固態(tài)白酒蒸餾分級冷凝降雜的研究

石應(yīng)國，楊生智，呂林杰，陳前錦，鄭 鵬，李長軍，王秋月，羅高建

（勁牌有限公司，湖北大冶 435100）

占白酒比例僅約2 %的風(fēng)味物質(zhì)構(gòu)建了豐富多彩的白酒世界，產(chǎn)生了風(fēng)格不同的十二大香型，受各種微量成分的影響，每種香型不同批次的白酒風(fēng)味感官也不一樣，微量成分差異導(dǎo)致的質(zhì)量等級也不一樣，與白酒中的雜味物質(zhì)含量有關(guān)。徐錦花等研究發(fā)現(xiàn)，白酒中的一些有害成分對身體不利，有害成分主要為以下幾種：第一、甲醇，甲醇不易分解，容易蓄積在人體內(nèi)，對神經(jīng)的毒性作用最為敏感，因此體內(nèi)蓄積甲醇過多會出現(xiàn)一些中毒癥狀，嚴(yán)重者呼吸困難、呼吸中樞麻痹、發(fā)紺、昏迷，甚至死亡，醒酒后也容易發(fā)生視力障礙甚至失明；第二、雜醇油，糖類經(jīng)酒精發(fā)酵作用、氨基酸分解均能產(chǎn)生雜醇油，飲用含雜醇油高的酒容易出現(xiàn)頭痛，俗稱“上頭”；第三、醛類，主要包括甲醛、乙醛、丁醛、戊醛、己醛和糠醛等，它們是相應(yīng)的醇類氧化后的產(chǎn)物，毒性較相應(yīng)的醇類高，例如甲醛的毒性為甲醇的30倍。

目前行業(yè)對于白酒中雜味物質(zhì)的控制多集中在后期勾調(diào)階段，釀造過程中的控制手段在相關(guān)文獻(xiàn)中記載較少。寇靜等研究發(fā)現(xiàn)乙醛是白酒主要化合物，是使酒有辛辣、刺激氣味的物質(zhì)，也是酒中必有成分之一，從衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求甚微，實際上許多名酒均含有此種物質(zhì)，且含量較高，乙醛因沸點(diǎn)低（20.2 ℃），隨著貯存時間的增加其含量逐漸減少；江倩等研究發(fā)現(xiàn)微波技術(shù)可以加快原酒中甲醇和乙醛的變化，快速達(dá)到陳釀的效果。用微波輻射處理0～100 min 時，3 種不同酒樣中甲醇、乙醛含量均隨著輻射時間的延長而降低；孫朋朋等對酒精精餾除雜研究發(fā)現(xiàn)酒精發(fā)酵成熟醪為混合物，眾多組成成分的揮發(fā)系數(shù)不同，通過熱量的引入使乙醇、水、雜醇油、醛、酸和酯等混合組分在精餾塔內(nèi)多次部分氣化和部分冷凝，從而實現(xiàn)各組分彼此分離。活性炭在釀酒中的應(yīng)用廣泛，利用它極強(qiáng)的吸附特點(diǎn)，可以吸附酒中的油性物，防止渾濁，可以去除因某種成分過高或過低而產(chǎn)生的邪雜味，可以除去酒中的鐵及脫臭等。

相關(guān)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前在白酒釀造過程中除雜方式主要為貯存法、微波輻射法、精餾法、活性炭處理法等，儲存法消耗時間長，效果如何不清楚；微波輻射法一是擔(dān)憂食品安全，二是不適用于大生產(chǎn)；精餾塔適用于酒精除雜，尚未應(yīng)用于白酒行業(yè)；活性炭處理法主要去除雜醇油及高級脂肪酸酯類物質(zhì)，對醛類去除效果甚微。目前為止釀酒行業(yè)在釀造過程中缺乏有效的除雜措施，特別是共性物質(zhì)醛類。

“生香靠發(fā)酵，提香靠蒸餾”，蒸餾過程對白酒的風(fēng)味有著很大的影響，本研究主要通過蒸餾工藝設(shè)備的改進(jìn)優(yōu)化來實現(xiàn)白酒除雜。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

樣品：本實驗所用的酒醅為勁牌有限公司楓林酒廠小曲清香型白酒固態(tài)發(fā)酵糯高粱酒醅。

儀器設(shè)備：本實驗儀器及裝置有安東帕手持電子打度儀一臺、中試車間機(jī)械化蒸餾設(shè)備1 套、分級冷凝器1 套、安捷倫-7820A 型氣相色譜儀1臺等。

1.2 實驗方法

1.2.1 酒甑分級冷凝器改造

對車間現(xiàn)有酒甑分級冷凝器進(jìn)行降雜改造，在原來的一級冷凝器末端上表面開口，加裝一個排醛口，配套延伸部冷凝器，見圖1、圖2、圖3。

圖1 分級冷凝降雜蒸餾裝置示意圖

圖2 分級冷凝降雜改造裝置部分實物圖

圖3 分級冷凝降雜改造裝置部分結(jié)構(gòu)圖

1.2.2 試驗組設(shè)計

試驗組為使用分級冷凝裝置蒸餾，對照組為不使用分級冷凝裝置蒸餾，試驗采用單因素設(shè)計，只改變使用分級冷凝除雜裝置與否，試驗組和對照組均使用同一酒甑、相同酒醅進(jìn)行蒸餾。

1.2.3 試驗操作

探氣上甑完畢后將測溫探頭5 深入改造新增延伸部冷凝器2 和一級冷凝器1 連接處的管道內(nèi)，檢測酒氣溫度，出酒前6 min 通過調(diào)整氣動閥門4進(jìn)水量將延伸部冷凝器內(nèi)溫度保持在70 ℃左右，確保醛類低沸點(diǎn)雜質(zhì)（乙醛沸點(diǎn)20.8 ℃）揮發(fā)，減少酒中乙醇（沸點(diǎn)78 ℃）揮發(fā)。參考：當(dāng)酒氣溫度為25～35 ℃時，延伸部冷凝器進(jìn)水閥開1/2，餾酒壓力控制在0.15 MPa，延伸部冷凝器持續(xù)開啟使用，主體酒餾酒結(jié)束時通過關(guān)閉閥門3 關(guān)閉延伸部冷凝器。

采用相同接酒方式接酒，每甑酒主體酒取樣500 mL，分別送檢氣相色譜和感官品評，氣相色譜檢測方法為安捷倫-7820A 型氣相色譜儀測定，氣相色譜條件：以氮?dú)鉃檩d氣，柱流量0.8 mL/min，分流比20∶1；各種氣體流量：氮?dú)鉃?5 mL/min、空氣為400 mL/min、氫氣為30 mL/min；起始溫度為65 ℃并保持4.6 min，以25 ℃/min 降至40 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min 升至100 ℃，保持13 min。色譜柱采用中科院蘭州化學(xué)物理研究所AT.Lzp-930 mm 毛細(xì)管柱，柱長25 m，內(nèi)徑0.32 mm，膜厚1.00 μ m。

將試驗組和對照組酒樣色譜分析與品評結(jié)果進(jìn)行分類數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，確定固態(tài)蒸餾分級冷凝降雜改造對酒質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 分級冷凝溫度對乙醛除雜效果的影響

本裝置除雜原理是利用沸點(diǎn)差異，溫度是關(guān)鍵因素，使用相同酒醅開展了6 批不同分級冷凝控溫梯度蒸餾試驗，結(jié)果顯示，分級冷凝控溫70 ℃降乙醛效果最優(yōu)，高于70 ℃冷凝液收集管道3中的冷凝液較多，導(dǎo)致酒損大幅增加，見圖4、圖5，綜合乙醛除雜效果和酒損，分級冷凝控溫70 ℃最佳。

圖4 分級冷凝降雜改造對乙醛含量的影響

圖5 分級冷凝降雜改造對酒損的影響

2.2 固態(tài)分級冷凝降雜對酒質(zhì)氣相色譜指標(biāo)的影響

在除冷凝方式不同其他蒸餾參數(shù)相同情況下，對分級冷凝降雜試驗32 組主體酒樣氣相色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行SPSS 方差分析，發(fā)現(xiàn)分級冷凝降雜改造試驗組乙醛較對照組顯著降低了11.63 %，其他色譜骨架指標(biāo)甲醇、正丙醇、乙酸乙酯、雜醇油無顯著變化，說明分級冷凝降雜改造能起到降乙醛的作用。

2.3 固態(tài)分級冷凝降雜對酒質(zhì)感官指標(biāo)的影響

將降乙醛試驗3 組酒樣送公司白酒技術(shù)部專家組進(jìn)行感官品評，結(jié)果顯示試驗組較對照組感官評分平均高0.1 分，感官評語較為接近，說明試驗組較對照組感官有輕微優(yōu)勢。

表1 分級冷凝降雜蒸餾試驗氣相色譜數(shù)據(jù) (g/L)

表2 分級冷凝降雜蒸餾試驗感官品評情況

2.4 固態(tài)分級冷凝降雜裝置推廣應(yīng)用后對酒質(zhì)的影響

勁牌有限公司楓林酒廠釀造一車間進(jìn)行分級冷凝降雜裝置改造推廣后，對使用分級冷凝降雜的酒甑和未使用分級冷凝降雜的酒甑共24 組實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行酒質(zhì)氣相色譜指標(biāo)統(tǒng)計，見表3，發(fā)現(xiàn)使用分級冷凝降雜的酒甑所出酒乙醛降低了29.74 %，發(fā)生概率為95.83%，甲醇、乙酸乙酯、正丙醇、雜醇油均有大概率的下降，但以降乙醛為主，乙醛含量越高降低幅度越明顯，因此分級冷凝除雜可在乙醛含量高時作為一種酒質(zhì)異常調(diào)節(jié)手段。

表3 分級冷凝降雜大生產(chǎn)推廣數(shù)據(jù) (g/L)

3 結(jié)語

在分級冷凝器一級冷凝增加排醛裝置改造可起到降雜的作用，以乙醛為主，可顯著降乙醛11.63%以上，基數(shù)越大排醛效果越好，在酒中乙醛含量高時可作為一種調(diào)控措施。