自然发酵的发酵技术
千百年来,从优质白酒资源中提取天然发酵风味物质一直是困扰世界蒸馏酒企业的一大难题。中国白酒、白兰地、威士忌、杜松子酒、朗姆酒和伏特加被称为世界上六大蒸馏酒。但由于中国白酒是由天然微生物富集,固态自然富集发酵而成,与其他蒸馏酒不同的是,它富含香气、口感和醇、醛、酸、酯等有益健康的活性物质。这些物质按其含量可分为三类,即骨架成分、配位成分和复合成分。白兰地、威士忌、杜松子酒、朗姆酒是“锅蒸馏”,伏特加是“塔蒸馏”。中国白酒(甑馏)和世界上其他蒸馏酒一样,利用酒精和水的挥发性差异来提取挥发性风味成分,但这种方法提取的骨架成分和一些和谐成分较多,大量能提高白酒档次和酒味的复杂成分没有被充分提取出来。为了克服这一工艺缺陷,国内外知名蒸馏酒企业都在寻求突破现有蒸馏方法,如何将更多的香气成分,尤其是优质酿造资源中的复杂成分和健康活性成分转化到酒中,成为困扰蒸馏酒企业的世界性难题。
为此,解决这一技术难题成为世界酿酒科技工作者千百年来的梦想。尽管他们为此付出了巨大的努力,但大多数都以失败告终。据了解,超临界流体萃取技术是20世纪70年代以来国际上兴起的一种物理分离技术。它主要是利用超临界状态的二氧化碳等流体的特殊物理化学性质来分离提取物质中的某些成分。与传统的分离提取技术相比,无毒、无味、无腐蚀、不燃、无残留、无环境污染,能完全保留天然产物和生物活性物质的优点,符合当今“回归自然”的口味追求,是公认的完美“绿色分离技术”。
作为中国白酒行业的巨头之一,舍得沱牌公司长期实施“自主创新,超越品质”战略,依靠自主创新助推企业发展,向创新要效益,向品质要跨越。“轮轮双轮发酵技术”、“人工窖泥培养法”、“蒸馏酒勾兑调味技术”、“含有有益功能成分的保健酒”等多项技术获得国家发明专利,将传统酿造发酵技术与18项现代发酵技术相结合,填补了国际空白,成功打造出“优雅”的佘舍、沱牌系列酒,深受消费者喜爱。2006年,舍得系列酒获四川省科技进步一等奖。从65438到0992,针对现代蒸馏技术“高产不丰收”的世界性难题,沱牌科研团队开始向“蒸馏酒自然发酵风味物质提取技术”进军。
整个研究极其困难。据了解,虽然分离技术的原理听起来很简单,但很难知道该怎么做。由于优质酿酒资源中有效成分含量低、成分复杂、稳定性差,尤其是以固体和液体为原料的香气物质的分离提取,无论是研究思路还是具体的技术路线都处于从无到有的研究探索阶段,其复杂程度常人难以想象。据项目组介绍,这一项目的研究历时10余年,大致经历了三个“阶段”,实现了四大“突破”,其中的努力和艰辛不言而喻。一、第一阶段
考虑到工程难度,项目组首先采用了减压蒸馏等方法,经过了上万次试验,上千次失败。最后,通过增加取酯器等技术措施,实现了固态白酒的控制蒸馏,平均总酸提高了0.2 ~ 0.4g/L,己酸乙酯提高了50mg/100ml,大大提高了优质白酒资源中骨架成分的收获率,实现了首次重大突破。1994 65438+10月,“固体白酒控制蒸馏技术”获四川省科技进步二等奖。但由于上述方法仍属于水蒸气蒸馏,受溶解度影响,一些挥发性小或极性强的复杂成分和功能性成分的回收效果并不明显。1999年,鉴于超临界技术在医药行业的广泛应用,沱牌舍得出了用超临界技术从蒸馏酒中提取天然发酵风味物质的想法,总工程师李家民去了新疆大学刘奎芳教授的实验室,那里当时有超临界萃取的小试和中试实验装置。1999年8月,“蒸馏酒中天然发酵风味物质的超临界二氧化碳萃取”项目组成立,从萃取到萃取开始了第二阶段的潜心研究。
第二,第二阶段
这项研究工作从一开始就遇到了困难。超临界二氧化碳萃取受许多因素的影响,如温度、压力、原料的形状和粘度、被萃取物质的性质等。这些因素错综复杂地交织在一起,使得提取过程极其复杂。特别是沱牌酿造产业生态园,拥有独特的水、土、气(空气、气候)、微(微生物)、生物群落形成的独特酿造微生物菌群。加上六粮精华,每一粮的酒体风格和口感都不一样,有高粱香,有大麦醇,有小麦面筋,有米净,有玉米甜,有糯米雅,都是一起发酵转化的。因此,在这种情况下,寻找最佳工艺条件的难度可想而知。从1999到2003年,项目组用了四年时间,对材料特性进行了上千次的分析对比,根据不同的工艺条件,做出了一万多种工艺组合。最终通过技术论证,选出1000多个组合,做了3000多次工艺优化试验。最终找到了最佳工艺条件与产品回收率和质量的结合点,成功开发出世界首个蒸馏酒超临界萃取工艺,打破了千百年来形成的蒸馏技术局限,使优质酿造资源中风味物质的回收率比现代蒸馏技术提高了15 ~ 25个百分点,实现了第二次重大“突破”。但经应用证明,提取工艺比固体白酒的控制蒸馏技术更有效,但产量和质量不稳定,提取率低,特别是不易挥发的复杂成分和功能成分提取不充分,日处理量低,能耗高,成本高,工业应用价值不大。所以,到目前为止,国内外很少有企业采用。
第三,第三阶段
于是,项目组总结了多年来的经验教训,开始了第三期研究的两大突破。针对目前人们对食品安全的日益关注,项目组提出了更为先进的技术思路:从技术路线入手,进一步提高产品良率,降低生产成本;利用超临界CO2良好选择性,改变工艺条件,选择性分离风味物质;根据提取成分在酒中的作用和消费者的喜好,采用膜分离等物理方法对提取产品进行分离提取,去除无用成分,使风味物质得到高度富集,产品质量和安全性进一步提高。但是,要支持这个想法,就必须支持领先的提取设备。由于国内技术的限制,国内设备根本达不到这种精细工艺的要求,必须寻求国际合作。因此,舍得沱牌公司与国内外多家从事蒸馏酒风味研究的科研单位和世界先进的超临界萃取公司合作,获得项目研究的技术支持。2004年,世界领先的蒸馏酒风味物质提取技术设计成功。
确定提取工艺路线后,项目组经过近两年的艰苦探索,先后采用均匀设计方法筛选对比工艺技术参数,使用不同的容积试验装置做工艺优化和回归应用试验,先后解决了原料处理、内部沉淀物清理、风味物质选择性分离和进一步精馏等一系列技术难题,实现了第三次重大“突破”。2006年6月,世界首个蒸馏酒自然发酵提香工艺成功诞生。11年6月,舍得沱牌酿酒优质资源风味成分提取获国家发明专利保护。
第四,第四阶段
然而,在成果的应用中,项目组遇到了更大的问题。提取出来的产品虽然属于酿造过程中产生的天然发酵物质,但如果添加到酒体中,仍然属于“离家”千年的“归乡族”。因此,如何将这些自然发酵提取物“还原”到白酒中,保持酒体自然协调,保质期稳定,是超临界萃取技术在蒸馏酒风味物质应用中面临的一大难题。为了解决这一问题,舍得沱牌科研人员利用全二维气相色谱/飞行时间质谱对提取的产品进行了详细、准确的分析,然后添加到不同的葡萄酒中,组织经销商、57名国家级评委(国家级品酒师)和省级评委(省级品酒师)进行了上千次打码。先暗评,再明评,再广泛征求意见,随机邀请工人、销售人员、走访经销商。样品邮寄到销售区域,经销商组织“酒鬼”灌醉,然后用小白鼠进行功能和健康实验。最后掌握从不同优质酿造资源中提取的风味物质的特性,然后根据不同档次和风格的设计要求添加到各种葡萄酒中。2007年,经过一年的量产,我们顺利通过了应用的技术门槛,实现了第四次重大“突破”,为项目研究画上了一个完美的句号。据著名酿酒专家曾祖训先生介绍,中国白酒在发酵过程中,会产生一些不挥发或低挥发、结构复杂的风味物质,对增加白酒的“复雅、圆、鲜、长、净”,改善口感有重要作用。为了增加这些物质的含量,国内各大企业都在固态白酒的发酵工艺上做了“文章”,通过“高温制曲”等工艺措施,提高不挥发或少挥发风味物质的含量。但目前我国蒸馏酒自然发酵提取风味物质多采用“甑蒸馏”,无法提取挥发性或挥发性较小的风味物质,导致“产量高而收成差”。因此,“写”对固态白酒发酵工艺的作用并不明显。舍得沱牌超临界萃取技术的诞生,不仅可以弥补现代蒸馏技术和现有白酒超临界萃取技术的不足,还可以大大提高白酒的优质率,将固态白酒或固液结合型白酒提高1 ~ 3级,使白酒成为真正意义上的生态、健康、纯天然饮品。
研究人员对舍得沱牌提取的风味物质进行了全二维分析,发现其有效成分有2000多种,包括川芎嗪、阿魏酸等22种功能性成分。并且将国内一些知名酒庄提取的产品和风味物质加入到几款等量的葡萄酒中进行暗评。统计结果显示,以舍得沱牌提取的风味物质酿造的酒,口感质量最好,卫生指标含量最低,酒体“优雅舒适、自然柔和圆润、细腻饱满、甘甜爽口、回味悠长”,口感更佳。