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豉香型白酒研究现状

2020-11-04潘丽娟赖嘉雯赵文红白卫东费永涛卫云路

中国酿造 2020年10期
关键词:香型酵母风味

潘丽娟,赖嘉雯,赵文红*,白卫东,费永涛,卫云路

(1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院,广东 广州 510225;2.广东省九江酒厂有限公司,广东 佛山 528203)

白酒是我国传统的发酵酒精饮料,在我国饮食文化中扮演着重要角色。自1979年白酒香型学说诞生以来,至今已有12种白酒香型。豉香型白酒起源于珠三角一带,至今有近130年的生产历史,是具有南国特色的地方性产品,以其独特的豉味,以及其独特的“玉洁冰清,豉香独特,醇和甘滑,余味爽净”的风格深受粤桂两省、港澳及南阳华侨的青睐,年出口量历来可达万t[1-2]。目前,国内生产豉香型白酒的厂家,主要集中于广东佛山,较为知名的有九江酒厂、顺德酒厂和太吉酒厂等,代表性产品有玉冰烧、红米酒和九江双蒸酒等[4-5],中国白酒以浓、酱、清、米为基本香型,两种或两种以上基本香型复合衍生、产生兼具两种及以上基本香型的复合香型白酒。中国白酒的香型及衍生图如图1所示[3]。

豉香型白酒具有地域性鲜明的特点。其研究多集中于工艺改进、降低能耗、曲饼功能菌株选育和风味成分分析等方面[6-7]。相较于浓香型名优白酒,其研究广度与深度都更低。本文从豉香型白酒的生产工艺、酿酒微生物来源与作用机制、特征性风味物质及其分析技术等几个方面对豉香型白酒的发展现状进行概述。旨在为豉香型白酒的发展和后续研究提供参考。

图1 中国白酒的香型及衍生Fig.1 Flavor profile and derivation of Baijiu

1 生产工艺研究

1.1 豉香型白酒生产工艺简介

豉香型白酒(Chi-flavour liquor)是以大米或预碎的大米为主原料,以大酒饼作为主要糖化发酵剂,采用边糖化边发酵的工艺,经蒸煮、发酵、蒸馏、陈肉酝浸、勾调而成[8]。传统豉香型白酒发酵工艺为大米→蒸煮→摊凉→拌曲→入埕发酵→蒸馏→斋酒→静置→陈肉酝浸→勾兑→成品。发酵时酒曲加入量为18%~22%;酒醅在28~32 ℃条件下发酵15~20 d;斋酒经过静置10 d左右,流入陈肥猪肉池中酝浸20~30 d;流出的酒液经过陈酿、勾兑后即可得到成品酒[9-11]。

1.2 豉香型白酒生产工艺研究进展

豉香型白酒在生产过程中,选用大酒饼作为糖化发酵剂,采用边糖化边发酵的发酵工艺和釜式蒸馏工序,再结合陈肉酝浸工艺。这些独特的制酿工艺,赋予其独有豉香风味。近年,豉香型白酒生产工艺研究方向多集中于改善酒质、提升效率与节约酿造能耗及提升酒品上,以迎合市场口味和需求[12-13]。九江酒厂作为豉香型白酒生产厂家的代表,率先将生产工艺与信息网络技术相结合,取得了较显著成就。2002年,该公司研发了斋酒的质量跟踪系统,实现了计算机系统控制斋酒质量,并取得良好成效[14]。

此外,张国柱[15]将硅藻土过滤机应用于豉香型白酒,可有效去除酒中机械杂质。何松贵等[16]采用膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)反应器处理白酒生产废水,有效减少了酿造能耗,提高了经济效益。何松贵[17]还发现不同米种中直链与支链淀粉比值越小,米饭熟透度越好,酒体出酒率越高。使用碎米发酵,有利于大米胚乳经发酵产酸,且提高基酒总酯,降低杂醇,协调酒体和节约能耗。

豉香型白酒最初采用土灶蒸馏的蒸馏方式,改革开放后,逐步引进国外先进设备与技术。目前,多采用常压釜式蒸馏工艺,该工艺技术大大提高了斋酒流出效率,有效满足量产的需求。其不足之处是能耗较大、难以提取高沸点挥发性香气成分。石湾酒厂谢敏等[18-20]采用减压蒸馏工艺替代传统的常压蒸馏工艺,有效改善了斋酒辛辣口感和降低了能耗,蒸馏出的酒液具有清雅、醇香、爽净的特点。最近,谭莹等[21]尝试采用自动控制制曲温度与通风条件,在不添加饼泥的圆盘中散曲酿酒,结果发现,酒质并无异样。

一般而言,刚酿造出来的酒辛辣刺鼻,需陈化一段时间后,方适合入口,自然陈化耗时长且占用贮罐和仓储等,极大制约了企业的发展。豉香型白酒独特的陈肉酝浸工艺,不仅能加速斋酒的老化,去除辛辣刺激味,还形成了独特香味。白酒陈化方法颇多,如高温、微波、超声波、磁场、光等物理方法,还有化学、生物催陈等。向英等[22]研究了豉香型白酒的低频超声催陈效果,结果显示,低频超声一定程度上有利于催化斋酒的陈化。催陈技术用于研究豉香型白酒鲜有报道,相关的机理与催陈条件均有待深入考究。

2 酿酒微生物研究

“曲为酒之魂”,酒曲优劣与白酒酒体质量和产酒率密切相关。发酵是一个复杂的动态过程,与白酒酿造相关的微生物主要有细菌、霉菌、酵母菌和放线菌。白酒酿造的本质是酿酒微生物对营养物质的降解利用和代谢产物的生成。白酒中微生物主要来源于酒曲、生产原料以及环境微生物[23-25]。

大酒饼作为豉香型白酒菌种,是由大米、黄豆、饼丸、饼泥、酒饼叶、中药材等制成。饼丸是酒饼的原种,带给大酒饼酿酒发酵所需的微生物,如根霉、曲霉、酵母、细菌等;饼泥则提供微生物菌丝的穿梭环境,作为大酒饼的填充剂;黄豆为微生物提供充足的营养物质,有利于饼丸微生物在酒饼中生长;加入大米,有益于微生物适应以大米为碳源进行发酵,能有效提高淀粉利用率及产酒率[26-27]。大酒饼对豉香型白酒发酵有着至关重要的作用,实质是大酒饼中丰富的微生物群体利用自身酶系催化底物降解的过程[28]。

2.1 豉香型白酒酿造微生物及其功能

在豉香型白酒风味的贡献中细菌类微生物主要产酸,霉菌分泌产生各种酶,酵母产酒产香。细菌微生物醋酸菌、乳酸菌产生醋酸和乳酸。霉菌主要是根霉和曲霉。米根酶、华根霉等根霉属微生物有较好的淀粉糖化力、蔗糖转化力,分泌产生大量的α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶等;曲霉分泌产生液化淀粉酶、蛋白酶等。霉菌分泌产生的多种酶构成白酒发酵多酶体系,是大分子物质如淀粉、纤维素等降解的主要动力。各种酶降解大分子形成的小分子营养物质有利于酵母菌和产酸菌的生长并产生酒精和各种香气成分,如酯、酸、醇、醛等。

酿酒酵母主要包括酒精酵母、产酯酵母、假丝酵母。酒精酵母、产酯酵母作为白酒功能性微生物,发酵产生酒精、酯类物质等构成酒的主体香气成分[27,29-30]。有研究表明非酿酒酵母在白酒酿造中有着重要的功能性,非酿酒酵母代谢产物能增加酒体风味、口感,增强成品酒特色[31]。

2.2 豉香型白酒酿造微生物研究进展

徐成勇等[32]采用平板划线稀释法,分离豉香型白酒酒饼中的微生物。结果表明小酒饼中酵母、霉菌数量相对较少,在大酒饼中得到扩大培养;细菌含量较多,在制成大酒饼的干燥过程骤减,放线菌较少且无太大变化。吴雪梅[33]对小曲霉菌进行分离鉴定,得到4株根霉属、1株毛霉属、3株曲霉属、1株青霉属;对豉香型白酒酒曲与发酵醪液进行微生物组成及数量分析,结果表明从一级种、饼丸、酒饼到发酵醪液,微生物变化极大。一级种以毛霉为主,根酶次之;饼丸以米根霉为主,华根酶以及毛霉次之;酒饼中米根霉为主,华根酶次之,几乎无毛霉[34]。

2008年,萧暖章[35]分离豉香型白酒酒曲中酵母,经选育与鉴定得到5株功能性酵母;萧暖章[36]在发酵中添加安琪高活性酵母,优化发酵参数与糖化酶种类,结果表明,添加安琪酵母0.005 g/g粮食,配合3#糖化酶发酵时,酒体酒质优良,产酒力好,并适用于大生产。董士伟等[37]对豉香型白酒酿造微生物进行筛选、分离、得到一株高产乙酸乙酯的“产酯1号”酵母,该酵母产酯可达1.399 g/L,运用到生产中可明显改善酒体风味。黄光建等[38]从豉香型白酒酒饼中分离高产乙酸乙酯酵母菌,基于5.8S rDNA-ITS分析方法快速鉴定得到高产乙酸乙酯的毕赤酵母“J10”。优化产酯条件后,该酵母产酯总量可达8.51 g/L,产乙酸乙酯可达8.05 g/L。江汶钰等[39]对豉香型白酒酒饼中的细菌类群进行研究,初步建立起聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCRDGGE)在豉香型白酒微生物的分析方法。曹荣冰等[40]将从酒曲中分离得到的两株产酸菌(醋酸菌和乳酸菌)混菌加入到发酵实验,经过优化发酵工艺,在小试生产中产酯量达1.85 g/L,出酒率1.59%,效果良好。

综上,对于豉香型白酒微生物相关性研究目前多集中在豉香型白酒酒曲微生物的分离纯化鉴定、高活性特定功能纯种菌株的选育,以期获得具有特定功能的菌株。还有一些集中在对于酒曲微生物群落演替规律研究,希望揭示酿酒微生物菌群演替与风味物质相关性,旨在解释豉香型白酒发酵过程物质代谢以及酒香形成机理。但是,对于豉香型白酒发酵酶和酶系的研究较鲜见,对微生物代谢相关途经、代谢机制的研究亦有待深入。

3 风味物质分析技术及其特征性风味物质研究进展

白酒中98%是乙醇和水,决定白酒质量、酒体风格的微量组分仅占白酒成分1%~2%,正是这些占比小的微量成分决定了白酒的香型风格。豉香型白酒因豉味特殊,从米香型白酒中分离形成独立香型白酒,1996年豉香型白酒国家标准成立,成为继浓香、清香、米香、凤香四种香型白酒之后成立的第五个香型白酒国家标准[41]。

3.1 白酒风味物质分析技术及研究方法

近年来,随着化学分析研究技术的进步,白酒风味研究取得了突飞猛进的进步。江南大学徐岩教授团队提出以风味导向技术为学术指导思想的白酒风味化学研究方法[42],总结了白酒风味物质分析的一系列完备方法,结果见图2。主要利用气相色谱的高效分离特性与质谱定性能力,结合嗅闻技术、核磁共振、香气活力值(odour activity value,OAVs)分析及香气缺失与重构实验等对白酒分为物质进行分离、定性、定量及及关键成分析。其在浓香、清香型白酒香气成分研究中取得较大成果。随着分析技术的发展与高端分析仪器的普及,豉香型白酒风味研究分析也得以发展[43]。

图2 白酒风味化学研究技术路线Fig.2 Technical route of of Baijiu flavor chemistry

3.2 豉香型白酒风味物质研究进展

金佩璋[44]使用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)联用技术检测豉香肉酒/斋酒,确认壬二酸二乙酯和辛二酸二乙酯为其特征性成分。1995年,中国食品发酵工业研究院对一批豉香型白酒酒样进行全面的定性分析,通过液液萃取定性检测豉香型白酒,得到85种风味物质,其中23种醇、27种酯、17种酸、13种碳基化合物、5种缩醛类;准确定量其中的66种风味物质,确认酒中存在三种二元酸二乙酯,认为α-帖品醇、3-乙氧基-1-丙醇、3-甲硫基-1-丙醇、苯甲醇也为豉香型白酒特征性成分;1996年,豉香型白酒国际标准GB/T 16289—1996《豉香型白酒国家标准》成立,确定了β-苯乙醇、辛二酸二乙酯、庚二酸二乙酯、壬二酸二乙酯为特征性检测项目。2001年,曾新安[45]采用气相色谱/气质连用技术对豉香型白酒斋酒和肉酒进行了全分析,测定了猪肉脂肪酸组成,确定β-苯乙醇、9,9-二乙氧基壬酸乙酯,壬二酸二乙酯,辛二酸二乙酯为豉香型白酒的特征性香气成分。张五九等[41]研究发现,顶空固相微萃取技术(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)应用于豉香型白酒风味成分分析,定量分析能力从原先的66种,提高到100多种。FAN H Y等[46]通过气相色谱-嗅闻-质谱(gas chromatography-olfactometry-mass spectrometer,GC-O-MS)技术对豉香型白酒的香气成分进行定性定量,得到56种香气成分;通过香气活力值(OAVs值)筛选出其中的34种重要香气成分,进行香气重组、省略缺失实验成功模拟豉香型白酒酒体,在白酒中发现呈脂肪气味的反-壬烯醛、反-2-辛烯醛、反-2-癸烯醛、反-2-十一烯醛和反,反-2,4-癸二烯醛,并确定β-苯乙醇、反-壬烯醛、反-2-辛烯醛为豉香型白酒特征性香气成分,且证明了甲硫醇、庚二酸二乙酯、壬二酸二乙酯不是豉香型白酒的特征性风味物质。

随着风味分析技术的进步及色谱技术的普及,白酒分析检测方法也得到较快的发展。近年来,豉香型白酒研究者的热点课题多集中在挥发性香气成分分析鉴定以及特征性香气成分的确定上,但对于豉香型白酒的特征性香气成分至今没有统一的说法,这与白酒成分的复杂性以及微生物发酵的相对不稳定性密切相关。另外,香气成分的感知交互作用已应用于葡萄酒研究,即混合多个香气成分时,单个成分的感官特性会造成较大的损失;而具有高OAVs的香气成分也可能被抑制在低OAVs的香气成分中,白酒复杂香气成分间的感官交互作用仍有待进一步的研究与应用[47]。对于豉香型白酒香气成分的交互作用至今仍属空白,且关于发酵中非挥发性成分对于酒体口感和酒质的影响研究报道甚微。

4 展望

白酒生产由小作坊、小规模、酿酒设备落后的家庭式生产方式发展为大规模、规范化、现代化的酒厂模式。豉香型白酒企业推陈出新,摸索出现代化生产的工艺流程,应用现代化高端分析技术和分析仪器辅助相关研究工作,初步确定豉香型白酒酒曲微生物群落组成和独特风味成分,使豉香型白酒得以发展壮大,并在竞争激烈的市场中立足。当今市场经济活跃、竞争激烈,机遇与挑战并存,给企业带来机遇的同时也提出了新的需求。

4.1 微生物与风味物质研究思考

白酒酿造中“曲为酒之骨”,酒曲中的多菌群混合微生物组成及其分布以及产酶情况对白酒发酵有至关重要的影响,对于白酒香型风格有着决定性作用。豉香型白酒酒曲功能性菌株的研究与保藏,应充分利用现代化的微生物组学技术、测序技术以及代谢组学、生物传感技术结合分子生物学、酶工程、蛋白质工程等技术进一步研究大酒饼制作、白酒发酵过程中微生物的消长规律并寻求其变化规律与机理,探讨微生物与风味物质间的交互作用,继而从本质层面揭示微生物生长代谢与酶系代谢机理及风味物质产生的关系与规律。进而科学指导生产、改进酿造工艺、提升白酒安全性、提高并改善酒质与风味、降低粮食损失,从而提高经济效益。对于酒曲微生物的研究,有极高的研究意义与价值。

4.2 豉香型白酒发展思考

豉香型白酒豉味突出、肥肉酝浸带来酒体油味是豉香型白酒特有的风格。而近年来,年轻消费者群体对于豉香风味的接受认可度比较低,长此以往,将造成豉香型白酒消费市场萎缩、市场占有率下降。如何在市场扎稳脚根并发扬壮大是一个企业成长所必须解决的问题。

第一,发扬豉香型白酒特有风格,加强品牌打造。“民族的便是世界的”,豉香型白酒在我国具有悠久的酿造历史,在广东珠三角一带源远流长,具有极强的地域性。豉香型白酒凭借其独特的风格与地域性品牌得到国内外人们的认可。再者,随着收入增加,经济水平提高,人们逐步趋向于健康化的消费,追求高度数、刺激、烈酒的习惯开始改变。豉香型白酒酒精度在30%vol左右,酒精度低,与近年市场消费倾向低度酒趋势一致。豉香型白酒是经得住历史筛选的产品,契合当今世界保护知识产权、文化遗产的特点,都说明它有着广阔的生存和发展空间。企业应加强豉香型白酒品牌打造力度,增强品牌知名度,打造优良豉香型品牌酒。

第二,加大宣传力度、挖掘潜在消费者群。我国地域辽阔,人口众多,风格喜好各异。在当今信息、交通、物流发达的时代,豉香型白酒企业应积极发扬豉香型白酒独特风格魅力,开拓销售市场,深入挖掘潜在消费群体,引导消费者认识产品、选购产品。

第三,加大企业合作,开拓应用市场,寻求新的发展点。豉香型白酒作为广东地域性酒,应充分发挥广东地区、甚至全国璀璨的饮食文化特色,尝试将豉香型白酒与各地餐饮文化相结合,将豉香型白酒应用于各种菜肴烹饪,菜式制作研发中。企业间加强合作与交流,加大企业间合作的力度,谋求新的发展点。

第四,紧抓消费者喜好,研发豉香型白酒系列新产品。国外酒品种单调,但调制出的鸡尾酒却数以千计,并得到普遍接受。鸡尾酒系列酒在国内外有着普遍的接受性,是青春、活力、激情与休闲的代名词。我国白酒香型各异,各具特色。豉香型白酒豉香浓郁,是否能从中得到启发,创新研发具有豉香风格特色的调味饮料酒,打造豉香风格系列酒以满足年轻人对于酒品饮料的新需求,加大市场占有率。

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