吳晨岑，范文來，徐巖

(教育部工業(yè)生物技術(shù)重點實驗室，江南大學(xué)生物工程學(xué)院釀造微生物與應(yīng)用酶學(xué)研究室，江蘇無錫，214122)

白酒作為我國傳統(tǒng)的飲料酒，與威士忌、白蘭地、朗姆酒、伏特加和金酒并稱為世界著名六大蒸餾酒［1］。世界各國蒸餾酒的生產(chǎn)大多采用液態(tài)壺式蒸餾，蒸餾二次或二次以上［2-4］;而中國白酒因其固態(tài)發(fā)酵模式多采用甑桶蒸餾方式［1，5］。

固態(tài)發(fā)酵酒醅的顆粒能夠形成接觸面很大的填充塔，因而甑桶蒸餾比壺式蒸餾的酒精濃縮效率更優(yōu)、更高，并且酸、酯的提取率要高，但新產(chǎn)的白酒原酒辛辣且刺激，帶有新酒臭等不愉快氣味，必須經(jīng)過一段時間的貯存［1］。國外液態(tài)蒸餾法需經(jīng)過兩次蒸餾才能達(dá)到70%左右的乙醇體積分?jǐn)?shù)，以取得高質(zhì)量的酒液［6］。二次蒸餾時掐頭去尾的工藝，將不宜飲用的酒頭、可飲用的酒身和不可飲用的酒尾分離出來［6-8］，并能夠降低某些安全性指標(biāo)的含量［9-11］。近年來，國內(nèi)關(guān)于二次蒸餾的研究大多集中于甘蔗酒［12］、高檔白蘭地［13］等水果蒸餾酒，而對白酒原酒的二次蒸餾鮮有報道。

本研究以濃香型新產(chǎn)原酒為研究對象，采用壺式、常壓及減壓蒸餾對降度的濃香型原酒進(jìn)行二次蒸餾，對蒸餾效率、感官質(zhì)量及揮發(fā)性脂肪酸類和四大酯(己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯和乳酸乙酯)等主要物質(zhì)進(jìn)行研究，為白酒的品質(zhì)提升提供了新的思路。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

濃香型原酒:72.7%vol，2014年產(chǎn)，由國內(nèi)某酒廠提供;無水乙醇:色譜純，上海安譜實驗科技股份有限公司;各標(biāo)準(zhǔn)品及內(nèi)標(biāo)物:色譜純，Sigma-Aldrich公司;無水乙醚、NaCl、NaOH、H2SO4:分析純，上海國藥集團(tuán)。

銅制壺式蒸餾器7.5 L，葡萄牙公司Iberian Coppers S.A.;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海安譜實驗科技股份有限公司;SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水市真空泵，孔義市予華儀器有限責(zé)任公司;電子萬用爐220V/2kW，楚水電熱電器廠;Milli-Q超純水系統(tǒng)，美國 Millipore公司;GC 6890N-MSD 5975、GC 6890N-FID，美國安捷倫公司;DC-12氮氣吹掃儀、色譜柱 DB-FFAP(60 m×0.25 mm ×0.25 μm)、色譜柱 DB-Wax(30 m ×0.25 mm ×0.25 μm)，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 二次蒸餾方式

壺式蒸餾:將4.5 L低度酒(原酒加超純水稀釋至酒精度為28%vol或直接使用10%vol～40%vol的初次蒸餾酒)裝入7.5 L銅壺，連接好鵝頸管和冷凝器。電子萬用爐加熱，常溫自來水冷凝。裝液量的1.5%體積的初餾液作為酒頭，酒頭之后到餾分酒精度接近60%vol部分作為酒身(占裝液量的27.4%)，酒身之后到餾分酒精度接近0%vol部分作為酒尾(占裝液量的26.7%)，關(guān)閉電爐，收集銅壺中的殘液。酒頭與酒尾可參與下一批二次蒸餾。酒身即為壺式蒸餾酒。

常壓蒸餾:將300 mL低度酒倒入1 L燒瓶中，加入幾顆玻璃珠，連接好蛇形冷凝管與接收瓶。采用電子萬用爐加熱，常溫自來水冷凝。酒頭、酒身和酒尾的掐取比例同壺式蒸餾，關(guān)閉電爐，收集燒瓶中殘液。酒身即為常壓蒸餾酒。

減壓蒸餾:取300 mL低度酒倒入1 L旋蒸瓶中。旋蒸溫度40℃，真空表讀數(shù)-0.1 MPa，常溫自來水冷凝。酒頭、酒身和酒尾的掐取比例同壺式蒸餾，關(guān)閉旋蒸儀，收集旋蒸瓶中的殘液。酒身即為減壓蒸餾酒。

1.2.2 感官品評

參照國標(biāo) GB/T 12315-2008［14］方法對幾種酒樣進(jìn)行喜好度秩次統(tǒng)計，由20名經(jīng)過感官培訓(xùn)的江南大學(xué)生物工程學(xué)院碩士研究生從聞香上對濃香型原酒、壺式蒸餾酒、常壓蒸餾酒及減壓蒸餾酒進(jìn)行喜好性強制排序，秩次1～4代表喜好度由好至差，并記錄感官描述。

1.2.3 總酸及總酯的測定

白酒中總酸和總酯的測定參照國標(biāo)GB/T 10345-2007［15］方法。兩次平行實驗結(jié)果的絕對差值不超過平均值的2%。

1.2.4 液 液微 萃取 (liquid-liquid microextraction，LLME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)法定量有機酸

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，液體培養(yǎng)法與PCR的敏感性均高于95.0%，但特異性分別為91.6%和88.7%。分析其原因可能為液體培養(yǎng)法僅依靠支原體對尿素、精氨酸的分解改變pH值，使培養(yǎng)液變紅，但當(dāng)出現(xiàn)復(fù)雜感染時，其他能夠分解尿素或精氨酸的金黃色葡糖球菌、表皮葡萄球菌或白色念珠菌等也會使培養(yǎng)液變紅，因此，液體培養(yǎng)法易受多因素干擾，產(chǎn)生假陽性。本研究受試者工作特征曲線顯示，PCR法的靈敏度和特異性均較高，其檢測價值最大，但PCR法檢測需特殊儀器及專業(yè)人員，對醫(yī)院的硬件設(shè)備要求較高，在基層推廣較難。因此，采用3種方法聯(lián)合進(jìn)行支原體感染的篩查和診斷，可有效保證結(jié)果準(zhǔn)確性。

參照文獻(xiàn)方法［16］，用超純水將酒樣稀釋至10%vol，取18 mL于樣品瓶中，加6 g NaCl飽和，加入6 μL 內(nèi)標(biāo)叔戊酸(3 406.43 μg/L，最終質(zhì)量濃度)。加入1.5 mL重蒸的乙醚振蕩萃取5 min，靜置分層后吸取1 mL上層有機相置于2 mL樣品瓶中，氮吹濃縮至250 μL，取 1 μL 進(jìn)行 GC-MS 分析。

GC條件:色譜柱為DB-FFAP(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度 250 ℃，載氣為 He，流速 2 mL/min，進(jìn)樣量1 μL，不分流進(jìn)樣。升溫程序:50℃保持2 min，以4℃/min的速率升溫至230℃，保持15 min。

MS條件:EI電離源，電子能量70 eV，離子源溫度為230℃，掃描范圍35～350 amu。每個酒樣重復(fù)測定3次，取平均值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線:以10%vol的酒精水溶液配制一系列濃度梯度的待測物標(biāo)準(zhǔn)液，按照與酒樣相同的分析處理方法進(jìn)GC-MS分析。以有機酸和內(nèi)標(biāo)的峰面積之比為橫坐標(biāo)，質(zhì)量濃度之比為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.5 氣相色譜-氫火焰離子化(gas chromatographyflame ionization detector，GC-FID)法定量含量較高的化合物

參照國標(biāo) GB/T 10345-2007［15］方法，酒樣中加入內(nèi)標(biāo)乙酸正戊酯(體積分?jǐn)?shù)2%)，進(jìn)GC-FID分析，進(jìn)樣量1 μL。樣品通過色譜柱DB-Wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm)進(jìn)行分離。程序升溫:60℃保持3 min，以5℃/min的速率升溫至150℃，再以10℃/min的速率升溫至230℃，保持5 min。進(jìn)樣口及檢測器溫度均為250℃，載氣為He，流速1 mL/min，分流比為37∶1，尾吹氣20 mL/min;氫氣流速40 mL/min，空氣流速400 mL/min。參照國標(biāo)GB/T 10345-2007確定待測化合物保留時間并計算校正因子。每個酒樣重復(fù)測定3次，取平均值。

參照文獻(xiàn)方法［17］，用超純水將酒樣稀釋至10%vol后，取8 mL置于頂空瓶中，加3 g NaCl飽和，加入10 μL 混標(biāo)(己酸甲酯終質(zhì)量濃度 95.57 μg/L，丙酸辛酯終質(zhì)量濃度55.55 μg/L)，進(jìn)行頂空固相微萃取。萃取條件:三相萃取頭DVB/CAR/PDMS(50/30 μm)，50℃預(yù)熱5 min，萃取吸附45 min，GC 解吸5 min(250℃)。

GC條件與MS條件同1.2.4。每個酒樣重復(fù)測定3次求取平均值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線:以10%vol的酒精水溶液配制具有一定濃度梯度的4-甲基苯酚標(biāo)準(zhǔn)液，按照與酒樣相同的分析處理方法進(jìn)行GC-MS分析。以4-甲基苯酚與內(nèi)標(biāo)物的峰面積比作為橫坐標(biāo)，質(zhì)量濃度之比作為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

本研究使用SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，通過Friedman檢驗對喜好度排序秩次結(jié)果分析樣品之間是否存在顯著性差異，并利用Page檢驗驗證喜好度排列順序。

2 結(jié)果與討論

2.1 蒸餾效率

由于設(shè)備和操作等局限，在蒸餾酒醅(醪、液)時，酒不可能被完全蒸餾出來，并且蒸出的酒液在接酒的時候存在揮發(fā)等損耗［1］，因此需要考慮蒸餾效率。二次蒸餾的蒸餾效率可表示為酒頭、酒身、酒尾及殘液中酒精的質(zhì)量之和占所用原酒中酒精質(zhì)量的百分比。表1中顯示壺式蒸餾效率最高(99.21%)，這與白蘭地的二次蒸餾效率99.04%相當(dāng)［7］。常壓蒸餾效率為96.61%，稍低于壺式蒸餾效率，而減壓蒸餾的蒸餾效率低于90%。從酒身酒精度看，減壓蒸餾低于壺式蒸餾和常壓蒸餾。在威士忌生產(chǎn)過程中，蒸餾設(shè)備是否存在泄露是影響產(chǎn)量或效率的關(guān)鍵因素，此外，冷凝水溫度、環(huán)境溫度與裝液溫度等也是影響蒸餾效率的重要因素［3］。

表1 三種二次蒸餾方式蒸餾效率Table 1 The distillation efficiency of ethanol in three types of double distillation

2.2 感官品評

對濃香型原酒、壺式蒸餾酒、常壓蒸餾酒和減壓蒸餾酒進(jìn)行喜好度排序秩次統(tǒng)計(表2)，并對所得秩次結(jié)果進(jìn)行 Friedman檢驗(表3)，F(xiàn)test大于臨界值7.74，說明顯著性水平為0.05時原酒與二次蒸餾酒存在顯著性差異。

表2 喜好度排序秩次結(jié)果aTable 2 The ranking results of sensory preference

根據(jù)秩和順序，按喜好度從好到差將酒樣初步排序為減壓蒸餾酒、壺式蒸餾酒、常壓蒸餾酒和濃香型原酒，并對秩次結(jié)果進(jìn)行Page檢驗(表3)以檢驗該推論。L值大于臨界值522，說明顯著性水平為0.05時評價員能辨別出4種酒間存在差異，并且給出的排序和預(yù)先設(shè)定的順序一致。評價員對于4種酒的感官描述為:濃香型原酒散發(fā)窖泥臭且刺激，減壓蒸餾酒具有典型的濃香風(fēng)格，壺式蒸餾酒果香濃郁，常壓蒸餾酒較原酒臭味減輕。4-甲基苯酚呈現(xiàn)窖泥臭、動物臭和皮革臭［18-19］，該化合物與窖泥臭有著十分密切的聯(lián)系［20］，4-甲基苯酚在46%vol酒精水溶液中的閾值為 166.97 μg/L［21］。本研究中測定的濃香型原酒中4-甲基苯酚質(zhì)量濃度高達(dá)(791.17±22.14)μg/L，經(jīng)壺式蒸餾后降至(180.09 ±7.38)μg/L，常壓蒸餾后降至(235.36±14.29)μg/L，而在減壓蒸餾酒中未檢測到。雖然高沸點的4-甲基苯酚在二次蒸餾時較難被蒸出，但壺式蒸餾酒及常壓蒸餾酒中仍存在少量的4-甲基苯酚，可能是隨著乙醇蒸氣帶入到酒身中;而減壓蒸餾時的溫度控制在40℃，高沸點的4-甲基苯酚很難被蒸出。銅在威士忌生產(chǎn)過程中有助于去除惡臭和硫化物，并與酯類物質(zhì)的形成有關(guān)［3］;與不銹鋼蒸餾器相比，銅制的壺式蒸餾器生產(chǎn)的龍舌蘭酒富含更多的果香和花香［22］，因此壺式蒸餾酒純凈并富含果香。

表3 基于秩次結(jié)果的Friedman和Page檢驗(α=0.05)Table 3 Friedman test and Page test based on the ranking results(α=0.05)

2.3 揮發(fā)性脂肪酸和四大酯的變化

濃香型原酒經(jīng)二次蒸餾后總酸濃度大幅度下降(表4)，但總酯濃度下降差異較大。壺式蒸餾時，總酯濃度下降幅度較小(4.77%)，但減壓蒸餾時，總酯濃度下降幅度大(36.45%)。

二次蒸餾時，降幅最大的揮發(fā)性脂肪酸是乙酸和丙酸(表5)，這兩種化合物在二次蒸餾后的酒中均未檢測到。己酸在原酒中含量最高(455.22 mg/L)，在二次蒸餾后的酒中質(zhì)量濃度下降至71.89～106.50 mg/L，下降了77.34% ～83.75%。另一個重要的酸丁酸(213.28 mg/L)在二次蒸餾后的酒中質(zhì)量濃度下降至32.68 ～47.03 mg/L，下降了78.07% ～84.41%。

壺式蒸餾過程中，9種揮發(fā)性脂肪酸濃度的和隨著酒精度的下降而呈上升趨勢(圖1)，這與甘蔗郎姆酒(cacha?a)二次蒸餾過程中揮發(fā)性酸濃度的餾出規(guī)律類似［23］，揮發(fā)性脂肪酸主要集中在中、后餾分。

己酸乙酯是濃香型白酒的主體香味成分，除此之外，乙酸乙酯、丁酸乙酯和乳酸乙酯也是濃香型白酒的重要酯類［1］。濃香型原酒中己酸乙酯濃度(5 302.41 mg/L)經(jīng)壺式蒸餾后上升 4.85%(表 5)，常壓蒸餾后略有下降，而減壓蒸餾后下降26.55%。壺式蒸餾后，酒中乙酸乙酯濃度上升至1 530.14 mg/L，上升了83.31%。二次蒸餾后的酒中丁酸乙酯濃度較原酒均有所下降，下降了8.15% ～18.68%。乳酸乙酯在二次蒸餾后其濃度全部下降，下降了65.17% ～82.13%。濃香型原酒中乳酸乙酯/己酸乙酯(乳己比)比值為0.26，二次蒸餾后的酒中乳己比下降(壺式蒸餾酒，0.09;常壓蒸餾酒，0.09;減壓蒸餾酒，0.06)，這主要是由于乳酸乙酯濃度的大幅度降低引起。

表4 不同蒸餾方式對濃香型白酒總酸和總酯的影響Table 4 Influence of different types of double distillation in total acid and ester of strong aroma type liquor

表5 不同蒸餾方式對濃香型白酒揮發(fā)性脂肪酸的影響Table 5 Influence of different types of double distillation in volatile fatty acids of strong aroma type liquor

表6 不同蒸餾方式對濃香型白酒四大酯的影響Table 6 Influence of different types of double distillation in four main esters of strong aroma type liquor

圖1 壺式蒸餾過程中揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化Fig 1 Total concentration of volatile fatty acids during pot still distillation

3 結(jié)論

采用壺式、常壓及減壓蒸餾對降度的濃香型原酒進(jìn)行二次蒸餾，從蒸餾效率、感官質(zhì)量以及揮發(fā)性脂肪酸和四大酯(己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯及乳酸乙酯)等主要物質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)壺式蒸餾效率最高(99.21%)。通過對聞香的喜好度排序秩次統(tǒng)計，F(xiàn)riedman檢驗表明二次蒸餾后的酒與原酒存在顯著差異;Page檢驗表明按聞香的喜好度從好至差排序為減壓蒸餾酒、壺式蒸餾酒、常壓蒸餾酒和濃香型原酒。二次蒸餾能有效去除原酒的異嗅(如4-甲基苯酚等)。濃香型原酒經(jīng)二次蒸餾后總酸濃度大幅度下降，總酯濃度下降差異較大，壺式蒸餾酒總酯濃度略有下降。相比于原酒，除壺式蒸餾酒的己酸乙酯和乙酸乙酯濃度有所上升外，丁酸乙酯及乳酸乙酯濃度均有所下降，二次蒸餾后的酒乳己比大幅降低。

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