[討論] 烈酒製程中各步驟對香氣物質濃度的影響-1

[lovemoonman (威士忌一直喝不完)]

在多數非透明烈酒的製程中，通常包含發酵、蒸餾、熟成等幾個重要的製程。

而釀酒原料在經過這些製程之後，原本原料中的香氣物質也跟著被提取出來，然而，

最後的成品中除了原料中的香氣物質之外，還檢驗出了許多不屬於原料香氣的物質。

所以可以推測這些物質是在製酒過程中才產生的。

現在就拿蘭姆酒(Rum)的發酵、蒸餾、熟成三個步驟為例，

分析在每個步驟中究竟內含的香氣物質有那些改變？

這裡分享一篇論文，題目名稱如下：

Influence of the Production Process on the Key Aroma Compounds of Rum:
From Molasses to the Spirit

論文中作者做了一個實驗，分析自製的蘭姆酒在三個製程步驟中香氣物質的改變狀況。

首先把糖蜜與水以體積比1:3混和，並在室溫下發酵2.5周形成酒汁。

接著以壺式蒸餾器做批次蒸餾，每批取得20公升的新酒。

蒸餾時前兩公升為酒頭，酒心取到酒精濃度65%即停止，酒頭酒尾會回收進入下一批。

新酒存放在熟成過30個月紅酒的德國225公升重燒烤橡木桶中熟成3年，

出桶後的原酒不做任何調整，只以水稀釋到酒精濃度40%製成最終的蘭姆酒。

這樣做出來的每升蘭姆酒需用0.72升糖蜜發酵成2.9升酒汁並取得0.4升新酒。

接著對糖蜜、酒汁、新酒、蘭姆酒分別作可揮發性的香氣物質分析並比較其變化。


首先是嗅覺測試，測試八種香氣分布，依強度油低到高給0~3分，結果如下(大約值)：

       酒精味  麥芽味  奶油味  水果味  丁香味(酚)  焦糖味  香草味  烤蘋果味

糖蜜：   0      2.1     0.8     1.3       1.2       1.6     0.8      1.3

酒汁：  0.8     2.2     0.8     2.2       1.2        1      0.8      1.5

新酒：   3      1.6     1.2     1.3       0.8       0.6     0.6       1

Rum ：  2.9     1.7     0.8     1.4       1.4       0.8     1.2      1.5


除了感官分析外，還要做定量分析，這裡先介紹一個名詞"OAV"。

OAV代表該物質的濃度是人類香氣閾值的多少倍，

該數值大於1則該香氣可被人類聞到，若該數值為N代表稀釋N倍後人類仍可聞到。

成品的Rum中OAV最高的是(E)-β-Damascenone(烤蘋果、葡萄汁)，OAV=3280。

這裡乙醇OAV只有320，有趣的是醋酸濃度高達121000μg/L，但OAV只有0.7所以聞不到。

以下的定量分析中只對OAV較高的與一些比較重要的物質做檢測。


以0.72升的糖蜜與2.9升的酒汁內含的重要香氣物質做對比，發現：

1.經過酵母作用後開始產生酒精(0 g/0.72L -> 216 g/2.9L)

2.2-苯乙醇(花香、蜂蜜)上升最多(106 μg/0.72L -> 125000 μg/2.9L)，1180倍

3.胺基酸被脫胺後又降解為相對應的醇類，因此多種醇類(尤其是甲基醇)濃度明顯倍增

4.酵母的新陳代謝使乙基酯類(X酸乙酯)濃度上升

5.經過酵母作用後，多種酚類物質濃度也明顯上升

6.OAV最高的香氣物質(E)-β-Damascenone反而減少了(87 μg/0.72L -> 60.1 μg/2.9L)


打到這發現上課時間快到了，等下課回來吃完飯再繼續。

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→ lovemoonman: 寫蘇格蘭遊記嗎XD
→ Barolo: 其實121000μg/L 約等於12ppm 也不是多高啦
應該是121ppm喔，是除了水和乙醇外在Rum中含量第四高的物質了

推 pool3690: 推推
推 germania: 推推 科學精神
→ Barolo: 另外關於 6.6.OAV最高的香氣物質(E)-β.....這段
→ Barolo: 糖蜜與酒汁的單位不同 這只表示糖蜜(E)-β...濃度高於酒汁
→ Barolo: 但是!總量來說 酒汁高於糖蜜 也就是發酵會增加(E)-β
→ Barolo: 接著蒸餾後(E)-β濃度當然增加 但木桶陳年後會下降
首先，(E)-β-Damascenone的總量在發酵後從87μg/0.72L 變成 60.1μg/2.9L，

換算成濃度則是120.8μg/L -> 20.7μg/L，

所以在糖蜜中無論是總量還是濃度皆高於在酒汁中，

而木桶陳年加水稀釋後其實總量仍然較陳年前高，但因為加了水所以濃度降了。

→ Barolo: 含量高但氣味閾值更高 OAV自然低囉 如乙醇 氣味閾值更高
→ Barolo: 約乙酸的4倍 所以在相同濃度下 酒精更難被聞到 但在酒中
→ Barolo: 由於酒精含量實在太高了 所以OAV高
→ Barolo: 如本文中酒精含量約是31.7% 是乙酸的2000多倍
→ Barolo: 他原料是0.72L糖蜜+3倍水(2.1L)=2.9L酒汁 所以初始原料內
→ Barolo: (E)-β就只有87ug 經發酵後2.9L酒汁的(E)-β總量是60*2.9
→ Barolo: =174ug 所以我說總量增加
這裡可能有點誤會，原料是0.72升的糖蜜，裡面有87μg是(E)-β，

加水後，如果完全沒發酵時應該會變成2.9升酒汁(0.72糖蜜+2.18水)，

然後裡面還是只有87μg是(E)-β。

然而發酵後這2.9升酒汁(0.72糖蜜+2.18水)中的(E)-β下降到了60.1μg。

→ Barolo: 阿 我換算錯了 60.1ug 已經是2.9L總量了 所以發酵過程確實
→ Barolo: 減損(E)-β沒錯
→ Barolo: 所以看來在陳年過程還會大大提高(E)-β呢！
補充一下，關於(E)-β-Damascenone量增加的原因，該論文作者有提到，

是因為加熱後原本的一些其他物質轉化成了(E)-β-Damascenone，

該種反應在酸性環境下會更高。

對此作者給的參考資料是：

Masuda, M.; Nishimura, K.-I.-C. Occurence and formation of damascenone,
 trans-2,6,6-trimethyl-1-crotonyl-cyclohexa-1,3-diene, in alcoholic beverages.
 J. Food Sci. 1980, 45, 39697.

→ Barolo: 陳年過程增加(E)-β不知是因萃取木桶還是有其他原因
這個作者就沒提到了，我猜可能酒液從木桶中萃取的某些物質又繼續進行轉化成(E)-β

→ Barolo: 對阿 所以才驚奇 陳年又會多這麼多(E)-β
→ lovemoonman: 因為木桶是紅酒桶，所以我想應該萃取佔比較大宗
→ Barolo: https://goo.gl/MPv7CV 根據這篇看起來葡萄酒中的(E)-β
→ Barolo: 含量遠低於Rum 葡萄酒(E)-β含量只有0.3-3 ug/L間
→ Barolo: 所以不太像是從葡萄酒轉移到木桶再轉移到Rum上
→ lovemoonman: 那看來另有原因了，可惜沒有作者提到的論文的閱讀權
→ Barolo: 哪篇呢? 我試看看有沒有機會拿到
名稱是：Occurence and formation of damascenone,
 trans-2,6,6-trimethyl-1-crotonyl-cyclohexa-1,3-diene, in alcoholic beverages.

但這篇是19800年的文章，所以我想實用性不大。

我另外找到一篇：Occurrence, Sensory Impact, Formation,
 and Fate of Damascenone in Grapes, Wines, and Other Foods and Beverages

但這篇長達30頁，現在實在是沒力氣把它看完，等以後有機會再說了XD

→ lovemoonman: 都沒人對乙醇在陳年後量變成1.3倍感到不可思議嗎XD
→ WMQ: 從新酒到熟成的過程中是不是有天使的分享，造成濃度上升？
推 WMQ: 另外從 248 g/0.4L = 620 g/L，變成 317 g/L應該不能算上升？
濃度其實是下降的，因為加了水稀釋，但總量卻是上升的。

248 g/0.4L代表新酒中有248g乙醇，

在乙醇含量完全沒變化的情況下，陳年加0.6L的水稀釋後乙醇應該還是248g，

但實驗結果在Rum中乙醇竟然增加到了317g，這真的很玄妙。

推 WMQ: 先謝謝愛月大的分享~ 不過他應該不是拿 0.4L的新酒+0.6L的水
→ WMQ: 他是拿了濃度不明的過桶酒若干量，加水加到變成 40%
是的，我那樣講的確不太準確，更正確的說應該是：

0.4L的新酒陳年後變成 >0.4L的Rum，再把這 >0.4L的Rum加水加到變1L，

此時酒精濃度也剛好稀釋到了40%ABV

推 DWoods: 這篇有趣，感謝
→ Barolo: 1980那篇的話 你其實可以看這篇 https://goo.gl/e1BMYt
很不幸的，我們學校也沒有買這篇Orz...

推 meblessme: 超棒
→ Barolo: 試試看 https://goo.gl/mPKp7L 希望有幫助到
已收下，感激不盡！
※ 編輯: lovemoonman (37.203.143.193), 09/20/2018 01:25:41
推 Biayers: 推