酒类的生产I

本课内容酒的起源、分类白酒酿造中的微生物白酒生产工艺酿酒工业•生物技术的基础是发酵技术，而发酵技术的基础是酿酒技术。我国2009年生物工业的总产值约8000亿元，酿酒业占近五成。•酒的起源：–水果酒：采集的水果很容易被野生酵母菌发酵成酒。–代表：葡萄酒，相应的蒸馏酒为白兰地。起源于7000年前，美索不达米亚。酿酒工业–乳酒：游牧民族存放的兽乳被发酵成酒。代表：马奶酒。–粮食酒：高粱、小麦、大米①谷物发芽时产生蛋白酶和淀粉酶，使淀粉糖化，被酵母菌发酵成酒。•代表：啤酒，其蒸馏酒为威士忌。起源于9000年前，亚述人。②谷物发霉时，黑曲霉、根霉等产生的蛋白酶和淀粉酶使淀粉糖化，被酵母菌发酵成酒。•代表：黄酒和清酒，相应的蒸馏酒是白酒和烧酒。起源于7000年前，仰韶文化。酒的分类•酿造酒：以谷物或水果为原料发酵后直接过滤得到的酒，酒精度3~18º。包括啤酒、葡萄酒、黄酒、米酒和清酒等。•蒸馏酒：以谷物为原料经发酵后再经蒸馏、陈酿、勾兑制成的酒，酒精度38~65º。包括：白酒、威士忌、白兰地、兰姆酒、金酒、伏特加等。•配制酒：以酿造酒或蒸馏酒为基础酒，加热药物、香料、果汁等配制成的酒。包括：竹叶青酒、五加皮酒、劲酒、鸡尾酒等。世界蒸馏酒简介•白兰地Brandy：以葡萄或其它水果为原料，经发酵、蒸馏、橡木桶贮存，调配而成。•主产地为盛产葡萄的法国科涅克（Cognec），起源于13~14世纪。常见的有轩尼诗Hennessy、人头马RemyMartin、马爹利Martell等。•威士忌Whisky：以谷物为原料，经发酵、蒸馏、贮存、调兑而成。•盛产于苏格兰和爱尔兰，起源于12世纪。在国际市场销量很大。世界蒸馏酒简介•兰姆酒Rum：以甘蔗汁或甘蔗糖蜜为原料，经发酵、蒸馏、贮存和勾兑而成。盛产于牙买加、古巴等加勒比海国家，在世界市场销量很大。•伏特加Vodka：以小麦、大麦、马铃薯、糖蜜等为原料，经发酵、蒸馏成食用酒精，然后调配而成。主产于俄罗斯和波兰。•金酒Gin：又名杜松子酒，以食用酒精为酒基，加入杜松子及其他香料，共同蒸馏而制成。起源于荷兰，因杜松子有利尿作用，最初作为特效药用饮料。白酒•白酒（Chinesespirits）：以粮谷为主要原料，以大曲、小曲或麸曲及酒母等为糖化发酵剂，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏而制成的蒸馏酒。又名白干、烧酒。•中国古代炼丹术的发展积累了不少物质分离和提炼的方法，创造了包括蒸馏器具在内的种种设备。将蒸馏法用于酿酒，就产生了白酒。•蒸馏法制作白酒最早可能起始于汉唐，成熟于宋代。上海市博物馆有一件东汉时期的青铜蒸馏器。白居易有诗句“荔枝新熟鸡冠色，烧酒初开琥珀香”。白酒的分类•浓香型白酒：以泸州老窖特曲为代表，包括五粮液、剑南春、全兴大曲、沱牌曲酒、古井贡酒、口子酒、洋河大曲等。特征是窖香浓郁、绵甜醇厚、尾净爽口。主体香味成分是己酸乙酯。•酱香型白酒：以茅台酒为代表，还有郎酒、武陵酒等。具有类似于酱和酱油的香气，幽雅细腻、酒体醇厚、后味悠长。香气成分复杂，以4-乙基愈创木酚、丁香酸等酚类物质为主。•清香型白酒：以汾酒为代表，还有宝丰酒、黄鹤楼酒、红星二锅头等。清香纯正、醇甜柔和、后味爽净。主体香味成分是乙酸乙酯。酒曲•酒曲酿酒是中国酿酒法的精华所在，而且对于周边国家，如日本、越南和泰国等都有较大的影响。•酒曲：也作酒麴，曲药，古称曲糵。–天然曲糵：因受潮而发芽长霉的谷物。此时曲、糵不分家。–此后曲和糵逐渐分开，曲的糖化酶主要是霉菌所分泌，糵的糖化酶来自谷物发芽。–用曲酿制的称为酒，用糵酿制的称为醴，因其味薄而逐渐失传。（宋应星《天工开物》）酒曲•谷物酿酒分两个阶段：①糖化：淀粉被糖化酶分解为葡糖糖。②酒化：葡糖糖经酒精发酵转变成酒精。•酒曲兼具糖化和酒精发酵的功能，成分为：1.小麦、大麦、豌豆、大米等粮食，作为微生物生长的营养；2.霉菌、酵母、细菌等微生物—发酵剂；3.谷物自身所含以及霉菌分泌的淀粉酶—糖化剂。谷物原料白酒酿制过程制曲自然采集微生物培养酒曲制酒谷物原料糖化蒸煮发酵蒸馏贮存勾兑成品酒•酒曲作为糖化发酵剂是酿酒发酵的动力，有“曲是酒之骨”的说法。•传统酒曲有大曲和小曲。白酒酿造中的微生物•酿酒微生物主要是来自于酒曲、原料、窖泥、空气。霉菌在白酒酿造过程中起到至关重要的作用，霉菌的利用是中国酿酒术对世界的一大贡献。•根霉属Rhizopus：有黑根霉、米根霉、中华根霉等。具有假根。大曲中以米根霉为主。•根霉能分泌大量的淀粉酶，是有名的糖化菌种，在制曲和发酵过程中都至关重要。白酒酿造中的微生物•曲霉属Aspergillus：有黑曲霉、黄曲霉和米曲霉等，一直被用于酿酒、做酱、制醋。•黑曲霉具有很强的糖化酶分泌活力，并可产生少量酒精。•米曲霉不产生黄曲霉毒素，糖化力较低，但蛋白质分解力较强。•曲霉的生长温度在35~40℃。黄曲霉西红柿表面的曲霉白酒酿造中的微生物•红曲霉Monascuspurpureus：用于酿酒、制醋、做豆腐乳的着色剂和调味剂。•能产生鲜艳的红曲霉红素和红曲霉黄素。大曲中心所呈现的红、黄色素就是其作用的结果。•能产生淀粉酶、蛋白酶和柠檬酸、琥珀酸等有机酸。耐酸、耐高温。白酒酿造中的微生物•酵母菌：酿酒中应用最多的就是酿酒酵母Saccharomycescerevisiae，能发酵葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、蔗糖、棉子糖，是生产酒精的主力，也是酒曲中的优势酵母菌。•汉逊酵母属Hanssenula：能利用酒精作为碳源，对酒精发酵来说是有害菌。但能产乙酸乙酯，在白酒生产中是产香的主要菌种之一。•毕赤酵母属Pichia：在其它饮料酒类中属于污染菌，但一些品种在白酒生产中能产生类似汉逊酵母的香气。白酒酿造中的微生物•假丝酵母属Candida：很多种有酒精发酵能力，在白酒工业中，假丝酵母广泛存在于大曲及酒糟中，多数种能产生酯香，属于增香菌种。•球拟酵母属Torulopsis：适宜于高温培养，在其它酿酒工业中属于污染菌，在白酒发酵中能产生酯香，甚至酱香。由茅台酒醅中分离出来的球拟酵母被许多白酒厂使用。•在白酒酿制过程中起作用的常见细菌包括乳酸菌、醋酸菌、己酸菌、丁酸菌、丙酸菌和甲烷菌。白酒酿造中的微生物•白酒酒醅中含有多种乳酸菌，能产生大量的乳酸和乳酸乙酯。白酒生产需要适量乳酸菌来形成风味。•但乳酸过量会使酒醅酸度过大，影响出酒率，还会使酒带有馊酸味，影响酒质。乳酸如果转变为丁酸，会使酒呈臭味，这是新酒产生臭味的原因。•大曲中的乳酸菌有三个显著特点：①既有同型发酵，也有异型发酵的乳酸菌②球菌居多，站70%③所需温度偏低，28~32℃，具有厌氧和好氧双重性。白酒酿造中的微生物•醋酸菌：白酒生产法是开放式的，在操作时会感染一些醋酸菌，是酒中醋酸的来源。•醋酸是白酒的主要香味成分，同时也是多种酯类的前体。但含量过多时会使白酒呈刺激性酸味，并且醋酸对酵母的杀伤力也大。•醋酸菌的一个致命弱点是在低温干燥的环境下芽孢会失去发芽能力。•醋酸菌在新曲中含量多，所以在使用大曲时必须贮存3个月或半年以上，就是为了使醋酸菌以最少数量进入窖内发酵。白酒酿造中的微生物•己酸菌：传统白酒酿造工艺的经验是，在浓香型大曲酒的生产中，发酵酒窖越老，产酒质量越高。•经研究发现老窖泥中富集多种厌氧细菌，主要为梭状菌，参与浓香型白酒发酵，是生成浓香型白酒的主体香味成分己酸乙酯的关键菌种。•窖泥中还可分离到丁酸梭菌，产生的丁酸是形成丁酸乙酯的前体。•丙酸菌能将乳酸转变成丙酸和乙酸，降低酒中乳酸及其酯的含量，使己酸乙酯与乳酸乙酯的比例适当。四川省遂宁市射洪县沱牌曲酒的“泰安作坊”古窖池从明清始酿，历经数百年不间断持续酿造，沿用至今。白酒生产原料•制曲原料：麸皮、大麦、小麦、豌豆•制酒原料：不同的原料其出酒率和风味都不相同。白酒界有“高粱香、玉米甜、大麦冲、大米净”的说法，概括了几种原料与酒质的关系。•国家名优大曲酒多是以高粱为主原料，适量搭配小麦、玉米、大米、糯米及荞麦等。•红薯、马铃薯、木薯等薯类原料含有大量淀粉，在粮食短缺时期是我国白酒生产的主要原料，出酒率高，但酒质差。酒曲的制作•大曲：采用小麦、大麦和豌豆为原料，拌水后压制成砖块状的曲坯，在曲房中培养，让自然界中的各种微生物在上面生长而制成。因块形较大，得名大曲。•大曲中的微生物极为丰富，是多种微生物群的混合体系，形成了多种代谢产物，赋予大曲酒独特的风格特色。•大曲酒香味好，但发酵周期长，原料出酒率低，生产成本高。大曲制作的特征①生料制曲：原料经粉碎、拌水后直接制曲，可以保存原料中所含的水解酶和原料上的微生物。②自然网罗微生物：大曲中的微生物来源于原料、水和周围环境。大曲制造是一个微生物选择培养的过程。③季节性强：不同季节里自然界中微生物菌群分布有明显差异，一般春秋季酵母多、夏季霉菌多、冬季细菌多。春末夏初至中秋节前后是制曲的合适时间。大曲制作④堆积培养：通过堆积培养和翻曲来调节和控制各阶段的温度，从而控制微生物的种类、代谢和生长繁殖。⑤培养周期长：从开始制作到成曲进库一般为40~60天，再贮存3个月以上才能使用。共需约5个月。•大曲按制曲温度可分为高温曲和中温曲两大类：–高温曲：制曲最高温度60~65℃，酱香型大曲和部分浓香型大曲酒使用；–中温曲：最高温度45~60℃，用于浓香型和清香型大曲酿制。大曲制作流程↓配料↓粉碎↓加水拌料水分38%石磨粉碎小麦、大麦、豌豆5：4：1↓制曲坯人工踩曲、机械制曲↓曲坯入室控制温度、湿度和通风↓培菌管理低温培菌期30~40℃，3~5天，使霉菌、酵母菌大量生长繁殖高温转化期45~65℃，5~7天，酶系活跃，形成酒香的前体物质后火生香期低于45℃，9~12天，曲心水分挥发，香味物质呈现打拢将曲块集中，常温15~30天↓入库贮存3个月，淘汰大量生酸杂菌小曲制作•小曲：酿制小曲白酒、黄酒的糖化发酵剂，也称酒药、酒饼、米曲等。•以米粉或米糠为原料，接入一定量的种曲和适量的水制成坯，控制温度和湿度培养而成。因曲块体积小，故称小曲。•小曲的种曲经长期传代培养，微生物被不断纯化和驯化，糖化发酵力一般强于大曲，但微生物种类不及大曲多。•小曲白酒的生产用曲量少，发酵周期短，出酒率高，但香味不如大曲酒。大曲酒的生产•浓香型大曲酒的酿造工艺特点：以小麦、大麦和豌豆制得中、高温曲，以高粱为制酒原料，泥窖固态发酵，续糟配料，混蒸混烧。•泥窖固态发酵：用泥料做成窖池，作为蓄积酒醅进行发酵的容器，进行固态发酵。•续糟配料：循环使用旧糟醅，在发酵好的糟醅中投入新料，混合蒸煮后重新入窖发酵，形成浓香型大曲酒特有的“万年糟”。•混蒸混烧：要进行蒸馏取酒的糟醅中按比例加入新料，加热蒸馏取酒的同时，蒸粮使原料糊化。泸州老窖大曲酒生产流程↓高粱粉碎↓配料、拌和↓蒸酒蒸粮↓出甑、打水↓摊晾↓撒曲↓入窖、封窖、发酵↓开窖100公斤粮食下大曲粉18~22公斤打入85℃以上热水45~90天↓滴窖↓出窖黄水面糟蒸酒丢糟黄水酒回窖母糟红糟蒸酒酱香型大曲酒的生产•酱香型大曲酒生产工艺较为复杂，周期长。特点是使用小麦制作高温曲，高粱制酒，两次投料，用条石筑成发酵酒窖，窖底及封窖用泥土，多轮次发酵。•其生产非常强调季节，端午节前开始制作大曲，气温高，湿度大，空气中微生物种类、数量多，培养过程中曲温可高达60℃以上。•酿酒发酵要重阳节后才投料，此时秋高气爽，酒醅温度低，发酵平缓。经过8个轮次，每次一个月，发酵并蒸酒，1年为一个生产大周期。分别贮存3年后才能勾兑成型。茅台酒生产流程↓高粱20%粉碎第一轮下沙（50%）↓热水润料，90℃↓拌和↓+去年未蒸母糟5%↓蒸粮1h至七成熟↓出甑加水↓冷却至30~35℃↓加曲、加尾酒↓入窖发酵30天↓堆积4~5天↓出窖酒醅第二轮糙沙（50%）↓高粱30%粉碎↓热水润料↓蒸酒蒸料酒↓出甑加水↓冷却↓加曲↓堆积↓入窖发酵30天↓出窖蒸酒原酒，入库贮存第3~8轮↓酒醅出甑加水↓冷却↓加曲、尾酒↓堆积↓入窖发酵30天↓出窖蒸酒原酒入库贮存蒸馏•蒸馏是利用各组分挥发性的不同以分离液态混合物，生成的蒸汽经冷凝而成液体，可以使混合物的组分得到分离或浓缩。•传统的白酒生产采用固态发酵法，成熟