根霉麩曲種曲培養(yǎng)工藝的研究

嚴(yán)啟梅，沈曉波，李燕榮，蒲 春

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷223800）

根霉麩曲種曲培養(yǎng)工藝的研究

嚴(yán)啟梅，沈曉波，李燕榮，蒲 春

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷223800）

以糖化能力較強(qiáng)的根霉Q303為菌株，通過單因素和正交試驗(yàn)對根霉麩曲種曲培養(yǎng)工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，影響根霉麩曲質(zhì)量的因素依次為：水分含量＞裝載量＞培養(yǎng)時(shí)間。根霉麩曲種曲的最佳培養(yǎng)工藝條件為：培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），為中試生產(chǎn)提供有力的數(shù)據(jù)支撐和理論指導(dǎo)。

根霉； 麩曲； 正交

我國使用小曲釀酒的歷史久遠(yuǎn)，而傳統(tǒng)小曲中起糖化作用的菌群主要是根霉菌。以麩皮為原料，經(jīng)純種固態(tài)培養(yǎng)的根霉曲在小曲酒中被廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)小曲比較，根霉曲具有成品質(zhì)量穩(wěn)定、用曲量少和原料出酒率高等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)對于根霉的研究主要集中在生物特性[1-2]、淺盤工藝[3]、生產(chǎn)過程[4]等，但對于根霉麩曲種曲培養(yǎng)工藝的系統(tǒng)研究鮮有報(bào)道。20世紀(jì)70年代末，貴州分離誘變出了性能優(yōu)良的根霉菌種Q303，屬臺灣根霉，產(chǎn)酸少，糖化力強(qiáng)，出酒率優(yōu)于常用的AS3.851，適合于釀制甜酒和不同原料的小曲酒。本研究以根霉Q303為例，對種曲培養(yǎng)工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以期為中試生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

菌種：根霉Q303，購買于貴州省釀酒工程技術(shù)開發(fā)中心；麩皮：市售。

試劑及耗材：葡萄糖、濃鹽酸、硫酸銅、次甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀等。

儀器設(shè)備：SW-CJ-1A標(biāo)準(zhǔn)型凈化工作臺，無錫深藍(lán)科技有限公司；DNP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋，YXQ-LS-75S11型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；控溫水浴鍋，南通華泰實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；臺式低速離心機(jī)，AXTD5A型，鹽城市安信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；電子天平，AL204型，梅特勒-拖利多儀器（上海）有限公司；MILLPORE超純水系統(tǒng)。

1.2 檢測方法

試飯?zhí)欠峙c試飯酸度的測定參照文獻(xiàn)[1，3，5]，有改動。

試飯測定方法如下：（1）蒸飯：取大米20 g，米水比為1∶1.6，加水拌勻于罐頭瓶，121℃蒸飯10 min。要求飯粒熟而不爛，米飯含水量57%左右。（2）培菌糖化：米飯涼至35℃左右，拌入米飯重量0.8%的根霉麩曲種曲，拌勻后于30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后，測定其試飯?zhí)欠峙c酸度。（3）試飯?zhí)欠值奶幚恚喝√腔?0 g于250 mL磨口三角瓶，加蒸餾水100 mL，57℃水浴1 h，取出，迅速冷卻，離心(3 min、3500 r/min)。（4）測定：采用快速法，測定時(shí)取離心液0.5 mL進(jìn)行測定，此時(shí)試飯?zhí)欠值挠?jì)算公式如下：

式中：V0——斐林試劑溶液的標(biāo)定值（mL）；

V——斐林試劑溶液的測定值（mL）；

C——標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液濃度（g/L）；

100/0.5——0.5為測定時(shí)所取溶液的體積（mL），100為糖化飯浸出液的體積（mL）；

100/10——10為所取糖化飯重量（g），100為換算成100 g糖化飯中的糖分（g）。

試飯酸度是指中和每克糖化飯所消耗0.1 mol/L NaOH溶液的毫升數(shù)。其測定方法為：取上述離心液10 mL（相當(dāng)于1 g糖化飯），以酚酞為指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至紅色，按下式計(jì)算試飯酸度：

試飯酸度（%）=M×V×100/10。

注：M——NaOH溶液的濃度（mol/L）；

V——滴定消耗NaOH溶液的體積（mL）。

1.3 種曲培養(yǎng)工藝

稱取麩皮，加水適量，充分拌勻，滅菌后冷卻，接入一定量的二級菌種，放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)一段時(shí)間，烘干，檢測試飯?zhí)欠趾驮囷埶岫取?/p>

1.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

培養(yǎng)溫度：按上述工藝，稱取15 g麩皮于500 mL三角瓶內(nèi)，加7 mL水(水分含量為46.7%)拌勻，接種后將種曲分別放入30℃、32.5℃、35℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，檢測試飯?zhí)欠峙c酸度。

培養(yǎng)時(shí)間：按培養(yǎng)溫度工藝，將種曲放入32.5 ℃培養(yǎng)箱中分別培養(yǎng)24 h、36 h、48 h、60 h、72 h，檢測試飯?zhí)欠峙c酸度。

裝載量：裝載量分別按10g/500mL、15g/500mL、20 g/500 mL、25 g/500 mL、30 g/500 mL稱取麩皮，水分按照7 mL水/15 g麩皮的比例加水分別為4.7 mL、7.0 mL、9.3 mL、11.7 mL、14.0 mL拌勻，將種曲放入32.5℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)60 h，檢測試飯?zhí)欠峙c酸度。

水分含量：按裝載量20 g/500 mL稱取麩皮，水分按6 mL水/15 g麩皮（40.0%）、7 mL水/15 g麩皮（46.7%）、8 m水/15 g麩皮（53.3%）、9 mL水/15 g麩皮（60.0%）、10 mL水/15 g麩皮（66.7%）的比例加水拌勻，將種曲放入32.5℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)60 h，檢測試飯?zhí)欠峙c酸度。

1.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交表對培養(yǎng)時(shí)間、裝載量、水分含量進(jìn)行優(yōu)化，見表1。

表1 正交試驗(yàn)因子與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 培養(yǎng)溫度對根霉麩曲質(zhì)量的影響（圖1）

圖1 培養(yǎng)溫度對根霉麩曲質(zhì)量的影響

據(jù)文獻(xiàn)[1-2]，根霉的最適溫度在30～35℃之間，本試驗(yàn)選擇30℃、32.5℃、35℃共3個(gè)水平研究溫度對根霉麩曲質(zhì)量的影響（見圖1）。隨著溫度的升高，試飯?zhí)欠殖蔬f增趨勢。當(dāng)培養(yǎng)溫度為32.5℃，根霉的試飯?zhí)欠譃?1.96%，比30℃的試飯?zhí)欠指?.2%，僅比35℃試飯?zhí)欠值?.9%。從外觀看，35℃培養(yǎng)的麩曲曲質(zhì)偏黑，并且溫度越高麩曲異味越大。隨著溫度的升高，試飯酸度先增大后降低，32.5℃時(shí)根霉的試飯酸度最高且小于0.5%，符合根霉麩曲質(zhì)量要求[5]。所以，根霉麩曲培養(yǎng)溫度選擇32.5℃。

2.1.2 培養(yǎng)時(shí)間對根霉麩曲質(zhì)量的影響（圖2）

圖2 培養(yǎng)時(shí)間對根霉麩曲質(zhì)量的影響

隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，試飯?zhí)欠窒仍龃蠛蠼档挖呌诜€(wěn)定。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為48 h時(shí)，試飯?zhí)欠肿罡?2.96%；當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為72 h，試飯?zhí)欠譃?0.88%，比36 h的試飯?zhí)欠指?8%。試飯酸度隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長呈現(xiàn)先增后降再升的趨勢，且總體試飯酸度數(shù)值小于0.5%。故在正交試驗(yàn)中選取培養(yǎng)時(shí)間48～72 h進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.3 裝載量對根霉麩曲質(zhì)量的影響（圖3）

圖3 裝載量對根霉麩曲質(zhì)量的影響

研究裝載量對根霉麩曲質(zhì)量的影響，結(jié)果表明，隨著裝載量的增加，根霉麩曲的試飯?zhí)欠窒仍黾雍蠼档汀．?dāng)裝載量為20 g/500 mL時(shí)，試飯?zhí)欠肿畲?，?4.54%；當(dāng)裝載量為10 g/500 mL時(shí)，試飯?zhí)欠譃?3%，由于裝載量小，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，麩皮水分過快干結(jié)，達(dá)不到根霉麩曲的生長環(huán)境；當(dāng)裝載量為30 g/500 mL時(shí)，試飯?zhí)欠譃?2.92%，根霉是需氧型微生物，裝載量大，不能滿足其最適生長條件，容易滋生雜菌。根霉的試飯酸度隨著裝載量的增大，呈現(xiàn)先降后升的趨勢，裝載量越大（大于30 g/500 mL），試飯酸度越大，可能是氧氣不足，根霉得不到更好的生長。故裝載量選取15～25 g/500 mL進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.4 水分含量對根霉麩曲質(zhì)量的影響（圖4）

圖4 水分含量對根霉麩曲質(zhì)量的影響

由圖4可以看出，隨著麩皮含水量的增加，根霉麩曲的試飯?zhí)欠窒仍龃蠛蠼档挖呌诜€(wěn)定。水分含量為40%時(shí)，不適于根霉的生長；水分含量為53.3%時(shí)，試飯?zhí)欠肿畲?。根霉的試飯酸度隨水分含量的增加無規(guī)律可循，但總體數(shù)值小于0.5%。當(dāng)水分含量為66.7%時(shí)，根霉的試飯?zhí)欠直?0%水分含量的試飯?zhí)欠值?.2%，根霉的試飯酸度達(dá)到最大值，并且麩曲結(jié)餅程度很緊實(shí)，可能是麩皮含水量過大，麩曲生長過快，不利于通氣和散熱，也不利于后期中試接種使用。故在正交試驗(yàn)中選取46.7%～60.0%進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，在培養(yǎng)溫度32.5℃條件下，以根霉麩曲的試飯?zhí)欠譃橹笜?biāo)，按表1進(jìn)行正交試驗(yàn)。由表2正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果表明：各因素對根霉麩曲質(zhì)量的影響程度為C2＞B1＞A1，即水分含量＞裝載量＞培養(yǎng)時(shí)間，根霉麩曲種曲最佳培養(yǎng)工藝條件為A1B1C2：培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間48 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，最好的工藝組合為A2B1C2，即培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），此工藝條件的試飯?zhí)欠譃?7.33%。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

正交試驗(yàn)得到的根霉麩曲種曲最佳培養(yǎng)工藝條件A1B1C2：培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間48 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。正交試驗(yàn)結(jié)果中最好的工藝A2B1C2：培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。兩種工藝結(jié)合制作三角瓶種曲。

由表3驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，根霉麩曲種曲最佳培養(yǎng)工藝為A2B1C2，此時(shí)根霉的試飯?zhí)欠譃?8.01%，比A1B1C2的試飯?zhí)欠指?.4%。

表3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了根霉麩曲種曲培養(yǎng)工藝，試驗(yàn)結(jié)果表明，影響根霉麩曲質(zhì)量的因素依次為水分含量＞裝載量＞培養(yǎng)時(shí)間。水分含量是影響麩曲質(zhì)量的重要因素，水分含量低，麩皮干結(jié)過快，不能滿足根霉的生長環(huán)境，水分高，麩曲結(jié)餅程度很緊實(shí)，供氧和散熱不足，易滋生雜菌。比較驗(yàn)證了正交試驗(yàn)優(yōu)化的工藝和正交試驗(yàn)結(jié)果中最好的工藝對根霉麩曲質(zhì)量的影響，根霉麩曲種曲最佳培養(yǎng)工藝條件為培養(yǎng)溫度32.5℃、培養(yǎng)時(shí)間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），為中試生產(chǎn)提供有力的數(shù)據(jù)支撐和理論指導(dǎo)。

[1]姚萬春,唐玉明,任道群,等.釀酒用根霉菌株的培養(yǎng)特性研究[J].中國釀造,2006(10)：34-37.

[2]姚萬春,唐玉明,廖建民,等.關(guān)于5株根霉菌特性及其原料適應(yīng)性的研究[J].中國釀造,2003(1)：10-11.

[3]羅慧波,謝軍,黃治國,等.純種根霉麩曲制曲工藝優(yōu)化研究[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版,2015,28(5)：7-11.

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Culture of Seed of Rhizopus Bran Starter

YAN Qimei,SHEN Xiaobo,LI Yanrong and PU Chun

(Yanghe Distillery Co.Ltd.,Suqian,Jiangsu 223800,China)

The culture of the seed ofRhizopusbran starter was optimized by single factor test and orthogonal experiments withRhizopus oryzaeQ303 of strong saccharifying power as the strain.The results suggested that,the factors influencing the quality ofRhizopusbran starter ranked in decreasing sequence as moisture content＞loading capacity＞culture time.The optimum culture conditions were summed up as follows:culture temperature was at 32.5℃,culture time was 60 h,loading amount was 15 g/500 mL,and moisture content was 53.3%(8 mL).This study had provided data support and theoretical guidance for pilot production.

Rhizopus;bran starter;orthogonal

TS262.3；TS261.1；TQ925.7

A

1001-9286（2017）10-0061-04

10.13746/j.njkj.2017185

2017-07-03

嚴(yán)啟梅(1985-)，女，江蘇宿遷人，碩士，江蘇洋河酒廠股份有限公司副主任技師。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-07-25；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170725.1331.002.html。