APP下载

酱香型白酒两步续糟法工艺研究进展

2023-06-30许德富明红梅许深皓

酿酒科技 2023年6期
关键词:酒率制曲酱香型

张 良,许德富,明红梅,许深皓

(1.四川轻化工大学,四川自贡 643000;2.泸州精圣酒业有限公司,四川泸州 646000)

我国白酒酿造历史源远流长[1]。中国白酒按照香型可分为四大基本香型,即米香型、清香型、浓香型、酱香型[2]。酱香型白酒以其独特的风格深受消费者喜爱,其中以茅台酒为代表,采用典型的高温制曲、高温堆积、高温发酵工艺进行酿造,具有“酱香突出、幽雅细腻、酒体醇厚、空杯留香持久”的风格特点[3]。

1 酱香型白酒概况及存在的问题

1.1 酱香型白酒发展概况

截至2022 年,中国酱香型白酒产能约为70 万千升,约占我国白酒总产量的10.43%,占我国白酒总销售收入的31.69%,实现约870 亿元的利润,发展势头强劲。伴随着酱酒热潮,很多酒厂纷纷加入其中,研发生产酱香型白酒,其酿造工艺特点总结为“端午制曲、重阳下沙、一年一个大周期、两次投粮、九次蒸煮、八次发酵、七次取酒”[4]。

1.2 酱香型白酒工艺概况

酱香型白酒常用的生产工艺主要有3 种,即酱香型大曲酒、酱香型麸曲酒、酱香型碎沙酒。

1.2.1 酱香型大曲酒

酱香型大曲酒是市场上占比最高的酱香型白酒,以贵州茅台酒为典型代表。酱香型大曲酒以南方糯高粱为主要原料,重阳节前后投粮,一年一个生产周期,具有很强的季节性。以小麦制成的高温大曲作为糖化发酵剂,石壁泥底窖作为发酵容器,具有“高温制曲、高温堆积、高温发酵、高温流酒、生产周期长、贮存期长”四高两长的工艺特点,按酱香、醇甜、窖底香3 种典型风格酒体和不同轮次酒体分开单独贮存、逐年盘勾[5]。

由于地域以及生产条件的不同,北方区域酿酒原料主要采用粳高粱,原料费用得以有效控制。为更好地保持适宜的发酵温度,用大窖池或红土窖底的小酒窖代替条石窖作为发酵容器,灵活控制投粮季节,创造适宜的发酵条件。

1.2.2 酱香型麸曲酒

酱香型麸曲酒是采用酱香型大曲酒发酵过程中具有产酱香风味的微生物菌株,通过一系列微生物分离、培养技术,进一步发酵产生的一种独具特色的酱香型白酒。具有发酵期短、贮存期短、出酒率高“两短一高”优势,其工艺有着“四高一散”特点,即高温润料、高温堆积、高温发酵、高温流酒、酒醅松散[6]。高粱、小麦全部破碎投料,以石壁泥底窖为发酵容器,麸皮纯菌种制曲(白曲、酵母曲、细菌曲),采用母糟为配糟进行发酵,入窖发酵30 d 左右,得到具有典型酱香风格的白酒,但品质远不如酱香型大曲酒[7]。

1.2.3 酱香型碎沙酒

酱香型碎沙酒以粉碎高粱投料,用小麦制成高温大曲,辅以小曲等按比例制作成糖化发酵剂,以条石窖为发酵容器,入窖发酵30 d 左右,得到酱香突出的酱香型白酒,其工艺特点概括为:发酵时间短、贮存期短、出酒率高。该工艺吸收了酱香型大曲酒和酱香型麸曲酒的优势,大幅度降低了生产成本,提高了生产效率,但理化指标与特征成分均低于酱香型大曲酒,该类产品主要承载着酱香型白酒的中低端市场。

1.3 酱香型白酒酿造工艺中存在的问题

随着中国白酒科学化的发展,科学研究的方法和设备设施等也跟随进步,对酱香型白酒传统酿造工艺的认识也更加深入,存在的局限性逐步被发现。

吴广黔等[8]提供了一种酱香型碎沙酒的酿造方法。将酵母曲、细菌曲、白曲配合高效生物酶类制成特色酱香功能曲,用于酿造原料完全粉碎的酱香型白酒,从而提高酱香型碎沙酒的酒质和出酒率,发酵速度也随之加快。前提是必须以酱香型大曲酒丢糟为基础,而且微生物的数量较为单一,部分微生物难以参与到发酵过程中,虽然具有明显的酱香风味,但存在部分呈香呈味物质缺失,口感也有一定的欠缺。这样的思路违背了“好白酒喝出健康来”的高品质白酒生产理念,也满足不了对高品质酱香型白酒的需求。

李长江等[9]在传统酱香型大曲酒工艺的基础上,根据当地气候条件对工艺进行创新和改进。将整粒高粱作为酿酒的原料,目的是减少第一轮、第二轮次生产中的淀粉消耗,并对传统泡粮工艺进行改进,加以机械化辅助,减少人力和能源成本。将传统酱香型大曲酒酿造0.9∶1 的曲料比,增加至1∶1 的曲料比,从而增强其糖化与发酵作用。在高温堆积环节突破传统酱香型大曲酒工艺,堆积顶温超过50 ℃,促进了嗜热菌的繁殖并持续代谢发酵所需要的酶及产生酱香味物质,最后通过延长发酵时间增加基酒的总酸、总酯、总醛等。该工艺客观上提升了酱香型大曲酒的品质,但本质上与传统酱香型大曲酒工艺相似,且随着发酵时间的增加,出酒率会有所降低,生产成本也会有所提高。

赵娟等[10]在南方酱香型大曲酒工艺的基础上,提供了一种北方酱香型大曲酒的生产工艺,主要概括为:初冬下沙、一次性投粮、整粒高粱浸泡、使用两种高温大曲、七次蒸煮、六次发酵、五次取酒。北方相对于南方而言,气温更低,且多使用粳高粱,初冬下沙以及整粒高粱浸泡可以减少前期淀粉的消耗,减少第一轮、第二轮次的出酒量,提高大回酒时期的出酒率,接种特质强化酱香麦曲,突出酱香的风格,五次取酒避免了第一轮次和第七轮次酒质量较差的问题。该工艺具有较强的地域性,仅仅适用于山东局部区域,且与芝麻香型白酒风格类同,虽有酱香突出的特征,但酒体风格和传统酱香型大曲酒有所差异,应用范围也较狭窄。

2 两步续糟工艺的理论基础及其优点

2.1 两步续糟工艺的理论基础

第一步续糟工艺主要是为了提高出酒率和降低用曲量,首先让根霉菌及酵母菌等微生物大量繁殖生长,而后在厌氧条件下,通过根霉菌代谢的糖化型淀粉酶将淀粉较完全地转化为葡萄糖,酵母菌在细胞内酒化酶作用下将葡萄糖转化为乙醇,即边糖化边酒化[11]。将葡萄糖降解为丙酮酸,在丙酮酸脱羧酶的作用下,将丙酮酸脱羧形成乙醛,乙醛再通过酶的催化作用生成乙醇,同时产生酱香型大曲酒香味前体物质的酶系,为生香发酵提供充分的底物[12]。该工艺实现了用曲量少,出酒率高的目的。

在酱香型大曲酒发酵过程中,含有大量的醋酸、乳酸等有机酸,有机酸对酒精发酵有抑制作用[13]。不同有机酸对酵母酒精发酵的抑制能力不同,当酵母菌进入受抑制状态后,4 种有机酸形成的酸度值分别为:乳酸>2.4,醋酸>1.5,丁酸>0.5,己酸>0.24,酱香型大曲酒以乳酸、醋酸等物质形成其风味特征,是酱香型大曲酒出酒率较低的因素之一。酱香型大曲酒九次蒸煮、八次发酵、七次取酒、一年一个生产周期[14],在不断回酒与堆积发酵过程中,乙醇分子易挥发于空气中,造成乙醇分子的大量流失,是酱香型大曲酒出酒率较低的又一因素。

第二步续糟工艺主要是为了酱香型大曲酒主体香味物质的生成和降低大曲用量。胡国栋等[15]表示,酱香型大曲酒以呋喃化合物、芳香族化合物和吡嗪化合物为特征性成分;赵兴秀等[16]从某酱香大曲中分离了5 株产酱香微生物,分析其酱香成分发现吡嗪类物质和酮类物质含量较多,猜测吡嗪类物质和酮类物质对酱香型大曲酒风味贡献大。目前对酱香味的形成猜测可能与吡嗪类、呋喃类、酮类、酚类化合物以及某些高沸点酸与低沸点酯类物质有关,可能由多种物质复合呈香,在酒体中具有相对含量低、阈值低,呈酸性或中性等特点[17]。

第二步续糟发酵以堆积培菌的母糟为基础,在高温的条件下,嗜热的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等在生产中产生的某些生物酶[18]、氨基酸和糖通过美拉德反应产生糠醛类、酮醛类、二羰基化合物、呋喃类和吡嗪类化合物,对酱香型大曲酒风格的形成有重要作用[19]。这个阶段窖内发酵以细菌代谢为主,总酸、总酯、总醛等酱香型大曲酒主体香味物质大量生成。

两步续糟工艺相互分离,有利于提高酱香型大曲酒出酒率,提高糟醅生物酶的浓度和酒精浓度,促进酱香型大曲酒中乙酸乙酯、乳酸乙酯等香味物质的生成。

2.2 两步续糟工艺的优点

两步续糟工艺在续糟工艺与川法小曲酒酿造工艺的基础上,设计开发出一套新型酱香型大曲酒酿造工艺,具有用曲量小、酒质稳定等特点。

续糟工艺源于浓香型白酒中的“续糟配料”,即每次丢掉1/4 的老糟,剩下3/4 的老糟再加入1/4 的新粮,新粮老糟无限循环。由于续糟的循环使用,高沸点的高级脂肪酸及其酯类物质不断积累,在微生物的参与下,通过一系列的生化反应,形成了固有的呈香呈味物质[20]。结合川法小曲酒整粒粮投料和小曲用量小等工艺,节约了酱香型大曲酒生产过程中原料部分破皮环节的能源,显著降低了大曲用量,削弱了制曲过程曲虫泛滥等问题。有效规避了传统酱香型大曲酒工艺中第一轮次、第二轮次和第六轮次、第七轮次酒质涩杂味、枯糟味等缺陷问题,使每次产酒都是和第三轮、第四轮、第五轮次相当的高质量[21]。

3 两步续糟酿造酱香型大曲酒工艺的研究进展

针对酱香型大曲酒酿造工艺存在的不足,新型酱香型大曲酒酿造工艺将从原料预处理工艺、续糟发酵工艺等方面入手,关键工艺控制点如下。

3.1 原料预处理工艺的控制

酿酒原料主要采用泸州糯高粱,淀粉含量约为62.8%,支链淀粉占比超过90%,含有单宁、花青素等成分,其微生物降解的酚元化合物可赋予白酒特有的芳香[22]。

高粱预处理工艺本质上是高粱的清洗除杂和吸水糊化,充分糊化后为下一步培菌糖化打下基础,有利于微生物在熟粮上繁殖生长。新工艺主要用整粒高粱投料,每甑投粮为1200 kg,采用清蒸清烧工艺,使用蒸酒过程的冷却热水浸泡高粱,达到粮粒清洗和膨化的效果;再进行粮粒的蒸煮及复蒸,最终达到糊化的要求,具体的标准为:柔熟、不粘手、水汽干。从而有效避免传统高粱粉碎工艺在一定程度上带来的人力、能耗成本的增加,以及噪声与粉尘污染,改善了传统预处理环节的工艺时间较长、粮粒受热不均等问题。

3.2 第一步续糟工艺的控制

两步续糟工艺分为第一步续糟工艺和第二步续糟工艺,整个生产周期约40 d。第一步续糟工艺是将上一轮蒸馏摘酒后出甑摊晾的母糟做盖糟(将母糟覆盖在粮粒表面,起到保温、保湿作用),糖化结束后粮粒与盖糟拌和摊晾后入石窖密封完成产酒发酵得到产酒糟。第一步续糟工艺以培菌糖化、产酒发酵两个工艺为主,培菌糖化时间1~3 d(气温高时间短,气温低时间长),添加高粱总重量0.3%~0.8%的根霉曲,与麸皮拌和均匀收堆糖化箱,当糖化箱有舒适的蜜香味时,即可入石窖完成产酒发酵;产酒发酵时间5~15 d,以石窖为发酵容器,是液化、糖化、酒化的多边发酵过程,淀粉被根霉菌、酵母菌分解,最终转化为乙醇,并为生香发酵留下充足的底物[23]。

3.3 第二步续糟工艺的控制

第二步续糟是将上一轮蒸馏摘酒后出甑摊凉的母糟添加麸皮拌和收堆,培菌制曲得到酒曲糟,与从石窖完成产酒发酵后出窖的产酒糟混合入石壁泥底窖完成生香发酵。第二步续糟工艺以培菌制曲、生香发酵两个工艺为主,培菌制曲将上一轮蒸馏摘酒后的出甑母糟进行摊凉,每甑糟醅添加10~30 kg 的麸皮和0.5~2 kg 根霉曲进行曲料拌和,收堆培菌制曲,培菌制曲时间1~5 d(气温高时间短,气温低时间长),当曲料堆心温度达到40~60 ℃,表面长有1~5 cm 厚灰白色菌丝团,得到酒曲糟;生香发酵时间30 d 左右,将酒曲糟和上一轮出窖产酒糟拌和均匀装入石壁泥底窖密封,每甑糟醅加入10 %vol~30 %vol 的再制酒10~50 kg(再制酒由上一轮生产的丢糟酒和每甑蒸馏的酒头、酒尾稀释而成),开窖即得到上甑糟。在晾堂堆积培菌制曲的过程中,积累了大量的香味物质和产香的前体物质,这些物质对堆积发酵中微生物的生长、繁殖起着至关重要作用[24]。将晾堂堆积微生物带入石壁泥底窖完成生香发酵,醋酸菌、乳酸菌等微生物以乙醇分子为原料生成醋酸、乳酸等有机酸,与糟醅中乙醇分子进一步演化形成酱香型大曲酒的主要香味成分。具体工艺流程图见图1。

图1 两步续糟发酵法酿造酱香型白酒工艺流程图

3.4 两步续糟法酿造酱香型白酒工艺特点

通过上述理论研究与长期生产实践,针对酱香型大曲酒的不足,应当将产酒与生香分开进行[25]。首先进行第一步续糟发酵,利用根霉曲产酒高、发酵时间短的优点,迅速提高糟醅的乙醇浓度,在石窖等不易产酸的窖池内完成产酒发酵,得到产酒糟,理论上能够在最短时间内最大限度地提高酱香型大曲酒的出酒率。

进行第二步续糟发酵,母糟在晾堂中堆积培菌制曲,相当于“二次制曲”的过程,堆心温度最高能达到60 ℃,大大促进了以芽孢杆菌为主的嗜热菌的大量生长繁殖,进一步提高生物酶的浓度和酱香味前驱物质的含量,对生香发酵起到促进作用[26]。同时添加产酒糟实施回酒入窖发酵,提高糟醅中的乙醇浓度,促进酸类、酯类、醇类、醛类等物质的生成,并拌和酒曲糟入石壁泥底窖完成生香发酵。

3.5 新工艺与传统酱香型白酒工艺对比优势

(1)两步续糟法酿造酱香型白酒工艺使用整粒高粱作为酿酒原料,采用热水浸泡,除去高粱皮壳、泥沙等杂质,无粉尘污染,将高粱的生涩味、尘土味去除较为彻底,为酿造酒体的干净奠定了基础。传统酱香型白酒高粱部分粉碎,第一次投料粉碎比为17%~20%,第二投料粉碎比为27%~30%,粉碎过程存在粉尘污染风险,加95 ℃以上的热水润粮除掉高粱的生涩味、尘土味,多次晾堂翻造粮粒过程工人劳动强度较高。

(2)两步续糟法酿造酱香型白酒生产以根霉曲为主,且使用较少的根霉曲就能取得较好的糖化发酵效果,节约了企业的生产成本,有较高的经济效益。传统酱香型大曲酒,需要端午制曲,且制曲工序十分复杂,曲料比一般为1∶1,大曲消耗量大,生产成本较高。

(3)两步续糟法酿造酱香型白酒在每一个轮次中都会加入上一轮次出窖母糟,微量成分永续积累沉淀,品质越来越优异,且不存在较差轮次的酒质,所产酱香型白酒总酸含量为1.984 g/L,乙酸乙酯含量为3.198 g/L,己酸乙酯含量为0.078 g/L,远高于优质酱香型白酒的国家标准。传统酱香型白酒,品质不会随着时间变化越来越好,且一轮、二轮、七轮次酒酒质较差。

(4)两步续糟法酿造酱香型白酒工艺一个轮次仅需40 d,一年可生产多个轮次,不受季节的限制且有着较高的出酒率,最终出酒率为39.81%(原酒以55%vol 计)。传统酱香型白酒一年一个生产周期,出酒率为25 %左右。有效缓解了酱香型白酒市场紧张的局面。

4 展望

酱香型大曲酒酿造工艺是酿酒生产、技术人员智慧的结晶,其工艺精髓是不可替代的经典。但我们也应该在传承过程中不断创新,两步续糟法酿造酱香型大曲酒工艺有着用曲量小、酒质稳定等优势。本综述以“两步续糟”理论构建的两步续糟法酿造酱香型大曲酒工艺在理论上具有较完整的可行性,两次续糟工艺将产酒与生香实现了最大限度的能力展现,也简化了生产流程;结合了清香型小曲酒和浓香型大曲酒的工艺精华,提高了糟醅微生物的繁殖和代谢,加快了微量有机成分的代谢积累,促进了酱香味物质的生成[27]。后续研究会根据两步续糟工艺对相关技术难题进行攻关,以及提高酱香味物质的生成原理进行进一步实践研究。

猜你喜欢

酒率制曲酱香型
基于模糊数学评定与响应面法优化毛霉型豆豉制曲工艺
《中国酒曲制作技艺研究与应用》出版发行
自动化生产线酒醅发酵温度与原酒产量关联性研究
应用安琪酿酒曲糖化工艺的研究
乳酸菌与米曲霉酱油共制曲的研究
活性干酵母在浓香型大曲酒生产中的应用
多粮生料酿酒工艺的研究
微生物技术在酱香型白酒生产中应用
电子舌在不同轮次酱香型白酒区分识别中的应用
茅台酱香型酒糟和酒曲脂溶性成分及抗菌活性研究