当前,由于人们健康意识逐步提高,白酒消费观念也发生了转变,白酒消费正逐步由高度向低度化方向发展。优质低度白酒不但口感柔和、顺喉而且由于酒精含量低了,甲醇、杂醇油等有害物质含量也相应减少,更有利于健康。因此,高度酒向低度酒的成功转化适应了一代人的需求;中国白酒的低度化、健康化也适应了当前世界酒类发展的趋势,实现了中国白酒与世界的接轨。但是,低度白酒生产中会产生白色浑浊、失光、絮状沉淀等问题。同时,当气温降低时,成品低度酒会出现白色絮状悬浮物,严重影响白酒外观质量。因此,解决低度白酒加浆后出现浑浊、沉淀及风格变化和成品酒低温复浊的问题,成为各酒厂生产低度白酒的技术难题。
低度白酒的沉淀主要来源于两个因素:
一、加浆水的因素及解决办法
它们主要来自于加浆用水中的无机盐类。在酒溶液中,加浆水中无机盐类的溶解度大大降低,析出并形成白色粉末状沉淀如CaCO3、MgCO3等。这也是中高度酒货架期出现沉淀的主要原因。要解决这一问题,需从加浆水上想办法。
1.自然水中的杂质
自然水中含有很多杂质,主要是悬浮杂质,如:泥土、水藻的遗体等;胶体物质,如:水中带电荷的硅、铁、铝的化合物及有机质等;溶解物质,如:二氧化碳、氯化物、硫酸盐、金属离子等。
一般自来水主要以除去悬浮杂质为目的,水的硬度难以下降。直接用这种水加浆,就可能会在白酒中产生各种钙、镁盐沉淀,且水的硬度越大产生的沉淀越快也越多。因此,避免产品发生货架期沉淀的办法就是去掉加浆水中的钙、镁离子。
2.降低加浆水硬度的方法
水中含有的钙、镁等矿物质不能以普通过滤的方法除去。现在,降低加浆水硬度的方法常用的有离子交换法、RO反渗透法。离子交换法是用离子交换剂中的氢离子或钠离子交换掉水中的钙、镁离子,从而使硬水软化。RO反渗透法是利用反渗透膜选择性地透过水而截留水中的溶质,从而实现无机盐和水分离的目的。它能除去水中99%的溶解性盐类以及微生物,处理后的水能达到纯净水的要求。用以上方法处理后的水加浆,能有效防止白酒中由钙、镁盐引起的浑浊。
二、原酒因素及解决办法
据研究,原酒中引起低度酒出现浑浊的物质具体成分为:棕榈酸(C16H82O2)、亚油酸(C16H32O2)、油酸(C16H34O2)及其乙酯类;还有一些杂醇油和其他酯类、酸类等70余种物质,但主要的是前三种高级脂肪酸乙酯。它们均溶于乙醇但难溶于水,其溶解度随着温度和酒精度的降低而降低, 因而在白酒降度或低温时溶解度减小,以白色状态呈现出来,出现了乳白色絮状沉淀。尤其是当酒精度降低到40%vol以下或温度低于-5℃时,白色浑浊物出现更为明显。但这种白色絮状沉淀一般是可逆的,当酒度、温度升高时,酒体又变得澄清了。
解决由原酒因素引起的浑浊问题非常复杂。现今最常用的办法是吸附法。
1.吸附原理
吸附是吸引和聚集一种物质于另一种物质表面的作用,这种有库仑力、范德华力,偶极相互作用氢键等综合力的体现。吸附剂与被吸附物之间,在库仑力、静电力、偶极相互作用,氢键、配位键、范德华力等的作用下,被吸附物质与吸附剂发生凝结和沉降作用,使被吸附物质在白酒中的浓度大为降低。
2.吸附剂
用于降度酒除浊的吸附剂很多,如粉末活性炭、海藻酸钠、变性淀粉、无机矿物质、硅胶、硅藻土、明胶、琼脂、吸附树脂等等。选择吸附剂的原则是:只除去浑浊物,而酒中风味物质损失较少,并且不会给酒带入异杂味。选择吸附剂要考查吸附剂的吸附能力的强弱。一般来说,吸附剂作用的强弱与其性质和结构关系密切,吸附能力与吸附剂的比表面积大小有关。比表面积愈大,吸附能力愈强,吸附剂孔隙愈多,平均微孔径与被吸附分子的大小尺寸匹配性愈好,那么吸附能力愈强。
3.活性炭吸附法
活性炭是一种非常优良的吸附剂,它具有物理吸附和化学吸附的双重特性,可以有选择地吸附气相、液相中的各种物质,以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。截至目前,用它来处理白酒可收到良好的效果。
3.2 活性炭的种类
活性炭的种类很多,按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭、血炭等等;按制造方法可分为物理方法活化,化学方法活化,化学—物理方法活化;按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭、定型颗粒活性炭、球形炭、纤维状炭、织物状炭等;按用途可分为气相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等。
粉状活性炭通常在液相应用,加入液体后经搅拌混合、过滤、沉降,而得所要的液体。以粉状活性炭处理的优点是:适用于间歇工艺;易控制加入量;可利用现成过滤设备;价格较低。而粒状活性炭一般用于气相或液相,通常方法是将要处理的气体连续通过活性炭柱。以粒状活性炭处理的特点是:适用于连续工艺与自动控制;较少活性炭耗量,使用的炭/液比高;较易清洁操作。
3.3 活性炭吸附法的优点
(1)活性炭有极高的化学惰性,因此其安全性也极高,它对人体无任何毒副作用,它也不会与酒中的任何成分发生化学反应,故活性炭吸附法处理白酒不但安全,而且还能最大限度地保持酒品的原始风味。
(2)活性炭具有强烈的脱臭作用。使用活性炭处理白酒能吸附掉一部分酒中的硫化氢、硫醚、丙烯醛、游离氨等臭味物质,能适当减轻酒中的泥臭味,改善闻香。
(3)活性炭具有发达孔隙结构、有很大的比表面积和吸附能力,故在众多吸附剂中,它的吸附效果好而用量却很少。
3.4 活性炭吸附法的原理
活性炭的吸附作用主要通过化学特性吸附(形成强弱不一的化学键),物理性吸附(范德华力)和离子交换(通过其孔隙)。活性炭在活化过程中,消除了碳基本微晶之间的各种含碳化合物和无序碳,同时也清除了基本微晶的石墨层中的一部分碳。这样就产生了很多空隙,包括微孔、过渡孔和大孔,具有巨大的表面积,可高达1600m2/g。活性炭的极性基团的吸附力较强,如-cooh、-oh 等。虽然它也吸附一定的诸如己酸乙酯、乙酸乙酯之类的香味成分,但它更容易吸附分子量相当大的高级脂肪酸酯,因此,可以用它来除去引起低度白酒浑浊的三种高级脂肪酸乙酯,达到澄清酒质的目的。
3.5 活性炭的选择
在低度白酒中,选择活性炭的基本要求是:处理后的白酒各种香味成分少受损失;在保持原酒风味的前提下除掉多余的高级脂肪酸酯,不出现降度后的浑浊。活性炭作为产品,也有相应的质量标准要求。因此用活性炭处理低度酒,要对其进行选择。首先,应对活性炭的外观进行鉴别,高性能的活性炭色泽呈现纯黑色,颗粒均匀,这种活性炭脱色、脱臭能力高,吸附力也强;其次,要对其型号进行选择。据测定,己酸乙酯分子直径是1.4nm,若选用孔径为1.4-2.0nm的活性炭,己酸乙酯就会进入微孔而被吸附,使白酒风味受损。若选用孔径小于1.4nm的活性炭,己酸乙酯不能进入微孔,所以也不会损失己酸乙酯,但由于该活性炭大孔径少,对大离子半径的高级脂肪酸乙酯、高级脂肪酸醇等吸附较少,不能达到除浊的目的。只有选用孔径大于2.0nm 的活性炭,炭不会吸附己酸乙酯 ,才能达到生产工艺的要求,除浊而又保质。另外,还要注意活性炭有这样一个特点:微孔多的活性炭倾向于吸附小分子,大孔多的活性炭倾向于吸附较大的分子。因此,要想除去高级脂肪酸酯,应选大孔多的活性炭。
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