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浓香型白酒酿造过程中的变化

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

  • 粉碎与蒸煮
  • 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。

    浓香型白酒酿造过程中的变化-图1
    (图片来源网络,侵删)
  • 微生物预发酵
  • 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

  • 中高温大曲制备
  • 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。

  • 酯化酶生成
  • 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。

    浓香型白酒酿造过程中的变化-图2
    (图片来源网络,侵删)

    3. 窖池发酵(泥窖为核心)

  • 窖泥微生物群作用
  • 老窖泥(含梭菌属(Clostridium)甲烷菌放线菌)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)。

  • 多阶段微生物演替
  • 前期(0-7天):霉菌(如根霉、曲霉)主导糖化,产葡萄糖。
  • 中期(7-14天):酵母菌(如酿酒酵母)进行酒精发酵,乙醇浓度升至12-15%vol。
  • 后期(14-60天):厌氧菌(如乳酸菌、丁酸菌)代谢产生酸类、酯类,同时酯化反应加速。
  • pH动态变化
  • 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)

  • 挥发性组分梯度分离
  • 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)。

    浓香型白酒酿造过程中的变化-图3
    (图片来源网络,侵删)
  • 共沸效应
  • 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)

  • 酯交换反应
  • 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)。

  • 氧化还原平衡
  • 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。

  • 胶体体系形成
  • 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

  • 己酸乙酯合成
  • 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)。

  • 四甲基吡嗪生成
  • 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。

  • 萜烯类物质
  • 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

  • 主体酯类比例:己酸乙酯(≥200 mg/100mL)占酯类总量40-60%
  • 酸酯平衡:总酸(0.8-1.5 g/L)与总酯比约1:4-1:6
  • 老窖特征:窖龄30年以上的窖泥含己酸菌(10⁶-10⁷ CFU/g)
  • 浓香型白酒的独特风格源于泥窖微生态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。

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