王金龙，程平言，陆伦维，孙优兰，韦露露，尤小龙

（贵州茅台酒厂（集团）习酒有限责任公司，贵州 遵义 564622）

中国白酒历史悠久，在不同地域环境和复杂的酿造工艺下，形成了不同香型及其独特口感[1-3]，目前被专家确定的香型有十二种，包括酱香、浓香、清香和米香等，各种香型都有其大量的消费喜爱者[4-5]。酱香型白酒作为四大基础香型白酒之一，是贵州省重要的经济支柱产业，其复杂的酿造技艺和微生物体系，赋予了酒体独特的风格[6]。在酱酒生产过程中，其品质与生产原料、酿造工艺、环境、设备、存储等条件息息相关[7]。就随着季节的更替而言，基酒存储的环境温度也随之改变，尤其是到了天气寒冷时节，酒体中一些风味物质在低温条件下容易析出而导致酒体失光或浑浊，严重时还在酒体表面形成油珠层[8-9]，这一现象严重影响了酒体的外观质量，成为了公司乃至整个白酒行业亟待解决的共性技术难题。

目前报道造成酒体失光、浑浊的原因很多，包括发酵过程生成高级脂肪酸乙酯导致的浑浊[10-13]，勾兑用水引入钙镁等重金属离子造成的浑浊[14]以及包装瓶清洗不干净引起的浑浊等[15]，但发酵过程中产生的高级脂肪酸乙酯是引起酒体浑浊的主要原因，并在浓香、酱香和豉香等香型酒体中均有报道[16-18]。环境温度降低导致酒体浑浊主要是酒体中高级脂肪酸乙酯溶解度降低而析出造成[19-21]，归根结底就是因为原酒液中的高级脂肪酸乙酯本底值较高。因此，降低新酒或基酒中高级脂肪酸乙酯来提升酒体质量变得尤为重要。目前去除白酒中高级脂肪酸乙酯的方法主要有冷冻过滤法[22-23]、活性炭吸附法[24-25]、膜分离法[26]、树脂吸附法[27]、蒸馏法[28]等。这些方法都有一定的优势和缺点，如何扬长避短对其进行使用对研究者具有较大技术挑战。

在酒醅蒸馏阶段，酒醅中一些高级脂肪酸乙酯等醇溶性物质随着蒸馏的带入酒中，造成馏酒酒体浑浊。经研究发现，高级脂肪酸乙酯因初馏时酒度较高而主要集中在馏酒前段（酒头），因此，适当的去除酒头（掐头）有利于降低酒中的高级脂肪酸乙酯含量从而降低浑浊风险。传统掐头工艺是采用感官判断，即酒头不浑浊开始接新酒，不仅降低了新酒的产量，而且酒头无法处理造成酒体浑浊问题一直存在。该研究通过使用浊度计实现科学的掐头，并将所掐取的酒头少部分作为酒头调味酒，用作进一步的储存和勾调，其他酒头进行活性炭处理合并入新酒，从而将新产出的新酒中绝大部分引起酒体浑浊的物质去除，对白酒酒体品质的改善和提升具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

样品来源：由车间负责提供研究酒样，包括感官上“正常样”、“失光样”、“失光浑浊+油珠酒样”、各流酒阶段样品以及一至七轮次酒糟样等。

标准品：叔戊醇（内标）、2-乙基丁酸（内标）、乙酸正戊酯（内标）、标准品（纯度均≥98%）：国药集团化学试剂有限公司；酒体专用活性炭：郑州科林净水有限责任公司；实验所用的酒样均由某酒厂提供。所有实验用水均为超纯水（18.2 MΩ/cm2）。

1.2 仪器与设备

8890气相色谱（gas chromatography，GC）仪：美国安捷伦科技有限公司；TL2300浊度仪：上海哈希仪器有限公司；OEM型电子精密天平：奥豪斯国际贸易（上海）有限公司；QT-1旋涡混合器：上海琪特分析仪器有限公司；BCD-182型海尔电冰箱：贵州海尔电器有限公司；GZX-9240型数显鼓风干燥箱：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；Aquaplore 3S型全智能超纯水机：美国艾科浦国际有限公司。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液的配制

准确称取各风味物质标准品（精确至0.001 g）于100 mL容量瓶中，用53%vol乙醇溶液定容，混匀。准确分别移取0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、5.0 mL、10.00 mL的标准母液于10 mL容量瓶中，用53%vol乙醇溶液定容，依次配制成系列标准溶液，用移液枪分别准确吸取0.2 mL内标溶液（2%），混匀，静置10 min，待上机检测。

1.3.2 样品前处理

酒样处理：取53%vol酒样10 mL，加入0.2 mL内标混合样溶液（叔戊醇，2-乙基丁酸，乙酸正戊酯），混匀，静置10 min，取2 mL进样分析。

1.3.3 GC色谱参数

进样口温度：230 ℃；进样量：10 μL；分流比：50∶1；色谱柱：CP97723CP-Wax57C毛细管柱（50m×0.25mm×0.25μm）；柱流量：0.3 mL/min。

升温程序：起始40 ℃，保持3 min，以1.5 ℃/min升温至70 ℃，不保持，再以2 ℃/min升温至80 ℃，不保持；再以7.5 ℃/min升温至215 ℃，保持20 min。

1.3.4 脂肪酸乙酯定性定量方法

定性：根据各种风味物质标准品在色谱图上的保留时间对白酒中的风味物质进行定性分析。经检索出来的化合物与美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）05谱库和Wiley谱库进行匹配。采用相似度＞80（最大值为100）的鉴定结果。

定量：以标液浓度与样品峰面积的比值，根据标准曲线得到试样中各物质的浓度。风味物质含量计算参考文献[29]的计算方法，采用内标法定量。

1.3.5 掐头技术与活性炭吸附联用工艺流程与操作要点

在酒醅蒸馏阶段，酒醅中一些高级脂肪酸乙酯等醇溶性物质随着蒸馏带入酒中，造成馏酒酒体浑浊，高级脂肪酸乙酯因初馏时酒度较高而主要集中在馏酒前段（酒头），因此，适当的去除酒头有利于降低酒中的高级脂肪酸乙酯含量从而降低浑浊风险，浊度计掐头与活性炭吸附联用技术在白酒除浊过程中的工艺流程如下：

操作要点：

（1）上甑前将浊度计开机预热30 min，使用53%vol乙醇水溶液作为空白。

（2）上甑结束后对馏出的酒头进行实时监测，直到浊度＜1.94 NTU时，开始接新酒。

（3）掐取的酒头进行集中处理，一部分用作调味酒进行仪器检测，合格后用于贮存勾兑；另一部分使用0.05%专用活性炭处理36 h，过滤后进行仪器检测分析。

（4）检测合格的酒头并入新酒送入酒库贮存，后期用作勾兑。

1.3.6 白酒浑浊成因分析及处理研究

（1）不同感官表征典型酒样分析研究

选取在常温下（20 ℃）感官为“正常”、“失光”和“失光浑浊＋油珠”三种典型酒样，分别是：6车间3班6轮次（6-3-6），浊度为0.97 NTU；6车间4班6轮次失光样（6-4-6），浊度为2.14 NTU和6车间8班6轮次（6-8-6），浊度为4.37 NTU；按照上述色谱条件进行风味物质检测分析，以期寻找造成酒体失光浑浊的主要物质。

（2）高级脂肪酸乙酯添加试验研究

选取感官正常的酒样6-3-6在常温条件下开展三种高级脂肪酸乙酯的复合添加试验，按棕榈酸乙酯∶油酸乙酯∶亚油酸乙酯为1∶0.5∶1的质量比进行添加，总添加量分别为25 mg/L、75 mg/L和250 mg/L，观察酒样的感官变化情况。

（3）温度对酒体中高级脂肪酸乙酯的影响研究

选取20 ℃条件下感官为“正常”和“失光”二种典型酒样进行降温及升温试验，首先是降温试验，将典型酒样置于空调室或冰箱中进行降温实验，温度梯度为25 ℃、20 ℃、15 ℃、10 ℃和5 ℃，每个温度节点保持4 h，观察酒样浑浊程度的变化情况并测其浊度；其次是升温实验，将5 ℃时的典型酒样置于烘箱中进行升温实验，温度梯度为10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃，每个温度节点保持4 h，观察酒样浑浊程度的变化情况并测其浊度。

（4）高级脂肪酸乙酯馏出规律研究

通过对酒醅和新酒中高级脂肪酸乙酯馏出规律研究，为精准施策提供指导。其中酒醅部分研究是对一至七轮次糟醅经蒸馏前后所含高级脂肪酸乙酯含量进行测定；新酒部分研究是对馏酒的酒头、前段、中段、尾段和接酒样中高级脂肪酸乙酯分别进行跟踪检测分析。

（5）浊度计掐头模型的构建

使用53%vol乙醇溶液按棕榈酸乙酯：油酸乙酯：亚油酸乙酯为1∶0.5∶1的比例配制100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、…、550 mg/L、600 mg/L等不同梯度浓度的复合高级脂肪酸乙酯溶液，并在常温下（20 ℃）测量其浊度，通过使用Origin 9.0软件对数据进行拟合，获取合适浓度范围的复合高级脂肪酸乙酯与浊度之间的线性关系，用于构建浊度计掐头模型。

（6）活性炭处理研究

参照文献[24]使用活性炭处理方法，即用量为0.05%处理时间36 h的处理方法。准备3个玻璃瓶，各取500 mL酒头，分别加入0.25 g专用活性炭，混匀后静置36 h，过滤后进行平行分析，对比酒头处理前后的感官及风味变化。

1.3.7 酒样的风味感官评价及分组

课题组前期组织专业尝评人员（国家评委8人，省级评委18人）对稀释后的各种标品进行感官评分，再结合每种风味物质的气味活度值（ordor activity value，OAV）进行整理，获得花香、水果香、青草香、坚果香、酸香、余味、干植物香和甜香八个维度的感官描述，对应的物质见表1，在酒样分析中，汇总各个香气维度下的物质含量，参照文献[30]计算出其他酒样与对照样在各维度之间的差异。

表1 风味物质感官评价及分组Table 1 Sensory evaluation and grouping of flavor compounds

1.3.8 浊度的测定

提前打开仪器进行预热10 min，配制53%vol的乙醇溶液作为空白样，将空白样和待测样倒入测量瓶的刻度线以上，放入仪器测量，待稳定一定时间后进行读数，最终计算待测样的真实浊度值为待测样的浊度与空白样的浊度的差值。

1.3.9 数据处理及作图

使用Excel2016进行数据分析，使用TBtools和Origin9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同感官表征典型酒样分析研究

选取车间同一轮次正常样（6-3-6）、失光样（6-4-6）和失光浑浊＋油珠（6-8-6）3种典型酒样进行风味物质检测分析。并按感官特征及香气贡献值将风味物质分成花香、水果香、青草香、坚果香、酸香、余味、甜香和干植物香八个维度进行分析，获得典型酒样的风味轮廓图，结果见图1。由图1可知，不同感官表征典型酒样风味差异主要体现在余味上，失光和浑浊＋油珠酒样余味明显低于正常酒样，在公司感官要求上，酒样余味越低，酒质越好，而棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯是造成余味差异的主要原因。

图1 不同感官表征典型酒样风味轮廓Fig. 1 Flavor profiles of typical Baijiu samples with different sensory characteristics

进一步将不同感官典型新酒酒样中的3种高级脂肪酸乙酯含量进行测定，结果见表2。由表2可知，新酒中棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯含量存在差异，且棕榈酸乙酯＞亚油酸乙酯和油酸乙酯，为方便开展实验，将后续添加比例设置为1.0∶0.5∶1.0。此外，同一轮次中，酒样浊度值与酒体中所含高级脂肪酸乙酯含量成正比关系，因此，推测酒体中3种高级脂肪酸乙酯含量高是导致酒体失光浑浊的主要原因。

表2 不同感官表征典型酒样高级脂肪酸乙酯含量及浊度检测结果Table 2 Detection results of higher fatty acid ethyl esters content and turbidity of typical Baijiu samples with different sensory characteristics

2.2 高级脂肪酸乙酯添加试验研究

选取正常感官的6车间3班6轮次（6-3-6）酒样作为试验样，在20 ℃条件下对其添加不同梯度浓度的棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯（1.0∶0.5∶1.0），观察其感官变化情况并测定浊度值，结果见表3。由表3可知，对正常酒样添加不同浓度高级脂肪酸乙酯，酒样浑浊程度有明显增加，因此判定3种高级脂肪酸乙酯是造成酒体浑浊的主要因素，且含量高低与酒体浑浊程度呈正相关。

表3 高级脂肪酸乙酯对酒样感官和浊度的影响Table 3 Effect of higher fatty acid ethyl ester on the sensory and turbidity of liquor samples

2.3 温度对酒体感官的影响

高级脂肪酸乙酯属于醇溶性物质且溶解度受温度影响较大，为深入探索温度对酒体中高级脂肪酸乙酯含量稳定性的影响。试验选取20 ℃条件下感官为“正常”、“失光”和“失光浑浊＋油珠”3种典型酒样进行降温及升温试验，每个温度节点保持4 h，观察程度变化情况并测其浊度，结果见表4。由表4可知，随着温度降低，酒体浑浊失光现象逐渐加剧，并会出现白色絮状沉淀，说明温度降低可以使酒体中一些物质（如棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯）因溶解度变化而析出造成酒体浑浊；随着酒样温度的升高，高级脂肪酸乙酯类的物质在酒中溶解度增加，酒体在感官上絮状物及油珠逐渐消失，恢复正常透明澄清状态。因此，酒体温度的变化是造成酒体在感官上出现澄清、浑浊、油珠及絮状物等特征差异的原因。

表4 不同温度对酒样感官和浊度的影响Table 4 Effect of different temperature on the sensory and turbidity of liquor samples

2.4 温度对酒体中高级脂肪酸乙酯的影响研究

根据GB/T 26760—2011《酱香型白酒》报道，允许酱香型白酒在温度低于10 ℃时出现絮状沉淀物质或失光，10 ℃以上时，应逐渐恢复正常。为此，试验从车间选取一定数量酒样先进行高级脂肪酸乙酯含量检测，再将酒样置于在10 ℃条件下冷藏4 h，观察酒样感官状态，通过统计分析，绘制酒样高级脂肪酸乙酯含量分布，结果见图2，其中红色点表示浑浊酒样中复合高级脂肪酸乙酯含量，黑色点表示澄清酒样中的含量。由图2可知，在10 ℃冷藏4 h的条件下，棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯的总含量＞250 mg/L的酒样均有浑浊现象，而低于该含量的酒样则呈现透明澄清。因此企业可以采取措施将酒样高级脂肪酸乙酯降低至250 mg/L以下，能够减少酒样浑浊的风险。

图2 酒样高级脂肪酸乙酯含量分布Fig. 2 Distribution of higher fatty acid ethyl ester content in liquor samples

2.5 不同轮次酒中高级脂肪酸乙酯含量变化

为了解高级脂肪酸乙酯在酒醅中的发酵及馏酒时蒸出情况，跟踪一至七轮次的发酵酒醅蒸馏前后复合高级脂肪酸乙酯含量，结果见图3。由图3可知，从一轮次到七轮次，发酵的酒醅中的高级脂肪酸乙酯呈逐渐增加的趋势，对比蒸馏前后糟醅中的含量，可以看出只有少部分含量的高级脂肪酸乙酯随着酒馏出，大部分高级脂肪酸乙酯留在酒醅中。

图3 高级脂肪酸乙酯在不同轮次酒醅中含量变化Fig. 3 Changes of higher fatty acid ethyl ester content in fermented grains with different rounds

针对馏出到酒中的部分，通过跟踪酒头、前段、中段、尾段和接酒样来研究高级脂肪酸乙酯的分布情况以及与酒度和浊度之间的关系，结果见图4。由图4可知，从酒头到接酒样阶段，高级脂肪酸乙酯含量呈现逐渐降低趋势且与酒度和浊度成正相关关系，其中酒头和前段中的高级脂肪酸乙酯含量均超过酒样浑浊界限250 mg/L，会产生浑浊风险。因此，掐头量少或者不合理掐头会直接导致酒体出现浑浊风险，所以科学的掐头处理对提升酒体质量显得尤为重要。

图4 白酒蒸馏过程中酒精度、浊度及高级脂肪酸乙酯的变化Fig. 4 Changes of alcohol content,turbidity and higher fatty acid ethyl ester in Baijiu distillation process

2.6 浊度计掐头模型构建及应用

酒体的浊度与所含高级脂肪酸乙酯含量成正向比例关系，使用53%vol乙醇溶液配制100mg/L、150mg/L、200mg/L、…、550 mg/L、600 mg/L等不同梯度浓度的复合高级脂肪酸乙酯溶液，并在常温下（20 ℃）测量其浊度。使用Origin 9.0软件对所测数据进行非线性拟合，结果见图5。

图5 浊度与酒中高级脂肪酸乙酯的相关关系Fig. 5 Correlational relationship between turbidity and higher fatty acid ethyl ester in Baijiu

由图5可知，浊度曲线在复合高级脂肪酸乙酯含量在100～600 mg/L范围内呈现“S”型并且相关系数R2为0.999 1，说明复合高级脂肪酸乙酯在增加或者降低至一定量后对酒体浑浊程度影响较小，而在200～500 mg/L范围影响较大。因此，选择该范围进行线性拟合，通过不断优化可知，复合高级脂肪酸乙酯质量浓度为250～450 mg/L时，二者呈线性关系，此时的方程式为y=0.04x-8.06，其中y代表浊度，x为高级脂肪酸乙酯含量，相关系数R2可达到0.999 3，此方程模型能够实现根据浊度数据进行摘酒的操作，即在车间班组配备浊度计后，摘酒工人要想摘取高级脂肪酸乙酯总含量＜250 mg/L的酒样时，只需摘取浊度低于1.94 NTU的酒样，从而直接降低新酒中的高级脂肪酸乙酯的含量，避免了酒体浑浊的风险。

2.7 活性炭吸附试验

2.7.1 活性炭吸附处理对酒头中3种高级脂肪酸乙酯的影响

活性炭具有比表面积大，活性高，微孔发达，脱色力强，孔隙结构较大等特点，能有效吸附酒体中存在一些杂质。本研究对摘取的酒头使用活性炭处理，即用量为0.05%处理36 h，观察酒头中高级脂肪酸乙酯损失情况，结果见表5。由表5可知，经活性炭吸附处理后，酒头中3种高级脂肪酸乙酯含量明显降低，去除率达70%左右，酒体感官澄清透亮。可见，添加活性炭进行吸附处理能降低酒头中三种高级脂肪酸乙酯含量，有效解决酒体浑浊问题。

表5 酒头的活性炭吸附试验结果Table 5 Results of activated carbon adsorption tests of foreshot of liquor

2.7.2 活性炭吸附处理对酒头中香气的影响

将活性炭处理前后的酒头进行风味相似度分析比对，结果见图6。由图6可知，除3种高级脂肪酸乙酯所在的余味维度损香率较大外，其他风味维度香气损失较小。因此，对浑浊酒样，采取适量的活性炭处理不仅可以直接降低酒体浑浊风险，而且还能维持原有的香气，适合酒厂推广使用。

图6 活性炭处理前后风味相似度分析Fig. 6 Analysis of flavor similarity before and after activated carbon treatment

3 结论

通过对不同浑浊典型酒样的检测分析及添加试验，表明造成新酒浑浊的主要原因是其所含高级脂肪酸乙酯高导致。进一步跟踪高级脂肪酸馏出规律，发现高级脂肪酸乙酯主要存在酒赔中，且在蒸馏过程中仅有少部分被蒸出，而馏酒阶段主要集中在酒头和前段部分，因此可以通过合理的掐头来实现降低新酒中高级脂肪酸乙酯的含量。该研究采用浊度计掐去浊度高于1.94 NTU的酒头，保证新酒中的高级脂肪酸乙酯总含量＜250 mg/L，从而确保新酒在10 ℃时酒样不会产生浑浊。此外，掐取所得少量酒头做为调味酒使用，也可使用酒体专用活性炭吸附处理后合并入新酒中继续储存到使用年限。与直接处理浑浊酒样相比，本方法既有效解决酒体浑浊问题，提高了产品质量，又避免处理大批量的浑浊酒样，节约人力及经济成本，适合行业推广使用。