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低质白酒品质提高的研究进展

2023-05-02 来源:星星旅游
维普资讯 http://www.cqvip.com Stclaua ̄Food ,.】信tuadl品与发磅 Z' ̄eaatatttm 低质白酒品质提高的研究进展 殷瑞清 ,杨瑞 (1.四川大学食品工程系成都610065) 摘要:概述了提高中国白酒品质的微生物和酶工程技术,并介绍了白酒后处理技术以及营养、功能性白酒的研究 现状,为低质白酒的品质提高指明了发展方向。 关键词:低质白酒;微生物;酶工程技术;后处理;功能性 中图分类号:TS262.3;TS261.1;Q93 文献标识码:A 文章编号:1671-6892(2007)02-0009-0005 Advance Review on Quality improvement of the Low-grade Chinese Liquor YIN Rrui-qing YANG Rui1 (Department ofFood Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China)J Abstract:It is summarized in this paper that the current situation on research about the quality improvement methods of low-grade liquor,such as microbiological engineering,enzyme engineering and the post—treatment techniques.Functional liquor and functional influences of hte liquor weIe also presented.So this paper points out the development direction of low-grade liquor. Key wrods:Low-grade liquor;Microorganism;Enzyme;Post-treatment;Functionality 中国是世界三大酒文化古国之一,至今,中国 在传统白酒的基础上新型白酒和功能性白酒逐渐 白酒仍以其精湛的酿造工艺,浓郁的芳香和独特的 发展了起来。虽然这些酒具有受外界影响较小、低 风格特征而驰名中外。中国白酒的生产技术经历了 度等优点,但在风味和品质上与名优大曲酒相比, 启蒙、成长、成熟、提高和变革发展几个阶段[1】,随着 都需要进一步的提高和改善。 现代科技的发展,正逐步走向现代化。 白酒品质的改善可以通过微生物法和酶工程 从生产技术的发展来看,中国白酒经历了传统 法来实现,从而达到白酒本身风味质量的提高;也 (固态)白酒、新型(液态)白酒和营养功能性型白酒 可以在白酒发酵生产结束后,对白酒进行后处理以 三种形式。传统(固态)白酒是我国的民族瑰宝,但 提高白酒的品质和口感。而营养功能性白酒主要是 由于其受地域环境的影响较大,酒精含量较高,而 通过对白酒本身功能因子的研究和添加某些功能 且进入21世纪后,中国白酒工业将朝着“优质、低 性因子而达到白酒品质提高的目的。 度、低粮耗、卫生、营养、可混饮”的方向发展闭,因而 1提高白酒品质的微生物及酶工程法 收稿日期:2007—02—10 作者简介:殷瑞清(1981年‘),男,湖北武汉,研究生,食品生物技术。E-mail: 通讯作者:杨瑞副教授,Tel:86—28—85401785,E-maihRuifeng_yang@sina,.con 维普资讯 http://www.cqvip.com

10 四,・)食品与笈磅 2007年第2期 1.1微生物法 近年来,许多研究者对大曲微生物区系,窖泥 微生物区系,生产环境微生物分布及糟醅发酵过程 中微生物的动态变化【习都进行了较为详细的研究, 分离筛选出了大量的有用微生物,开发了强化大 曲、窖泥功能菌、生香酵母、降乳菌等[4],为白酒品质 的保证和提高提供了依据。 目前,对于低质白酒品质的提高,酯化菌是一 种常用的方法。酯化菌是具有酸醇酯化功能的特定 微生物,它能产酯化酶,促进酸、醇合成酯。这类微 生物中,人们较早地认识到酵母菌具有合成酯的能 力,因此一些产酯能力高的优良酵母菌株已被应用 于强化大曲中。王治国,夏明星等对产酯酵母进行 了研究,结果表明浓香型白酒生产中应用产酯酵 母,可加速酸受酯化成己酸乙酯嘲。 为了能适应窖内环境,耐温耐酸的产酯酵母也 在研究中嘲。赵华,赵树欣等用双灭活原生质体对汉 逊酵母和球拟酵母进行细胞融合,选育出了耐温型 的产酯酵母 。其典型特征是在酿酒过程中能耐温 (主发酵可达42 、耐酸、抑制升酸。由于该酵母耐温, 夏季可正常生产冬季可高温人池(激可达30 。 另外,目前研究和应用较多的酯化菌还有部分 霉菌,罗维,田学恭等从自制普通大曲中优选出各项 指标均优良的大曲和自制红曲霉,其实验曲发酵力, 酯化力较之对照组均有很大提高[8]成都生物所从大 曲中分离筛选到的具有高酯化率的红曲霉和根霉, 其合成己酸乙酯的专一性较强。天津轻院通过紫外 诱变的方法也选育出一株以己酸和乙醇为底物,能 高效合成己酸乙酯的红曲霉嗍。 1.2酶工程法 提高白酒品质的酶工程法主要指酯化酶技术, 它包括特异性产酶菌种的培养,合适产酶条件的选 择,酯化过程的控制等 。 中国白酒的传统发酵是在窖池内完成产酯生 香的过程,不仅产酯速度较慢而且产酯量受限,如 果在窖外直接将酸、醇在酯酶的作用下催化生成 酯,不仅产酯速度快、产酯高,而且酯的类别都能够 得到控制。将生成的香酯液用于白酒增酯调香,可 以提高白酒品质【彻。河北曹雪芹家酒用香酯液产己 酸乙酯,其产酯量得到了极大的提高【“】。 酯化酶具有多向合成功能,能同时受控以己酸 乙酯为主体香的四大酯的合成,也可单一合成纯己 酸乙酯,还可合成稀有酯类。根据这一原理,该项技 术不仅可以生产出单一型香酯液,也可以生产复合 型香酯液。信春晖,胥伟宏对复合酯化酶生态菌剂 已经进行了应用试验,结果表明,复合型香酯液的 使用可以使白酒的取优率比对照池高出7.3个百分 点【 。 香酯液不仅可以用于传统工艺中的白酒增香 调香,也可以用于液态法白酒、串香白酒和新型白 酒的增香,免除化学香料调香中存在的“浮香”,从 而提高了白酒的质量。 2白酒后处理技术 2.1过滤除浊 白酒在生产、贮存及销售过程中损害了产品的 感官质量,同时也影响了产品的内在质量,所以白 酒除浊是白酒生产过程中的一个重要环节。但如果 白酒除浊技术不当,不但不能有效地解决白酒浑浊 和沉淀现象,反而还会影响白酒的风味;有些技术 虽然能解决白酒浑浊和沉淀现象,但白酒中含有的 微量成分损失严重,严重影响了白酒的品质,降低 了白酒的质量。 2.1.1 吸附法 吸附法主要包括活性炭吸附和淀粉吸附法。活 性炭的吸附作用要从它的结构来解释。活性炭在活 化过程中,消除了碳基本微晶之间的各种碳化合物 和无序碳,同时也清除了基本微晶的石墨层中的一 部分碳。这样就产生了很多空隙,即微孔、过滤孔和 大孔。在活性炭的吸附过程中,三种孔径各有各的 功能。对吸附而言,微孔是最主要的,它的比表面积 大,比容积也大。因此微孔在相当大的程度上决定 某种特定活性炭的吸附能力【 3Ⅱ 。过滤孔是吸附质 进入微孔的通道,又使蒸汽凝聚而被吸附。大孔的 作用是使吸附质的分子能迅速进入活性炭的微孔, 同时大孔也是催化剂沉积的地方【阍。对中小企业目 前资金较紧的情况下.选用颗粒炭作暖附处理低度 浓香型白酒较为理想,特别是与粉末炭吸附相比, 综台效益更高【垌。 淀粉吸附法也是较常用的方法,它主要是利用 淀粉膨胀后颗粒表面形成很多微孔,与低度白酒中 的混合物相遇,即可将他们吸附在淀粉颗粒上,然 后通过机械过滤的方法除去。淀粉分子中的葡萄糖 链上的羟基,也容易与高级脂肪酸乙酯所含的氢原 子产生静电作用而形成氢键卷曲成螺旋状三级结 构,聚合成淀粉粒【切。此方法操作简便,过滤速度快 并且能够较好的保持白酒原味,但其排渣较难,易 维普资讯 http://www.cqvip.com 第43卷(总第136期) 殷瑞清等:低质白酒品质提高的研究进展 高;污染小等[27128]。同时它操作方便,结构紧凑,维修 费用低,易于自动化,因而是现代分离技术中一种 效率较高的分离手段,应用前景广泛。 白酒膜过滤的原理是酒中的高级脂肪酸乙酯为 水不溶性物质,在降度后即可聚合在一起而析出,呈 现乳状浑浊、失光状态。酒液在驱动力的作用下,通 过膜的微孑L将溶液中的物质进行分级筛选,达到去 浊分离的目的[29113ol。近几年来,随着膜过滤技术的不 出现再次失光或絮状沉淀等现象【阍。 2.1.2离子交换法 离子交换法是根据发酵产物的酸碱度、极性和 分子大小而进行的分离纯化技术。目前,常用的离 子交换剂是离子交换树脂,离子交换树脂可分为阳 离子交换树脂和阴离子交换树脂【埘。 用离子交换树脂进行分离纯化的大致过程是: 大多数发酵产物都具有酸性或碱性的功能团,并且 在培养液中以离子状态存在。当离子交换树脂浸泡 断发展,各种微滤和超滤技术已在白酒生产中广泛 在培养液中时,其中的代谢产物首先被吸附或扩散 应用。从我国白酒行业使用情况看,酒的膜过滤常选 到离子交换树脂表面,然后,从离子交换树脂的表 用微滤或超滤技术,并且膜精度已很高了【l5131132]。 面扩散到内部,并与内部的离子互相交换。被交换 2.2人工催陈 出来的离子逐步从离子交换树脂的内部扩散到培 所谓人工催陈,顾名思义就是采用人工的方法 养液中去。交换完毕,再用少量的洗脱剂将代谢产 加速老熟作用。白酒人工催陈的方法,有物理的,化 物洗下来。离子交换树脂的种类不同,其分离纯化后 学的,生物化学的,微生物的四大类,也可兼用其中 的水质差别较大【删。这种方法具有成本低、操作方 的2~4种。目前,主要有微波法,加土陶片(瓦片)催 便、提取率高、设备简单等优点。 熟法,磁场处理法,臭氧法,超声波催陈法等。 2.1.3冷冻过滤法 2.2.1微波法 冷冻法是国内研究应用推广较早的低度白酒 微波是指波 除浊方法之一。此方法是根据三种高级脂肪酸乙酯 长为lm至1ram,或频率为300MHz至300GHz 为代表的某些白酒香气成分的溶解度特性,在低温 范围内的电磁波。微波之所以能促进酒的老熟,是 下溶解度降低而被析出、凝聚沉淀的原理,经一10℃ 因为波能产生高频振荡,而把这种高频振荡的能量 以下冷冻处理,再保持低温数小时,用石棉、纤维 作用于酒,酒也出现与微波频率一样的分子运动。 粉、过滤棉或其他介质过滤除去沉淀物。此法具有 从物理角度看,这种高频振荡的分子运动,改变了 冷冻设备投资大,生产时能耗高等缺点【2l】 。 酒精分子的排列,因此能促进酒的物理性能上的老 2.1.4硅藻土过滤 熟,使酒显得绵软。从化学角度看,微波可在瞬间使 硅藻土简称DE,是以硅藻遗骸(壳体)为主的 酒分子中某些化学键断裂,形成更细小的分子。而 硅质生物沉积岩,主要成分是二氧化硅。其硅藻遗 当微波作用去掉后,这些细小的分子又重新结合成 骸微孔密集、堆密度小、比表面积大,稳定性高、耐 稳定的大分子。这就相当于在瞬间促进了氧化还原 酸、耐热,因此具有较强的吸附力和过滤性能,能吸 酯化反应过程,因而对人的感觉器官的刺激减少, 附大量微细的腔体颗粒 。 口感变得醇和。 硅藻土过滤技术在国内起步较晚,我国1980 此外,微波的加热作用使酒中分子高速运动, 年才引进硅藻土过滤技术并改进成新型过滤机【矧。 不但使醛类,硫化物易于挥发,而且加速了酯化等 后来,安徽省毫州市“大东”技术产业公司于1992 反应的进行在微波处理此期间,酒体历经了一系列 年研制出大东牌白酒净化器,可以吸附分子量在 的复杂的物理化学反应,有些杂味由于氧化还原反 300左右的酯类[251。在国外,硅藻土过滤技术研究较 应而减弱或消失,使酒体呈现一定程度的老熟。 早,但是有些人对其毒理安全性提出了质疑,美国 采用微波的方式催陈新酒,有一定的老熟效 FDA就提出硅藻土可能存在此类问题 。因此硅藻 果。但是处理的工艺条件很重要,不同品种的酒类 土过滤技术应用于白酒有待于进一步的研究。 其最佳微波处理工艺条件是不同的 。 2.1.5膜过滤法 2.2.2加土陶片(瓦片)催熟 膜过滤技术是近几十年发展起来的高新技术。 用土陶(瓦罐、瓦坛)贮存白酒,其催熟效果甚 膜作为一种先进的分离技术,有许多优点:选择性 佳。其理由为:土陶有很多微孑L,这些微孑L不漏酒, 强;在常温下操作无相态变化;能耗低;自动化程度 但可以穿透空气,可加速促进催化作用,加速新酒 维普资讯 http://www.cqvip.com

12 ,.】食品与崖磅 2007年第2期 的物理合化学变化。土陶中含有一定量的金属元 素,如Na、Ca、K、Mg、Fe、Cu、Cr、zn等,这些元素可 以促进新酒的物理、化学变化,加速酒的老熟。最新 的研究表明酒中含有lmg/L左右的K、Cu,有利于 提高酒的口感,使酒醇厚,醇甜感增加,去新酒气。 根据这些原理,在不是土陶容器的其他大容器内加 入土陶片或瓦坛片,可以加速新酒老熟,起到了瓦 坛贮存的作用04]。 2.2.3磁场处理 酒内的极性分子在强磁场作用下,极性键能减 弱,因而易于运动,有利各种反应的进行及分子的 定向排列。磁处理白酒能加速酒中醛类与顺磁性氧 起化学反应生成酸,从而促进酸与醇合成酯,使酯 的量增多,提高白酒的香味阁。另外,酒液在强磁场 作用下,可产生微量的过氧化氢,过氧化氢在微量 重金属离子存在下,分解出氧原子,以促进酒中的 氧化作用。 磁场处理后的白酒除有催陈的作用以外还具 有一定的保健功能,磁处理白酒在降低血液粘度, 改善血液的流变特性,促进血液循环等方面优于白 酒D叼。 2.2.4臭氧法 一般来说,新酒入口糙辣、味冲且具有不同程 度的杂味,这是因为发酵过程中硫蛋白的降解而产 生了硫化氢、氨、硫醇等硫化物,其次是在发酵中容 ‘ 易产生乙醛、丙稀醛等物质。强氧处理在很大程度 上分解了这些成分,使其含量降低,从而使酒的口 感得到改善。 臭氧是强氧化剂,而且是一种不稳定的气态物 质,在水中易分解为氧气和原子态的氧。通过臭氧 发生器产生臭氧后,与所需要处理的液体混合,经 过适当的处理时间后不但有利于杀菌,而且可以增 加陈酒感。同时臭氧法能使酒体中的高级脂肪酸乙 酯分解,降低其含量,使低度白酒变得清亮透明 。 2.2.5超声波催陈法 超声波可以增强各类物质的分子活化能,提高 分子间的有效碰撞,使酯化、缩和、氧化还原等反应 加速进行,有利于形成酒的酵酯酿制香味。适当的 超声处理能使酒中酯的量提高,改善酒的口感.加速 酒的陈化,从而对产品质量的提高和缩短生产周期 产生积极的作用 。 超声对酒的催陈处理时的温度、时间、超声参 数(频率、功率)、酒的剂量、香型与度数都对处理效 果产生一定影响。日本中岛等人就清酒、配制酒、生 葡萄酒、威士忌等用超声波进行了老熟试验,结果 表明清酒和生葡萄酒经超声波照射后,效果不明 显,而威士忌等蒸馏酒和配制酒经过20min的照射 就能达到老熟的效果 。 超声波催陈法是一种新型后处理方法,在国内 的应用还很少,而在国外也是近几年的事情。目前, 该方法还处于研究阶段,在定时、定量分析、感观评 价等方面有许多工作要做。因此,应该通过不懈的 探索,找到超声处理的最佳参数和控制方法使其在 酒的陈化方面得到更为广泛的应用。 3营养型、功能性白酒的研究 随着社会发展,市场消费更加理性,消费者对 身体健康更加关注,白酒行业出现了营养型、功能 性白酒 。营养型白酒是指在传统白酒的基础上,运 用酒是“万能溶剂”的特性,通过溶入必要的功效成 份,改变了一些酒基和添加物的量比关系。在不改 变、不影响白酒的风格特征的前提下,即保持了传 统白酒的特点,又具备功效成分的作用 。而功能 性白酒既不同于营养型白酒,也不同于保健型露 酒,它是在白酒中科学地溶于现代高科技制剂、生 物制剂等高新材料,使其具有增进人体活力、减缓 衰老、抗辐射、去毒防癌变等功能的作用[43]。功能性 白酒在保持白酒原有传统风味的同时,营养保健功 效更明显,在风格上更容易被消费者所接受[删。 从生产技术的角度来看,低质白酒可以通过添 加一些功效成分、功能性因子成为营养型、功能性 白酒,进而提高了低质白酒的品质。王传宝等人的 研究发现,处理过的酒基加软水破浆后勾兑成半成 品酒,再和螺旋藻营养液反复进行勾兑调味可制成 螺旋藻营养型白酒。该酒含有多种氨基酸,可促进 骨髓的造血功能,有明显升高白细胞、红细胞、血红 蛋白、血小板的作用,还可以抗辐射,抗疲劳,增强 机体免疫力[451。有资料显示,红曲发酵产物具有对多 种病原菌的抗菌能力,具有降低血压、降血脂、抗 癌、刺激骨胳形成、健脾燥胃等作用。丁前胜利用这 一特性,将红曲发酵产物应用于白酒生产中,可以 生产出风味独特的保健功能性白酒 。因此,营养 型、功能性白酒的出现,为低质白酒品质的提高开 辟了新的途径。 4展望 目前,国内外对低质白酒品质提高的研究还处 于初级阶段,一些新型的提高品质的方法不断涌 维普资讯 http://www.cqvip.com 第43卷(总第136期) 殷瑞清等:低质白酒品质提高的研究进展 21.547-581. 现。但这些方法仍然存在一定的缺陷,有待进一步 研究和探讨。首先,酶技术的安全性问题引起了人 【22]杨胜敖.低度白酒贮存过程中的物质变化及处理[Jl铜仁职业技术 学院学报,2005。(2):20—21. 们普遍的关注,到目前为止还没有得到解决。其次, 在后处理技术方面,还没有哪一种单一的技术或设 备可以独立满足提高低质白酒品质的生产要求。因 此,对于后处理技术还有待于科研工作者的研究, 在结合多种方法的优点的基础上取长补短,使后处 理技术朝着多种方法相结合的方向发展。而在营 养、功能性方面,营养因子的提取,以及与白酒勾兑 的技术仍需要深层次的研究。 参考文献: 【1】李湘洪.简述中国白酒的发展与趋势[J].酿酒,2004,(1):9-10. 【2】沈怡方.白酒生产技术全书【M】.北京:中国轻工业出版社,1998. 【23】袁鹰,沈毅文.白酒降度用水的有效预处理探讨叨.中国酿造, 2006,(4):57-60. 【24】关佰军,谭成.酿酒.1995.(4):42-.4.3. 【25】李祥林,李建东.酿酒,1993,(6):24-26. 【26】徐成勇、郭波等.低度白酒除浊研究进展叨.食品与发酵工业, 2001,(1o):71-75. 【27】R Rautenbach著,王乐夫译.膜工艺 B京:化学工业出版社.1999. 【28】刘国信.膜法分离技术及算应 ̄i[M1.:lt京:中国环境科学出版社, 1991. 【29】朱志玲,刘贤福等.膜超滤技术在低度浓香型曲酒中的应 用叨.酿酒科技,2002,(4):87-88. 【3o]罗惠波厝 过滤技术在白酒除浊中的应用研究Ⅱ 0o4,(5):38--40. 【3】张文学,乔宗伟,等7人.中国浓香型白酒窖池微生态研究进展叨.酿 酒,2004,(3):31—35. [3q朱剑宏。何俊等.复合微滤膜在白酒降度除浊、改进品质中 的应用研究叨.酿酒2001(3):63-63. [32】赖登烽,夏先明.复合微滤膜在全兴低度白酒中的应用研究田酿酒, 2001。(4):36—38. [4]谢红想,徐岩,赵光鳌.浓香型白酒增香的生物技术进展叨.酿酒, 1998,(3):8-11. 【5】王治国,夏明星.应用产酯酵母提高浓香型白酒质量的研究,酿酒 科技,1994,(4):13—15. 【6】徐士江.麦曲中良种酵母的分离叨.酿酒科技,1998,(3):28-29. 【33】林向阳.微波催陈白酒中型试验的研究[J]食品与机械,2001,(3): 23—24. [7]赵华,赵树欣.耐温型产酯酵母的选育叨.酿酒,1 997,(3):17-19. 【8】罗维,田学恭.强化大曲的研制与开发,2001,(3):27—28. 【9]吴衍庸.提高中国白酒质量的酶工程技术. 【10】许德富,樊林.生物工程技术在浓香型大曲酒中的应用及前景展 望叨.酿酒,2002,29(1):26-27. 【34】杜小威,雷振河等.汾酒老熟研究阶段报告(二),酿酒科技, 2002。(6):38—41. 【35】曾新安,高大维,张本山.电磁场催陈米酒氢键缔合红外光谱分析 食品与发酵工业,2001,(6):50-53. 【36】张慧灵、计晶晶等.磁处理酒对大鼠血液流变学的影响 中华理疗 杂志,2001,24(6):333—335. 【37]李宏涛,王冰,李次力.臭氧对蒸馏白酒的催陈、除浊效果的研究 酿酒.2004,(3):75—77. 【1 1】李佐华昃衍庸.浓香型酒优质、高产的酶工程技术应用研究[Jl酿 酒科技,1997(4):23~24. 【l2】信春晖,胥伟宏.复合酯化酶生态菌剂在浓香型大曲酒中的应用口l 酿酒科技,2002,(6):55—56. [I3】谢仁智,饪秀英.酒类专用活性炭作用机理的探讨们.酿酒,1995. (4):16~18. 【38】李宗领,李辉,傅忠.电子综合酒类催陈设备在浓香型白酒中的应 用叨.酿酒科技,1999,(96):99. 【39]鞠洪荣、刘长岗.超声波在酒类酿造中的应用 中国酿造1997(1): 35-36. [14】曹翠平.低度白酒浑浊的原因及活性炭处理法田.酿酒科技,2006, (10):56—57. [40】沈恰方.功能性白酒好,糖酒快讯,华糖商情,2004,(3):34. [41】李湘洪.简述中国白酒的发展与趋势,酿酒,2004,(1):9-10. 【l5】王心成.活性炭及其应用,2004,(4):99—100. 【16】祝秀凤、林向阳.酒类专用颗粒炭在低度浓香型白术,酿酒科技, 2003,(5):32-26. [42]黄书声.中国营养型白酒之说叨.酿酒,2003,(4):6-7. [43】高月明.侯小波,沈淑梅.清香型白酒潜力何在叨.酿酒,2003,(4): 11~14. 【17】王群.低度白酒除浊的研究,食品工业,2003,(4):3o-31. 【18】钱俊青,徐彤辉.浙江工业大学学报,1997,25(4):342-349. 【19】宋瑞滨,徐勤平战谈白酒勾兑用水的净化叨酿酒,1999,(1)24-2 ̄ 【20】李祥林,白酒“后处理”技术装备的现状与选择[Jl酿酒科技2005, (1):54—56. 【44】曹健君,张肖克.营养型、功能性白酒的发展 酿酒,2005,32(4): 14~16. [45】王传宝、夏如宝.螺旋藻营养型白酒的研制叨.酿酒科技,1998, (1):67. 【21】沈怡方启酒生产技术丛书.北京:中国轻工业出版社.1998 16~ [46】丁前胜.红曲菌在白酒生产中的应用叨.酿酒.2004(6):2o__21. 

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