紅曲霉在白酒產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

周 靖

(貴州大學(xué)明德學(xué)院，貴州貴陽(yáng)550025）

中國(guó)白酒是以富含淀粉質(zhì)的谷物糧食作為原料，以大曲、小曲、麩曲及酒母等作為糖化發(fā)酵劑，采用固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài)發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的含酒精的飲料，包括醬香、濃香、清香、米香、兼香等12種香型白酒，多達(dá)上千種香味成分，以醇類(lèi)、酯類(lèi)、酸類(lèi)、羰基類(lèi)化合物為主，是風(fēng)味獨(dú)特、生產(chǎn)工藝獨(dú)有的蒸餾酒。

紅曲霉是腐生真菌，它屬真菌門(mén)、子囊菌綱，真子囊菌亞綱、曲霉目、曲霉科、紅曲霉屬[1]。由于紅曲霉具有一定的糖化發(fā)酵力和較強(qiáng)的酯化力，用于白酒的發(fā)酵生產(chǎn)，可以適當(dāng)提高出酒率及酯類(lèi)化合物的生成量。同時(shí)在代謝過(guò)程中還產(chǎn)生多種對(duì)人體有益的次級(jí)代謝產(chǎn)物，能夠增加酒的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值[2]，故被釀酒界所重視并加以研究。

1 紅曲霉發(fā)酵條件及其代謝產(chǎn)物

1.1 紅曲霉的發(fā)酵條件

紅曲霉一般適應(yīng)溫度為15～42℃，最適溫度為28～35℃，能耐55℃的高溫，最適pH3.5～5.0，能耐pH2.0，最適酒精濃度為5%vol～7%vol，可耐酒精最高濃度達(dá)11.5%vol[3]。依據(jù)這些生理特性，紅曲霉能夠適應(yīng)白酒發(fā)酵糟醅偏酸性、含酒精以及有一定的發(fā)酵溫度等特殊環(huán)境。因此，在白酒生產(chǎn)過(guò)程中，紅曲霉廣泛存在于大曲、制曲作坊、釀酒醪液、糟醅中等，很多用于釀酒生產(chǎn)的紅曲霉都是從大曲或糟醅中分離篩選出來(lái)的，然后再直接用于實(shí)際生產(chǎn)，利用紅曲霉產(chǎn)生的酶類(lèi)、功能性成分等次級(jí)代謝產(chǎn)物可提高白酒品質(zhì)。

1.2 紅曲霉的代謝產(chǎn)物

紅曲霉在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中能夠產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、果膠酶、麥芽糖酶等多種酶類(lèi)物質(zhì)[4]。這些酶類(lèi)物質(zhì)能夠提高物料的利用率和糖化效率，有利于提高出酒率和酯類(lèi)化合物等風(fēng)味物質(zhì)的生成量。另外，紅曲霉在發(fā)酵過(guò)程中還能產(chǎn)生紅曲色素、Monacolin K及其金屬鹽、GABA（γ-氨基丁酸）、麥角固醇等功能性成分[5-7]，這些成分對(duì)人體具有保健功能，將紅曲霉應(yīng)用于白酒發(fā)酵釀造過(guò)程中，能夠使紅曲霉代謝產(chǎn)生的多種初級(jí)和次級(jí)代謝物質(zhì)進(jìn)入白酒中，從而加強(qiáng)白酒的營(yíng)養(yǎng)保健功能。

2 紅曲霉在白酒產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 紅曲霉應(yīng)用于強(qiáng)化大曲

大曲在白酒生產(chǎn)過(guò)程中具有糖化發(fā)酵、生香和投糧等作用，其中的微生物及其代謝產(chǎn)物能夠決定白酒產(chǎn)品酒體的風(fēng)味特征，部分香氣成分甚至能夠直接成為酒體的風(fēng)味成分，因此大曲被稱(chēng)作為“酒之骨”。在傳統(tǒng)制曲生產(chǎn)過(guò)程中，添加純種培養(yǎng)的紅曲霉菌劑或紅曲霉生產(chǎn)的粗酶制劑（紅曲酯化酶），利用紅曲霉的糖化發(fā)酵力和較強(qiáng)的酯化力，適當(dāng)?shù)貜?qiáng)化大曲的糖化和酯化性能，同時(shí)還能增加紅曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物的生成量，對(duì)豐富酒體和提高品質(zhì)具有一定的作用。研究表明，紅曲霉應(yīng)用于濃香大曲中，可以明顯提高濃香型白酒中己酸乙酯的生成量，其余酯類(lèi)物質(zhì)含量也有所增加；應(yīng)用于清香大曲中，可以提高清香型白酒中乙酸乙酯的生成量，其余酯類(lèi)物質(zhì)含量也有所變化[8-10]。

2.2 紅曲霉應(yīng)用于黃漿水的處理

黃漿水是固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)發(fā)酵過(guò)程中的淋漿，是大曲酒生產(chǎn)過(guò)程中的必然產(chǎn)物，同時(shí)也是副產(chǎn)物，若直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。黃漿水中所含成分相當(dāng)復(fù)雜，除酒精和大量微生物以外還含有一定量的酸類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)等呈香呈味物質(zhì)以及糖類(lèi)物質(zhì)和蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮化合物，如采取適當(dāng)措施，將黃漿水中的有效成分利用起來(lái)，可適當(dāng)提高曲酒質(zhì)量、改善風(fēng)味、合成香味前體物質(zhì)。采用紅曲霉酯化酶處理黃漿水，將黃漿水中的醇類(lèi)、酸類(lèi)等物質(zhì)通過(guò)酯化作用生成酯類(lèi)物質(zhì)，經(jīng)沉淀、過(guò)濾及脫色等處理后制備成酯化液，可提高酒體質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)品率，尤其可以增加濃香型白酒中己酸乙酯的含量。黃漿水的再利用既可大幅度地降低生產(chǎn)成本，又能減輕對(duì)環(huán)境的污染[2-3]。

2.3 紅曲霉應(yīng)用于生產(chǎn)麩曲白酒

麩曲白酒是以高粱、薯干、玉米等含淀粉的物質(zhì)為原料，以純種培養(yǎng)的麩曲及酒母為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的蒸餾酒。麩曲在制作過(guò)程中需選擇適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖能力強(qiáng)、代謝產(chǎn)酶能力強(qiáng)的優(yōu)良曲霉菌和酵母菌，部分麩曲白酒生產(chǎn)中常選用紅曲霉制作麩曲，如山西六曲香酒在生產(chǎn)中使用的麩曲就包括紅曲霉，是6種曲霉菌之一，該紅曲霉系從汾酒大曲中分離而得；生產(chǎn)醬香型麩曲白酒時(shí)也常選用紅曲霉、白曲霉和根霉等霉菌用于制作麩曲[11-12]。

2.4 紅曲霉應(yīng)用于新工藝白酒

新工藝白酒是以食用酒精為主要原料配以多種食用香料、香精、調(diào)味液或固態(tài)法基酒，按名優(yōu)白酒微量成分的量比關(guān)系或自行設(shè)計(jì)的酒體進(jìn)行增香調(diào)味而成，在生產(chǎn)調(diào)味過(guò)程中常會(huì)有水味、香味不足等問(wèn)題[12]。利用紅曲霉發(fā)酵生產(chǎn)的酯香調(diào)味酒勾兌生產(chǎn)新工藝白酒,能增加酒體的復(fù)雜成分,使酒體豐滿,且可降低酒精味和水味,增加新工藝白酒的固態(tài)感,能適當(dāng)?shù)靥岣咂淦焚|(zhì)。

3 紅曲霉代謝產(chǎn)物保健作用的研究現(xiàn)狀

紅曲霉在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中可以產(chǎn)生多種對(duì)人體具有保健作用的次級(jí)代謝產(chǎn)物，包括紅曲色素、Monacolin K及其金屬鹽、GABA、麥角固醇等多種活性物質(zhì)[13-14]。這些活性物質(zhì)通過(guò)發(fā)酵、蒸餾進(jìn)入酒體中，能夠增加白酒的營(yíng)養(yǎng)和保健功能，為適量飲酒“喝出健康來(lái)”提供又一理論支撐。

紅曲色素是紅曲霉在生長(zhǎng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一種天然食用色素，為一類(lèi)聚酮類(lèi)色素，具有多種生物活性，如抗突變、抗癌、抗肥胖、抗菌防腐及抗氧化等。主要包括黃色色素、橙色色素和紅色色素3類(lèi)。紅曲色素作為一種天然色素，安全性高，經(jīng)急慢性毒性實(shí)驗(yàn)及致畸、突變實(shí)驗(yàn)都證明其無(wú)毒，故紅曲色素已廣泛應(yīng)用于各種食品和化妝品中[15-16]。

Monacolin K是目前醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的降低人體膽固醇的理想藥物,具有高效、低毒、安全的特點(diǎn)。其具有降低血脂、降膽固醇等保健功效，可有效降低心肌梗塞和冠心病等發(fā)病率和死亡率，能夠有效地阻礙膽固醇的合成。此外，研究發(fā)現(xiàn)Monacolin K能夠形成堿金屬鹽和土族金屬鹽，具有抗癌作用。Monacolin K能夠降低肝癌細(xì)胞核分解指數(shù)并對(duì)體外培養(yǎng)肝癌細(xì)胞的增殖具有明顯的抑制效果[3]。

GABA是一類(lèi)重要的非蛋白質(zhì)氨基酸，是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)，參與多種代謝活動(dòng)，具有增強(qiáng)記憶、改善腦功能、抗高血壓、提高肝腎機(jī)能等生理活性[17]。

麥角固醇是脂溶性維生素D2的前體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)紫外線的照射后能夠生成維生素D2，維生素D2能夠促進(jìn)小腸對(duì)鈣的吸收，從而對(duì)骨質(zhì)疏松具有良好的預(yù)防作用，同時(shí)可以增強(qiáng)人體抵抗疾病的能力，具有明顯的抑菌、抗腫瘤功效[18]。

此外，紅曲霉生長(zhǎng)代謝過(guò)程中還能產(chǎn)生洛伐他汀、Dimerumic acid（抗氧化物質(zhì)）、安卡內(nèi)酯(Ankalactone)、幾丁質(zhì)酶、糖肽類(lèi)物質(zhì)以及萜類(lèi)化合物等物質(zhì)[19-21]。

4 展望

紅曲霉應(yīng)用于生產(chǎn)強(qiáng)化大曲、處理黃漿水、生產(chǎn)酯化液、生產(chǎn)麩曲白酒等技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。今后紅曲霉在白酒產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究可重點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面：（1）利用天然的紅曲色素生產(chǎn)具有保健功效的紅曲色素配制酒，解決紅曲色素不能通過(guò)蒸餾帶入酒中的技術(shù)難題，將紅曲色素的生理功效帶給更多消費(fèi)者；（2）通過(guò)研究紅曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物的生成機(jī)理，運(yùn)用誘導(dǎo)、改造菌株、選育等生物學(xué)手段，改良生產(chǎn)工藝、優(yōu)化發(fā)酵條件，提高M(jìn)onacolin K、GABA、麥角固醇等活性物質(zhì)的產(chǎn)出；（3）白酒中的風(fēng)味成分和功能性成分多達(dá)幾百上千種，但能夠完全定量分析還是一個(gè)技術(shù)難題，加強(qiáng)分析設(shè)備和檢測(cè)手段的創(chuàng)新和發(fā)展，如能對(duì)紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的Monacolin K、GABA、麥角固醇或其他功能性成分進(jìn)行定量分析，將會(huì)為白酒具有保健功效提供強(qiáng)有力的支撐。