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1、中国白酒与风味物质摘要摘要: 白酒的风味物质来源于原料本身的一些香味成分、不同微生物产生的芳香成分、酒 醅蒸酒过程中产生的香气成分及窖泥微生物产生的香气成分等。风味物质可分为色谱骨架 成分和微量成分, 骨架成分决定了白酒的香型,而微量成分则决定了白酒的风格和典型性。 中国白酒的发展应趋向营养化和低度化。业界应加强对白酒风味物质的更深入研究,以带动 白酒工业的革命。关键词关键词: 中国白酒; 风味物质; 白酒风格; 质量白酒风味物质中, 除了极少量的无机化合物(固形物) 之外,绝大部分是有机化合物, 均具有挥发性, 并且都具有呈香呈味的特定基团。这些风味物质是构成白酒典型特征的物 质基础。它们以
2、一定的比例共存于酒体中, 互相配合、补充、衬托和制约, 发挥各自的特 点形成不同香型和不同风格的白酒。20 世纪 60 年代以来,我国酿酒业界和科技工作者利 用气相色谱法对占白酒 1 %2 %的风味物质进行了认真、广泛而深入的研究1 。并作了 大量的分离、定性、定量工作, 为解决实际问题提供了理论基础, 进一步探讨了影响白酒 品质的一些基本原因。随着改革开放的进程, 消费主体和消费观念不断发生变迁,中国人的饮酒方式更趋向科 学化、文明化, 为白酒的生存与发展提出了更广泛的课题。那么,更深入细致地研究白酒风 味物质的风味特征及其在醇水体系中的化学行为,将为寻求解决办法提供有力的理论基础。一一 白
3、酒风味物质的来源白酒风味物质的来源白酒香味物质十分复杂,种类繁多,含量微少,能够完全说清楚其来源实非易事。如果能 结合白酒的生产工艺及各类物质的生成机理加以讨论,还是能有所认识的。我国固态法酿酒用粮主要是高粱、大米、小麦、大麦、玉米、糯米等杂粮,其主要成分 是淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、果胶、单宁、纤维素、半纤维素、木质素和其他物质。 在酒曲作用下,粮食在窖池内发酵是一个极为复杂的过程, 除了众所周知的淀粉糖化、酵母 发酵生成乙醇的复杂的酶化学反应体系外,还存在着非厌氧微生物、厌氧微生物(梭状芽胞 杆菌、各种厌氧菌、多种甲烷菌) 、好氧性微生物、野生酵母的复杂的代谢(生命过程) 活 动, 酶化
4、学反应,复杂的其他生物化学反应,多种多样的有机化学反应等。发酵“结束”后的酒醅是一个极为复杂的混合物,在蒸馏的过程中酒醅中的挥发性物质 或多或少地与水和乙醇一道被蒸馏出来,成为酒的骨架成分和微量成分。醇类(一元醇、多元醇和芳香醇) 是糖、氨基酸等成分在霉菌、酵母菌、细菌等微生物 的作用下生成的。高级醇主要是由酵母菌在非正常代谢状态下脱去氨基酸中的氨再经脱羧 酶脱羧生成,其含量及种类与原料、菌种、酒醅成分及发酵条件等有关。白酒醅中形成的有 机酸种类很多,产酸的途径也很多。但大多有机酸是由细菌生成。酯类的生成途径有二: 一是通过有机化学反应生成酯, 在常温条件下极为缓慢, 往往 需要经几年时间才能
5、使酯化反应达平衡。二是由微生物的生化反应生成酯,这是白酒生产中 产酯的主要途径。存在于酒醅中的汉逊酵母、假丝酵母等微生物,均有较强的产酯能力。 羰基化合物生成途径很多,如醇经氧化、酮酸脱羧、氨基酸脱氨脱羧等反应,均可生成 相应的醛、酮。白酒中的芳香族化合物多为酚类化合物。它们来自小麦或制麦曲过程中由 微生物生成;或在制麦曲时形成中间产物, 再由酵母菌或细菌发酵而生成, 并在发酵过程中 相互进行转化; 或由某些氨基酸及高粱中的单宁生成。白酒中的挥发性含硫化合物,大多来自胱氨酸及蛋氨酸等含硫氨基酸。 当然, 粮食本身的一些香味成分、酒曲中不同微生 物产生的芳香成分、糟醅蒸馏过程中产生的香气成分以及
6、窖泥微生物产生的香气成分都会 不同程度地带入酒体中,形成白酒的风味物质。 酿酒原料是决定白酒质量的第一基础物质。通常所采用的有高粱；大米以及高粱、玉 米、大米、糯米、小麦等多种粮食混合使用。大曲为小麦、大麦、碗豆；小曲为大米；麸 曲用小麦麸皮。虽然白酒至今对原料的质量要求还达不到葡萄酒那样严格，但尚无用其他 单一含淀粉或糖分的原料做成优质白酒。由于白酒是一种嗜好品，是含酒精的饮料，因此 这可能与人们消费习惯有关。就如用薯干为原料的日本烧酎带有薯干气味并不以为然一样。 各种粮食都有其本身固有的气味，这是众所周知的客观事实，这些气味物质通过传统的生 产工艺必然带入到成品酒中，尤以大曲酒的老五甑混蒸
7、混烧工艺更为明显。清蒸清烧或小 曲泡粮也不可能完全排除之。在20世纪60年代采用薯干代用原料及野生植物橡子等的时期 得以证实，凡符合人们长期消费习惯的称为粮香，除此而外则为杂味，使人感觉不快。 粮食的气味不言而喻是由众多挥发性化合物所构成。经测定，在甘薯的水蒸汽蒸馏液 中含有甲醛、丙醛、丁醛、香薯酮等羰基化合物；甘二烷、甘三烷等高级碳氢化合物以及 桧烯类萜烯化合物，还有癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸、十八酸、亚油酸和亚麻酸等高 级脂肪酸。在玉米中检出了甲醇、乙醇、乙醛、丙醛、丙酮、2-甲基丙醛、丁醛、丁酮、 3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、戊醛、己醛、庚醛等成分。不同品种的玉米其含量又有较显著 的差
8、别。 小麦的挥发性物质有醛、酮、醇、酯等30多种，大麦也有65种挥发性物质被检测出。在稻 谷及大米中分别检测出了73种和170种挥发性物质。这些结果说明了各种粮食其挥发性成 分组成是不同的，同时也报道了不同品种、不同产地，新粮与陈粮之间的变化差异。 1 高粱高粱是酿酒所普遍采用的原料。早先四川一般都用糯高粱，随着生产量的增长，糯高 粱已不能满足需要，在用杂交粳高粱时，无论大曲或小曲酒的出酒率都不及糯高粱高， 1989-1990 年，廖建民、曾庆义等报道了其研究工作报告。杂交粳高粱虽然单产高，抗病 性好，但它皮厚质硬，出酒率低。其品质特性为： (1)粳性，直链淀粉含量高，占30%左右，而一般糯高
9、粱在10%以下。据查，1985-1986年对! 200余份糯高粱品种分别进行测定，结果粗淀粉含量60.4%-65.3%，支链淀粉为91.8%- 98.9%。 (2)颜色淡，单宁含量普遍比糯高粱低。红色的为0.8%-1.3%，白色的在0.1%以下。糯高粱 的单宁含量为1%-2%，有的能达2.4%。 (3)颗粒大、角质率（玻璃质）高。北方粳高粱角质率一般在50%左右，有些白粒种达90%四 川糯高粱一般在40%左右。 (4)蛋白质含量因品种而异。北方粳高粱蛋白质为8%-10%，糯高粱在此范围内的占73.8%。对其酿酒工艺参数测定结果和糯高粱相比具有吸水量大、吸水速度慢、糊化温度高、 吸水膨胀率大。用
10、于大曲浓香酒酿造，出酒率低4.4%，产品质量经色谱析无明显差异，品 评酒尾略带涩味。据此对酿酒工艺作相应的调整后出酒率可上升到一般水平。初步显示了 不同品种对产品产量和质量的影响。也就是说粮食原料中的淀粉、蛋白质、脂肪、单宁、 粗纤维等组成成分不同，在经酿酒发酵后的产物也会不同，与产品质量的关系还需要不断 研究。此外，除对粮食质量的常规水分及感官要求外，不应有农药残留及霉变后的黄曲霉毒 素存在。随着科学技术及生产发展，预计将会对酿酒原料提出更为具体的质量要求，不再停留 在淀粉含量高、蛋白质适中、脂肪低的经验之谈或杂交粳高粱不及农家品种更不及糯高粱的认识。在20世纪80年代也曾经倡导过建立原料基
11、地，四川也曾推广过“青 壳洋高粱”及“81-1”等品种，湖南曾选育糯高粱杂交种。这些基础工作也正是生产厂所 期望的。 (2) 辅料 在固态发酵的生产工艺中使用辅料是必不可少的。一般用量为原料量的20%左右，在小曲酒 及大曲酱香型酒中使用较少，在麸曲酒中使用最多。辅料的作用主要是发酵酒醅蒸馏时起 疏松作用，便于酒汽均匀上升，同时又成为酒醅调整配料的一个组成部分。常用辅料有稻 壳、谷糠、高粱谷等。为了减少固有的辅料气味混入酒中，在使用前必须经过清蒸处理。 酒中有糠味是酒体不净、存有杂味的表现。20世纪70年代中期出现低度及降度白酒以后，所采用的工艺都是将高度酒加水稀释处 理而成。因此降度用水也成为
12、辅料之一。这类用水由于是直接进入产品中的，因此要求严 格，除符合国家饮用水标准外，还必须经过处理，除去水中存有的钙、镁等无机离子，以 免产生货架期产品失光甚至变浊的问题。 2 糖化发酵剂 将粮食中淀粉经糖化、发酵生化反应而转化成乙醇的中间品称之为糖化发酵剂。它是由不 同种类的微生物经扩大培养后所组成。白酒所使用的糖化发酵剂有大曲、小曲和麸曲。由 于不同的糖化发酵剂所含微生物种类和数量不同以及酶系种类和酶活力的差异，因而导致 了在酿酒发酵过程中代谢产物不同，直接影响着白酒产品的风味质量。传统的固态发酵法白酒大多以大曲作为糖化发酵剂；在大曲中含有数量和品种最多的 微生物，经分离检测，有细菌、霉菌、
13、酵母菌及少量的放线菌。其中霉菌就不下20种，主 要有根霉、犁头霉、毛霉、黄曲霉、黑曲霉、红曲霉等。众多的微生物既给酿酒发酵带来 了复杂性又形成了其代谢产物香味成分的多样性。大曲还是一种复合酶制剂，它含有淀粉 酶、糖化酶、蛋白酶、酒化酶、酯酶等各种酶，是形成白酒香味成分的催化剂，此外在培 养大曲过程中还形成多样的香气成分及前体物质。可见其对白酒的风味质量具有十分重要 的作用。在小曲及麸曲糖化发酵剂中，由于菌种比较单一，小曲中主要是根霉兼有酵母菌， 麸曲则以曲霉和酵母菌为主，它们的糖化力和发酵力均高于大曲，因此产品的出酒率较高， 但风味质量就不如大曲复杂而丰满。说明了白酒产品的风味质量需要多种微生
14、物参与发酵； 采用多微发酵生产的清香型六曲香酒以及芝麻香型的梅兰春酒，也达到了国家优质酒的水 平。而采用酶制剂加活性干酵母生产的麸曲白酒，其风味就过于单调了，尽管出酒率高。 因此糖化发酵剂的应用需要因地制宜地加以选择。 大曲的三方面功能和所用原料、培养温度、曲块成型及踩制方式等有关。在四川、贵 州一带以小麦为原料而北方地区则以大麦和豌豆混用为多。江淮一带则三者混用。而制曲 的培养温度是至关重要的，将培养过程中的最高品温分别控制在45以下、60C.以下及 60C以上的称之为低温、中温及高温大曲，并随不同香型酒而异。3种大曲的功能也各有 侧重。一般，低温大曲糖化力较高，霉菌数量较多；高温大曲蛋白酶
15、活力高，细菌占绝对 优势，可达98%，尤以耐高温的芽孢杆菌居多，曲块呈褐色，具有较强的酱香气味，但其糖 化及发酵力都较低。也可认为在小曲和麸曲中也存在这三方面的功能，尤其是为酿酒发酵 提供微生物及粗制酶制剂是肯定无疑的，只是品种单调些，至于第三种功能就显得单薄了。3 设备 对白酒风味质量直接有关的设备主要有酿酒发酵、 蒸馏及贮存三方面的设备。 （1） 发酵容器传统的固态发酵法所采用的发酵容器有泥窖、陶缸、砖、水泥池及石材窖池等，在半固态 及液态发酵法中为陶缸及不锈钢罐。采用何种材质及其结构大小形状，对于白酒产品的风 味质量都有直接的影响。这是由于发酵酒醅（醪）和容器内壁接触材质中所栖息的微生物
16、 参 与了酿酒发酵。因此各种香型酒的发酵容器都有不同的严格要求。清香型白酒的发酵容器常用陶缸、砖或水泥池。在大曲酒中以陶缸最为理想，一般每 口缸体积0.5m，盛装高粱150KG左右。在发酵室内将缸埋在地下泥土中，缸口与地面平齐， 缸间距离为10-24CM，俗称地缸。每排发酵之前必须用水清洗后再用花椒水杀菌，对于保证 其产品清香纯正的风格有着重要的作用。而在砖或水泥池中由于内壁所附着的微生物难以 避免，对产品的风味质量就有所影响。浓香型白酒的发酵容器是泥窖。而且特别强调经长年累月使用后的老窖，这和产品质 量有密不可分的关联作用。现已证明浓香型酒的主体香己酸乙酯正是来源于土壤微生物中 的己酸菌在酒醅发酵过程中以乙醇为碳源而产生己酸，再和乙醇酯化合成。存在于泥土中 的以 己酸菌为代表的细菌群是形成浓香型酒香味成分的重要源头，显示了泥窖的极端重要性。窖泥中的微生物以细菌为主，大多为厌氧菌，尤其是芽孢杆菌。除己酸菌、丁酸菌以 外还有甲烷菌、甲烷氧化菌等。当己酸菌和甲烷菌共生时能促进己酸生成。这些细菌的数 量和种类，老窖明显优于新窖。在理化分析窖泥中水分、总酸、总酯以及
