威士忌酿造

我们可以把酿酒的过程概括为利用酵母把糖分转化成酒精的过程。红酒和朗母的原料分别是葡萄和甘蔗，它们糖分很高可以直接发酵。啤酒和威士忌则是用粮食酿造，粮食不含糖怎么办？我们就要先想办法把粮食里的淀粉转化成糖。目前的解决方案分为“天干”和“地支”两派：以白酒、清酒为代表的“天干”派酿酒工艺，利用空气里某些霉菌把粮食转化成糖，叫做酒曲糖化工艺；而啤酒、威士忌代表的“地支”派则用大麦发芽产生的酶分解淀粉。两种工艺被沿用了上前年，不得不佩服老祖宗的智慧。这篇文章聊的是威士忌酿造，酒曲糖化就略过了，详细说说麦芽（malt）糖化工艺。

麦芽

第一步，培育麦芽。将大麦浸水，直到含水量达到40%-50%之间，这个过程大约需要两天时间。将浸泡好的大麦均匀的铺在地面上，大约五厘米厚，控制好温度和湿度，每隔几小时翻动一次，让其发芽。大麦发芽时会产生大量的淀粉酶，这种酶负责把谷物里的淀粉转化成糖，糖再经过发酵最终转化成酒精。用钥匙来比喻麦芽在酿酒里的角色应该是比较恰当的。

Barley

Malt

下图就是专业生产麦芽的工厂：

Malt House
Malt House Inside View
麦芽生长到适当程度后会被转移到烘房（kiln）里烘干，一来中止其生长，二来便于长期保存。烘干时的温度不能太高（70摄氏度以下），以免酶失去活性。苏格兰人在烘干前会用当地的特有的泥炭（peat）发烟来熏制麦芽。苏格兰威士忌独特的烟熏味（smoky）就是这么来的。

泥炭的产地，熏制程度都会影响酒的风味。苏格兰威士忌里很有名的一个品种Islay就产自一座叫Islay的小岛，其自成一派的风味归因于岛上独有的泥炭。

谷物

除了大麦，酿造威士忌常用的另外几样谷物是玉米（corn），小麦（wheat）和黑麦（rye）。
这些粮食的配比是影响威士忌风味的一个非常重要的因素。
玉米是美国最常见的谷物，价格便宜，芳香物质含量少，不影响成酒的风味，所以美国的波旁和田纳西威士忌都拿玉米作主料。
黑麦和小麦则被称为风味谷物（flavor grain)。黑麦赋予酒多种类似草本香料的风味，使酒香丰富多元，但它也让酒的口感更苦烈，初尝威士忌的人可能会觉得难以接受。感兴趣的朋友可以尝一下Straight Rhy（黑麦比大于51%）；bourbon里也有高黑麦的品种，比如Bulleit（28%黑麦），Old Grand-Dad（35%-37%黑麦）等。小麦的风味则在另一个极端。小麦酒的口感干净，偏甜，温和易饮。其中的代表当属Maker's Mark，另一个不错的选择是Old Fitzgerald，性价比非常高。

煮料

煮料的目的是让粮食里的淀粉糊化。种子里的淀粉在显微镜下看是些很硬的小颗粒，像下图左上角的样子。

淀粉颗粒在水里加热一段时间后就会伸展开（糊化），更容易和淀粉酶接触进而转化成糖。
煮料的方式多种多样。有的把大麦以外的谷物磨碎混合后，先用高压锅高温煮熟，冷却到70摄氏度以下再加入麦芽或者麦芽浸出物（主要成分是淀粉酶），冷却是为了防止高温让酶失效。也有些工厂会把所有谷物混在一起，然后低温（70度以下）久煮。
煮料时用的水很讲究。全世界历史悠久的产酒区有一个共同点就是水源丰富而且水质清洁。低成本水质净化的技术近代才有，酿酒对水的消耗又非常大，所以以前酒厂选址一定要靠近清洁的水源。现代的净水技术突飞猛进，水源就不再是酒厂选址的决定因素了。

发酵

煮好的谷物料冷却到常温后就可以开始发酵了。关于酵母菌种的选择会不会对成酒风味有影响，争议还挺大。有些酒厂对外宣传他们的酵母菌是百年前偶然发现并一直小心翼翼用到现在。也有很多人怀疑丫是在编故事呢，营销手段。没有证据真的不好说谁错谁对。我得看法是这样，很多酒厂的发酵罐都允许参观，你甚至可以拿手指头蘸了放嘴里尝。如果里面的酵母是商业秘密，那这样的保密手段也有点太差了。下面的几张图是我在肯塔基woodford reserve酒厂拍的。Woodford是肯塔基12家酒厂里规模最小的，但也是最精致的。他家用了6个7500加仑的木质发酵罐。

下图是发酵第一天的情形，表面还很平静。

第四天，发酵中期，也是酵母最活跃的时期：

完成发酵总共需要六天时间，这时候的酒，美国人管它叫beer，苏格兰人管它叫wash。Beer/wash的酒精度一般在10%-20%之间。发酵的条件大同小异，过程都是一样的。
上一张Buffalo Trace的发酵罐，95000加仑，霸气爆棚。

值得一提的是很多工厂都采用一种叫sour mash的工艺：拿一部分上一批发酵后的废料和新煮好的谷物混合后再发酵（通常为1：3的比例），目的是增加批次间各种条件的连贯性，确保产品质量不会有太大的差异。
谷物发酵后的beer经过过滤就可以送去蒸馏了。

蒸馏

蒸馏是利用液体沸点差进行分离提纯的技术。目前烈酒生产里用的蒸馏设备大致分两种，单式蒸馏器（pot still)和连续式蒸馏器（coffey still)。
传统单蒸的优点是结构简单，价格低廉；缺点是操作繁琐，分批生产，每一批都要重复加料、加热、冷却和清洗整个流程。蒸馏时最初和最后的馏分是不能用的。头部甲醇、低碳芳烃等高挥发份含量高；尾部水分太大。这个掐头去尾的工作全靠蒸馏技师的经验。单蒸的能耗也挺吓人的。现在用单蒸生产的酒清一色的都是小产量的高端品牌，比如woodford reserve:

苏格兰的Lagavulin:

还有日本的白州Hakushu:

话说回来，传统单蒸洋葱头似的外形和华丽的铜色确实有种独特的美感，瞬间带出高富帅玩儿票的那种酷帅潇洒。

如果是大批量生产，就不得不用连续式蒸馏器。连蒸开机调试好就可以连续生产，不需要切馏分，不需要频繁的维护，节省了很大一部分人工成本。而且它用蒸汽冷凝释放的热量预热beer，比起单蒸节能很多。
贴张连蒸的结构图，感兴趣的朋友可以看看：

蒸馏器的材质很讲究，必须用铜。铜对酒的味道至关重要。谷物里含硫，硫会破坏酒的风味，铜可以和硫反应生成盐，防止硫随着蒸汽跑到酒里。单蒸整体都是铜质的；连蒸的外壳和进料口以下的塔板一般采用不锈钢，进料口以上的塔板都是铜质的。
美国人管刚蒸馏出来的酒叫做white dog：

白狗的酒精度根据最终的产品种类而定，威士忌不能高于95%，bourbon威士忌不能高于80%，伏特加基本就是纯酒精了。
这个数值对酒的风味影响很大。酒精度越高酒里的风味物质越少；太低了味道就会杂乱。平衡点很难找，看酒师（master distiller）的个人感觉了。

陈化

蒸馏好的酒只有装木桶里陈化后才称得上是威士忌。不同品种对陈化年限有不同的要求。比如苏格兰威士忌要陈化三年以上，straight bourbon至少要两年。美国法律还规定如果bourbon的陈化时间低于4年则要在包装上标明年份。所以在美国买bourbon包装上如果找不到年份的话就可以默认这是4年的酒。
bourbon用的木桶非常讲究，必须是首次使用的橡木桶，内壁要经过火烤碳化。bourbon独特的焦糖、果香风味就来自木桶。橡木本身的香味丰富温和，bourbon的味道很大程度上是橡木的味道；而火烧又把橡木里的木质素转化成了成分复杂的香味物质，这就是bourbon的香草味、焦糖味的来源；除此之外，这层木炭又在一定程度上起到吸附净化的作用。木桶的碳化程度分为四个级别，1到4，数字越大烤的越狠。碳化级别对酒的味道影响很大，所以很多酒厂都把碳化级别当作商业机密。

bourbon用过的桶会被被苏格兰人、爱尔兰人买走，拿去做scotch和irish了。
传统酒窖讲究接地气，往往只有一层，用厚石墙保温，欧洲酒窖基本都是这个模式。美国的bourbon酒窖最先采用了多层、货架式的结构，外墙和酒架分离，为的就是应对飓风等自然灾害，提高安全等级。bourbon的酒窖讲究四季分明：夏天温度高桶里的酒膨胀往外走，冬天收缩往回渗，四季交替、来来回回的就把橡木的味道带到酒里了。也是同样的原因，每年木桶里的酒都会挥发掉3%左右。下图里四个桶从上到下、从左至右依次是当年，4年，9年和18年的情形：

酿酒人管挥发掉的部分叫angel's share。前些天参观了几个bourbon酒窖，闻着里面香甜温暖的味道，马上就明白天使为什么那么贪心了。
Buffalo Trace
Woodford

Reference

https://www.organicfacts.net/health-benefits/cereal/health-benefits-of-barley.html

image of malt
https://en.wikipedia.org/wiki/Malt

malt house outside
http://www.geograph.org.uk/photo/928433

malt house inside
http://www.undiscoveredscotland.co.uk/usfeatures/maltwhisky/images/malt-450-laphroaig.jpg

kiln
http://i22.photobucket.com/albums/b338/cain666_4u/DSCF0006.jpg

BT 95000 gallon fermentor
http://drinkboston.com/wp-content/uploads/2010/06/ky-buffalotrace-fermenter.jpg

peat
http://weareunion.co/angels-share/pictures/20130601_scotland_362.jpg

Starch Granuels
Deguchi, S., et al, Crystalline-to-amorphous transformation of cellulose in hot and compressed water and its implications for hydrothermal conversion， Green Chem., 2008,10, 191-196, DOI: 10.1039/B713655B