第五节 微量成分与质量的关系
什么是白酒质量?要作简要准确的回答是困难的。因为味觉是不能相互交换与传达的,所以对酒的感官评价与其他食品一样,心里明白却说不出来,难以有定量的判断标准。尽管对酒的评语很多,而在描述上,不论是古典的、传统的还是现代的,都难以做到准确、恰当。
在白酒的味觉、嗅觉研究中,“阈”意味着刺激的划分点或临界值的概念。阈值是心理学和生理学上的术语,是获得感觉上的不同而必须越过的最小刺激值。阈值一般可以用浓度加以表征。酒中各种物质的香和味通常使用阈值这样的术语。对于香气,就是嗅阈值;对于味,就是味阈值。阈值是检查食品中众多香味单位成分的呈香、呈味的最低浓度,阈值越低的成分,其呈香呈味的作用越大。影响阈值浓度变化的因素很多,温度的变化对各种味觉有着不同的影响。试验证明,刺激味觉的温度在10~40℃之间,其中以30℃最敏感,低于此温度或高于此温度,各种味觉均会减弱。
酒中各种呈香物质,并不一定受含量多少所支配,若含量虽多但阈值高,则其香味成分并不一定处于支配地位;含量甚微,但阈值却很低时,反而会呈现强烈的香味;也与含量及其适宜范围有关,若超过了适宜的浓度,则呈香度反而会下降。
香味成分是由许多单体成分,即呈香、呈味、助香等成分组合而成的。单体成分在不同浓度、温度下,其香味也不尽相同。如为2种以上香味的复合体,那就更加复杂了。
一、白酒微量成分种类
白酒中现在已检出的单体成分达百余种,还有很多种成分尚未被检出。通过色谱-质谱联用、色谱-红外光谱联用等先进分析方法,根据各有关科学研究单位报道的研究结果,在各种香型白酒中至今已发现的香味成分总数为322种。
(一)醇类
醇类有(其中包括多元醇5种):甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、仲丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇、第三丁醇、第二异戊醇、仲戊醇、第三戊醇、己醇、异己醇、正庚醇、辛醇、异辛醇、癸醇、壬醇、十一醇、十二醇、丙烯醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇(左旋)、2,3-丁二醇(内消旋)、苯乙醇、月桂醇、肉豆蔻醇、2-戊醇、1,2-丙二醇、丙三醇、丁四醇、戊五醇、环己六醇、甘露醇。
(二)酯类
酯是具有芳香性气味的挥发性化合物,是曲酒的主要呈香、呈味成分,对各种白酒的典型性起着关键作用或决定作用。已检出的酯类有:己酸甲酯、丁二酸单甲酯、水杨酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、异丁酸乙酯、正丁酸乙酯、异戊酸乙酯、正戊酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、庚酸甲酯、己烯酸乙酯、己酸乙酯、异己酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、庚酸乙酯、2,4-二甲基戊酸乙酯、正辛酸乙酯、异庚酸乙酯、正壬酸乙酯、正癸酸乙酯、十一酸乙酯、十二酸乙酯、十三酸乙酯、十四酸乙酯、正十五酸乙酯、异十五酸乙酯、十五单烯酸乙酯、正十六酸乙酯、异十六酸乙酯、十六单烯酸乙酯、十六二烯酸乙酯、正十七酸乙酯、异十七酸乙酯、十七单烯酸乙酯、正十八酸乙酯、十八单烯酸乙酯、十八二烯酸乙酯、十八三烯酸乙酯、乙醇酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯、3-苯丙酸乙酯、乳酸乙酯、丁三酸二乙酯、原甲酸三乙酯、DL-β -羟基丁酸乙酯、庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯、壬二酸二乙酯、乙酸丙酯、己酸-1-乙基丙酯、正十六酸丙酯、己酸丙酯、乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、丁酸-2-甲基乙酯、异戊酸异丁酯、己酸-2-丁酯、己酸异丁酯、己酸-2-甲基丁酯、己酸正丁酯、正十六酸异丁酯、正十八酸异丁酯、十八单烯酸异丁酯、十八二烯酸异丁酯、丁二酸二异丁酯、丁二酸乙异丁酯、苯二甲酸二丁酯、甲酸-2-甲基丁酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸异丁酯、甲酸异戊酯、乙酸异戊酯、乙酸正戊酯、辛酸正戊酯、壬酸正戊酯、癸酸正戊酯、十二酸正戊酯、十四酸正戊酯、十六酸正戊酯、十六单烯酸异戊酯、十八酸异戊酯、十八单烯酸异正戊酯、十八二烯酸异戊酯、乳酸-2-甲基丁酯、乳酸异戊酯、丁二酸-2-异戊酯、丁二酸异戊酯、甲酸己酯、乙酸己酯、己酸己酯、乙酸十三酯等。
(三)酸类
酸类有:甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、2-甲基丁酸、异戊酸、戊酸、异己酸、己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、苯甲酸、苯乙酸、苯丙酸、乳酸、丙二酸、丁二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、琥珀酸、柠檬酸、2-酮丁酸、2-酮戊酸、2-羟基异己酸、异癸酸、十六碳酸、糠酸。
(四)氨基酸类
氨基酸类有:甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、谷氨酸。
(五)羰基化合物
羰基化合物有:甲醛、乙醛、正丙醛、2-羟基丙醛、异丁醛、正丁醛、2-羟基丁醛、异戊醛、正戊醛、正己醛、正庚醛、壬醛、2-乙酰氧基丙醛、糠醛、苯甲醛、苯乙醛、2-苯基丁烯、对甲氧基苯甲醛、丙酮、2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、4-甲基-4-戊烯-2-酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、1-环己烯基甲基酮、4-羟基-3-甲氧基苯乙酮、丁二酮等。
(六)缩醛
缩醛有:二乙氧基甲烷、1,1-二乙氧基丙烷、1,1-二乙氧基乙烷、1,1-二乙氧基异丁烷、1,2-二乙氧基乙烷、1,1-二乙氧基正丁烷、1,1-乙氧基丙氧基乙烷、1,1-二乙氧基-2-甲基丁烷、1,1-乙氧基异丁氧基乙烷、1,1-二乙氧基异戊烷、1,1-乙氧基己氧基乙烷、1,1-二乙氧基正戊烷、1,1-乙氧基异戊氧基乙烷、1,1-二乙氧基正己烷、1,1-乙氧基戊氧基乙烷、1,1-二乙氧基正庚烷、1,1-丙氧基异戊氧基乙烷、1,1-二乙氧基正辛烷、1,1-二丁氧基乙烷、1,1-二乙氧基正壬烷、1,1-乙氧基辛氧基乙烷。
(七)含氮化合物
含氮化合物有:吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、3-异丁基-5-乙基-2,6-二甲基吡嗪、2-乙基-3-3甲基吡嗪、九碳烷基吡嗪衍生物、乙基吡嗪、十碳烷基吡嗪衍生物、2,6-二乙基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、吡啶、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、三甲基唑、三甲基吡嗪、嘧唑、4-甲基吡嗪、六碳哒嗪衍生物、2-乙烯基-5-甲基吡嗪、3-异丁基-2,5二甲基吡嗪、苯并噻唑、3-异丁基-2,6-二甲基吡嗪、3-异丁基-5,6-二甲基吡嗪、丙酸羟胺、2-甲基-3-异丁基-6-甲基吡嗪、3-异丁基-2,5,6-三甲基吡嗪、3-异戊基-2,5-二甲基吡嗪、3-丙基-5-乙基-2,6-二甲基吡嗪、3,6-二丙基-5-甲基吡嗪。
(八)含硫化合物
含硫化合物有:硫化氢、硫醇、二甲基硫、3-甲硫基丙醇、二甲基二硫、3-甲硫基丙醛、二甲基三硫。
(九)呋喃化合物
呋喃化合物有:呋喃甲醇、2-己酰基呋喃、2-乙氧基-5-甲基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-戊基呋喃、5-甲基糠醛。
(十)酚类化合物
酚类化合物有:4-乙基愈创木酚、2-乙基苯酚、4-甲基愈创木酚、2,4-二甲基酚、愈创木酚、异丙基苯酚、对甲酚、4-乙基苯酚、邻甲酚、苯酚、间甲酚、3-乙基苯酚、β -乙基苯酚。
(十一)醚类
醚类有:烯醚、反己烯基异戊基醚、反式烯醚、顺己烯基-异戊基醚、顺式烯醚、含苯不饱和醚、反戊烯基戊基醚、含苯饱和醚、顺戊烯基戊基醚、饱和醚。
(十二)其他
包括甲基萘、α -蒎烯、1,3,5-环庚三烯等。
二、微量成分的来源
白酒中香味成分仅占2%左右,这些微量成分决定着白酒的香和味、风格、特征及香型。微量成分的来源主要有以下几个方面:
(一)来源于生产工艺
包括发酵、堆积、回酒、双轮底等,不同的生产工艺产生不同的香味物质。如酱香型白酒工艺、浓香型白酒工艺、清香型白酒工艺、米香型白酒工艺、豉香型白酒工艺等,所产白酒的香味物质是有较大差异的。不同的生产工艺产出不同香型、不同风格、不同特征、不同类型的白酒,这是传统白酒工艺的特点。所以改进生产工艺,提高生产工艺的科学性,是调整并提高白酒中香味成分的量比关系、提高产品质量的重要措施。
(二)来源于原料和辅料
不同的原料,经过发酵后,所生成的香味物质不一样,所以说白酒的质量与原辅料的品种及质量有着密切的关系。高粱可生成醇香、醇厚香味的微量成分。高粱的质量好、颗粒饱满、水分少、支链淀粉高、磷含量高、单宁含量适宜,产酒质量好;相反,则产酒质量差。糯米、硬米(大米)可生成醇甜、绵柔香味的微量成分。小麦(大麦、荞麦)可生成酒味陈香和香味长的微量成分。玉米可生成香味糙、酒劲大的微量成分,这是由于生成的高级醇类多。辅料以稻壳为最好,其他辅料均会给酒带来糠味等异杂味。所以辅料必须用稻壳,而且要求新鲜、杂物少、水分少、瓣粒大,用前还需进行清蒸处理,以确保白酒质量和产量。
(三)来源于发酵设备
包括地窖、地缸、石窖、砖窖、木桶等,不同的发酵设备对微生物的生长、繁殖、吸附,以及代谢产物的种类积累、储藏、交换等,对所产酒的质量都有很重要的影响;发酵设备的材质、所含微量元素对所产酒的质量也有很大的影响。所以采用地窖发酵才能生产出浓香型白酒,产酒的质量与窖池的质量关系非常密切。“千年窖、万年糟”产出质量好的浓香型白酒,是很有科学道理的。清香型白酒发酵用瓷质地缸,酱香型白酒发酵用条石地窖……不同材质的发酵设备,产出不同香型或风格的白酒,这是被白酒界公认了的事实。对发酵设备的研究,对提高白酒质量起了重大作用。
(四)来源于糖化发酵剂
包括糖化发酵剂的原料、所含微生物、酯化酶、细菌以及糖化发酵剂的制作工艺等。糖化发酵剂对白酒香、味成分的形成影响极大,对产酒率影响也大。质量高的糖化发酵剂(曲药或大曲)生产出的白酒产量高(原料出酒率高)、质量好,所以有用糖化发酵剂的名称来确认酒名的,如用大曲(麦制大块曲)发酵生产的酒叫大曲酒(包括茅台、五粮液、泸州大曲、汾酒等);小曲药(用米糠作原料)生产出来的白酒叫小曲酒;用麸皮作原料制的曲叫麸曲,用麸曲作糖化发酵剂生产的白酒叫麸曲酒。为了节约粮食,用麸皮代替小麦制的大曲,所产的白酒为麸曲酱香、麸曲浓香、麸曲清香等。为了提高质量和保持固有风格特征,近半个世纪以来,对白酒的糖化发酵剂进行了广泛、深入的研究,取得了显著成果,对白酒质量的提高和行业的发展作出了重大贡献。
糖化发酵剂的原料,大曲一般采用纯小麦,也有用大麦、小麦制大曲的,还有用小麦、大麦、豌豆制曲的,但主要原料是小麦。用大米作原料制的曲叫米曲;用米糠(或碎米)为原料制的曲,因体积小,呈椭圆形,叫小曲。还有在糖化发酵剂(或曲)的制作中加入中药材的,这种曲叫药曲,董酒使用的糖化发酵剂就是在制作中加了中药材作为药曲。各种不同原料制的曲,所产酒的香味成分是有很大差异的,特征、风格也不一样,如麸曲制的白酒就不如麦曲制的白酒质量好。
制糖化发酵剂的工艺也在很大程度上影响着曲的质量和所产酒的质量。高温制曲(制曲时发酵温度在55~65℃之间),曲块香气好,干脆、轻,所产酒香浓有陈味;中温制曲(制曲时发酵温度控制在50℃左右),曲块有香气,断面菌丝整齐,所产酒清香、醇和、干净;低温制曲(制曲时发酵温度控制在40℃左右),曲块无香气,菌丝健壮整齐,所产酒香味差,但出酒率高。制曲工艺、水分、温度、湿度、原料粉碎度都与微生物生存的种类、代谢产物的多少、香和味的前体物质的形成等关系密切。由于制曲工艺的不同,因而产生的微量成分含量不同,酒的香型、风格、特征也不同。
总体来说,糖化发酵剂(曲药)对白酒香、味成分的贡献是很大的。根据这些原理和作用,科技人员结合现代生物工程技术的成果,成功地将白酒糖化发酵剂改为固定化细胞(包括固定化酶、主要是酯化酶、固定化细菌等),取得了阶段性成果,促进了白酒的技术进步和生产发展。
(五)来源于工具、器具
主要是工具、器具的材质的选用对酒质香味成分的影响。传统工艺方法生产白酒,使用工具器具的材质大致包括天锅、底锅、爬梳等用的铁;甑桶、甑桥、云盘、木锨等所用的木材,如楠木、柏木、樟木、柞木、橡木等;甑、挑端所用的是楠竹、斑竹、水竹等;冷却场地使用的是石板、青砖(红砖)、黄泥等;冷却器用的材质是铜、锡、铝等。使用量最大的是木材和竹类。这些木材、竹类经过不断的磨损、浸泡、蒸煮等逐渐进入糟醅中,同粮糟一起发酵,产生了特殊的很微量的香、味成分,通过蒸馏进入成品酒中,使白酒的香味成分更加丰满、完美。如木材中含有很多香味成分或前体物质,经过酸、醇的浸渍和微生物的发酵,生成很多有用的香味成分,这些成分是优质白酒不可少的,也可能是白酒中酚类化合物的主要来源。另外,还有铁、石、泥等与产品中的微量成分来源也有一定关系。
(六)来源于白酒的储存
储存时间、储存容器材质、储存条件和方法都将影响白酒的质量。储存时间越长,酒质越好,这是长期实践经验的总结,并被白酒界人士所公认。酱香型白酒和清香型白酒储存期在3年以上,浓香型白酒在1年以上。并且储存期越长的白酒越是难得,是效果很好的调味酒。储存的目的是促进酒中微量成分的物理变化和化学反应,从而产生新的微量成分,所以说,储存是白酒中微量成分来源和变化的一个重要因素。这些成分使酒体醇厚、绵柔、细腻,浓香型白酒产生陈味或酱味,酱香型白酒则产生很幽雅的果酸味,叫白酒老熟期。
储存容器的材料,有瓦坛、陶缸、藤条、猪血、石灰等,这些材料用于制酒海、涂料酒池(大容器酒池)、铝桶、不锈钢罐等。实践证明,最好的储存容器是瓦坛或陶罐,但容量太小,最差都是铝桶。上述几种容器现在都在使用,因各有优缺点,各厂家根据不同的要求、不同的酒质,采用了不同的容器。瓦坛和陶缸及酒海用来储存调味酒或特殊香味酒;不锈钢桶、酒池用来储存好的基础酒(或成品酒);铝桶用来作短期储存或储存比较差的酒。材料好的容器能给酒带来有益的微量成分,并促进酒中微量成分的变化,从而增加酒中有益成分含量。如瓦坛、陶缸中的微量金属元素、微孔,酒海中的藤条、猪血、石灰浸出液等都能起到这种作用。铝桶会产生氧化铝等物质,对储存白酒造成不利影响,会使酒质变差。
储存条件和方法也能促进酒中微量成分的生成。储存在地下室或防空洞、天然岩洞,使酒缓慢地向有益的方向变化,酒的损耗小;储存在室内,酒质变化较快,但损耗较大;储存在露天,因自然温度影响大,温差大,也使酒质变化快或老熟快,但损耗也大,安全性差,各有利弊。加速酒的老熟的方法,有的在储藏的大容器(酒池、大酒桶)中加入少许瓦片、陶片,以加速酒的老熟;也有的采取在使用储存酒时,有意留0.5%~1%老酒,再装入新酒,按此方法循环进行。就像生产工艺的续糟发酵,称万年糟,所以这种储存方法称为留酒储存,这种酒叫百年老酒,进而就形成了“万年糟、千年窖、百年酒”的框架。实践证明,加入瓦片、陶片、留少许老酒的方法,对加快酒的老熟、提高酒的质量是很有效果的,也是增加酒中微量成分来源的一种措施,现已普遍被采用。其他还有采用老熟处理机,γ射线、磁场、超声波等物理催陈技术的,但效果均不理想。
(七)来源于蒸馏方法及提取效率
蒸馏是提取发酵糟(醅)中乙醇和微量成分的主要手段,在发酵过程中,既生成了大量的有益成分,同时也生成少量的有害成分。在蒸馏时采取措施,尽可能地提取有益成分,增加有益成分含量,这是蒸馏的主要目的。
在蒸馏过程中,由于温度升高,在高温的作用下(100℃左右),糟醅中的酸、醇加强其酯化反应,会生成部分酯类物质,其他微量成分也会发生反应和变化,而生成更多的微量成分。麦皮上的糖苷前体、高粱皮上的单宁会分解转化成酚类化合物,这些成分将随着酒蒸气带入酒中,使酒中微量香味成分更为丰富。有人认为,白酒中的氨基酸主要来源于蒸馏,所以在蒸馏时强调中火上甑,控制时间在40min左右为宜,缓火蒸馏,流酒速度为3L/min左右,所产酒有益成分最多,质量、产量均好,否则不但会影响产酒质量,且产量也低。
分段摘酒或量质摘酒获取微量成分及其比例不同的基酒,酒头一般取1L左右,酒头(刚开始流出来的酒)低沸点的醇溶性香味物质特别多,也有较多的低沸点的醛类、烯类。质好的酒头经过1年以上的储存或采取其他措施,使低沸点的烯类和醛类挥发或转化,其他香味成分也会发生变化,就可以作为调味酒使用;质差的酒头回底锅串蒸处理。一段酒或前段酒酒精含量在70%左右,二段酒或后段酒酒精含量在55%左右;尾酒酒精含量在10%~30%之间。前段酒醇溶性香味成分更多,己酸乙酯含量高,乳酸乙酯含量低,酒香、醇正、干净。二段酒水溶性微量成分高,醇溶性物质减少,乳酸乙酯含量高,香淡味涩。尾酒主要含高沸点物质较多,好的尾酒经过储存或采取措施处理后,可作为调味酒,可调出绵甜、后味绵长的酒,但多了会压前香;差的尾酒回底锅串香处理。在调配新型白酒时用尾酒效果很好,可提高新型白酒的糟香味和自然感,已被普遍采用。一、二段酒根据不同的酒质和市场需要,按不同比例搭配,组合成不同的基础酒。
串香(糟)蒸馏提取更多的有益香味成分。实践证明,经过正常的蒸馏提香后,酒醅(糟)中的香味物质大部分没有提取出来,有50%以上残留在酒醅中,作为再发酵的底物,对下批产酒质量有很大作用。但是残留量过多,尤其是酸度过大,将会影响下批酒的产量和质量。根据不同的糟醅,采取不同的串香(糟)措施,能更多、更有效地提取糟醅中的香味物质,是提高酒质、降低成本的科学方法。
由于双轮底糟香味物质含量丰富,酸度又偏高,若按糟醅的酒精含量来计算,每甑产酒量的50%~100%加入低档次的白酒进行串蒸,所产酒的质量和香味成分的含量都优于不加串香的原酒,串香后的底糟酸度明显下降,有利于下批发酵,一举两得。
(八)来源于加浆用水的添加
水占白酒组分中一半以上,勾兑用水是微量元素的主要来源,所以勾兑用水的质量显得越来越重要。各厂家都对勾兑用水进行研究和试验,采用水处理设备,把一般饮用水经处理后作勾兑用水,并出现了用纯净水作加浆用水的趋势,使酒更加干净、醇甜。
(九)酒微量成分的生成
1.有机酸的生成
白酒中的各种有机酸,在发酵过程中虽是糖的不完全氧化物,但糖并不是形成有机酸的唯一原始物质,因为其他非糖化合物也能形成有机酸。值得引起注意的是,许多微生物可以利用有机酸作为碳源,所以发酵过程中有机酸既有产生又有消耗。特别是不同种类有机酸之间不断转化。
(1)甲酸 主要由发酵中间产物加1分子水生成。
CH3COOH+HCOOH
(2)乙酸 是酒精发酵中不可避免的产物,在各种白酒中都有乙酸存在,是酒中挥发酸的组成成分,也是丁酸、己酸及其酯类的重要前体物质。乙酸的生成主要有下述几个途径:
① 在醋酸菌的代谢中,由乙醇氧化产生乙酸。
CH3COOH+H2O
醋酸菌是氧化细菌的重要组成部分,是白酒工业的大敌。有些酵母菌也有产酸能力,凡产酯能力强的酵母菌,对乙醇的氧化能力大于酒精发酵力的酵母菌都有产酸能力,但远不及醋酸菌。
② 发酵过程中,在酒精生成的同时,也伴随着有乙酸和甘油生成。
CH3CH2OH+CH3COOH+C3H5(OH)3+CO2
③ 糖经发酵变成乙醛,乙醛经脱氢氧化,产生乙酸。
酒精和乙酸是同时出现的,即一开始有酒精,马上就会有乙酸出现。当糖分发酵一半时,乙酸的含量最高;在发酵后期,酒精较多时,乙酸含量较少。一般来说,适宜酵母发酵的条件越差,则产生的乙酸越多。如果在发酵过程中带进了醋酸杆菌,乙酸会大量增加。
(3)乳酸 学名叫α -羟基丙酸。进行乳酸发酵的主要微生物是细菌,其发酵类型有两种:发酵产物只有乳酸的同型乳酸发酵;发酵产物中除乳酸外,同时还有乙酸、乙醇、二氧化碳、氢气的异型乳酸发酵。这些乳酸菌利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸,丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下还原而生成乳酸。
CH3CHOHCOOH+NAD+
CH3CHOHCOOH+C2H5OH+CO2
C6H12O6+H2O C6H14O6+CH3CHOHCOOH+CH3COOH+CO2
白酒生产是开放式,在酿造过程中将不可避免地感染大量乳酸菌,并进入窖内发酵,赋予白酒独特的风味,其发酵属于混合型乳酸发酵,包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。目前,白酒中普遍存在乳酸及其酯类过剩而影响酒的质量的问题,工艺上应尽量降低乳酸发酵强度。
(4)丁酸 又叫酪酸,是由丁酸菌或异乳酸菌发酵作用生成的。
① 丁酸菌将葡萄糖或含氮物质发酵变成丁酸。
CH3CH2CH2COOH+2H2+2CO2
② 由乙酸及乙醇经丁酸菌作用,脱1分子水而成。
CH3CH2CH2COOH+H2O
③ 由乳酸发酵生成丁酸时,也必须有乙酸,但有的菌不需要乙酸而直接从乳酸发酵生成乙酸,再由乙酸加氢而成为丁酸。
CH3CHOHCOOH+CH3COOH CH3CH2CH2COOH+H2O+CO2
CH3CHOHCOOH+H2O CH3COOH+CO2
CH3CH2CH2COOH+H2O
(5)己酸 在己酸菌、丁酸菌的作用下乙醇和乙酸经过发酵生成丁酸。
CH3CH2OH+CH3COOH CH3CH2CH2COOH+H2O
己酸菌再利用乙醇、乙酸,经发酵生成己酸。
这是一个极其复杂的过程。在生物合成过程中,乙醇与磷酸在乙酰与乙酰磷酸存在下,与乙酸结合生成丁酸。当丁酸与磷酸共同存在,受到氧化,变成乙酰磷酸。发酵一般是从高分子向低分子分解,而己酸发酵是以具有2个碳的乙醇为基质制造具有6个碳的己酸,它是发酵中罕见的例子。
在大曲酒发酵过程中,以淀粉质为原料,在淀粉酶的作用下,先将淀粉转化成葡萄糖,再由葡萄糖发酵生成己酸、乙酸、二氧化碳和氢气:
CH3(CH2)4COOH+CH3COOH+4CO2+4H2
(6)戊酸 丙酸细菌可利用丙酮酸羧化形成草酰乙酸。后者还原成苹果酸,再脱水还原成琥珀酸,然后脱羧产生丙酸,经辅酶A活化后生成丙酰辅酶A,接着再由梭状芽孢杆菌通过类似于丁酸、己酸的合成途径,由丙酸合成戊酸,进而还可合成庚酸等。
(7)琥珀酸 学名叫丁二酸,它是在酒精发酵过程中,由氨基酸去氨基作用而生成。
(8)由低分子酸合成高级酸
CH3CH2OH+CH3COOH CH3CH2CH2COOH+H2O
CH3CH2CH2COOH+CH3CH2OH CH3(CH2)4COOH+H2O
(9)由脂肪生成脂肪酸
C3H5(C15H31COO)3+3H2O C3H5(OH)3+3C15H31COOH
(10)由蛋白质变成氨基酸 发酵后残留于酒醅中的微生物菌体和原料中的蛋白质,通过微生物的作用,分解成氨基酸。
2.酯类的生成
白酒中的酯类主要是由发酵过程中的生化反应产生的,此外也能通过化学反应而合成,即有机酸与醇相接触进行酯化作用生成酯。酯化反应速度非常缓慢,并且反应到一定程度时即停止。
酯在酒精发酵过程中以副产物的形式出现,它是在酯化酶的作用下生物合成的。酯化酶为胞内酶,它催化酵母细胞内的脂肪酸-酰基辅酶A与醇结合形成酯。酵母、霉菌、细菌中都含有酯化酶。据研究,酯的合成是一个需能代谢过程,例如乙酸乙酯的合成反应如下:
CH3COSCoA+C2H5O CH3COOC2H5+CoASH
酵母体内的乙酰辅酶A主要来自丙酮酸的氧化脱羧作用,反应如下:
酵母对乙酸乙酯的合成能力最强,故各类白酒中乙酸乙酯含量均高。
Nordstrom在培养基中添加丁酸、己酸,并接种啤酒酵母进行发酵,用气相色谱分析发酵液,发现有丁酸乙酯、己酸乙酯生成。故提出了由脂肪酸和醇生物合成脂肪酸酯的通式为:
RCOOH+ATP+CoASH RCOSCoA+AMP+PPi
RCOSCoA+R′OH RCOOR′+CoASH
乳酸乙酯的生物合成途径与其他脂肪酸乙酯的合成类似,即乳酸在转酰基酶作用下生成乳酰辅酶A,再在酯酶催化下与乙醇合成乳酸乙酯。
酯类物质主要是发酵过程中由真核微生物合成,研究发现,多数有机酸对真核细胞有一定的抑制作用,而相应的酯类则抑制作用小。真核生物消耗能量将脂肪酸转化为相应酯类是很好的解毒措施。
3.醇类的生成
任何种类的酒,在发酵过程中,除生成大量的乙醇外,还同时生成其他醇类。醇类主要是由微生物作用于糖、果胶质、氨基酸等而产生的。酒中的醇类包括以下几种:
(1)甲醇 甲醇的前体物质为果胶。果胶是半乳糖醛酸的缩合物,其羧基经常与甲基或钙相结合而形成酯。该酯在果胶酯酶的参与下,经加水分解作用而生成甲醇和果胶酸。
(2)乙醇 淀粉经糖化后,由于酵母的作用,经EM途径,转变成酒精(乙醇)。
(3)高级醇 高级醇是一类高沸点物质,是白酒和其他饮料酒的重要香味来源。高级醇是指具有3个碳以上的一价醇类,这些醇类包括正丙醇、仲丁醇、戊醇、异戊醇、异丁醇等。我们平时说的杂醇油,就是这些高级醇组成的混合体。白酒中的杂醇油以异丁醇、异戊醇为主。在酒精发酵过程中,由于原料中蛋白质分解或微生物菌体蛋白水解,生成氨基酸,氨基酸进一步水解放出氨,脱羧基,生成相应的醇。不同种类的酵母,所产高级醇量也各不相同。
1905~1909年,伊里氏(Ehrlich)曾提出:在发酵糖的存在下,酵母对氨基酸加水分解作用的同时,脱氨基及二氧化碳,生成比氨基酸少一个碳的高级醇。
(4)多元醇 微生物在好气条件下发酵可生成多元醇。白酒中多元醇的含量较高,这些物质是白酒甜味和醇厚味的主要成分。多元醇的甜味常随着醇基的增加而增加。丙三醇、丁四醇(赤藓醇)、戊五醇(阿拉伯醇)、己六醇(甘露醇)都是甜味黏稠液。己六醇是白酒多元醇成分中含量最多的。
① 丙三醇(甘油)甘油是酵母行酒精发酵过程的产物。发酵液中加入亚硫酸或碳酸钠,或添加食盐以增加渗透压,可促进酵母产生大量甘油。白酒生产中,酒精经长期发酵,积累的甘油量较多。发酵过程中,中间产物为甘油:
CH2OHCHOHCH2OH+CH3CHO+CO2
另外,产2,3-丁二醇的细菌在好气情况下,除产生2,3-丁二醇外,也产生甘油:
CH3CHOHCHOHCH3+CH2OHCHOHCH2OH+CO2
② 甘露醇 许多霉菌能产甘露醇,大曲中含量较多,一般发酵食品都不同程度地含有此物。细菌中(如混合型乳酸菌)可使己糖产生乳酸,同时产生甘露醇。
4.醛酮类物质的生成
(1)乙醛 酒精发酵过程中,酵母将葡萄糖转变为丙酮酸,释放出二氧化碳而生成乙醛,乙醛被迅速还原成乙醇。在此期间生成的乙醛,只是中间产物,极少残存于酒醅中。当酒醅中已生成大量乙醇后,乙醇被氧化成乙醛:
CH3CHO+H2O
这是成品酒中乙醛的主要生成途径。
乙醛的沸点低,白酒中的乙醛含量与流酒温度有关。在储存过程中,乙醛大量挥发,酒中乙醛含量可降低。
(2)糠醛 稻壳辅料及原料皮壳中均含有多缩戊糖,在微生物的作用下,生成糠醛。
白酒中的呋喃成分系统主要是糠醛,此外,还有醇基糠醛(糠醇)和甲基糠醛等呋喃衍生物。在名曲酒中可能存在着以呋喃为基础的分子结构更大、更复杂的物质,但现在还未探明,其可能是“糟香”或“焦香”的重要组成部分。
(3)缩醛 白酒中的缩醛以乙缩醛为主,其含量几乎与乙醇相等,按酒厂中现行测定总醛的方法测出的主要物质是乙醛和部分高级醛,尚有部分没有测出。缩醛是由醇和醛缩合而成的。
(4)丙烯醛(甘油醛)白酒无论是固态或液态发酵,在发酵不正常时,常在蒸馏操作中感觉到有刺眼的辣味,蒸出来的新酒燥辣,这是酒中有丙烯醛的缘故。但经储存后,辣味大为减少,因为丙烯醛的沸点只有50℃,容易挥发,使酒在老熟过程中辣味减轻。
酒醅中含有甘油,如感染大量杂菌,尤其当酵母与乳酸菌共存时,就会产生丙烯醛。
(5)高级醛酮 白酒中的醛酮类(即羰基化合物)是重要的香味成分,但含量过多,会给白酒带来异杂味。酒中高级醛酮是由氨基酸分解而成。
(6)α -联酮 双乙酰、3-羟基丁酮、2,3-丁二醇等一般习惯上统称α -联酮,但并不十分确切,因2,3-丁二醇其实属醇类。白酒中双乙酰、2,3-丁二醇是呈甜味物质,赋予酒以醇厚感。从白酒的成分剖析可知:名优酒的双乙酰和2,3-丁二醇含量多,次酒含量少;3-羟基丁酮尚无规律可循。
白酒生产中,大多数根霉、曲霉、酵母都能产生α -联酮。
3-羟基丁酮主要由酮酸及乙醛而来。双乙酰是由乙醛及乙酸生成的。双乙酰生成3-羟基丁酮时还产生乙酸。
2,3-丁二醇属二元醇,它的产生因菌种不同而有以下途径:
CH3CHOHCHOHCH3+2CO2+H2
CH3CHOHCHOHCH3+CO2+HCOOH
2CH3CHOHCHOHCH3+2CH3OHCHOHCH2OH+4CO2
双乙酰、3-羟基丁酮、2,3-丁二醇三者之间可经氧化还原反应而相互转化:
CH3COCOCH3
白酒酿造过程中微生物种类繁多,共同起着极其复杂的氧化还原作用。发酵过程中,一般先产生3-羟基丁酮,随后转化为2,3-丁二醇和双乙酰。这三种物质在窖内极不稳定,但酒醅中三者始终存在,只是在不同时期的量比关系不同。
5.芳香族化合物的生成
芳香族化合物是一种碳环化合物,是苯及其衍生物的总称(包括稠环烃及其衍生物)。酒中芳香族化合物主要来源于蛋白质。例如酪醇是在酵母的作用下由酪氨酸加水脱氨而生成的。小麦中含有大量的阿魏酸、香草酸和香草醛,用小麦制曲时,经微生物作用而生成大量的香草酸及少量香草醛。小麦经酵母发酵,香草酸大量增加;但曲子经酵母发酵后,香草酸有部分变成4-乙基愈创木酚。阿魏酸经酵母及细菌作用也能生成4-乙基愈创木酚。
据文献记载,香草醛、香草酸、阿魏酸等来源于木质素;丁香酸物质来自单宁。若将高粱用60%酒精浸泡,抽提液中含有大量酚类化合物,其中有较多的阿魏酸和丁香酸。经酵母发酵后,主要生成丁香酸、丁香醛和一些成分不明的芳香族化合物。
6.含硫化合物的生成
白酒中检出的硫化物主要有硫化氢、硫醇、二乙基硫等,特别是新酒中这些物质含量较多,它们是新酒味的主要成分。通过储存,这些物质可挥发除去。
硫化氢主要是由胱氨酸、半胱氨酸和它的前体物质含硫蛋白质转化而来的。原料中含硫蛋白质含量不同,经发酵后生成硫化氢量也有差异。实验表明,酵母、细菌的硫化氢产量较霉菌大得多。球拟酵母及汉逊酵母将胱氨酸转化成硫化氢的能力更强。
酒醅内存在胱氨酸时,在有较多的糠醛和乙醛存在情况下,高温蒸馏时也能生成硫化氢。
三、微量成分与白酒呈味
酒中各类香气成分的含量多少,既受发酵条件的制约,如发酵温度、材料水分大小、半成品质量好坏、酒精生成量及升酸幅度等因素;同时又受外部条件的限制,如工人责任心、装甑操作优劣、装甑时间、流酒速度、流酒温度、环境卫生、天气情况、空气中微生物的种类和数量等,使酒的差别较大。
(一)酸
白酒中的有机酸,既是呈香物质又是呈味物质,非挥发酸则呈酸味而缺乏香气。有机酸分子越大,香味越绵柔而酸感越弱;相反,分子小的有机酸,酸的强度大,刺激性强。各种有机酸的酸感及强度并不一样,例如醋的酸味与泡菜中的乳酸味就大不相同。对有机酸的味觉检查结果,酸味最强的是富马酸,其顺序如下:富马酸>酒石酸>苹果酸>乙酸>琥珀酸>柠檬酸>乳酸>抗坏血酸>葡萄糖酸。白酒中一般乳酸含量较多,它是代表白酒特性的酸。当前白酒存在的问题,不是乳酸不足,而是过剩。
丁酸有汗臭;己酸稍柔亦有汗臭;辛酸以及分子量更大的脂肪酸有汗臭及油臭。适量的乙酸能使白酒有爽朗感,过多则刺激性增强。
这些有机酸不但其本身呈味,更重要的是它们是形成酯的前体物质。酸的重要作用在于它在酒醅中调节酸度,并可作发酵微生物的碳源,是白酒发酵过程中必不可少的物质。
酸与酒的口味有关,酸不足则酒味短。低度白酒常因酸不足而造成酒后味短的现象。酸类沸点高,易溶于水,蒸馏时多集聚于酒尾。所以蒸馏时,酸高则摘高度酒,酸低时摘低度酒,可将酸导入酒内。
在各香型白酒之间,甚至是同一香型的不同品种酒之间,有机酸的种类及含量有很大差异。这可能也是形成不同香型和各酒厂自家风格的原因之一。霉菌、酵母菌、细菌在发酵过程中都有生成有机酸的能力,但霉菌生成的有机酸对白酒质量影响较小,白酒中的有机酸主要是细菌产生的,其次是酵母菌。在细菌中,产乳酸的主要是乳酸菌,其他如枯草杆菌、大肠杆菌等也有产乳酸的能力。乳酸菌中乳杆菌的能力大于乳球菌。白酒发酵初期主要是乳球菌发挥作用,但发酵后期,便主要是乳杆菌发挥作用,这是因为乳球菌不耐酸。乳酸有3个不同的旋光体,即左旋、右旋、消旋,但除旋光之外,它们的其他化学性质完全相同。乳杆菌以产左旋乳酸为主,产酸虽强,却不呈香气;乳球菌以产右旋乳酸为主,产酸虽弱,却有香气。
酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌、枯草杆菌等都可不同程度地生成微量乙酸、乙醇及一定量的乳酸。又如大肠杆菌对葡萄糖发酵,既生成乳酸,又生成乙醇及乙酸。这种情况称为“异常发酵”。酵母菌能产有机酸。有人用1000余株酵母菌进行试验,其中有4个属100余株酵母菌还能产柠檬酸。从高粱酒醅中分离出的东北结合酵母菌能产大量有机酸,其中以产乙酸能力最强。关于酵母菌产酸的具体情况,见表2-23。在蒸馏过程中,有机酸聚集于尾酒中,若想提高酒中酸量,则添加尾酒最为有效,降酸则摘高度酒。
表2-23 酵母菌生成的有机酸及其阈值、呈香
1个酸元与1个醇元结合,脱水而生成酯,称为酯化,通常也称为结合酸。发酵时产生的酯,是经酵母菌酯化酶与乙酰辅酶A共同作用所生成的。酵母菌胞内酶与胞外酶都有酯化能力,但真正发挥作用还是以胞内酶为主。
从味觉阈值数据可以看出,乙酸的阈值比乳酸低(表2-24)。白酒由于酸味成分组成不同,经常出现化验结果酸度低的酒,在品尝时往往比酸高的酒更酸。
有机酸类化合物在白酒组分中大约占除水和乙醇外的其他组分总量的14%~16%。它们是白酒中较重要的呈味物质。
1.白酒中有机酸的分类
白酒中有机酸的种类较多,大多是含碳链的脂肪酸化合物。由于碳链的不同,脂肪酸具有不同的电离强度和沸点,同时它们的水溶性也不同。这样,这些不同碳链的脂肪酸在酒体中电离出的H+强弱程度也会呈现出差异,也就是说,它们在酒体中的呈香呈味作用表现出不同。根据这些有机酸在酒体中的含量及自身的特性,可将它们分为三大部分:
① 量较高,较易挥发的有机酸。在白酒中,乳酸、乙酸、己酸和丁酸都属较易挥发的有机酸,这4种酸都在白酒中含量较高,是较低碳链的有机酸,它们较易电离出H+。
② 量中等的有机酸。这些有机酸一般是3个碳、5个碳和7个碳的脂肪酸。
表2-24 各种有机酸的阈值、呈味
③ 量较少的有机酸。这部分有机酸种类较多,大部分是沸点较高、水溶性较差、易凝固的有机酸,碳链长度一般在10个或10个以上,例如油酸、癸酸、亚油酸、棕榈酸、月桂酸等。
2.有机酸的作用
有机酸类化合物在白酒中的呈味作用似乎大于它的呈香作用。呈味作用主要表现在有机酸贡献H+使人感觉到酸味,并同时有酸刺激感觉。由于羧基电离出H+的强弱受到碳链长度和碳负离子的影响,同时酸味的“副味”也受到碳负离子的影响,因此,各种有机酸在酒体中呈现出不同的酸刺激和不同的酸味。在白酒中含量较高的一类有机酸,它们一般易电离出H+,较易溶于水,表现出较强的酸味及酸刺激感,但它们的酸味也较容易消失,这一类有机酸是酒体中酸味的主要供体。另一类含量中等的有机酸,它们有一定的电离H+的能力,虽然提供给体系的H+不多,但由于它们一般含有一定长度的碳链和负离子,使得体系中的酸味呈现出多样性和持久性,协调了小分子酸的刺激感,延长了酸味的持续时间。第三类有机酸是在白酒中含量较少的,以往人们对它的重视程度不够,实际上它们在白酒中的呈香显味作用是举足轻重的。这一部分有机酸碳链较长,电离出H+的能力较小,水溶性较差,一般呈现出很弱的酸刺激感和酸味,似乎可以忽略它们的呈味作用。但是,由于这些酸具有较长的味觉持久性和柔和的口感,并且沸点较高,易凝固,黏度较大,易改变酒体的饱和蒸气压,使体系的沸点及其他组分的酸电离常数发生变化,从而影响了体系的酸味持久性和柔和感,并改变了气体的挥发速度,起到了调和体系口味、稳定体系香气的作用。例如,在相同浓度下,乙酸单独存在时,酸刺激感强而易消失;而有适量油酸存在时,乙酸的酸刺激感减小并较持久。
有机酸类化合物的呈香作用在白酒香气表现上不十分明显。就其单一组分而言,它主要呈现出酸刺激气味、脂肪臭和脂肪气味;有机酸和其他组分相比较沸点较高,因此在体系中的气味表现不突出。在特殊情况下,例如,酒在酒杯中长时间敞口放置,或倒去酒杯中的酒,放置一段时间,闻空杯香,我们能明显感觉到有机酸的气味特征。这也说明了有机酸的呈香作用在于它的内部稳定作用。
白酒中的羧酸绝大部分是一元酸,除个别酸外,它们的解离常数在10-5数量级。与白酒中的酯、醇、醛等类物质相比,酸的作用力最强,功能相当丰富,影响面广,不易把握。
(1)消除酒的苦味 苦味在白酒中普遍存在,酒的苦味多种多样,以口和舌的感觉而言,有前苦、中苦、后苦、舌面苦;苦的持续时间长或短;有的苦味重,有的苦味轻;有的苦中带甜,有的甜中带苦,或者是苦辣、焦苦、药味样的苦、杂苦等。
酒苦与不苦,关键在酸量的多与少:酸量不足,酒苦;酸量适度,酒不苦;酸量过大,酒有可能不苦,但将产生别的问题。这里指的酸量,是指化学分析的“总酸”值。不论白酒苦味物质的含量多少、组成情况和表现行为等如何,当酒的酸量在合理的范围之内,而各种酸的比例又在一个适当的范围内,酒就一定不会苦。
(2)酸是新酒老熟的有效催化剂 我国白酒都要求有一定的储存时间,酱香型酒要储存3年,浓香型要储存1年。一般各种香型白酒都要储存半年以上才能用。长期以来,对于新酒老熟问题,人们想了很多办法,但效果并不理想。其实白酒内的酸自身就是很好的老熟催化剂,它们量的多少和组成情况如何及酒的协调性如何,决定了酒加速老熟的能力。控制入库新酒的酸量,把握好其他一些必要的协调因素,对加速酒的老熟可起到事半功倍的效果。
(3)酸是白酒重要的味感剂 酒入口后的味感过程是极其复杂的。白酒对味觉刺激的综合反映就是口味。对口味的描述尽管多种多样,但也有统一的标准,如讲究白酒入口后的后味、余味、回味等。白酒的所有成分都有两方面的作用:既对香又对味作出贡献。羧酸主要表现出对味的贡献,是白酒最重要的味感物质,主要表现在:
① 增长后味。
② 增加味道。
③ 减少或消除杂味。
④ 可出现甜味和回甜感。
⑤ 消除燥辣感。
⑥ 可适当减轻中、低度酒的水味。
(4)对白酒香气有抑制和掩蔽作用 勾兑实践中,往往会遇到这种情况,含酸量高的酸加到含酸量正常的酒中,对正常酒的香气有明显的压制作用,俗称“压香”。在制作新型白酒时,其中一个重要程序是往该酒中补加酸,但若补酸过量,就会压香,就是使酒中其他成分对白酒香气的贡献在原有水平上下降了,或者说酸量过多使其他物质的放香阈值增大了。
白酒酸量不足时,普遍存在的问题是酯香突出、香气复合程度不高等,在用含酸量较高的酒作适度调整后,酯香突出、香气复合性差等弊端在相当大的程度上得以解决。酸在改善酒中各类物质之间的融合程度、改变香气的复合性方面,显示出其特殊的作用。
(5)酸的控制 酸控制不当将使酒质变坏。酸的控制主要包括以下3个方面:
① 酸量要控制在合理范围之内。国家标准对不同香型酒的总酸含量作了明确的规定。对于不同的酒体,要通过勾兑人员的经验和口感尝评来决定总酸量。
② 含量较多的几种酸的构成情况是否合理。不同香型的白酒,都有几种主要的羧酸,如浓香型白酒中的乙酸、己酸、乳酸、丁酸,若这4种酸的比例关系不当,其中某一种或两种酸含量不合理,将给酒质带来不良影响。
③ 酸量严重不足或超量太多,势必影响酒质甚至改变格调。实践证明,酸量不足酒发苦,邪杂味露头,酒味不净,单调,不谐调;酸量过多,酒变粗糙,放香差,闻香不正,带涩等。
(6)酸的恰当使用可以产生新风格 老牌国家名酒董酒,它的特点之一是酸含量特别高,比国内其他任何一种香型的白酒酸含量都高。董酒中的丁酸含量是其他名酒的2~3倍,但与其他成分谐调而具有“爽口”的特点,这是在特定条件下显示的结果。但若浓香型白酒中丁酸含量如此高,则必然出现丁酸臭。因此,在特定的条件下,酸的恰当运用可以产生新的酒体和风格。
3.有机酸的作用原理
白酒中的几大类物质中,酸的作用力最强,在协调和处理酒中各类物质之间的关系方面,酸的影响大,其主要原因如下:
(1)酸对味觉有极强的作用力
① 酸的腐蚀性 白酒中的羧酸虽然都是弱酸,但也都具有腐蚀性。白酒中的有机酸,如乙酸、丁酸、乳酸、己酸对人的皮肤也具有很强的腐蚀性和伤害作用,会造成化学烧伤。在低浓度的情况下,例如0.1%,对皮肤的腐蚀作用大大降低,但并非腐蚀作用就不存在了,只是这种腐蚀作用已不再构成对人体的伤害和威胁。
酸的腐蚀性主要表现在它能凝固蛋白质,能与蛋白质发生多种复杂的反应,部分改变或破坏蛋白质。酸在白酒中的浓度极低,不会对人们的口腔和舌等造成伤害,但其刺激作用仍很明显。因此,勾兑时要恰如其分地掌握用酸,且几种主要酸的比例要协调。
② 酸以分子和离子两种状态作用于味觉 白酒中的羧酸在乙醇-水这一混合溶剂中会发生解离,造成羧酸在白酒中存在的形式发生变化。酸味由羧酸分子、羧酸负离子和氢离子酸这3种质点构成,它们共同作用于人的味觉器官。带相反电荷的一对离子,比呈分子状态的酯、杂醇和醛类物质对味觉器官的作用力要强烈得多。
③ 酸的极性最强 将白酒中物质的极性大小进行比较,可得到以下顺序:
羧酸>水>乙醇≥杂醇>酯
④ 沸点高,热容大 把同碳原子的酸与醇的沸点(bp)、熔点(mp)作一比较,可以看出,酸较相应的醇沸点高出35℃以上(正己酸例外)。
羧酸的沸点高和热容量大,决定了在常温下蒸气压小,即挥发程度低,因此它对白酒香气的贡献不多。
⑤ 羧酸有较强的附着力 生活中人们有这样的感受,吃了水果后欲消除口腔内那种酸味感是比较慢的,这与羧酸有较强的附着能力有关。附着力大,意味着羧酸与口腔的味觉器官作用时间长,即刺激作用持续时间长,这是酸能延长味觉感受时间的原因之一。
(2)酸与一些物质间的相互作用
① 驱赶作用 新酒和储存期短的酒,含有一些低沸点的弱酸性物质,如硫化氢和硫醇。这两种物质尤其是后者的嗅阈值极低,当其含量在10-8~10-9时,现代化仪器也难以检测到,但人却能感觉到它们的存在。
当溶液中存在着两种不同的酸性物质时,酸性较强的物质不仅能够抑制弱酸性物质的电离,而且对弱酸性物质有一种驱赶作用。将乙酸、乳酸、丁酸、己酸与硫化氢、甲硫醇、乙硫醇的酸性强度进行比较,前4种酸的酸性强得多,沸点又远高于甲硫醇(-61℃)、乙硫醇(37℃)、硫化氢(-61℃)。所以有机酸量的多少和环境温度的高低,对驱赶酒中带臭味的低沸点酸性物质的影响甚大。在气温较高的夏季,含酸量较多的白酒,臭味物质从酒中逃逸的速度更快,臭味消失较快。
② 抑制作用 白酒中呈弱酸性的固体物质主要是酚类,已检出的物质有酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等。白酒中有机酸的酸性较酚强。羧酸解离出的氢离子是白酒中氢离子的主要来源,它的存在对酚的解离平衡有极强的影响。也就是说,羧酸的存在使得酚类化合物在白酒中主要以酚的形式而不是以酚氧负离子的形式存在,酚以分子状态对白酒的味作出贡献。
2,3-丁二酮(双乙酰)是白酒中另一种特殊的酸性物质,2,3-丁二酮分子以酮式和烯醇式的互变异构体而存在。它的羰基是一个强吸电性基团,对分子内相邻碳原子上的氢有微弱电离而呈弱酸性。当两个羰基处于相连的位置时,将大大增加2,3-丁二酮分子的酸性。
③ 酸与碱性物质间的化学反应。白酒中含有氨基酸。氨基酸分为酸性、中性和碱性。分子中氨基(—NH2)和羧基(—COOH)数目相等,为中性氨基酸;羧基多于氨基的为酸性氨基酸;氨基多于羧基的为碱性氨基酸,如赖氨酸等。白酒中还存在着另外一些碱性物质,例如吡嗪的衍生物,如2-羟甲基吡嗪,4-乙基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪等。它们可以和羧酸生成盐。
④ 与悬浮物之间的作用 白酒的生产过程十分复杂,涉及许多工艺措施。在各个操作过程中都将产生一些有机的或无机的机械杂质,它们大多呈悬浮状态,而另外一些杂质则以胶体形式分散于酒液之中。因为羧酸能解离出带正负电荷的离子,对胶体的破坏作用和对机械杂质的絮凝作用较强。
(3)酸的催化作用
① 催化酯反应 羧酸和醇反应生成酯。因为白酒中的乙醇占绝对优势,主要反应为:
RCOOC2H5+H2O
这是一个可逆反应。反应达到平衡后,正反应和逆反应的速度相等。这种反应在窖火中、蒸馏过程、储存期间始终在进行。
② 对酯交换的催化 白酒中的乙醇与其他醇相比,占绝对优势,因此,白酒中的酯99%以上都是有机酸的乙醇酯。酯的反应活性之一是它能发生酯交换反应。乙酯要发生酯交换反应,一般来说应有个必要条件:比乙醇有更高沸点的醇、酸(或碱)催化。白酒能满足这个条件。白酒中有正丙醇、正丁醇、异丁醇和异戊醇等和酸存在,因此酯交换反应不可避免。有机酸的杂醇酯的生成量是多少并不重要,但不能否定它们的存在。
③ 对羧醛反应的影响 白酒中含羧基的化合物有两种物质含量最多,即乙醛和乙缩醛(二乙醇缩乙醛),一般在20~100mg/100mL。乙醛是生成乙缩醛的前体物质。在没有酸存在的情况下,乙醛和乙醇的反应十分困难且极其缓慢;在酸的催化下,这一反应被加速。该缩合反应分步进行,中间产物是半缩醛,而且每一步反应均可逆。
(二)醇
在酿造过程中酵母生成的高级醇及其他香味成分,都是酒精发酵的副产物,但不同酵母菌的高级醇生成量及种类有很大差异(表2-25)。
白酒中已检出的醇类有几十种。醇在酒中既呈香又呈味,并且起到增强酒的甜感与助香作用,也是形成酯的前驱物质。酒精行业称高级醇为杂醇油,白酒行业中称为高级醇,在酒内含量过多时则呈苦涩味,或有明显的液态法白酒味。在高级醇中,异丁醇有极强的苦味;正丁醇并不太苦,其味很淡薄;正丙醇微苦;酪醇有优雅的香气,但味奇苦,经久不散,它是由酵母菌发酵酪氨酸而生成的;戊醇及异戊醇在高级醇中占比例较大,其味苦涩。尽管如此,白酒中含有适量醇是必要的,因为它是白酒香味中不可缺少的组分。采用液态法生产白酒时,产高级醇多,而采用固体法生产的白酒,酯含量多。由于两者工艺不同,因此酒的风味不相同。
多元醇,如甘油、赤藓醇、甘露醇、环己六醇等,在酒中呈甜味,并使酒味圆滑,起到缓冲(黏合)作用,使香气成分能联成一体,并使酒增加绵甜醇厚感,也有助香作用。其中甘露醇的甜味最强,它在酒中各种香味成分之间起到协调的作用,使酒增加绵甜、回味悠长、丰满醇厚之感。多元醇在酒中被称为缓冲剂或助香剂。
表2-25 酵母菌生成的醇类
醇类化合物在白酒组分中占12%左右。由于醇类化合物的沸点比其他组分低,易挥发,这样它可以在挥发过程中“拖带”其他组分的分子一起挥发,起到“助香”作用。在白酒中低碳链的醇含量居多。醇类化合物随着碳链的增加,气味逐渐由麻醉样气味向果实气味和脂肪气味过渡,沸点更为增高,气味更为持久。在白酒中含量较多的是一些碳数小于6的醇。它们一般较易挥发,表现出轻快的麻醉样气味和微弱的脂肪气味或油臭。
醇类的味觉作用在白酒中相当重要。它是构成白酒相当一部分味觉的骨架,主要表现出柔和的刺激感和微甜、浓厚的感觉,但有时会赋予酒体一定的苦味。
在酿酒过程中,发酵生成的香味成分都是酵母菌发酵的副产物和其他微生物的代谢产物,随着酵母菌及其他微生物种类与活力不同,香气成分的生成量及种类有很大差异。
C3以上的高级醇主要由酵母菌发酵生成,酵母菌利用氨基酸,代谢出比氨基酸少一个碳原子的高级醇。常见的有:缬氨酸生成异丁醇,亮氨酸生成异戊醇,异亮氨酸生成活性戊醇,苯丙氨酸生成β -苯乙醇等。高级醇的生成与氨基酸的生物合成、代谢密切相关。
(三)酯类
酯类是白酒香味的重要组分,酯在白酒中的含量仅次于乙醇及水,居第三位。其中乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯占总酯量的90%左右。目前从白酒中检出的酯类已达45种之多。
白酒中的酯类,虽然其结合酸不同,但几乎都是乙酯,仅在浓香型白酒中检出了乙酸异戊酯。发酵期短的普通白酒,酯类中乙酸乙酯及乳酸乙酯含量最多。由于酯的种类不同、含量的差异,因而构成了白酒不同的香型和风格。在白酒生产过程中,酵母菌主要进行酒精发酵作用,同时也进行酯化作用,并赋予白酒香味。霉菌(曲)也有酯化能力,尤其是红曲霉酯化能力极强,但在窖内,主要靠酵母菌的酯化能力。试验证明,在酯化过程中,如果有红曲霉存在,能有效地提高酵母菌的酯化效果。一般产膜酵母(也叫产酯酵母或生香酵母)的酒精发酵力弱,而酯化能力强,主要是曲坯上和场地感染而来的野生酵母菌占绝对量。
白酒香味成分的量比关系是影响白酒质量及风格的关键。每种香型白酒都具有各自的风格,决定其典型风格的就是香味成分之间含量的比例关系。不同香型的酒,其香味成分种类不同,香味成分的量比关系也不相同。而在同一香型不同酒中,虽然其香味成分相同或近似,但其量比关系不尽相同(表2-26)。这是各厂出产的酒风格不同的主要原因。为了保持产品质量的稳定,首先要控制香味成分的量比关系。
表2-26 几种浓香型白酒中4种酯间的量比关系
① 己酸乙酯与总酯的量比关系:若“己/总”值大,则表现酒质好,浓香风格突出。
② 丁酸乙酯与己酸乙酯的量比关系:“丁/己”在0.1以下较为适宜,即丁酸乙酯宜占己酸乙酯10%以下,丁酸乙酯含量如果过高,酒容易出现泥臭味,是造成尾味不净的主要原因。
③ 乳酸乙酯与己酸乙酯的量比关系:“乳/己”低者较适宜,如果比值较大,容易造成香味失调,影响己酸乙酯放香,并出现老白干味。
④ 乙酸乙酯与己酸乙酯的量比关系:“乙/己”不宜过大,否则会突出乙酸乙酯的香气,出现清香型酒味,影响浓香型的典型风格。相对己酸乙酯而言,乙酸乙酯在储存过程中更易挥发并发生逆反应,原酒中的乙酸乙酯含量会大量减少,因此要注意储酒的容器密封性和酒度。
在白酒生产过程中,酵母菌进行酒精发酵的同时,进行酯化作用,以赋予白酒香味。霉菌也有酯化能力,酵母菌与霉菌在一起,对于产酯起到促进作用。麸曲酒厂用酒精酵母生产乙醇,因酒精酵母产酯能力低,所以另外添加产酯酵母(生香酵母),借以增加白酒香味。大曲中网罗富集大量野生酵母,其中多数为产酯酵母,遂使发酵过程中生成大量酯类,从而形成了优雅细腻的白酒风味。
在白酒的香气特征中,绝大部分是以突出酯类香气为主的,就酯类单体组分来讲,根据形成酯的那种酸的碳原子数多少,呈现出不同强弱的气味(表2-27)。含1~2个碳的酸形成的酯,香气以果香气味为主,易挥发,香气持续时间短;含3~5个碳的酸形成的酯,有脂肪臭,带有果香气味;含6~12个碳的酸形成的酯,果香气味浓厚,香气有一定的持久性;含13个碳的酸形成的酯,果香气味很弱,呈现出一定的脂肪气味和油味,它们沸点高,凝固点低,很难溶于水,气味持久而难消失。在呈香呈味上,通常是分子量小而沸点低的酯具有独特而浓郁的芳香;分子量大而沸点高的酯类,香味虽不强烈,但香气极为优雅而绵长,所以大分子酯类更受人们青睐。
表2-27 各种酯的香气
在酒体中,酯类化合物与其他组分相比,绝对含量较高,而且酯类化合物大都属于较易挥发和气味较强的化合物,表现出较强的气味特征。一些含量较高的酯类,由于其浓度及气味强度占有绝对的主导作用,使整个酒体的香气呈现出以酯类香气为主的气味特征,并表现出某些酯原有的感官气味特征。例如,清香型白酒中的乙酸乙酯和浓香型白酒中的己酸乙酯在酒体中占有主导作用,使这两类白酒的香气呈现出以乙酸乙酯和己酸乙酯为主的香气特征;而含量中等的一些酯类,由于它们的气味特征类似其他酯类,因此,它们可以对酯类的主体香味进行“修饰”和“补充”,使整个酯类香气更丰满、浓厚;含量较少或甚微的一类酯大多是一些长碳链酸形成的酯,它们的沸点较高,果香气味较弱,气味特征不明显,在酒体中很难明显突出其原有气味特征,但它们的存在可以使体系的饱和蒸气压降低,延缓其他组分的挥发速度,起到使香气持久和稳定香气的作用。这也就是酯类化合物的呈香作用。
酯类化合物的呈味作用会因为它的呈香作用非常突出和重要而被忽略。实际上,由于酯类化合物在酒体中的绝对浓度与其他组分相比高出许多,而且感觉阈值较低,其呈味作用也是相当重要的。在白酒中,酯类化合物在其特定浓度下一般表现为微甜、带涩,并带有一定的刺激感,有些酯类还表现出一定的苦味。例如,己酸乙酯在浓香型白酒中含量一般为150~200mg/100mL,它呈现出甜味和一定的刺激感,若其含量降低,则甜味也会随着降低。乳酸乙酯则表现为微涩带苦,当酒中乳酸乙酯含量过多,则会使酒体发涩带苦,并由于乳酸乙酯沸点较高,使其他组分挥发速度降低,若含量超过一定范围,酒体会呈现出香气不突出的问题。再如,油酸乙酯及月桂酸乙酯,它们在酒体中含量甚微,感觉阈值也较小,属高沸点酯,当在白酒中有一定的含量时,它们可以改变体系的气味挥发速度,起到持久、稳定香气的作用,并不呈现出其原有的气味特征;当它们的含量超过一定的限度时,虽然体系的香气持久了,但它们各自原有的气味特征也表现出来了,使酒体带有明显的脂肪气味和油味,损害了酒体的品质。
四、羰基化合物
白酒中检出的醛类12种,这些醛类中,有的辛辣,有的呈臭味,也有的带水果香但甜中有涩。浓香型白酒中的醛类一般含量为52~122mL/100mL。
酱香型及浓香型白酒中含有较多的乙缩醛,而汾酒及西凤酒的乙缩醛含量极低。据测定结果表明,乙醛与乙缩醛两者相互消长,由于在储存过程中发生缩合,乙醛渐消,乙缩醛渐长,这是白酒长期储存后口感更绵柔的重要因素之一。
白酒中已检出的酮类有6种,其中3-羟基酮及二丁酮含量较多。这些酮类有愉快的香味并有类似蜂蜜的甜香味。
羰基化合物的香气阈值及感官特征见表2-28。
表2-28 羰基化合物的香气阈值及感官特征
白酒中添加2,4-二硝基苯肼时,则白酒香味顿然消失,这是破坏了酒内的醛、酮类的缘故,不但没有了白酒风味,反而呈现与白酒毫不相干的中药味。这充分证明了羰基化合物在白酒香味中的重要地位。低分子醛类有强烈的刺激臭,乙醛有黄豆臭。乙醇微甜,乙醛与乙醇两者相遇则呈燥辣味,新酒燥辣味与此有关。在名酒中乙缩醛含量比普通白酒高,并在储存过程中不断增加。据文献报道,戊醛呈焦香,遇硫化氢时则焦香更浓。酮类的香气较醛类绵柔、细腻,其阈值也低,它不但是主要香气,也是香气的散发者。丙烯醛又名毒瓦斯,它有催泪的刺激性和强烈的苦辣味。糠醛易使酒色变黄,呈焦苦及涩味。3-羟基丁酮在酒内呈燥辣味,并使酒味粗糙。双乙酰是非蒸馏酒的大敌,却是蒸馏酒的香味成分,白酒中含量多少为适宜,目前尚无标准。
羰基化合物在白酒组分中大约占6%~8%。低碳链的羰基化合物沸点极低,易挥发。随着碳原子数的增加,沸点逐渐增高,并在水中的溶解度下降。羰基化合物具有较强的刺激性气味,随着碳链的增加,它的气味逐渐由刺激性气味向青草气味、果实气味、坚果气味及脂肪气味过渡。白酒中含量较高的羰基化合物主要是一些低碳链醛、酮类化合物。在白酒的香气中,与其他组分相比较,由于这些低碳链醛、酮类化合物绝对含量不占优势,同时自身的感官气味表现出较弱的芳香气味,以刺激性气味为主,因此,在整体香气中不十分突出低碳链醛、酮的原始气味特征。但这些化合物沸点低,易挥发,可以“提扬”其他香气分子挥发,尤其是在酒体入口时,很易挥发。所以,这些化合物实际起到了“提扬”香气和“提扬”入口“喷香”的作用。
酒中的羰基化合物具有较强的刺激性口味。在味觉上,它赋予酒体较强的刺激感,也就是人们常说的“酒劲大”。这也说明酒中的羰基化合物的呈味作用主要是赋予口味以刺激性和辣感。
醛类物质与白酒的香气和口味有着密切的关系。乙醛和乙缩醛的主要功能表现为对白酒香气的平衡和协调作用,而且作用强,影响大。乙醛和乙缩醛是白酒中必不可少的重要组成成分。它们含量的多少以及它们之间的比例关系如何,将直接对白酒香气的风格水平和质量水平产生重大影响。
1.乙醛与乙缩醛
乙醛是醛类物质,其功能基是醛基。二乙醇缩乙醛(简称乙缩醛)不是醛,是一个二醚,分子内含两个醚键,它的两个醚键与同一个碳原子相连接,是胞二醚。乙醛和乙缩醛在特定环境条件下可以互相转换,因此,白酒行业往往将乙缩醛也划归“醛类”,但在科学概念上不可将此二者混为一谈。
乙缩醛与乙醛的总量占白酒中总醛的98%以上,所以它们是白酒中最重要的醛类化合物。
2.乙醛的作用
(1)水合作用 乙醛是一种羰基化合物,羰基是一个极性基团,由于极性基团的存在,乙醛易溶于水。乙醛与乙醇互溶主要是物理性的,与水互溶则是反应性的溶解。醛自发地与水发生水合反应,生成水合乙醛。此反应是一个平衡反应,在乙酸催化下,反应速度加快。白酒中乙醛有两种存在形式,即以乙醛分子或水合乙醛的形式对酒的香气作出贡献。
(2)携带作用 由于乙醛与水有良好的亲和性、较低的沸点和较大的蒸气分压,因此乙醛有较强的携带作用。携带作用即酒中的乙醛等在向外挥发的同时,能够把一些香味成分从溶液中带出,从而造成某种特定气氛。
要有携带作用,必须具备两个条件:①它本身要有较大的蒸气分压;②它与所携带的物质之间在液相、气相均要有良好的相容性。乙醛就是这样一种物质。乙醛与酒中的醇、酯、水,不论与该酒液或是与该酒液相平衡的气相中的各组分物质之间,都有很好的相容性。相容性好才能给人的嗅觉以“复合”型的感知。刚打开酒瓶时的香气四溢(喷香)就与乙醛的携带作用有关。
(3)降低阈值的作用 在勾兑调味实践中,大家有这样的经验:当使用醛含量高的酒作组合或“调味”酒时,将使基础酒的闻香明显变强,即对放香强度有放大和促进作用。这就是乙醛对各种物质阈值的影响。阈值不是一个固定值,在不同的环境条件下会发生变化。乙醛的存在,对白酒中那些可挥发性物质的阈值有明显的降低作用,不仅对原来已有相当放香强度物质的阈值有一定的降低作用,而且对那些不太易感知到的物质的阈值也有降低作用,即提高了嗅觉感知的整体效果,使白酒的香气变浓了。
(4)掩蔽作用 蒸馏酒或者不同形式的固液结合白酒,在进行色谱骨架成分调整时,最难以解决的问题之一是闻香和气味的分离感突出(即明显地感觉到外加香),这将大大影响这类酒的质量。
即使是完全用发酵原酒,甚至用“双轮底酒”加浆降度后,有时也会出现闻香和味分离感,这时并不存在“外加香”的问题。
产生上述现象的原因极其复杂,其原因可能有两个:一是骨架成分的合理性;二是没有处理好四大酸、乙醛和乙缩醛的关系。四大酸的主要表现为对味的协调功能,乙醛、乙缩醛主要表现为对香的协调功能。酸压香增味,乙醛、乙缩醛增香压味。只要处理好这两类物质间的平衡关系,使其综合行为表现为对香和味都作出适当的贡献,就不会显现出有外加香味物质的感觉,不论是全发酵酒、新型白酒还是中低度酒。这就是说,乙醛、乙缩醛和四大酸量的合理配置大大提高了白酒中各种成分的相容性,掩盖了白酒某些成分过分突出的弊端,从这个角度讲,它们有掩蔽作用。
(5)乙醛的聚合 在酸催化下,或者在微量氧气存在下,乙醛自身能发生聚合反应,主要生成三聚乙醛。三聚乙醛是一种不溶于水的化合物,沸点为128℃,是一种可散发出愉快香味的挥发性物质。三聚乙醛在酸的作用下,又被解聚,重新生成乙醛。
五、吡嗪类
白酒中的含氮化合物可形成焦香,是人们喜爱的焙炒香气,吡嗪类化合物是酱香型、芝麻香型白酒中重要的香气成分之一。焦香在食品中还有防腐作用,所以被广泛利用于食品防腐。焦香在白酒中都不同程度地存在,酱香型及麸曲白酒中焦香较浓,芝麻香型白酒的焦香基本上已成为它的主体香气。
吡嗪类化合物是糖类与蛋白质氨基酸在加热过程中形成的产物,是通过氨基酸的降解反应和美拉德反应产生的。从白酒中已经鉴别出的吡嗪类化合物有几十种,但绝对含量很少。它们一般都具有极低的香气感觉阈值,极易被察觉,且香气持久难消。
目前白酒中检出的含氮化合物有30种,其中定性的吡嗪类化合物有21种。多数白酒中所含的吡嗪类化合物,以4-甲基吡嗪和3-甲基吡嗪含量最高。有些白酒(如白云边酒)则以2,6-二甲基吡嗪居多。如以同碳数烷基取代吡嗪总量计,则除茅台酒中4-甲基吡嗪含量较高外,其余酒样中的二碳、三碳烷基取代吡嗪的总量都比较接近。茅台酒中的吡嗪类化合物高达10mg/L。分析储存多年的茅台酒样,吡嗪类化合物的总量分别为63.6mg/L和40mg/L,比其他酱香型白酒(郎酒、迎春酒)高出10~17倍,其中起主导作用的首推4-甲基吡嗪。对几个不同来源茅台酒的分析表明,4-甲基吡嗪含量都在30mg/L以上,然而其他酱香型白酒其含量均低(表2-29)。因此,相当高的4-甲基吡嗪含量是茅台酒的标志,但它并不是酱香型白酒所共有的特征。
表2-29 白酒中含氮化合物的测定结果 单位:μg/L
茅台酒中含氮化合物呈特高含量;郎酒、迎春酒及白云边属第二层次,其总量在2300~3700μg/L;景芝及某些浓香型酒(五粮液、古井贡酒)中的含量在1000~2000μg/L;洋河大曲酒、双沟大曲酒及汾酒中的含量较低,仅为200~540μg/L。以上分析结果表明,吡嗪的生成与酒醅发酵及制曲温度高低有关,更受反复加热蒸馏的影响。
六、其他香味物质
白酒中还有许多香味成分,例如已检出的芳香族成分就有26种。4-乙基愈创木酚、苯甲醛、香兰素、丁香醛等都是白酒特别是酱香型白酒的重要香味成分,但味微苦。酪醇呈香好,但味奇苦,它是微生物菌体中酪氨酸被酵母菌发酵形成的。β -苯乙醇在白酒中含量甚多,单体有蔷薇香气,但在白酒中与多种香味成分混在一起,蔷薇香气并不突出。
此外还有许多呋喃化合物,这些成分的含量虽少,但阈值却很低,故有极强的香味。这类化合物都是高沸点物质,可能在后味延长上起重要作用。呋喃甲醛在稀薄情况下,稍有桂皮油的香气;浓时冲辣,味焦苦涩,在酱香型白酒中含量突出,成为酱香型白酒的特征香气之一。呋喃甲醛也极易氧化而变成黄色,这是酱香型白酒颜色微黄的根本原因。其他如香草酸、香草酸乙酯、苦马林、异麦芽酚等也都是上佳的香味成分。
在白酒中检出的硫化物有6种,一般含硫化合物的阈值很低,含量很微就能察觉它的气味。它们的气味非常典型,一般表现为异臭和令人不愉快的气味,且持久难消。
七、呈味物质的相互作用
白酒中的呈味物质有酸味、甜味、苦味、辣味、涩味、咸味等物质,这些物质在酒中味觉的强弱与其相互作用有关。味觉变化是随着味觉物质和总量变化的不同而起变化的,为了保证酒的质量与风格,使产品保持各自的特色,必须掌握好味觉物质的相互作用和酒中香味物质的特征及变化规律。
1.相乘作用
在某一种味中添加另一种味,加强了原有的呈味强度,这在食品品尝中,称为味的相乘作用。
在甜味溶液中添加少许食盐,会使甜味明显增加。在15%~25%蔗糖溶液中添加0.15%食盐时,则呈最甜状态。有趣的是,如果添加0.5%的食盐,反而不及不添加食盐的糖液甜。这说明,相乘作用在呈味物质之间,存在着一定的量比关系,即平衡关系。
在苦味溶液中添加酸,可使苦味更苦。植物果实及种子在未成熟期又酸又苦,这是植物为了繁殖后代而自我保护的有力武器。苦味成分还有较强的杀菌能力。不论在人的味感方面还是呈味物质在味蕾细胞膜吸着面上,甚至是发生膜电位测定结果都表明,在谷氨酸钠中添加肌苷酸钠或鸟苷酸,能起到增强鲜味的相乘作用,使鲜味大幅度提高。谷氨酸钠与肌苷酸钠混合时,鲜味显著增强,1∶1时增加7.5倍,10∶1时增加5倍,添加1%时鲜味也翻了一番,这表明了味觉神经在生理上起到了相乘作用。两者相混合不但增强鲜味感、持续感,并对遮盖苦味也有明显效果。
2.相杀作用
在呈香物质中添加另一种呈味物质,使原有物质的呈味强度下降,这在食品品尝中称为相杀作用。
在咸味溶液中添加酸味物质,可使咸味强度减小。在1%~2%食盐乳液中添加0.05%醋酸或在10%~20%食盐溶液中添加0.3%食醋,则咸味大幅度下降。在日常生活中,饺子咸了就蘸醋吃,这就是利用醋解咸的作用。在五种味中,甜味的相杀作用最多,它对酸味、苦味、咸味都有缓解作用。例如,吃柠檬、柚子、菠萝等酸味大的水果时,加入糖则酸味大减;咖啡甚苦,在溶液中加入糖则苦味明显下降,并赋予舒适感。在咸味中添加糖,则咸味亦随之减弱。在1%~2%的食盐溶液中添加7%~10%蔗糖时,可使咸味完全消失;但在20%的食盐溶液中,添加多少蔗糖咸味也不会消失。糖在食品中不但会使酸、苦、咸味下降,并且赋予其浓郁感和后味长的特点。白酒中的多元醇含量虽低,甜度也很小,但也能起到相同的作用。
咸味对苦味也有相杀作用,能降低苦味的强度。例如,除去酱油中的盐后,再分离出呈鲜味的谷氨酸钠,便出现苦味,这证明咸味对苦味有相杀作用。
在0.03%咖啡碱溶液(呈苦味的最低浓度)中,添加0.8%食盐,苦味反而稍有加强;如果添加1%以上,则咸味加强。如果增加食盐添加量,则苦味明显减弱,过多时则成咸味了。
3.复合香味
两种以上呈香物质相混合时,能使单体的呈香呈味有很大变化,其变化有正面效应,也有负面效应。
香兰醛是最常用的食品香料,除香外,还有耐高温的优点。香兰醛呈饼干香味,β -苯乙醇则带有蔷薇花的香味。两者按合理比例混合,既不是饼干味,也不是蔷薇花香,而是复合了白兰地所特有的香味。
乙醇微甜,乙醛则带有黄豆臭,浓时为青草臭,并有涩味。两者相混,则呈现新酒刺激性极强的辛辣味,从而改变了酒应有的甜味感及其特有的香味。
4.助香作用
新产的酒和勾兑的配制酒,香味之间很不谐调,就像新组成的足球队,队员之间配合很不默契,要磨合。此时,就需要助香成分来助香了。助香成分像黏合剂,它将各种香味成分联合成一个整体,才能突出其产品的独特风格。
在酒中起助香作用的化合物,其本身往往并不是很香,或者是弱香,或者是无味甚至是臭的,但它却是酒里不可缺少的角色。