白蘭地陳釀促進(jìn)劑的研制

崔寶欣 郝憲孝 李學(xué)慧 王恭堂

摘要 以橡木為原料，采用酶解、光解和熱解相結(jié)合的技術(shù)手段制備BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑。應(yīng)用結(jié)果表明，該產(chǎn)品用于白蘭地陳釀，著色快，色澤好，木香突出，口味醇和。

關(guān)鍵詞 陳釀 促進(jìn)劑 白蘭地

BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑的研制，是山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目。其技術(shù)原理是模擬木桶自然陳釀的規(guī)律，研制白蘭地陳釀促進(jìn)劑。采用的技術(shù)方案是：用纖維素酶和木質(zhì)素酶降解橡木，代替微生物對(duì)桶板的作用；用紫外光輻照橡木，代替桶板的自然風(fēng)干；用紅外線降解橡木，代替制桶時(shí)的炭火烘烤；將酶解橡木、光解橡木和熱解橡木按適當(dāng)比例組成白蘭地陳釀促進(jìn)劑。

研制白蘭地陳釀促進(jìn)劑有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于老廠可以簡(jiǎn)化陳釀工藝，降低生產(chǎn)成本；對(duì)于新廠，可以節(jié)省陳釀設(shè)備投資，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑還用于葡萄酒增香，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)和應(yīng)用BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑，能夠提高白蘭地陳釀的工藝水平，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和水平
陳釀是白蘭地生產(chǎn)的重要工藝，采用人工方法加速白蘭地陳釀是科研工作的重要課題。在西歐和北美，科技工作者從橡木中提出酚類化合物用于白蘭地陳釀。其方法是采用酸（1%鹽酸或硫酸）或堿（0.5%氫氧化鈉或碳酸鈉）處理橡木，加熱到120~140℃，經(jīng)過(guò)24小時(shí)或48小時(shí)，促進(jìn)木質(zhì)素降解，然后把降解產(chǎn)物精制，得到液態(tài)或固態(tài)的抽提物，用于白蘭地陳釀。前幾年，國(guó)內(nèi)也進(jìn)行過(guò)類似的研究，方法是采用高壓蒸汽蒸餾橡木，所得產(chǎn)物用于白蘭地陳釀，目前尚無(wú)生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品的報(bào)道。Puech教授指出，過(guò)度使用酸、堿或熱源，會(huì)導(dǎo)致酒中木質(zhì)素絡(luò)合物、總酚類化合物、芳香族酸類和芳香族醛類的不平衡，使陳釀白蘭地的質(zhì)量受到影響。

為了提高陳釀白蘭地的質(zhì)量，減少購(gòu)置木桶和建造酒庫(kù)的投資，避免使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和熱源，我們采用新的模式，模擬木桶陳釀白蘭地的過(guò)程，研究和開發(fā)白蘭地陳釀促進(jìn)劑，縮短了白蘭地陳釀所需要的時(shí)間，提高了陳釀白蘭地的質(zhì)量，為我國(guó)發(fā)展白蘭地工業(yè)提供了新的途徑。

2、研究?jī)?nèi)容和主要指標(biāo)

2.1研究?jī)?nèi)容

橡木和白蘭地在自然陳釀過(guò)程中的變化，包括橡木木質(zhì)素的降解和陳釀白蘭地中風(fēng)味物質(zhì)的特征。
白蘭地的陳釀促進(jìn)劑的基本組成和生產(chǎn)工藝。
白蘭地陳釀促進(jìn)劑的應(yīng)用效果。
2.2白蘭地陳釀促進(jìn)劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

醇溶物（40%乙醇）（%）≥5；

水分（%） ≤10；

砷（以As計(jì)）(mg/kg) ≤0.2 ；

重金屬(以Pb計(jì))(mg/kg)≤0.3；

單位成本(元/kg) ≤120。

3、研制開發(fā)的理論依據(jù)

為了使人工陳釀白蘭地的質(zhì)量與自然陳釀白蘭地的質(zhì)量趨于一致，必須深入研究自然陳釀白蘭地的機(jī)理，透過(guò)橡木桶板成分的變化，認(rèn)識(shí)白蘭地自然陳釀的規(guī)律，為研制開發(fā)白蘭地陳釀促進(jìn)劑提供依據(jù)。

橡木屬闊葉木材，其木質(zhì)素以紫丁香基苯丙烷結(jié)構(gòu)為主（>60%）。橡木木質(zhì)素的降解可以分為3個(gè)過(guò)程，（1）是桶板自然風(fēng)干過(guò)程中的光解和微生物降解；（2）是制桶烘烤過(guò)程的熱解；（3）是貯酒過(guò)程中的醇解和酸解。

桶板的自然風(fēng)干是一個(gè)緩慢復(fù)雜的過(guò)程，微生物的作用和太陽(yáng)光中紫外線的作用都使木質(zhì)素降解，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的菌種有Aureobasidium pullulan,Trichoderma harzianum和T.koningii

，這些微生物非常適宜在橡木表層幾毫米處生活，能分解多種酚苷類，如將七葉靈降解為七葉亭，將東茛苷降解為東茛菪素，這些物質(zhì)的降解減少了橡木浸出液的苦味。同樣，部分鞣花單寧的降解減少了橡木浸出液的澀味，在橡木屑上接種T.harzianum，發(fā)現(xiàn)該菌可將木質(zhì)素分解成酚醛類物質(zhì)，如丁香醛、香草醛、松柏醛和介子醛等。微生物的作用減少了橡木的苦、澀味，增加了芳香物質(zhì)，改善了木板質(zhì)量。

到達(dá)地面的太陽(yáng)光中紫外光約占10%，桶板風(fēng)干3a，每一平方厘米大約可吸收3×1047個(gè)紫外光子，即便量子效率取10-3~10-5，也足以斷裂 相當(dāng)可觀數(shù)量的橡木木質(zhì)素分子鏈。模擬實(shí)驗(yàn)表明：用一定波長(zhǎng)的紫外線照射橡木屑，橡木屑的質(zhì)量隨輻照時(shí)間增長(zhǎng)而減少，生成的香草醛隨輻照時(shí)間增長(zhǎng)而增加，有關(guān)結(jié)果見表1。其中橡木質(zhì)量（m）由萬(wàn)分之一天平稱定，香草醛用紫外分光光度法測(cè)定。連續(xù)輻照720小時(shí)，橡木屑的總質(zhì)量減少6.4%，當(dāng)然這一過(guò)程不只是簡(jiǎn)單的降解，而是伴隨包含縮合在內(nèi)的諸多變化，盡管其間的細(xì)節(jié)尚待進(jìn)一步探討，但是可以肯定的是：桶板的自然風(fēng)干促進(jìn)了木質(zhì)素的降解，香草醛的生成為白蘭地陳釀創(chuàng)造了優(yōu)越的物質(zhì)條件。

表1 紫外線降解橡木質(zhì)量變化表

時(shí)間（h）
m/m0(%)
香草醛(mg/kg)

24
99.69
407.3

48
99.51
565.0

72
99.28
670.1

96
98.97
765.4

120
98.02
803.5


　

制桶烘烤使木質(zhì)素降解，降解產(chǎn)物有芳族醛類和芳族酸類。烘烤分輕、中、重3個(gè)水平。木板受熱發(fā)生高溫?zé)峤猓�可分�?個(gè)階段，初始階段，溫升至140℃，木材失去水分；第2個(gè)階段溫度為140~270℃，木材表面變褐，芳香物質(zhì)生成；最后當(dāng)溫度升至270~280℃，木材炭化，重烤一般以270℃為限，再高即可開始燃燒。表2是不同烘烤強(qiáng)度對(duì)桶板芳香族醛類的影響。

表2 不同烘烤強(qiáng)度下芳香族醛類的生成百分比

芳香族醛類
不烘烤
輕度烘烤
中度烘烤
重烤

香草醛（%）
0.69
2.55
4.92
5.74

丁香醛（%）
1.51
3.65
13.70
15.68

松柏醛（%）
0
20.42
38.51
29.13

介子醛（%）
0
22.49
75.38
67.25


　

實(shí)驗(yàn)表明，烘烤對(duì)芳族醛的形成有重要作用，不經(jīng)烘烤的木板其芳族醛含量極少，中度烘烤芳族醛含量最高，對(duì)陳釀白蘭地的風(fēng)味形成最為有利。因此中度偏強(qiáng)一點(diǎn)的烘烤是陳釀工藝的關(guān)鍵，重烤雖然會(huì)稍微增加一些香草醛或丁香醛的含量，但同時(shí)會(huì)將部分木素?zé)�焦，從而產(chǎn)生焦味或咖啡味，背離了現(xiàn)代流行口味。

白蘭地與桶板相互作用，木質(zhì)素發(fā)生醇解和酸解，桶板成分逐年變化，有關(guān)規(guī)律和數(shù)據(jù)見文獻(xiàn)[2]，此處不再贅述。

4、白蘭地陳釀促進(jìn)劑的生產(chǎn)和應(yīng)用

研制白蘭地陳釀促進(jìn)劑在國(guó)內(nèi)尚屬首次，無(wú)成熟的技術(shù)可以借鑒。課題組以自然陳釀的優(yōu)質(zhì)白蘭地為目標(biāo)，以白蘭地自然陳釀的機(jī)理為依據(jù)，以國(guó)際市場(chǎng)上的催素（Quercyl）為對(duì)照，以國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)白蘭地的陳釀工藝為基點(diǎn)，綜合運(yùn)用理論與實(shí)驗(yàn)的最新成果，進(jìn)行改造與創(chuàng)新，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，形成了BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品特性。

4.1產(chǎn)品基本組成

BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑以酶解橡木、光解橡木和熱解橡木按2：3：5混合，配以1‰~1.5 ‰的乙基香蘭素（ethylvanillin）制成，產(chǎn)品色澤黃褐，香氣濃郁。

4.2總體工藝設(shè)計(jì)

BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑的工藝流程為：

原料-->清洗-->加酶-->保溫-->烘干-->破碎-->篩選-->光解-->烤制-->調(diào)配-->檢驗(yàn)-->成品

4.3產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)

表3 BCC-1主要技術(shù)指標(biāo)及檢驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目
技術(shù)要求
檢驗(yàn)結(jié)果
單項(xiàng)評(píng)價(jià)

感官
詳見標(biāo)準(zhǔn)3.1項(xiàng)
符合標(biāo)準(zhǔn)要求
合格

醇溶物（%）
≥5
6
合格

水分%
≤10
7
合格

砷（以As計(jì)）（mg/kg）
≤0.2
<0.2
合格

重金屬（以Pb計(jì)）（mg/kg）
≤0.3
<0.3
合格


　

4.4應(yīng)用結(jié)果

CC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑用于白蘭地陳釀，取得了令人滿意的效果。表4列出了陳釀樣品的評(píng)品結(jié)論，經(jīng)BCC-1陳釀的樣品，色澤金黃到赤金黃色，具有和諧和的葡萄品種香、醇和的酒香、陳釀的橡木香，香氣幽雅，口味醇和。

表4 陳釀白蘭地的感官評(píng)價(jià)

BCC用量
色澤
香氣
口感

1kg/kl
金黃色
協(xié)調(diào)、較淡
細(xì)柔、淡薄

2kg/kl
赤金黃色
幽雅、濃郁
醇和、豐滿

3kg/kl
赤金黃色
幽雅、濃郁
醇和、豐滿、綿延


　

與進(jìn)口催素相比，BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，陳釀效果與桶貯樣品趨于一致，表5列出了桶貯樣品與試驗(yàn)樣品的感官評(píng)價(jià)結(jié)論。

表5 綜合評(píng)價(jià)

樣品
評(píng)語(yǔ)

原白蘭地
無(wú)色透明，具有明顯的酒精氣息，入口甜，味感苦、澀較重、酒體欠醇厚。

桶貯樣品

（1a）
金黃色，具有和諧的葡萄品種香、醇和的酒香、陳釀的橡木香，香氣幽雅、濃郁、口味醇和、甘冽、細(xì)膩、綿延。

試驗(yàn)樣品
赤金黃色，具有和諧的葡萄品種香、陳釀的橡木香、醇和的酒香、香氣幽雅、濃郁，口味醇和、甘冽、豐滿、綿延。


　

5經(jīng)濟(jì)效益分析

研究和開發(fā)BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑的指導(dǎo)思想是科學(xué)、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，應(yīng)用結(jié)果表明，該產(chǎn)品使用方便，效果明顯。采用BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑能夠降低陳釀費(fèi)用，加快資金周轉(zhuǎn)、改善作業(yè)條件，減少環(huán)境污染，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

生產(chǎn)BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑，設(shè)備投資5萬(wàn)元，產(chǎn)品單位成本60元，按出廠價(jià)格120元/kg計(jì)，年產(chǎn)10tBCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑，可創(chuàng)利稅60萬(wàn)元，與木桶陳釀相比，可節(jié)約陳釀設(shè)備投資1600萬(wàn)元（表6）。

表6 陳釀技術(shù)比較

項(xiàng)目
激光
微波
木桶
BCC-1

陳釀對(duì)象
高中級(jí)白酒
低檔白灑
原白蘭地
原白蘭地

陳釀效果
相當(dāng)于0.5a自然陳釀
相當(dāng)于3個(gè)月自然陳釀
自然陳釀1a
相當(dāng)于1a自然陳釀

設(shè)備投資
4萬(wàn)元
2.5萬(wàn)元
1600萬(wàn)元
5萬(wàn)元

占地面積
20m2
50m2
2000m2
60m2

耗電量
9×106J/t
9.61×107J/t
-
1.07×108J/t


　

6、結(jié)論

采用生物酶和紫外光、紅外線降解橡木，降解產(chǎn)物能夠有效地改善白蘭地的色香味，符合自然陳釀白蘭地的規(guī)律。
BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑研制技術(shù)先進(jìn)，工藝設(shè)計(jì)合理，產(chǎn)品配方科學(xué)，質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，為白蘭地陳釀和葡萄酒老熟開辟了新途徑。
根據(jù)查新檢索報(bào)告，BCC-1白蘭地陳釀促進(jìn)劑的研制在國(guó)內(nèi)尚屬首次報(bào)道，該項(xiàng)產(chǎn)品將為推動(dòng)我國(guó)白蘭地工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)

Puech J L.J.Sci.Food Agric.,1988,42,165~172
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Puech J L et al.Sci.Aliments,1985:379~391
（由全國(guó)食品與發(fā)酵工業(yè)信息中心供稿）