液態(tài)麥曲配方研究

隗程峰，姚曉玲，朱正軍，陳茂彬*

（湖北工業(yè)大學(xué)輕工學(xué)部食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430068）

液態(tài)麥曲配方研究

隗程峰，姚曉玲，朱正軍，陳茂彬*

（湖北工業(yè)大學(xué)輕工學(xué)部食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430068）

以粉碎的小麥為原料對(duì)液態(tài)麥曲制作工藝進(jìn)行了研究，將粉碎的小麥加水調(diào)漿并進(jìn)行碳源、氮源及無機(jī)鹽調(diào)配后接種黑曲霉，恒溫振蕩培養(yǎng)一段時(shí)間制成液態(tài)小麥曲。以液體曲的糖化力為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化了液態(tài)制曲的配方。結(jié)果表明，當(dāng)可溶性淀粉添加量為12 mg/mL、NaNO3添加量2 mg/mL、KH2PO4添加量2 mg/mL、MgSO4添加量0.4 mg/mL時(shí)，液態(tài)麥曲具有最高糖化力，且在此條件下制作的液態(tài)麥曲具有曲香濃郁和流動(dòng)性好的特點(diǎn)。

液態(tài)麥曲；黑曲霉；調(diào)配；糖化力

傳統(tǒng)麥曲即在破碎的小麥粒上培養(yǎng)繁殖微生物而制成的黃酒生產(chǎn)用糖化劑和少量發(fā)酵劑。傳統(tǒng)黃酒發(fā)酵所用的生麥曲是采用踏曲的方式而達(dá)到自然接種及培育微生物的目的，故其質(zhì)量的好壞由麥曲中微生物的種類及數(shù)量決定，這就造成生麥曲的質(zhì)量很難控制，生產(chǎn)過程中完全憑經(jīng)驗(yàn)操作；熟麥曲是將小麥蒸熟，冷卻后接種純種霉菌并置于適宜的溫度和濕度的環(huán)境中，讓霉菌在小麥上生長(zhǎng)繁殖并積累代謝產(chǎn)物，一定時(shí)間后烘干小麥而制成的曲[1-2]。

在黃酒的釀造過程中，麥曲為黃酒釀造提供各種酶類（主要是淀粉酶、蛋白酶等），這些酶促使原料所含的淀粉、蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)的水解，保證了黃酒發(fā)酵的正常進(jìn)行；同時(shí)在制曲過程中霉菌的生長(zhǎng)繁殖形成了各種代謝物以及由這些代謝產(chǎn)物相互作用產(chǎn)生的色澤、香味等，賦予黃酒酒體獨(dú)特的風(fēng)格，保證了黃酒的品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。相比于傳統(tǒng)生麥曲，熟麥曲在制曲過程中受到外界條件的影響較小，制曲條件比較容易控制，且制曲強(qiáng)度較低，不太受季節(jié)時(shí)間的限制，各種酶活力都較強(qiáng)。目前熟麥曲在機(jī)械化黃酒生產(chǎn)中得到了較大的應(yīng)用并取得不錯(cuò)的成績(jī)[3-5]。

自然發(fā)酵制成的曲釀酒雖然芳香醇厚，但制出來的曲種質(zhì)量不穩(wěn)定且淀粉出酒率低，加之制曲工序復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工藝化困難、成本高，不適宜工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。本研究以小麥為原料，將小麥粉碎過目并加水調(diào)漿，在液態(tài)環(huán)境下接入霉菌并振蕩培養(yǎng)以制得液態(tài)麥曲。這種方法不僅減少了雜菌的污染，節(jié)約了廠房面積，而且適于機(jī)械化黃酒生產(chǎn)[6-15]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥：購(gòu)于武漢市武泰閘農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；黑曲霉：本院實(shí)驗(yàn)室；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（potato dextrose agar，PDA）：馬鈴薯200 g，葡萄糖15 g，加水1 000 mL，pH自然。

可溶性淀粉、NaNO3、KH2PO4、NaCl、NaOH、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀（分析純）：西隴化工股份有限公司；MgSO4、冰醋酸、葡萄糖、CuSO4·5H2O、亞甲基藍(lán)、乙酸鈉（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HK-04A粉碎機(jī)：廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司；20目篩子：浙江上虞市五四紗篩廠；DK-98-11電爐：天津市泰斯特儀器有限公司；FE20型pH計(jì)：梅特勒托利多儀器有限公司；LDZX-75KB高壓滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；ZHJH-C1214B超凈工作臺(tái)：上海智城分析儀器制造有限公司；BCD-226冰箱：博西華家用電器有限公司；ZHWY-2102C恒溫培養(yǎng)振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司；SHA-C恒溫振蕩器：常州國(guó)華電器有限公司；AP-01P抽濾機(jī)：杭州賽析科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 霉菌液態(tài)種子液的制作

將試管斜面保藏的黑曲霉用10 mL無菌水溶解后，倒入盛有100 mL PDA培養(yǎng)基的250 mL錐形瓶中，30℃、180r/min恒溫?fù)u床振蕩培養(yǎng)3d，制成霉菌液態(tài)種子液備用。1.3.2液體制曲工藝

（1）工藝流程

（2）操作要點(diǎn)

加水調(diào)漿：取粉碎過的小麥4.0 g于250 mL錐形瓶，加50 mL水。

調(diào)配：可溶性淀粉補(bǔ)充碳源，硝酸鈉補(bǔ)充氮源，磷酸二氫鉀、氯化鈉、硫酸鎂補(bǔ)充黑曲霉生長(zhǎng)所需的無機(jī)鹽。

冰醋酸調(diào)pH 4.6：由于黑曲霉的最適生長(zhǎng)pH為4.6，故將冰醋酸與水按1∶15（V/V）的比例稀釋后用于調(diào)節(jié)pH。

煮沸：將錐形瓶至于電爐上，在攪拌的狀態(tài)下煮沸2 min使小麥淀粉糊化。

滅菌：121℃條件下滅菌20 min。

接種霉菌：待溫度降至低于30℃后，在超凈工作臺(tái)上接種10 mL黑曲霉種子液。

恒溫振蕩培養(yǎng)：用兩層滅菌紗布封住瓶口，將錐形瓶置于30℃的恒溫培養(yǎng)箱中150 r/min振蕩培養(yǎng)7 d。

1.3.3 液體制曲配方優(yōu)化的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

可溶性淀粉對(duì)液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設(shè)定硝酸鈉添加量2 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02mg/mL，硫酸鎂添加量0.2mg/mL，分別添加可溶性淀粉0、4 mg/mL、8 mg/mL、12 mg/mL、16 mg/mL、20 mg/mL，考察可溶性淀粉對(duì)液體曲糖化力的影響。

硝酸鈉對(duì)液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設(shè)定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，硫酸鎂添加量0.2 mg/mL，分別添加硝酸鈉0、1 mg/mL、2 mg/mL、3 mg/mL、4 mg/mL、 5mg/mL，考察硝酸鈉對(duì)液體曲糖化力的影響。

磷酸二氫鉀對(duì)液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設(shè)定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，硫酸鎂添加量0.2 mg/mL，分別添加磷酸二氫鉀0、1 mg/mL、2 mg/mL、3 mg/mL、4 mg/mL、5 mg/mL，考察磷酸二氫鉀對(duì)液體曲糖化力的影響。

硫酸鎂對(duì)液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設(shè)定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，分別添加硫酸鎂0、0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.3 mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL，考察硫酸鎂對(duì)液體曲糖化力的影響。

1.3.4 液態(tài)制曲配方優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取4個(gè)因素為影響，以糖化力為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)因素與水平見表1，通過極差分析，篩選出液態(tài)制曲調(diào)配階段的最優(yōu)配方。

1.3.5 液態(tài)麥曲的糖化力檢測(cè)

在35℃、pH 4.6的條件下，1 mL液體曲1 h轉(zhuǎn)化可溶性淀粉生成葡萄糖的毫克數(shù)為一個(gè)單位（U），以mg/（mL·h）表示。

（1）液態(tài)麥曲糖化酶提取

取5 mL液體曲于100 mL容量瓶，加入10 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，用蒸餾水定容至刻度線。至于35℃的水浴中振蕩提取1 h，過濾，收集濾液備用。

（2）糖化力測(cè)定

于甲、乙2個(gè)150 mL錐形瓶中分別加入25 mL可溶性淀粉，再加入5 mL液態(tài)麥曲糖化酶提取液，乙瓶搖勻后封住錐形瓶口，置于35℃的恒溫水浴中振蕩水解1 h后加入1mL20%的NaOH溶液，甲瓶直接加入1 mL 20%NaOH溶液。兩瓶搖勻后吸取5 mL混合液加入另一個(gè)盛有菲林試劑甲液、乙液各5 mL的150 mL錐形瓶中，再加入10 mL蒸餾水后置于電爐上加熱至沸騰，在沸騰的狀態(tài)下采用1mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖滴至溶液變黃，記錄乙瓶消耗的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖體積V2，甲瓶消耗的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖體積V1。

糖化力的計(jì)算公式如下：

式中：X為試樣的糖化力，U；V1為滴定空白時(shí)消耗的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V2為滴定試樣時(shí)消耗的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；1（分子）為每毫升標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液中所含葡萄糖的質(zhì)量，mg/mL；30為糖化混合液的總體積（可溶性淀粉25 mL加液體曲提取液5 mL的總體積），mL；0.25為5 mL液體曲提取液相當(dāng)于所取液體曲的體積；5為滴定時(shí)吸取的糖化液的體積，mL；1（分母）為酶解時(shí)間，h。

2 結(jié)果與分析

2.1 液態(tài)麥曲配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 可溶性淀粉添加量對(duì)液態(tài)麥曲糖化力的影響

由圖1可知，當(dāng)可溶性淀粉添加量為0～12 mg/mL時(shí)，所制得的液體曲糖化力較低，曲香淡薄，可能是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不夠，造成霉菌生長(zhǎng)緩慢，代謝物質(zhì)較少。添加量為12 mg/mL時(shí)，所制得的液體曲具有最高的糖化力，達(dá)到216.0 U，且曲香濃郁。添加量為20 mg/mL時(shí)，所制得的液體曲顏色呈淡褐色，且酸味很重，可能是營(yíng)養(yǎng)過于豐富，霉菌快速生長(zhǎng)，過早進(jìn)入衰亡期所致。故選擇12 mg/mL為最佳可溶性淀粉添加量。

2.1.2 硝酸鈉添加量對(duì)液態(tài)麥曲糖化力的影響

由圖2可知，當(dāng)硝酸鈉添加量為0～3 mg/mL時(shí)，糖化力逐漸升高，當(dāng)添加量繼續(xù)增加時(shí)，糖化力呈下降趨勢(shì)。添加量為3 mg/mL時(shí)，液體曲的糖化力達(dá)到最大值，為201.6 U。故選擇3 mg/mL為最佳硝酸鈉添加量。

2.1.3 磷酸二氫鉀添加量對(duì)液態(tài)麥曲糖化力的影響

由圖3可知，磷酸二氫鉀的添加量對(duì)糖化力的影響較小，添加量為0～3 mg/mL時(shí)，糖化力呈緩慢上升趨勢(shì)，當(dāng)添加量為3～5 mg/mL時(shí)，糖化力呈緩慢下降的趨勢(shì)。故選擇3 mg/mL為最佳磷酸二氫鉀添加量。

2.1.4 硫酸鎂添加量對(duì)液態(tài)主科曲糖化力的影響

由圖4可知，當(dāng)硫酸鎂添加量為0～0.3 mg/mL時(shí)，液體曲糖化力由93.4 U上升至219.6 U。之后再增加硫酸鎂添加量至0.5mg/mL時(shí)液態(tài)麥曲糖化力雖有上升，但上升趨勢(shì)極其平緩。故選擇0.3 mg/mL為液體曲制作的最佳添加量。

2.2 液態(tài)麥曲制作配方優(yōu)化正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇可溶性淀粉添加量（A）、硝酸鈉添加量（B）、磷酸二氫鈉添加量（C）、硫酸鎂添加量（D）4個(gè)因素，以糖化力為考察指標(biāo)，進(jìn)行4因素3水平L9（34）正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2，方差分析見表3。

從表2可以看出，4個(gè)因素對(duì)液態(tài)麥曲糖化力的影響由大到小依次為可溶性淀粉添加量＞硝酸鈉添加量＞硫酸鎂添加量＞磷酸二氫鈉添加量。由液態(tài)麥曲糖化力的極差分析結(jié)果表明，可溶性淀粉添加量、硝酸鈉添加量、磷酸二氫鈉添加量、硫酸鎂添加量最優(yōu)的水平組合為A2B2C1D3，即可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL、磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL、硫酸鎂添加量0.4 mg/mL。以1 kg糯米為原料加入液態(tài)麥曲進(jìn)行黃酒釀造，結(jié)果顯示，其糖化力達(dá)到228.7 U，說明液態(tài)麥曲釀造黃酒是可行的。方差分析（見表3）表明各因素對(duì)糖化力的影響均不顯著。

3 結(jié)論

曲是黃酒釀造的糖化劑和部分發(fā)酵劑，同時(shí)為黃酒提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使黃酒具有絕佳的口感和極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，液態(tài)麥曲的糖化力為指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)得出結(jié)論：以液態(tài)麥曲進(jìn)行黃酒釀造是可行的；最終液體曲調(diào)配階段的最佳方案為可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL、磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL、硫酸鎂添加量0.4 mg/mL、氯化鈉添加量0.02 mg/mL。以此方法制作的液體曲曲香濃郁、流動(dòng)性好。將其用于工業(yè)化黃酒生產(chǎn)不僅易于控制制曲條件，更是節(jié)約了黃酒生產(chǎn)成本，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了廠房面積，其產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。

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WEI Chengfeng,YAO Xiaoling,ZHU Zhengjun,CHEN Maobin*

(The Food and Pharmaceutical College of Light industry Division,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

With crushed wheat as raw material,the process of liquid wheat koji was studied.The crushed wheat was added with water,blended with carbon source and nitrogen source,and then inoculated withAspergillus niger.After shaking cultivation at constant temperature for a period of time, the liquid wheat koji could be made.Using the saccharifying power of liquid wheat koji as evaluation index,the formula of liquid wheat koji was investigated through single factor and orthogonal test.The results showed that the koji had the strongest saccharifying power when the soluble starch, NaNO3,KH2PO4and MgSO4addition in order was 12 mg/ml,2 mg/ml,2 mg/ml,0.4 mg/ml,respectively.The koji had nice flavor and good liquidity in this condition.

liquid wheat koji;Aspergillus niger;blending;saccharifying power

TS26

A

0254-5071（2015）04-0093-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.021

2015-03-19

湖北省科技支撐計(jì)劃（2013BBA010）

隗程峰（1990-），男，碩士研究生，主要從事食品發(fā)酵研究工作。

*通訊作者：陳茂彬（1965-），男，教授，博士，主要從事食品發(fā)酵研究工作。