添加蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物對(duì)醋曲品質(zhì)的影響

彭 凱

(齊齊哈爾大學(xué)，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

蛹蟲(chóng)草(Cordycepsmilitaris)是一種食藥兼用的大型真菌，又稱(chēng)為北冬蟲(chóng)夏草等。蛹蟲(chóng)草富含多種與冬蟲(chóng)夏草近似的功能成分，如蟲(chóng)草多糖、蟲(chóng)草素、蟲(chóng)草酸以及多種氨基酸、維生素、微量元素等。多年來(lái)，研究人員的深入研究揭示了這些功能成分具有抑菌、抗病毒等生物活性，同時(shí)在抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、降血糖、提高機(jī)體免疫力、利尿脫水、鎮(zhèn)咳祛痰和平喘等方面還具有很好的作用[1]。蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵后的浸提固形物由于工藝的原因，含有一定量的蛹蟲(chóng)草代謝產(chǎn)物，特別是含有全部的蛹蟲(chóng)草菌絲，利用價(jià)值極高。

食醋作為日常酸性液態(tài)調(diào)味品，是我國(guó)古代勞動(dòng)者智慧的結(jié)晶，它含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，原料及菌體中蛋白質(zhì)降解帶入種類(lèi)各異的氨基酸，產(chǎn)生了各自特異的香氣和口感，在具有很高食用價(jià)值的同時(shí)兼具生理藥用價(jià)值[2]。釀造食醋離不開(kāi)醋曲，醋曲的品質(zhì)對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量等起到了關(guān)鍵作用，而原料處理、原料與配料比、培養(yǎng)溫度等則是影響制曲工藝的重要因素[3-4]。在醋曲生產(chǎn)時(shí)添加一定量蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物，既替代部分原料，又對(duì)醋曲的糖化、發(fā)酵等性能及成品醋的品質(zhì)帶來(lái)積極影響。

1 材料與方法

1.1 主要材料

蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵的浸提固形物：由“以玉米為原料蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)工藝初步研究”課題組提供。釀酒酵母、醋酸菌、米曲霉：齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 主要設(shè)備

分析天平、高速粉碎機(jī)、離心機(jī)、搖床、電熱鼓風(fēng)干燥箱、恒溫培養(yǎng)箱、臥式滅菌鍋、陳釀罐。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)目及方法

醋曲液化力：采用碘比色方法進(jìn)行測(cè)定；醋曲糖化力：1 g干醋曲水解可溶性淀粉得到1 mg葡萄糖所需的酶量為1 U/g，反應(yīng)條件為pH 4.6，35 ℃，1 h；總酸：滴定法(以醋酸計(jì)，g/dL)；固形物：干燥法；總糖、淀粉(酸解)：直接滴定法(以葡萄糖計(jì)，g/dL)；水解氨基酸、蟲(chóng)草酸、蟲(chóng)草素：HPLC法。

2 工藝流程

2.1 醋曲生產(chǎn)工藝流程

小麥、麩皮、水→破碎、混合→蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵的浸提固形物(拌勻)→蒸料→攤涼→接種→堆積→自然繁殖→醋曲。

2.2 食醋生產(chǎn)工藝流程

原料→混合、潤(rùn)水→蒸料→攤晾→加曲拌勻→入缸(糖化、酒精發(fā)酵)→倒醅→醋酸發(fā)酵→倒醅→加鹽→后熟→淋醋→陳釀→澄清→配制→滅菌→品質(zhì)檢測(cè)→成品食醋。

3 工藝操作要點(diǎn)

3.1 原料處理

制曲原輔料的預(yù)處理是醋曲生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)非常重要的階段，對(duì)原輔料的處理是否得當(dāng)直接影響成曲的品質(zhì)。對(duì)原料進(jìn)行合理的處理，可以在實(shí)驗(yàn)階段和生產(chǎn)階段不同幅度地提高成曲品質(zhì)及原料利用率。

3.1.1 蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物

蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行浸提，浸提結(jié)束后將固形物過(guò)三足離心機(jī)，去除大部分液體，再經(jīng)低溫干燥后備用。干燥溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致浸提物損失一部分活性成分。選擇了多批次的浸提物分別單獨(dú)使用和混合均勻后使用，確認(rèn)了蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物成分的相對(duì)穩(wěn)定性，成品曲數(shù)據(jù)無(wú)明顯差異。

3.1.2 主輔料的處理

對(duì)主料小麥進(jìn)行除雜、粉碎，依據(jù)環(huán)境溫度選擇適宜水溫進(jìn)行快速潤(rùn)水，蒸料采用臥式原料處理器進(jìn)行蒸煮。經(jīng)過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，主料粉碎粒度越小，在制曲中米曲霉利用效果就越好，成曲酶活力有一定提高。但原料不能破碎得過(guò)細(xì)，否則不僅提高了能耗，而且在潤(rùn)水時(shí)原料易結(jié)塊，增加了拌料的難度，制曲時(shí)導(dǎo)致通風(fēng)效果不佳，品溫不均且管控難度大，成曲品質(zhì)反而下降。因此要考慮加水量、料層厚度等因素合理控制原料的粉碎粒度，遇有較大顆粒及團(tuán)塊時(shí)，要及時(shí)篩除并破碎。如果原輔料顆粒過(guò)大，會(huì)不容易吸足水分，蛋白質(zhì)變性不均勻，同時(shí)在制曲過(guò)程中，影響菌絲的深入繁殖，減少了生產(chǎn)菌種繁殖的總面積，相應(yīng)地減少了酶的分泌量，所以要保證原輔料按工藝要求破碎后顆粒均勻以利于生產(chǎn)。潤(rùn)水時(shí)綜合考慮原輔料含水量的多少、性質(zhì)、配比、工藝操作過(guò)程中水分散失及制曲時(shí)控溫通風(fēng)等情況確定適宜的溫水用量，加水時(shí)要拌勻，確保水分吸收均勻。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于潤(rùn)水不勻，會(huì)導(dǎo)致部分曲料含水量高，從而為雜菌生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了條件，雜菌繁殖速率超過(guò)接種的米曲霉，使成曲酶活力下降。而當(dāng)一部分曲料含水量低時(shí)，生產(chǎn)菌種生長(zhǎng)繁殖困難，制曲后取樣分析發(fā)現(xiàn)酶活力相對(duì)較低。

3.2 通風(fēng)制曲

小麥經(jīng)過(guò)破碎后和麩皮以一定比例混合,分別加入原料總量15%～25%的蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物, 拌水量為原料總質(zhì)量的60%～65%，拌勻后在121 ℃下蒸30 min。依據(jù)原輔料品質(zhì)等因素選擇適合的蒸料溫度與時(shí)間，首先要實(shí)現(xiàn)滅殺原輔料上附著的微生物的目的，其次是使原輔料含有的淀粉經(jīng)過(guò)液化和糊化過(guò)程變成可溶性淀粉和糖分，可被米曲霉所利用，確保生產(chǎn)菌種在較短時(shí)間內(nèi)建立起生長(zhǎng)繁殖的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)環(huán)境，盡可能降低雜菌的影響。再有使原輔料中的蛋白質(zhì)完成適度變性，轉(zhuǎn)化為酶容易作用的狀態(tài)，即相當(dāng)一部分變成可溶性蛋白或氨基酸，這也是成品醋中特有風(fēng)味成分的來(lái)源之一。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，蒸料溫度過(guò)高以及時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蛋白質(zhì)會(huì)過(guò)度變性導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)又轉(zhuǎn)變成非溶性的，使其不能被酶分解，形成了不能被生產(chǎn)菌種利用的褐色物質(zhì)，降低了原料的利用率。原料蒸煮后要立即進(jìn)行冷卻，降溫到適宜的接種溫度33～35 ℃。冷卻降溫的進(jìn)程越短越好，相對(duì)短的冷卻時(shí)間可以防止曲料冷卻過(guò)程中由于曲料長(zhǎng)時(shí)間處在較高溫度條件下引起的蛋白質(zhì)二次變性，使原料利用率降低。同時(shí)，也在一定程度上預(yù)防了淀粉的“回生”，提升了淀粉制曲過(guò)程中的酶解效果，提高了淀粉利用率，為生產(chǎn)菌種提供了足夠的營(yíng)養(yǎng)成分。此外，縮短冷卻時(shí)間還可以有效降低在冷卻過(guò)程中曲料被雜菌污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，根據(jù)季節(jié)和環(huán)境溫度的變化，要采取強(qiáng)制通風(fēng)的輔助降溫手段，特別是夏季，環(huán)境溫度高，微生物環(huán)境復(fù)雜，更要盡力縮短冷卻時(shí)間。

選擇接種溫度為33～35 ℃，接種量為曲料質(zhì)量的0.4%～0.6%。接種時(shí)一定要保證生產(chǎn)菌種與曲料拌和的均勻性。如果接種不均勻，將會(huì)使曲料上生產(chǎn)菌種的生長(zhǎng)繁殖不均衡，尤其是極個(gè)別沒(méi)有接種的曲料上雜菌會(huì)繁殖。同時(shí)各部位的品溫也不一樣，規(guī)模越大越不易管理，對(duì)成曲品質(zhì)影響較大。

通風(fēng)是制出高品質(zhì)曲的關(guān)鍵之一，這個(gè)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格按照工藝操作，控制風(fēng)溫和循環(huán)風(fēng)的溫濕度。接種后的曲料先靜置培養(yǎng)6～8 h，當(dāng)品溫升至33 ℃左右時(shí)進(jìn)行間歇通風(fēng)，品溫達(dá)到36 ℃左右時(shí)要采用新鮮風(fēng)和循環(huán)風(fēng)結(jié)合方式進(jìn)行通風(fēng)，控制品溫不超過(guò)40 ℃，16～20 h后，間歇通入新鮮風(fēng)，品溫控制不超過(guò)30 ℃，以26～30 ℃為宜。對(duì)通風(fēng)強(qiáng)度的要求是既要提供菌體生長(zhǎng)繁殖需要的足夠空氣，排除米曲霉繁殖所產(chǎn)生的熱量，維持在適宜溫度范圍之內(nèi)，還要保證抑制厭氣性雜菌繁殖和適宜低溫的雜菌生長(zhǎng)。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)量太小，就會(huì)有利于鏈球菌的繁殖，甚至在個(gè)別通風(fēng)不良的角落處會(huì)造成厭氣性菌的大量繁殖。如果溫度低于25 ℃，小球菌就會(huì)大量繁殖。培養(yǎng)時(shí)間以成曲糖化力達(dá)到最高值確定。

3.3 糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵

采用添加蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物的醋曲時(shí)，加曲量要略大一些，每100 kg原料用曲量為8～9 kg。

醋醅封缸進(jìn)行酒精發(fā)酵后，醅溫上升至38 ℃進(jìn)行倒醅，酒精含量達(dá)到8%左右即可進(jìn)入醋酸發(fā)酵。

在加稻殼及醋酸菌種子開(kāi)始醋酸發(fā)酵后，應(yīng)通過(guò)松醅和倒缸控制醋醅品溫略低于41 ℃，加快酒精轉(zhuǎn)化成醋酸。當(dāng)醋酸含量達(dá)到7%以上，醋酸發(fā)酵結(jié)束，及時(shí)加入食鹽抑制醋酸過(guò)度氧化。

3.4 檢驗(yàn)、成品

成熟醋醅經(jīng)4～6 d熏醅后，采用循環(huán)逆流套淋法淋醋，然后將成品食醋封存在壇內(nèi)，貯存30～60 d，增加食醋香味。

成品頭醋進(jìn)行澄清得到澄清醋液，根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，使其濃度、成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。生醋加熱至80 ℃以上進(jìn)行滅菌獲得成品。

4 結(jié)論與分析

4.1 醋曲理化指標(biāo)

在生產(chǎn)醋曲時(shí)，選擇15%、20%、25%的蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物添加量并與無(wú)添加工藝進(jìn)行平行對(duì)照，取成曲粉碎過(guò)篩，對(duì)各項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，見(jiàn)表1。

表1 醋曲各項(xiàng)理化指標(biāo)測(cè)定Table 1 The determination of physicochemical indexes of vinegar koji

由表1可知，生產(chǎn)醋曲時(shí)添加蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物對(duì)醋曲的理化指標(biāo)有較大提升，同時(shí)與對(duì)照相比較，達(dá)到糖化力最高值的時(shí)間縮短了3～6 h。

4.2 成品醋理化指標(biāo)

分別把上述添加量生產(chǎn)的醋曲投入食醋生產(chǎn)，成品醋澄清，有光澤，略顯深褐色，有淡淡的蛹蟲(chóng)草和玉米香氣，酯香、醇香較為濃郁，無(wú)異味?？诟袩o(wú)雜味，較柔和，無(wú)沉淀及浮膜。對(duì)成品醋進(jìn)行理化等指標(biāo)的測(cè)定，見(jiàn)表2。

表2 成品醋各項(xiàng)理化指標(biāo)測(cè)定Table 2 The determination of physicochemical indexes of finished vinegar products

4.3 結(jié)論

蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵浸提固形物含有一定量的活性組分和其他利于菌體生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以進(jìn)行有效二次利用。在醋曲生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行一定量的添加，不但提高了成曲的液化力、糖化力，縮短了醋曲的生產(chǎn)時(shí)間，而且在使用醋曲時(shí)也使發(fā)酵時(shí)間大幅縮短。同時(shí)，少量蛹蟲(chóng)草固態(tài)發(fā)酵特有的成分帶入到成品醋中，使得產(chǎn)品中增加了多種氨基酸及蟲(chóng)草素等活性成分，提升了品質(zhì)，擁有了更高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值。