一、沿革
低度白酒是指酒精含量低于40%(V)的白酒,這是上世紀70年代中期,河南張弓酒廠從實踐中率先研發的一項重大創新產品。
生產低度白酒可以節約糧食,通常每千升65%(V)普通白酒約消耗糧食2.5噸,名、優白酒耗糧更多,而38%(V)白酒每千升可節約糧食1.13噸,即每噸糧食可多生產330公斤白酒。一般認為,飲用酒度低的白酒有利于身體健康。因此,中央輕工部大力倡導低度白酒的發展。在1979年全國第二屆評酒會上,將質量上乘、酒精含量39%(V)的江蘇雙溝特液首次命名為國家優質酒。以文章來源華夏酒報此鼓勵企業生產低度白酒。在1984年全國第四屆評酒會上,河南張弓、江蘇雙溝、江蘇洋河、天津津酒等四廠的低度酒并列被評為國家優質酒。
低度白酒生產初期,是由質量上乘的濃香型高檔高度白酒加水降度稀釋而成,存在產量少和消費者不適應等實際問題。為了擴大市場,培育眾多的消費者,1982年,江蘇省食品發酵研究所和常州酒廠以瓜干酒精為原料,采用固、液勾兌,輔以調香試制成普通大路貨低度白酒,獲得常州市科技三等獎。1984年,該省雙溝酒廠依此法生產的低度迎賓液酒獲輕工業部酒類大賽銅杯獎。
1987年,國家經委、輕工業部、商業部、農業部聯合在貴陽召開的全國釀酒工業增產節約工作會議上,確定了我國釀酒工業必須堅持優質、低度、多品種、低消耗的發展方向。
二、生濁
除傳統的廣東米酒及玉冰燒酒外,低度酒的生產工藝是采用高度酒加水稀釋降度。由于白酒的香味成分水溶性較低,且一些高沸點物質溶解度易發生變化,極容易產生混濁現象,故在低度白酒生產中影響產品質量的主要技術問題是:色渾和味淡。
1977年,黑龍江輕工研究所對北大倉酒冬天出現的絮狀沉淀和玉泉大曲酒尾上漂浮的油珠應用氣相色譜儀進行鑒定,明確了該物質為高沸點棕櫚酸乙酯、油酸乙酯及亞油酸乙酯的混合物。在生產低度白酒時,高度白酒經加水降度出現的白色絮狀沉淀同樣是這三種高沸點脂肪酸乙酯。
1979年,作者發表了《低度優質白酒研究中的幾個技術問題》,根據內蒙輕工科研所曾祖訓對60余種香型的分析證實:這三大高級脂肪酸乙酯在白酒中含量較多,是區別于其他蒸餾酒的特征之一。并進一步闡明了其來源于糧食中的脂肪酸經發酵而形成,及其在蒸餾過程中的行徑,探討了它們對成品酒質量的影響,提出了降濁的方法有冷凍、吸附及蒸餾法。
1977年,古井酒廠王勇等發表了關于棕櫚酸乙酯、油酸乙酯及亞油酸乙酯的含量低于1.0mg/kg,
甚至未檢出的38%(V)和30%(V)酒精份濃香型低度古井貢酒中,在嚴寒季節成品酒于貨架期間發生失光及液面形成小油珠現象的報道。對此現象,用HPS890-II氣相色譜儀和HPS972-MSD質譜儀經富集后進行定性分析,獲得了200多種成分。其中主要的有76種,部分組成成分經定量分析,確認其中最主要的是己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、己酸己酯、己酸等13種物質。它們的含量占總量的93.93%。其中,棕櫚酸乙酯、油酸乙酯及亞油酸乙酯三者占8.8%;己酸乙酯占47.10%,戊酸乙酯9.01%,庚酸乙酯8.15%,辛酸乙酯7.42%,這4種乙酯就占了71.68%。
對于色渾物質認識的深化,說明溫度和酒精度不僅對通常所指的3種高級脂肪乙酸的溶解度有影響,而且對白酒中自身一些主要呈香味的酯類等物質同樣有極大的影響。為了保持本品風格特點,在生產中除濁的同時希望盡量保留更多的呈香味物質,但它們卻是在低溫下使產品再次引起失光乃至渾濁的主要成分。這對低度酒的產生具有現實的指導意義。
此外,酒中的混濁現象,從膠體化學方面考慮,油性成分在酒中呈負電荷,相互結合保持安定狀態。若遇到帶有正電荷的金屬氫氧化物,將電荷中和,遂出現解膠現象。于是高級脂肪酸乙酯便相互凝聚而結成絮狀渾濁。根據推算,1分子金屬可使5分子高級脂肪酸乙酯或1分子脂肪酸凝聚而出現混濁。因此,稀釋降度用水必須除去絕大部分金屬離子后才能使用。上述白酒中的香味成分因溶解度變化引起可逆性白色絮狀物外,尚有下列不正常的沉淀產生。
用硬水稀釋高度酒,是瓶裝酒在貨架期出現白色顆粒或結晶狀沉淀的主要原因。劉元勛等針對不同水質用于汾酒降度后出現的針狀沉淀進行了研究,結果證明,降度用水硬度越大形成的沉淀越多。
三、除濁
白酒的色澤要求是清澈透明,因此,低度酒需要進行除濁處理。工作中常用的除濁方法主要有以下幾種:
1.冷凍過濾法
陳全庚等對各類香型白酒中絮狀物進行了研究(結果見表1~2)。試驗表明,高度酒用蒸餾水降度到38%Vol酒精度,在-15℃下冷凍24小時后,經G6砂芯漏斗真空抽濾對比分析,隨著溫度的下降,白酒中少數含量多的香氣成分也有下降趨勢。如濃香型酒中的己酸乙酯;醬香型、清香型、濃香型酒中的乳酸乙酯等均有不同程度的下降。在不同香型酒中,棕櫚酸乙酯、油酸乙酯,亞油酸乙酯下降幅度不同,以醬香型最少。可見在冷凍處理時白酒中的絮狀物除了上述3大高沸點脂肪酸乙酯外,不同香型白酒還含有少量的其他香氣成分。
一般認為,冷凍法對白酒原有的風格保持比較好,但設備投資大,生產時能耗高。(見表1、表2)
2.淀粉吸附法
采用淀粉吸附除濁是國內低度白酒生產初期常用的方法之一。淀粉膨脹后顆粒表面形成許多微孔,將混濁物吸附然后通過機械過濾方法除去。淀粉分子中的葡萄糖鏈上的基也容易與高級脂肪酸乙酯所含的氫原子產生的靜電作用而形成氫鍵,一起沉淀下來。
不同植物的沉淀粒,其大小與形狀也不同;從結構上看,直鏈與支鏈淀粉比例不同,糯米或糯玉米是100%的支鏈淀粉。淀粉的這些性質都影響著其吸附除濁作用的大小。經選擇對比試驗,不同原料的淀粉結果是玉米淀粉較優,糯米淀粉更好;糊化熟淀粉優于生淀粉。試驗結果還表明,糊化淀粉比生淀粉吸附速度快,易于過濾,口感比較好。用糯米處理時,當乙酸乙酯含量在2.5g/L以下時,糊化淀粉溫度為70℃±2℃,用量0.1%,吸附時間4小時為最佳吸附條件。
3.活性炭吸附法
這種方法也是生產廠常用的方法之一。選擇適宜的酒用活性炭至關重要。活性炭的種類、使用量及作用時間,對產品的酸、酯等香氣成分均有影響。一般中小型生產廠采用粉末活性炭,在除濁的同時還可以除去苦雜味,促進新酒熟,使酒味變柔和。
活性炭的吸附特性取決于它的孔隙結構和它的表面化學組成分。由此而產生不同品種的活性炭應用于各種方面。由于白酒中眾多香氣成分的分子直徑各自不同,如己酸乙酯為1.4mm;乙酸乙酯為0.67mm。故在濃香型低度白酒生產除濁時只有選用孔徑大于2.0mm的活性炭,其微孔成為己酸乙酯的通道,炭不會吸附己酸乙酯才能達到生產工藝的要求。而清香型白酒選用活性炭的范圍就比較寬,炭不會吸附己酸乙酯就能達到生產工藝的要求,而且對乙酸乙酯的吸附損失也少。但任何一種活性炭的孔徑分布都很寬,因此,在生產低度白酒時多少總要吸附一些己酸乙酯。若制備成孔徑全部大于2.8nm的活性炭分子篩,則在吸附高級脂肪酸乙酸時可完全不吸附己酸乙酯。
有的生產廠采用顆粒活性炭裝入吸附塔中,連續進出料處理低度白酒除濁取得良好的進展。它比上述間歇法技術先進、效率高。
4.離子交換法
上世紀60年代,開發合成一類具有類似活性炭、泡沫石一樣物理孔結構的離子交換樹脂,它具有真正的毛細孔結構。為了區別于凝膠孔的結構,將它稱為大孔。1986年,媒體報道了大孔徑吸附樹脂處理低度白酒的試驗結果。將38%vol曲酒經吸附樹脂處理,酒中總酸、總酯降低極少;在-5℃-10℃條件下冷凍,放置7-10天,處理后的酒仍清澈透明。四川省食品工業發酵設計院用5kg吸附樹脂處理了2.8千升酒,樹脂以酒精為解吸劑還可以反復使用。
5.無機礦物質吸附法
陜西省地質礦產局西安測試中心研發的SX-865澄清劑和山東產的JH-1型澄清劑均屬于無機礦物質吸附劑。有的酒廠應用后認為其優點是用量少,除渣方便,被吸附渣中的酒損較少。
SX-865是硅酸鹽粘土經理化處理后加入適量助劑,按配方制備而成。主要成分為硅和鎂。它所持有的三維立體鏈結構使它具有較強的吸附性。試驗將西鳳酒(38%vol~39%vol)添0.01%~0.02%的SX-856,攪拌均勻放置12~24小時,酒液澄清后過濾的低度酒,在-5℃貯存可保持清涼透明。
SX-865處理低度西鳳酒的效果比較見表3。
6.分子篩
分子篩是一類化工材料廠用于有機物的分離,它能將大小不等的分子分開。白酒中一些高級脂肪酸乙酯的相對分子質量在300左右,而己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯的相對分子質量在150以下。這是分子篩作用的基點。市售白酒凈化器在柱式空缸中放置氧化鋁分子篩、分子篩炭和凝膠三種混合介質,高度酒流經介質后再加水稀釋成低度酒。試驗表明,凈化處理時應注意原酒酒度的選擇。
7.超濾法
超濾是一種膜分離過程。超濾膜通過膜表面微孔的篩選達到對一定分子量物的分離。超濾膜表面微孔徑一般在5nm~100nm之間,隨著膜表面微孔徑大小的不同,對于所截流物質的相對分子質量大小也有很大差別。應用于低度白酒處理的市售一種中空纖維超濾膜組件由兩根60nm×600nm小型中空纖維超濾器并聯組成。生產能力125kg/小時,處理能力小,使用中尚需不斷完善。
除上述生產使用的方法外,還有報道采用單寧明膠法、瓊脂碳酸鈣法、褐藻酸酸鈉法、蛋白分解液等各種試驗。在80年代中期,曾有抗凝劑、增溶劑之類的表面活性劑試用于低度白酒。但實踐表明,添加后酒液泡沫增多且帶有不良氣味。在30℃以上出現混濁及固體物偏高等問題,此法不宜采用。
關于渾濁低度酒的過濾,一般生產廠都采用硅藻土過濾機過濾得的澄清液在瓶裝前再經華德生產的過濾機精濾一次即可完成操作。
四、調味
任何香型的低度白酒,在感官質量上都要達到低而不渾、不淡、不雜、并具有本品所應有的風格要求。當高度原酒加水稀釋后,白酒所含有的香氣成分也隨之降低,造成香氣平淡、口味淡薄而短。
因此需要選用香大味濃的基酒。一般在高檔酒生產時以優質白酒經勾兌調味后再行除濁過濾而得產品。采用固、液結合法生產的中、低檔白酒常以計算添加各種酒用香精及調味酒勾兌調味除濁過濾而成。調味酒的生產品種繁多主要有下列幾種:
1.酒頭酒:含有大量的香氣成分,能提高低度酒的前香,又可減少“水味”。在生產中每甑渣酒截取初餾分0.5kg~1kg。收集后入缸貯有備用。
2.酒尾酒:除含有白酒的后香氣成分外,酸含量高是其特征。可提高低度白酒的后味。摘取量依各廠實際情況而定。尤其在固、液結合生產中是稀釋食用酒精的好原料。
3.老陳酒:貯存時間在3年以上的陳酒,能提高低度白酒的醇和味。
4.長期發酵酒:這一類調味酒,最先采用的濃香型的雙輪底操作,隨后應用在清香、鳳香型等本身含香味較少的香型酒中。往往其發酵期延長至3個月以上。其特點是香氣大,含酯量特別高,呈香味的復雜成分多。
5.醬香型:大曲醬香酒是含香氣成分種類及環狀化合物最多的產品,能增加酒的口感豐滿度。
6.其他:還有低溫長酵,高溫堆積發酵等特殊釀酒工藝;豬油、花椒等中藥浸泡酒。
五、水解
1996年,金佩璋在解決市場上口味變酸的玉冰燒酒(含酒精30%vol)質量問題時,經實測查看,發現廣東氣溫較高是由于產品的貨架期存放時間過長導致酒中香氣成分乳酸乙酯產生水解作用而成相應的酸和乙醇,而不是以往推論的貯存中主要是酯化作用。
李大和和五糧液酒廠合作,對瓶裝低度曲酒在1年期貯存過程中,質量變化的研究結果表明,在密封的瓶裝酒經1年后,酒精含量最低僅差0.07%,最高差0.15%。
酸類和脂類的變化為:有機酸含量一般均隨貯存時間的延長而增加。其中,低度酒的總酸量比高度酒增幅更大。在濃香型酒中,乳酸、己酸和乙酸為多;在醬香型酒中,乙酸、乳酸、丙酸為多。與此相對應的乙酯類,隨著貯存時間的增長而呈減少趨勢,其中,己酸乙酯、乳酸乙酯變化最大,高沸點脂類變化微弱。顯示了白酒貯存中含量多的低沸點脂類水解作用強烈。測定結果見表4、表5。
根據上述結果及以后的一些研發報告,顯示了白酒在貯存過程中產生著四大乙酯的水解作用。它們反應的速度和溫度成正比,酒度成反比關系。提示了低度白酒香味協調、香氣不能過大和研究緩慢酯類水解作用的必要性。近期報道了王東新等在38%vol汾酒中分別添加穩定劑阿拉伯膠、β-糊精(簡稱β-CD)及羥丙基環糊精(簡稱HP-β-CD)以減緩乙酸乙酯水解作用的試驗結果。
參考資料:
1.白酒渾濁 周恒剛(未發表)
2.氣相色譜法對北大倉酒絮狀物的定性 齊齊哈爾酒廠黑龍江輕工研究所 黑龍江發酵 1977.1
3.低度優質白酒研究中的幾個技術問題 沈怡方 黑龍江發酵
4.優化產品的結構,搞活消費 沈怡方 釀酒增刊 1987
5.低度曲酒貯存過程中質量變化的研究 李長和等 釀酒科技 1996 .4
6.低度酒在低溫下出現渾濁,油花的成因探討 王勇等 釀酒科技 1997. 1
7.各類香型白酒中絮狀物質的初步鑒定研究 陳全庚等 釀酒科技 1994. 5
8.白酒生產技術大全 沈怡方等 輕工業出版社 1998
9.提高和穩定低度白酒品質方法的研究 王東新等 釀酒科技 2007 .1