紅曲酒功能性成分及安全控制研究進(jìn)展

白妞妞，付志英，陳 豐，陳 嬋，陳文勝

（福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州 350119）

中國黃酒是國之瑰寶，堪稱國粹，被稱為“液體蛋糕”，至今為止已有四千多年的歷史[1]。福建的紅曲黃酒，也稱閩派黃酒，被列入中國特色黃酒之一。唐代徐堅(jiān)輯的《初學(xué)記》中記載“西旅游梁,御宿素粲,瓜州紅曲,參糅相半，軟滑膏潤,入口流散”，這說明東漢時(shí)期紅曲已流行西北，進(jìn)入富貴人家的生活飲食中[2]。

1 紅曲酒發(fā)展現(xiàn)狀

黃酒起源于中國，為世界三大古酒之一，酒香味醇，營養(yǎng)豐富。根據(jù)其釀造工藝不同，可分為浙派黃酒、海派黃酒、閩派黃酒、蘇派黃酒和北派黃酒。其中的閩派黃酒為福建老酒、龍巖沉缸酒、惠澤龍酒等，是南方紅曲黃酒的典型代表。紅曲酒通常以味香、色紅、醇正為特色，在福建省獨(dú)樹一幟。其品牌代表主要有沉缸酒、福建老酒、惠澤龍酒、連江元紅和閩侯青紅酒。紅曲黃酒最大的特點(diǎn)在于紅曲，紅曲既是中藥材又是食品，被廣泛作為釀酒和紅腐乳制作原料。早期有研究表明，紅曲中含有多種對人體有益的活性物質(zhì)，如紅曲色素、γ-氨基丁酸、洛伐他汀等，具有降血壓、降血脂、緩解焦慮、抗腫瘤等保健藥理功能[3]。

紅曲酒屬于閩派黃酒，以秈米或糯米為原料，經(jīng)過蒸煮、拌曲、糖化發(fā)酵、壓濾而成。2014 年以來，福建紅曲黃酒在黃酒產(chǎn)業(yè)中居全國第二，僅次于浙江省，具有較大的市場潛力，但在中國酒業(yè)中仍然難有一席之地。其發(fā)展瓶頸在于紅曲黃酒釀造系統(tǒng)中各種微生物的功能和特性了解尚不全面等，嚴(yán)重制約了紅曲黃酒的發(fā)展。

2 功能性紅曲酒功能成分

2.1 紅曲霉的初級代謝產(chǎn)物

紅曲黃酒是以糯米為原料，添加紅曲為糖化、發(fā)酵劑釀造而成的色紅、味醇、香濃的滋補(bǔ)飲品。紅曲是紅曲霉接種到蒸煮過的大米上后發(fā)酵得到的產(chǎn)物，為紫紅色或棕紅色米粒，添加紅曲不僅提供了豐富的碳源物質(zhì)，鎖住了紅曲霉生長所需的水分，且大米發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)有利于紅曲霉的生長[3]。紅曲霉是紅曲酒在釀造過程中的優(yōu)勢菌群，它能通過產(chǎn)生淀粉酶或糖化酶將大米中的淀粉水解為葡萄糖或小分子糊精，然后在釀酒酵母的作用下產(chǎn)生酒精。然而，隨著發(fā)酵液本身酒精度數(shù)的升高，會超出釀酒酵母的承受范圍，抑制酵母的活性，從而導(dǎo)致發(fā)酵終止。因此，尋找和培養(yǎng)產(chǎn)高活性淀粉酶的紅曲霉和高酒精耐受力的酵母是黃酒生產(chǎn)中的重大課題。俞劍燊等[4]從黃酒發(fā)酵液中分離并篩選出了具有高產(chǎn)蛋白酶和糖化酶的曲霉并進(jìn)行黃酒模擬發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)黃酒中的還原糖和氨氮含量有了明顯的提高。韓惠敏等[5]以蛋白酶和糖化酶為指標(biāo)，利用透明圈法從謝村黃酒酒曲中篩選到兩株產(chǎn)酶能力最強(qiáng)的曲霉并應(yīng)用到黃酒發(fā)酵過程中，增加了黃酒中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量。

2.2 紅曲霉的次級代謝產(chǎn)物

紅曲色素是紅曲霉的次級代謝產(chǎn)物之一，具有著色明顯、不易褪色、色調(diào)柔和、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)，不僅能賦予黃酒獨(dú)特的色澤和風(fēng)味，更使黃酒具有抗菌、抗氧化等特殊功能[6]。夏培禹等[7]從中溫大曲中篩選到了一株產(chǎn)紅曲色素含量較高的紅曲霉菌株并應(yīng)用到黃酒的發(fā)酵過程中，結(jié)果顯示，該菌株能提高黃酒液態(tài)發(fā)酵中的酯化能力，高級醇、乳酸乙酯和乙酸乙酯的含量明顯增加。此外，紅曲霉產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物如γ-氨基丁酸、洛伐他汀、麥角固醇、紅曲多糖等活性物質(zhì)具有降血脂、降血壓、降血糖、抗疲勞、健腦、抗癲癇、抑菌、增強(qiáng)免疫力等功效，深受人們的關(guān)注和喜愛。吳玉峰等[8]發(fā)明了一種紅曲發(fā)酵黃酒加工副產(chǎn)物生產(chǎn)γ-氨基丁酸的方法，將紅曲霉的種子液按一定比例接入發(fā)酵培養(yǎng)基中充分混合，γ-氨基丁酸含量可達(dá)0.15～0.23 g/L。周華林等[9]對傳統(tǒng)玫瑰米醋酒醪中的紅曲霉進(jìn)行篩選，分離出能產(chǎn)γ-氨基丁酸的菌株應(yīng)用到黃酒生產(chǎn)中，賦予黃酒降血壓、抗驚厥、促進(jìn)生長激素分泌、改善更年期綜合征等保健功能。姚霞、崔小亮等[10]用傳統(tǒng)微生物篩選方法從濃香大曲中篩選到一株產(chǎn)洛伐他汀的嗜熱紅曲霉，在培養(yǎng)過程產(chǎn)生較好的水果香味。吳玉峰等[11]通過固態(tài)發(fā)酵法從不同產(chǎn)地40 份紅曲米中篩選出1 株洛伐他汀產(chǎn)量高達(dá)17.90 mg/g 的菌株，研究結(jié)果對傳統(tǒng)紅曲菌種資源的發(fā)掘利用以及紅曲黃酒保健功能的提升具有參考價(jià)值。因此，從黃酒中篩選出能夠產(chǎn)活性物質(zhì)的紅曲霉成為了紅曲酒工藝開發(fā)研究的熱點(diǎn)。

2.3 多酚提取物

近年來，多酚提取物常常被作為一種功能活性性物質(zhì)添加到黃酒發(fā)酵過程中，使黃酒具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力等保健功能，深受大家的喜愛。梁璋成等[12]在紅曲酒初釀酒中添加了綠茶提取物共陳釀，豐富了紅曲黃酒的風(fēng)味復(fù)雜性，且不失黃酒典型性的風(fēng)格。汪建國等[13]利用紅曲發(fā)酵燕麥釀制黃酒，并對其工藝進(jìn)行了優(yōu)化，從而制得味香醇濃且具有清除自由基、抗皺等保健功能的紅曲黃酒。陳豐等[14]在紅曲酒傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上添加了金柑汁、山楂汁等具有降熱性質(zhì)的物質(zhì)，從而開發(fā)出了適合現(xiàn)代人口味的降燥型黃酒新品種。

2.4 活性肽

紅曲酒中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，具有良好的保健功能，其中蛋白質(zhì)的含量最高，大多以氨基酸和多肽的形式存在，其中三分之一的含氮物質(zhì)為活性肽，遠(yuǎn)高于其他酒中的生物活性肽含量。這是由于紅曲酒在發(fā)酵過過程中涉及到很多微生物，其中最主要的是釀酒酵母和曲霉，這些微生物能夠產(chǎn)生大量的蛋白酶，從而將紅曲酒中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸和多肽和寡肽等小分子物質(zhì)，大大的提高了黃酒的營養(yǎng)價(jià)值。周夢潔等[15]以黃酒為原料，比較了不同地區(qū)黃酒肽的理化特性，建立了不同地區(qū)黃酒肽譜，最終篩選出具有促葡萄糖吸收活性的紹興黃酒肽提取物，研究結(jié)果為功能性保健紅曲酒的開發(fā)提供了重要參考。王正元等[16]初步探索了年份對黍米陳釀黃酒中寡肽含量的影響，研究結(jié)果表明，年份越久，陳年黃酒中的寡肽含量越高。

3 功能性紅曲酒安全控制

3.1 桔霉素

有研究表明，紅曲霉會代謝產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物桔霉素，是一種真菌毒素。桔霉素因具有腎毒性也被稱為腎毒素，有動(dòng)物試驗(yàn)表明，它可引起試驗(yàn)動(dòng)物的腎小管擴(kuò)張及上皮細(xì)胞的變性壞死、腎臟腫脹增大、尿量變多等一系列癥狀。我國食品國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2761—201l《食品中真菌毒素限量》中也規(guī)定，紅曲食品中的桔霉素含量≤0.05 mg/kg[17]。同一時(shí)期，法國人Blanc 用紫外、熒光分析、質(zhì)譜以及核磁共振等方法確定了紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)物Monascidin A 是一種真菌毒素桔霉素，會對肝和腎造成嚴(yán)重的中毒和致畸作用，因此世界各國對紅曲安全性引起了高度重視。篩選出不產(chǎn)或低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌株是紅曲酒行業(yè)安全發(fā)展的重中之重。

3.2 生物胺

紅曲酒以糯米為原料，在乳酸菌的發(fā)酵作用下會產(chǎn)生各種氨基酸，各種氨基酸在相應(yīng)氨基酸脫羧酶的作用下會產(chǎn)生生物胺，低濃度的生物胺會形成不良風(fēng)味，影響黃酒的口感，過高濃度的生物胺會對人體造成健康危害。因此，選用具有降生物胺或低產(chǎn)（不產(chǎn)）生物胺的紅曲霉來發(fā)酵紅曲酒可以控制黃酒中生物胺的產(chǎn)生。此外，紅曲酒在釀造過程還會產(chǎn)生有害物質(zhì)生物胺，其中最常見的生物胺為組胺、酪胺、尸胺和腐胺。生物胺是一類低分子質(zhì)量含氮有機(jī)化合物,過量攝入則會危害人體,對神經(jīng)、心血管系統(tǒng)造成損傷，產(chǎn)生頭痛、心悸、呼吸紊亂、血壓變化、嘔吐和腹瀉等不良癥狀，嚴(yán)重時(shí)還會危及生命[18]。王蘭等[19]采用替代浸米的工藝方法，將原料直接粉碎，經(jīng)液化和糖化后制得的黃酒，生物胺含量較對照下降71.59%。孫夢菲[20]從黃酒麥曲和發(fā)酵醪中共分離鑒定得37 株糖多孢菌，以菌株產(chǎn)生物胺和降生物胺能力為評價(jià)指標(biāo)，篩選獲得2株低產(chǎn)生物胺且具有較強(qiáng)降生物胺能力的糖多孢菌（F1902 和F2014），研究為利用糖多孢菌控制紅曲酒釀造過程中的生物胺含量和以紅曲酒為生物資源的開發(fā)利用提供了一定的理論參考。因此，篩選出不產(chǎn)或低產(chǎn)生物胺的紅曲霉菌株對紅曲酒業(yè)的安全發(fā)展具有重大意義。

3.3 氨基甲酸乙酯

氨基甲酸乙酯（Ethyl carbamate，簡稱EC）又稱為尿烷，在液體飲料酒中含量高，尤其蒸餾酒中，尿素在發(fā)酵液中的過量積累是EC 形成的主要原因。有研究表明，氨基甲酸乙酯被氧化加聚后形成的聚合物能夠和機(jī)體內(nèi)的DNA 分子發(fā)成反應(yīng)，導(dǎo)致DNA 分子損壞，使機(jī)體發(fā)生癌變，這對人類機(jī)體的健康造成了潛在的安全隱患，嚴(yán)重的制約了黃酒的國際化發(fā)展[16]。近年來，也有許多人研究了EC 的形成機(jī)理和檢測方法，并對各種發(fā)酵酒中的EC 含量進(jìn)行了控制。劉俊[21]采用頂空固相萃取與氣相-質(zhì)譜聯(lián)用的檢測技術(shù)（HS-SPME-GC-MS）檢測出黃酒中EC的含量，并采用優(yōu)化發(fā)酵策略，提高了尿素降解酶活，從而有效控制了黃酒中的EC 的含量。吳殿輝[22]采用食品安全級代謝工程改造構(gòu)建工程菌代替親本菌株發(fā)酵黃酒，研究結(jié)果表明，黃酒發(fā)酵液中尿素和EC 的含量分別降低了90.7%和54.6%。

4 結(jié)論和展望

由于對紅曲酒釀造系統(tǒng)中各種微生物的功能和特性研究尚不全面,未構(gòu)建紅曲黃酒釀造用菌種庫,生產(chǎn)工藝和設(shè)備沒有更新，缺少科技支撐等多種原因，以至于福建紅曲酒產(chǎn)銷量逐年下降，逐漸落后于浙派和海派黃酒。但近些年，隨著人們生活水平的提高，人們健康飲酒意識逐漸增強(qiáng)，關(guān)于如何發(fā)揮福建紅曲酒的特色和價(jià)值，如何將福建紅曲酒做大做強(qiáng)等一系列問題，引起了政府、企業(yè)和當(dāng)?shù)馗咝５纳羁趟伎?。因此，從黃酒發(fā)酵醪中分離純化出具有不同功能和風(fēng)味特性的微生物資源，建立不產(chǎn)桔霉素（安全）、低產(chǎn)生物胺、淀粉酶活性高（液化能力強(qiáng)）、高產(chǎn)洛伐他汀、γ-氨基丁酸（保?。┑募t曲霉和耐酒精酵母等功能特性明確的微生物菌株庫，將為今后紅曲黃酒的制備和研發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。

目前關(guān)于紅曲酒工藝、功能和安全的研究和報(bào)道比比皆是，甚至已達(dá)到了發(fā)展的瓶頸期。但最根本的問題還沒有解決。紅曲酒中各個(gè)微生物的功能和特性還不完全了解，必須對福建紅曲酒釀造用曲和釀造過程中的微生態(tài)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析,并建立功能特性明晰的菌株庫。此外，黃酒釀造用曲還可對秸稈進(jìn)行降解，生產(chǎn)高質(zhì)肥料；將紅曲酒糟開發(fā)為飼料添加劑，可開拓飼料市場，還可作為烹飪調(diào)料或阿膠等中藥或保健品的添加劑，開拓調(diào)味品和保健品市場。