降低白酒雜醇油技術的研究進展

袁春芳，蘇 建，張富勇，茍梓希，劉 莉，陳仕江，安明哲

（四川宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000）

中國白酒具有豐富而獨特的風格特征，是以富含淀粉的糧谷為原料，以大曲、小曲或麩曲為糖化發酵劑，經蒸煮、糖化、發酵、蒸餾、陳釀、勾兌而成的一種飲料酒，主要由水、乙醇、微量成分組成，其中水和乙醇占比約98%，微量成分占比約2%。由于白酒釀造生態環境、原料、工藝和陳釀條件的不同，造成了不同香型甚至同一香型白酒微量成分的差異，它們顯著影響著白酒的品質和風格。白酒中的微量成分種類十分豐富，包括醇類、有機酸、酯類、醛類等多種物質，其中不乏對白酒風味和人體健康有益的成分，但同時也存在著有害物質。這些有害物質的存在給白酒品質和風味帶來了負面影響，降低優質白酒產量，阻礙著白酒產業發展。

雜醇油又稱高級醇，指三個及三個碳原子以上的一元醇類，是白酒中重要的芳香組分，其主要成分是正丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇、正己醇和β-苯乙醇等。適量的雜醇油能使酒體具有豐滿的香味和口感，增加酒的協調性。但是當白酒中雜醇油含量過低，則酒味淡薄，酒體不豐滿，口感較差；過高，則不僅使酒體呈現出苦、澀、沖辣，降低白酒感官質量，且消費者飲后易出現頭痛、頭暈等癥狀，對人體健康造成危害。此外，雜醇油溶于乙醇而不溶于水，在酒度降低時析出酒體呈油狀，是導致降度白酒渾濁的原因之一。因此，適當控制白酒中雜醇油含量對白酒品質提升以及消費者健康至關重要。

在傳統的白酒釀造過程中，雜醇油是酵母正常代謝的副產物，其形成主要有兩條途徑：一種是以氨基酸為基質的降解代謝（Ehrlich代謝機制），一種是以糖為基質的合成代謝（Harris 代謝機制），如圖1 所示。在目前的白酒生產過程中，主要圍繞選育低產雜醇油菌株、工藝優化、后處理三個方面展開研究工作，以期降低白酒中雜醇油含量，使其控制在合適的范圍內。

圖1 雜醇油的形成機理

1 選育低產雜醇油菌株

選育低產雜醇油菌株是一種以期在源頭上解決雜醇油產量高的方式，其中，自然選育是最為傳統的育種方法。陳良強等從醬香型白酒大曲和酒醅中獲得一株低產雜醇油高產乙醇的粟酒裂殖酵母，具有耐高溫、乙醇和酸的性能，其異丁醇和異戊醇的產量僅為其他粟酒裂殖酵母的51.0 %和53.4%。衛云路等從酒曲中篩選出一株同時具備低產雜醇油和高產乙醇能力的釀酒酵母，并將其添加至米曲中，結合發酵新工藝，雜醇油含量明顯下降。袁華偉等從濃香型白酒生產大曲和糟醅中篩選出一株耐糖、耐乙醇性能較好的低產雜醇油釀酒酵母。與常用釀酒酵母菌相比，該菌的雜醇油產量降低了23.53%，而產乙醇的能力持平，且其他香氣成分產量幾乎沒有影響。

微生物誘變育種和基因工程改造也是常見的兩種研究方法。朱莉娜等通過微波誘變選育出低產雜醇油高產酒精的突變菌株，其遺傳穩定性較好。王國正等對低產雜醇油的酵母菌株CF4 采用常溫常壓等離子體誘變方法，選育得到一株可降低雜醇油產量20 %的酵母ARTP5。張瑞瑞利用逆轉錄-聚合酶鏈式反應（RT-PCR）擴增酯化酶基因，連接、轉化大腸桿菌（Escherichia）構建酯化酶，篩選得到構建酯化酶的乙酸正丙酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯酶活均達到初始酯化酶酶活的2 倍以上，降低雜醇油同時豐富酒中酯類物質，使酒體口感更飽滿。

張翠英等通過將低產雜醇油的酵母菌加入到小曲白酒釀造中，以研究低產雜醇油酵母菌對白酒發酵的影響。結果顯示，選育酵母的添加對半固態發酵小曲酒酒度、殘糖、總酸和總酯基本無影響，但卻使雜醇油含量降低了37.2 %，其中正丙醇、異丁醇和異戊醇分別降低了20.6 %、32.3 %和50.8%。而在小曲酒固態發酵過程中，選育酵母的添加對小曲酒酒度、殘糖、總酸和總酯基本無影響，雜醇油含量的降低也并不明顯。

低產雜醇油菌株的添加有可能從根源上解決白酒酒體中雜醇油含量問題，但白酒是多種微生物混合發酵、共同作用下的產物。雜醇油的降低可能只是一兩種醇類如異丁醇和異戊醇含量降低，而其他雜醇油的含量可能不變甚至升高。此外，選育低產雜醇油微生物工作量大、耗時耗力，效率低，且篩選得出的菌株遺傳穩定性不高。因此，此類方法目前并不適合實際工業應用。

2 工藝優化

2.1 發酵條件優化

白酒的發酵條件顯著影響著酒體中雜醇油含量的高低。例如，增加大曲添加量，雖可有效降低氨基酸合成途徑產生的雜醇油，但其本身的糖分和蛋白質等物質會增加發酵底物濃度，亦有可能使得白酒中雜醇油含量升高；增加加糠量，提高糟醅中的氧氣含量，有利于酵母前期增殖，氨基酸代謝旺盛，增大雜醇油生成量；增加原糧投量，提高底物中蛋白質和糖的含量，糖代謝和氨基酸降解代謝相應增強，雜醇油產量也隨之增大。此外，添加酵母、糖化酶、蛋白酶等也會影響白酒釀造過程中雜醇油的生成量。

宗緒巖等采用生物制劑調控濃香型白酒雜醇油含量，研究表明，適量添加活性干酵母、糖化酶和α-淀粉酶可以顯著降低基酒中雜醇油含量，且隨著3 種生物制劑添加量的增加，雜醇油的生成量均呈現先降低后增加的趨勢。羅惠波等研究了濃香型白酒傳統工藝因素對雜醇油生成量的影響，結果表明，適當減少量水用量、加糠量以及投糧量，增大加曲量，均可減少雜醇油的產生。孫金旭等采用單因素試驗研究醬香型白酒發酵中，酵母、糖化酶和蛋白酶的添加量以及曲糧比對雜醇油含量的影響，其中添加酵母對雜醇油總量的影響最為顯著，異丁醇隨酵母添加量增大而增加，而正丁醇和異戊醇的含量與酵母添加量呈負相關，在一定組合下異戊醇生成量可降低89.8%。宋瑞濱等研究發現優化人工窖泥配方能顯著降低白酒中正丁醇含量，適當提高用曲量和降低投料量也可降低正丁醇的生成。施思等采用置換法馴化窖泥，經調控后酒樣中正丙醇含量降低了20.8%，同時己酸乙酯含量提高了12.2%，白酒酒質得到綜合提升。

2.2 蒸餾條件優化

蒸餾操作的優化能夠有效降低白酒中雜醇油含量。掐去酒頭可以降低基酒中雜醇油含量，這是因為雜醇油分子比乙醇大，其與水分子氫鍵締合強度更弱而在蒸餾過程中更易揮發，從而改善白酒品質與風格。然而酒頭中總酯的含量也高，其中乙酸乙酯含量最高，其次是己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯等，它們是濃香型白酒主要的酯香部分，對其他香型酒的呈香亦很重要，故在決定蒸餾過程中是否需要截取酒頭，要看蒸餾酒中雜醇油含量是否超標。去尾加漿也能降低基酒中雜醇油含量。此外，為了有效降低新釀酒中雜醇油含量，在蒸酒過程中，須保證小汽餾酒，絨布過濾，大汽蒸糧。陳雪鵬等采用單因素試驗設計法對濃香型固態法新酒進行液態重蒸餾以降低新酒中雜醇油含量，分析了重蒸餾溫度、酒樣體積、時間、壓力對新酒中雜醇油分離效率的影響，其試驗結果為進一步優化液態重蒸餾工藝奠定了基礎。

有效的工藝優化固然可以減少白酒中雜醇油的生成量，但是各酒廠實際情況不同，其中還存在著投資成本大、風險高等問題，因此，可以探尋其他適用的方法來降低白酒中雜醇油含量。

3 后處理工藝

3.1 吸附材料處理

新釀酒的合理貯存亦有利于酒體中雜醇油含量的降低，一般常使用大孔吸附樹脂和活性炭材料進行吸附去除。其中，大孔吸附樹脂是以苯乙烯、丙酸酯為單體，乙烯苯為交聯劑，甲苯、二甲苯為致孔劑，相互交聯聚合而成的一種白色顆粒狀物體，其吸附原理是依靠分子間的范德華力，包括疏水鍵間的相互作用、偶極子間的相互作用以及氫鍵作用等，在樹脂比表面進行物理吸附，樹脂比表面積和孔徑越大，其吸附能力越強。

姜玲玲等比較多種不同型號的大孔吸附樹脂對雜醇油的吸附性能，結果表明，HPD600型大孔吸附樹脂對雜醇油具有較好的選擇性和解析能力，其最大吸附量約為0.15 mg/g 干樹脂，同時明顯降低了新酒的部分苦澀味、糠雜味和辛辣味，使得新酒酒體更加柔綿、干凈。張建華等通過對雜醇油去除率和酯類物質損失率進行綜合評價，得到一種致孔劑與單體質量比為24 %的樹脂，其對酒體風味損失小，且在酒體自然pH 值、室溫、5 %添加量下，振蕩40 min，雜醇油去除率可達62.8 %。但是樹脂氣味大，難以處理，很容易將不良氣味帶入酒體，影響白酒口感與風格。

活性炭常用于白酒凈化吸附處理，是一種經炭化活化后以碳為骨架的疏水性吸附劑，由大小不同、形狀各異的微孔組成，具有孔隙發達、比表面積大、吸附容量大等優點，主要通過化學吸附、物理吸附和離子交換實現選擇性地吸附酒體中易被吸附的大分子、分子極性強和易引起渾濁的物質。

趙丹等為降低荔枝烈酒中的苦味，采用酒用活性炭吸附處理酒體苦味主要成分雜醇油和醛類物質，其中糠醛去除率為51.73%，雜醇油去除率為30.66 %，在保留酒體原有荔枝果香的同時改善酒體口感。胡莉等采用活性炭對新蒸白酒進行吸附處理，結果表明，在活性炭用量為4‰、吸附24 h時，雜醇油去除效果較好，正丙醇、異戊醇、異丁醇去除率分別為84 %、63 %、82 %，酒體口感從入口暴辣、苦澀轉化為醇香濃厚、柔和。余東等利用酒用活性炭去除酒尾異雜味，根據不同酒用活性炭的吸附特點，采用梯度法、正交法等進行實驗設計，分析活性炭吸附方式、種類等，發現浸泡吸附法吸附雜醇油的效果較好。一般而言，活性炭種類、用量和吸附時間等對酒體中酸、酯等香氣成分的保留量具有一定影響，處理使用不當時會造成白酒特殊氣味和香氣成分的損失。

3.2 精餾操作

基酒中的雜醇油含量在蒸餾過程中呈現較為平緩的下降趨勢，試驗證明，新釀酒通過精餾操作可以有效地降低酒體中雜醇油含量。郭梅君等結合慢速蒸餾與精餾的方法，將雜醇油富集在酒頭后，通過精餾中試裝置將其中的雜醇油進一步富集并去除。結果表明，當截取的酒頭比例為10 %～30%，雜醇油去除率可達到30%～70%，分離出的雜醇油純凈度高，體積僅占原液的1.9 %～4.3 %，且其中的乙酸乙酯含量僅占原液的0.35 %～1.4%，降低雜醇油含量同時保留白酒原有風格，減少了辛辣、苦澀等口感，顯著提升酒體的香氣和口感。

4 小結

雜醇油是白酒的重要組成部分，也是白酒的色譜骨架成分。適量雜醇油對白酒的品質和風格有很大影響，但過量雜醇油不僅會破壞酒體協調性，更會傷害飲酒者的身體，因此，了解雜醇油形成機制，調控白酒中雜醇油的含量十分重要。

白酒有多種香型之分，不同香型甚至同一香型的白酒都具有各自獨特的釀造工藝，發酵過程復雜，目前尚未能建立有效控制白酒生產過程中雜醇油含量的調控體系。在白酒生產過程中，影響雜醇油產量的因素眾多，通過調整某一種或多種因素會對白酒產率、品質和風格產生綜合性的影響。選育低產雜醇油菌株工作量大，效率低，菌株遺傳穩定性不高，且選育菌株的添加對其他微生物代謝影響不明，故此種方法的應用可行性不高；工藝條件的優化通過調控多因素可有效降低雜醇油含量，但由于投資成本大且風險高，不能普遍適用；相對精餾操作的高成本、高操作要求，吸附材料在白酒后期處理中具有更好的應用性，去除雜醇油同時具備催陳作用。吸附材料的改性能進一步提升白酒后處理效率，通過對活性炭進行孔徑調控與表面修飾，以期在提高雜醇油去除率同時減少乙醇和酯類物質的損失，為調控白酒中雜醇油含量提供新的途徑。