李松飛,龐 芳,楊旭娥,李福茂,朱文丹
(昆明海關(guān)技術(shù)中心大理分中心,云南 大理 671000)
云南小曲清香型白酒是以糧谷為主要原料,采用小曲為糖化發(fā)酵劑,經(jīng)傳統(tǒng)固態(tài)糖化、小容量容器固態(tài)發(fā)酵,蒸餾、儲(chǔ)存、勾兌、包裝而成的,不使用食用酒精及非白酒發(fā)酵產(chǎn)生的呈香呈味呈色物質(zhì)的白酒[1]。這一類酒產(chǎn)品以小曲特有的糟香為主,后味短,酸、脂含量與大曲酒比較,偏低。由于工藝和品質(zhì)特征與國(guó)內(nèi)其他白酒有較大差異,無(wú)法歸類為已制定的國(guó)標(biāo)香型中。為此,專門(mén)制定了云南地方標(biāo)準(zhǔn) 《DBS53/007-2015食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)云南小曲清香型白酒》。蕎為一年生草本植物,生長(zhǎng)期短,可以在貧瘠的酸性土壤中生長(zhǎng),且營(yíng)養(yǎng)豐富,是西南高原人民較為偏愛(ài)的一種食物,將蕎用于釀酒,也是云南小曲清香型白酒的一大種類。
白酒在釀造過(guò)程中,由于原料的植物細(xì)胞壁及細(xì)胞間質(zhì)的果膠中含有甲醇酯,在曲霉的作用下放出甲氧基,形成甲醇,一般情況下白酒中含有甲醇是正常的,但甲醇對(duì)人體,特別是神經(jīng)系統(tǒng)和血管的毒害作用較大,特別是部分不法之徒用工業(yè)酒精勾兌白酒,對(duì)消費(fèi)者危害極大,中毒者會(huì)出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐以及視線模糊等癥狀,嚴(yán)重者會(huì)失明乃至喪命。[2]云南小曲清香型白酒起步晚、發(fā)展慢、民族地域性強(qiáng),釀造方式主要以民間小作坊的傳統(tǒng)工藝釀造為主。關(guān)注白酒中的甲醇含量對(duì)樹(shù)立云南小曲清香型蕎酒的品牌,改進(jìn)民族釀造工藝都具有重要的意義。
乙醇、甲醇:色譜純,德國(guó)默克公司;叔戊醇:純度99.88%,Dr.Ehrenstorfer GmbH。
Agilent7890B氣相色譜儀,配氫火焰離子化檢測(cè)器 (FID);酒精計(jì) (0-50,50-100),冀州市耀華器械儀表廠。
1.3.1 試劑配制
乙醇溶液 (40%,體積分?jǐn)?shù)):量取40mL乙醇,用水定容至100mL,混勻備用。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
甲醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 (5000mg/L):準(zhǔn)確稱取0.25g(精確至0.001g)甲醇至50mL容量瓶中,用乙醇溶液定容至刻度,混勻,4℃冰箱低溫密封保存。叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)溶液 (20000mg/L):準(zhǔn)確稱取1.0g(精確至0.001g)叔戊醇至50mL容量瓶中,用乙醇溶液定容至刻度,混勻,4℃冰箱低溫密封保存甲醇系列標(biāo)準(zhǔn)工作液:分別吸取0.04、0.1、0.2、0.4、0.8mL甲醇儲(chǔ)備液于5個(gè)10mL容量瓶中,用乙醇溶液定容至刻度,依次配制成20、50、100、200、400mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別加入0.1mL叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,混勻,上機(jī)測(cè)定,內(nèi)標(biāo)法定量,繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。
1.3.3 試樣前處理
吸取試樣10.0mL于試管中,加入0.10mL叔戊醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,混勻,待上機(jī)使用。
1.3.4 氣相色譜條件
色譜柱:Agilent HP-FFAP毛細(xì)管色譜柱(50m 0.320mm 0.50μm);進(jìn)樣口溫度:250℃,采用分流進(jìn)樣,分流比20∶1;載氣:高純氮?dú)?,流?.0mL/min;檢測(cè)器溫度:250℃;初始溫度40℃,以4℃/min升溫速率升至130℃,再以20℃/min升溫速率升至220℃,保持2min;進(jìn)樣量:1.0μL[3]。
以甲醇標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度和叔戊醇濃度的比值為橫坐標(biāo),以甲醇和叔戊醇的色譜峰面積比值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。試樣中甲醇含量按如下公式計(jì)算:
式中:ρ(甲醇)為試樣中甲醇的質(zhì)量濃度,g/L;ρ為從標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的試樣溶液中甲醇的質(zhì)量濃度,mg/L;φ為試樣的酒精度,使用酒精計(jì)進(jìn)行測(cè)定[4];1000為換算系數(shù)。
按照云南地方標(biāo)準(zhǔn) 《DBS53/007-2015食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)云南小曲清香型白酒》小曲清香型白酒中甲醇質(zhì)量濃度應(yīng)≤0.6g/L(按100%酒精度折算),在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《GB 2757-2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)蒸餾酒及其配制酒》中又將甲醇限量區(qū)分為糧谷類≤0.6g/L、其他≤2.0g/L(按100%酒精度折算)[5]。云南小曲清香型蕎酒一般以苦蕎為原料??嗍w是云南少數(shù)民族地區(qū)主要的農(nóng)作物之一,因其具有醫(yī)食同源的特性,被譽(yù)為 “五谷之王”。但苦蕎不是藥,不是保健品,是能當(dāng)做主食的食品[6],故蕎酒應(yīng)當(dāng)算糧谷類白酒,可執(zhí)行云南地方標(biāo)準(zhǔn),也可執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中糧谷類白酒甲醇限量要求≤0.6g/L(按100%酒精度折算)。
實(shí)驗(yàn)室從云南省各地州市 (大理、玉溪、曲靖、臨滄、楚雄等)獲得各種糧谷為原料 (玉米、高粱、大麥、蕎、青稞等)釀造的小曲清香型白酒樣品1685個(gè),檢測(cè)結(jié)果 ρ(甲醇) >2.0g/L(按100%酒精度折算)的0個(gè),占樣品總數(shù)的0%;ρ(甲醇)>0.6g·L-1(按100%酒精度折算)且≤2.0g·L-1(按100%酒精度折算)的樣品24個(gè),占樣品總數(shù)的1.4%;ρ(甲醇)≤0.6g·L-1(按100%酒精度折算)的樣品1661個(gè),占樣品總數(shù)的98.6%。其中以蕎為原料釀造的蕎酒111個(gè),占樣品總比的6.7%,ρ(甲醇) >2.0g/L(按100%酒精度折算)的 0個(gè),ρ(甲醇) >0.6g/L(按100%酒精度折算)且≤2.0g/L(按100%酒精度折算)的樣品23個(gè),占蕎酒樣品總數(shù)的20.7%;ρ(甲醇)≤0.6g/L(按100%酒精度折算)的樣品88個(gè)。檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況詳見(jiàn)表1。
表1 小曲清香型白酒檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 1:Statistical table of test results of Xiaoqu Qingxiang liquor
以蕎為原料釀制的白酒執(zhí)行云南小曲清香型白酒的地方標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)甲醇質(zhì)量濃度超過(guò)0.6g/L時(shí),可認(rèn)定為產(chǎn)品不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。從表1統(tǒng)計(jì)的甲醇結(jié)果中可以看出111批蕎酒中有23批不合格,不合格率為20.7%,占小曲清香型白酒總不合格率的95.8%,蕎酒的甲醇含量相較于其他原料釀制的白酒要高。
白酒中甲醇的成因可分為外源性和內(nèi)源性。外源性即使用工業(yè)酒精勾兌成食用白酒。工業(yè)酒精中含有甲醇,飲用4~6g就會(huì)使人致盲,10g以上就可致死[7]。工業(yè)酒精勾兌白酒中甲醇的含量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的甲醇限量要求。從本次采集樣品的甲醇檢測(cè)結(jié)果可以看出蕎酒中甲醇偏高的成因不是外源性,其主要成因應(yīng)為內(nèi)源性的。內(nèi)源性的影響主要來(lái)源于原料、輔料、微生物種類及工藝條件。
2.4.1 原料
甲醇在白酒中的含量與釀酒原料及輔料的果膠質(zhì)含量有直接關(guān)系。可以說(shuō),甲醇的前提物質(zhì)為果膠,果膠質(zhì)是鏈狀結(jié)構(gòu),鏈的環(huán)基是由半乳糖醛酸或半乳糖醛酸酯組成。它的環(huán)狀分子是直接用氧橋連接的,里面含有許多甲氧基。果膠質(zhì)在酸、堿或酶的作用下,甲氧基從果膠質(zhì)中分離出來(lái),生成甲醇。各種不同的釀酒原料中均或多或少的含有一定量的果膠質(zhì),這是產(chǎn)生甲醇的物質(zhì)基礎(chǔ)。其量隨植物品種、部位、種植條件、地區(qū)、收獲季節(jié)、貯藏期長(zhǎng)短等因素的不同而異。小曲酒的釀造輔料——糠殼中含1.07%。一般來(lái)說(shuō),薯類原料遠(yuǎn)比谷物原料的果膠質(zhì)含量高。谷物生成的甲醇為干物質(zhì)的0.01%~0.04%,薯類則為0.28%~0.36%[8]。蕎酒所用原料蕎麥中的食物纖維大多是由果膠和黏質(zhì)組成[9],其果膠含量相較于其他糧谷類產(chǎn)品為高,所以用蕎作為原料生產(chǎn)的白酒甲醇含量相對(duì)較高也在情理之中,但在檢測(cè)數(shù)據(jù)中仍然有79.3%的蕎酒甲醇含量是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的,所以蕎本身果膠含量高并不是造成甲醇偏高的主要因素。
果膠主要存在于原料的殼、桿、表皮之中,選擇釀酒的原料一般情況下都要進(jìn)行去殼脫皮處理,如果原料殼、桿、表皮去除不干凈,在釀造發(fā)酵過(guò)程中自然會(huì)增加最終產(chǎn)品的甲醇含量。而蕎麥具有顆粒小、表皮難去除的特點(diǎn),許多小作坊企業(yè)購(gòu)買原料后自行進(jìn)行去殼脫皮,往往不能有效的將殼、桿、表皮等除去。在原料中占比較高,這是導(dǎo)致最終產(chǎn)品甲醇含量較高的主要原因。此外,原料的質(zhì)量也決定了白酒品質(zhì)的高低,使用發(fā)霉、腐爛、變質(zhì)的原料生產(chǎn)白酒也會(huì)造成甲醇含量偏高[10]。
2.4.2 生產(chǎn)工藝
云南小曲清香型白酒的生產(chǎn)工藝流程是使用整粒的糧谷為原料,經(jīng)泡糧、悶糧、蒸糧,攤涼、加曲糖化、配糟入窖發(fā)酵,固態(tài)蒸餾而成[11]。在整個(gè)流程中,產(chǎn)生甲醇的環(huán)節(jié)主要是原料糧谷蒸煮,在高溫條件下,果膠質(zhì)中所含的半乳糖醛酸或半乳糖醛酸酯發(fā)生水解作用,產(chǎn)生甲氧基,并還原形成甲醇,這是整個(gè)流程甲醇產(chǎn)生的起點(diǎn),從這里開(kāi)始甲醇將伴隨整個(gè)生產(chǎn)流程。在隨后的糖化、發(fā)酵過(guò)程中甲醇含量可能會(huì)受到影響,例如糖化酶夾帶的果膠基可能會(huì)分解出甲醇,從而增加產(chǎn)品甲醇含量,也有研究表明可以在發(fā)酵過(guò)程中加入菌株,通過(guò)菌株菌群優(yōu)勢(shì)抑制酒曲中其它果膠降解菌的生長(zhǎng),從而降低發(fā)酵液中甲醇含量[12]。發(fā)酵完成后,生產(chǎn)過(guò)程中的甲醇已經(jīng)全部產(chǎn)生,而在形成成品白酒前最重要的一步是固態(tài)蒸餾,在蒸餾過(guò)程中甲醇會(huì)跟隨酒精一起進(jìn)入成品白酒,如不能進(jìn)行有效的控制,這一環(huán)節(jié)將最終決定蕎酒中甲醇含量的高低。
綜上所述,云南小曲清香型蕎酒中甲醇含量偏高主要是原料??嗍w相較于其他糧谷原料果膠質(zhì)含量更高,因此以苦蕎為原料生產(chǎn)的小曲清香型白酒中甲醇含量水平略高于高粱、玉米、小麥等生產(chǎn)的其它白酒。但并不代表蕎酒的甲醇含量就一定不符合云南小曲清香型白酒標(biāo)準(zhǔn)的要求,即≤0.6g/L(按100%酒精度折算)。生產(chǎn)者依然可以通過(guò)對(duì)原料和生產(chǎn)流程的控制降低蕎酒中甲醇的含量,可行的措施有如下幾點(diǎn):
1)原料的預(yù)處理。
原料在使用前進(jìn)行預(yù)處理可有效除去糧谷中的酸味、霉味和部分可溶性果膠。蒸煮前可預(yù)先進(jìn)行浸泡12~24 h,再用清水清洗以除去單寧、可溶性果膠等雜質(zhì),同時(shí)因經(jīng)浸漬過(guò)的原料淀粉顆粒已膨脹,有利于蒸煮時(shí)糊化,具有發(fā)酵過(guò)程中升酸緩慢、發(fā)酵快、殘?zhí)巧俚葍?yōu)點(diǎn)。
2)原料蒸煮的有效控制。
降低蒸煮壓力和增加排放氣次數(shù)可有效降低甲醇含量。甲醇主要產(chǎn)生在蒸煮的過(guò)程中,特別是在高壓條件下果膠質(zhì)水解成甲醇,壓力越高,溫度越高,產(chǎn)生的甲醇量越多,降低蒸煮壓力對(duì)減少白酒中甲醇含量有一定作用,但壓力低會(huì)使糊化不徹底,引起可發(fā)酵性糖的損失,影響出酒率。在間歇式生產(chǎn)過(guò)程中可采用排氣的方法以除去醪液中的甲醇。[13]
3)蒸餾過(guò)程的控制。
通過(guò)利用甲醇和乙醇物理特性的不同實(shí)現(xiàn)甲醇和酒精的有效分離,甲醇沸點(diǎn)是64.7℃,乙醇沸點(diǎn)是78.3℃,其揮發(fā)和分離不是由各自純組分的沸點(diǎn)決定的,而是決定于各分子之間的作用力,在水分含量較低或無(wú)水分時(shí),甲醇更易揮發(fā);若含水量大,由于氫鍵的作用,甲醇更難揮發(fā)。也就是說(shuō)甲醇在酒精度低時(shí),作為尾級(jí)雜質(zhì),酒精度高時(shí)作為頭級(jí)雜質(zhì),因此在蒸餾過(guò)程中 “掐頭去尾”,是去除甲醇的有效方式[14]。