濃香型白酒蒸餾取酒工藝的研究與實(shí)踐應(yīng)用

何翠容，聶晟翔*，鮑 姝，王曉宇，王用普，韓秋月，盧 斌，鄧亞紅，韋 杰，廖志力，耿東晛

（1.四川省酒類科研所有限公司，四川成都 610017；2.四川省宜賓竹海酒業(yè)有限公司，四川宜賓 644304；3.四川省分析測(cè)試服務(wù)中心，四川成都 610023）

我國(guó)幅員遼闊，氣候差異大，釀酒原輔材料豐富多樣，釀造工藝各異，造就了百花齊放、各有千秋的中國(guó)白酒十二大香型，充分體現(xiàn)了白酒的地域性差異和白酒消費(fèi)的多樣性。濃香型白酒作為中國(guó)白酒的典型代表酒種，以其綿延千年的悠久歷史、獨(dú)步酒林的生產(chǎn)工藝、醇香濃厚的獨(dú)特口感在白酒產(chǎn)業(yè)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，是十二大香型白酒中產(chǎn)銷量最大（市場(chǎng)占有率達(dá)白酒總量的50 %以上）、最適合中國(guó)人飲用習(xí)慣和消費(fèi)者接受度最高的香型之一，為推動(dòng)中國(guó)白酒產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

近年來(lái)，四川乃至全國(guó)濃香型特別是多糧濃香型原酒生產(chǎn)中，陸續(xù)出現(xiàn)己酸乙酯與乙酸乙酯比例失調(diào)的反?，F(xiàn)象并日趨嚴(yán)重，更有甚者乙酸乙酯反超己酸乙酯2 倍以上，使得濃香型原酒主體香不突出、酒體設(shè)計(jì)難度增大[1]，“增己降乙”成為行業(yè)亟需攻克的一大共性技術(shù)難題。近年來(lái)，針對(duì)這一技術(shù)難題，四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院[2]、新疆伊力特酒業(yè)[3]、江蘇洋河酒廠[1]、湖北黃山頭酒業(yè)[4]、山東景芝酒業(yè)[5]、綿陽(yáng)豐谷酒業(yè)[6]、四川水井坊[7]等科研單位和生產(chǎn)企業(yè)的眾多專家學(xué)者及生產(chǎn)技術(shù)管理人員，從釀造環(huán)境、微生物菌群、釀酒原料、入窖工藝參數(shù)、量質(zhì)摘酒等方面進(jìn)行了全方位多維度的分析查定，逐步厘清了引起濃香型原酒己酸乙酯與乙酸乙酯量比關(guān)系失調(diào)的原因，并總結(jié)出約20 多條系統(tǒng)性和針對(duì)性的預(yù)防應(yīng)對(duì)措施。從長(zhǎng)遠(yuǎn)打算，通過(guò)系統(tǒng)性工藝改進(jìn)措施使發(fā)酵進(jìn)入良好運(yùn)行狀態(tài)很有必要，但濃香型白酒釀造具有開(kāi)放式生產(chǎn)、多微共酵、續(xù)糟配料和混蒸混燒的工藝特點(diǎn)，加之發(fā)酵環(huán)境是一個(gè)多樣化、各相關(guān)性功能菌共同作用后集中展現(xiàn)的平臺(tái)，在控制某一參數(shù)時(shí)很可能會(huì)導(dǎo)致另一參數(shù)的改變[7]，從釀造端入手實(shí)施“增己降乙”復(fù)雜系統(tǒng)工程，難以在短時(shí)間內(nèi)改變?cè)啤耙掖笥诩骸钡牧勘汝P(guān)系失調(diào)問(wèn)題，需要長(zhǎng)時(shí)間地不斷試驗(yàn)和完善。

為了盡快改變?cè)萍?乙量比關(guān)系失調(diào)的不良現(xiàn)象，本研究在優(yōu)化生產(chǎn)工藝與強(qiáng)化質(zhì)量管理的基礎(chǔ)上，對(duì)蒸餾取酒工序?qū)嵤╆低敖Y(jié)構(gòu)與分段摘酒兩步改良法，以期通過(guò)第一步的甑桶改良對(duì)甑內(nèi)熱傳導(dǎo)的速率及傳遞的均勻性進(jìn)行調(diào)控以改善“甑邊效應(yīng)”現(xiàn)象，通過(guò)第二步的原酒骨架成分分析對(duì)動(dòng)態(tài)蒸餾摘酒過(guò)程進(jìn)行科學(xué)分段，輔助協(xié)調(diào)各段次酒骨架成分量比關(guān)系，以此改進(jìn)蒸餾操作條件以便指導(dǎo)生產(chǎn)，做到科學(xué)蒸餾、量質(zhì)摘酒，有效提高摘酒準(zhǔn)確性和原酒質(zhì)量，為濃香型白酒蒸餾取酒工藝的優(yōu)化與原酒己酸乙酯/乙酸乙酯量比關(guān)系調(diào)控提供理論依據(jù)和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與裝置

1.1.1 材料

酒醅：在同一車間選擇發(fā)酵成熟后的出窖酒醅，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求拌和均勻后等分為兩份（實(shí)驗(yàn)甑與對(duì)照甑）進(jìn)行蒸餾取酒。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

甑底蒸汽分布器有2 種形狀，對(duì)照甑蒸汽分布器為一側(cè)進(jìn)汽單環(huán)形（圖1A），實(shí)驗(yàn)甑蒸汽分布器為中部進(jìn)汽花灑形（圖1B）。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)甑與對(duì)照甑設(shè)置方法

選取同一車間2 個(gè)相同型號(hào)規(guī)格的不銹鋼甑桶作為實(shí)驗(yàn)甑與對(duì)照甑，其中對(duì)照甑甑底采用一側(cè)進(jìn)汽單環(huán)形蒸汽分布器（圖1 A）；實(shí)驗(yàn)甑甑底采用中部進(jìn)汽花灑形蒸汽分布器（圖1B），甑桶內(nèi)壁采用與酒醅導(dǎo)熱系數(shù)相近的木片均勻包裹一層。除甑底蒸汽分布器與甑內(nèi)壁木片包裹處理外，實(shí)驗(yàn)甑與對(duì)照甑其余蒸餾參數(shù)相同。

表1 蒸餾參數(shù)

1.2.2 溫度傳感器布控方法

在對(duì)照甑與實(shí)驗(yàn)甑距酒糟頂層下方10 cm 處，從甑桶中心至甑邊緣沿徑向等距離（≈7.5 cm）排布13 個(gè)溫度傳感器，記錄固態(tài)蒸餾過(guò)程蓋盤、前段、中段、后段及斷花5 個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)甑內(nèi)糟醅的溫度變化情況。

1.2.3 蒸餾取酒方法

對(duì)照甑與實(shí)驗(yàn)甑上甑蒸餾操作由經(jīng)驗(yàn)豐富、操作熟練的同一工人嚴(yán)格遵照“輕、松、準(zhǔn)、薄、勻、平”的工藝要求進(jìn)行，共進(jìn)行4 輪蒸餾取酒實(shí)驗(yàn)，每輪2 甑。蒸餾取酒時(shí)間控制在每甑24～26 min，從餾酒接酒頭開(kāi)始計(jì)時(shí)（0 min）到斷花后接酒尾，以500 mL 為一個(gè)餾分，連續(xù)接取14 個(gè)餾分，編號(hào)后進(jìn)行分析。

1.2.4 分析方法

酒精度的測(cè)定參考GB 5009.225—2016。

總酸、總酯的測(cè)定參考GB/T 10345—2007。

色譜骨架成分的測(cè)定參考CNAL X6101.1501—2005。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸餾取酒過(guò)程甑內(nèi)酒醅徑向溫度變化特征

13 個(gè)徑向糟醅點(diǎn)位的瞬時(shí)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果表明（圖2），在剛蓋盤時(shí)（-2～0 min），對(duì)照甑徑向2/3以內(nèi)區(qū)域（0～60 cm）酒醅溫度約為20 ℃，徑向2/3 以外區(qū)域（60～90 cm）酒醅溫度為60～90 ℃，實(shí)驗(yàn)甑甑內(nèi)酒醅徑向溫度基本一致，為75 ℃左右；出酒時(shí)（0 min），對(duì)照甑內(nèi)酒醅溫度徑向分布已基本一致，約為70 ℃；從出酒至取部分前段酒時(shí)（≈4 min），對(duì)照甑內(nèi)酒醅溫度較實(shí)驗(yàn)甑低5～8 ℃；從取中段酒（≈7 min）至斷花（≈24 min），實(shí)驗(yàn)甑與對(duì)照甑內(nèi)酒醅溫度無(wú)明顯差異。

圖2 對(duì)照甑和實(shí)驗(yàn)甑酒醅升溫曲線圖

甑邊效應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是由于甑邊區(qū)的糟醅同時(shí)受到不銹鋼側(cè)向加熱和甑底蒸汽加熱兩個(gè)熱源的作用，使得甑桶內(nèi)熱力分布不均，形成熱偏斜現(xiàn)象，導(dǎo)致甑邊區(qū)域先來(lái)酒而甑中心部分后來(lái)酒[8-9]。研究表明，在前段酒斷酒時(shí)甑邊幾厘米區(qū)域內(nèi)酒精度已降至36%vol 以下，此時(shí)正是尾酒雜質(zhì)大量餾出的時(shí)刻，在中段酒摘酒時(shí)中心甑區(qū)正高產(chǎn)酒精度在70%vol 以上的酒體，此時(shí)甑邊區(qū)域平均酒精度已降至30%vol，直接導(dǎo)致蒸餾取酒過(guò)程餾分混雜，特別是“大火蒸餾”工況下造成首尾成分摻混“夾花吊尾”的嚴(yán)重后果，這是引起酒質(zhì)下降的內(nèi)在原因[10]。本研究采用中部進(jìn)汽花灑形蒸汽分布器，一方面，花灑形蒸汽分布器中間開(kāi)孔多，邊緣開(kāi)孔少，蒸汽從中心部位進(jìn)入后通過(guò)四周對(duì)稱的圓孔均勻分散并上升，克服了對(duì)照甑從一端進(jìn)汽呈單環(huán)形分散而產(chǎn)生蒸汽徑向分布不均的缺陷；另一方面，實(shí)驗(yàn)甑不銹鋼內(nèi)壁通過(guò)用與酒醅導(dǎo)熱系數(shù)相近的木片均勻包裹一層，降低了不銹鋼甑壁和酒醅導(dǎo)熱系數(shù)間差異較大造成的影響，同時(shí)也減弱了不銹鋼光滑內(nèi)壁與酒醅形成微小縫隙通道的負(fù)面影響。實(shí)驗(yàn)甑甑內(nèi)酒醅升溫情況趨于平穩(wěn)，從甑邊到甑中心部位酒醅最大溫差由64.8 ℃下降到10 ℃，甑桶改造對(duì)“甑邊效應(yīng)”的改善取得了明顯效果。

2.2 濃香型原酒主要骨架成分餾出規(guī)律研究

在蒸餾取酒過(guò)程，不同餾分因沸點(diǎn)和極性差異呈現(xiàn)不同的餾出規(guī)律。多數(shù)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中，通常遵循“掐頭去尾、量質(zhì)摘酒”原則摘取酒頭、酒尾并按前段、中段和后段的“三段式”方案劃分酒身。本研究以氣相色譜技術(shù)為基礎(chǔ)，跟蹤實(shí)驗(yàn)甑在動(dòng)態(tài)蒸餾過(guò)程不同摘酒階段主要餾分的變化規(guī)律。

從圖3 可知，乙醇含量隨蒸餾時(shí)間的推移逐漸降低，四大酯中己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯均隨時(shí)間的增加而降低，乳酸乙酯則相反，這是由于乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯的分子極性小、較難溶于水而極易溶于乙醇，餾出量隨乙醇濃度的減小而降低，且乙酸乙酯沸點(diǎn)較低，在蒸餾過(guò)程中較早蒸出隨即迅速下降，而己酸乙酯下降稍緩慢，在整個(gè)酒身階段維持較高含量，乳酸乙酯由于具有親水的羥基而易溶于水，且分子極性較大，故其餾出量隨餾分酒度的降低而增加[11]。總酯在0～14 min 內(nèi)隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，14～24 min 時(shí)間范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，24 min 斷尾后又升高，這是由于酒尾中乳酸乙酯含量較高的緣故。

圖3 原酒主要骨架成分隨蒸餾時(shí)間的變化規(guī)律

圖4 原酒主要骨架成分量比關(guān)系隨蒸餾時(shí)間的變化規(guī)律

乙酸、己酸、丁酸等有機(jī)酸類物質(zhì)及總酸在蒸餾過(guò)程餾出規(guī)律基本一致，在0～18 min 時(shí)間范圍內(nèi)，隨蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)呈緩慢上升趨勢(shì)，18～26 min 時(shí)間范圍內(nèi)上升幅度和速率明顯增加，這是由于蒸餾前期酒度較高，酒醅溫度較低，酸類物質(zhì)較難從酒醅中擴(kuò)散出來(lái)，其餾出量相對(duì)較少；隨著酒度的下降，水蒸汽相對(duì)量增加，酒醅溫度上升，有助于水溶性有機(jī)酸從酒醅中擴(kuò)散出來(lái)，因此，在蒸餾后期，酸的餾出量迅速上升，特別是尾酒中酸的含量相對(duì)較高[11]。

正丙醇、正丁醇和異丁醇含量隨蒸餾時(shí)間的增加而降低，異戊醇在蒸餾過(guò)程呈先升高后降低的趨勢(shì)。這是由于醇類物質(zhì)的餾出主要受自身沸點(diǎn)影響，正丙醇、正丁醇和異丁醇的沸點(diǎn)相對(duì)較小使得其在較低溫度時(shí)便開(kāi)始汽化，在酒頭中就有較多量揮發(fā)出來(lái)，隨時(shí)間的推移其含量逐漸降低；異戊醇沸點(diǎn)相對(duì)較高故需要較高汽化溫度，因此蒸餾剛開(kāi)始時(shí)其揮發(fā)量相對(duì)較小而餾分中含量就少，隨著酒醅溫度升高汽化量增加，餾分中含量略微上升后便逐步下降。

醛類物質(zhì)中，乙醛沸點(diǎn)較低（20.2 ℃），大部分在蒸餾前期很快被蒸餾出來(lái)，隨蒸餾時(shí)間的增加餾出量迅速減少并趨于穩(wěn)定，乙縮醛醇溶性較高，其蒸餾規(guī)律與乙醛極為相似，多集中于前幾個(gè)餾分，二者在白酒中比例關(guān)系及其含量，在一定程度上可用于輔助衡量白酒質(zhì)量及老熟狀況[12]。

2.3 不同餾分的口感特征

取0～26 min 收集的14 個(gè)餾分各100 mL，降度至52 %vol，組織經(jīng)驗(yàn)豐富的班組長(zhǎng)與評(píng)酒委員5人形成鑒評(píng)組，對(duì)上述酒樣進(jìn)行口感嘗評(píng)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同餾分的口感特征

表3 不同摘酒方案下綜合原酒驗(yàn)收結(jié)果

經(jīng)鑒評(píng)組嘗評(píng)，各餾分按香氣口感特征大致可劃分為6 個(gè)階段，餾酒開(kāi)始至2 min 的酒頭酒香氣暴烈，主體香氣不正，前味辛辣刺激，后味短淡；餾分1 與餾分2 窖香純正濃郁，醇厚豐滿，干凈爽口，濃香型白酒風(fēng)格典型；餾分3，餾分4，餾分5，餾分6窖香純正，香氣逐漸減弱，醇甜凈爽，濃香型白酒特征突出；餾分7，餾分8 窖香較弱，帶糟香或糟香明顯，略帶糟雜味；餾分9，餾分10，餾分11 糟香突出，糟雜味明顯，帶酸澀味；酒尾糟香突出，酸澀粗雜，酒味寡淡。

2.4 動(dòng)態(tài)蒸餾過(guò)程量質(zhì)摘酒段次的確定及實(shí)踐應(yīng)用

從流酒開(kāi)始至約8 min 時(shí)間范圍內(nèi)，己酸乙酯與乙酸乙酯比值小于1，在8～20 min 時(shí)間范圍二者含量相當(dāng)，其比值接近1，20～24 min 時(shí)間范圍內(nèi)己酸乙酯與乙酸乙酯比值顯著升高，在24 min斷花前后達(dá)最大值后又快速下降。從流酒開(kāi)始至6 min，己酸乙酯與乳酸乙酯較高（＞3.5）且隨蒸餾時(shí)間延長(zhǎng)降速快（降幅達(dá)50%），在6～14 min 時(shí)間范圍內(nèi)也呈較快降低趨勢(shì)，至12～14 min附近其比值接近1，在14 min 后二者比值小于1 并緩慢降低，至斷花時(shí)達(dá)最低。

根據(jù)對(duì)蒸餾過(guò)程原酒各餾分骨架成分及其量比關(guān)系變化規(guī)律與酒體口感特征的分析總結(jié)，在遵循“掐頭去尾”原則的基礎(chǔ)上開(kāi)展蒸餾取酒工藝對(duì)比研究。其中，對(duì)照甑甑體未經(jīng)改良，按原“三段式”方案摘酒；實(shí)驗(yàn)甑實(shí)施甑桶結(jié)構(gòu)與“六分法”摘酒兩步改良工藝，即在實(shí)驗(yàn)甑甑桶內(nèi)壁加裝木片及采用花灑式蒸汽分布器，酒身摘酒過(guò)程除面糟按原“三段式”方案摘酒外，其余酒醅蒸餾摘酒過(guò)程將乙酸乙酯與己酸乙酯含量高但二者比值小于1 的餾段細(xì)分為前段和中前段，將乙酸乙酯和己酸乙酯含量較低但二者比值大于1 的餾段細(xì)分為中后段、后段和尾段，形成新的“六分法”分段摘酒方案（前段、中前段，中段，中后段、后段、尾段）。

通過(guò)連續(xù)跟蹤試驗(yàn)班組蒸餾取酒試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)甑綜合原酒產(chǎn)量較對(duì)照甑高約1.5%，優(yōu)級(jí)酒收得率提高2 %，總酸差異性不明顯，總酯較對(duì)照甑平均下降5.5 %，這是由于改進(jìn)后的蒸餾取酒工藝減弱了“甑邊效應(yīng)”，減少了乳酸乙酯和高級(jí)脂肪酸酯進(jìn)入酒身；實(shí)驗(yàn)甑綜合原酒己酸乙酯/乙酸乙酯由1∶1.2～2 降至1∶1.0～1.6，表明“六分法”摘酒方案可輔助協(xié)調(diào)各餾段中己酸乙酯與乙酸乙酯量比關(guān)系，使得酒體主體香較突出，有效提高摘酒準(zhǔn)確性和原酒質(zhì)量。

3 結(jié)論

本研究中通過(guò)甑桶內(nèi)壁加裝木片及改造甑底蒸汽分布器的方式，顯著糾正甑內(nèi)酒醅升溫速度不同步的熱偏斜現(xiàn)象，“六分法”分段摘酒方案可輔助協(xié)調(diào)各餾段中己酸乙酯與乙酸乙酯量比關(guān)系，甑桶結(jié)構(gòu)與分段摘酒兩步改良法的應(yīng)用，使得綜合原酒出酒率提高1.5%，優(yōu)級(jí)酒收得率提高2%，己酸乙酯/乙酸乙酯由1∶1.2～2 降至1∶1.0～1.6，酒體主體香味相對(duì)突出，且所述蒸餾取酒兩步法改良工藝實(shí)施成本較低、周期較短，具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可作為固態(tài)法濃香型原酒“增己降乙”系統(tǒng)工程中的一條針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施。