厭氧發(fā)酵工藝及設(shè)備-白酒與酒精發(fā)酵

第二節(jié)白酒與酒精發(fā)酵白酒：以谷物、薯類或糖分等為原料，經(jīng)糖化、發(fā)酵、陳釀、蒸餾、勾兌制成的、酒精濃度大于20%（v/v）的一種蒸餾酒。

酒類的生產(chǎn)工藝不同，一般可以分為蒸餾酒和釀造酒兩大類，洋酒大多是蒸餾酒。白蘭地（Brandy）廣義：所有以水果為原料發(fā)酵蒸餾而成的酒都稱為白蘭地。狹義：將葡萄酒經(jīng)過蒸餾和放在木桶里經(jīng)過相當時間的陳釀而成的酒，稱為白蘭地。常見的著名白蘭地人頭馬、馬爹利、軒尼詩、拿破侖等白蘭地酒標★3年陳，★★4年陳，★★★5年陳

V.O.10一12年陳，V.S.O.12一20年陳，V.S.O.P.20一30年陳，F(xiàn).O.V.30一50年陳，X.O.50年陳，X.70年陳威士忌（Whisky）威士忌用大麥、玉米為原料、用麥芽為糖化劑，經(jīng)糖化、發(fā)酵，蒸餾而成。常見威士忌有皇家芝華士、海格、波威爾等。威士忌可單飲或加冰塊飲用，也可加軟飲料或水飲用，并可用于調(diào)制雞尾酒。伏特加酒（Vodka）通常用馬鈴薯或各種谷物作原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾過濾而成。酒度一般在40-50度之間，是一種烈性酒，無色無味可提神。適宜于單飲或加軟飲料飲用，也可用于調(diào)制雞尾酒。蘭姆酒（Rum）是以蔗糖為原料，經(jīng)過制作糖蜜、發(fā)酵、蒸餾，用橡木桶儲存而最終制成。飲用方法相同于伏特加酒。金酒（gin）也稱松子酒,酒度35-55*色澤透明，香味突出，適宜單飲或加軟飲料飲用。特基拉酒（Tequila）是墨西哥獨有的名酒。它由熱帶作物龍舌蘭（一種仙人掌科的植物）的發(fā)酵漿液蒸餾而成，又名仙人掌酒。呈琥珀色，香氣奇異，口味兇烈。中國白酒貴州茅臺；山西汾酒；四川瀘州老窖特曲酒；陜西西鳳酒；四川五糧液；四川全興大曲酒；安徽古井貢酒；貴州遵義董酒。一、白酒固態(tài)發(fā)酵固態(tài)發(fā)酵法的最大特征：固態(tài)糖化發(fā)酵、固態(tài)蒸餾。采取間隙式、開放生產(chǎn)、并用多種菌種混合發(fā)酵。低溫蒸煮，低溫糖化發(fā)酵。配醅調(diào)節(jié)酒醅淀粉濃度、酸度及參與淀粉再利用。采用傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵和固態(tài)蒸餾工藝（甑桶）。勞動強度大，原料出酒率低。（一）白酒固態(tài)發(fā)酵的特點及其分類2.白酒固態(tài)發(fā)酵的分類按糖化發(fā)酵劑分類大曲白酒：大麥小麥豌豆為原料，壓成磚塊曲胚，微生物自然生長。茅臺大曲、瀘州大曲、洋河大曲、汾酒大曲。小曲白酒：酒藥，藥小曲，藥餅，根霉、毛霉、酵母。廈門白曲、貴州散曲、四川糠曲。混合曲法：大小曲混合法。麩曲白酒：麩曲為糖化劑，純種酵母培養(yǎng)物為酒母。大曲的制作大麥小麥等原料粉碎拌曲料

曲母水踩曲曲坯入房生霉出房成曲干燥小曲的制作大米粉碎配料接種制坯裹細粉入房培養(yǎng)出曲烘干干燥磨粉中草藥藥粉種曲大曲生產(chǎn)一、大曲及其特點和類型

定義：以小麥或大麥和豌豆為主要原料，將其粉碎、加水、壓制成磚狀的曲胚，在一定溫度和濕度下使自然界的微生物進行富集和擴大培養(yǎng)，再經(jīng)風(fēng)干而制成的含有多種菌的一種糖化發(fā)酵劑。

2.生料制曲這樣有利于保存原料中所含有的豐富的水解酶類，有利于大曲酒釀造過程中淀粉的糖化作用。

1.原料要求要求原料含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)以及適量的無機鹽等。以利于具有分解淀粉和蛋白質(zhì)能力的菌生長繁殖。特點：

3.自然接種

高溫曲——制曲最高溫度達60℃以上。

主要用于釀造醬香型白酒。

中溫曲——制曲最高溫度不超過50℃。用于釀造清香型白酒和濃香型白酒。

類型大曲是我國古老的曲種，它巧妙地將野生菌進行人工培養(yǎng)，選育有益微生物的生長和作用，最后在曲內(nèi)積累酶及發(fā)酵前提物質(zhì)，并為發(fā)酵提供營養(yǎng)物質(zhì)。二、制曲工藝

（一）中溫曲生產(chǎn)工藝

1.工藝流程

大麥、豌豆（6：4）

粉碎

高溫潤糝

粗麥粉

踩曲

曲胚

堆積培養(yǎng)

風(fēng)干

貯存→成品2.操作要點

踩曲將粗細粉與一定量的水拌和，使用踩曲機將曲料壓制成磚塊，曲磚含水量為36%~38%，每塊曲磚重約3.3~3.5Kg.

原料粉碎要求通過20目孔篩的細粉占20%~30%。曲的培養(yǎng)包括以下幾個操作步驟：入房排列→長霉→晾霉→起潮火→大火階段→后火階段→養(yǎng)曲→出室→成品

入房排列：

長霉：

在曲室地面上鋪上一層稻殼，然后將曲磚排列好，曲間距為2~3cm，行距為3~4cm。每層曲磚間用葦桿隔開，共堆放三層。曲磚排成“品”字形，便于散熱。

曲磚堆放完畢后，蓋上草席或麻袋，關(guān)閉門窗。夏季約36h，冬季約72h，曲磚表面開始長霉點。曲胚溫度開始上升。

堆曲

培養(yǎng)起潮火階段：

晾霉后，待品溫升至36~38℃時進行翻曲，此時曲室內(nèi)的溫度、濕度很大，需要每天翻曲一次。

晾霉：

作用：①避免曲磚表面霉菌層過厚，阻止菌絲向曲內(nèi)部生長以及曲內(nèi)部水分向外擴散；②調(diào)節(jié)溫度、濕度。操作：當品溫達38~39℃時，打開曲室門窗，并進行翻曲，每天翻曲一次，每翻一次曲層高度增加一層。晾霉期為2~3d。

翻曲后排成“人”字型

大火階段：

通過開啟門窗大小來調(diào)節(jié)品溫，使7~8d時間內(nèi)，品溫維持在44~46℃，此階段需每天翻曲一次。

后火階段：大火階段過后品溫逐漸下降至32℃左右，維持此溫度3~5d，讓微生物在曲磚內(nèi)繁殖充分。

養(yǎng)曲：后火階段過后，曲磚自身已不在發(fā)熱，此時需維持室溫在32℃左右，以使曲磚內(nèi)水分蒸發(fā)完。

出室：將曲磚搬出曲室貯存，曲間距保持1cm。

成曲貯存3個月后才能使用大曲法、小曲法、混合曲法和麩曲法的特點對比表項目大曲法小曲法混合法麩曲法培養(yǎng)方法自然培養(yǎng)/加入曲母培養(yǎng)自然培養(yǎng)/純種培養(yǎng)大曲培養(yǎng)方法/小曲培養(yǎng)方法純種培養(yǎng)菌種霉菌、酵母、細菌等根霉、毛霉、酵母等/純種根霉、酵母與大曲法、小曲法相同曲霉、根霉、細菌、酵母制曲原料小麥、大麥、豌豆大米、燕麥、麩皮、米糠及少量草藥大米、麥麩皮制曲周期/d25-407-15-2-3培養(yǎng)溫度/℃45-6525-30-25-38用曲量/%20-500.3-1.0大曲10-15小曲0.3-1.06-12制酒原料高粱為主大米、玉米、高粱大米、高粱谷物或野生淀粉原料原料粉碎度顆粒及細粒顆粒及細粒顆粒及細粒細顆粒發(fā)酵周期/d25-406-76-7/30-503-5原料出酒率/%25-4560-8030-5064-70貯藏時間/月6-18或>18>16-18或>18>1風(fēng)味特點芳香濃郁、醇厚醇、甜、香芳香濃郁、醇甜跟菌種工藝相關(guān)按香型不同分為

組成成分：乙醇、水、微量成分（＜2%，130多種，高級醇，酯，有機酸，醛，酮，含硫有機化合物等）濃香型白酒：又稱瀘香型，代表：瀘州老窖（乙酸乙酯，丁酸乙酯）醬香型白酒：又稱茅香型，代表：茅臺酒（高沸點羰基化合物和酚類化合物，香而不艷，空杯留香，口味綿長）清香型白酒：又稱汾香型，代表：汾酒（乙酸乙酯，乳酸乙酯，清香、味純、淳厚甘潤）米香型白酒：又稱密香型，代表：桂林三花酒（β-苯乙醇和乙酸乙酯。蜜香，甘爽）（二）大曲法白酒固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)工藝（一）工藝流程高粱粉→粉碎→熱水潤料→裝甑蒸料→出甑加水、揚冷→加曲粉→入缸發(fā)酵→出缸拌糠→裝甑蒸餾→酒糟揚冷,加曲

↓入缸發(fā)酵←蒸酒←成品←勾兌、貯存←↓酒（二）生產(chǎn)方法

1.原料處理

高粱：粉碎成4~8瓣/粒，細粉不得超過25%~30%。

紅糝：粉碎的高粱

大曲：第一次發(fā)酵用的大曲要求大小在綠豆和豌豆之間，能通過1.2mm篩孔的細粉不超過55%；第二次發(fā)酵用大曲的大小在小米和綠豆之間，能通過1.2mm篩孔的細粉不超過70%~75%

2.潤料

蒸料前用80℃的熱水對高粱粉進行潤料(高溫潤糝)，加水量為高粱粉質(zhì)量的55%~60%，潤料18~24h。堆料過程中翻料2~3次，保證物料潤透。

潤糝后的要求：

潤透不淋漿，無干糝，無異味，無疙瘩，手搓成面3.蒸料

操作：活甑桶→底鍋水煮沸→每甑裝500kg潤好紅糝→蒸汽上勻→潑加熱水60℃（原料26%~30%）→鋪蓋輔料→加蓋蘆席后大氣蒸80min。目的：1.使原料淀粉顆粒細胞壁受熱破裂，淀粉糊化

2.殺死原料所帶有微生物

3.揮發(fā)掉原料的雜味。出甑要求：熟而不黏，內(nèi)無生心，有高粱糝味，無異雜味4.加水、揚冷、加曲

將蒸煮過的高粱粉堆成長方形后，潑入18~20℃井水，用量為原料的28%~30%。翻拌均勻，通風(fēng)晾渣待品溫冬季降至20~30℃，夏季降至室溫。加曲：加入大曲粉量為9%~11%。

溫度春20~22℃夏20~25℃秋23~25℃冬25~30℃冷卻設(shè)備：晾渣機（見下圖）晾渣機晾渣機5.大渣入缸發(fā)酵

將發(fā)酵材料裝入地缸（255kg或127kg），用石板蓋嚴，再用清蒸過的小米殼掩埋住缸口。

每釀造1100kg原料需8只缸或16只小缸。缸埋地下，口與地面平缸距10~24cm

入缸溫度10~16℃，水分52%~53%發(fā)酵車間5.入缸發(fā)酵

溫度控制原則：“前緩、中挺、后緩落”總發(fā)酵周期：21~28d

發(fā)酵管理：

前期（7~8d）：溫度緩慢地上升到30℃左右；淀粉急劇↓↓↓，還原糖↑↑，酒精↑

中期（10d）：維持溫度在30℃左右；發(fā)酵旺盛期，酒精↑↑↑（80%，最高酒度12度）

后期（11d）：溫度緩慢下降。糖化微弱，發(fā)酵基本終止酸度增加，香味物質(zhì)↑

6.出缸蒸餾酒醅出缸后，加入清蒸過的輔料（原料量的18%~20%，稻殼∶小米殼3∶1），翻拌均勻后裝甑蒸餾。蒸餾過程要進行掐頭去尾。蒸餾：前期蒸汽小，后期大，最后大氣追尾流酒溫度25~30，流酒速度3~4kg/min掐頭去尾：酒頭1kg，流酒的酒度降至低于30度時為酒尾，應(yīng)于下次蒸餾時回入甑桶。7.入缸再發(fā)酵（二渣發(fā)酵）

蒸酒后的母糟還含有大量未被利用的淀粉，因此必須進行第二次發(fā)酵。蒸完酒的酒糟趁熱潑加投料量2%~4%溫水（35~40℃），迅速揚冷到30~38℃左右，加入物料量10%的大曲，翻拌均勻，入缸發(fā)酵。

入缸條件：水分62~65%，溫度夏季18~23℃，其他季節(jié)控制在22~28℃左右。適當壓緊，噴灑少量酒尾。

發(fā)酵周期：21~28d。8.二渣酒醅蒸餾二次發(fā)酵后出缸蒸餾二渣汾酒二渣酒糟作飼料9.貯存與勾兌

⑴白酒的貯存：品嘗分級，貯存期3年貯存設(shè)備：陶瓷缸貯酒車間品嘗臺（三）夏季地溫的調(diào)整

夏季氣溫、地溫較高，不利于汾酒的生產(chǎn)，故每年夏季需要降低地溫，以便繼續(xù)生產(chǎn)。具體做法：將缸與缸之間的土挖出，灌入自來水，挖土灌水降溫（三）小曲法白酒固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)工藝(四)麩曲法白酒固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)工藝原料出窖配料粉碎酒醅發(fā)酵入窖蒸酒蒸糧酒出窖廢糟揚冷加曲大曲粉粉碎麩曲二、酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵主發(fā)酵期前發(fā)酵期后發(fā)酵期前發(fā)酵期醪液中的酵母細胞數(shù)不多，酵母菌迅速進行繁殖；接種時溫度控制在26-28℃，整個前酵過程一般不超過30

℃；酒精和CO2生成量很少，發(fā)酵醪的表面比較平靜，醪液溫度上升不快，糖分消耗慢；前發(fā)酵期延續(xù)時間一般為10小時左右；前發(fā)酵期間應(yīng)十分注意防止雜菌污染；主發(fā)酵期醪液中酵母細胞數(shù)可達1億/毫升以上，酵母菌基本上停止繁殖，主要進行酒精發(fā)酵。醪液中糖分迅速下降，酒分逐漸增多，醪液中產(chǎn)生了大量的CO2；發(fā)酵溫度上升快，最好能控制在30-34

℃；主發(fā)酵時間一般為12小時左右；后發(fā)酵期后發(fā)酵液中的可發(fā)酵性糖濃度持續(xù)降低最終維持在極低水平，發(fā)酵作用緩慢，酒精和CO2的生成量也相對較少；發(fā)酵產(chǎn)生的熱量減少，應(yīng)通過保溫方式控制醪液溫度在30-32

℃；淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的后發(fā)酵階段一般約需40小時左右。（二）傳統(tǒng)酒精發(fā)酵工藝酒精發(fā)酵工藝間歇式發(fā)酵工藝半連續(xù)發(fā)酵工藝連續(xù)發(fā)酵工藝一次加滿法分次添加法連續(xù)添加法循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法多級連續(xù)發(fā)酵法雙流糖化和連續(xù)發(fā)酵法間歇發(fā)酵工藝

酒精的發(fā)酵全過程都在一個發(fā)酵罐中完成，也稱單罐發(fā)酵。半連續(xù)發(fā)酵工藝

主發(fā)酵采用連續(xù)發(fā)酵二后發(fā)酵采用間歇發(fā)酵的工藝流