土=6∶4，樹(shù)脂過(guò)濾流速為8 t/h。使用冷凍過(guò)濾+樹(shù)脂凈化處理工藝處理的半成品酒體理化指標(biāo)完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，酒體清亮透明，香氣清雅，馥郁，口感綿柔、酒體協(xié)調(diào)，有回甜，尾凈悠長(zhǎng)，具有青稞酒突出的酒體風(fēng)格，完全符合青稞酒產(chǎn)品質(zhì)量要求。