制酒的原理和工藝是什麽？

高粱是中國制酒的主要原料。馳名中外的幾種名酒多是用高粱做主料或做佐料釀制而成。用高粱釀造的是蒸餾酒，壹般又稱為白酒或燒酒。明朝李時珍曾說，“燒酒並非古法，自元時始創其法”。但是，唐代詩人白居易詩雲： “荔枝新熱雞冠色，燒酒初開琥珀香”。北宋田錫所著《趟本草》、南宋吳悮所著《丹房須知》、張世南所著《遊宦紀聞》中都有關於蒸餾器和蒸餾技術的記載。可見中國制造蒸餾酒的歷史似應在唐朝中期以前。至於用高粱釀酒，胡錫文認為“粱醴清糟”，當是中國高梁釀酒的最早記載。據此，中國是最早用高粱制造蒸餾酒的國家。近年，利用粒用高粱釀制啤酒和利用糖用高梁制造酒精均已成功並受到重視。為說明釀酒的壹般原理和技術，本節著重介紹高粱白酒的釀制。壹、制酒的原理和工藝制酒原理和釀酒微生物高粱釀酒是借助微生物所產生的酶的作用，使子粒中的澱粉轉化為糖繼而產生酒精的過程。微生物主要是借助於黴和酵母菌。整個釀酒過程的。環境和工藝條件，都應適合所用微生物的代謝特點，促使它們活力強、·作用大，將澱粉充分分解為糖，再將糖轉化為酒精。黴和酵母靠料培養和攜帶，因此，培養並攜帶黴菌、酵母菌的料的好壞與高粱灑的質量關系極為密切。用於糖化的黴，主要有黑黴類和白黴類。常用的黑黴類菌種有烏沙米、巴他他、輕研2號及東方紅2號，uv—11等。白黴類是黑黴的變種。大部分用於麩優質酒，常用的有河合白、Bll號等。用於酒精發酵的酵母菌主要有南陽酵母和拉斯12號等。它們適用於澱粉含量較多的原料。另外，古巴2號和204等適用於含糖分較多的原料，常用於高粱制糖殘渣和廢稀的制酒發酵。子粒的化學組成和釀酒的關泵高粱子粒的化學組成成分與酒的產量及品味關系密切。選取什麽樣的高粱品種或雜交種作制酒原料，主要依據子粒的化學組成。常用釀酒高粱品種的子粒化學組成成分見表17—1。澱粉即是生產酒精的主要原料，也是微生物生長繁殖的主要熱源。高粱澱粉含量依品種和產區而異。壹般檑性高粱直鏈澱粉含量少，支鏈澱粉含量多，有些幾乎全為支鏈澱粉。支鏈澱粉含量多的出酒率高，對提高高梁酒的質量有密切關系。纖維素雖屈碳水化合物，但在發酵中沒有什麽作用。子粒中的蛋白質在發酵過程中，經蛋白酶水解生成氨基酸。氨基酸又經酵母作用轉變為高級醇類。高級醇類就是白酒香味的重要組成部分。因此，蛋白質尤其是含天門冬氨酸和谷氨酸較多的蛋白質及蛋白酶與酒的優美風味密切有關。礦物質如磷、硼、鉬及錳等，是構成菌體和影響酶活性所不可缺少的成分，它們對調節培養基的酸堿度和滲透壓也有壹定作用。通常高粱子粒中的礦物質含量足夠釀酒所需。釀酒高粱的脂肪含量不宜過多。脂肪過多，酒有雜味，遇冷易顯混濁。高粱子粒的單寧含量較高。含有微量的單寧對發酵過程中的有害微生物有壹定抑制作用，能提高出酒率。單寧產生的丁香酸和丁香醛等香味物質，又能增強白酒的芳香風味。因此，含有適量單寧的高粱品種是釀制優質酒的佳料。但是單寧味苦澀、性收斂，遇鐵鹽呈綠色或褐色，遇蛋白質成絡合物而沈澱，妨礙酵母生長發育，降低發酵能力，故單寧含量過高的品種也有損灑品，風味。單寧可為單寧酶水解成沒食子酸和葡萄糖，可降低對釀酒發酵的危害性。因此，選育和應用單寧酶作用強的黴和耐單寧力強的酵母，使單寧充分氧化，是克服單寧含量偏高的重要途徑。有些雜交種高粱種皮較厚、質地堅硬，果膠質和生物堿含量較高，使用它們釀酒時，必須嚴格破碎，適當掌握蒸煮條件，要求做到熟而不粘，內無生心，才能保證釀酒質量。制酒工藝釀制高粱酒大都采用固體發酵法。中國高粱釀酒的傳統工藝，因用曲方式不同可分為大曲法和小曲法兩大類。大曲法是以小麥及豌豆等谷物做為制曲原料，依靠野生菌種自然繁殖發酵。曲塊中主要含有根黴，毛黴，曲黴，酵母菌，醋酸菌及乳酸菌等。此法制成的白酒有特殊的曲香，酒味醇厚，產品質量較好。各種名酒多采用此法。不過大曲制酒生產周期長，資金周轉慢，用曲量大，出酒率較低，生產成本較高。在高粱酒的總產量中，此法生產的酒量所占比重較小，但因酒晶較高，仍有發展趨向。小曲制酒法古時就有。所用曲常配以藥材，故又稱為藥曲或酒藥、酒餅。藥曲中主要微生物為根黴、毛黴和酵母菌等。四川和貴州多采用固體發酵。江蘇和浙江則多采用液體發酵。近來，巳從自然繁育菌種過渡到純種培養。用小曲生產的高粱酒雖然所占比重很大，但產品香氣較差；口．味淡薄，此法有日益減少的趨勢。為節約使用糧食，生產上逐步推廣麩曲加酒母的麩曲法。此法用人工培菌發酵，發酵快，生產周期短，故也稱為快曲法。由於出酒率較高，成本較低，以為北方各省所普遍采用。上述各法除用曲有不同之外，釀制過程和操作方法都基本相同。故以大曲法為例簡要說明高粱制酒的主要工藝流程。 1．原料品味不同的高粱酒使用糧料不同。如清香型的山西汾酒，完全使用高粱子粒。濃香型的四川五糧液，除用高糧子粒外還佐以粳米、糯米、小麥和玉米。制曲的原料雖多以大麥和小麥為主，但因酒的品味不同，制曲原料也略有差異。清香型的制曲原料多用大麥和豌豆，它們是香蘭酸和香蘭素的來源。濃香型的則多用小麥。此外，名酒還常摻以低脂肪的豆類，如豌豆、綠豆及赤小豆等，也有摻以蕎麥或玉米的，目的是利用適量的脂肪和蛋白質培制所需曲種。制酒很講究用水， “名酒產地必有佳泉”。水中的有機物影響酒的風味，無機鹽影響，微生物的繁殖和發酵。因此釀酒用水必須純凈。傳統名酒對水的要求更高。據傳統經驗，要求水質無色透明，清澈不濁，無懸浮物和邪味，無堿不鹹，略有甘甜味，質地較軟，沸後不溢，不生水銹，無沈澱物等。汾酒釀造用水的化學組成簡介於表17—2。 2．制曲制曲的目的是培養優良菌種，使其接種到釀酒原料上能健旺繁育。為此需創造營養豐富、溫度適宜和水分適量的條件。制曲時不人為地接入任何菌種，僅依靠原料，工具和空氣中傳入的自然菌種進行繁殖是大曲法制曲的特點。不同廠地和曲房固有的菌種不同，所以不同名酒所用曲塊內繁殖的菌類也不壹樣。菌種的差異，造成酒品風味有明顯不同。制曲原料的配合比例，應與季節和氣候相適應。冬季要適當減少性質粘稠、容易結塊，升溫降溫較慢的豆類。料配好以後，首先經過粉碎，然後放入曲模中壓成磚形，再放置在曲房內，控制適當溫度和水分。壹般需30壹45天，經過長黴，涼黴，起潮火、起幹火和養曲等階段完成培菌過程。制好的曲可貯藏備用。 3．發酵釀酒原料需先經破碎。高粱子粒壹般破為4—5瓣後，加水20％左右拌勻，潤濕浸透，再蒸煮糊化。蒸熱之後置於場地上，再加適當水分於20—25℃條件下加入20％左右的曲粉，依季節不同趁適當溫度入窖發酵。入窖時要壓實並把窖頂封嚴，以免有害微生物侵入。經3~4日後窖溫增至30℃左右，原料逐漸液化，液化愈充分則酒醅愈益下沈。用高粱子粒釀造名酒的發酵時間較長，如瀘州老窖酒為壹個月，宜賓五糧液為70壹90天。茅臺酒需經8次下曲，8次發酵，每次發酵期為壹個月，壹個生產周期***需8—9個月。發酵期長，生成的酯類較多，能增強香味。 4．蒸餾蒸餾的目的是利用酒醅中所含各種物質沸點不同，將易揮發的酒精、水、雜酯油及酯類物質蒸發為氣體後再冷卻為液體，將酒醅中4—6％的酒精濃縮到50壹70％。蒸餾過程能將酒醅中的微生物殺死和再產生壹部分香味物質。為了使酒醅疏松便於蒸餾，常加入少量谷糠。但用糠量過多會有邪味。壹般酒頭的酒精濃度較大，醛、酯及酮等沸點物質都聚集在酒頭裏，接近灑尾時，酒精濃度急劇下降。雜醇油的沸點雖然較高，但由於它的蒸發系數受酒精度的影響，在酒頭和酒尾的含量均較多。因此，蒸餾出的新酒頭常有邪味。但經長期貯存以後，由於醇類發生轉化，反而能增強香味。 5．操作方法釀酒的操作方法可分為清和續兩大類。清渣法是經數次發酵以後，將植全部棄去。汾酒、茅臺屬於此類。發酵兩次清渣者稱二遍清，三次者稱三遍清，余者類推。續楂法是圓排後，每次蒸酒添加壹部分新料，棄去壹部分舊料，連續進行，糊化和蒸餾並用。續植法甲又可分為四甑法及五甑法等不同工藝。老五甑是中國應用最久和最廣泛的方法。它極適於高粱等澱粉含量較高的釀造加工原料。壹般工藝流程如右圖所示。老五甑法的用料量，依甑的大小而不同。壹般圓排後，每次投料750kg左右。窖內有四甑材料，即為大渣、二渣、三渣和四糟。出窖時加入新料成為五甑材料，即為大渣，二渣，三渣，四糟和扔糟。扔糟即為壹般酒，糟。其余四甑仍下窖發酵。正常的出酒率為高粱重量的三分之壹左右，大約為澱粉原料出酒率理論值的，40—50％。小曲釀造法的用曲量；僅為投料量的0．5—1．0％。麩曲釀造法用曲量壹般為投料量的10％，酵母用量為4—5％，發酵時間為4—5天。麩曲和酒母因容易寄生雜菌不宜久存，否則糖化和發酵能力下降。小曲法與麩曲法的釀造過程和大曲法大致相同。