陶瓷膜對濃香型白酒過濾效果研究

薛潤萍，謝正敏，李秋濤，黃 箭，李茂春，魏金萍，張 倩，安明哲

（宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644007）

白酒的感官質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求是無色、清亮、透明、無沉淀雜質(zhì)、無懸浮物，理化指標(biāo)方面要求固形物≤0.4 g/L（濃香型白酒），為使白酒酒體質(zhì)量更上一層樓，過濾成為了白酒生產(chǎn)過程中一個必不可少的環(huán)節(jié)，探索和應(yīng)用一種滿足高效過濾性能要求的同時，還能保證白酒原有的風(fēng)格和風(fēng)味物質(zhì)不損失的過濾方法具有重要意義。陶瓷膜分離技術(shù)在去除雜質(zhì)、降低能耗、保持產(chǎn)品品質(zhì)和縮短過濾時間方面具有較大的優(yōu)勢，在釀酒行業(yè)表現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價值。

陶瓷膜是以無機(jī)陶瓷材料作為支撐體，經(jīng)表面涂膜、高溫?zé)贫傻墓腆w膜材料，根據(jù)支撐體的不同，陶瓷膜的構(gòu)型可分為平板、管式、多通道三種，其結(jié)構(gòu)以及制作過程的特殊性，賦予了陶瓷膜耐高溫、高壓的特性，有利于過濾設(shè)備的清洗、消毒和反沖再生。陶瓷膜具有較好的耐酸堿、耐有機(jī)溶劑性，對過濾介質(zhì)沒有特殊限制，使用條件寬泛，可應(yīng)用于各類果汁飲料、葡萄糖、牛奶和酒類過濾。陶瓷膜分離效率高，過濾過程不用添加其他化學(xué)助劑，無二次污染。陶瓷膜具有良好的抗微生物侵蝕能力，自潔凈狀態(tài)好，無毒，無味。由于陶瓷膜優(yōu)異的性能，已經(jīng)在食品、精細(xì)化工、生物醫(yī)藥和發(fā)酵領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)以其綠色、高效分離的特點，在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，為了探究陶瓷膜在濃香型白酒中的過濾效果以及實用性，本研究采用了陶瓷管式膜分別對不同度數(shù)的濃香型白酒進(jìn)行了過濾，并對過濾后酒樣及硅藻土過濾后酒樣的理化指標(biāo)、感官質(zhì)量、澄清度與存放穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了對比分析。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

酒樣：市售濃香型白酒樣品。

過濾材料：氧化鋁燒結(jié)陶瓷管式膜（過濾精度20 nm）來自山東博納生物科技集團(tuán)有限公司。

儀器設(shè)備：美國Agilent 公司7890 型號氣相色譜儀，美國Millipore 公司的Mili-Q 超純水處理機(jī)，梅特勒電子天平，青島海爾股份有限公司BCD-186KB 型冰箱，上海一恒科技有限公司DHG-9070A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，山東博納生物科技集團(tuán)有限公司的二級膜分離試驗機(jī)，美國HACH 公司TL2360臺式濁度儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 操作步驟

在常溫常壓下對加漿降度的低度酒樣進(jìn)行了陶瓷膜過濾，編號1、編號2、編號3 對應(yīng)38 %vol、35 %vol 和28 %vol 3 個酒精度。高度酒樣編號4、編號5、編號6 對應(yīng)56 %vol、52 %vol 和50 %vol 3個酒精度，為了區(qū)別將硅藻土過濾記為A，陶瓷膜過濾記為B，并對硅藻土、陶瓷膜過濾后不同酒度的酒樣進(jìn)行了一系列的測試與分析。

1.2.2 氣相色譜參數(shù)

采用氣相色譜儀對酒樣香味成分含量進(jìn)行了分析，色譜柱為DB-Wax毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：40 ℃保留5 min，以7 ℃/min升至100 ℃，保留5 min，再以5 ℃/min 升至220 ℃，保留5 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為氦氣（He），流速1.1 mL/min；不分流，直接進(jìn)樣，進(jìn)樣量0.5 μL。

1.2.3 濁度測試

采用哈希TL2360 臺式濁度儀對過濾前后酒樣進(jìn)行濁度測試。

1.2.4 理化指標(biāo)測試與分析

總酸、總酯、固形物、酒精度均按照GB/T 10345—2007中的方法進(jìn)行測試與分析。

1.2.5 感官品評

組織10 名評酒委員分別從外觀、香氣、口味、風(fēng)格方面對各酒樣進(jìn)行感官品評與評分（滿分100分），計算平均值作為最終評分。感官品評標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官品評標(biāo)準(zhǔn)

1.2.6 穩(wěn)定性分析

1.2.6.1 快速溫度變化法

將過濾后的酒樣進(jìn)行不間斷冷凍-加熱-冷凍處理快速模擬酒樣一年四季溫度變化，根據(jù)處理前后濁度變化以及觀察是否有沉淀，初步判斷酒樣穩(wěn)定性。

1.2.6.2 冷凍法

過濾后的酒樣在0 ℃冰箱中放置120 h 后，測定濁度并觀察是否出現(xiàn)沉淀。

1.2.6.3 靜置法

過濾后酒樣在室溫避曬條件下分別貯存1 個月、2個月、3個月及4個月，測定濁度并觀察是否出現(xiàn)沉淀。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同度數(shù)的低度酒樣過濾前后數(shù)據(jù)分析

低度酒樣均是加漿降度配制而成的，低度酒樣配制完成后外觀均呈現(xiàn)渾濁狀，由表2 可看出，陶瓷膜過濾后，酒樣濁度均能降低99%以上，說明陶瓷膜能夠很好的除去低度酒樣中的渾濁物，起到很好的澄清效果?？偹帷⒕凭?、甲醇和固形物過濾前后數(shù)據(jù)差別不大。通過感官評分可知，38%vol、35 %vol 過濾后酒樣的感官質(zhì)量與過濾前差別不大，28%vol 酒樣過濾前后感官質(zhì)量差別較大，這主要是由于酒樣稀釋到28%vol 時，主體香味物質(zhì)溶解度隨之降低，不能溶解的呈香物質(zhì)形成聚集物更容易被陶瓷膜所吸附和攔截，所以口感方面差別更大，總酯的損失率也是隨著酒精度的降低而增大，也是相同的變化機(jī)理。三大高級脂肪酸酯的去除率均在85 %以上，陶瓷膜能夠去除絕大部分的三大高級脂肪酸酯，使其含量小于2 mg/L，從而起到很好的澄清效果，這是由于三大高級脂肪酸酯的溶解度隨酒精度以及環(huán)境溫度的降低而降低，從而析出渾濁，這與前人的研究結(jié)果是一致的。影響白酒口感的雜醇油部分，如正丙醇、正丁醇、異戊醇等物質(zhì)的去除率隨酒精度的降低而增大。

表2 濃香型白酒過濾前后理化指標(biāo)數(shù)據(jù)

表3、表4 是處理前后酒樣的濁度數(shù)據(jù)，濁度是衡量濾液澄清度和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，濁度越高表明溶液越渾濁。從表3 可以發(fā)現(xiàn)，無論是快速模擬一年四季溫度變化還是0 ℃冰箱放置120 h，過濾后的低度酒樣濁度無明顯增大現(xiàn)象，也無沉淀和渾濁物析出，說明陶瓷膜過濾后的酒樣低溫穩(wěn)定性好，滿足有學(xué)者提出的低度白酒低溫呈濁常規(guī)檢測方法的檢測，被測液濁度在0.1 NTU以下時，溶液澄清度較高。室溫長期存放時，過濾后酒樣濁度隨時間延長逐漸降低，如表4 所示，表明過濾后酒樣長期存放穩(wěn)定性較好。

表3 濁度數(shù)據(jù)

表4 靜置法濁度數(shù)據(jù)

2.2 陶瓷膜和硅藻土過濾不同度數(shù)高度酒樣的數(shù)據(jù)分析

表5 濃香型白酒過濾后理化指標(biāo)變化

采用陶瓷膜對不同度數(shù)的高度酒樣進(jìn)行了過濾，并將過濾后的酒樣與硅藻土過濾后酒樣進(jìn)行對比。陶瓷膜與硅藻土過濾后酒樣的固形物、感官品評、酒精度、總酸、總酯、雜醇油、甲醇、濁度、三大高級脂肪酸酯等數(shù)據(jù)差別不大，說明陶瓷膜與硅藻土能夠起到同樣的過濾效果，且不會影響酒樣的口感。陶瓷膜在高溫、苛刻條件（強(qiáng)酸強(qiáng)堿）以及微生物侵蝕環(huán)境下具有較好的穩(wěn)定性，在一定的壓力、固體顆粒磨損的條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，過濾過程無脫落物影響白酒的質(zhì)量和品質(zhì)，使用壽命長，經(jīng)過多次的高溫清洗仍能保持原有的過濾性能，將陶瓷膜應(yīng)用于白酒過濾具有較高的實用價值。

從表6、表7 可以發(fā)現(xiàn)，無論是快速溫度變化還是冷凍處理，經(jīng)過陶瓷膜、硅藻土過濾后的酒樣濁度變化很小，無明顯增加現(xiàn)象，無沉淀和渾濁物析出，說明陶瓷膜、硅藻土過濾后酒樣穩(wěn)定性較好。

表6 冷凍法濁度數(shù)據(jù)

表7 快速溫度變化法濁度數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

從上面的研究結(jié)果可以看出，陶瓷膜能夠很好地去除低度白酒中的渾濁物，理化指標(biāo)以及口感與過濾前酒樣差別不大，并且過濾后的酒樣在0 ℃冰箱中放置120 h 仍無沉淀和明顯渾濁物，常溫條件下存放穩(wěn)定性較好。

通過陶瓷膜、硅藻土過濾后的高度酒樣數(shù)據(jù)可以看出，高度酒樣經(jīng)過兩種方式過濾后，固形物、濁度、感官品評、酒精度、總酸、總酯、雜醇油、甲醇、三大高級脂肪酸酯數(shù)據(jù)差別不大，無論是快速溫度變化還是冷凍處理，經(jīng)過陶瓷膜、硅藻土過濾后的酒樣穩(wěn)定性較好。目前各大酒企大量使用的過濾介質(zhì)依然是硅藻土，從以上數(shù)據(jù)可以看出陶瓷膜的過濾效果與硅藻土過濾效果不相上下，將陶瓷膜應(yīng)用于濃香型白酒過濾具有極大的應(yīng)用潛力和價值，在酒企以噸為單位進(jìn)行連續(xù)化大生產(chǎn)的過程中，陶瓷膜的吸附作用對濃香型白酒品質(zhì)的影響很小。

不同度數(shù)的濃香型酒樣陶瓷膜過濾以及硅藻土過濾的對比數(shù)據(jù)說明陶瓷膜對濃香型白酒能夠起到極好的過濾效果，陶瓷膜過濾因其自身優(yōu)勢近年來在食品以及醫(yī)藥行業(yè)被廣泛使用，在白酒生產(chǎn)領(lǐng)域的巨大潛力和應(yīng)用價值值得我們深入研究。