芝麻香型白酒的香气及工艺

 【作者简介】黄业立，男，大学学历，高级工程师，原山东省白酒工业协会会长，现为协会专家组组长。

 在全国众多白酒香型中，芝麻香白酒属建国后自主创新的两大香型白酒之一。芝麻香白酒是在上世纪60年代由山东省景芝酒厂发现并提出的，经过40多年艰苦卓绝的研究和探索，其香气成分、工艺机理和生产操作要点逐渐明朗，产品风格典型，自成一格，质量稳定，已闻名全国。目前，山东、江苏、黑龙江、吉林等北方地区的十几家酒厂均有生产，其中，山东的景芝、趵突泉、扳倒井、水浒、金都、泰山生力源等6家企业已形成一定规模。由于该酒技术含量高，风格独特，感官好，深受消费者喜爱，每瓶酒出厂价在百元甚至千元以上，现已成为鲁酒中高档白酒的代表。芝麻香白酒工艺独特，各有特色。以景芝神酿为代表的芝麻香型酒是在景芝白干的基础上创新发展起来的，乙酸乙酯含量高（1.89g/l），己酸乙酯含量较低（0.49g/l），该酒清净典雅、醇和、芝麻香幽雅，属清雅型芝麻香型白酒；趵突泉芝麻香型白酒，醇厚丰满、幽雅细腻，芝麻香突出，属馥郁型芝麻香白酒。因此，芝麻香白酒既具有清香型白酒的清净典雅，又具有浓香型酒的绵柔丰满，还具有酱香型酒的幽雅细腻，综合感官有焙炒芝麻的复合香气，饮后令人心旷神怡。芝麻香型白酒还是浓香型白酒的高级调味酒，在全国白酒鉴评会上被誉为“真正达到低而不淡”的34°浓香型趵突泉白酒之所以在济南市场上长期畅销不衰，在很大程度上与勾兑了芝麻香白酒，增加了杂环类化合物，使酒体丰满、幽雅有关。1995年，由景芝酒厂起草的芝麻香型白酒行业标准通过评审，于12月5日批准发布（qb/t2187-1995），2006年又通过了国家标准评审，现已以gb/t20824－2007发布实施。从山东省几家酒厂的生产工艺和产品质量看，产品各有特色，生产工艺基本成熟。但芝麻香的形成机理及香气成分尚在探索中。为了促进芝麻香白酒的发展，笔者根据山东省多年的研究和探索，谈点体会，希望对该香型白酒的深入研究起一点抛砖引玉的作用。一、芝麻香型白酒的香气成分在2006年发布的芝麻香型白酒行业标准中，标出3－甲硫基丙醇为该香型白酒的特征成分。但单一的特征成分很难说清芝麻香白酒的香味成分，有必要继续进行深入探讨。全国白酒泰斗周恒刚先生曾著书论证，他指出，白酒中的含氮化合物形成的焦香（芝麻香）占有重要地位，是酱香型、芝麻香型白酒中重要的香气成分之一。白酒芝麻香型，顾名思义，是说它具有焙炒芝麻的香气，白酒与炒芝麻不尽相同。在原料上，一个是焙炒，另一个是微生物发酵与蒸馏，但也不能说毫无瓜葛（按照周老的观点，我们能否从芝麻油的香气成分上查找芝麻香白酒的香气成分？）。关于炒芝麻和芝麻油的香味成分，国外研究工作者曾做过许多研究。一般认为，烷基吡嗪和乙酰基吡嗪是其香气的主要组分。1989年，日本的suichinakamura等人报道了芝麻油挥发性香味组分的系统研究结果，从芝麻油中鉴定了221种组分，其中8个类型共103种组分属于杂环类化合物，它包括38种吡嗪类、17种呋喃类、9种吡咯类、8种吡啶类、4种噁唑类、14种噻唑类、11种噻吩类和2种吲哚类，另有20种含硫化合物和13种酚类化合物。大多数杂环化合物和含硫化合物均具有强烈的放香作用，它们与其他组分一起构成了芝麻油所特有的香气。就组分而言，2－甲基吡嗪占17.2%，其后依次为，糠醇（5.89%），2,5－二甲基吡嗪（4.77%），2,6－二甲基吡嗪（3.52%），愈创木酚（3.13%），吡咯（2.8%），3－甲基－2－丁二酮（2.09%），三甲基吡嗪（1.67%），吡嗪（1.44%），2－乙吡嗪（1.43%），2－乙酰基吡嗪（1.35%），2－乙酰吡咯（1.22%），2－乙酰基－5－甲基吡嗪（1.18%），2－乙基－6－甲基吡嗪（1.13%），1－辛烯－3－醇（1.08%），2,3－甲基吡嗪（1.02%），2－吡咯基甲醛（1.02%），其他组分均在1%以下。从上述结果可以说，吡嗪类化合物在芝麻香气中起着重要作用，仅10种含量在1%以上的吡嗪类组分的含量之和已达34.7%，任何别的杂环类无法与之抗衡。这些吡嗪类的单体多数是焙烤香，有些具有爆米花香，其香气作用与俗称的“焦香”比较相似。只有当它们与呋喃类（甜香）、酚类（烟味）、噻唑（坚果香）、含硫化合物（葱香）等组分以适当的比例共存时才能构成炒芝麻的特有香气。经检测，以景芝神酿为代表的芝麻香酒的吡嗪类成分含量低于酱香型白酒，也略低于浓酱兼香型白酒，高于浓香型白酒，更高于清香型白酒。由此可看出，搞清吡嗪类及其他杂环类化合物的定性和定量是揭示芝麻香白酒香气成分的重要一环。二、芝麻香白酒的工艺机理前面提到，吡嗪类及其他杂环类（如呋喃类、酚类、噻唑、含硫化合物等）以适当比例共存时，有可能构成芝麻香的特有香气。白酒作为一种发酵产品，如何产生这些物质呢？生产实践证明，为美拉德反应提供适宜的反应条件是白酒产生芝麻香的关键。美拉德反应是氨基化合物和还原糖化合物之间发生的反应，是产生一系列香味物质的重要反应。该反应集缩合、分解、脱羧、脱氨等一系列交叉反应。产生多种酮、醛、醇及呋喃、吡嗪、吡喃、吡啶、噻唑、吡咯、噻吩等杂环类化合物，这些香味物质是构成芝麻香的重要组分。其反应过程见下图。

美拉德反应的前驱物质是还原糖和氨基酸。还原糖依靠淀粉糊化、液化、糖化而获得，氨基酸依靠蛋白质、肽的酶解而形成。其反应的影响因素包括温度、时间、湿度、ph值及底物的浓度和性质等。不同香型白酒采用不同的生产工艺控制条件使酒中美拉德反应产物的种类、含量不同。作为芝麻香白酒，介于浓、清、酱三个香型的中央地带，砖池泥底，外加堆积，为其提供了似浓非浓、似清非清、似酱非酱的条件，但在工艺上如何提供产生焦香、甜香、烟味、坚果香、葱香等含氮化合物的条件显得尤其重要。这些物质的形成条件离不开蛋白质的降解及生化反应。因此，为美拉德反应提供较多适宜的蛋白质及采用有利于蛋白质降解的发酵剂和“四高一多一长”（高温大曲、高温堆积、高温发酵、高温流酒、用曲量多、贮酒时间长）的酱香型白酒工艺条件是白酒产生芝麻香的关键。美拉德反应产物不仅是形成酒体香和味的微量成分，同时也是形成其他香味成分的前驱物质。

三、芝麻香白酒的生产工艺操作要点从山东省几家芝麻香白酒生产企业的工艺操作要点看，只能说基本成熟，不像浓香、清香、酱香型白酒经几百年生产实践的不断完善已完全成熟。因此，各企业的生产工艺有共性的地方，也有独到之处。但统一的做法是，做到浓、清、酱三大香型白酒生产工艺恰到好处的结合，为美拉德反应产生芝麻香香气成分提供各种条件。1.高氮配料，底物浓度高前面提到，美拉德反应的前驱物质是还原糖和氨基酸，还原糖由淀粉转化而来，氨基酸的来源有植物性蛋白和动物性蛋白。美拉德反应既需要植物性蛋白，也需要动物性蛋白，植物性蛋白以麸皮为最好，动物性蛋白以酵母自溶物最佳。麸皮中的蛋白质是由许多低分子量的酶蛋白及球蛋白组成。麸皮中的氨态氮含量特别高。麸皮中阿魏酸含量高，在微生物的作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯、4－乙基愈创木酚、4－甲基愈创木酚、4－乙烯基愈创木酚等酚类化合物，有助于焦香的形成。为此，相关酒厂在芝麻香白酒配料中均加入一定比例的麸皮和小麦。一般配料为：高粱80%，小麦10%，麸皮10%，由于培养麸曲、细菌和生香酵母菌均采用以麸皮为主的培养基，大曲又用小麦制作，因此，麸皮总量约占三分之一。形成芝麻香的美拉德反应基本是在高温下进行的，如高温堆积（45℃－50℃），高温发酵（40℃－45℃）。底物浓度高，经多种大量的微生物繁殖、生长代谢是产热的重要来源，没有一定的底物浓度，高温堆积、高温发酵就难以实现。生产验证，一般入池淀粉含量在19%－21%为好，冬夏季略有区别。2.发酵窖池窖池均为地下，每个池约以10m3－12m3左右为佳。大多采用泥底砖壁，即窖底铺15㎝浓香型人工老窖泥，窖壁为砖砌。砖窖能栖息部分微生物，对形成幽雅细腻的芝麻香白酒风格是有益的。水浒酒厂曾做过砖壁稍挂窖泥的试验，生产的酒己酸乙酯含量较高，影响芝麻香酒的典型风格。因此，砖壁不挂窖泥。有的厂采用泥底石窖，即窖底铺15㎝人工窖泥，窖壁用石砌，效果亦可。3.发酵剂芝麻香白酒的发酵剂既要有淀粉转化为还原糖的糖化发酵剂（一部分还原糖经酵母发酵生成酒精，另一部分参与美拉德反应），还要有使蛋白质转化为氨基酸的蛋白酶。因此，芝麻香白酒的发酵剂是集大曲、麸曲、生香酵母、细菌于一体的多种微生物参与的发酵。3.1中高温大曲芝麻香白酒一般采用中高温大曲（品温60°－62°）或高温大曲和中温曲配合使用，其目的有两点：一是作为糖化发酵剂，用于淀粉转化，产生酒精，二是为蛋白质转化成氨基酸提供酸性蛋白酶，因为高温大曲和中高温大曲中含有较多的酸性蛋白酶。大多数企业采用高温大曲和中温曲配合使用。高温大曲糖化发酵力较低，考虑到出酒率和节约成本，还要加适量的中温曲。一般高温大曲添加15%－20%，中温曲5%－10%。泰山生力源公司将高温大曲增加到20%，中温曲增加到10%，产出的白酒芝麻香的典型性较好。因为高温曲中含有很多复杂的香味物质和香味前体物质，对增加酒的丰满程度和芝麻香的典型性很有益处。传统的高温大曲和中高温大曲大多采用小麦制作，也有企业用小麦、大麦、豌豆制曲。豌豆中蛋白质含量高，且硫胺素（vb1）含量最高，热解产生呋喃、呋喃硫醇、噻吩、噻唑等化合物，使曲幽雅、浓郁。豌豆中的蛋白质和降解产生的香味成分是芝麻香白酒需要的，小麦中加入适量豌豆制曲，对提高芝麻香白酒的风格特点是否有利，值得研究探讨。3.2河内白曲该菌产酸高，耐酸性强，耐高温。能分泌α－淀粉酶、葡萄淀粉酶、酸性蛋白酶及羟基肽酶等多种酶系，其中突出的是酸性蛋白酶分泌较多，该酶能分解蛋白质为l－氨基酸，可供微生物直接利用。河内白曲一般采用帘子制曲种，池子发酵，主要原料为麸皮、酒糟，加量为原来的10%。3.3生香酵母菌一般选用生香酵母菌（3个标准菌株），泰山生力源公司从梁山徐坊大曲厂生产的优质高温曲和高温堆积的酒醅中筛选出4株高温酵母菌与生香酵母菌一块培养。这些菌不但有较强的产酯生香能力和耐高温能力，而且通过新陈代谢死亡自溶后，可为美拉德反应提供优良的蛋白质。酵母菌采用以麸皮、玉米面、鲜酒糟为主的固态法培养，一般加量为原料的5%。3.4芽孢杆菌枯草芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等具有分解蛋白质和水解淀粉的能力，是生成酒体芳香物质的菌源。这些菌主要产生中性蛋白酶，最适ph7左右，45℃－50℃酶活力最高。培养采取液态转固态的方式，固态培养主要用麸皮等，ph值要调整到中性。一般添加量为原料的5%。泰山生力源公司除选用地衣芽孢杆菌等标准菌种外，又从梁山徐坊大曲厂生产的优质高温曲和高温堆积的酒醅中筛选出5株嗜热芽孢杆菌，培养后用于生产。经对比试验，添加芽孢杆菌的芝麻香酒比不加的产出的酒细腻幽雅。芝麻香型白酒加曲量比酱香型白酒低，但远高于浓、清香型白酒，一般用曲量为1：0.4－0.5左右。由于历经高温堆积、高温发酵，出酒率较浓香偏低，一般出酒率为30%左右，生产成本也相应较高一些。4.高温堆积高温堆积是酱香型、浓酱兼香型白酒采用的重要工序，一方面是二次培菌过程，另一方面又是优选菌种的过程。其目的是使糟醅中的淀粉和蛋白质经酶作用转化为还原糖和氨基酸，再进一步反应生成各种香味物质。当堆积温度达到40℃－45℃时，有利于蛋白酶及肽酶对蛋白质的分解生成芝麻香白酒的香气成分。高温堆积对吡嗪类香气成分的形成至关重要。芝麻香白酒中所含的这些成分低于酱香和兼香型白酒，如果堆积时间等同于酱香和兼香型白酒，势必原酒出现酱香味，芝麻香不典型。因此，掌握恰当的堆积时间和堆积温度是芝麻香白酒成败的关键之一。经多次试验，堆积24小时，产出的酒典型性一般，堆积48小时，品温达到45℃－50℃，产出的酒芝麻香较好。