白酒釀造的基本原理

白酒釀造是以生態(tài)為基礎(chǔ)，通過人的技藝實(shí)現(xiàn)糧谷原料到酒的轉(zhuǎn)變。不過直接發(fā)生作用的，在釀酒最前線的是肉眼不可見的微生物大軍。環(huán)境條件和人對(duì)釀酒工藝參數(shù)的控制，其核心在于通過對(duì)淀粉含量、酸度、水分、溫度等關(guān)鍵因素的調(diào)節(jié)，營造最佳的適宜微生物生長、繁殖和代謝的條件，并且這系列環(huán)境條件會(huì)隨著發(fā)酵的推進(jìn)而動(dòng)態(tài)變化。我們要看到白酒發(fā)酵的實(shí)質(zhì)是微生物的作用，在眾多釀酒大師的背后是對(duì)微生物的調(diào)兵遣將，微生物才是最偉大的釀酒師。

白酒釀造的基本原理

白酒的釀造過程主要是微生物的作用，因此對(duì)酒釀機(jī)理的理解其實(shí)就是對(duì)微生物作用下，各種物理和化學(xué)變化的理解。簡單來講，白酒釀造就是糧谷中的淀粉轉(zhuǎn)化為酒的過程，這一過程可分為糖化和酒化兩個(gè)階段。糖化階段是糧谷在預(yù)處理和各種生物酶作用下轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖類;酒化階段則是水解后的糖類在微生物作用下代謝產(chǎn)生酒精，同時(shí)生成白酒中必不可少的風(fēng)味物質(zhì)。糖化和發(fā)酵是白酒釀造的關(guān)鍵點(diǎn)，雖然被劃分為兩個(gè)階段，但只有在液態(tài)法白酒的生產(chǎn)過程是先糖化再發(fā)酵，在傳統(tǒng)純糧固態(tài)發(fā)酵白酒生產(chǎn)過程中都是糖化和發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行，是一種雙邊發(fā)酵的模式。

1、淀粉糖化

淀粉經(jīng)酶的作用生成糖及其中間產(chǎn)物的過程，稱為糖化。淀粉酶解生成糖的總的反應(yīng)式如下：

淀粉在α-淀粉酶、糖化酶、異淀粉酶、β–淀粉酶、麥芽糖酶、轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶等多種酶的作用下，產(chǎn)物除葡萄糖等單糖外，還有二糖、低聚糖及糊精等成分。在糖化過程中，淀粉消耗速度和濃度下降幅度受曲的質(zhì)量、發(fā)酵溫度和生酸狀況等因素的制約。若酒醅的糖化力高且持久、酵母發(fā)酵力強(qiáng)且有后勁，則酒醅升溫及生酸酸度穩(wěn)定、淀粉濃度下降快，出酒率也高。通常，單糖和雙糖能被一般酵母利用，是最基本的可發(fā)酵性糖類，可以通過檢測酒醅中還原糖的變化，監(jiān)控糖化與發(fā)酵速度的平衡程度。

在淀粉糖化過程中，其他的物質(zhì)也發(fā)生著變化。蛋白質(zhì)在蛋白酶類的作用下，水解為胨、多肽及氨基酸等中、低分子量含氮物，為酵母菌等提供營養(yǎng);脂肪由脂肪酶水解為甘油和脂肪酸;糧谷原料細(xì)胞壁上的果膠在果膠酶作用下水解成果膠酸和甲醇;單寧在單寧酶作用下生成丁香酸;有機(jī)磷化合物在磷酸酯酶作用下，磷酸從有機(jī)酸化合物中釋放出來，為酵母等微生物的生長和發(fā)酵提供磷源。除此之外，還有很多物理化學(xué)變化在糖化過程中發(fā)生。可以這樣理解，糖化過程是對(duì)原料的解構(gòu)，將大分子化解為小分子，為后續(xù)發(fā)酵奠定了基礎(chǔ)。

2、酒精發(fā)酵

淀粉被糖化為可發(fā)酵性糖后，可被釀酒微生物利用而進(jìn)入發(fā)酵階段。酒精是白酒的主要成分之一，因而酒精發(fā)酵也是白酒發(fā)酵過程中的主要生化反應(yīng)過程。酒精發(fā)酵可由不同微生物實(shí)現(xiàn)，酵母菌、細(xì)菌及根霉都能將葡萄糖發(fā)酵生成酒精，但發(fā)酵機(jī)理不同。酵母菌在酒化酶(從葡萄糖到酒精一系列生化反應(yīng)中的各種酶及輔酶的總稱)作用下將葡萄糖發(fā)酵生成酒精和二氧化碳，這一過程包括葡萄糖酵解和丙酮酸的無氧降解兩大生化反應(yīng)過程;細(xì)菌由ED途徑將葡萄糖發(fā)酵成酒精。雖然細(xì)菌和酵母菌等其他微生物都能將糖轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭�，但�?xì)菌發(fā)酵時(shí)酒精的實(shí)際得率比釀酒酵母要低。白酒生產(chǎn)中，酒精發(fā)酵過程主要是由各種酵母菌完成。

實(shí)際生產(chǎn)中，酒精的理論產(chǎn)值與實(shí)際產(chǎn)率總有差距。因?yàn)榘l(fā)酵過程中，酒精僅是主產(chǎn)物，伴生的副產(chǎn)物很多;菌體繁殖和維持生命，以及生成酶類、各工段損失和發(fā)酵殘留的糖分等要消耗糖分;后期會(huì)發(fā)生很多化學(xué)反應(yīng)和酒精揮發(fā)而使酒精損失。一般情況下，液態(tài)法白酒的淀粉出酒率可達(dá)理論出酒率的80%~90%，小曲酒為65%~80%，麩曲白酒為60%~75%，而大曲白酒只有40%~65%。

除了酒精發(fā)酵，發(fā)酵過程中還生成了多種白酒風(fēng)味物質(zhì)，主要有酸、醇、酯、醛(酮)、芳香族化合物等幾大類。當(dāng)然這些風(fēng)味物質(zhì)除了在發(fā)酵過程由微生物代謝產(chǎn)生外，有些可由蒸糧、蒸酒和老熟過程中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，有些則直接來自于釀酒和制曲原料。相較于糖化過程，酒精發(fā)酵過程則是對(duì)解構(gòu)后的多種小分子的重構(gòu)和再造，多種微生物和生物酶讓小分子形成復(fù)雜的風(fēng)味物質(zhì)系統(tǒng)。