固態法新酒重蒸餾分離雜醇油的工藝研究

陳雪鵬，余有貴，熊 翔，楊志龍

（1.邵陽學院食品與化學工程學院，湖南邵陽 422000；2.湖南湘窖酒業有限公司，湖南邵陽 422000）

傳統濃香型白酒生產采用固態法釀造工藝，在釀造過程中除主要生成乙醇外，還會生成雜醇油等醇類物質[1]。雜醇油又稱高級醇，是一類沸點較高的含有3 個碳以上的一元醇類物質的總稱[2]，其在人體內氧化速度比乙醇慢，在人體內停留的時間也較長，飲后易出現神經系統充血、頭痛等癥狀，影響人體健康和降低白酒飲用的舒適感[3]。白酒中適當的雜醇油能夠提升酒的口感，增加酒體的豐滿[4]，降低新酒中雜醇油含量已成為白酒質量控制的關鍵點。

目前，控制白酒中雜醇油的含量主要從微生物篩選及釀造工藝這兩個方向進行研究，陳良強等[5]利用TTC 培養基和乳酸培養基為分離培養基進行篩選，從醬香型白酒大曲和酒醅中獲得1 株低產雜醇油的酒精酵母，該菌產異丁醇、異戊醇濃度分別只有其他菌株的一半左右，該菌株可以用于醬香型白酒生產。徐巖等[6]的專利CN102226155A“中國醬香型白酒生產中高產乙醇低產雜醇油的酵母的篩選與應用”中，首次從中國白酒釀造過程中獲得了7 株高產乙醇低產雜醇油的酵母，這些酵母菌株用于釀酒工業，提高了酒的品質。郭輝祥等[7]通過對固態白酒釀造工藝參數與雜醇油分布規律關聯性的研究，從工藝角度調控發酵過程雜醇油生成量，通過對工藝參數的控制，雜醇油的含量得到調控，酒體口感質量得到穩定和提高，能夠對生產進行指導。傳統微生物選育研究與釀造工藝改進在一定程度上能夠降低發酵過程雜醇油的生成量，但保持選育出的菌種遺傳穩定性難度大，調整釀造工藝時的不可控因素多。本研究根據液態蒸餾原理，利用新酒中雜醇油與酒液中其他組分沸點不同的特性，對固態法新酒進行重蒸餾分離雜醇油，旨在降低新酒中雜醇油的含量，達到快速提高新酒酒質的效果。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

新酒酒樣：濃香型，酒精度為66%vol～67%vol，湖南湘窖酒業有限公司提供。

標準品試劑：正丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、正戊醇、異戊醇、仲戊醇、正己醇、乙酸正戊酯、2-乙基丁酸，色譜純，購于迪馬科技有限公司。

儀器設備：氣相色譜儀（7890B型），配備毛細管柱分流/不分流進樣系統，美國Agilent公司；純糧固態發酵白酒重蒸餾裝置：專利號CN 201410674381.1[8]，本研究室研發。

1.2 試驗設計

采用單因素試驗設計，分別研究蒸餾溫度、蒸餾酒樣體積、蒸餾時間、蒸餾壓力4 個因素對固態法白酒中的雜醇油分離效率的影響。

1.2.1 蒸餾溫度對新酒中雜醇油分離效率的影響

以新酒重蒸餾中雜醇油分離效率為指標，在酒樣體積600 mL、蒸餾時間100 min、蒸餾壓力0.1 MPa 不變的條件下，探究溫度（℃）分別為80、85、90、100、110時對雜醇油分離效率的影響。

1.2.2 蒸餾酒樣體積對新酒中雜醇油分離效率的影響

以新酒重蒸餾中雜醇油分離效率為指標，在蒸餾溫度80 ℃、蒸餾時間100 min、蒸餾壓力0.1 MPa不變的條件下，探究酒樣體積（mL）分別為400、500、600、700、800時對雜醇油分離效率的影響。

1.2.3 蒸餾時間對新酒中雜醇油分離效率的影響

以新酒重蒸餾中雜醇油分離效率為指標，在蒸餾溫度80 ℃、酒樣體積600 mL、蒸餾壓力0.1 MPa不變的條件下，探究蒸餾時間（min）分別為60、80、100、120、140對雜醇油分離效率的影響。

1.2.4 蒸餾壓力對新酒中雜醇油分離效率的影響

以新酒重蒸餾中雜醇油分離效率為指標，在蒸餾溫度80 ℃、酒樣體積600 mL、蒸餾時間100 min不變的條件下，探究蒸餾壓力（MPa）分別為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9對雜醇油分離效率的影響。

1.3 雜醇油的測定

采用氣相色譜內標法進行定量定性分析測定雜醇油[9]。

氣相色譜條件：Agilent 安捷倫CP-Wax 57 CB毛細管柱(0.25 mm×50 m×0.2 μm)；載氣為N2，流速為1.0 mL/min，進樣方式為分流進樣，分流比：20∶1，進樣量：1 μL，平衡時間：1 min，進樣口溫度：200 ℃，檢測器溫度：300 ℃；升溫程序：初始溫度40 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至50 ℃保持6.5 min，再以6 ℃/min 升至90 ℃保持5 min，再以10 ℃/min升至130 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至190 ℃保持1.4 min，再以10 ℃/min升溫至195 ℃保持20 min。氣體流量：氫氣30 mL/min，空氣400 mL/min，FID 尾吹氣25 mL/min。

雜醇油分離效率計算：

式中：X——雜醇油分離效率，%；

W1——餾分酒液組分雜醇油含量，g/L；

W——新酒中雜醇油含量，g/L。

1.4 數據處理

采用Origin8.0 進行圖表繪制。用SPSS 22.0 軟件對數據進行單因素方差分析（one-way ANOVA），數據以“平均值±標準差”表示，統計數據為3次實驗的平均值。

2 結果與分析

2.1 蒸餾溫度對新酒中雜醇油分離效率的影響（圖1）

由圖1 可知，新酒中雜醇油的分離效率在80～110 ℃之間隨著溫度的升高而呈現下降的趨勢。根據不同物質沸點不同的特性，酒精分子的沸點較低，雜醇油的沸點較高，在新酒重蒸餾過程中，酒精先從蒸餾釜中餾出，雜醇逐漸富集在蒸餾釜中[10]。在重蒸餾溫度為80 ℃時，酒精分子開始餾出，酒液中酒精組分與雜醇油組分開始分離，分離效果顯著。當溫度高于80 ℃時，隨著重蒸餾溫度的升高，新酒中雜醇油組分被酒精組分攜帶出來，雜醇油的分離效率下降。由表1 可知，在重蒸餾過程中，溫度對雜醇油的分離效率的影響較大，隨著蒸餾溫度的升高，雜醇油的分離效率呈下降趨勢，除100 ℃、110 ℃之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01），蒸餾溫度以80 ℃的分離效率最高，綜合分析，確定分離雜醇油的較適宜的重蒸餾溫度為80 ℃。

表1 蒸餾溫度對雜醇油分離效率的影響

2.2 蒸餾酒樣體積對新酒中雜醇油分離效率的影響（圖2）

由圖2 可知，新酒中雜醇油的分離效率在400～600 mL 之間時，隨著酒樣體積的增加逐漸升高，當酒樣體積為600 mL 時，雜醇油的分離效率最高。隨著酒樣體積的繼續增加，在酒樣體積600～800 mL 之間時，雜醇油的分離效率開始下降。在酒樣進入蒸餾釜進行重蒸餾過程中，當加入酒樣體積在400～600 mL 時，隨著體積的增加，蒸餾釜中的酒樣組分開始不斷餾出，氣液兩相組分之間逐漸達到動態平衡，酒液中雜醇油組分與其他組分的分離程度隨之提高。當酒樣體積大于600 mL 時，酒液的加熱與傳熱時間增加[11]，蒸餾釜中的酒樣達到氣液兩相組分平衡狀態時間增加，雜醇油組分與酒精的分離難度增大，不利于酒樣中雜醇油組分的分離，分離效率下降。由表2 可知，在重蒸餾過程中，蒸餾酒樣體積對雜醇油的分離效率的影響較大，蒸餾酒樣體積對雜醇油分離效率呈現先上升再下降的趨勢，蒸餾酒樣體積以600 mL 的分離效率最高，除400 mL、700 mL 之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01）。綜合分析，確定分離雜醇油的較適宜的重蒸餾酒樣體積為600 mL。

表2 蒸餾酒樣體積對雜醇油分離效率的影響

2.3 蒸餾時間對新酒中雜醇油分離效率的影響（圖3）

由圖3 可知，新酒中雜醇油的分離效率在60～100 min 之間隨著重蒸餾時間的延長而升高，當酒樣的重蒸餾時間在100 min 時，新酒中雜醇油的分離效率最高。當酒樣重蒸餾時間在100～140 min時，雜醇油的分離效率開始下降。在重蒸餾時間60～100 min 時，隨著重蒸餾時間的延長，酒精組分被不斷的餾出，雜醇油富集在蒸餾釜中，其與酒液的分離程度也隨之提高，蒸餾時間超過100 min時，隨著加熱的進行，酒液中的其他組分不斷被餾出，雜醇油與其他組分被一同餾出，酒液中雜醇油組分的分離效果開始下降。由表3 可知，在重蒸餾過程中，蒸餾時間對雜醇油的分離效率的影響較大，雜醇油分離效率也呈現先上升再下降趨勢，蒸餾時間以100 min 的分離效率最高，除60 min、140 min 之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01）；綜合分析，確定分離雜醇油較適宜的重蒸餾時間為100 min。

表3 蒸餾時間對雜醇油分離效率的影響

2.4 蒸餾壓力對新酒中雜醇油分離效率的影響（圖4）

由圖4 可知，重蒸餾壓力對新酒中雜醇油的分離效率有明顯的影響，新酒中雜醇油分離效率在0.1～0.9 MPa 之間隨著壓力的上升，雜醇油的分離效率不斷下降，在重蒸餾壓力0.1 MPa時，雜醇油的分離效率最高。這是因為酒樣在重蒸餾過程中隨著壓力的提高，酒液的酒精-水溶液體系中各組分的沸點也隨之升高[12]，酒液的汽化難度增大，酒精與雜醇油的分離難度提高。在一定的時間和溫度下，酒液中的雜醇油組分分離效率下降。由表4 可知，在重蒸餾過程中，蒸餾壓力對雜醇油的分離效率的影響較大，隨著蒸餾壓力的升高，雜醇油的分離效率呈現下降趨勢，除0.5 MPa、0.7 MPa、0.9 MPa之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01），蒸餾壓力以0.1 MPa 的分離效率最高。綜合分析，確定分離雜醇油的較適宜的重蒸餾壓力為0.1 MPa。

表4 蒸餾壓力對雜醇油分離效率的影響

3 結論

通過固態法新酒重蒸餾分離雜醇油試驗，探究重蒸餾工藝參數對雜醇油分離效率的影響，結果表明：（1）隨著蒸餾溫度從80 ℃上升到110 ℃時，雜醇油的分離效率呈下降趨勢，除100 ℃、110 ℃之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01），蒸餾溫度以80 ℃的分離效率最高；（2）隨著蒸餾酒樣體積從400 mL 增加到800 mL時，雜醇油分離效率呈現先上升再下降的趨勢，蒸餾酒樣體積以600 mL的分離效率最高，除400 mL、700 mL 之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01）；（3）隨著蒸餾時間從60 min 延長到140 min 時，雜醇油分離效率呈現先上升再下降趨勢，蒸餾時間以100 min 的分離效率最高，除60 min、140 min 之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01）；（4）隨著蒸餾壓力從0.1 MPa 上升到0.9 MPa 時，雜醇油的分離效率呈下降趨勢，蒸餾壓力以0.1 MPa 的分離效率最高，除0.5 MPa、0.7 MPa、0.9 MPa 之間差異不顯著（P＞0.05）外，其他水平之間差異極顯著（P＜0.01）。重蒸餾降低新酒雜醇油試驗研究結果為縮短固態法新酒貯存時間提供了新的方式，為進一步優化液態重蒸餾工藝奠定了基礎。