酿酒的原理和工艺是什么？

高粱是中国酿酒的主要原料。国内外的几种名酒，大多是以高粱为主要原料或佐料酿造的。用高粱酿造的是蒸馏酒，也就是俗称的白酒或烧酒。明代李时珍曾说:“烧酒不是古法，而是元朝发明的”。但唐代诗人白居易说:“荔枝新热，烧酒琥珀香。”北宋田的《本草》、南宋吴仪的《方丹训令》、张士南的《幽官》等都有关于蒸馏器和蒸馏技术的记载。由此可见，中国制造蒸馏酒的历史似乎是在中唐以前。关于用高粱酿酒，胡认为《高粱酿酒》是中国最早的高粱酿酒的记载。因此，中国是第一个用高粱酿造蒸馏酒的国家。近年来，利用粒用高粱酿造啤酒和糖用高粱酿造酒精都获得了成功，并受到重视。为了说明酿造的一般原理和技术，本节重点介绍高粱酒的酿造。一、酿酒原理及工艺酿酒原理及酿酒微生物高粱酿酒是在微生物产生的酶的帮助下，将种子中的淀粉转化为糖，然后生产酒精的过程。微生物主要依靠霉菌和酵母菌。整个酿造过程。环境和工艺条件要适合所用微生物的代谢特点，以促进其旺盛的生命力和巨大的作用，将淀粉充分分解成糖，再将糖转化为酒精。霉菌和酵母是由物料培养和携带的，所以培养和携带霉菌和酵母的物料质量与高粱洒的质量密切相关。糖化用的霉菌主要有黑霉菌和白霉菌。黑霉常用的菌株有乌沙米、巴塔塔尔、青烟2号和东方红2号、UV-11等。白霉是黑霉的一个变种。多用于麸质酒，如禾禾白、Bll。用于酒精发酵的主要酵母是南洋酵母和拉斯12。它们适用于淀粉含量高的原料。此外，古巴2号和204号适合于含糖量较高的原料，常用于高粱糖渣和废稀的酿酒发酵。种子的化学成分和高粱种子的化学成分与酒的产量和口感密切相关。选择什么样的高粱品种或杂交种作为酿酒原料，主要取决于种子的化学成分。常见酒用高粱品种籽粒化学成分见表17—1。淀粉是酒精生产的主要原料，也是微生物生长繁殖的主要热源。高粱的淀粉含量因品种和产地而异。一般沤制高粱直链淀粉含量较少，支链淀粉含量较多，有的几乎全是支链淀粉。支链淀粉含量高的白酒出酒率高，与提高高粱酒质量密切相关。纤维素虽然弯曲碳水化合物，但在发酵中没有作用。在发酵过程中，种子中的蛋白质被蛋白酶水解产生氨基酸。氨基酸被酵母转化成高级醇。高级醇是白酒风味的重要组成部分。因此，蛋白质，尤其是含有较多天冬氨酸和谷氨酸的蛋白质，以及蛋白酶与葡萄酒的美好风味密切相关。矿物质，如磷、硼、钼、锰是形成细菌和影响酶活性不可缺少的成分，对培养基的pH和渗透压也有一定的调节作用。通常情况下，高粱种子中的矿物质含量足以酿酒。酒高粱脂肪含量不宜过多。脂肪太多，酒有杂味，凉了容易浑浊。高粱种子的单宁含量很高。含有少量的单宁可以抑制发酵过程中的有害微生物，提高葡萄酒的出酒率。单宁产生的丁香酸、丁香醛等芳香物质也能增强白酒的芳香风味。因此，单宁适当的高粱品种是酿造优质葡萄酒的好材料。但单宁味苦涩，遇铁盐呈绿色或褐色，遇蛋白质沉淀，阻碍酵母生长发育，降低发酵能力。所以单宁含量过高的品种也会损害溢出的产品和风味。单宁被单宁酶水解成没食子酸和葡萄糖，可以减少对葡萄酒发酵的危害。因此，选育和应用单宁酶活性强的霉菌和耐单宁性强的酵母菌充分氧化单宁，是克服单宁含量高的重要途径。高粱有些杂交种种皮厚，质地硬，果胶和生物碱含量高。用它们酿酒时，要严格粉碎，适当掌握煮制条件，要求熟而不粘，这样才能保证酿酒质量。固态发酵法多用于酿造高粱酒。我国传统的高粱酿造工艺，因大曲的使用方式不同，可分为大曲和小曲。大曲法以小麦、豌豆等粮食为制曲原料，依靠野生菌种自然繁殖发酵。该曲主要含有根霉、毛霉、曲霉、酵母、醋酸菌和乳酸菌。该方法酿造的白酒风味独特，口感醇厚，产品质量好。这种方法广泛应用于各种名酒。而大曲白酒生产周期长，资金周转慢，大曲量大，出酒率低，生产成本高。在高粱酒总产量中，这种方法生产的酒精所占比例较小，但由于结晶度高，仍有发展趋势。小曲酿酒法自古有之。所用的酒曲往往伴有药材，故又称药曲或酒药、酒饼。药用发酵剂中的主要微生物是根霉、毛霉和酵母。固体发酵在四川和贵州应用广泛。江浙多采用液体发酵。最近，该菌株已从自然繁殖转入纯繁殖。小曲生产的高粱酒虽然比例很大，但产品香气较差；口味偏淡，此法有递减趋势。为了节约粮食的使用，在生产中逐渐推广了麸曲酵母法。此法采用人工培养发酵，具有发酵速度快、生产周期短的优点，故又称快曲法。因其产量高，成本低，在北方省份应用广泛。以上方法的酿造工艺和操作方法基本相同，只是酒曲不同。因此，以大曲法为例，简要说明高粱酒酿造的主要工艺流程。1.不同口味的高粱酒用的粮食不同。比如清香型的山西汾酒，完全用高粱种子。浓香型四川五粮液是由高粮、粳米、糯米、小麦和玉米制成的。虽然制曲原料多为大麦和小麦，但由于酒的口味不同，制曲原料也略有不同。清香型曲的原料多为大麦和豌豆，是香草酸和香兰素的来源。浓香型的大多用小麦。除此之外，名酒中还常掺入低脂豆类，如豌豆、绿豆、红豆，有的还掺入荞麦或玉米，目的是利用适量的脂肪和蛋白质来培养所需的酒曲。酿酒很讲究水，“名酒产区必有好泉”。水中的有机物影响葡萄酒的风味、无机盐、微生物繁殖和发酵。所以冲泡用的水一定要纯净。传统名酒对水的要求较高。按照传统经验，要求水质无色透明，清而不浊，无悬浮物，无腥臭味，无碱无咸，微甜，质地柔软，煮沸后不溢出，无水锈，无沉淀物。表17-2简要介绍了汾酒酿造用水的化学成分。2.制曲的目的是培养优良的菌种，以便接种到酿酒原料中去大力繁殖。所以要创造营养丰富、温度适宜、水分适宜的条件。不人工接种菌种，只用原料、工具和从空气中引进的天然菌种进行繁殖，是制曲的特点。不同工厂和曲房固有的菌种不同，所以不同名酒所用的曲中繁殖的真菌也不同。菌株的不同导致酒的风味有明显的差异。制曲原料的配比要适应季节和气候。冬天要适当减少粘性大、易结块、升温降温慢的豆类。材料准备好后，先粉碎，然后在弧形模具里压成砖状，再放在弧形房间里，控制合适的温度和湿度。一般需要30-45天，通过霉菌生长、霉菌冷却、湿火、干火、制曲等阶段完成培养过程。制备的清酒曲可以储存以备后用。3.发酵酿造原料需要先粉碎。高粱种子一般打碎成4-5瓣，然后掺入20%左右的水，润湿浸泡，然后蒸煮糊化。蒸熟加热后，就地摆放，在20-25℃时加入适量水分并加入20%左右的曲粉，根据季节不同，在适宜的温度下入窖发酵。进入地窖时要压实，地窖顶部要密封，避免有害微生物的侵入。3~4天后，窖温升高到30℃左右，原料逐渐液化。液化越充分，酒醅沉得越多。用高粱种子酿造名酒需要很长时间，如泸州老窖股份有限公司的酒需要一个月，宜宾五粮液需要70-90天。茅台酒需要8次落曲，8次发酵，每次发酵周期为一个月，一个生产周期需要8-9个月。发酵周期长，产生的酯类多，可以提升风味。4.蒸馏蒸馏的目的是利用酒醅中所含各种物质的沸点不同，将挥发性酒精、水、杂酯油、酯类物质蒸发成气体后冷却成液体，使酒醅中4-6%的酒精浓缩至50-70%。蒸馏可以杀死酒醅中的微生物，再生一些风味物质。为了使酒醅疏松，便于蒸馏，常加入少量谷壳。但是用太多麸皮会有不好的口感。一般酒头的酒精浓度比较高，醛、酯、酮等沸点物质聚集在酒头，接近尾部时酒精浓度急剧下降。杂醇油沸点虽高，但其蒸发系数受酒精度影响，多在酒的头尾。所以蒸馏出来的新酒头往往有一股恶臭味。但长期存放后，因为醇类的转化，可以增强香味。5.操作方法酿造的操作方法可以分为两类:清式和连续式。除渣法是经过几次发酵后，把植株全部丢弃。汾酒和茅台就属于这一类。如果发酵两次去除残渣，就说去除两次，就说去除三次，以此类推。连续山楂的方法是轮排后每次加一部分新料，弃一部分旧料，继续，糊化，蒸馏。连续种植法可分为四甑法和五甑法。老吴赞是中国历史最长、应用最广的方法。非常适合高粱等淀粉含量高的原料酿造加工。一般工艺流程如右图所示。旧的五蒸馏方法中使用的材料量根据蒸馏罐的大小而变化。一般轮排后每次喂食量在750kg左右。窖内有四种甑料，即大渣、二渣、三渣、四渣。入窖加新料成为五甑料，即大渣、二渣、三渣、四渣、甩渣。扔烂酒就是普通酒，烂。其他四种蒸馏器仍在地窖中发酵。正常出酒率约为高粱重量的三分之一，约为淀粉原料出酒率理论值的40-50%。小曲酿造用曲量；只有0.5-1.0%的喂食量。麸曲酿造一般用曲量为10%，酵母用量为4-5%，发酵时间为4-5天。麸曲和酒曲不宜长时间存放，因为容易寄生杂菌，否则糖化发酵能力下降。小曲法、麸曲法的酿造工艺与大曲法基本相同。