酱香型白酒浑浊成分解析及降度酒除浊研究

梁慧珍，刘 正，卢延想，吴知非，秦培军

（1.贵州国台酒业集团股份有限公司，贵州 遵义 564501；2.天津科技大学 生物工程学院，天津 300457）

2022年，工业和信息化部发布《关于加快现代轻工产业体系建设的指导意见（征求意见稿）》，明确提出“低度”是白酒产业发展的大趋势[1]，在低度白酒（32%vol～44%vol）勾兑、调味过程中，首先要解决的问题就是—除浊。高度白酒加浆降度后即产生乳白色浑浊，且酒度越低浑浊度越高。按照国标GB/T 26760—2011《酱香型白酒》要求，酱香型白酒酒体色泽和外观必须达到“无色或微黄，清亮透明，无悬浮物，无沉淀”[2]。因此，如何解决低度白酒生产过程中易浑浊、沉淀、失光等问题[3]，应作为低度白酒研发重点。

导致白酒浑浊原因大体可分为两类：一是不规范操作导致的酒体浑浊，常见因素有酿酒用水硬度过大、贮器不洁、添加剂、金属离子等[4-6]；二是低温或低乙醇环境下高级脂肪酸酯析出导致的酒体浑浊[7]。高级脂肪酸酯属于高沸点物质，不易挥发，不溶于水。作为白酒重要呈香呈味物质，主要分布在C14～C18范围内，包括C14：0（肉豆蔻酸乙酯）、C16：0（棕榈酸乙酯）、C18：1（油酸乙酯）、C18：2（亚油酸乙酯）等[8]。适当浓度的高级脂肪酸酯可以增加酒体醇厚度，丰富酒体后味；浓度过低时酒体入口单薄；浓度过高会导致酒体浑浊且易产生油味、脂肪味[9]。

常用白酒除浊方法主要包括活性炭吸附法、淀粉吸附法、植酸除浊、硅藻土除浊和冷冻除浊法等[10]。其中活性炭[11-13]吸附效果普遍较好，但伴随香气损失；杨莹等[14]使用0.5‰淀粉对低度白酒进行除浊，吸附28～32 h，达到较好的除浊效果；李立行等[15]使用0.3‰植酸吸附48 h，酒体除浊脱锈效果明显。李颖宪等[16]也取得了类似的实验结论；硅藻土对低度酒除浊及吸附酒体中重金属离子具有一定作用[17-18]；冷冻除浊法耗能巨大，在生产中应用较少[19]。

在发展低度白酒的大趋势下，明确白酒浑浊物质组成，开发除浊方法，有利于勾调及酒体后设计。本研究利用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）仪定量分析白酒浑浊物质，探究2016-2018年酱香型轮次醇甜基酒和成品酒中主要浑浊物质分布，比较不同介质除浊后降度酒感官和理化指标差异，横向比对不同介质除浊效果，从感官和理化分析两方面探究白酒浑浊物质组成及各介质除浊效果，对于开发酒体除浊工艺具有一定指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 白酒样品

2016-2018年1～7轮次酱香型醇甜基酒（不同年份轮次醇甜基酒各取3个样品，均为53%vol）、某酱香型成品酒（2018年产，53%vol））：贵州国台酒业集团股份有限公司。

1.1.2 化学试剂

氯化钠、氢氧化钠、可溶性淀粉、氧化铝颗粒、植酸、活性炭（颗粒、粉末）、硅藻土、海藻酸钠（均为分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司；硫酸（分析纯）：天津市风船化工科技有限公司；乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸庚酸、辛酸、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯、甲醇、2-丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、β-苯乙醇、乙醛、糠醛、2-乙基丁酸、乙酸正戊酯、叔戊醇标准品（纯度均＞98%）、乙醇、二氯甲烷（均为色谱纯）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

U-3010紫外可见分光光度计：日本株式会社日立制作所；BT-Z19902型加热型磁力搅拌器：天津步思特科技有限公司；TRACE1310-ISQ型气相色谱-质谱联用仪、TRACE1310型气相色谱仪：美国Thermo Fisher Scientific公司；HP-FFAP色谱柱（50 m×0.25 mm×0.33 μm）、CP-WAX 57CB毛细管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）：安捷伦科技（中国）有限公司；Vortex-genie2型漩涡混合器：美国Scientific Industries公司。

1.3 方法

1.3.1 浑浊物质富集

量取20 mL成品酒于50 mL离心管中，-20 ℃冷冻72 h，用注射器吸取冷冻酒样中絮状沉淀[20-21]。

1.3.2 浑浊物质测定

样品制备：将絮状沉淀复溶于体积分数为53%乙醇溶液中，于试管中准确加入5 mL复溶样品，依次加入15 mL双蒸水、2.00 g氯化钠、50 μL 2-乙基丁酸（内标）（9.18 mg/L）、2 mL二氯甲烷。涡旋振荡3 min，静置分层，吸取1 mL下层有机相于液相小瓶中，进行GC-MS检测。

GC条件：采用HP-FFAP色谱柱（50m×0.25mm×0.33μm）。进样量1 μL，不分流；进样口温度为250 ℃；载气为高纯氦气（He），流速1.5 mL/min；溶剂延迟6.5 min；升温条件为40 ℃保持2 min；以3.5 ℃/min升温至90 ℃；再以5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min，总检测时间54 min。

MS条件：离子源250 ℃；进样口250 ℃；电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量70 eV；扫描质量范围30～550 m/z。

定性定量方法：检索美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）14质谱数据库通过匹配度和保留时间并结合保留指数确定，并选取匹配度＞80%的物质；参考国标GB/T 10345—2007《白酒分析方法》中的内标法[22]，根据内标峰面积计算各风味物质含量。

1.3.3 酒样中高级脂肪酸及其乙酯含量测定

分别量取2016-2018年1～7轮次醇甜基酒、成品酒5 mL于试管中，采用GC-MS法测定酒样中高级脂肪酸及其乙酯含量。

1.3.4 降度酒除浊样品制备

向53°成品酒中加入双蒸水，至酒精度降至46°，酒体出现明显浑浊。以1%添加量分别向降度酒中添加活性炭颗粒、活性炭粉末、可溶性淀粉、氧化铝、植酸、硅藻土、海藻酸钠，磁力搅拌器搅拌15 min，中速滤纸过滤酒样并收集滤液。

1.3.5 降度酒理化指标测定

（1）吸光度值测定

使用紫外分光光度计，在波长190～800 nm范围内对降度酒进行全波长扫描，确定其最大吸收波长[23]。以体积分数53%乙醇为对照，测定降度酒吸光度值。

（2）总酸总酯测定

参照国标GB/T 10345—2007《白酒分析方法》中指示剂法进行总酸总酯含量检测。

（3）骨架香气物质测定

使用气相色谱（GC）法检测降度酒中25种骨架成分，用2-乙基丁酸、叔戊醇、乙酸正戊酯分别作为酸类、醇类和酯类物质的内标。以待测物与相应内标物的质量浓度比（x）为横坐标，峰面积之比（y）为纵坐标，绘制标准曲线。

待测物质如下：酸类（乙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸）、醇类（甲醇、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、β-苯乙醇）、酯类（甲酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、辛酸乙酯）、醛类（乙醛、乙缩醛、糠醛）。

酒样前处理：取蒸馏酒样5 mL，加入混标（2-乙基丁酸、叔戊醇、乙酸正戊酯）50 μL，摇匀后取1 mL加入液相小瓶上机检测。

气相色谱条件：采用CP-WAX 57CB毛细管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μm）；氢火焰离子化检测器；载气为氮气（N2）；氢气（H2）流速为35 mL/min，空气流速为350 mL/min；进样口温度200 ℃，检测器温度250 ℃；进样量1 μL，分流比20∶1；升温条件为初始温度35 ℃，保持2 min；1 ℃/min升至45℃，保持1 min；以2 ℃/min升至50 ℃，保持2 min；以7 ℃/min升至160℃，保持6min；再以25℃/min升至200℃，保持5min。

1.3.6 酒样品评

由7名专业品酒师对冷冻除浊酒样及降度酒除浊酒样进行感官品评。

1.3.7 数据处理

通过SPSS 19.0进行差异显著性分析；采用Origin 2019绘图。实验数据平行测定3次，结果以“平均值±标准差”形式表示。

2 结果与分析

2.1 冷冻除浊前后酒体变化过程

以未经冷冻除浊的酱香型白酒为对照，冷冻除浊前后酱香型白酒自然静置过程中酒体的变化见表1。

表1 冷冻除浊前后酱香型白酒自然静置过程中酒体的变化Table 1 Changes of sauce-flavor Baijiu body before and after freezing turbidity removal during natural standing process

由表1可知，在自然静置过程中，对照酒样表面油花与浑浊程度无明显对应关系，酒体表面油花由点及面不断增多，酒体呈现澄清-浑浊-澄清的变化趋势。至自然静置36 h时，酒体完全清澈，表面被大片油花完全覆盖，酒样总量约减少1/4。在观察周期内，冷冻除浊后酒样表面不产生油花，浑浊程度明显低于同期对照酒样，证明低温冷冻除浊富集的絮状沉淀物质是白酒浑浊失光的根本原因。

2.2 酒体浑浊组分分析

2.2.1 浑浊组分与酒体中共有物质分析

比较冷冻酒体出现的絮状沉淀与冷冻除浊前后酒样中共有成分含量差异，结果见表2。

由表2可知，冷冻除浊前后酒样和白酒絮状沉淀中共检出34种共有成分，包括10种酸、3种醇、18种酯、2种醛和1种醚。除浊前后酒体中短链酸、短链醇、短链酯、醛类、醚类等物质无显著性差异（P＞0.05），即上述物质与酒体浑浊不直接相关。絮状沉淀中上述物质源自沉淀提取过程中酒液混入。除浊前后共有18种共有成分存在显著性差异（P＜0.05），以高级脂肪酸及高级脂肪酸酯类物质为主。除浊后上述18种物质总含量降低37.01%，常温静置36 h，除浊后酒体不浑浊，说明上述18种物质与白酒浑浊直接相关。

表2 絮状沉淀与除浊前后酒体共有物质检测结果Table 2 Determination results of common substance in flocculent precipitation and Baijiu body before and after turbidity removal

续表

2.2.2 白酒浑浊成分分析

将上述18种具有显著差异香气物质作为白酒浑浊的主要成分，占比见图1。

图1 白酒浑浊成分组成分析结果Fig. 1 Analysis results of turbidity components in Baijiu

由图1可知，絮状沉淀中主要由高级脂肪酸酯及其对应脂肪酸构成，并以棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯为主，这三种高级脂肪酸酯及其对应脂肪酸共占沉淀组分的87.79%，其中棕榈酸乙酯约占54.56%。高级脂肪酸酯多呈现脂肪味、油味等特征气味，低温或降度都会导致其析出，造成酒体浑浊。结合除浊后酒体单薄、欠协调等特点，初步认为除浊后榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯及其对应脂肪酸含量降低是造成除浊后酒体欠协调的主要原因。除此之外，还检出少部分中链脂肪酸及其乙酯、短链酸、芳香烃类物质。

2.3 轮次基酒、成品酒中主要高级脂肪酸及其乙酯分布

成品酒通常以不同年份轮次基酒为主要原料，辅以老酒和少量调味酒，以不同比例勾调而成。连续测定2016-2018年1～7轮次醇甜基酒及成品酒中导致酒体浑浊的高级脂肪酸及其乙酯含量，各轮次基酒中均以棕榈酸、油酸、亚油酸、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯为主；十四烷酸乙酯、十五烷酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、亚麻酸乙酯、十四烷酸5种物质在各轮次基酒中含量较少，具体含量见表3及表4。

表3 轮次酒中高级脂肪酸及其乙酯含量测定结果Table 3 Determination results of the contents of higher fatty acids and their ethyl esters in round liquor mg/L

表4 成品酒中高级脂肪酸及其乙酯含量测定结果Table 4 Determination results of the contents of higher fatty acids and their ethyl esters in Baijiu product

由表3可知，主链碳数为12、14、15的高级脂肪酸及其乙酯在5、6、7轮次基酒中含量相对较高；主链碳数为16的高级脂肪酸及其乙酯在3、4、5轮次基酒中含量较高；主链碳数为18的高级脂肪酸及其乙酯在整个发酵周期中呈分散式分布。由表4可知，成品酒中高级脂肪酸及其乙酯含量介于各年份轮次酒之间。鉴于棕榈酸乙酯是白酒浑浊主要成分，靶向调控其在3、4、5轮次基酒中的含量分布，或有针对性的使用3、4、5轮次基酒进行勾调，对降低白酒浑浊出现具有指导作用。

2.4 降度酒除浊处理

2.4.1 不同介质除浊处理对降度酒感官性状的影响

由表5可知，成品酒降度后酒体浑浊程度最高，滤纸、淀粉过滤效果类似，除浊后酒体浑浊程度减轻，但仍显浑浊，口感上变化不明显。活性炭处理后，浑浊酒体明显清澈，复冻后不浑浊，但口感明显单薄，欠协调，入口酸味明显。说明活性炭对酒体中香气物质有较明显吸附作用，导致酒体失衡。氧化铝、植酸、海藻酸钠除浊后，酒体澄清同时产生异味，综合除浊效果不佳。硅藻土除浊后，降度酒香气及口感变化不大，除浊效果明显，复冻不产生浑浊，说明硅藻土对酒体浑浊组分有较为合适的吸附能力，保证除浊效果同时不改变降度酒本身风味。

表5 不同介质除浊处理对降度酒感官性状的影响Table 5 Effects of turbidity removal by different media on sensory characteristics of alcohol-reduced Baijiu

2.4.2 不同介质除浊处理对降度酒理化指标的影响

由图2可知，降度酒的吸光度值最大，为1.75，表明浑浊程度最高。经过滤纸过滤酒样，吸光度值为1.67，说明滤纸过滤对酒体浑浊具有改善作用。活性炭粉末和活性炭颗粒均可达到较好的除浊效果，吸光度值分别为1.46和1.49。其他介质除浊效果差异不大，吸光度值分布在1.59～1.62。综上，各介质处理除浊后酒样均不同程度清澈，滤纸过滤后酒样稍浑浊，活性炭除浊后酒体最为清澈。

图2 不同介质除浊处理对降度酒理化指标的影响Fig. 2 Effects of turbidity removal by different media on physicochemical indexes of alcohol-reduced Baijiu

由骨架物质总含量可知，仅滤纸过滤酒样会造成酒体香味物质损失，除浊后骨架成分总含量降低至6.88 g/L，实验中滤纸过滤作为不可缺少的步骤之一，香气损失无法避免。与对照酒样骨架成分总含量7.05 g/L相比，滤纸过滤、氧化铝、硅藻土除浊后酒样骨架成分总含量略有降低，其中滤纸过滤酒样和硅藻土除浊酒样骨架成分总含量分别为6.88 mg/L和6.81 mg/L。其他介质除浊后，骨架成分总含量均略高于原酒，可能是介质与酒体中酸类、酯类物质发生作用导致骨架成分含量略增。综合各介质除浊后骨架物质成分差异，硅藻土除浊与滤纸除浊效果最为接近，即硅藻土除浊同时几乎不吸附酒体香气物质，除浊效果最好。

由总酸含量可知，海藻酸钠除浊后酒样总酸含量大幅下降，仅为0.47 g/L。其他除浊方式处理后，酒体总酸含量与对照酒样（2.20 g/L）接近，分布在2.11～2.20 g/L范围内。对照酒样总酯仅为2.63 g/L，植酸除浊后酒体总酯含量大幅升高至4.92 g/L，推测为植酸与酒体中醇类物质发生酯化反应，导致酒体总酯大幅上升。其他除浊方式对酒体总酯影响不大。综合各介质除浊后总酸总酯差异，除海藻酸钠和植酸除浊后总酸总酯发生明显变化，其它介质除浊后，与原酒差异不大。

综合各项理化指标，硅藻土除浊后酒体总酸总酯、骨架物质含量均与对照样品接近，吸光度值明显降低，综合除浊效果最好。

2.4.3 不同介质除浊处理对降度酒的主要高级脂肪酸及其乙酯含量影响

由图3可知，通过各介质除浊后，酒样中主要高级脂肪酸及其乙酯含量有不同程度下降。滤纸过滤酒样主要高级脂肪酸及其乙酯总含量为107.33 mg/L，略低于对照样的124.53 mg/L，表明滤纸对高级脂肪酸及其乙酯有一定的吸附作用；活性炭颗粒和淀粉吸附高级脂肪酸及其乙酯效果最为明显，含量分别为97.92 mg/L和71.28 mg/L，较对照分别降低21.36%和36.93%；其他方式除浊后主要高级脂肪酸及其乙酯含量分布在97.50～106.43 mg/L范围内。

图3 不同介质除浊处理对降度酒高级脂肪酸及其乙酯含量的影响Fig. 3 Effects of turbidity removal by different media on higher fatty acids and their ethyl esters contents of alcohol-reduced Baijiu

3 结论

通过比对冷冻除浊前后酒样浑浊程度，确定富集的絮状沉淀与酒体浑浊失光直接相关。进一步明确了絮状沉淀由高级脂肪酸及其乙酯、少量醇类及芳香烃组成，其中高级脂肪酸及其乙酯是白酒浑浊失光的主要原因。棕榈酸及其乙酯在絮状沉淀中分别占比54.56%和9.64%，在轮次酒中主要分布在3、4、5轮次。比较7种介质对降度酒的除浊效果，结果表明硅藻土综合除浊效果最佳。

本研究从浑浊组成和除浊效果两方面加以论述，旨在对酒体后设计及降度酒除浊提供参考。目前普遍认为高级脂肪酸和乙醇在酶的作用下生成高级脂肪酸酯[24-25]，但具体代谢途径报道相对较少，应进一步加强相关研究。