制酒的原理和工藝是什么？

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高粱是中國(guó)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，一般又稱為白酒或燒酒。明朝李時(shí)珍曾說，“燒酒并非古法， 自元時(shí)始創(chuàng)其法”。但是，唐代詩人白居易詩云： “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《游宦紀(jì)聞》中都有關(guān)于蒸餾器和蒸餾技術(shù)的記載?？梢娭袊?guó)制造蒸餾酒的歷史似應(yīng)在唐朝中期以前。至于用高粱釀酒，胡錫文認(rèn)為“粱醴清糟”，當(dāng)是中國(guó)高梁釀酒的最早記載。據(jù)此，中國(guó)是最早用高粱制造蒸餾酒的國(guó)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并受到重視。為說明釀酒的一般原理和技術(shù)，本節(jié)著重介紹高粱白酒的釀制。 一、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(chǎn)生的酶的作用，使子粒中的淀粉轉(zhuǎn)化為糖繼而產(chǎn)生酒精的過程。微生物主要是借助于 霉和酵母菌。整個(gè)釀酒過程的。環(huán)境和工藝條件，都應(yīng)適合所用微生物的代謝特點(diǎn)，促使它們活力強(qiáng)、·作用大，將淀粉充分分解為糖，再將糖轉(zhuǎn)化為酒精。 霉和酵母靠 料培養(yǎng)和攜帶，因此，培養(yǎng)并攜帶霉菌、酵母菌的 料的好壞與高粱灑的質(zhì)量關(guān)系極為密切。 用于糖化的 霉，主要有黑 霉類和白 霉類。常用的黑 霉類菌種有烏沙米、巴他他、輕研2號(hào)及東方紅2號(hào)，uv—11等。白 霉類是黑 霉的變種。大部分用于麩 優(yōu)質(zhì) 酒，常用的有河合白、Bll號(hào)等。用于酒精發(fā)酵的酵母菌主要有南陽酵母和拉斯12號(hào)等。它們適用于淀粉含量較多的原料。另外，古巴2號(hào)和204等適用于含糖分較多的原料，常用于高粱制糖殘?jiān)蛷U稀的制酒發(fā)酵。子粒的化學(xué)組成和釀酒的關(guān)泵 高粱子粒的化學(xué)組成成分與酒的產(chǎn)量及品味關(guān)系密切。選取什么樣的高粱品種或雜交種作制酒原料，主要依據(jù)子粒的化學(xué)組成。常用釀酒高粱品種的子?；瘜W(xué)組成成分見表17—1。

淀粉即是生產(chǎn)酒精的主要原料，也是微生物生長(zhǎng)繁殖的主要熱源。高粱淀粉含量依品種和產(chǎn)區(qū)而異。一般檑性高粱直鏈淀粉含量少，支鏈淀粉含量多，有些幾乎全為支鏈淀粉。支鏈淀粉含量多的出酒率高，對(duì)提高高梁酒的質(zhì)量有密切關(guān)系。纖維素雖屈碳水化合物，但在發(fā)酵中沒有什么作用。子粒中的蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中，經(jīng)蛋白酶水解生成氨基酸。氨基酸又經(jīng)酵母作用轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒?jí)醇類。高級(jí)醇類就是白酒香味的重要組成部分。因此，蛋白質(zhì)尤其是含天門冬氨酸和谷氨酸較多的蛋白質(zhì)及蛋白酶與酒的優(yōu)美風(fēng)味密切有關(guān)。礦物質(zhì)如磷、硼、鉬及錳等，是構(gòu)成菌體和影響酶活性所不可缺少的成分，它們對(duì)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的酸堿度和滲透壓也有一定作用。通常高粱子粒中的礦物質(zhì)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(duì)發(fā)酵過程中的有害微生物有一定抑制作用，能提高出酒率。單寧產(chǎn)生的丁香酸和丁香醛等香味物質(zhì)，又能增強(qiáng)白酒的芳香風(fēng)味。因此，含有適量單寧的高粱品種是釀制優(yōu)質(zhì)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(zhì)成絡(luò)合物而沉淀，妨礙酵母生長(zhǎng)發(fā)育，降低發(fā)酵能力，故單寧含量過高的品種也有損灑品，風(fēng)味。單寧可為單寧酶水解成沒食子酸和葡萄糖，可降低對(duì)釀酒發(fā)酵的危害性。因此，選育和應(yīng)用單寧酶作用強(qiáng)的 霉和耐單寧力強(qiáng)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(zhì)地堅(jiān)硬，果膠質(zhì)和生物堿含量較高，使用它們釀酒時(shí)，必須嚴(yán)格破碎，適當(dāng)掌握蒸煮條件，要求做到熟而不粘， 內(nèi)無生心，才能保證釀酒質(zhì)量。制酒工藝 釀制高粱酒大都采用固體發(fā)酵法。中國(guó)高粱釀酒的傳統(tǒng)工藝，因用麯方式不同可分為大麯法和小麯法兩大類。 大麯法是以小麥及豌豆等谷物做為制麯原料，依靠野生菌種自然繁殖發(fā)酵。 麯塊中主要含有根霉，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麯香，酒味醇厚，產(chǎn)品質(zhì)量較好。各種名酒多采用此法。不過大麯制酒生產(chǎn)周期長(zhǎng)，資金周轉(zhuǎn)慢，用麯量大，出酒率較低，生產(chǎn)成本較高。在高粱酒的總產(chǎn)量中，此法生產(chǎn)的酒量所占比重較小，但因酒晶較高，仍有發(fā)展趨向。 小麯制酒法古時(shí)就有。所用麯常配以藥材，故又稱為藥麯或酒藥、酒餅。藥麯中主要微生物為根霉、毛霉和酵母菌等。四川和貴州多采用固體發(fā)酵。江蘇和浙江則多采用液體發(fā)酵。近來，巳從自然繁育菌種過渡到純種培養(yǎng)。用小麯生產(chǎn)的高粱酒雖然所占比重很大，但產(chǎn)品香氣較差；口．味淡薄，此法有日益減少的趨勢(shì)。 為節(jié)約使用糧食，生產(chǎn)上逐步推廣麩麯加酒母的麩麯法。此法用人工培菌發(fā)酵，發(fā)酵快，生產(chǎn)周期短，故也稱為快麯法。由于出酒率較高，成本較低，以為北方各省所普遍采用。 上述各法除用麯有不同之外，釀制過程和操作方法都基本相同。故以大麯法為例簡(jiǎn)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。制麯的原料雖多以大麥和小麥為主，但因酒的品味不同，制麯原料也略有差異。清香型的制麯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(zhì)培制所需麯種。 制酒很講究用水， “名酒產(chǎn)地必有佳泉”。水中的有機(jī)物影響酒的風(fēng)味，無機(jī)鹽影響，微生物的繁殖和發(fā)酵。因此釀酒用水必須純凈。傳統(tǒng)名酒對(duì)水的要求更高。據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，要求水質(zhì)無色透明，清澈不濁，無懸浮物和邪味，無堿不咸，略有甘甜味，質(zhì)地較軟，沸后不溢，不生水銹，無沉淀物等。汾酒釀造用水的化學(xué)組成簡(jiǎn)介于表17—2。

2．制麯 制麯 的目的是培養(yǎng)優(yōu)良菌種，使其接種到釀酒原料上能健旺繁育。為此需創(chuàng)造營(yíng)養(yǎng)豐富、溫度適宜和水分適量的條件。 制麯時(shí)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(jìn)行繁殖是大麯法制麯的特點(diǎn)。不同廠地和麯房固有的菌種不同，所以不同名酒所用麯塊內(nèi)繁殖的菌類也不一樣。菌種的差異，造成酒品風(fēng)味有明顯不同。制麯原料的配合比例，應(yīng)與季節(jié)和氣候相適應(yīng)。冬季要適當(dāng)減少性質(zhì)粘稠、容易結(jié)塊，升溫降溫較慢的豆類。 料配好以后，首先經(jīng)過粉碎，然后放入麯模中壓成磚形，再放置在麯房?jī)?nèi)，控制適當(dāng)溫度和水分。一般需30一45天，經(jīng)過長(zhǎng)霉，涼霉，起潮火、起干火和養(yǎng)麯等階段完成培菌過程。制好的麯可貯藏備用。 3．發(fā)酵 釀酒原料需先經(jīng)破碎。高粱子粒一般破為4—5瓣后，加水20％左右拌勻，潤(rùn)濕浸透，再蒸煮糊化。蒸熱之后置于場(chǎng)地上，再加適當(dāng)水分于20—25℃條件下加入20％左右的麯粉，依季節(jié)不同趁適當(dāng)溫度入窖發(fā)酵。入窖時(shí)要壓實(shí)并把窖頂封嚴(yán)，以免有害微生物侵入。經(jīng)3~4日后窖溫增至30℃左右，原料逐漸液化，液化愈充分則酒醅愈益下沉。用高粱子粒釀造名酒的發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，如瀘州老窖酒為一個(gè)月，宜賓五糧液為70一90天。茅臺(tái)酒需經(jīng)8次下麯，8次發(fā)酵，每次發(fā)酵期為一個(gè)月，一個(gè)生產(chǎn)周期共需8—9個(gè)月。發(fā)酵期長(zhǎng)，生成的酯類較多，能增強(qiáng)香味。 4．蒸餾 蒸餾的目的是利用酒醅中所含各種物質(zhì)沸點(diǎn)不同，將易揮發(fā)的酒精、水、雜酯油及酯類物質(zhì)蒸發(fā)為氣體后再冷卻為液體，將酒醅中4—6％的酒精濃縮到50一70％。蒸餾過程能將酒醅中的微生物殺死和再產(chǎn)生一部分香味物質(zhì)。為了使酒醅疏松便于蒸餾，常加入少量谷糠。但用糠量過多會(huì)有邪味。一般酒頭的酒精濃度較大，醛、酯及酮等沸點(diǎn)物質(zhì)都聚集在酒頭里，接近灑尾時(shí)，酒精濃度急劇下降。雜醇油的沸點(diǎn)雖然較高，但由于它的蒸發(fā)系數(shù)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(jīng)長(zhǎng)期貯存以后，由于醇類發(fā)生轉(zhuǎn)化，反而能增強(qiáng)香味。 5．操作方法 釀酒的操作方法可分為清 和續(xù) 兩大類。清渣法是經(jīng)數(shù)次發(fā)酵以后，將植全部棄去。汾酒、茅臺(tái)屬于此類。發(fā)酵兩次清渣者稱二遍清，三次者稱三遍清，余者類推。續(xù)楂法是圓排后，每次蒸酒添加一部分新料，棄去一部分舊料，連續(xù)進(jìn)行，糊化和蒸餾并用。續(xù)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(guó)應(yīng)用最久和最廣泛的方法。它極適于高粱等淀粉含量較高的釀造加工原料。一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。一般圓排后，每次投料750kg左右。窖內(nèi)有四甑材料，即為大渣、二渣、三渣和四糟。出窖時(shí)加入新料成為五甑材料，即為大渣，二渣，三渣，四糟和扔糟。扔糟即為一般酒，糟。其余四甑仍下窖發(fā)酵。正常的出酒率為高粱重量的三分之一左右，大約為淀粉原料出酒率理論值的，40—50％。 小麯釀造法的用麯量；僅為投料量的0．5—1．0％。麩麯釀造法用麯量一般為投料量的10％，酵母用量為4—5％，發(fā)酵時(shí)間為4—5天。麩麯和酒母因容易寄生雜菌不宜久存，否則糖化和發(fā)酵能力下降。小麯法與麩麯法的釀造過程和大麯法大致相同。