第三章_酒精发酵与白酒

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一、酒精发酵原料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、乳清等一、酒精发酵原料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）二、酒精发酵微生物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可酵糖2分子丙酮酸丙酮酸脱羧酶2分子乙醛还原2分子乙醇EMP途径CO2酵母菌乙醇发酵机制预处理糖化剂制备糖化剂蒸料糖化发酵蒸馏酒精酒母酒母制备原料四、酒精发酵工艺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℃)四、酒精发酵工艺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、杂醇油五、酒精蒸馏与精馏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。第二节白酒发酵工艺学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）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41-65º低度白酒：酒度40º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。二、大曲和小曲-----白酒中的菌种大曲小曲形状大，似砖块不定形小块，球状，粉状原料大麦+小麦，豌豆，麸皮，米糠麦粉+药粉微生物酵母菌，细菌，曲霉细菌、酵母、根霉、黑曲霉、毛霉等生长周期短长原料（基质）粉碎，出渣可整粒利用发酵状态固态固态或液态二、大曲和小曲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℃1、大曲的制作：大麦小麦等原料粉碎拌曲料曲母水踩曲曲坯入房生霉出房成曲干燥1、大曲的制作：大米粉碎配料接种制坯裹细粉入房培养出曲烘干干燥磨粉中草药药粉种曲2、小曲制作3、红曲制作米培养3天蒸饭摊冷拌曲浸冷水10-15min再入房出曲干燥种曲三、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