中国泸州风味酒精馏过程中风味物质的变化外文翻译资料

 2022-07-26 15:46:53

英语原文共 21 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

中国泸州风味酒精馏过程中风味物质的变化

HAILONG LI1, CHUN WANG1, LI ZHU1, WEIXING HUANG1,3,

BIN YI2, LIANG ZHANG2, CAIHONG SHEN2, SUYI ZHANG2 and DEFU XU2

摘要

为了研究中国泸州风味酒在蒸精馏过程中风味物质的变化，本文用工业化的实验精馏釜进行了系统的实验。在整个精馏过程中持续不断地收集馏分，并用气相色谱检测及感官评价。结果表明风味物质的组成和变化主要取决于它们的物理和化学性质。低沸点的风味物质，如乙醇，乙醛，乙酸乙酯等快速地蒸发，因此在精馏初期的馏分中它们含量较高。高沸点的风味物质主要通过提取进入馏分中，因此它们的变化取决于溶解性质。一些醇溶性物质，如己酸乙酯，丁酸乙酯等，主要在精馏初期出现，并且它们的提取速率随精馏过程的进行而降低。而水溶性的物质，如有机酸，乳酸乙酯等，主要在精馏后期出现，并且提取速率随精馏过程的进行而加快。甲醇和糠醛的变化是无规律的并且分析了其原因。随精馏的进行，馏分的感官质量下降。

实际应用

中国白酒有数千年的传统文化，精馏操作几乎从古代就有，但是关于它的研究报道很少。因此对精馏过程的理解很大方面局限于直觉。对精馏过程中风味物质的变化的研究有助于理解精馏机制，优化精馏操作。不同精馏阶段馏分质量的显著差异为其收集提供了实验基础。在精馏初期有很多高质量的馏分，这个发现表明了克服蒸汽溢出现象的必要性，因为这种现象导致高质量酒类的损失。从理论上讲，这项工作将为白酒通过填料板的精馏过程的多组分传质的建模提供实验基础和验证数据。

介绍

中国白酒是世界上最古老的蒸馏酒之一。同其他蒸馏酒，如伏特加、威士忌和白兰地相比，中国白酒的酒精度数更高（通常体积分数为40-60%），并且本身有更为复杂的语言来描述多变的感官特性。中国白酒年产量约400万吨，创造收入5000亿人民币。

香气味道是食物最重要的感官属性，尤其是对酒来讲，因此，香味物质由于它重要的地位而被广泛关注。关于蒸馏饮料和中国白酒中香味物质的研究，已经有许多作者做了综述。在啤酒和葡萄酒中，检测到了1000多种风味物质。在中国白酒中，有1000多种风味物质被检测到，并且有500多种物质已被定性，主要包括醇类、酯类、有机酸类、酮类、醛类、芳香类、氮和苯并呋喃类化合物。

风味物质在酒中仅占2%，但是它们决定了中国白酒独特的风味。根据风味的不同，中国白酒大体上可分为浓香型、清香型、酱香型、米香型和兼香型。不同香型酒中风味物质的种类和含量有很大不同。每种香型的酒都有其具有代表性的主要风味物质。例如，乙酸乙酯是清香型白酒中的典型物质，而己酸乙酯被认为是浓香型白酒中的典型物质。各种香型的酒都有其对专属的消费群体，它们共享着中国酒类市场，每种香型都有几种著名的品牌。浓香型白酒因其强烈的香气特征、醇厚、甜而不腻、留香持久，占领了中国白酒产品的70%。

泸州是浓香型白酒的发源地，因此浓香型白酒也称为“泸州风味酒”。泸州风味酒中的风味物质主要包括酯类、醇类、有机酸类、酮类和醛类。酯类是泸州风味酒中最庞大的成分，它占据了全部风味物质（除乙醇外）的70%。大多数的酯类是在发酵期在微生物的催化作用下，由醇和脂肪酸发生酯化反应生成的。从定性和定量的角度来看，酯类物质对泸州风味酒典型香气的形成至关重要。乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯是泸州风味酒中最重要的风味物质，己酸乙酯和乳酸乙酯的含量比有时可作为参考来评估这个白酒的质量。醇是酯的反应物，并且对感官质量有重要的影响。醇类物质是在发酵过程中在有氧环境下由糖类形成或厌氧环境下由氨基酸形成的。因为原料（高粱、大米、小麦）是富含氨基酸的，因此醇类可在酵母作用下，通过Ehrlic代谢途径由氨基酸转化而成。少量的高级醇是由相应的醛类在酵母作用下产生的。醇类使得口感醇甜清香。酸类对泸州风味酒的质量也有重要影响。酸含量少会使后味简短，芳香较轻。高品质的酒中酸类物质的含量是普通酒中的两倍。相反，酒中含量过高时没有味道的。适度的酸对保持酒的新鲜感、香味协调、增强甜味感和感官质量是很重要的。

泸州风味酒的生产通常视为三个步骤：原料发酵、酒醅蒸馏和勾兑形成最终产品。风味物质主要在发酵阶段形成，然后通过蒸馏进入新鲜的馏分，最终在勾兑过程中形成。风味物质的形成机制和它们对口感的贡献已经有许多作者做了研究，并且一些可以增加风味物质含量的有效的方法也被提出，但是关于蒸馏过程中风味物质提取工艺的研究很少。风味物质的提取技术主要是基于主观感知，没有严格的理论指导。虽然发酵原料中有大量风味物质，但是它们的精馏效率很低。例如，己酸乙酯蒸馏效率低于70%，而乳酸乙酯不能达到30%。尽管为提高精馏效率已经做了一些研究，但是因为对精馏过程缺少清楚的认知，研究进展非常缓慢。因此，白酒酿造行业普遍存在“香气易形成，但不易被蒸馏”的现象，这就意味着对蒸馏过程中风味物质变化的研究要付出很大的努力。

为了获得风味物质的变化，并证明在泸州风味酒不同精馏阶段馏分质量的差异显著，馏分用气相色谱分析，并且由训练有素的专家进行评估。本文致力于确定精馏过程的机制和风味物质的变化规律。这项工作为收集新鲜馏分提供了实验基础和学术背景，并且也对理解精馏过程及优化精馏操作提供帮助。

材料和方法

实验步骤：

研究所用的精馏器如图1所示。它由蒸汽供应管、沸水底罐、分配器、装桶发酵醅、白酒蒸汽管和用于冷凝白酒蒸汽的冷凝器组成。底锅与桶之间的连接为填料密封，其他接头由水密封。蒸汽管和液蒸汽管内径分别为43和100 mm。筒体的直径和高度分别为1000和700mm。冷凝器为管壳式换热器，冷却液为水。在整个精馏过程中，检测了蒸汽的压力和流量、桶内的发酵颗粒温度、白酒的蒸汽温度和白酒的压力。

图1 蒸馏器

（1）蒸汽管道示意图；（2）锅底；（3）二次蒸汽分配器；（4）桶；（5）酒蒸气管；（6）冷凝器；（7）取样瓶

精馏操作：

本实验在工业规模的工业操作条件下进行，发酵醅和蒸汽均来自生产场地，因此实验数据能较好地反映工业实际生产情况。发酵谷物与稻壳混合，水分含量为60%左右。稻壳的作用是增加酒醅的孔隙。底罐产生的持续甚至二次蒸汽用于发酵粮。发酵颗粒经二次蒸汽向上层层倾倒。桶满时，迅速组装机组，同时关闭蒸汽阀，打开冷却水阀，使冷凝器工作正常。在发酵醅负荷过程中，蒸汽压力和质量流量分别为0.01 MPa（计压力）和0.62 kg / min。蒸馏器安装好后，调节至0.006 MPa（计压力）和0.44公斤/分钟。连续蒸馏新鲜馏出物，得到了17个样品，每批样品为1000毫升。

检测和估计

基于密度和水-乙醇混合溶剂中乙醇浓度之间的关系，可用密度计测定乙醇浓度（DMA 5000、安东帕、格拉茨、奥地利）。风味物质的定量分析，包括醇类（乙醇除外）、酯类、有机酸、酮类和醛类，可用气相色谱（安捷伦6980N，美国）检测，以FID为检测器。以氮气为载气，压力恒定，流速为1.8mL/min。这些样品在HP INNOWAX分析（休利特-帕卡德，帕洛阿尔托，CA）柱（长60米，内径0.25毫米，厚度为0.25毫米，）。每个浓度的样品被注射了1:50分比。柱箱温度40℃恒温 4分钟，随后以2.5℃/min 的速率升到60℃，然后以25℃/min升到120℃，再以10℃/min升到240℃，240℃恒温4分钟。进样口和检测器温度为240℃。样品的感官质量由两个训练有素的专家重复分析。他们有超过10年的中国白酒感官分析经验。描述性试验和白酒感官描述包括颜色，味道，气味和余香。

结果与讨论

精馏过程中醇类物质的变化：

表1-5是馏分中风味物质的分析结果。1#表示精馏出的前1000mL，2#表示第二个1000mL。从定量角度看乙醇是泸州风味白酒的重要组成部分。从表1可以看出，馏分中乙醇浓度下降。这表明蒸馏过程中乙醇的提取率下降。由于沸点低的物理性质，酒精容易从发酵颗粒中蒸发和蒸馏出来，使蒸馏初期的萃取率达到最大值。2#样品中乙醇浓度比1#样品中高的原因是馏出物的前馏部分与冷凝器内壁上馏出物的部分残渣混合。

甲醇含量是酒精和中国白酒的主要健康指标，对酒精产品有很好的了解，但对白酒产品的研究较少。表2表明，甲醇含量在早期样品中逐渐增加，在8#时达到最大值，然后下降，与以前的研究结果相一致。甲醇在发酵醅中的变化规律与其数量有关。甲醇沸点低，可迅速从发酵醅中蒸发蒸馏出来。在发酵过程中形成的甲醇的量很小，但它的大部分产生在原辅材料在蒸馏过程中果胶物质的分解。此外，随着温度的升高发酵果胶物质的分解率增加。因此，甲醇的提取率是由温度和原料和发酵谷物的补充材料的数量决定的开始。发酵初期甲醇的提取率随着发酵温度的升高而增加，但从9#开始下降，因为酒醅中果胶物质数量减少。

从表2可以看出，一些醇表现相似的变化规律，如乙醇、正丁醇、正丙醇等，正己醇，异丁醇、仲醇、正庚醇、仲戊醇，二甲基丁醇、甲基丁醇。相似性不仅体现在提取率均下降，而且在1#样品中的含量都很低。但由于沸点不同，提取率下降有一定差异。沸点越高，还原速率越慢。例如，与异丁醇相比，正丁醇、正己醇的下降速度较慢。

表2显示，2,3-丁二醇含量（左旋），2,3 - butanedio（中观）、B-苯乙醇、糠醇很少。它们的蒸馏效率很低（低于5%）。这些醇在乙醇和水中均能溶解，乙醇浓度对萃取率影响不大。由于沸点高（高于170℃），他们是很难被蒸馏出来。从表2可以看出，在蒸馏初期得到的样品中的含量很少，并且随着发酵温度的升高而缓慢增加。

精馏过程中酯类物质的变化：

表3显示了蒸馏过程中酯类物质的变化。1#中甲酸乙酯和丙酸乙酯的含量分别达到了它们在样品中总量的70%和50%。这表明它们蒸馏很快且蒸馏效率高。由于沸点低，它们在蒸馏初期易挥发，进入新鲜馏出物。与甲酸乙酯和丙酸乙酯的变化相比，乙酸乙酯的变化速度慢得多，虽然蒸馏过程中它的提取率也降低了。与乙酸乙酯相比，泸州风味酒中乙缩醛的含量较低，在检测过程中不能准确分离出其含量，因此可以忽略乙缩醛的含量。表3乙酸乙酯含量为乙酸乙酯和乙缩醛的总量。丁酸乙酯可溶于乙醇，是泸州风味酒类最重要的酯之一。随着蒸馏过程的进行，发酵醅中提取的含量逐渐下降。与乙基类和丙酸乙酯相比，丁酸乙酯因沸点高而变化速率较慢。结果表明，丁酸乙酯精馏效率低于乙酸乙酯和丙酸乙酯格式。

高沸点酯（高于200℃）很难被蒸发，所以它们的变化主要依赖于溶解性能。它们中的一些能溶于酒精而不溶于水，如庚酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙基氢化肉豆蔻酸、硬脂酸乙酯、壬酸乙酯、己酸丁酯、己酸异戊酯。从表3可以看出，它们的提取率逐渐下降，其中大部分是在早期获得的馏出物样品，与乙醇的变化类似。实验结果表明，这些酯的提取过程中，主要是由乙醇的提取效果决定。发酵醅中乙醇浓度越高，提取率越高。

戊酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异丁酯具有很高的沸点（99℃和180℃之间），微溶于水。它们在蒸馏过程中的变化与其他醇溶性酯相似。从表3可以看出，在馏分样品中它们的成分降低，并且它们在1#和1#—8#中的含量占了它们在样品总提取量的20%和75%。结果表明，与上述酯相比，它们的变化速度较慢，不能完全溶于水。其中，己酸乙酯作为中国泸州风味酒最重要的风味物质，在很大程度上决定了白酒的质量，所以更应研究其在精馏过程中的变化，找到提高精馏效率的有效方法。己酸乙酯沸点高，很难被蒸发，它的提取过程由乙醇的溶解特性决定，其提取率取决于乙醇浓度。虽然两者的己酸乙酯、甲酸乙酯提取率逐渐降低，己酸乙酯的下降率比甲酸乙酯慢得多，因为它沸点高。从表3可以看出，甲酸乙酯在1#中的含量是12#中的70倍，但是，己酸乙酯含量低于10。结果表明，当溶解性能相近时，高沸点酯的精馏效率低于低沸点酯。

乳酸乙酯是另一个最重要的酯，它是至今发现的中国泸州风味酒中独特的水溶性酯。表3表明，随着蒸馏过程的进行，乳酸乙酯的提取量和提取速率逐渐提高，特别是从9 #开始。因为乳酸乙酯的溶解特性和精馏机制，发酵液的高浓度和高温都有利于它的溶出，其萃取率增加，大部分表现在蒸馏后期得到的馏分中。1#样品中乳酸乙酯的含量比2#-5#中的大，因为1#是高浓度乳酸乙酯馏出物部分残留后的混合。

蒸馏过程中酸性物质的变化：

表4表明，从定量的角度，己酸是最重要的脂肪酸，其次是乙酸和丁酸。它们在中国白酒中含量虽然不同，但其物理化学性质相似。所有这些物质都能溶于水和醇，沸点高（高于100℃），乙醇浓度对萃取率影响不大，它们难以蒸发。在蒸馏过程中，发酵醅温度的升高和发酵醅中乙醇浓度的降低有利于提取，因此随着蒸馏过程的进行，提取量逐渐增加（表4）。1#样品中一些酸的含量比较高，因为它与一些后处理的部分连接到金属内壁的冷凝器混合。同时也暗示了1#样品中的含量越多，后期液体中风味物质的量越多。相应的风味物质也主要在精馏后期馏出。

精馏过程中醛类物质和酮类物质的变化：

从表5中可以看出，在早期馏出物样品中存在较多的二甲基醛、甲基乙基酮和二甲基甲酮。这表明，这些物质因为沸点低而蒸馏速度快。随着蒸馏过程的进行，乙醛的提取量逐渐下降，但比酮和醛的下降速度慢，因为它们的醇溶出量高于乙醛。萃取率甲基丙基酮和3-甲基丁醛为精馏过程开始下降。3-羟基-2-丁酮的变化规律与有机酸相似。在乙醇浓度大于70%（体积/体积）的样品中，其提取量大致保持不变，在蒸馏后期得到的样品中含量增加较快。

浓香型白酒中糠醛含量远低于酱油香型白酒（约8.5毫克/ 100毫升）的糠醛含量。糠醛赋予杏仁芳香，并有很多贡献的香味。表5糠醛提取量逐渐增加。一些研究确定醅中糠醛的含量很小，但高含量的蒸粮。

全文共6477字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[144613]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章