左風(fēng)華 唐心強(qiáng) 王虹
摘要 [目的]從黃水中提取稀缺的天然白酒調(diào)味品。[方法] 首先用超強(qiáng)吸水樹脂吸收黃水中的水分將黃水濃縮為濃黃水,再將濃黃水共沸精餾;然后再將共沸精餾后剩余的液體進(jìn)行催化酯化。[結(jié)果] 100份黃水經(jīng)超強(qiáng)吸水樹脂脫水后,可得到7.066 7份乙醇含量56.7%的濃黃水。 100份濃黃水通過共沸精餾可獲得0.432 8份純天然乙醛、0.269 4份甲酸乙酯和甲醇及0.975 0份乙酸乙酯和甲醇的共沸物,該共沸物中加入適量CaCl2后再蒸餾可獲得0.220 7份純甲酸乙酯和0.514 2份純乙酸乙酯;100份濃黃水催化酯化可獲得92.094 8份含有38種影響白酒風(fēng)味的化合物的酯化液。該酯化液中乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯的含量分別高達(dá)142.9、22.2、54.2、3.3、75.4和158.9 g/L。[結(jié)論]從1份黃水中獲得的乙醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯和酯化液可以把6.5份普通白酒勾兌成優(yōu)級(jí)濃香型白酒,因此黃水具有很好的回收利用價(jià)值,同時(shí)也說明該研究從黃水中提取白酒調(diào)味品的工藝和方法具有很好的推廣利用價(jià)值。
關(guān)鍵詞 黃水;共沸精餾;超強(qiáng)吸水樹脂;酯化液;白酒調(diào)味品
中圖分類號(hào) TS261.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2017)25-0107-05
Abstract [Objective]To extract the scarce natural liquor flavoring from yellow water.[Method]First,yellow water was concentrated into dense yellow water by using super absorbent resin to absorb the moisture in the yellow water;next,the previously conentrated yellow water would be azeotropic distillation , and then to adopt catalytic esterification for the remainder liquid after the distillation. [Result]The 7.066 7 portion concentrated yellow water with 56.7% alcohol could be obtained after treatment of super strong waterabsorbent resin for 100 portion yellow water. Azeotrope of 0.432 8 portion natural acetaldehyde, 0.269 4 portion ethyl formate and methyl alcohol, 0.975 0 portion ethyl acetate and methyl alcohol could be obtained after azeotropic distillation of per 100 portion concentrated yellow water. 0.220 7 portion ethyl formate and 0.514 2 ethyl acetate could be obtained after distillation with CaCl2 for the azeotrope. 92.094 8 portion esterified liquid with 38 kinds of flavoring conpounds could be obtained after catalytic esterification of 100 portion concentrated yellow water and the content of ethyl acetate, ethyl propionate, ethylbutyrate, ethyl valerate, ethyl lactate and ethyl hexanoate were as much as 142.9,22.2,54.2,3.3,75.4 and 158.9 g/L. [Conclusion]Superior Luzhouflavor liquor can be made by mixing 6.5 portion common liquor with acetaldehyde, ethyl formate, ethyl acetate and esterification liquid which are obtained from 1 portion yellow water, so the yellow water has a great recycling value , but also shows the process and method of the research has good value of popularization and utilization value.
Key words Yellow water;Azeotropic distillation;Strong waterabsorbent resin;Esterification;Liquor flavouring
濃香型白酒是我國生產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的白酒品種,其主體香味物質(zhì)是己酸乙酯,其含量的高低直接影響著濃香型白酒的質(zhì)量[1]。通常,固態(tài)法釀制的新酒中己酸乙酯含量一般低于1 000 mg/L,且乳酸乙脂的含量大于己酸乙脂。而優(yōu)級(jí)濃香型白酒要求己酸乙酯的含量在1 200~2 800 mg/L,且乳酸乙脂∶己酸乙脂為(0.6~0.8)∶1[2]。此外,液態(tài)法白酒是選用食用酒精為酒基,進(jìn)行串香、調(diào)香或固液勾兌而成,也稱為新工藝白酒[3-4]。一方面,由于食用酒精中幾乎不含有固態(tài)法白酒中的多種呈香呈味的微量成分,欲使液態(tài)法白酒達(dá)到“香氣柔和、綿甜自然、酸酯諧調(diào)、口味干凈”的特定風(fēng)格[5-7],通常需要在食用酒精中添加多種香料或調(diào)味液。而目前常用的香料、調(diào)味液中有很大一部分是人工合成的,如對(duì)調(diào)節(jié)酒體風(fēng)味起重要作用的己酸和己酸乙酯皆非發(fā)酵產(chǎn)物[8-11]。正是由于化工合成香料的大量使用,致使飲酒愛好者對(duì)液態(tài)法白酒的認(rèn)可度大打折扣,進(jìn)而大大影響了其市場占有率,特別是高端市場[12];另一方面,固態(tài)法釀酒的酒醅在窖池中發(fā)酵時(shí)伴生而成的副產(chǎn)物黃水中[13-14]除個(gè)別成分外有著和固態(tài)法基酒相似的成分。影響白酒風(fēng)味的主要47種有機(jī)物中黃水中含有38種左右。
該研究所用黃水中,己酸、乙酸和丁酸的含量分別高達(dá)8 604、6 534和2 836 mg/L,其含量是普通濃香型白酒的10倍以上,而這3種酸及其酯化反應(yīng)產(chǎn)物既是液態(tài)法白酒的重要調(diào)味成分也是白酒老熟的物質(zhì)基礎(chǔ)。但由于目前找不到高效、低成本從黃水中提取有益物質(zhì)的方法,大大限制了黃水的用途,以至于很多黃水被白白丟棄,成為白酒行業(yè)重要的水污染物之一[15]。因此,如何有效利用黃水中的有益成分業(yè)已成為白酒科研工作者和生產(chǎn)商研究的熱門課題。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 原料與主要試劑。
食品級(jí)CaCl2、黃水(取于駐地酒企,其主要成分詳見表1)及超強(qiáng)吸水樹脂。其中,超強(qiáng)吸水樹脂是一種新的功能聚合物(SAPs),它可吸收非常大量的水。當(dāng)它和水接觸時(shí),在短時(shí)間內(nèi)就吸水膨脹,而且保持在體內(nèi)。它具有優(yōu)異的吸水、保水功能,可吸收自身重量幾百倍、上千倍,最高可以達(dá)到5 300倍的水,即使擠壓也很難脫水,被稱為“超級(jí)吸附劑”[16]。其最突出的特點(diǎn)是它與苯、甲苯、丙酮、乙醚、甲醇、乙醇、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、醋酸等化學(xué)試劑混合時(shí),可使試劑脫水,卻不與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。它吸收試劑中的水分后,變成一種凝膠狀的物質(zhì)。
如果把吸足水分的保水劑分離出來,烘干后可重復(fù)使用。高吸水性樹脂用于化工生產(chǎn),可大大提高各種化學(xué)試劑的濃度、純度和產(chǎn)品的質(zhì)量。它可以取代化工生產(chǎn)中的精餾塔,從根本上改革生產(chǎn)工藝,大大降低生產(chǎn)成本,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。此外,它幾乎不溶于水或溶劑,而且當(dāng)它受熱或紫外線照射時(shí)仍很穩(wěn)定。它幾乎是沒有毒性的。以下為方便起見,假設(shè)超強(qiáng)吸水樹脂的吸水能力為1∶1 000。
1.1.2 主要儀器設(shè)備。
氣相色譜儀(毛細(xì)管柱法),安捷倫;開口容器、共沸精餾塔、反應(yīng)精餾裝置及吸水罐(自制)等。
1.2 方法
1.2.1 濃黃水的獲取方法。
將乙醇含量4%的100份黃水放入適當(dāng)?shù)拈_口容器中(該研究中在無特別說明時(shí)皆指體積份數(shù))。按照表1所示的成分折算,體積份數(shù)100份黃水折合重量份數(shù)99.071 1份,其中含水93.043 5份。這樣只需加入0.1份超強(qiáng)吸水樹脂(重量份數(shù))即可把100份黃水中的水分全部吸收。投入超強(qiáng)吸水樹脂后,靜置一段時(shí)間濾除吸水膨脹后的超強(qiáng)吸水樹脂后得到濾液,然后將曝氣頭放入濾液中,并通入臭氧曝氣,當(dāng)觀察到餾分中的黃色消退后停止曝氣,脫色后的濾液以下稱為濃黃水。
1.2.2 低沸點(diǎn)物質(zhì)的提取方法。
將100份濃黃水加入共沸精餾塔,精餾開始時(shí),打開加熱開關(guān),注意不要使電流過大,以免設(shè)備突然劇烈受熱而損壞,待塔釜溫度達(dá)到40.0 ℃時(shí),開啟塔身保溫電路。當(dāng)塔頂溫度達(dá)到20.8 ℃(乙醛的沸點(diǎn))時(shí),塔頂蒸汽經(jīng)過塔頂冷凝器冷凝后流出來的餾分流到乙醛接收罐,當(dāng)餾分開始減少,塔頂溫度逐步升高時(shí),說明天然乙醛已基本蒸完;此時(shí),將餾分流出管的閥門切換到甲酸乙酯接收罐的位置,再調(diào)整塔釜溫度到65.0 ℃,再次開啟塔身保溫電路。當(dāng)塔頂溫度達(dá)到51.0 ℃時(shí)(甲醇的沸點(diǎn)64.7 ℃,甲醇與甲酸乙酯的共沸點(diǎn)51.0 ℃,甲醇與乙酸乙酯的共沸點(diǎn)62.3 ℃,乙醇與甲酸乙酯的共沸點(diǎn)54.23 ℃),塔頂蒸汽經(jīng)過塔頂冷凝器冷凝后流出來的餾分主要是甲醇與天然甲酸乙酯的共沸物,當(dāng)餾分開始減少,塔頂溫度逐步升高時(shí),說明天然甲酸乙酯已基本蒸完;此時(shí),再將餾分流出管的閥門切換到乙酸乙酯接收罐的位置,再將塔釜溫度調(diào)整到70.0 ℃,再次開啟塔身保溫電路,當(dāng)塔頂溫度升高到62.3 ℃時(shí),塔頂蒸汽經(jīng)過塔頂冷凝器流出來的餾分主要是甲醇和天然乙酸乙酯的共沸物,當(dāng)餾分再次開始減少,塔頂溫度逐步升高時(shí),說明天然乙酸乙酯已基本蒸完;然后將餾分流出管的閥門切換到甲醇接收罐的位置,當(dāng)塔頂溫度升高到64.7 ℃時(shí),此時(shí)塔頂蒸汽經(jīng)過塔頂冷凝器冷凝后流出來的餾分主要是甲醇,當(dāng)餾分再次開始減少,塔頂溫度逐步升高時(shí),說明甲醇已基本蒸完。此時(shí)停止蒸餾,將共沸精餾塔塔釜內(nèi)的液體放出,并輸送到下道工序的帶磁力攪拌的反應(yīng)精餾裝置。
1.2.3 甲酸乙酯和乙酸乙酯的純化方法。
在“1.2.2”中得到的二元共沸甲酸乙酯和乙酸乙酯中加入適量食品級(jí)CaCl2,二元共沸物中的CH3OH和CaCl2形成結(jié)晶狀物質(zhì):CaCl2·4CH3OH,然后經(jīng)蒸餾去除結(jié)晶物后,收集餾分后得到純凈的甲酸乙酯和乙酸乙酯,具體CaCl2的加入量,經(jīng)計(jì)算可知:二元共沸天然甲酸乙酯中需要加入CaCl2 124.61 g/L;二元共沸天然乙酸乙酯中需要加入CaCl2 325.80 g/L。
1.2.4 酯類物質(zhì)的制取方法。
一次性將“1.2.2”共沸精餾后的塔釜釜液97.739 5份和6份超強(qiáng)固體酸一起輸入到帶磁力攪拌的反應(yīng)精餾裝置的塔釜中。此外,該研究為把酯化反應(yīng)(1~5)生成的水及時(shí)去除,在填料反應(yīng)精餾裝置冷凝器的下方增設(shè)一只吸水罐,該吸水罐的結(jié)構(gòu)如圖1所示。反應(yīng)精餾裝置加料、調(diào)整完畢后,打開磁力攪拌器及加熱開關(guān),注意不要使電流過大,以免設(shè)備突然劇烈受熱而損壞。在全回流狀態(tài)下將塔釜溫度升高到80.0 ℃時(shí),開啟塔身保溫電路,并繼續(xù)保持全回流狀態(tài),以使酯化反應(yīng)充分進(jìn)行。同時(shí)注意磁力攪拌器的轉(zhuǎn)速恰好使固體酸懸浮于濃黃水中即可。在全回流的過程中,反應(yīng)釜內(nèi)的較高濃度的幾種直鏈飽和脂肪酸與乙醇發(fā)生如下酯化反應(yīng):
在酯化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)(1~5)生成的水、乙酸乙酯和反應(yīng)物乙醇形成二元或三元共沸混合物(其中,乙醇、水和乙酸乙酯的共沸點(diǎn)70.23 ℃;水和乙酸乙酯的共沸點(diǎn)70.4 ℃)。當(dāng)塔頂溫度70.4 ℃時(shí),該共沸混合物的蒸汽在反應(yīng)進(jìn)行中會(huì)從塔頂不斷地進(jìn)入冷凝器,經(jīng)冷凝器冷卻后的冷凝液經(jīng)管一和噴淋頭噴淋到罐體內(nèi)設(shè)置的放有超強(qiáng)吸水樹脂球的抽屜上,冷凝液經(jīng)超強(qiáng)吸水樹脂球吸水后,經(jīng)帶網(wǎng)孔的抽屜底板流淌到冷凝器下部的弧形罐底上,然后在弧形罐底上匯聚到回流管的上部,再經(jīng)回流管回流到反應(yīng)精餾裝置。此外,當(dāng)超強(qiáng)吸水樹脂球吸水接近飽和時(shí),需要快速更換超強(qiáng)吸水樹脂球。這時(shí)松動(dòng)壓緊裝置后拉動(dòng)拉手,抽屜會(huì)沿著抽屜滑軌抽出,就可實(shí)現(xiàn)快速更換超強(qiáng)吸水樹脂球;當(dāng)抽屜推入時(shí)可通過壓緊裝置和密封圈將抽屜外擋板與罐體的外部壓緊密封,以防止冷凝液外泄。冷凝液經(jīng)該研究特別設(shè)置的吸水罐吸水后,即能把脫水后的共沸物(乙醇和乙酸乙酯)再回流到反應(yīng)釜中,及時(shí)補(bǔ)充反應(yīng)原料乙醇和帶水劑乙酸乙酯,同時(shí)隨著酯化反應(yīng)的進(jìn)行,不但會(huì)有越來越多的帶水劑乙酸乙酯生成,同時(shí)隨著回流的連續(xù)進(jìn)行還會(huì)有更多的帶水劑蒸發(fā)、回流再蒸發(fā)、再回流。最終,使得酯化反應(yīng)(1~5)生成的水能全部及時(shí)被帶水劑乙酸乙酯以共沸物的形式帶出反應(yīng)體系,促使反應(yīng)(1~5)最大限度地向右進(jìn)行。在以上反應(yīng)進(jìn)行時(shí),當(dāng)觀察到塔頂溫度70.4 ℃時(shí),無餾分繼續(xù)流出,且塔頂溫度逐漸升高時(shí),說明酯化反應(yīng)(1~5)基本達(dá)到了反應(yīng)平衡狀態(tài)。此時(shí),停止攪拌和加熱,待冷凝液全部回流后,濾出固體酸催化劑。濾出的液態(tài)物質(zhì)是塔釜釜液,該塔釜釜液以下稱為酯化液;濾出的固態(tài)物質(zhì)是固體酸催化劑,該固體酸可以回收反復(fù)使用。另外,超強(qiáng)吸水樹脂球經(jīng)150 ℃烘干后可以反復(fù)使用,只是需要添加部分新超強(qiáng)吸水樹脂球,這是因?yàn)槲蛎浐蟮某瑥?qiáng)吸水樹脂即使烘干也只是脫除了大部分水分,尚含有部分水分的緣故。
1.2.5 以酯化液為原料獲取6種純酯的方法。
酯化液進(jìn)一步精餾還可以得到6種酯與乙醇的共沸物,即乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯與乙醇的二元共沸物,然后仿照“1.2.3”所述的方法將共沸物中的乙醇除去,可以得6種純天然酯。
2 結(jié)果與分析
2.1 濃黃水的成分及用途
2.1.1 濃黃水的成分。
100份黃水經(jīng)超強(qiáng)吸水樹脂脫水后,得到了7.066 7份乙醇含量56.7%濃黃水。濃黃水中各種成分經(jīng)氣相色譜分析,其含量見表1。由表1可以看到,黃水中影響白酒風(fēng)味的38種化合物(水、乙醇和甲醇除外)皆被濃縮了14.2倍,其中己酸乙酯的濃度達(dá)到了2 822.8 mg/L,其含量大大超過了優(yōu)級(jí)濃香型白酒的水平。此外,三大酸即己酸、乙酸和丁酸的濃度分別達(dá)到了122 047.7、92 684.8和40 228.7 mg/L。三大酸的含量是普通濃香型白酒的165~242倍(該研究皆以表1中的基酒作為普通濃香型白酒的代表)。其次每升該濃黃水中乙醇和主要的幾種直鏈飽和脂肪酸的含量、摩爾數(shù)及醇與酸的摩爾比如表2所示。
由表2可知,濃黃水中乙醇與乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸的摩爾比分別為6.3∶1、40.4∶1、21.3∶1、178.9∶1、9.2∶1,乙醇的摩爾數(shù)與直鏈飽和脂肪酸的總摩爾數(shù)之比約為2.9∶1。也就是說以共沸精餾后的塔釜釜液為原料的酯化反應(yīng)是乙醇過量的酯化反應(yīng)。
2.1.2 濃黃水的用途。
獲取的濃黃水可以有以下3個(gè)方面的用途。
2.1.2.1 液態(tài)法白酒的勾兌。
可以直接作為白酒調(diào)味品,即向液態(tài)法白酒勾兌1%左右的濃黃水后,液態(tài)法白酒中三大酸的濃度達(dá)到普通固態(tài)法濃香型白酒的濃度,同時(shí)還增加了38種固態(tài)法白酒中含有的影響白酒風(fēng)味的微量成分,進(jìn)而使液態(tài)法白酒的風(fēng)味也趨向固態(tài)法白酒。
2.1.2.2 提高固態(tài)法白酒的品質(zhì)。
向固態(tài)法白酒中勾兌1%左右的濃黃水,不但可以提高白酒中三大酸(己酸、乙酸和丁酸)的濃度為后續(xù)的白酒老熟提供物質(zhì)基礎(chǔ)(三大酸的含量增加1倍以上)。同時(shí),還可以進(jìn)一步提高38種影響白酒風(fēng)味的微量成分的濃度。
2.1.2.3
制取或濃縮白酒調(diào)味品所需的酯類及其他物質(zhì)。
濃黃水在提取低沸點(diǎn)的乙醛、甲醇及甲酸乙酯、乙酸乙酯的共沸物后,還可作為制取己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯等酯類的原料。
2.2 低沸點(diǎn)餾分和二元共沸物純化后剩余物的體積分?jǐn)?shù)及成分
2.2.1 低沸點(diǎn)餾分的成分及體積份數(shù)。
以上在“1.2.2”中獲得的塔頂餾出物分別經(jīng)體積計(jì)量和氣相色譜檢測結(jié)果如下:
①20.8 ℃時(shí)塔頂餾出物。
20.8 ℃時(shí)塔頂餾出物為乙醛,其體積份數(shù)約為0.432 8份,經(jīng)核算濃黃水中含有的乙醛基本被全部蒸出。
②51.0 ℃時(shí)塔頂餾出物。
51.0 ℃時(shí)塔頂餾出物為甲醇和甲酸乙酯的二元共沸物,其體積份數(shù)為0.269 4份,其中甲醇、甲酸乙酯的質(zhì)量含量分別為15.98%和84.02%,該含量與《一些常用工業(yè)溶劑共沸物數(shù)據(jù)》一書中記載的共沸物組成比例十分相近[17]。經(jīng)核算,濃黃水中含有的甲酸乙酯基本被全部蒸出。
③62.3 ℃時(shí)塔頂餾出物。
62.3 ℃時(shí)塔頂餾出物為甲醇和乙酸乙酯的二元共沸物,其體積份數(shù)為0.975 0份,其中甲醇、乙酸乙酯的質(zhì)量含量分別為44.03%和55.97%,該含量與《一些常用工業(yè)溶劑共沸物數(shù)據(jù)》一書中記載的共沸物組成比例十分接近。經(jīng)核算濃黃水中含有的乙酸乙酯基本被全部蒸出。
④64.7 ℃時(shí)塔頂餾出物。
64.7 ℃時(shí)塔頂餾出物為甲醇,其體積份數(shù)約為0.597 9份,包括甲酸乙酯、乙酸乙酯共沸蒸出的甲醇總計(jì)1.092 8份,經(jīng)核算濃黃水中含有的甲醇基本被全部蒸出。
綜上所述,100份濃黃水經(jīng)共沸精餾,蒸餾出了如下物質(zhì):0.432 8份乙醛、0.269 4份二元共沸甲酸乙酯、0.975 0份二元共沸乙酸乙酯和0.597 9份甲醇,總計(jì)蒸出了2.260 5份餾分。
2.2.2 二元共沸物純化后剩余物的體積份數(shù)。
100份濃黃水共沸精餾獲得的二元共沸物除甲醇后可以得到:0.220 7份的天然甲酸乙酯和0.514 2份的天然乙酸乙酯。
2.3 酯化液的體積份數(shù)及成分
酯化液的體積份數(shù)為92.094 8份,酯化液中各種有機(jī)物的含量列于表1中,其中乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯和乙醇的質(zhì)量含量分別為16.86%、2.61%、6.39%、0.39%、8.89%、18.74%和38.62%。
2.4 從濃黃水中獲得的各種物質(zhì)的量
綜上所述,100份濃黃水經(jīng)過共沸精餾、純化及反應(yīng)精餾得到了下列稀缺天然化合物:
天然乙醛0.432 8份;
天然甲酸乙酯0.220 7份;
天然乙酸乙酯0.514 2份;
天然甲醇0.597 9份;
酯化液92.094 8份。其中含純合成天然己酸乙酯18.261 0份,含總酯50.503 1份(酯的體積份數(shù)簡單累加)。
以上這5種“天然”物質(zhì)中除甲醇因?qū)θ梭w有害不能作為白酒的調(diào)味品外,其余4種物質(zhì)皆是優(yōu)良的白酒調(diào)味品。以下為方便起見,將除甲醇以外的其他4種物質(zhì)統(tǒng)稱為白酒調(diào)味品。
2.5 濃黃水中酸的轉(zhuǎn)化率
在以上酯化反應(yīng)中,經(jīng)核算:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸的酯化轉(zhuǎn)化率分別為96.8%、83.1%、92.2%、43.3%和94.7%,從酸的轉(zhuǎn)化率來看,除戊酸因反應(yīng)底物中濃度過低,其酯化轉(zhuǎn)化率低于45%外,其他幾種酸的酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率皆大于83%。綜合考察以上酯化反應(yīng),說明該研究在“1.2.4”中設(shè)定的酯化反應(yīng)溫度適宜、工藝路線合理,使用的固體酸催化效果優(yōu)良。
2.6 酯化液中主要物質(zhì)的含量及用途
2.6.1 酯化液中主要物質(zhì)的含量。
從表1中還可以看出,酯化液中對(duì)調(diào)節(jié)酒體風(fēng)味起到重要作用的乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯的含量分別高達(dá)142 942.4、22 152.1、54 205.3、3 323.9、75 395.8和158 870.9 mg/L,其中曲酒類香精中用量最大的己酸乙酯的含量是乳酸乙酯的2.11倍,是普通濃香型白酒的138倍。除此以外還含有28種影響白酒風(fēng)味的有機(jī)成分(乙醇和甲醇除外),由此可以看出,如果用該酯化液勾兌普通濃香型白酒時(shí)不但會(huì)大大增加6種酯的含量,而且還能調(diào)整乳酸乙酯和己酸乙酯的比例關(guān)系。
2.6.2 以上酯化反應(yīng)中需放入吸水罐中超強(qiáng)吸水樹脂球的量。
假設(shè)100份的濃黃水中的5種直鏈飽和脂肪酸全部與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng),可根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程計(jì)算得到生成水量為6.046 5份。如假設(shè)超強(qiáng)吸水樹脂球的吸水比為1∶1 000,那么在100份濃黃水酯化反應(yīng)生成的水,有0.007份超強(qiáng)吸水樹脂球就足以把全部水吸收。
2.7 以上獲得低沸點(diǎn)餾分及酯化液的用途
2.7.1 液態(tài)法白酒的勾兌。
可根據(jù)調(diào)酒師的要求,通過向液態(tài)法白酒中勾兌適量的白酒調(diào)味品的辦法,使液態(tài)法白酒中增加38種固態(tài)法白酒中固有的影響白酒風(fēng)味的微量成分,進(jìn)而使液態(tài)法白酒的風(fēng)味也趨向固態(tài)法白酒。
2.7.2 提高固態(tài)法白酒的品質(zhì)。
向固態(tài)法基酒中勾兌1%的酯化液,經(jīng)勾兌后獲得的優(yōu)級(jí)酒中各種化學(xué)物質(zhì)的含量如表1所示。由表1可以看到,勾兌前,其乳酸乙酯和己酸乙酯的含量分別為1 299.9和1 146.7 mg/L,勾兌后其含量分別達(dá)到2 040.9和2 723.9 mg/L,且乳酸乙酯∶己酸乙酯的比例也由1.13∶1變?yōu)?.75∶1完全達(dá)到了優(yōu)級(jí)酒的要求。經(jīng)過以上的勾兌不但可以使普通白酒達(dá)到優(yōu)級(jí)濃香型白酒對(duì)己酸乙酯的濃度要求,同時(shí)還可以調(diào)低乳酸乙酯和己酸乙酯的比例(一般的固態(tài)法白酒中,乳酸乙酯的濃度通常大于己酸乙酯)。此外,濃香型白酒中含有的影響白酒風(fēng)味的48種物質(zhì)的濃度有37種得到不同程度的提高,特別是乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯和己酸乙酯的濃度得到了大幅度的提高。
因?yàn)?00份黃水可以濃縮7.066 7份濃黃水,每100份濃黃水可制取92.094 8份酯化液,1份酯化液可以把100份基酒勾兌成為優(yōu)級(jí)酒,所以1份黃水制取的酯化液可以把6.5份普通濃香型白酒勾兌成優(yōu)級(jí)濃香型白酒,因此黃水具有很好的回收利用價(jià)值。此外,可以根據(jù)調(diào)酒師的要求適量加入其他3種白酒調(diào)味品,酒體會(huì)變得更加豐滿。
2.7.3 為其他食品工業(yè)提供香料。
以上得到的天然甲酸乙酯和乙酸乙酯可以作為高級(jí)天然調(diào)味品,添加到高級(jí)食品(包括高級(jí)酒)中以改變食品的香味。
2.8 酯化反應(yīng)獲得的6種純酯的用途
酯化反應(yīng)獲得的6種純酯,即乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯在食品工業(yè)是重要調(diào)味品,用在白酒的調(diào)味方面會(huì)使調(diào)酒師更加容易操控添加量。
2.9 其他
一方面,因該研究所用的主要原料黃水是酒醅在窖池中發(fā)酵產(chǎn)酒時(shí)伴生而成,也可以說黃水是固態(tài)法白酒的孿生兄弟;另一方面,因該研究在以黃水濃縮制成的濃黃水為原料,提取或酯化反應(yīng)制取白酒調(diào)味品的過程中,雖然添加了食用CaCl2、超強(qiáng)吸水樹脂或固體酸,但該研究的工藝方法也保證了這3種物質(zhì)不會(huì)被帶入最終制品白酒調(diào)味品中。還因?yàn)樵诎拙普{(diào)味品的整個(gè)制取過程中,即使酯化反應(yīng)也是由純天然發(fā)酵產(chǎn)生的直鏈飽和脂肪酸和發(fā)酵產(chǎn)物乙醇為原料制取的酯(這與現(xiàn)今絕大多數(shù)以化學(xué)法制取的己酸為原料與乙醇酯化制取己酸乙酯的方法不同),其他步驟完全是物理方法,因此用該研究制得的白酒調(diào)味品是安全的、且制取過程中不會(huì)帶入任何化學(xué)品的純天然制品,所以該研究以黃水為原料制取的白酒調(diào)味品,用來勾兌白酒時(shí)更接近于天然制品,更容易被消費(fèi)者接受。
3 結(jié)論
該研究通過黃水濃縮、共沸蒸餾、共沸精餾及催化酯化的方法從黃水中獲得的濃黃水、天然乙醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯和酯化液皆是優(yōu)良的白酒調(diào)味品,也是眾多白酒廠稀缺的天然白酒調(diào)味品。1份黃水中的提取物可以使約6.5份的普通濃香型白酒升級(jí)為優(yōu)級(jí)濃香型白酒,從而既打通了白酒行業(yè)獲取天然白酒調(diào)味品的瓶頸,破解了長久困擾該行業(yè)的生產(chǎn)難題;同時(shí)也解決了廢棄黃水的處理、處置的難題。
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