香菇紅曲黃酒生產(chǎn)工藝的研究

宋云剛，何 佳，鄭 苗，呂丹丹，魏士祺

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽(yáng)471023）

香菇紅曲黃酒生產(chǎn)工藝的研究

宋云剛，何 佳，鄭 苗，呂丹丹，魏士祺

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽(yáng)471023）

為豐富黃酒品種，根據(jù)傳統(tǒng)釀酒原理,通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)，研究了香菇紅曲黃酒的生產(chǎn)工藝。香菇菌最佳發(fā)酵條件為：裝液量120 mL/250 mL、溫度24℃、接種量12%、時(shí)間8 d，此條件下發(fā)酵液中多糖含量為4.552 mg/mL；黃酒最佳生產(chǎn)工藝為：香菇菌發(fā)酵液12%、酒曲3.5%(根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1)、酵母添加量0.12%，此條件下黃酒品質(zhì)最佳，其中多糖含量1.035 mg/mL，色度0.794，酒精度12.5%vol，總酸5.7 g/L，氨態(tài)氮0.42 g/L。

香菇菌； 黃酒； 正交實(shí)驗(yàn)； 紅曲霉； 發(fā)酵

黃酒以大米、黍米、粟為原料，添加酒曲發(fā)酵而成，一般酒精含量為14%～20%，屬于低度釀造酒,營(yíng)養(yǎng)豐富,含有8種人體自身不能合成必須依靠食物攝取的氨基酸，是中國(guó)酒中瑰寶。香菇多糖具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗感染等生物活性，能提高人體的免疫功能，是治療各種肝炎特別是慢性遷移性肝炎的良好藥物，香菇粉浸提多糖應(yīng)用于黃酒的研究也屢見(jiàn)報(bào)道[1-7]。紅曲產(chǎn)生的活性物質(zhì)具有降膽固醇、降血壓以及預(yù)防和治療其他疾病的功能[8-14]。許明明等[15]對(duì)多菌混合發(fā)酵制備紅曲黃酒進(jìn)行的研究表明，純化紅曲霉可以顯著改善酒樣的整體風(fēng)味。

目前，在黃酒發(fā)酵過(guò)程中利用香菇菌液體發(fā)酵產(chǎn)生香菇多糖，同時(shí)添加紅曲霉來(lái)改進(jìn)黃酒功能和風(fēng)味的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以生物量和綜合評(píng)分為指標(biāo)，對(duì)香菇紅曲黃酒生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，為豐富黃酒品種奠定了一定的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米：市售；安琪釀酒高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；根霉、米曲霉、紅曲霉及香菇菌由本實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 工藝流程[16-19]

大米→浸泡→蒸飯→淋飯→拌曲糖化→發(fā)酵（添加香菇菌發(fā)酵液）→過(guò)濾

大米：優(yōu)質(zhì)新鮮，含水12%左右，米粒完整。

浸米：除雜洗凈后加清水至高出米層10 cm以上，25℃浸泡48 h。標(biāo)準(zhǔn)：手捻即碎，內(nèi)無(wú)白心。

蒸飯：上大汽后15～20 min，有米香味即可。米粒熟而不爛，內(nèi)無(wú)生心，口嘗有甜味。

淋飯：自來(lái)水沖涼，使米粒分散。淋水速度越快越好，冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加雜菌污染的機(jī)率和引起淀粉老化，不利于糖化發(fā)酵。冷卻后的飯溫為32～35℃。

拌曲糖化發(fā)酵：淋飯后分別加入1%的根霉、米曲霉和紅曲霉，充分?jǐn)嚢韬笥?層紗布覆蓋，在30℃下恒溫培養(yǎng)。糖化48 h后，加入復(fù)水活化的活性干酵母進(jìn)行發(fā)酵，酵母添加量為0.08%。同時(shí)添加14%香菇多糖發(fā)酵液，攪拌均勻。6 d后，米粒浮起。30℃下密封發(fā)酵6～7 d。

1.3 操作步驟

1.3.1 香菇菌發(fā)酵液制備方法

1.3.1.1 香菇菌液發(fā)酵的單因素實(shí)驗(yàn)

以發(fā)酵液生物量為指標(biāo)，分別對(duì)發(fā)酵溫度（22℃、24℃、26℃、28℃、30℃）、裝液量（60 mL/250 mL、80 mL/250 mL、100 mL/250 mL、120 mL/250 mL、140 mL/250 mL）、接種量（6%、8%、10%、12%、14%）、發(fā)酵時(shí)間（6 d、8 d、10 d、12 d、14 d）進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.1.2 香菇菌液體發(fā)酵的正交實(shí)驗(yàn)

將菌絲潔白、粗壯、濃密、無(wú)污染的斜面培養(yǎng)物接種于液體PDA培養(yǎng)基中（100 mL/250 mL）[20]，靜置24 h后以28℃、200 r/min搖床培養(yǎng)7 d，接種于二級(jí)液體發(fā)酵瓶200 r/min搖床培養(yǎng)，以溫度、培養(yǎng)時(shí)間、裝液量、接種量為因素，做正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

1.3.2 香菇菌發(fā)酵液添加比例對(duì)酒品質(zhì)的影響

為研究香菇菌發(fā)酵液加入比例對(duì)產(chǎn)品色澤及風(fēng)味的影響，進(jìn)行了以下方案的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 香菇菌液發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)方案

表2 香菇菌發(fā)酵液不同加入比例對(duì)酒的影響(樣表)

1.3.3 香菇紅曲黃酒的單因素實(shí)驗(yàn)

以香菇紅曲黃酒品質(zhì)為指標(biāo)，分別對(duì)香菇菌發(fā)酵液添加量（10%、12%、14%、16%、18%）、酒曲添加量（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）、酵母添加量（0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%）進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.4 香菇紅曲黃酒的正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)分析，選用香菇菌發(fā)酵液的添加量、酒曲添加量、酵母添加量3個(gè)因素，采用L9（33）正交實(shí)驗(yàn)表，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表 (%)

1.3.5 香菇紅曲黃酒的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

香菇紅曲黃酒含有豐富的低分子量蛋白質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)成分，溫度變化會(huì)引起酒體渾濁和沉淀現(xiàn)象產(chǎn)生。為此，進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 香菇紅曲黃酒熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

1.4 檢測(cè)項(xiàng)目和方法

1.4.1 感官指標(biāo)

色澤：紫紅透亮。

澄清度：酒質(zhì)澄清透亮，有光澤，無(wú)沉淀物和懸浮物等雜質(zhì)。

口感與風(fēng)味：風(fēng)味獨(dú)特，口感醇厚，酒體協(xié)調(diào)。

1.4.2 感官評(píng)定

由品評(píng)小組進(jìn)行參評(píng)，滿分10分，對(duì)香菇紅曲黃酒的色澤、香氣、口感和風(fēng)格等指標(biāo)綜合評(píng)分，以10人組平均分記。

1.4.3 酒精度的測(cè)定[21]

參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.4.4 總酸和氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定[22]

參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》和GB 5009.235—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》。

1.4.5 糖含量測(cè)定[23]

參考DNS測(cè)還原糖法和蒽酮硫酸測(cè)總糖法。

2 結(jié)果與分析

2.1 香菇菌液發(fā)酵單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1 裝液量對(duì)發(fā)酵液生物量的影響（圖1）

圖1 裝液量對(duì)香菇菌發(fā)酵液生物量的影響

在搖瓶發(fā)酵時(shí)，裝液量越少，傳氧系數(shù)越大，但是會(huì)增加發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液的蒸發(fā)。由圖1可以看出，發(fā)酵液生物量隨著裝液量的增加而增加，在100 mL時(shí)達(dá)到最高值，然后出現(xiàn)下降，可能是由于溶氧量不足導(dǎo)致菌種繁殖受阻。

2.1.2 溫度對(duì)發(fā)酵液生物量的影響（圖2）

溫度改變，會(huì)影響生物體內(nèi)所進(jìn)行的許多生化反應(yīng)，進(jìn)而影響生物的代謝活動(dòng)。此外，溫度改變可引起其他環(huán)境因子變化，從而影響微生物的生命活動(dòng)。在一定溫度范圍內(nèi)，生化反應(yīng)速率隨溫度上升而加快；超過(guò)一定限度，則細(xì)胞功能下降以致死亡。

2.1.3 接種量對(duì)發(fā)酵液生物量的影響（圖3）

圖2 溫度對(duì)香菇菌發(fā)酵液生物量的影響

圖3 接種量對(duì)香菇菌發(fā)酵液生物量的影響

一般來(lái)說(shuō)，接種量和后續(xù)生長(zhǎng)代謝并不存在必然聯(lián)系，如果代謝緩慢，一般都是考慮條件控制或者是菌種的問(wèn)題。由圖3可以看出，接種量的改變對(duì)發(fā)酵液生物量的影響并不是很大。

2.1.4 時(shí)間對(duì)發(fā)酵液生物量的影響（圖4）

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)香菇菌發(fā)酵液生物量的影響

由圖4可以看出，在發(fā)酵8～10 d時(shí)，發(fā)酵液生物量達(dá)到最大值，為1.49 g/mL。10 d后出現(xiàn)了明顯下降，可能是由于培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分消耗殆盡，底物環(huán)境發(fā)生了比較大的改變所致。

2.2 香菇菌液發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)結(jié)果

種子活化后接種于二級(jí)液體發(fā)酵瓶，以200 r/min搖床培養(yǎng)，以溫度、培養(yǎng)時(shí)間、裝液量、接種量為因素，做正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 香菇菌液發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

由表5可知，影響香菇菌液體發(fā)酵的4個(gè)因素的順序?yàn)椋篊（裝液量）＞B（時(shí)間）＞D（接種量）＞A（溫度），根據(jù)K1K2K3的大小比較以及綜合分析認(rèn)為，香菇菌發(fā)酵液的最優(yōu)參數(shù)為A1B2C3D3，即溫度為24℃，發(fā)酵時(shí)間8 d，裝液量120 mL，接種量12%。在此組合條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最終所得到的香菇菌發(fā)酵液生物量最多，為0.830 g；測(cè)得的多糖含量為4.552 mg/mL。

2.3 香菇菌發(fā)酵液添加比例對(duì)酒品質(zhì)的影響

香菇菌發(fā)酵液添加比例對(duì)香菇紅曲黃酒的影響結(jié)果見(jiàn)表6。

表6實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用3∶1的比例加入到香菇菌發(fā)酵液效果好。

2.4 不同因素對(duì)香菇紅曲黃酒品質(zhì)影響的研究

2.4.1 香菇菌發(fā)酵液添加量對(duì)香菇紅曲黃酒品質(zhì)的影響（圖5）由圖5可知，酒的綜合評(píng)分隨著香菇菌發(fā)酵液添加量的增加而逐漸升高，但在超過(guò)14%后酒體品質(zhì)開(kāi)始下降。主要原因是過(guò)量添加會(huì)造成酒液的色澤偏暗，酒體不協(xié)調(diào)，透光度差，從而導(dǎo)致品質(zhì)下降。

表6 香菇菌發(fā)酵液不同加入比例對(duì)酒的影響

圖5 香菇菌發(fā)酵液添加量對(duì)酒品質(zhì)的影響

2.4.2 酒曲添加量對(duì)香菇紅曲黃酒品質(zhì)的影響（圖6）

圖6 酒曲添加量對(duì)酒品質(zhì)的影響

由圖6可知，酒曲用量較少時(shí)，米粒糖化不充分，酒的綜合評(píng)分隨酒曲（根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1）添加量的增加而逐漸升高，綜合評(píng)分在酒曲用量超過(guò)3.5%后有所下降。這說(shuō)明過(guò)量的酒曲用量會(huì)導(dǎo)致酒質(zhì)降低。

2.4.3 酵母添加量對(duì)香菇紅曲黃酒品質(zhì)的影響（圖7）

圖7 酵母添加量對(duì)酒品質(zhì)的影響

由圖7可知，隨著酵母添加量的增加，酒的綜合評(píng)分逐漸升高，酒的整體質(zhì)量提高。主要原因是香菇紅曲黃酒的發(fā)酵程度隨著酵母添加量的增加而提高，添加量超過(guò)0.12%時(shí)，發(fā)酵程度不再有明顯變化。結(jié)合成本、酒體質(zhì)量等因素的考慮，酵母的添加量為0.12%最佳。

2.5 香菇紅曲黃酒發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的分析，選用酒曲添加量、香菇菌發(fā)酵液添加量、酵母添加量這3個(gè)因素，采用L9（33）正交實(shí)驗(yàn)表。以10人小組感官評(píng)分法對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件所得產(chǎn)品的色、香、味進(jìn)行品嘗，綜合評(píng)分，確定最佳方案，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 香菇紅曲黃酒最佳正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

由表7可知，影響香菇紅曲黃酒品質(zhì)的3個(gè)因素的順序?yàn)椋築（酒曲添加量）＞A（香菇菌發(fā)酵液添加量）＞C（酵母添加量），根據(jù)K1K2K3的大小比較及綜合分析認(rèn)為，香菇紅曲黃酒的最優(yōu)參數(shù)為A1B3C2，即香菇菌發(fā)酵液添加量為12%，酒曲添加量為3.5%，酵母添加量為0.12%。該組合不在正交實(shí)驗(yàn)表中，用優(yōu)選出的添加量進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最終所釀造的香菇紅曲黃酒品質(zhì)最好，檢測(cè)項(xiàng)目及結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 香菇紅曲黃酒檢測(cè)項(xiàng)目及結(jié)果

2.6 香菇紅曲黃酒的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

香菇紅曲黃酒的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 香菇紅曲黃酒熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

由表9可知，在低于0℃時(shí)，香菇紅曲黃酒中略有絮狀物出現(xiàn)，主要是蛋白質(zhì)，包括多余的糖化酶引起的非生物渾濁，雖然酒的正常飲用不受影響，但外觀指標(biāo)受到了干擾。添加單寧和明膠等使蛋白質(zhì)凝聚，然后過(guò)濾除去；添加酒類專用活性炭對(duì)小分子蛋白質(zhì)進(jìn)行吸附；添加蛋白酶分解蛋白質(zhì)；控制酒曲的添加量，儲(chǔ)存前進(jìn)行細(xì)濾，除去沉淀物。以上措施可以減小酒體在0℃以下析出沉淀的可能性。

3 結(jié)論

香菇菌液發(fā)酵最佳條件為：溫度24℃、時(shí)間8 d、裝液量120 mL/250 mL、接種量12%，發(fā)酵液中多糖含量為4.552 mg/mL；在發(fā)酵溫度為30℃條件下，香菇紅曲黃酒最佳生產(chǎn)工藝為：香菇菌發(fā)酵液添加量12%，酒曲（根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1）添加量3.5%和酵母添加量0.12%，酒中多糖含量1.035 mg/mL，色度0.794，酒精度12.5%vol，總酸5.7 g/L，氨態(tài)氮0.42 g/L。

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Production of Lentinus edodes&Monascus Yellow Rice Wine

SONG Yungang,HE Jia,ZHENG Miao,LV Dandan and WEI Shiqi
(College of Food and Bioengineering,He'nan University of Science and Technology,Luoyang,He'nan 471023,China)

In order to enrich yellow rice wine varieties,Lentinus edodes&Monascus yellow rice wine had been developed and its production was studied by single factor test and orthogonal experiments.The best fermentation conditions were summed up as follows: liquid filling volume was 120 mL/250 mL,fermenting temperature was at 24℃,the inoculating quantity was 12%and fermenting time was 8 d.Under above conditions,polysaccharide content in fermenting liquid was 4.552 mg/mL.In addition,the best production conditions were summed up as follows:12%Lentinus edodes fermenting liquid,3.5%wine starter(Rhizopus∶Aspergillus oryzae∶Monascus=1∶1∶1),and the adding level of yeast was 0.12%.Under above conditions,the produced wine had the best quality(polysaccharide content was 1.035 mg/mL,chroma was 0.794,alcohol content was 12.5%vol,total acids content was 5.7 g/L,and ammoniacal nitrogen content was 0.42 g/L).

Lentinus edodes;yellow rice wine;orthogonal test;Monascus;fermentation

TS262.4；TS261.4

A

1001-9286（2017）06-0080-06

10.13746/j.njkj.2016371

2016-12-15

宋云剛（1989-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ苄允称返拈_(kāi)發(fā)生產(chǎn)，E-mail：405670076@qq.com。

何佳（1963-），男，教授，博士，主要從事食品生物技術(shù)研究，E-mail：hejia@haust.edu.cn。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-03-27；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170327.1521.008.html。