醬香型白酒最佳“斬酒頭”數量的分析研究

陳 勇，楊 強，葉 燦，何發軍

（貴州習酒股份有限公司，貴州習水 564622）

白酒是世界主要蒸餾酒之一，是中國特有的傳統酒種[1]。2022 年全國白酒行業累計銷售收入6626.5億元，其中醬香型白酒實現銷售收入2100億元，產生了巨大的經濟和社會效益[2]。為深入貫徹習近平生態文明思想，全面落實黨中央、國務院關于生態文明建設的重大決策部署，堅持綠色低碳發展，踐行綠水青山就是金山銀山的理念；堅持節約資源和保護環境的基本國策，積極建設資源節約型和環境友好型企業，推動企業轉型升級，促進企業可持續發展[3]，近年來白酒釀造企業掀起一陣技術革新、設備更新熱潮，白酒釀造冷凝設備實現從水冷到風冷的轉型升級。風冷設備在各大酒企的全面應用，推動了企業產業的轉型升級，促進了企業的可持續發展，減輕了污水處理壓力和環保輿論壓力，實現了對餾酒溫度的精準掌控。風冷設備在釀酒行業的使用是一種全新嘗試，對于上甑取酒時的影響目前尚無明確的數據支撐。

在新版《白酒工業術語》國家標準中，對酒頭和酒尾的概念做出了如下修訂：酒頭是指蒸餾初期截取出的酒精度數較高的餾出物；酒尾是指蒸餾后期截取出的酒精度數較低的餾出物[4]。酒頭中含有醛類、甲醇、高級脂肪酸酯以及雜醇油等物質；酒尾中除乙醇和水以外，還含有醛、酯、醇、酸等多種微量成分，其中乙酸和乙酸乙酯含量最高。造成酒體渾濁的主要因素是高級脂肪酸酯，棕櫚酸乙酯、油酸乙酯與亞油酸乙酯并稱為白酒中的三大高級脂肪酸乙酯[5]，不溶于水，沸點高，溶于乙醇，難揮發，在白酒中的溶解度隨溫度及酒度的增高而升高，當其在酒體中含量過高或環境溫度、酒體酒度降低時會導致酒體渾濁，影響白酒品質。相關研究表明，3種高級脂肪酸乙酯是白酒的重要風味物質，可以增加酒的厚重感，減少干澀，增強后味[6]，含量在低度酒中超過2 mg/L 時，酒體就會呈渾濁狀態[7]。嚴格控制高級脂肪酸乙酯含量對提升白酒品質有著重大意義。由于在蒸餾過程中高級脂肪酸乙酯主要存于酒頭中，截取科學合理的酒頭數量成為了控制高級脂肪酸乙酯含量的有效措施。本實驗通過研究使用風冷設備上甑取酒時酒頭截取的合理范圍，為白酒釀造生產中新型設備的投入使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：取車間生產綜合酒樣，具體方法見1.2。

試劑及耗材：乙酸正戊酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯等標準品（均為色譜純），上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

儀器與設備：氣相色譜儀8890，美國Agilent 公司；電子天平（0.0001 g），美國OHAUS公司。

釀酒設備：上甑取酒過程中用到的設備包括底鍋、甑桶、甑蓋、彎管、冷凝器（風冷）、接酒桶等，如圖1 所示。底鍋、甑桶、甑蓋、彎管、接酒桶，遵義市永勝金屬設備有限公司；冷凝器（風冷），紹興赤兔龍機械科技有限公司。

圖1 上甑取酒設備圖

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品取樣方法

樣品取樣分為3 種取樣方式，酒頭是從“牛尾”處流酒開始取樣，連續不間斷取樣，每0.5 kg 酒頭為一個樣，依次取樣10 次，樣品編號為1—10 號；酒尾是摘酒完成后,連續不間斷接尾酒2 桶，每桶55 kg，依次在2 桶尾酒中取0.5 kg 作為一段尾酒和二段尾酒；綜合酒樣是選取同一窖池7 甑糟醅在相同蒸餾氣壓和餾酒溫度下對其進行不同酒頭數量的“斬取”，分別為2 kg、4 kg、6 kg、8 kg、10 kg、12 kg、14 kg，在流酒結束后對其相應的基酒取綜合樣。

1.2.2 氣相色譜分析

Agilent 氣相色譜儀8890，色譜條件：色譜柱：Aglient DΒ-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μ m）；進樣量：1 μ L，分流比30∶1；進樣口溫度：250 ℃；升溫程序：35 ℃平衡3 min，3 ℃/min 升至100 ℃，7 ℃/min升至200 ℃保持16 min。

2 結果與分析

2.1 酒體渾濁原因分析

根據醬香型白酒取酒溫度35～45 ℃的工藝要求，分別對風冷設備進行測試，記錄自上甑完成蓋盤到餾酒溫度達到35 ℃的過程時間，通過對20 臺風冷設備的測試發現，從蓋盤到餾酒溫度達到35 ℃所花時間在10 min 左右，特別是在前5 min，從風冷設備流出來的白酒呈現渾濁狀態，隨著酒精濃度的升高，酒體逐漸變得清澈。研究表明，其主要原因是白酒酒頭中的三大高級脂肪酸乙酯（棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯）的混合物造成了白酒渾濁。三大高級脂肪酸乙酯是相應的脂肪酸與乙醇酯化的結果,由酵母菌發酵得到，隨蒸餾帶入酒中，在高濃度的酒精中極易溶解，在低濃度酒精中溶解度降低甚至呈乳白色絮狀析出。它們的溶解度還與溫度有關，溫度升高時溶解度增大，溫度降低時溶解度減少。醬香型白酒在餾酒時的酒精濃度、溫度隨時間變化曲線如圖2 所示。該曲線的時間是將酒頭去掉后開始計時5 min/次，直到摘酒完畢，不算接尾酒時間。由于前期高級脂肪酸乙酯含量較高，餾酒溫度與酒精濃度較低，酒體呈渾濁狀態，后隨著酒精濃度、溫度的增加，酒體也隨之變得清澈，當白酒濃度開始下降，高級脂肪酸在白酒中的含量比例下降，直至53 %vol 摘完酒，溫度35～45 ℃范圍內，酒體保持清澈狀態。

圖2 白酒酒精度變化曲線

圖3 為酒尾濃度、溫度隨時間變化曲線，該曲線的時間是摘酒后開始計時3 min/次。直到尾酒濃度為零后結束測量，24 min 時結束尾酒接取，關閉風冷。風冷設備使用的餾酒管道全部為304 食品級不銹鋼，在停止加熱后，相較于傳統水冷，風冷設備管道降溫快，保溫性能差，管道中余留的部分蒸汽，特別是蒸汽中的高級脂肪酸乙酯在低溫環境下會快速附著在風冷管道內壁上，無法排出，導致下一甑酒體的高級脂肪酸乙酯含量增加，周而復始不斷積累，嚴重影響酒體質量，因此適當增加“斬酒頭”的數量成為目前解決上述問題的主要措施。

圖3 酒尾酒精度變化曲線

2.2 高級脂肪酸乙酯在酒體中分布情況

如表1 所示，分別對使用風冷設備班組的同一甑酒的酒頭、一段酒尾、二段酒尾取樣，使用氣相色譜儀測量其高級脂肪酸乙酯含量，結果如下：

表1 高級脂肪酸乙酯在酒體中分布情況（mg/L）

可以看出，在醬香型白酒生產中高級脂肪酸乙酯主要存在于酒頭之中，其含量遠高于酒尾，因此，“斬酒頭”是保證醬香型基酒質量的關鍵工序。

2.3 風冷設備的使用對酒頭存在的影響

隨著風冷設備的普遍使用，原水冷設備的日常生產經驗是否還能夠照常運用于現在？為此，特設計實驗通過上甑結束蓋盤后從餾酒開始觀測風冷設備及水冷設備酒體溫度變化情況，對兩者溫度升至35 ℃所需時間進行對比，觀察兩種設備的區別及分析可能對基酒中高級脂肪酸乙酯含量產生的影響。

實驗觀測條件：室溫18 ℃、相同的蒸餾氣壓（0.04 MPa）、提前設定好風冷溫度（自動，35 ℃）、水冷設備調整至常規使用狀態（不具備設定溫度條件），如圖4所示。

圖4 兩種冷凝設備流酒溫度隨時間變化情況

通過上述實驗發現，風冷設備酒體溫度無法達到自身設定值，穩定在低于溫度設定值的1～2 ℃范圍內，因此在實際使用過程中想要達到目標餾酒溫度通常需要將設定值調整至高于目標溫度1～2 ℃；同時，相較于水冷設備、風冷設備使用過程中餾酒溫度達到目標溫度所需要的時間較長。由于自身工作原理，在風冷設備使用過程中不具備通過人為調整蒸餾氣壓縮短升溫時間的條件。為了探索兩種設備使用過程中對酒體高級脂肪酸乙酯含量的影響，特設計以下實驗加以觀察分析。

實驗對同輪次同窖糟醅風冷（設定溫度值40 ℃）及水冷（常規使用狀態下）設備的酒頭（從“牛尾”處流酒時開始取樣,蒸餾氣壓0.04 MPa），連續不間斷取樣，每0.5 kg 酒頭為一個樣，依次取樣10 次，樣品編號為1—10 號，通過氣相色譜儀測量高級脂肪酸乙酯含量及其在酒頭中的變化趨勢，如圖5、圖6所示。

圖5 水冷設備高級脂肪酸乙酯變化曲線圖

圖6 風冷設備高級脂肪酸乙酯變化曲線圖

由本次測量數據可以得出，如圖7 所示，冷凝設備不同，3 種高級脂肪酸乙酯在酒頭中的含量也有所區別，其中，水冷設備前4 個樣中3 種高級脂肪酸乙酯含量變化無明顯規律，第5 個樣達到峰值，之后3 種高級脂肪酸乙酯含量均逐步減少，第10 個樣時均遠低于200 mg/L，棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯分別為65.12 mg/L、39.91 mg/L、101.93 mg/L。風冷設備總體變化規律大致與水冷設備相同，只是其在各樣品階段3 種高級脂肪酸乙酯含量均高于水冷，到第10 個樣時，其棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯分別為503.38 mg/L、313.6 mg/L、884.57 mg/L，是水冷設備第10個樣的8倍左右。

圖7 兩種冷凝設備高級脂肪酸乙酯總含量情況

由此可以得出，風冷設備酒頭中高級脂肪酸乙酯含量遠遠高于水冷設備，隨著餾酒時間的推移其高級脂肪酸乙酯減少的趨勢也更加平緩。以上結論導致原使用水冷生產時“斬酒頭”數量不再適用于現在的風冷設備生產。

2.4 風冷設備使用過程中最佳“斬酒頭”數量的探索

為了控制基酒中高級脂肪酸乙酯總含量，保證基酒品質，探索風冷設備使用過程中最佳“斬酒頭”數量，為日常生產工作提供幫助，本次取同窖糟醅7 甑，在相同蒸餾氣壓和流酒溫度下對其進行不同“斬酒頭”數量，分別為2 kg、4 kg、6 kg、8 kg、10 kg、12 kg、14 kg，在流酒結束后對其相應的基酒綜合樣品用色相氣譜儀進行高級脂肪酸乙酯含量的測定，根據測定結果得出最佳“斬酒頭”數量。由于我國相應的行業標準對醬香型白酒中高級脂肪酸乙酯含量未做出規定，因此該實驗以本公司內部標準為實驗目標數據，即3 種高級脂肪酸乙酯（棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯）在基酒中的總含量不得高于100 mg/L，如圖8所示。

圖8 高級脂肪酸測定數據

結果如圖9 所示，隨著“斬酒頭”數量的增加，基酒中高級脂肪酸乙酯總含量呈逐步減少趨勢，且隨時間推移逐漸趨于平緩，基酒中高級脂肪酸乙酯總含量越加趨于穩定。當“斬酒頭”數量在8 kg時，基酒中高級脂肪酸乙酯總含量為94.86 mg/L，符合醬香型白酒的質量要求。再次增加“斬酒頭”數量可以使基酒中高級脂肪酸乙酯總含量進一步減少，但也會造成基酒數量減少。在醬香型白酒生產中，使用風冷設備作為冷凝器時，最佳“斬酒頭”數量為8 kg。

圖9 不同“斬酒頭”數量高級脂肪酸乙酯情況

3 結論

為貫徹國家環保政策方針，進一步節約水資源，風冷設備普遍被運用到醬香白酒生產之中。但由于風冷設備的工作原理及其自身特質，導致酒頭中高級脂肪酸乙酯含量遠遠高于水冷設備，且在酒頭中存在的時間長、跨度大，導致原使用水冷作為冷凝器時“斬酒頭”數量不再適用于當下生產，本次通過多組實驗測定對比得出醬香型白酒生產中風冷設備最佳“斬酒頭”數量為8 kg，這對提高醬香型白酒質量有著十分重大的意義。