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酱香型白酒研究与生产中的前沿科技(下)
2015-02-11 18:59:36   来源: 《华夏酒报》   作者:邹江鹏 邱树毅   评论:0

摘 要: 科学发展和技术创新对酱香型白酒产业的持续、健康发展具有重要的支撑、引领作用。本文阐述了计算机勾兑技术、现代分析技术等多种现代前沿科技在酱香型白酒理论研究与实际生产中的应用。同时,也对酱香型白酒的未来科学研究和技术发展热点进行了初步探讨。
关键词: 酱香型白酒; 前沿科技; 应用; 研究热点

邹江鹏 邱树毅
(贵州国台酒业有限公司、贵州大学酿酒与食品工程学院)

1.3 机械化、自动化技术
     机械化、自动化技术在白酒生产过程中的应用极大地提高了白酒生产效率,降低了人工劳动强度,推动了白酒行业向工业化、现代化方向发展。
  经过几十年的技术研发与改造,目前,酱香型白酒生产中的部分环节已经实现了机械化、自动化。如:原材料的运输和处理采用输送机、提升机、去石机、振动筛、永磁滚筒等机械设备完成;原料和成曲的粉碎用粉碎机代替人工粉碎; 用挖斗实现了酒醅出池的机械化;用行车代替推车实现酒醅的出入池输送;用不锈钢活动甑代替过去的天锅;采用打糟机碎糟;输酒用管道、酒泵自动输送;水处理和酒的净化除浊全套采用机械化、自动化设备;包装环节也在洗瓶、装瓶、贴标、装箱、打包和入库管理等工序上实现了机械化、自动化。
     此外,1967 年, 茅台酒厂开始使用机器制曲代替人工拌料和踩曲,由于当时机械曲的质量和人工曲仍有差距,于1989年又开始恢复人工踩曲。但从长远来看,制曲必然向着机械化、自动化的方向发展。茅台集团的陈贵林等联合有关单位、机构研制了第三代制曲机, 所制曲在外形、松紧度、提浆等方面与人工生产的曲块能达到大致或完全一致的效果。在勾兑技术方面,机械化、自动化勾兑工艺正在形成。谭绍利等采用自动化大容器勾兑系统用于茅台酒的勾兑, 首次将脉冲气动调和系统与片式过滤设备综合应用于白酒勾兑工艺。该系统提高了白酒生产的自动化水平, 使基酒利用率提高, 勾兑批次差异缩小。
1.4 计算机勾兑技术
     20世纪80年代, 计算机技术被引入应用到传统的酿酒工业,开创出白酒计算机勾兑新技术。20世纪90年代,精密分析仪器(气相色谱)和电子技术的应用,促进了该技术的发展。采用计算机勾兑技术代替人工勾兑,不仅可以克服人工勾兑的不稳定性,稳定酒的质量,还便于多批次、多年次基础数据的贮存与比较, 提高生产效率,缩短劳动时间。计算机勾兑技术已经在酱香型白酒中有所研究和应用。如茅台公司早在20世纪80 年代中期就曾两度尝试将计算技术勾兑技术应用于茅台酒勾兑过程。但由于酱香型白酒香气组成成分极为复杂,单纯靠计算机勾兑出来的酒或多或少存在着某些感官特征上的缺陷。因此,目前酱酒的勾兑要么还是人工勾兑,要么是采用人工勾兑和计算机辅助勾兑相结合的方式。如茅台的勾兑是先由勾酒师小样勾兑, 成功后再进行微机大型勾兑。国台酒是用计算机将勾兑中的味觉用数字化、标准化的形式固定下来, 避免兑勾时由于人的味感改变而导致产品口感不稳定。
1.5 现代仪器分析检测技术
     白酒的分析检测在白酒生产监控和质量控制等方面具有重要的作用和意义。
  相比传统的化学分析方法,现代仪器分析检测技术在白酒生产中的应用不仅提高了白酒成分检测的速度、效率及准确度,也极大地拓宽了被检成分的范畴, 使原来用化学分析技术不能被检测到或不能准确检测的白酒成分得以检测分析。
     目前,应用于白酒检测的现代仪器分析技术有色谱分析及其联用技术、光谱分析技术及其他一些新型现代分析技术。色谱分析及其联用技术主要包括气相色谱(GC,是白酒分析中应用最多的分析技术)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等。光谱分析技术主要有原子吸收光谱法、紫外-可见光谱法、近红外光谱法等。其他的新分析技术有电感耦合等离子质谱( ICP-MS)、电子鼻、电子舌技术等。从检测方面来看, 现代仪器分析技术在酱香型白酒中可应用于:
1.5.1原辅料及产品质量检测:
      如己酸乙酯等酯类的测定采用气相色谱法;杂醇油的测定采用气相色谱或分光光度法;甲醇的测定采用分光光度法;铅、锰等金属元素测定用原子吸收光谱法; 粮食原料中黄曲霉毒素测定用免疫亲和层析净化-高效液相色谱法/ 荧光光度法测定;农残的测定采用气相色谱法等。
1.5.2风味物质鉴定与分析:
     1982年,日本人采用气相色谱与质谱联用剖析出了茅台酒中的168 种香气成分,其中醚醇类27 种,酸类25 种,酯类45 种,羰基类29 种,酚类9 种,含氮类33 种。2007年,Zhu等应用二维气相色谱/ 飞行时间质谱法(GC×GC/TOFMS)对茅台酒的特征香气物质进行了分析。结果被鉴定的香气成分物质有528 种,包括有机酸、醇类、酯类、酮类、乙醛、缩醛、内酯、含氮化合物、含硫化合物等。此外,茅台酒厂也采用GC×GC/TOFMS 技术从茅台酒中检测出963 个峰, 定性出873个组分,其中酸类85种、酯类380种、醇类155种、酮类96种、醛类73种、含N 类36种、其他48种。在相同条件下, 酱香型白酒分出963个峰,浓香型白酒分出674个峰,清香型白酒分出484个峰,说明酱香白酒的微量成分组成最丰富。2010年,Fan等通过搅拌棒吸附萃取(SBSE)和GC-MS,定量了酱香型郎酒中76 种香气化合物;2012年,Fan等应用气相色谱-闻香法(GC-O)和GC-MS 在酱香型茅台酒与郎酒中检测到186 种香气活性物质,发现重要的风味化合物是己酸乙酯、己酸、3-甲基丁酸、3-甲基丁醇、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2-苯乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、3-苯丙酸乙酯、4-甲基愈创木酚和γ-癸内酯等;同时发现大量的吡嗪类化合物对风味有明显贡献。同年,王道平等以GC-MS 对习酒的香气成分进行定性分析。结果发现,酱香习酒的芳香物质主要分为两类:一是由低沸点的醇、酯、醛类组成,起呈香作用;二是由高沸点的酸性物质组成,是空杯留香的构成物质。其中, 低沸点的醇、酯、醛类成分含量约占90 %以上。2013 年,王晓欣等应用GC-O 和GC-MS 分析了酱香型习酒中挥发性香气成分。共检测出72 种香气化合物,主要的香气物质是酯类、醇类、挥发性有机酸、呋喃类、芳香族类、酚类、醛酮类、吡嗪类以及含硫化合物等。香气强度较大的物质有丁酸乙酯、己酸乙酯、1-丙醇、3-甲基丁醇、乙酸、3-甲基丁酸、糠醛、四甲基吡嗪和二甲基三硫,这些物质对酱香型习酒的风味贡献较大。
1.5.3构建指纹图谱:
     建立指纹图谱能较为全面地反映酒中所含化学成分的种类与数量, 进而对其质量进行整体描述和评价, 也可以用来作为鉴别白酒真伪优劣的依据。
  2006 年,李长文等运用红外光谱技术分别获得茅台、郎酒、金士力3 种酱香型白酒的三级红外宏观指纹图谱。证实了用三级红外宏观指纹图谱法鉴别区分同类型白酒是直接、快速和有效的。2008 年,郑岩等用GC-MS技术建立了茅台酒的共有指纹图谱。所建图谱不仅具有多成分同时定性的优势,而且有较好的重现性、精密度和稳定性, 能够有效地应用于茅台酒的质量控制及真伪辨别。2010 年,孙其然等也建立茅台酒的GC-MS 指纹图谱,确认了35 种共有特征组分。通过酒的特征组分比较和基于“夹角余弦法”的指纹图谱相似度分析,可以区分贵州茅台酒和其他不同酒精度、不同香型的白酒。
1.5.4其他:
  除了以上的应用外,现代仪器分析技术在酱香酒中还有很多应用,如用于白酒勾兑、大曲与酒醅中组成分析、酱香型白酒健康因子研究、新型白酒分析技术的开发等。
1.6 其他现代科学技术
     除了以上提及的科学技术, 还有很多现代科技在酱香型白酒的研究和生产中得以应用。如以下几个方面:
1.6.1防伪技术:
  防伪技术的应用对白酒产业的持续、健康发展有保驾护航的作用。常见的白酒防伪技术有条码防伪技术、激光全息防伪技术、油墨技术、电码防伪技术、酒瓶结构防伪技术、纹理防伪技术等。目前,茅台采用全新RFID(射频识别)防伪技术,消费者利用随身携带具有NFC功能的手机, 即可对茅台酒进行防伪验证及溯源。
1.6.2催陈技术:
  新酿造的白酒需要经过贮存才能消除杂味,使口感醇厚、口味协调。然而自然老熟周期长、贮存设备投资大。因此,采用催陈技术来加速白酒的老熟已成为白酒行业的重要研究课题。
  白酒的人工催陈技术有红外线照射法、激光催陈法、γ-射线辐文章来源华夏酒报射法、微波催陈法、超声波振荡法、磁处理法、催化剂催陈法、超高压射流催陈法、高电压脉冲电场催陈法、毛细管超滤膜催陈法、纳米工艺处理技术催陈等。目前,酱香型白酒的人工催陈已有研究报道。1987 年,冯荣琼等采用电晕法处理酱香型白酒,结果发现,新酒经电晕法处理几个小时后,能与贮存期1年的同类酒相媲美。经电晕法处理后的酒,总酸降低,减少了酒中的冲辣味;高级醇降低,减少了苦涩味。说明电晕法对加速白酒老熟有一定效果。2012 年,申圣丹等研究了超高压射流技术对酱香型白酒的催陈作用。结果发现,该技术对白酒的催陈作用显著。随着压力的上升,总酸、电导率、乳酸乙酯增加,异戊醇/ 异丁醇在适宜范围内稍有上升,乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯减少,基本与自然存放趋势一致。此外,超高压50~200 MPa 条件下处理酱香型白酒,效果较佳,200 MPa 时酒样色泽微黄透明,相当于自然存放6 个月时的色泽。
1.6.3农业技术:
  作为酱香型白酒的生产原料,高粱、小麦的品种和质量对酱香型白酒的风味品质有直接影响,通过良种选育技术获得高产、优质原料新品种,可以进一步提高酒的产量及质量, 促进酱香型白酒的生产。2007年,彭秋等以贵州省当地农家糯高粱品种资源为主要原料, 经过3代系统选育后选出相对稳定的9 个新品系GS1~GS9。其中,GS8 淀粉含量为63.2 %、支链淀粉含量95.4%;GS6 淀粉含量为63.4%,支链淀粉含量89.6%,均符合茅台酒用高粱原料指标,可用于酱香型白酒生产。此外, 仁怀市丰源有机高粱育种中心用本地传统的高粱品种小红缨子与特矮杆杂交选育得到“红缨子” 高粱新品种,具有抗病虫、产量高、耐蒸煮、支链淀粉含量高( 90%)、出酒率高等优良特性, 是目前茅台集团酿酒公司唯一指定的有机高粱酿造原料。
2 酱香型白酒科学研究与技术发展热点
     由于酱香型白酒整个酿造体系的复杂性, 迄今仍有很多核心的理论与技术问题未解决, 制约了酱香型白酒理论研究和生产的深入发展。因此,还需进一步加大科学研究与技术创新力度,如以下几个方面:
2.1发酵过程机理的揭示
     深入、全面地研究和揭示发酵过程机理是今后酱香型白酒理论研究的重点和难点。包括研究酱香产生所必需的微生物及其在酱酒生产中所起的作用; 产酱香微生物在发酵培养过程中的合成代谢机制; 特定生化代谢反应与曲酒风格和质量变化的相关性; 发酵过程中的各种物质变化与多种酶学反应的相关性等。
2.2风味物质及其形成机制研究
     应用现代分析技术,全面剖析酱香型白酒中的呈香呈味物质, 找出酱香风味的本质特征; 研究风味成分之间的量比关系及其对白酒质量和风味的影响; 研究特征风味成分的产生途径及影响机制等。
2.3酿酒微生物资源化利用与开发
     酱香型酒高温曲、酒醅等均是巨大的微生物资源库, 从中可发现并发掘出很多工业微生物有效菌株。如从大曲中分离筛选功能微生物,通过强化制曲方式提高大曲的生化性能;从糟醅中筛选出高耐性、高产乙醇酵母菌用于酒精的大规模工业化生产等。
2.4生产工艺改造与创新
     酱香型白酒传统生产工艺复杂、周期长、成本高。对传统生产工艺进行技术优化与改造,以期达到提高出酒率、缩短生产周期、减少原材料产物的资源化利用, 酿造清洁生产与循环经济关键技术研究等。
2.5原料选育与栽培技术研究
     开展酒用优质、高产高粱、小麦等有机原料的育种、规范化栽培与病虫害生物防治技术研究; 研究完善种植基地自然环境条件主要控制指标体系等。
2.6机械化、自动化生产及监控技术的开发。
     目前酱香型白酒生产的机械化、自动化程度仍处于较低水平。因此,还应继续开发机械化、自动化生产及监控技术以降低劳动强度和稳定产品质量。如:开发出机械培曲设备、人工智能装甑设备;开发可自动监测和控制曲坯仓内发酵过程的计算机监控系统; 开发具有基酒和成品酒分析数据管理、酒库管理、酒体辅助设计与勾兑等功能的计算机管理与控制系统等。除了以上几点, 对酱香型白酒今后的科学研究与技术发展热点还有:酱香型白酒健康因子与代谢途径关系研究,白酒原产地域和酒类保真技术开发,白酒贮存与勾兑工艺技术开发,人工催陈技术研究开发,生产过程中副产物的资源化利用,酿造清洁生产与循环经济关键技术研究等。
3 总结
     现代科学技术在酱香型白酒生产中的应用推动了该产业的发展与进步, 使酱香型白酒的生产和科研无论是在技术水平还是理论水平上都取得了长足的进步。
  然而, 迄今仍有很多生产上的技术问题和科研上的核心理论未解决。因此,酱香型白酒企业在秉承传统工艺的基础上,还要继续加大科学技术应用与创新力度,实现对生产工艺和质量控制核心理论与技术的突破, 并大胆探索生产的新技术、新工艺、新方法,提高产品的科技含量,以提高酱香型白酒行业的核心竞争力, 并推动酱香型白酒产业持续、健康发展。


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编辑:王丹

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