浓香型白酒(以泸州老窖、五粮液等为代表)的酿造过程是一个复杂的生物化学和物理变化过程,涉及微生物代谢、酶解作用、物质转化等多个关键环节。以下是酿造过程中主要的变化及其科学原理:
1. 原料处理阶段
高粱、小麦等粮食经粉碎后蒸煮糊化,淀粉颗粒吸水膨胀,分子链断裂形成糊精和可溶性糖(如葡萄糖、麦芽糖)。这一过程破坏淀粉晶体结构,提高后续糖化效率。
蒸粮后的堆积(如五粮液“跑糟”)促进环境微生物(如霉菌、酵母菌)的初步定殖,产生少量有机酸和酯类前体物质。
2. 制曲与微生物富集
以小麦为原料制成曲块(温度50-60℃),富集耐高温芽孢杆菌(Bacillus spp.)、嗜热放线菌和产香酵母。曲中蛋白酶、淀粉酶活性增强,为后续发酵提供酶系。
曲中微生物代谢产生的酯化酶(如脂肪酶)是后期酯类(己酸乙酯、乳酸乙酯)合成的关键催化剂。
3. 窖池发酵(泥窖为核心)
老窖泥(含梭菌属(Clostridium)、甲烷菌和放线菌)产生己酸、丁酸等短链脂肪酸,与乙醇酯化生成己酸乙酯(浓香型主体香气成分)。
发酵初期pH下降(产酸),后期因氨基酸脱氨和酯化反应略有回升(pH 4.0-4.5),影响微生物群落结构。
4. 蒸馏分离(物质选择性提取)
通过甑桶蒸馏,低沸点物质(乙醛、乙酸乙酯)在酒头富集,中段馏分(20-30%vol)含高浓度己酸乙酯(沸点167℃),尾酒含高沸点物质(糠醛、高级醇)。
乙醇-水共沸(78.15℃)影响馏出物组成,不同香型物质按极性分层提取。
5. 陈酿老熟(非生物氧化与分子重构)
酒体中游离酸与醇在酯酶催化下生成新酯类(如乙酸乙酯→己酸乙酯)。
醛类(如乙醛)氧化为羧酸,同时与乙醇缩合生成缩醛类物质,降低***性。
金属离子(Fe³⁺、Cu²⁺)与有机酸形成络合物,促进酒体稳定性和口感绵柔度。
6. 风味物质形成关键路径
Clostridium kluyveri代谢糖类生成己酸,与乙醇经酯化酶催化生成己酸乙酯(阈值0.076 mg/L,贡献窖香)。
美拉德反应(原料蒸煮阶段)与微生物代谢(Bacillus subtilis)共同作用,产生酱香前体物质。
原料中萜烯糖苷经微生物β-葡萄糖苷酶水解,释放芳樟醇、香叶醇等花香成分。
数据指标参考
浓香型白酒的独特风格源于泥窖微生态与多粮协同发酵的复杂作用,其物质转化网络涉及300余种挥发性化合物和2000余种非挥发性成分的动态平衡。