固态法蒸馏酒与液态法蒸馏酒产品风味研究进展——以中国白酒与葡萄白兰地为例

李 根，张军翔

（1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；2.宁夏大学葡萄酒学院，宁夏银川 750021；3.葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心，宁夏银川 750021；4.宁夏葡萄与葡萄酒工程技术中心，宁夏银川 750021）

蒸馏技术起源于古代“炼丹术”（东方）和香料提取技术（印度和中东），世界公认的三个蒸馏酒起源地是中国、印度和阿拉伯地区[1]。中国白酒起源时间可以追溯到东汉时期[2]。葡萄白兰地原产于西欧，其生产工艺被法国人发展为二次蒸馏法[3]，并开始使葡萄白兰地知名于世界。目前，缺少对固态法蒸馏酒与液态法蒸馏酒产品特色的综合比较，本文旨在以中国白酒和葡萄白兰地为例，综述固态法蒸馏酒和液态法蒸馏酒产品的风味区别，探讨了原料、微生物和设备，以及生产工艺对两种蒸馏酒产品风味及成分的影响，以期为进一步开展白酒与白兰地的工艺改进提供指导。

1 固/液法蒸馏酒风味的区别

中国白酒目前由12种香型构成香型体系[4]，其主要由浓香型、清香型、酱香型、米香型4个主体香型演变而来。现以中国白酒的四个主体香型为例，与葡萄白兰地的四个不同等级的产品区别展示见表1。

中国白酒和葡萄白兰地作为蒸馏酒，它们有着相似的外观特征：葡萄白兰地和中国白酒在蒸馏刚完成时，酒体颜色都呈现无色透明，随着后期陈酿时间的延长，中国白酒的酒体颜色逐渐变黄，最终呈现淡黄色，而葡萄白兰地溶入了橡木桶中的单宁、色素等物质，使得葡萄白兰地的酒体颜色最终呈现琥珀色。两者香气差别很大，主要由酿造原料和陈酿方式不同所导致，中国白酒能体现出明显的由某一种或几种酯类物质构成的主体香气以及粮食香气，而葡萄白兰地则能体现出花果香气以及橡木香气。葡萄白兰地和低度中国白酒在酒精度上相差无几，两者皆可体现出醇和的口感特点，而中国白酒的余味更为悠长。

表1 固/液法蒸馏酒风味的区别[5-9]Table 1 Differences of flavor of distilled spirit by solid or liquid distillation

2 原料、微生物和设备对两种蒸馏酒产品风味的影响

2.1 原料对两种蒸馏酒产品风味的影响

2.1.1 中国白酒

酿造粮食白酒必需谷物原料，包括高粱、玉米、大麦、稻米等，各种香型的白酒在原料的选择上有不同的要求，它们的化学组成主要包括碳水化合物、蛋白质、脂肪和灰分。蛋白质的分解产物可增加白酒的香气[10]，如氨基酸在微生物作用下水解，脱氨基并释放二氧化碳，生成比氨基酸少一个碳的高级醇；但若蛋白质含量过高，易造成生酸多，妨碍发酵，影响产品风味。碳水化合物中的五碳糖等非发酵性糖，不能生成酒精，有些在发酵过程中易生成糠醛等有害物质，因此这类物质含量越少越好。玉米中含有较多的植酸[11]，在发酵过程中会分解为使酒呈醇甜味的环己六醇和可促进甘油形成的磷酸。高粱壳中含有单宁，单宁带有涩味，并且能使蛋白质凝固，单宁含量过多就会抑制酵母和糖化酶，对白酒的发酵和口感会产生一定影响[12]。但是，少量的单宁经蒸煮发酵后可转变为丁香酸，赋予了白酒特殊的香气，并且还有抑制杂菌的作用[13]。

除了制酒原料外，制曲原料也是影响白酒产品的最基本要素。根据酒曲的作用和制作工艺特点，制曲原料应该是适于有用菌的生长和繁殖，适于酿酒酶系的形成，并且还要有利于酒质。如制大曲和小曲的大麦及大米等原料，除富含淀粉、维生素及无机质外，还含有足以使微生物生长的蛋白质；制麸曲的原料麸皮既是碳源又是氮源。在选择曲料时必须考虑到多种菌共生的环境，应兼顾各自的生理特征，还要注意原料的合理配比。另外，制酒或制曲原料都不宜含有较多的脂肪，会给白酒带来邪杂味。

2.1.2 葡萄白兰地

葡萄白兰地的酿制原料是特定品种的葡萄，一般为品种香气不强的弱香型和中性香型的葡萄[14]（如白玉霓、白羽、鸽笼白、龙眼、佳利酿等）。来源于葡萄原料的某些香气成分（如香精油等成分）会随着葡萄原酒一同进入蒸馏器中，进而转入白兰地原酒中，将会直接影响白兰地产品的香气。此外，与白酒不同的是：葡萄白兰地需要一定量的单宁来体现它的独特风味，如皮渣白兰地，葡萄皮和葡萄籽经堆积发酵后蒸馏，一些单宁通过蒸馏一同进入白兰地中，并且经过长年的橡木桶陈酿还会增加少量橡木单宁。

2.2 微生物对两种蒸馏酒产品风味的影响

2.2.1 中国白酒

曲是酿制白酒所必需的微生物体系，是糖化剂，其主要由一些可被利用的细菌和真菌组成。除此之外，还需积累多种多量的胞内酶和胞外酶[15]，其中最主要的是淀粉酶，会将原料中的淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖。它们会在发酵过程中协同作用，能够形成多种风味物质[16]。好曲是酿制优质白酒所必不可少的条件[17]。

2.2.2 葡萄白兰地

微生物对白兰地的影响主要体现在其对葡萄原酒的影响上，在葡萄原酒的发酵阶段，需往发酵罐里添加一定量的酿酒酵母以及营养辅料。葡萄糖在酵母菌的作用下，经过糖酵解和乙醛途径转化为乙醇，在此过程中还会产生一些副产物，如经甘油发酵途径产生的少量具有甜味的甘油，一定量的甘油可以提高葡萄酒的质量，它能使葡萄原酒口感圆润，并增加口感复杂性，通过蒸馏进入白兰地中，还能减弱白兰地辛辣和暴冲的口感，使酒体更加圆润柔和。

2.3 设备对两种蒸馏酒产品风味的影响

2.3.1 中国白酒

白酒的发酵设备因各种香型及地理因素的限制各有不同，如北方地区的大型白酒厂商一般采用长方体的水泥制或不锈钢制窖池来进行发酵，窖池上方一般配有塑料薄膜或不锈钢盖封顶。并且窖池间设有水槽，以便于隔绝空气和控制厂房湿度。而南方地区的白酒厂商一般用窖泥覆盖窖池四壁，并用塑料薄膜覆盖顶部裸露在空气中的窖泥，在发酵期间辅助密封和减缓顶部窖泥水分散失。

白酒的固态蒸馏设备一般由甑桶、过汽管、冷凝器组成[18]。甑桶从上到下依次由甑盖、桶身和底锅3部分构成。赖登燡等[19]研究发现，在用天锅甑进行白酒的蒸馏时，甑壁选用木质材料是恰当的，避免了用金属材料和石头材料做甑壁时对白酒产品口感的不利影响。还有，目前通用的不锈钢大甑应避免在制作时混入铅，因为酒醅在蒸馏加热过程所产生的硫化氢与铅作用会生成黑色的硫化铅沉淀，严重影响了白酒产品的风味和品质。输送酒液时，最好采用不锈钢管，用橡胶管会使酒液染上橡胶味。另外，盛酒容器要保持清洁，如酒液接触了铁锈会产生黄色沉淀，影响产品的风味。

2.3.2 葡萄白兰地

白兰地的液态蒸馏设备，生产上一般采用夏朗德壶式蒸馏器和塔式蒸馏器。夏朗德壶式蒸馏器主要由蒸馏锅、蒸馏器罩、酒预热器、过汽管、冷凝器几部分组成[20]；塔式蒸馏器主要由蒸馏锅、蒸馏塔、预热器和冷凝器几部分组成。这两种蒸馏设备都是铜制的，因为铜对葡萄酒中的酸具有良好的抗性，铜还与丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸等形成不溶性的铜盐，从而将这些具有不良风味的酸除去，提高白兰地的质量[21]。白兰地蒸馏容器的清洁也是保证产品质量的关键，酒液如接触了铜锈会产生蓝绿色沉淀，会给产品带来不良风味。值得一提的是，塔式蒸馏器应特别注意对塔内隔板死角残留物的清洗，残留物会影响铜固定挥发性脂肪酸和硫化物的作用，会带来哈喇和“烧焦肉油”气味。

橡木桶也是葡萄白兰地的关键设备，它主要用于白兰地原酒的陈酿阶段，橡木桶的好坏也将直接影响产品的质量。CALDEIRA L等[22]通过三个橡木烘烤程度的重复实验，发现橡木的产地和品种对白兰地香气有很大影响；中度和重度烘烤都能赋予白兰地优雅的香气。PUECH L[23]研究发现，新木桶和老木桶贮藏白兰地的效果是不一样的。老木桶被连续使用很多年，其中大部分风味物质被浸取殆尽，无法继续赋予白兰地独特的风格。

3 生产工艺对两种蒸馏酒产品风味的影响

3.1 中国白酒

固态法白酒的发酵工艺会直接影响产品的风味，如配糟发酵，需配糟（搭配上年最后一轮发酵出窖后不进行蒸酒所得的优质酒醅）进行发酵，这样做的必要性是在直接给白酒酒醅带入已转化成的香味物质和它们的前体的同时，又在转化和积累这些成分[24]。而且经固态发酵的酒醅中，经过微生物的作用，原料中存在着大量的微生物菌体及其自溶物。这些含氮物质有的已经被分解，有的只需简单分解，即可被微生物摄取利用。因此，白酒中的微量风味物质很多，增加了产品香气的复杂性，使产品口感更加独特。在国内学者近10年对白酒的研究中，检测到的微量风味化合物超过1 870种，并准确定性出1 227种化合物[25]。

白酒固态蒸馏是一个复杂的传热、传质过程[26]。蒸馏时，由于甑内蒸汽的加热，被蒸组分的分子运动加剧，颗粒表面的一些组分率先离开液相，汽化进入空间，剩余组分由于浓度差作用受热向颗粒表面扩散，汽化进入汽相。下层酒醅中的液态被蒸组分率先被水蒸气加热，由液体汽化成汽体，随着蒸气的上升一同进入上层温度较低的酒醅层，然后被冷凝成液体，从而这些液体组分由于挥发性能的不同而得到不同程度的浓缩[27]。这一系列的原理就导致了乳酸乙酯、乙酸和大量的高沸点醇类物质进入酒体，而使得酒体后味足、醇厚感好[28]。

白酒的陈酿至少需要半年时间，甚至更长时间，以消除暴辣冲口的新酒味，增加陈酒感。新蒸馏出的白酒含有较多的乙醇自由分子[29]，在饮用时对人体口腔刺激较大。随着陈酿的进行，乙醇与水之间因氢键而缔合构成大分子结合群[30]，口感也变的醇厚柔和。一些学者通过用物理、化学或生物技术也创造出了许多白酒催陈工艺，但是这些工艺的使用，都会造成一定量的白酒风味成分的缺失，尚且达不到与自然陈酿同样的效果[31]。

3.2 葡萄白兰地

液态葡萄发酵液中，含氮量和氮的种类都比不上白酒酒糟，酒精酵母为了自身的生长需要，在无氧条件下，将葡萄糖分解成丙酮酸。但是在氮源缺乏时，酮酸不断增加，随之进行的是过剩的酮酸脱羧，还原生成少一个碳原子的高级醇[32]，致使液态发酵酒的高级醇含量远高于固态发酵酒。大量的高级醇会对人体造成毒害，而少量的高级醇可增加白兰地的风味[33-34]。因此，在葡萄原酒的发酵过程中要及时添加相关营养辅料。另外，白兰地的葡萄原酒如果在进行酒精发酵时进行了SO2处理，产生的乙醛亚硫酸在蒸馏过程中分解为乙醛和SO2，从而严重影响白兰地的品质，所以要避免对葡萄原酒进行SO2处理。

蒸馏时，葡萄原酒的液相表面就是汽液接触界面，因几乎没有固体颗粒的存在，所以传热、传质速度更快，导致挥发性组分的变化很大。白镇江[35]研究发现在对白兰地葡萄原酒进行蒸馏时，一定要缓慢加热蒸馏，而过快的蒸馏速度会使白兰地的挥发酸含量增高，并且快速蒸馏到低酒度无法回收的低度酒还会为白兰地带来不愉快的味道，从而影响白兰地的品质。

橡木桶陈酿也是白兰地传统酿造工艺中的重要环节，白兰地原酒会在橡木桶中缓慢成熟，形成其独特风味。有学者[33]研究发现关键香气成分的含量随着陈酿时间呈线性关系增加，即随着陈酿时间的增加，关键香气的含量将不断增加。经橡木桶陈酿后的葡萄白兰地，其中的酚类物质会更加丰富，酒液会散发出独特的酚类化合物的化学气味[37-38]。

另外，调制与勾兑是葡萄白兰地产品成型的关键工序，是高级白兰地酒师的核心保密技术之一[39]。虽然生产葡萄白兰地都用同一套工艺，但是发酵、蒸馏每个批次的产品质量不尽一致，因自然或人为因素，陈酿后得到的酒液的风格会有一定的差异。要通过勾调，使产品香味协调。

4 结语

中国是蒸馏酒消费大国，而固态法蒸馏酒和液态法蒸馏酒在中国的消费市场上所占有的份额却始终有很大的差距。目前，国内的白兰地市场不仅规模小，并且主要被国外企业占据着主要份额。为了使葡萄蒸馏酒融入中国消费市场，有必要借鉴白兰地和白酒的酿造工艺，开发一类中国人喜爱的产品。新产品的研发不仅能让中国人更好地接受液态法蒸馏酒，同时也可以促进我国葡萄酒产业的可持续发展。