白酒的酿造遵循“原料——发酵——蒸馏”的酿造主线,其中糖化与发酵是白酒酿造工艺中至关重要的环节。
一、目前在白酒酿造工艺中发酵方式最普及的三大发酵方式:固态发酵、液态发酵、半固态发酵
01固态发酵法:是利用天然微生物接种、固态糖化发酵同时进行、固态甑桶蒸馏的酿酒法,以高粱、小麦、大米、玉米等为原料,在蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等主要酿造过程中采用固态基质形态生产白酒。
简单来说,固态发酵可以看做是一种在没有或几乎没有自由水存在下,在有一定湿度的水不溶性固态基质中,用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。
固态发酵法是中国传统的酿酒方法,最大的特点之一便是糖化过程和发酵过程同时进行,糖化过程是指酿酒原料中的淀粉在米曲霉、黑曲霉、黄曲霉等作用下分解成葡萄糖等糖类,而糖类在酵母菌的作用下发酵产生酒精,这便是发酵过程。
能够将食物中的淀粉类物质通过糖化、发酵等反应转化为乙醇的中间物质被称为糖化发酵剂,糖化发酵剂的好坏对酒的品质有着重要影响,根据糖化发酵剂的不同可以分大曲、小曲、麸曲三种类型,被用于酿造白酒的酒曲就是常见的糖化发酵剂之一。
02液态发酵法:是以粮谷、薯类、糖蜜等原料,经液态糖化、液态发酵、液态蒸馏成食用酒精的工艺路线,再经串香、勾兑、调配而成的白酒,在酿酒过程中微生物的培养基呈现液态。
液态发酵法白酒以食用酒精为酒基,以调香法、串香法、固液结合法等主要工艺制成,具有发酵时间短、成本低、原料利用率高、能够控制在发酵与糖化过程中的温度、现代生产工艺可以配制出不同酒度、不同香型和口味的特点。
03半固态发酵法:是指采用固态培菌、糖化、加水后,于液态下发酵、蒸馏的传统工艺酿制而成的白酒,在酿造过程中具有半液态、半固态半液态的发酵形态,运用固态法酿造的白酒产量高、成本低、香味口感多样。
二、糖化过程:简单讲就是通过酒曲里面的曲霉、根酶等等这些霉菌,在繁殖代谢的过程中会产生一个副产物,淀粉酶等一些酶类,这些酶类具有生物催化作用,把粮食里面的淀粉、蛋白质等转变成糖、氨基酸的一个过程称之为糖化,糖化是将谷物中的淀粉转化为可发酵的糖分,这一过程需要加入糖化剂来帮助酵母吸收和分解淀粉。
三、发酵(酒化)过程:糖化结束后进入发酵(酒化)阶段,酵母在这一阶段会将糖分转化为酒精和二氧化碳。在发酵过程中,糖化完成后,进行的第二部叫做酒化,其实在糖化进行的同时酒化也在进行,酒化是通过酵母菌产生的酒化酶来进行。酵母菌属于兼性厌氧性微生物,就是它有氧气和没氧气都能生存繁殖与工作,但是所产生的结果不一样。
在有氧的情况下,酵母菌会把我们的糖代谢成水与二氧化碳,在没有氧的情况下,它会代谢成乙醇与二氧化碳。所以,在发酵的过程中,需要密封发酵!酵母菌在无氧的情况下把粮食中的糖转化成乙醇及其他的一些微量元素。
四、生成机理
淀粉的糖化:淀粉经酶的作用生成糖及其中间产物的过程,称为糖化。淀粉酶解生成糖的总的反应式如下:
通常在发酵前期和中期,由于发酵菌数量有限,而糖化作用迅速,淀粉浓度下降较快,还原糖含量很快增长至最高值;
随着发酵时间的延续,酵母等微生物数量已经相对稳定,发酵力增强,故还原糖含量急剧下降;
发酵后期,由于酒精含量及酸度较高、淀粉酶和酵母活力减弱,故淀粉浓度、还原糖含量变化不大。
发酵期间还原糖含量的变化,主要是受曲的质量及酒醅酸度的制约。也就是说醅中的残糖含量多少,可以说明发酵的程度和酒醅的质量。
五、糖化过程中其他物质的变化
蛋白质在蛋白酶类的作用下,水解为肽、多肽及氨基酸等中、低分子量含氮物,为酵母菌等提供营养;脂肪由脂肪酶水解为甘油和脂肪酸。
甘油可为微生物的营养源,脂肪酸可生成各种低级脂肪酸;
果胶在果胶酶的作用下,水解生成果胶酸和甲醇;
单宁在单宁酶的作用下生成丁香酸;
磷酸在磷酸酯酶的作用下自有机酸化合物中释放出来,为微生物提供磷源;
木质素在木质素酶的作用下,可生成酚类化合物,如香草醛、阿魏酸等。
六、酒精(乙醇)发酵
淀粉被糖化为可发酵糖后,就可以被微生物利用,从而进入发酵阶段。酒精是白酒中的主要成分,因此酒精发酵是白酒发酵过程中主要的生成反应过程。
发酵过程中除了有酒精生成以外还有白酒风味物质的生成,这些物质虽然量少,但对于白酒的风味是必不可少的。
酵母菌、细菌及根霉都能将葡萄糖发酵生成酒精,但发酵机理不同。
通过糖化及发酵(酒化),酒曲中的霉菌和酵母菌,代谢的这种酶类会对我们的淀粉和糖进行工作,达到我们想要的乙醇。所以我们用的酒曲质量越好,它糖化的越彻底,出酒率也越高。所以说曲为酒之魂,酿酒的酒曲很重要。