制酒的原理和工艺是什么？

高粱是中国制酒的主要原料。驰名中外的几种名酒多是用高粱做主料或做佐料酿制而成。用高粱酿造的是蒸馏酒，一般又称为白酒或烧酒。明朝李时珍曾说，“烧酒并非古法， 自元时始创其法”。但是，唐代诗人白居易诗云： “荔枝新热鸡冠色，烧酒初开琥珀香”。北宋田锡所著《趟本草》、南宋吴悮所著《丹房须知》、张世南所著《游宦纪闻》中都有关于蒸馏器和蒸馏技术的记载。可见中国制造蒸馏酒的历史似应在唐朝中期以前。至于用高粱酿酒，胡锡文认为“粱醴清糟”，当是中国高梁酿酒的最早记载。据此，中国是最早用高粱制造蒸馏酒的国家。 近年，利用粒用高粱酿制啤酒和利用糖用高梁制造酒精均已成功并受到重视。为说明酿酒的一般原理和技术，本节着重介绍高粱白酒的酿制。 一、制酒的原理和工艺制酒原理和酿酒微生物 高粱酿酒是借助微生物所产生的酶的作用，使子粒中的淀粉转化为糖继而产生酒精的过程。微生物主要是借助于 霉和酵母菌。整个酿酒过程的。环境和工艺条件，都应适合所用微生物的代谢特点，促使它们活力强、·作用大，将淀粉充分分解为糖，再将糖转化为酒精。 霉和酵母靠 料培养和携带，因此，培养并携带霉菌、酵母菌的 料的好坏与高粱洒的质量关系极为密切。 用于糖化的 霉，主要有黑 霉类和白 霉类。常用的黑 霉类菌种有乌沙米、巴他他、轻研2号及东方红2号，uv—11等。白 霉类是黑 霉的变种。大部分用于麸 优质 酒，常用的有河合白、Bll号等。用于酒精发酵的酵母菌主要有南阳酵母和拉斯12号等。它们适用于淀粉含量较多的原料。另外，古巴2号和204等适用于含糖分较多的原料，常用于高粱制糖残渣和废稀的制酒发酵。子粒的化学组成和酿酒的关泵 高粱子粒的化学组成成分与酒的产量及品味关系密切。选取什么样的高粱品种或杂交种作制酒原料，主要依据子粒的化学组成。常用酿酒高粱品种的子粒化学组成成分见表17—1。 淀粉即是生产酒精的主要原料，也是微生物生长繁殖的主要热源。高粱淀粉含量依品种和产区而异。一般檑性高粱直链淀粉含量少，支链淀粉含量多，有些几乎全为支链淀粉。支链淀粉含量多的出酒率高，对提高高梁酒的质量有密切关系。纤维素虽屈碳水化合物，但在发酵中没有什么作用。子粒中的蛋白质在发酵过程中，经蛋白酶水解生成氨基酸。氨基酸又经酵母作用转变为高级醇类。高级醇类就是白酒香味的重要组成部分。因此，蛋白质尤其是含天门冬氨酸和谷氨酸较多的蛋白质及蛋白酶与酒的优美风味密切有关。矿物质如磷、硼、钼及锰等，是构成菌体和影响酶活性所不可缺少的成分，它们对调节培养基的酸碱度和渗透压也有一定作用。通常高粱子粒中的矿物质含量足够酿酒所需。酿酒高粱的脂肪含量不宜过多。脂肪过多，酒有杂味，遇冷易显混浊。高粱子粒的单宁含量较高。含有微量的单宁对发酵过程中的有害微生物有一定抑制作用，能提高出酒率。单宁产生的丁香酸和丁香醛等香味物质，又能增强白酒的芳香风味。因此，含有适量单宁的高粱品种是酿制优质酒的佳料。但是单宁味苦涩、性收敛，遇铁盐呈绿色或褐色，遇蛋白质成络合物而沉淀，妨碍酵母生长发育，降低发酵能力，故单宁含量过高的品种也有损洒品，风味。单宁可为单宁酶水解成没食子酸和葡萄糖，可降低对酿酒发酵的危害性。因此，选育和应用单宁酶作用强的 霉和耐单宁力强的酵母，使单宁充分氧化，是克服单宁含量偏高的重要途径。有些杂交种高粱种皮较厚、质地坚硬，果胶质和生物碱含量较高，使用它们酿酒时，必须严格破碎，适当掌握蒸煮条件，要求做到熟而不粘， 内无生心，才能保证酿酒质量。制酒工艺 酿制高粱酒大都采用固体发酵法。中国高粱酿酒的传统工艺，因用曲方式不同可分为大曲法和小曲法两大类。 大曲法是以小麦及豌豆等谷物做为制曲原料，依靠野生菌种自然繁殖发酵。 曲块中主要含有根霉，毛霉，曲霉，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，产品质量较好。各种名酒多采用此法。不过大曲制酒生产周期长，资金周转慢，用曲量大，出酒率较低，生产成本较高。在高粱酒的总产量中，此法生产的酒量所占比重较小，但因酒晶较高，仍有发展趋向。 小曲制酒法古时就有。所用曲常配以药材，故又称为药曲或酒药、酒饼。药曲中主要微生物为根霉、毛霉和酵母菌等。四川和贵州多采用固体发酵。江苏和浙江则多采用液体发酵。近来，巳从自然繁育菌种过渡到纯种培养。用小曲生产的高粱酒虽然所占比重很大，但产品香气较差；口．味淡薄，此法有日益减少的趋势。 为节约使用粮食，生产上逐步推广麸曲加酒母的麸曲法。此法用人工培菌发酵，发酵快，生产周期短，故也称为快曲法。由于出酒率较高，成本较低，以为北方各省所普遍采用。 上述各法除用曲有不同之外，酿制过程和操作方法都基本相同。故以大曲法为例简要说明高粱制酒的主要工艺流程。 1．原料 品味不同的高粱酒使用粮料不同。如清香型的山西汾酒，完全使用高粱子粒。浓香型的四川五粮液，除用高粮子粒外还佐以粳米、糯米、小麦和玉米。制曲的原料虽多以大麦和小麦为主，但因酒的品味不同，制曲原料也略有差异。清香型的制曲原料多用大麦和豌豆，它们是香兰酸和香兰素的来源。浓香型的则多用小麦。此外，名酒还常掺以低脂肪的豆类，如豌豆、绿豆及赤小豆等，也有掺以荞麦或玉米的， 目的是利用适量的脂肪和蛋白质培制所需曲种。 制酒很讲究用水， “名酒产地必有佳泉”。水中的有机物影响酒的风味，无机盐影响，微生物的繁殖和发酵。因此酿酒用水必须纯净。传统名酒对水的要求更高。据传统经验，要求水质无色透明，清澈不浊，无悬浮物和邪味，无碱不咸，略有甘甜味，质地较软，沸后不溢，不生水锈，无沉淀物等。汾酒酿造用水的化学组成简介于表17—2。 2．制曲 制曲 的目的是培养优良菌种，使其接种到酿酒原料上能健旺繁育。为此需创造营养丰富、温度适宜和水分适量的条件。 制曲时不人为地接入任何菌种，仅依靠原料，工具和空气中传入的自然菌种进行繁殖是大曲法制曲的特点。不同厂地和曲房固有的菌种不同，所以不同名酒所用曲块内繁殖的菌类也不一样。菌种的差异，造成酒品风味有明显不同。制曲原料的配合比例，应与季节和气候相适应。冬季要适当减少性质粘稠、容易结块，升温降温较慢的豆类。 料配好以后，首先经过粉碎，然后放入曲模中压成砖形，再放置在曲房内，控制适当温度和水分。一般需30一45天，经过长霉，凉霉，起潮火、起干火和养曲等阶段完成培菌过程。制好的曲可贮藏备用。 3．发酵 酿酒原料需先经破碎。高粱子粒一般破为4—5瓣后，加水20％左右拌匀，润湿浸透，再蒸煮糊化。蒸热之后置于场地上，再加适当水分于20—25℃条件下加入20％左右的曲粉，依季节不同趁适当温度入窖发酵。入窖时要压实并把窖顶封严，以免有害微生物侵入。经3~4日后窖温增至30℃左右，原料逐渐液化，液化愈充分则酒醅愈益下沉。用高粱子粒酿造名酒的发酵时间较长，如泸州老窖酒为一个月，宜宾五粮液为70一90天。茅台酒需经8次下曲，8次发酵，每次发酵期为一个月，一个生产周期共需8—9个月。发酵期长，生成的酯类较多，能增强香味。 4．蒸馏 蒸馏的目的是利用酒醅中所含各种物质沸点不同，将易挥发的酒精、水、杂酯油及酯类物质蒸发为气体后再冷却为液体，将酒醅中4—6％的酒精浓缩到50一70％。蒸馏过程能将酒醅中的微生物杀死和再产生一部分香味物质。为了使酒醅疏松便于蒸馏，常加入少量谷糠。但用糠量过多会有邪味。一般酒头的酒精浓度较大，醛、酯及酮等沸点物质都聚集在酒头里，接近洒尾时，酒精浓度急剧下降。杂醇油的沸点虽然较高，但由于它的蒸发系数受酒精度的影响，在酒头和酒尾的含量均较多。因此，蒸馏出的新酒头常有邪味。但经长期贮存以后，由于醇类发生转化，反而能增强香味。 5．操作方法 酿酒的操作方法可分为清 和续 两大类。清渣法是经数次发酵以后，将植全部弃去。汾酒、茅台属于此类。发酵两次清渣者称二遍清，三次者称三遍清，余者类推。续楂法是圆排后，每次蒸酒添加一部分新料，弃去一部分旧料，连续进行，糊化和蒸馏并用。续植法甲又可分为四甑法及五甑法等不同工艺。老五甑是中国应用最久和最广泛的方法。它极适于高粱等淀粉含量较高的酿造加工原料。一般工艺流程如右图所示。 老五甑法的用料量，依甑的大小而不同。一般圆排后，每次投料750kg左右。窖内有四甑材料，即为大渣、二渣、三渣和四糟。出窖时加入新料成为五甑材料，即为大渣，二渣，三渣，四糟和扔糟。扔糟即为一般酒，糟。其余四甑仍下窖发酵。正常的出酒率为高粱重量的三分之一左右，大约为淀粉原料出酒率理论值的，40—50％。 小曲酿造法的用曲量；仅为投料量的0．5—1．0％。麸曲酿造法用曲量一般为投料量的10％，酵母用量为4—5％，发酵时间为4—5天。麸曲和酒母因容易寄生杂菌不宜久存，否则糖化和发酵能力下降。小曲法与麸曲法的酿造过程和大曲法大致相同。