白兰地蒸馏技术研究进展

谢亚琼，张军翔

（1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏 银川 750021；3.葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心，宁夏 银川 750021；4.宁夏葡萄与葡萄酒工程技术中心，宁夏 银川 750021）

白兰地是18世纪末兴起的一个新酒种，其以水果为主要原料，经发酵、蒸馏、橡木桶陈酿而成[1]。按照国际惯例，白兰地通常指葡萄白兰地，其他水果酿制的则相应地冠以水果名，如苹果白兰地、李子白兰地等[2]。

蒸馏是白兰地生产中的关键环节，是利用混合物中各组分挥发性的差异，通过加热或释热的方法，使混合物形成气、液两相系统，易挥发组分富集于气相中，而难挥发组分富集于液相中，从而实现混合物分离的过程[3]。在蒸馏过程中，挥发性成分发生酯化、乙酰化、美拉德反应和斯特莱克降解等化学反应，促使芳香化合物显著增加，赋予白兰地复杂浓郁的香气[4]；如果在此过程中香气物质没有达到平衡，即使陈酿多年也无法成为高品质蒸馏酒[5]。因而蒸馏环节至关重要，决定了蒸馏酒品质的优劣，先进的蒸馏技术在浓缩酒精的同时，可以有效地将发酵醪液中的芳香物质以最适比例保留下来。

白兰地生产在工艺、设备等方面不断革新，形成各具特色的蒸馏技术。本文重点对白兰地蒸馏设备和蒸馏工艺的发展现状进行综述，通过深入探讨蒸馏设备和工艺对品质的影响，为多种蒸馏技术在蒸馏酒生产过程中的应用提供参考。

1 蒸馏设备

法国最著名的白兰地产区有科涅克地区和阿尔玛涅克地区，这两个产区使用不同的设备，属于传统的蒸馏设备。科涅克地区至今仍沿用传统的夏朗德壶式蒸馏设备，阿尔玛涅克产区则以阿尔玛涅克连续蒸馏设备为主导[6]。现代蒸馏设备不断革新，有了新的发展，如双釜蒸馏器、皮渣白兰地蒸馏设备和新型蒸馏锅。

1.1 夏朗德壶式蒸馏设备

夏朗德壶式蒸馏设备主要由蒸馏锅、蒸馏器罩、预热器、鹅颈管、冷凝器几部分组成[7-8]。原料酒经预热釜预热后泵入蒸馏釜加热，沸腾蒸发后形成酒蒸汽，随后经鹅颈管进入冷凝器盘管，与冷却水发生热交换，从而凝结为酒液流出，得粗馏液；将粗馏液二次复蒸取中馏，即得原白兰地。在蒸馏过程中，壶式蒸馏釜分别截取各馏分，使进入酒体的不良物质大大减少，乙醛、乙缩醛、1,1,3-三乙氧基丙烷和糠醛等物质的含量都比塔式蒸馏的含量高，其中赋予蒸馏酒果香的1,1-二乙氧基乙烷只存在于壶式蒸馏，较塔式蒸馏而言，壶式蒸馏所得原白兰地香气物质更丰富，风格更加鲜明；但需要两次蒸馏才能达到较高酒精度，效率较低，不适合规模化生产[9-12]。

1.2 阿尔玛涅克连续蒸馏设备

阿尔玛涅克连续蒸馏设备也称为塔式蒸馏设备，起源于酒精的蒸馏，是法国最古老的传统蒸馏设备，早于夏朗德壶式蒸馏设备200多年[13]。该蒸馏设备主要包括蒸馏锅、蒸馏塔、预热器、冷凝器四部分[8]，其中蒸馏塔也叫蒸馏柱，是一个连续的蒸馏塔，一般有5～15块塔板[14]，加热蒸馏釜，酒精蒸汽便会顺着蒸馏塔往上流动，蒸汽在每一层被液化，继而再往上流动，随着每一层的蒸馏，酒精浓度在不断增加，起到精馏的作用，从而实现连续蒸馏。塔式设备只需一次蒸馏即可达到所需酒精度，乙醇纯度高，产品呈中性，口感暴烈，但由于省时省力，极大地提高了生产效率，且原酒差异影响小，适合大规模生产的酒厂[15-16]。目前，该连续蒸馏设备在美国等葡萄酒新世界国家有较广泛的应用[17]。不管是壶式蒸馏还是塔式蒸馏，在香气和口感的形成中都发挥着各自特殊的作用[18]，在实际生产中，应根据不同的原料和蒸馏目标选择合适的蒸馏设备。

1.3 双釜蒸馏设备

双釜蒸馏设备主要由两个蒸馏釜构成，釜间设有管道连接，可通过球阀控制两釜串联或单独使用。串联时，先将原酒装入1号蒸馏釜进行加热，经预热器、冷凝器、验酒器，合格的酒液通过出酒管进入储酒容器，低度酒液则通过酒汽管进入2号蒸馏釜继续蒸馏，从而实现一次蒸馏获得高度酒液[19]。蒸馏原理同夏朗德壶式蒸馏，但与之相比，双釜蒸馏更节能高效，有效缩短50%蒸馏时间，实现了能源的高效利用；集成自动化后，可减少人工操作带来的误差，提高了生产效率，使酒体质量更加稳定[20]。

1.4 皮渣蒸馏设备

皮渣蒸馏设备包括锅体、加热器、加水斗、出酒管、锅盖、冷凝器、篦子等，可用于水果发酵后的果渣或粮食等固体物料的蒸馏作业[21]。皮渣蒸馏设备较传统液态蒸馏设备而言，创新了篦子和排渣阀等部件，更适宜固态醪蒸馏，可避免皮渣因接触高温器皿底部发生焦糊而产生糊味，提高了皮渣蒸馏酒品质，锅体以笼屉分开，便于清洗，不易有渣滓残留，提高了排渣的便捷性。此外，可并联或串联多个蒸馏锅组成一台设备，具有大批量连续生产的实际意义。

1.5 串蒸设备

所谓串蒸，即固液串香蒸馏，就是将基酒和固态特色物质（水果、花等）一起放入蒸馏锅进行蒸馏，使酒蒸气将固体物质中的香味成分带入酒中，以增加蒸馏酒的香味，提高液态蒸馏酒品质[22]。该蒸馏设备主要由蒸馏锅、锅盖和分离过滤机构组成[23]。蒸馏时，基酒泵入蒸馏锅，果皮渣等固态物质置于分离过滤机构，可有效防止堵塞，大幅度去杂质，蒸馏结束后可将分离过滤机构取下，增加了排渣的便捷性；固液两用，适应性好，可同时提取液体和固态物质中的有效成分，生产香气浓郁的高品质酒液。

1.6 设备材料

设备材料同样直接影响白兰地品质，在选取蒸馏设备用材时以紫铜为佳，尽量避免用不锈钢或玻璃等代替，因为铜不仅可以和葡萄酒中的脂肪酸类形成铜皂，减少这些有不愉悦气味的脂肪酸类对酒体产生负面影响，还可作为陈酿时的催化剂，从而提高酒质[24]。注意在连续蒸馏10 d以上、一次蒸馏改二次蒸馏或结束蒸馏时，要及时清洗设备，以保证铜继续发挥作用。

2 蒸馏工艺

不同的蒸馏技术需要配合不同的设备来使用。白兰地的传统蒸馏技术主要为配合壶式蒸馏设备的两次间歇蒸馏技术以及配合塔式蒸馏设备的单次连续蒸馏技术。不同厂家使用同种蒸馏设备，也会根据长期的实践经验总结出自己独特的工艺。另外，蒸馏技术中除了传统的清汁蒸馏、带酒脚蒸馏工艺，还有皮渣蒸馏、固液串香蒸馏等新工艺。

2.1 两次间歇蒸馏工艺

轩尼诗使用夏朗德壶式蒸馏设备，采用酒精度为9%vol的原料酒，以保证粗馏液最终酒精度为恒定量（28%vol）[25]。一次蒸馏时，初始为酒头，8%vol～50%vol为粗馏液，余下为酒尾，二次蒸馏时，80%vol～60%vol为精馏液，60%vol～16%vol为二次馏液，余下为酒尾，酒头、酒身和酒尾分存。掐头去尾是间歇蒸馏中的关键工艺。根据挥发物的馏出规律，最先馏出的是酒头，其中含有大量低沸点物质，如甲酸乙酯、乙酸甲酯等风味物质以及醛类、甲醇等有害物质；中馏分即酒身，含有最高浓度的乙醇，且杂质最少，构成最终产品的主体；后期的馏分为酒尾，也含有甲醇、糠醛等不良风味物质，给蒸馏酒带来强烈的刺激性气味，正因如此，必须进行掐头去尾，使酒头、酒尾与酒身分离[26]；然而若截取过多，也会损失大量构成风味品质所必需的挥发性物质，使蒸馏酒风味寡淡，因此，必须找到掐头去尾合适的截取点。在生产前根据原料的不同先进行小试，品质优良则适当保留酒头，品质有缺陷则去除一定比例，以确保白兰地风味协调、纯正[27]。

2.2 连续蒸馏工艺

连续蒸馏采用塔式蒸馏设备，各馏分的截取参照原酒装液量而定，酒头为蒸馏原酒体积的0.5%，酒身为6.5%，酒尾为1.5%[28]。头、尾馏分混合蒸馏，可得到二级白兰地，二次头、尾馏分则不能继续蒸馏白兰地，可用于生产工业乙醇。在蒸馏过程中，要注意控制冷凝温度、蒸馏速度。当冷凝水温度高于25 ℃时，会损失一部分挥发性成分，而低于15 ℃则会增加白兰地的硬度[29]；而蒸馏速度过快，虽缩短了蒸馏时间，但会使白兰地的挥发酸含量增高，带来较重的酒糟味，影响白兰地的品质，缓慢加热蒸馏，挥发酸含量则变化不大，品质优良[30]。随着科技的发展，可以采取精确的信息化技术对蒸馏速度进行控制，以确保白兰地品质达到最佳[31]。

2.3 带酒脚蒸馏工艺

人头马同样采用壶式蒸馏，但其独特的蒸馏工艺之一是带有细腻酒脚蒸馏[32]。采用清汁发酵或者压榨结束后立即将葡萄汁中的皮渣、果梗等不溶物过滤，可采取转鼓式真空硅藻土过滤机过滤或者氮气澄清，避免新酒有粗糙的酒脚。正是这些细腻的酒脚参与了蒸馏过程，给予了人头马白兰地独特、细腻的香气。在各馏分截取上，一次蒸馏，7%vol～48%vol至为粗馏液，1%vol～7%vol为酒尾，二次蒸馏，78%vol～55%vol为精馏液，55%vol～12%vol时为二次馏液，余下为酒尾；和轩尼诗相比，人头马各馏分掐取的酒精度略低。

2.4 双釜蒸馏工艺

采用双釜蒸馏设备，一次双釜蒸馏取代两次蒸馏，无重复蒸馏。自1号蒸馏釜出来的酒气经出酒管路、预热器、冷凝器到达验酒器，当验酒器的酒精度表指示＞55%vol时，即可将酒液收集到盛酒容器，当＜55%vol时，则打开釜间连接管，进入2号蒸馏釜继续蒸馏[20]。一次蒸馏综合酒度直接达到62%vol～70%vol，蒸馏迅速，无酒尾或微量酒尾，不重复蒸馏损耗低度酒，短时间快速蒸馏使原酒果香损失微小，果香浓郁，有益物质裂解少，可以不用掐头去尾。此外，冷却热能交换对原酒进行一次冷却，冷却水相辅后续冷却，循环冷却水用量少，节约能源，符合绿色可持续发展战略。

2.5 皮渣蒸馏工艺

葡萄皮渣是酿酒过程中的副产物，富含挥发性化合物[33]。蒸馏所用的皮渣，一是榨汁后未经发酵的，加水浸没，调pH值至3～4之间，添加3%的酵母，调糖至10%左右，发酵7～8 d后再蒸馏取中馏酒；二是经发酵过的，直接蒸馏即可[34-35]。采用皮渣蒸馏设备，向加水斗内注水，加热使之产生蒸汽，笼屉内均匀平铺皮渣，盖上锅盖，水封槽加水密封[22]。一次蒸馏掐掉酒头体积为一次馏出液的0.1%～0.2%，不去酒尾，二次蒸馏酒头体积为二次馏出液的2.7%～3.6%，次尾43.8%，同样不掐酒尾。在此工艺条件下，皮渣白兰地澄清透明、杂醇油和总酯含量较高，且香气浓郁[36]。从外观、香气、滋味、典型性角度来看，采用有皮渣蒸馏方式比无皮渣蒸馏方式酿制的白兰地酒液理化指标、香气成分、感官评分均较理想，在蒸馏液中形成果香味和花香味物质的浓度更高[37-38]。

由于葡萄皮渣参与了蒸馏过程，果胶酶对葡萄果胶的降解作用使得皮渣蒸馏酒中含有更多的甲醇，为了减少甲醇的含量，GEROGIANNAKI-CHRISTOPOULOU M等[39]研究了葡萄皮渣的发酵条件对皮渣蒸馏酒挥发性物质的影响，结果表明，酸度的增加，抑制了果胶降解中相关的酶，从而减少了甲醇的形成，添加柠檬酸的样品中的甲醇含量比未添加的甲醇含量低8%～20.9%，而对其他挥发性物质的浓度没有明显影响，改善了传统葡萄皮渣蒸馏物的风味。

此外，皮渣蒸馏酒的挥发性化合物也根据葡萄品种的不同而有所不同[40]。宋晶晶等[41]对贵人香、雷司令、霞多丽3种葡萄皮渣蒸馏酒的挥发性香气成分进行分析，结果表明贵人香皮渣蒸馏酒香气品质最佳、香气成分种类更为丰富，雷司令皮渣蒸馏酒次之，霞多丽皮渣蒸馏酒最差。

2.6 串蒸工艺

串蒸工艺常见于白酒酿造，多用于增香提质，近年来在白兰地酿造上也有所应用。王黎明等[42]采用串蒸工艺制备杞香型白兰地，一次蒸馏不进行掐头去尾，酒精度低于2%vol时，即停止蒸馏；二次蒸馏将粗馏酒装入蒸馏釜中，若采用壶式设备，需将枸杞叶用纱网包装悬挂于蒸馏釜上部，枸杞叶用量为粗馏酒的1‰～3‰，若采用串蒸设备则直接将枸杞叶置于分离过滤机构即可，截取酒精度在60%vol～72%vol的中馏分作为原白兰地，这样，即采用固液串香工艺制得杞香型蒸馏酒。

2.7 其他工艺

除了上述蒸馏工艺，还有些新工艺尚在实验室研究阶段。如MOLNÁR M A等[43]使用渗透汽化法制备苹果蒸馏酒。蒸馏分离物质是基于相对挥发性，而渗透汽化则是基于通过膜的相对渗透率，通过非多孔膜选择性分离液体混合物[44]。具体地，采用壶式蒸馏制备粗馏液，而后采用渗透汽化设备制备复馏液，50 ℃恒温进料，进料流速保持在400 L/h，渗透液侧保持2 kPa低压，并保持真空；液体进料，通过有机陶瓷管渗透汽化膜变成蒸汽，经液氮冷凝，获得液相渗透液，从而完成了对粗馏液的分离。该工艺与壶式工艺相较而言，对挥发性成分不具备选择性，在保留具有愉悦果香和气味的物质的同时，也富集了（如甲醇等）有害物质。

GABRIELE D G等[45]研究了反渗透与常压蒸馏一体化（reverse osmosis integrated with atmospheric distillation，ROAD）高级分馏工艺，可通过透析模式下的逆流多级反渗透段（reverse osmosis，RO）与常压蒸馏段（atmospheric distillation，AD）将葡萄酒分离为4种伪化合物（水、乙醇、固体提取物和挥发性芳香化合物）组成的液体溶液。RO在环境温度和压力为3.0～4.0 MPa的条件下运行，而AD在环境压力下工作，温度范围为底部约373 K、顶部约313 K，RO通过独立的级数将原料酒分为两个液流：最终滞留液和最终渗透液；前者是由溶解在浓缩水溶液中的含有所有热敏化合物的全部固体提取物组成，后者主要由水和乙醇以及少量挥发性芳香化合物组成，由于不含任何热敏化合物，因此后续通过常压蒸馏进一步分离。该工艺避免了对各组分感官、营养和功能特性造成任何损害，重组这些组分可以生产出多种葡萄酒衍生的定制产品，如不含酒精的葡萄酒、具有特定酒精浓度的脱醇葡萄酒、烈酒等，以满足世界各地已经存在或正在兴起的市场需求。

3 结论与展望

白兰地作为液态蒸馏的典型，蒸馏设备以传统的夏朗德壶式蒸馏设备和阿尔玛尼克塔式蒸馏设备为主，蒸馏技术主要是配合壶式蒸馏设备的两次间歇蒸馏和配合塔式蒸馏设备的单次连续蒸馏技术。随着科技水平的进步，对白兰地掐头去尾工艺、头尾馏分再利用技术等均有深入研究；蒸馏技术和蒸馏设备更新迭代，主要针对提高蒸馏效率和产品品质的新设备和工艺逐渐被应用。双釜蒸馏解决了传统壶式设备需要蒸馏两次的问题，一次蒸馏即可获得高度酒液，蒸馏时间缩短，有效地提高了蒸馏效率；皮渣蒸馏技术较传统蒸馏而言，可蒸馏果皮渣等固态醪，避免了因高温发生糊味以及设备堵塞等问题，有利于提高皮渣副产物的资源利用率，促进产业绿色可持续发展；固液串香蒸馏技术则可将固态特色物质的香气成分带入酒体中，从而产生增香提质的作用。

我国是蒸馏酒的消费大国，年均消费白酒400多万t，随着政策导向和国人消费观念转变，水果蒸馏酒也逐渐走进消费者的视界[46]。但白兰地进入中国市场以来，由于生产工艺差异，白兰地与国人熟悉的白酒口感、香气有所不同，国人文化认同感低；且白兰地酿造品种单一，产品同质化，始终无法博得广大消费者喜爱。时值今日，蒸馏酒蒸馏技术已经进入了一个新的发展时期，白兰地作为蒸馏酒的典型代表，发展前景广阔。对于我国白兰地市场而言，引入国外先进的工艺技术的同时也应创新生产工艺，促进葡萄蒸馏酒本土化，赢得广阔的发展空间，在此基础上充分发掘我国优势资源和传统特色，将对我国蒸馏酒产业的发展具有重要意义。