濃香型白酒蒸餾取酒工藝的研究與實踐應(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；3.四川省分析測試服務(wù)中心，四川成都 610023）

我國幅員遼闊，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的多樣性。濃香型白酒作為中國白酒的典型代表酒種，以其綿延千年的悠久歷史、獨步酒林的生產(chǎn)工藝、醇香濃厚的獨特口感在白酒產(chǎn)業(yè)中獨領(lǐng)風(fēng)騷，是十二大香型白酒中產(chǎn)銷量最大（市場占有率達白酒總量的50 %以上）、最適合中國人飲用習(xí)慣和消費者接受度最高的香型之一，為推動中國白酒產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

近年來，四川乃至全國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)的反常現(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，針對這一技術(shù)難題，四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院[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)性和針對性的預(yù)防應(yīng)對措施。從長遠(yuǎn)打算，通過系統(tǒng)性工藝改進措施使發(fā)酵進入良好運行狀態(tài)很有必要，但濃香型白酒釀造具有開放式生產(chǎn)、多微共酵、續(xù)糟配料和混蒸混燒的工藝特點，加之發(fā)酵環(huán)境是一個多樣化、各相關(guān)性功能菌共同作用后集中展現(xiàn)的平臺，在控制某一參數(shù)時很可能會導(dǎo)致另一參數(shù)的改變[7]，從釀造端入手實施“增己降乙”復(fù)雜系統(tǒng)工程，難以在短時間內(nèi)改變原酒“乙大于己”的量比關(guān)系失調(diào)問題，需要長時間地不斷試驗和完善。

為了盡快改變原酒己/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)工藝與強化質(zhì)量管理的基礎(chǔ)上，對蒸餾取酒工序?qū)嵤╆低敖Y(jié)構(gòu)與分段摘酒兩步改良法，以期通過第一步的甑桶改良對甑內(nèi)熱傳導(dǎo)的速率及傳遞的均勻性進行調(diào)控以改善“甑邊效應(yīng)”現(xiàn)象，通過第二步的原酒骨架成分分析對動態(tài)蒸餾摘酒過程進行科學(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（實驗甑與對照甑）進行蒸餾取酒。

1.1.2 實驗裝置

甑底蒸汽分布器有2 種形狀，對照甑蒸汽分布器為一側(cè)進汽單環(huán)形（圖1A），實驗甑蒸汽分布器為中部進汽花灑形（圖1B）。

圖1 實驗裝置

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗甑與對照甑設(shè)置方法

選取同一車間2 個相同型號規(guī)格的不銹鋼甑桶作為實驗甑與對照甑，其中對照甑甑底采用一側(cè)進汽單環(huán)形蒸汽分布器（圖1 A）；實驗甑甑底采用中部進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，實驗甑與對照甑其余蒸餾參數(shù)相同。

表1 蒸餾參數(shù)

1.2.2 溫度傳感器布控方法

在對照甑與實驗甑距酒糟頂層下方10 cm 處，從甑桶中心至甑邊緣沿徑向等距離（≈7.5 cm）排布13 個溫度傳感器，記錄固態(tài)蒸餾過程蓋盤、前段、中段、后段及斷花5 個關(guān)鍵時間節(jié)點甑內(nèi)糟醅的溫度變化情況。

1.2.3 蒸餾取酒方法

對照甑與實驗甑上甑蒸餾操作由經(jīng)驗豐富、操作熟練的同一工人嚴(yán)格遵照“輕、松、準(zhǔn)、薄、勻、平”的工藝要求進行，共進行4 輪蒸餾取酒實驗，每輪2 甑。蒸餾取酒時間控制在每甑24～26 min，從餾酒接酒頭開始計時（0 min）到斷花后接酒尾，以500 mL 為一個餾分，連續(xù)接取14 個餾分，編號后進行分析。

1.2.4 分析方法

酒精度的測定參考GB 5009.225—2016。

總酸、總酯的測定參考GB/T 10345—2007。

色譜骨架成分的測定參考CNAL X6101.1501—2005。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸餾取酒過程甑內(nèi)酒醅徑向溫度變化特征

13 個徑向糟醅點位的瞬時溫度監(jiān)測結(jié)果表明（圖2），在剛蓋盤時（-2～0 min），對照甑徑向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 ℃，實驗甑甑內(nèi)酒醅徑向溫度基本一致，為75 ℃左右；出酒時（0 min），對照甑內(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（≈4 min），對照甑內(nèi)酒醅溫度較實驗甑低5～8 ℃；從取中段酒（≈7 min）至斷花（≈24 min），實驗甑與對照甑內(nèi)酒醅溫度無明顯差異。

圖2 對照甑和實驗甑酒醅升溫曲線圖

甑邊效應(yīng)產(chǎn)生的實質(zhì)是由于甑邊區(qū)的糟醅同時受到不銹鋼側(cè)向加熱和甑底蒸汽加熱兩個熱源的作用，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)域先來酒而甑中心部分后來酒[8-9]。研究表明，在前段酒斷酒時甑邊幾厘米區(qū)域內(nèi)酒精度已降至36%vol 以下，此時正是尾酒雜質(zhì)大量餾出的時刻，在中段酒摘酒時中心甑區(qū)正高產(chǎn)酒精度在70%vol 以上的酒體，此時甑邊區(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]。本研究采用中部進汽花灑形蒸汽分布器，一方面，花灑形蒸汽分布器中間開孔多，邊緣開孔少，蒸汽從中心部位進入后通過四周對稱的圓孔均勻分散并上升，克服了對照甑從一端進汽呈單環(huán)形分散而產(chǎn)生蒸汽徑向分布不均的缺陷；另一方面，實驗甑不銹鋼內(nèi)壁通過用與酒醅導(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。實驗甑甑內(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“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

在蒸餾取酒過程，不同餾分因沸點和極性差異呈現(xiàn)不同的餾出規(guī)律。多數(shù)企業(yè)在實際生產(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)，跟蹤實驗甑在動態(tài)蒸餾過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，且乙酸乙酯沸點較低，在蒸餾過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)隨蒸餾時間延長逐漸降低，14～24 min 時間范圍內(nèi)保持相對穩(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)系隨蒸餾時間的變化規(guī)律

乙酸、己酸、丁酸等有機酸類物質(zhì)及總酸在蒸餾過程餾出規(guī)律基本一致，在0～18 min 時間范圍內(nèi)，隨蒸餾時間的延長呈緩慢上升趨勢，18～26 min 時間范圍內(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)較難從酒醅中擴散出來，其餾出量相對較少；隨著酒度的下降，水蒸汽相對量增加，酒醅溫度上升，有助于水溶性有機酸從酒醅中擴散出來，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較高[11]。

正丙醇、正丁醇和異丁醇含量隨蒸餾時間的增加而降低，異戊醇在蒸餾過程呈先升高后降低的趨勢。這是由于醇類物質(zhì)的餾出主要受自身沸點影響，正丙醇、正丁醇和異丁醇的沸點相對較小使得其在較低溫度時便開始汽化，在酒頭中就有較多量揮發(fā)出來，隨時間的推移其含量逐漸降低；異戊醇沸點相對較高故需要較高汽化溫度，因此蒸餾剛開始時其揮發(fā)量相對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，乙醛沸點較低（20.2 ℃），大部分在蒸餾前期很快被蒸餾出來，隨蒸餾時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 個餾分各100 mL，降度至52 %vol，組織經(jīng)驗豐富的班組長與評酒委員5人形成鑒評組，對上述酒樣進行口感嘗評，結(jié)果見表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收結(jié)果

經(jīng)鑒評組嘗評，各餾分按香氣口感特征大致可劃分為6 個階段，餾酒開始至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 動態(tài)蒸餾過程量質(zhì)摘酒段次的確定及實踐應(yīng)用

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

根據(jù)對蒸餾過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)上開展蒸餾取酒工藝對比研究。其中，對照甑甑體未經(jīng)改良，按原“三段式”方案摘酒；實驗甑實施甑桶結(jié)構(gòu)與“六分法”摘酒兩步改良工藝，即在實驗甑甑桶內(nèi)壁加裝木片及采用花灑式蒸汽分布器，酒身摘酒過程除面糟按原“三段式”方案摘酒外，其余酒醅蒸餾摘酒過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）。

通過連續(xù)跟蹤試驗班組蒸餾取酒試驗結(jié)果表明，實驗甑綜合原酒產(chǎn)量較對照甑高約1.5%，優(yōu)級酒收得率提高2 %，總酸差異性不明顯，總酯較對照甑平均下降5.5 %，這是由于改進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脂肪酸酯進入酒身；實驗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，酒體主體香味相對突出，且所述蒸餾取酒兩步法改良工藝實施成本較低、周期較短，具有較高的實用價值和經(jīng)濟價值，可作為固態(tài)法濃香型原酒“增己降乙”系統(tǒng)工程中的一條針對性應(yīng)對措施。