固液結(jié)合生產(chǎn)根霉曲工藝研究

李曉樓

(四川職業(yè)技術(shù)學院，四川遂寧 629000)

我國小曲酒生產(chǎn)歷史悠久，作為小曲中主要的糖化菌——根霉(Rhizopus)，受到許多人的關(guān)注。根霉經(jīng)分離、純化、擴大培養(yǎng)制作成根霉曲，已得到廣泛推廣和應用[1]。根霉曲生產(chǎn)工藝依據(jù)培養(yǎng)料的物理狀態(tài)，分為固態(tài)生產(chǎn)工藝和液態(tài)生產(chǎn)工藝，固態(tài)生產(chǎn)工藝中，依據(jù)培養(yǎng)料是否滅菌又分為生料生產(chǎn)工藝和熟料生產(chǎn)工藝[2]。不同的生產(chǎn)工藝，有各自的優(yōu)缺點，本文結(jié)合生產(chǎn)實際，探討了根霉曲生產(chǎn)的固液結(jié)合工藝，穩(wěn)定了根霉曲成品質(zhì)量，為根霉曲的安全高效生產(chǎn)提供思路。

1 根霉曲固液結(jié)合生產(chǎn)工藝

1.1 根霉曲固液結(jié)合生產(chǎn)工藝簡介

根霉曲固液結(jié)合生產(chǎn)工藝是在傳統(tǒng)根霉曲固態(tài)生產(chǎn)工藝的基礎上，結(jié)合生產(chǎn)實踐，強化了大生產(chǎn)種子純培養(yǎng)的基礎上發(fā)展起來的，其具體工藝流程如圖1所示。

圖1 根霉曲固液結(jié)合生產(chǎn)工藝流程注：*表示熟料工藝特有的工序。

1.2 根霉曲固態(tài)生產(chǎn)工藝存在的問題及原因分析

固態(tài)法生產(chǎn)根霉曲，由于投資少，成本低，所需設備簡單，對操作者尤其是大生產(chǎn)操作人員的微生物操作技能以及無菌意識要求低，因此被許多作坊式工廠所采用。多年實踐表明，固態(tài)工藝生產(chǎn)根霉曲很難做到真正意義上的純培養(yǎng)，存在生產(chǎn)粗放、管理難度大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的通病。

分析根霉曲傳統(tǒng)固態(tài)生產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的原因，除了生產(chǎn)原料、氣候、培養(yǎng)條件、生產(chǎn)人員素質(zhì)等因素外，在很大程度上，與根霉曲擴大培養(yǎng)用的菌種有關(guān)。根霉曲傳統(tǒng)固態(tài)生產(chǎn)工藝如圖2所示[2]，工藝中菌種的制備過程，試管種(一級麩皮種)的接種，干燥，保存能做到嚴格的無菌操作，即純培養(yǎng)；三角瓶種(二級麩皮種)雖然在接種，培養(yǎng)過程能做到無菌操作，但由于三角瓶里培養(yǎng)料較多，培菌后曲胚成團，不易在無菌環(huán)境中干燥和粉碎，因此干燥和粉碎時，為三角瓶種感染染菌提供了可能；飯盒種(三級麩皮種)是三角瓶種的擴大培養(yǎng)，從接種時的無菌條件到干燥、保存，無疑更增大了其中雜菌感染和存在的機會，因此，除了試管種(一級麩皮種)是嚴格意義上的純培養(yǎng)外，其他各級都不是嚴格的純培養(yǎng)，這就為根霉曲大生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定留下了隱患。因此，保證根霉曲生產(chǎn)質(zhì)量上的穩(wěn)定，擴大培養(yǎng)時的菌種質(zhì)量是關(guān)鍵。

圖2 根霉曲固態(tài)生產(chǎn)工藝流程

2 根霉曲固液結(jié)合工藝關(guān)鍵工序研究

實踐中采用的固液結(jié)合工藝，就是針對傳統(tǒng)固態(tài)工藝中，由于大生產(chǎn)的菌種不能做到嚴格的純培養(yǎng)問題而采取的保證菌種質(zhì)量的工藝改進。本文主要針對固液結(jié)合工藝中的關(guān)鍵工序：種子液的制備以及接種量、接種方式進行了研究和探討。

2.1 固液結(jié)合工藝種子液的制備

2.1.1 試管種(一級麩皮種)制備

稱取新鮮麩皮50 g，加水30 mL，拌勻，均勻分裝入10支試管中，塞上棉塞，包扎后于0.1 MPa,121℃滅菌30 min，冷卻搖散培養(yǎng)料，接種經(jīng)轉(zhuǎn)管活化的根霉后，30℃靜置培養(yǎng)24 h后，搖管，再培養(yǎng)24 h，將已經(jīng)結(jié)餅的曲胚在無菌條件下，用接種鏟搗碎備用。

2.1.2 三角瓶種子液的制備

準確稱取1 g KH2PO4，4 g NaNO3溶于1000 mL水中，將溶液分裝于5個500 mL三角瓶，每瓶200 mL,再向每個三角瓶中添加玉米粉16 g，搖勻，塞上棉塞，牛皮紙包扎后于0.1 MPa,121℃滅菌30 min，冷卻至30℃左右[3]。取步驟2.1.1中制備的試管種1支，分接于5個三角瓶中，要求每個三角瓶接種量盡量相同，搖勻后，30℃靜置培養(yǎng)12 h后，搖床培養(yǎng)36 h后備用。

2.1.3 大生產(chǎn)種子液的制備

配制種子罐培養(yǎng)基20 L，裝于40 L種子罐中，采用實罐滅菌后，將2.1.2中制備的三角瓶種子液通過火焰封口接種于種子罐中，接種量5%，30℃培養(yǎng)72 h即為大生產(chǎn)種子液。

2.2 固液結(jié)合工藝接種量的確定

以生產(chǎn)中所需要的拌合用水量計，實驗設置4個接種量(2.5%、5.0%、7.5%和10%)進行擴大生產(chǎn)實驗。稱取新鮮麩皮200 kg，按用水量60%(麩皮質(zhì)量計)即加水120 kg拌合均勻滅菌后，分成均等的4份，分別取種子液0.75、1.5、2.25、3 L(編號分別為1、2、3、4)，以無菌水將不足3 L的種子液補足至3 L，將各種子液接種于4份培養(yǎng)料中，作好標記，裝盤后，分別放入4間培養(yǎng)室中培養(yǎng)，培養(yǎng)室內(nèi)靜置培養(yǎng)時溫度均控制在30℃,以接種裝完盤入室培養(yǎng)開始計時。觀察其培菌情況并作好記錄(表1)。

表1 固液結(jié)合工藝不同接種量培菌情況記錄

注：靜置培養(yǎng)時間是指盤內(nèi)的品溫沒有明顯變化的時間,頂溫指盤內(nèi)品溫最高為40℃時的控制溫度。

分析表1，再對比傳統(tǒng)固態(tài)生產(chǎn)工藝，結(jié)合種子液及大生產(chǎn)實際，本著安全、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗原則，選取5.0%為最佳接種量。

2.3 固液結(jié)合工藝接種方式及拌合措施的選擇

實驗接種方式采用了直接噴灑和二次接種兩種方式，每種接種方式又采用了人工拌合以及機械拌合兩種拌合措施，共4個處理。即稱取滅菌后的麩皮4份，每份50 kg。處理一：將種子液直接噴灑接種于麩皮上，人工翻拌均勻后裝盤，入室培養(yǎng)；處理二：將種子液直接噴灑接種于麩皮上，用機械(揚麩機)翻拌均勻后裝盤，入室培養(yǎng)；處理三：稱取20%(10 kg)麩皮，接種種子液拌勻后，再將拌勻后的接種料再次接種到余下的麩皮中(二次接種)，人工翻拌均勻后裝盤，入室培養(yǎng)；處理四：稱取20%(10 kg)麩皮，接種種子液拌勻后，再將拌勻后的接種料再次接種到余下的麩皮中(二次接種)，用機械(揚麩機)翻拌均勻后裝盤，入室培養(yǎng)。要求4個處理的淺盤都在同一個培養(yǎng)室內(nèi)，采取同樣的溫控過程進行培養(yǎng)，觀察培菌情況并作好記錄(表2)。

表2 不同接種方式及拌合措施培菌及溫控情況

分析表2可見，機械拌合效果較好，分析原因可能是由于通過機械(揚麩機)拌合時，揚麩機對種子液中的根霉菌絲也起著“粉碎”的作用，相當于加大了接種量，增加了種子液中根霉菌絲與培養(yǎng)料的接觸，同時機械拌合時間短，拌合可能更加均勻，因此生產(chǎn)中采用二次接種、機械拌合處理方式。

3 結(jié)論

隨著根霉曲應用的更加廣泛，根霉曲的生產(chǎn)也日趨完善[4-5]，結(jié)合根霉曲多年傳統(tǒng)固態(tài)法生產(chǎn)工藝實際，本文分析了根霉曲固態(tài)生產(chǎn)工藝存在的問題及原因，探討了根霉曲固液結(jié)合工藝關(guān)鍵工序：種子液的制備、接種量、接種方式及措施，實驗得出大生產(chǎn)接種量為5%(以大生產(chǎn)所需水量計)，采用二次接種，機械拌合處理，菌絲萌發(fā)較快，均勻,且培菌過程容易控制。此種工序進一步完善了根霉曲生產(chǎn)工藝，從大生產(chǎn)菌種的角度保證了根霉曲成品質(zhì)量的穩(wěn)定。