覃洁,李文奇,林海滨
广西壮族自治区轻工产品质量检验站(南宁 530031)
白酒小作坊代表的是中国传统特色文化,采用的是传统固态法生产工艺,在普通老百姓当中拥有不少市场。广西的白酒小作坊数量较多,以米香型白酒的生产为主,遍布全区且分布较广,受气候和当地饮食文化影响,以桂北(桂林)、桂南(南宁)、桂西北(河池、百色)生产及消费最多。这些白酒小作坊除个别较好以外,普遍存在不少质量问题,试验从这4个地区的14家白酒小作坊采集30个白酒样品,开展产品质量指标检验,对产生主要质量问题进行分析,并提出改进措施,以期提高白酒小作坊的产品质量,让白酒小作坊向着更为健康、有序的方向发展。
白酒30个样本(购自桂林地区、南宁地区、河池地区、百色地区共14家白酒小作坊);氢氧化钠标准滴定溶液(AR)、硫酸标准滴定溶液(AR)、乳酸乙酯(色谱纯)、乙酸正戊酯(色谱纯)、乙酸正丁酯(色谱纯)、β-苯乙醇(色谱纯)、甲醇标准溶液(AR)、叔戊醇标准溶液(AR),均购自天津中易嘉信科技发展有限公司。
T50自动电位滴定仪[梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司];SHS-40型气相色谱仪(德国布鲁克公司)。
1.3.1 样品处理
无色样品直接按照检测方法进行处理后检验;有颜色样品先量取100 mL样品于500 mL蒸馏瓶中,加50 mL蒸馏水,加入几颗玻璃珠,连接蛇形冷凝管,缓慢加热蒸馏,收集100 mL蒸馏液后混匀即得预处理样品。
1.3.2 试验方法
对白酒小作坊采集的30个白酒样品进行质量指标(总酸、总酯、乳酸乙酯、β-苯乙醇、固形物)的检测,依据GB/T 10781.3—2006《米香型白酒》[1]判定是否合格,了解广西白酒小作坊产品的主要质量问题。
1.3.3 分析检测
1.3.3.1 酒精度的测定
参照GB 5009.225—2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》[2]第二法酒精计法。
1.3.3.2 感官的品评
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第5条。
1.3.3.3 总酸的测定
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第7.1条指示剂法。
1.3.3.4 总酯的测定
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第8.1条指示剂法。
1.3.3.5 乳酸乙酯的测定
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第12条。
1.3.3.6β-苯乙醇的测定
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第16条。
1.3.3.7 固形物的测定
参照GB/T 10345—2007《白酒分析方法》[3]第9条称量法。
2.1.1 酒精度测定结果与分析
由于白酒小作坊销售的白酒都是散装的,没有标注明示值,酒精度的检测结果参照GB/T 10781.3—2006《米香型白酒》将30个样本分为20个低度酒(≤40%vol)和10个高度酒(≥41%vol),具体白酒样本酒精度检测结果见图1。
2.1.2 感官检测结果与分析
白酒的感官品评又叫尝评或鉴评,是利用人的感觉器官(视觉、嗅觉和味觉)鉴别白酒质量优劣的一门检测技术[4]。感官品评具有快速、准确的特点,能及时发现生产过程中的问题,提出解决办法,减少生产造成的损失。对白酒质量的评估,感官品评不可或缺。
白酒样本白酒感官检测结果分布见图2。30个样本感官有21个不合格,合格率30%。不合格的21个白酒样本或有颜色,或有悬浮物,或有浑浊,或有少量沉淀,不满足正常白酒应是无色、清澈透明、无悬浮物和沉淀物的特点。
米香型白酒用大米作为原料,蛋白质成分较多,酒液中易有聚积物,不够清澈透明,多数低度白酒因酒尾接得过长、酒精度低、大火追尾等原因,使酒体中的高级醇和高级脂肪酸酯流出多、溶解难,往往在酒体表面形成一层油垢。还有因环境温度极低,或酒度过低,导致酒中产生絮凝物或个别物质被稀出,而形成浑浊。
2.1.3 总酸检测结果与分析
总酸是白酒中的呈香呈味物质,是白酒产品的重要质量特征指标。不同的酸酯比呈现不同的品味。酒度高,酸度小;酒度低,酸度大。低度米酒的酸酯比高于高度米酒。因此,酸的指标检测在白酒中是一件很重要工作,对研究白酒的风味形成、开发产品、指导生产均有重要意义。低度白酒和高度白酒的总酸限量值要求不同,检测结果分别见图3。
从图3可知,低度白酒样本中总酸最低等级要求≥ 0.20 g/L,20个低度白酒样本中有4个样本总酸不合格。高度白酒样本中总酸最低等级要求≥0.25 g/L。10个高度白酒样本中有7个样本总酸不合格。
统计分析显示,低度白酒中总酸的合格率较高,达到80%,但高度白酒中总酸的合格率较低,仅有30%。总酸的质量问题主要出现在高度白酒。
酒曲是直接影响总酸的一大因素。米香型白酒一般使用的糖化发酵剂是米小曲。传统的米小曲,因曲块体积小而得名,亦称酒曲、酒药、白药、白曲或酒饼等,是一种以糠和米粉为原料(有的添加中草药、香药草等),用人工接种母曲的方法,通过添加适量的水而制成的曲丸或方粒,在人工控制温度等条件下培养而成的干燥物[5]。
如果使用酒曲仅凭经验,一些产香能力差的酒曲无法在发酵过程中生成更多酸类物质,导致酒中总酸低、糟醅酸含量低、酒中的总酸含量少。发酵时间不能保证,发酵周期短,产生酸类物质的后发酵不足,也会导致产酸少,酒中总酸含量低;发酵温度低,发酵不完全,影响后发酵产酸,导致酒中总酸含量低,甚至造成总酯含量偏低的质量问题。
2.1.4 总酯检测结果与分析
总酯是白酒产品中所有酯类芳香物的总和,其含量的多少与酒的品质及香型有关,不管哪个香型的白酒,总酯都是形成白酒香气的重要成分,和总酸都是白酒中重要的质量特征指标。低度白酒和高度白酒的总酯限量值要求不同,检测结果见图4。
结果表明,低度白酒样本中总酯最低等级要求≥ 0.35 g/L,20个低度酒中有14个样本总酯不合格。高度白酒样本中总酯最低等级要求≥0.65 g/L,10个高度白酒样本中共有8个样本总酯不合格。
统计分析显示,低度白酒和高度白酒总酯的合格率都比较低,分别为30%和20%,不足一半,总酯的质量问题较为明显。
白酒中含有上千种对人体有益的成分,包括各种酸、酯、醇、醛等成分。酯类是白酒中占比最大的风味物质,主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸异戊酯等[6-7]。
总酯不合格造成的质量问题主要有几方面原因:一是总酯很多成分易挥发,决定白酒口感的很多成分是易挥发的,如果白酒存放时间长了,挥发掉的杂味会使得白酒更香更纯。而且白酒在存放过程中,酯的含量一直是动态变化的,会出现总酯降低、总酸增加的现象,到了一定程度就会趋向平衡,在此期间内饮用,白酒的口感和香味会达到最佳。二是白酒小作坊使用的贮存容器,多数密封性不好,因此,贮存的时间更加有限。酒的存储环境温度、存储时间长短及酒的酒精度数等,都会影响白酒总酯含量。三是蒸馏工序的影响。在蒸馏过程中,高浓度酒精蒸汽在甑桶内料层中滞留的时间长短,直接影响诸如乙酸乙酯、油酸乙酯和棕榈酸乙酯等高级脂肪酸乙酯成分的馏出,使得酒体香味和总酯都受到影响。“缓火蒸酒”可以获得品质较高的酒体,以乙酸乙酯为主的酯类物质大多集中在蒸馏初期与高浓度酒精蒸汽一起馏出[8]。
2.1.5 乳酸乙酯检测结果与分析
乳酸乙酯是无色透明液体,具有较强酒香气味,是各种香型白酒香味物质的主要成分。白酒中含有上千种对人体有益的成分,包括各种酸、酯、醇、醛等成分。酯类是白酒中占比最大的风味物质,主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸异戊酯等[9-10]。
在米香型白酒中,乳酸乙酯含量在总酯中占较大比值,这是米香型白酒的典型质量特征指标。乳酸乙酯是自然发酵过程中产生的天然香味,从酯的含量看,米香型白酒中主要是乳酸乙酯和乙酸乙酯,基本上不含其他酯类。乳酸乙酯含量的高低可以直接反映酒的品质好坏。低度白酒和高度白酒的乳酸乙酯限量值要求不同,检测结果分别见图5。
结果表明,低度白酒样本中乳酸乙酯最低等级要求≥0.20 g/L,20个低度酒中有9个样本乳酸乙酯不合格。高度白酒样本中乳酸乙酯最低等级要求≥0.40 g/L,10个高度白酒样本中共有8个样本乳酸乙酯不合格。
统计分析显示,低度酒乳酸乙酯合格率55%,高度白酒中乳酸乙酯的合格率较低,仅有20%,乳酸乙酯质量问题在高度白酒较为突出。
米香型白酒的主要酿酒原料比较单一,大米经过蒸煮糖化后,以传统固态或半固态发酵、蒸馏、陈酿和勾兑而成,是一款口感较为“纯粹”白酒,以乳酸乙酯为主要特征,口感香甜醇厚,具有“清、甜、爽、净”的特点,入口柔绵,落口爽洌,回味怡畅,有白酒的醇香,也有大米的蜜香。
米香型白酒内香气成分数量上比其他各香型的名优白酒要少得多,相对而言比较“单纯”。总酯主要由乳酸乙酯和乙酸乙酯组成,而前者含量又高于后者。因此,乳酸乙酯对保持酒体的完整性作用很大,过少,则酒体不完整;过多,会造成主体香味不突出。
乳酸乙酯和总酯既有关联性,又相对独立,在产品检验中总酯是以乙酸乙酯计。工艺上对乳酸乙酯的质量问题成因与总酯相似,对酒曲的使用、发酵时间、温度的控制不合理,都会造成乳酸乙酯含量偏低的质量问题。因此,要保证乳酸乙酯含量的合格率,工艺上需要更为精准地操作控制。
2.1.6β-苯乙醇检测结果与分析
β-苯乙醇是一种富有持久、淡雅细腻玫瑰香气的芳香醇[11],也是白酒中的高沸点的香气成分之一。在我国的各类不同香型的白酒中,米香型白酒的香气成分含量较少,与其他香型白酒相比较为“单纯”,因此香气并不算太浓烈,这类香型白酒在香气上突出淡雅的蜜甜香气,其中β-苯乙醇含量较高,其绝对含量超过清香型和浓香型白酒相应组分的含量,从而与乳酸乙酯、乙酸乙酯相结合形成米香型白酒的特有香气[12]。低度白酒和高度白酒的β-苯乙醇限量值要求不同,检测结果见图6。
结果表明,低度白酒样本中β-苯乙醇最低等级要求≥10 mg/L,20个低度酒样本β-苯乙醇合格率100%。从图6可知,高度白酒样本中β-苯乙醇最低等级要求≥20 mg/L,10个高度酒样本β-苯乙醇合格率100%。
小曲中的酿酒酵母能够提高出酒率,但是发酵过程中酿酒酵母的比例过高,导致酒的风味物质种类较少[13]。有研究表明,酵母是β-苯乙醇的主要产生来源[14-16],大部分研究集中在高产β-苯乙醇菌株的筛选[17],如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)[18]、库德里阿兹威毕赤酵母(Saccharomyces kudriavzevii)[19]、马克斯克鲁维酵母(Kluyveromycesmarxianus)[15,20]等,因此β-苯乙醇的合格率较好,达到100%。由此可见,β-苯乙醇不易造成质量问题。
2.1.7 固形物检测结果与分析
白酒中固形物是指白酒经蒸发、干燥后残留的非挥发性物质、难挥发性物质,这些物质主要来源于贮藏容器、浆水、香料、添加剂等。固形物是白酒质量控制中必检项目之一。白酒贮存在温度较低的时候,易出现失光、浑浊和沉淀现象,这对白酒口感和感官有极大的影响,同时也严重地影响产品的内在质量,固形物是白酒中不挥发性物质,是国家理化指标中一个严格控制的重要项目,固形物超标是影响酒体外观和内在质量的关键因素。低度白酒和高度白酒的固形物限量值要求不同,检测结果见图7。
从图7可知,低度白酒样本中固形物要求≤0.70 g/L,20个低度酒中有2个样本固形物不合格。高度白酒样本中固形物最低要求≤0.50 g/L,10个高度酒中有1个样本固形物不合格。
图7 白酒中固形物的测定结果
统计分析显示,低度白酒和高度白酒中固形物合格率达到90%。不少白酒小作坊都知道“好水出好酒”,水质对于酒的品质很重要,有的白酒小作坊使用当地的井水、泉水,但他们一般也不会对水质进行检测,即便是井水、泉水,也存在某些情况导致水质含钙、镁离子及硫酸根、碳酸根和其他矿物质较高,当与白酒中的高级醇和高级脂肪酸酯类等有机物质发生反应,生成溶解度较低的盐,这些盐类就形成了白酒的固形物。
白酒的包装容器,选择玻璃容器、陶瓷容器较多,新的玻璃瓶内壁往往存留不少硅酸盐类。只用清水冲一遍,易使瓶内壁硅酸盐类进入酒中,经还原生成二氧化硅,是多孔物质,比表面积大,吸附力强。若洗瓶用水质量不合格,一般酒瓶控不尽内部水,瓶内至少存留2 mL水,这也是会造成固形物超标的一个原因。
在白酒生产过程中,由于发酵时生成过多的乳酸、乙酸等酸类物质和高级脂肪酸酯类物质,蒸馏时不按工艺操作,大火蒸馏,造成大部分高级脂肪酸酯类及高级醇类进入酒中,勾兑时,与水中的钙、镁离子发生反应,生成钙、镁盐类,使白酒固形物超标。高级脂肪酸酯类及高级醇类进入酒中,随酒度降低,温度降低,易使白酒固形物超标。
此外,白酒在降度生产和乱添加增香增味后,经过存放,水质硬度越大的白酒,析出沉淀物越多,固形物也就越高,也就会造成一定质量问题。
以广西白酒小作坊抽取的30个白酒样本进行检验检测及结果分析表明,β-苯乙醇合格率100%、固形物合格率90%、总酸合格率63.3%、乳酸乙酯合格率43.3%、感官合格率30%、总酯合格率26.7%。由整体情况可见,广西白酒小作坊质量指标方面存在不少问题,乳酸乙酯、感官、总酯合格率不足50%,质量水平堪忧。
白酒小作坊生产的工艺大同小异,都是使用大米为主要酿酒原料,以小曲作为糖化发酵剂,先固态培菌糖化,后半液态发酵的固态法生产得到蒸馏酒。生产工艺流程:原料处理→蒸煮摊凉→糖化发酵→蒸馏取酒→陈酿贮存→勾调过滤→成品灌装。在对白酒小作坊进行实地调研时发现,酒精度、感官品评、总酸、总酯、乳酸乙酯等质量问题主要与白酒小作坊使用的酒曲和生产工艺控制有关;固形物质量问题主要来源于生产用水及使用的容器具。针对发现的问题,对白酒小作坊各个生产工序中易出现的质量问题提出改进对策。
3.2.1 原料处理环节的改进对策
依据实际的生产情况,摸索不同原料如大米、玉米、红薯浸泡的时间和水温,以确保原料淀粉分解与糖化的稳定性。同样是使用大米作为酿酒原料,祝云飞等[21]研究发现,籼米、糯米基酒总酸、总酯含量无显著性差异(P>0.05),粳米基酒总酸、总酯含量均高于籼米和糯米。无论从经济成本,还是产量来看,粳米都是广西白酒小作坊最广泛使用的酿酒原料。
使用自来水以外的其他水源时,如地下水(井水、泉水等),应依据丰水期、枯水期不同条件定期委托有资质的第三方检测机构对水质进行质量检测,避免使用的水源质量产生白酒固形物等质量问题的影响。
3.2.2 蒸煮摊凉环节的改进对策
规范蒸煮工艺,两次蒸熟易使淀粉糊化得好,且相对环保节能,但操作时间较长;一次蒸熟也要控制好淀粉糊化。李秋涛等[22]进行实验室和窖池发酵试验。结果发现,同一品种的粮食直链淀粉越高,淀粉结构越紧密,糊化时间越长,粮香越浓;另外,不管是直链淀粉还是支链淀粉,只要糊化得好,出酒率差别不大。蒸煮还能把原料上附着的野生菌杀死,驱逐不良气味,还能使熟粮中的饭香带入酒中,形成特有的风格。
降低原料的蒸煮温度、压力,增加排汽的次数和时间,同时可以使甲醇随气排除。适当缩短蒸煮时间,可减少分解反应时间,减少糖分在蒸煮过程中损失,同时使糊化也不受影响,从而提高原料中淀粉的出酒率。
规范蒸煮摊凉工序,依据经验制定操作规程,对相应的温度和时间进行控制。使用材质方面,对直接接触食品原料的容器具严格要求使用食品级材质,以减少白酒品质中固形物的影响。
3.2.3 糖化发酵环节的改进对策
白酒的发酵环节极为重要,要保证白酒品质中的出酒率、总酸、总酯、乳酸乙酯的质量,必须控制好糖化发酵工艺。建立操作规程,对糖化发酵时间和温度进行控制是有效的手段之一。
选择合适的酒曲。研究发现,含有米根霉的小曲具有更好的糖化能力[23]。根霉不但具有很强的糖化酶活力,能使淀粉分解为糖,酿出来的白酒中的甲醇量明显较低,是酿酒工业常用的糖化菌。有研究发现,机械酒曲的原酒酒精度、醛类风味物质及卫生指标要优于纯手工酒曲,但在总酸和酯类风味物质含量上,机械酒曲均比纯手工酒曲低[24]。
要保证满足出酒率、总酸、总酯、乳酸乙酯等质量要求,发酵工艺上需要更为精准的操作控制。有研究表明,米香型白酒发酵过程中,前期发酵温度应高于后期发酵温度,如果前期发酵温度控制过低,会抑制霉菌的生长繁殖而促进酵母菌的繁殖,从而影响根霉、毛霉等微生物的生长,使其糖化力偏低,导致出酒率低[25]。低温发酵,延长发酵周期。采取延长发酵期的措施,应特别注意封窖严密,不可漏气,如封窖不严,酒醅会迅猛生酸,对酒的质量和出酒率都有很大影响[12]。
3.2.4 蒸馏取酒环节的改进对策
严格控制蒸馏工序。也可改进蒸馏工艺,采取复蒸甚至三蒸等方式,有利于降低酒中杂醇油提高白酒品质。在蒸馏过程中,“缓火蒸酒”有利于延长酒精在醅料层中滞留时间,最大限度提取酒醅中乙酸乙酯进入新产酒[8]。
3.2.5 陈酿贮存环节的改进对策
对直接接触食品的容器具严格要求使用食品级材质,在保证密封不跑酒的情况下以确保食用安全。贮存白酒一般选择304不锈钢灌、陶制或者用动物血料糊制的容器等储存白酒。既能降低白酒中固形物含量,还可以增加白酒的口感。对于含铅量过高的白酒,可利用生石膏或麸皮进行脱铅处理,使酒中的铅盐凝集而共同析出。
3.2.6 勾调过滤环节的改进对策
白酒小作坊生产销售以低度酒为主,低度酒的勾调比高度酒更复杂,主要原因是勾调后酒中各微量物质难以达到平衡协调的关系,勾调不当会使低度酒出现香气不协调或味寡淡等问题[27],加之白酒小酒坊自身技术能力有限,因此有勾调工序的白酒小作坊并不多。但即便条件有限,也应选择硅藻泥过滤、活性炭过滤等多种过滤方式进行过滤,及提高白酒感官品质,保持成品的澄清度,又可有效降低白酒中的固形物。
白酒小作坊存在的产品质量问题主要是乳酸乙酯、感官、总酯合格率不足50%,对此依据现有生产工艺提出改进对策。此外,还应加强小作坊主体自身建设、加强监管责任、加强社会监督和引导、引导小作坊可持续发展。让白酒小作坊向着更为健康、有序的方向发展,为食品安全保驾护航。