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第三章酒精发酵与白酒酿造工艺学 第一节酒精发酵工艺学 酒精发酵原料发酵微生物发酵机制发酵工艺 淀粉质原料 80 发酵酒精由此生产 其中甘薯干占45 玉米等谷物占35 1 薯类原料 包括甘薯 北称红薯 地瓜 南称山芋 番薯 木薯 南方热带 亚热带 马铃薯 西北少数地区 苏联 东欧各国 2 谷物原料 玉米 小麦 高粱 大米等 也称粮食原料 其中玉米小麦常用当谷物发生霉变时 糖类原料 糖蜜 甘蔗 甜菜 甜高粱等很少用 多用来制糖纤维质原料 农作物纤维质下脚料 稻草 麦草 玉米秆 玉米芯 花生壳 稻壳 棉籽壳等 很少用其他原料 薯渣 野生植物 乳清等 糖化菌 糖化 在微生物或酶的作用下将淀粉转化为糖的过程称为糖化 所用菌株即为糖化菌 实际生产中主要是曲霉和根霉 米曲霉 黄曲霉 黑曲霉 As3 4309 uv 11 或其变异株 根霉和毛霉 蛋白酶活力强 能进行双边发酵 边糖化边发酵 固体曲的生产 以机械通风制曲为例光盘要求 菌丝粗壮浓密 具特有清香 无异味 无孢子生成液体曲的生产 同液态深层发酵 包括种子制备 液体曲发酵 无菌空气制备三部分包括 空气系统 蒸汽系统 温度系统 关于糖化曲的制备 二 酒精发酵微生物 酒精发酵微生物 关于酒母 指酒精酵母指液体菌种 相当于种子液 酵母 产酒精微生物酵母 啤酒酵母细菌 林奈假单胞菌 嗜糖假单胞菌霉菌 总状毛霉 关于酒母制备 即酵母的扩大培养过程要求 细胞健壮 整齐 出芽率高 15 30 无杂菌污染制备流程 酵母菌乙醇发酵机制2NDAH H 2NAD C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 Q180g 92g 理论 得率约51 5 实际 得率约47 2 用于酵母菌体积累2 形成甘油0 5 形成有机酸0 2 形成杂醇油 三 酒精发酵的生化机制 酵母菌乙醇发酵机制 一般生产用糖化醪浓度为16 18Bx成熟醪乙醇含量6 10 v v 前酵 前10hr 30 生长主酵12hr 30 34 发酵后酵40hr 30 32 气相进料两塔蒸馏 粗馏塔 精馏塔 主要产品 头级杂质 工业酒精 不凝结气体和部分醛类 成品酒精 杂醇油 白酒 以谷物 薯类或糖分等为原料 经糖化 发酵 陈酿 蒸馏 勾兑制成的 酒精浓度大于20 v v 的一种蒸馏酒 世界六大蒸馏酒 白兰地 Brandy 法国国家名酒 wine 蒸馏 人头马威士忌 Whisky beer 蒸馏 伏特加 Vodka 土豆 大麦为原料 木炭吸附除酯味朗母酒 Rum 甘蔗糖 酒精 乳酸发酵 金酒 Gin 杜松子酒 串香中国白酒 Chinadistilledliquors VOP veryoldpaleVSOP verysuperioroldpaleVO veryoldEO extraold 按糖化发酵剂分 大曲白酒 以大曲为糖化发酵剂 大曲的原料主要是小麦 大麦 加上一定数量的碗豆 大曲又分为中温曲 高温曲和超高温曲 一般是固态发酵 大曲酒所酿的酒质量较好 多数名优酒均以大曲酿成 茅台大曲 泸州大曲 洋河大曲 汾酒大曲小曲白酒 以小曲为糖化发酵剂 以稻米为原料制成 多采用半固态发酵 南方的白酒多是小曲酒 厦门白曲 贵州散曲 四川糠曲麸曲白酒 这是解放后发展起来的 分别以纯培养的曲霉菌及纯培养的酒母作为糖化 发酵剂 发酵时间较短 生产成本较低 为多数酒厂为采用 此种类型的酒产量最大 浙江麸麸曲 一 白酒的分类 按香型不同分为 浓香型白酒 又称泸香型 代表 泸州老窖 酱香型白酒 又称茅香型 代表 茅台酒 香而不艳 空杯留香 口味绵长 清香型白酒 又称汾香型 代表 汾酒 清香 味纯 淳厚甘润 米香型白酒 又称密香型 代表 桂林三花酒 蜜香 甘爽 一 白酒的分类 按酒度不同 高度白酒 酒度41 65 低度白酒 酒度40 以下 一 白酒的分类 常用的糖化菌麸曲白酒中目前最常用的糖化菌是曲霉 我国传统的大曲和小曲中 除曲霉以外 根霉 拟内孢霉 红曲霉 毛霉等也广泛存在 这些霉菌常常是比较优良的糖化菌 常用的酵母菌主要将糖转化为酒精和二氧化碳 除参与酒精发酵外 还有许多香 酯 酸等酵母形成的副产物 这些副产物可使白酒风味趋向完善 常见的细菌它们的各种代谢产物对白酒的香型 风格 具有特殊重要的作用 如乳酸菌 醋酸菌 丁酸菌 己酸菌 高温大曲 制曲最高品温60 以上 酱香型偏高温大曲 制曲最高品温50 60 浓香型 五粮液 洋河 泸州老窖 中高温大曲 制曲最高品温 50 清香型大曲酒 少数浓香型大曲酒 古井贡 茅台60 55 泸州55 60 五粮液58 60 西风58 60 汾酒45 48 董酒麦曲44 三 白酒 大曲酒 酿造一般工艺 白酒酿造大多是固态发酵 其主要产物是乙醇 白酒中大部分是乙醇和水 还含有占总量2 左右的其他香味物质 由于这些香味物质在酒中种类的多少和相互比例的不同才是酒有别于酒精 具有独特的风格 白酒中的香味物质主要是醇类 酯类 醛类 酮类 芳香族化合物等物质 白酒物质的产生过程 淀粉 糖 乙醇蛋白质 氨基酸 醇 醛 酮等物质 白酒原料选择原则1 符合工艺依据2 经济观点3 易保藏运输4 对人体无毒害或易处理去除有害成分 三 白酒 大曲酒 酿造一般工艺 白酒原料 甘薯特点 a 淀粉质含量高 纯度高 原料处酒率高 b 结构疏松 易蒸煮糊化 为糖化发酵创造条件 c 脂肪 蛋白质含量低 发酵中生酸幅度小 减少了对淀粉酶的破坏 缺点 a 甘薯中的树脂妨碍了发酵作用 由于数量少 作用微小 b 含果胶多 生成甲醇多 c 甘薯易腐烂 冻伤 坏薯中含有甘薯酮 尤其是黑斑病的甘薯中 其沸点为130 有苦味 霉变味 有毒 严重时会影响酒质 应在排气时尽量排除 另外发酵中若存在0 5 1mg L的甘薯酮就将阻碍霉菌和酵母的生长和发酵 白酒原料 高粱南方的糯高粱 支链淀粉多 粘性大 吸水性强 易糊化 适于根霉菌的生长 所以多用于小曲酿造 其单宁为3 左右 且集中于表皮 单宁具有涩味 遇铁变黑 能够凝固蛋白质 使糖化酶和酵母受到损失 应多加蛋白质或使用含单宁酶的霉菌使单宁分解 高粱中的儿茶单宁增加香气 即所谓的 高粱酿酒香 高粱用于酿酒以大颗粒 黄褐色 无虫蛀 无霉变 皮薄的为好 玉米玉米中脂肪大都存在胚芽之中 占到总干固物的36 47 由于脂肪在发酵中不能被利用 蒸酒时会带到成品酒中而产生 邪杂味 也是白酒遇冷产生混浊的原因之一 所以使用时应首先将胚芽去除 白酒原料 大麦因蛋白质含量高 会造成酒醅发粘 产生的高级醇较多 成品酒中带有冲辣味 故有 大麦做酒冲 之说 大麦制酒时出酒率偏低 是由于大麦中的碳水化合物中含有较多的不同形式的寡糖 不能被糖化和发酵所造成的 大麦中的木糖 阿拉伯糖等五碳糖占全糖的6 3 寡糖占8 2 大麦应选用纤维素酶强的菌种制曲 可以提高出酒率 小麦含有较多的面筋质 容易发粘 当发酵产热较大时 物料散热困难 所以一般不单独用于酿酒 常用于制高温曲 五粮液 剑南春酒在配料中也添加一部分小麦 由于蛋白质含量高 在发酵中可以产生一定量的香味物质 茅台酒的酱香味也和小麦的高温制曲相关 白酒原料 大米淀粉含量大于70 蛋白质大于8 大米质地纯净 结构疏松 利于糊化 含脂肪少 酒质爽净 故有 大米做酒净 之说 五粮液 剑南春等中加有少量的大米原料 有 高粱香 玉米甜 大麦冲 大米香 白酒 大曲酒 酿造一般工艺 大曲酒具有 窖香浓郁 绵柔甘冽 入口甜 落口绵 尾子净 的特点 采用典型的混蒸续渣工艺进行酿造 典型的续渣工艺 老五甑操作法酒的香味主要来源于优质窖泥和所谓的 万年糟 由于发现泥窖和成品酒的质量有着窖切关系 尤其是窖泥中己酸菌对生香至关重要 于是各厂通过选育 培养出优良的己酸菌做成人工老窖 极大地推动了泸型曲酒的质量的提高 白酒 大曲酒 酿造一般工艺 原料 粉碎 出窖配料 蒸酒蒸料 出甑 丢糟 酒 冷凝冷却扬冷 酒醅 发酵 入窖 加曲 生香靠发酵 提香靠蒸馏 汾香型大曲白酒的生产工艺 曲酒生产 严 严肃认真的态度 严格操作工艺流程 勤 勤检查 及时发现问题解决问题 细 精心细致操作 准 水分 温度 时间掌握准确 适 水分 温度 时间 原料的用曲量 入箱培菌 比例等要求适当 匀 浸粮的造糁 撒曲 配糟上池 上甑等要求均匀 洁 严格控制杂菌感染 搞好卫生清洁 定 根据不同季节定时上下班 定温培菌发酵 真 认真负责 一丝不苟地搞好生产 专 专心学习 钻研生产技术 不断更新工艺操作 茅台 高粱原料 8次蒸馏 8次下曲 只用陶器 木器 拒用金属器皿泸州老窖 窖泥有黑 红 绿 彩 有复杂的微生物群系经气相色谱分析 测出70多种香气成分分金亭 山芋干酒 有甘薯酮气味 串香 俗称吊酒 三 白酒酿造的一般工艺 五粮液 五粮液产于四川省宜宾市 用纯小麦制曲 曲坯一面鼓起 高温培养 称为 包包曲 成曲期40天 五粮液因使用高梁 玉米 小麦 大米 糯米五种酿酒原料而得名 其酿酒工艺特点为混蒸混茬 茬校配料 老窖跑糟 回酒发酵 双轮底增香 缓火蒸馏 量质摘酒 将所得之酒精心贮存 认真勾兑即成五粮液 典型的五粮液 以喷香浓郁 清冽甘爽 醇甜余香 回味悠长而著称 其主体酯香中的己酸乙酯 丁酸乙酯 乙酸乙酯 乳酸乙酯含量较高 五粮液酿酒工艺 原料 配料 拌合 粉碎 五种粮食 配料拌合 润料 母糟 开窖 分层起窖 红糟 加糠拌合 出甑冷却 蒸糠 生糠 面糟 上甑 酒头 存贮 蒸馏 合格酒 入库 勾兑 包装 酒尾 回蒸 出甑 窖池管理打量水 封窖 踩窖 入窖 收摊场 下曲 1 原料配比酿制五粮液的原料配比为 高粱大米糯米小麦玉米36 22 18 16 8 2 粉碎五种粮食按比例准确配料后经充分粉碎拌匀 均匀度 90 将五种粮食粉碎 粉碎的技术要求是 高粱 大米 糯米 小麦的粉碎度为4 6 8瓣 无整粒混入 玉米的粉碎颗粒相当于前四种 五大于1 4厘的混入 糠壳是酿酒中采用的优良填充剂 也是调整酸度 水分和淀粉含量的最佳材料 但糠壳在发酵和蒸煮过程中能生成甲醇和糠醛等物质 蒸糠可去除糠壳中异杂味及生糠味 所以 在酿酒工艺上规定蒸糠的时间不得低于30分钟 并且提前蒸糠 拌料时必须使用熟 冷 糠 3 蒸糠 4 开窖 发酵期满的窖应去掉封泥 取糟蒸酒 粮糟窖的发酵期为70天 回沙 丢糟 窖的发酵期为15天 取糟时 应严格区分开面糟和母糟 将起出的面糟运至堆糟场 堆成圆堆 尽量拍光 拍紧 并撒上一层熟 冷 糠 窖池上搭盖塑料膜 减少酒份挥发损失 当起糟至有黄水时 停止起糟 并打黄水坑进行滴窖 滴窖时间24小时 前12小时每2小时以内舀一次黄水 做到滴窖勤舀 黄水可入锅底串蒸 滴窖完毕后 继续起糟 整口窖池起完糟后 及时清扫窖池 打黄水坑 舀黄水及起底糟前 应将窖内二氧化碳排出 配料前 必须根据母糟 黄水鉴定情况准确配料 如上层母糟干要打入润粮水 金黄色母糟是由于糠大水大造成的 就要减糠减水 母糟残存淀粉过高就要减少投粮 母糟残糖高就要注意打量水操作等等 上甑前1小时将粮粉倒入母糟 第一甑30分钟前 进行拌和润料 拌匀后堆成堆并立即拍光拍紧 撒上一层熟 冷 糠 减少挥发损失 工艺上成为合理润料 时间60 75分钟 上甑前5 10分钟将熟 冷 糠 按粮粉比的23 27 计量倒于粮糟堆上进行拌和 同粮粉拌合 5 配料 拌和 润粮 6 上甑 上甑前先检查底锅水是否清洁及底锅水量是否符合要求 检查活动甑是否安稳安平 若需要回蒸黄水 酒尾 则先将黄水 酒尾倒入锅底中 随即撒薄薄一层糠壳于甑底 再上3 5厘米厚的糟醅 才开启加热蒸汽 压力为0 03 0 05兆帕 继续探汽上甑 即将满甑时关小气阀 满甑后用木刮将甑内糟醅刮成中底边高 中间略低于4 5厘米 刮后穿气盖盘 上甑至穿气盖盘时间大于35分钟 接上过汽弯管 注满甑沿和弯管两接头处管口的密封水 上甑操作要点 上甑要平 穿汽要匀 探汽上甑 不准跑汽 轻撒匀铺 切忌重倒 甑内穿汽一致 严禁起堆塌汽 上甑未满或剩余糟醅不得少于或超过15千克 不锈钢双层甑锅甑盖 不锈钢双层保温甑锅甑盖 具有动机保温性能好 上汽快 夏季表面不热 提高酒的理化指标 耐腐蚀 使用寿命长等特点 是白酒企业更新换代同类设备的首选产品 蒸馏时要掌握缓火 汽 流酒 大火 汽 蒸粮的原则 馏酒是 入甑的蒸汽压力小于或等于0 03兆帕 蒸粮时 入甑蒸汽压力控制在0 03 0 05兆帕 盖盘至出甑时间要求大于或等于45分钟 使粮粉达到内无生心 熟而不粘的标准 摘酒时 以感官品尝判断酒质 切实做到边尝边摘 流酒速度 2 2 5kg 分钟 流酒温 20 30 先摘取酒头0 5千克 然后根据酒质情况量质摘酒 凡符合调味酒的摘为调味酒 符合优级酒的摘为优级酒 依此类推 将酒按级入库 7 蒸馏摘酒 下面设备 提纯排杂酿酒蒸馏器 出甑前先关汽阀 取下弯管 揭开甑盖 将糟醅运至晾糟床附近 随即进行一下操作 a 收堆 将出甑的糟醅收堆 b 打量水 量水的温度必须在80 以上 量水用量 水粮比 75 90 量水必须泼洒均匀 严禁打 竹筒水 打量水完毕后经堆闷的糟醅用铁锨均匀地铺到晾床上 开启风扇 勤翻勤划2 3次 打散疙瘩 测温后摊晾结束 c 撒曲 拌和 大曲用量 曲粮比 20 散曲时要做到低撒匀铺 减少飞扬的损失 将大曲粉均匀翻划入糟醅中 d 收摊场 将曲拌匀后的糟醅运入窖池 将晾糟床及周围的糟醅清扫干净 8 出甑 摊晾 9 入窖 糟醅入窖前先将窖池清扫干净 撒上1 1 5千克的曲粉 糟醅入窖后要踩窖 然后找五个测温点 四角和中间 插上温度计 检查后做好记录 入窖温度标准是 地温在20 以下时 为16 20 地温为20 以上时 与地温持平 窖池按规定装满粮糟后必须踩紧拍光 放上竹篾 再做一甑红糟覆盖在粮糟上并踩紧拍光 将粮糟封盖好 乾隆年间的古窖池 入窖后的糟要在密封隔气隔热条件下进行发酵a 封窖 封窖泥的质量 老窖泥应加新黄泥 做到干稀适度 粘性好 密度良好 b 窖池管理 封窖后15天左右必须每天清窖 15天后1 2天清窖一次 保持窖帽表面清洁 无杂物 避免裂口 窖帽上出现裂口必须及时清理 避免透气 跑香 烂糟 10 封窖管理 1 酒 生 的原因酿造体系中存在低沸点的H2S 臭鸡蛋味 乙硫醚 焦臭味 乙硫醇 萝卜辣味 丙烯醛 催泪辣眼味 游离氨 氨臭味 等刺激性呈味物 使白酒体系呈辛辣 冲鼻 杂味 呛酸 酒精分子与水分子缔合度不好 而是以各自的分子缔合基团存在 不利于形成醇 水缔合体 乙醇的分子活性高 因而呈刺激性酒液中含1 3 的微量成份 即各种醇 酮 醛 酯等还没有达到一个稳定的平衡 各成分组成不协调 含量不稳定 因而风味不协调 欠醇厚 四 白酒 陈化 或 老熟 的生化机制 氢键缔和说 使酒中的不利物质消失或氢化 促使醇 水缔合作用的形成 但后来研究表明 三个月后醇 水缔合即达稳定 故不是主要因素 氧化说 酿造液在动态平衡中各微量成分之间通过氧化 还原 酯化 水解 缩合等作用 相互转化 协调 从而体系生液的动态平衡 老熟的动态平衡 酿造组分中多为极性分子 自然状态下 同分子间形成多聚氢键 降低了分子活性 而同分子间氢键的断裂需要一定的能量 已有的研究表明 同分子间缔合比异分子间缔合更快 如 水或醇同分子间氢键断裂后 在0 6 10 12S内同分子间再度缔合 而与其他分子缔合则需0 7 10 11S陈化的过程中 各有机反应是可逆的 且体系特征更利于氧化 酯化的逆反应进行 3 陈