黃水生香麩曲的制備工藝優(yōu)化

陳雪玲 蘭小艷 廖誠

摘 要：制作黃水專用生香麩曲對于提高企業(yè)高效利用黃水具有重要意義。該研究以己酸乙酯合成量為檢測指標，通過單因素試驗和正交試驗對生香麩曲制備工藝進行優(yōu)化，并進行了黃水酯化驗證。結果表明：生香麩曲的最佳工藝條件為麩皮細粉36%，培養(yǎng)料初始水分50%，孢子懸接種量4%，于32℃培養(yǎng)84h后，再每g曲添加0.6mL酵母菌液，35℃烘4h。在此條件所得成曲合成己酸乙酯含量為（6.71±1.47）mg/100mL，對照高出6.37倍;黃水酯化液合成己酸乙酯含量為（128.13±5.13）mg/100mL，比對照高4.60倍。

關鍵詞：黃水;生香麩曲;工藝;己酸乙酯

中圖分類號 TS262.37文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）12-0108-04

Optimization of Preparation Technology of Arom-producing bran qu in Yellow Serofluid

CHEN Xueling1 et al.

（1YiBin Vocational And Technical College， Yibin 644003， China）

Abstract： It is of great significance to make arom-producing bran qu in yellow water to improve the efficient utilization.The synthetic amount of ethyl caproate was used as the detection index.The technology of arom-producing bran qu was optimized by single-factor and orthogonal test，And it was verified that yellow water was esterified.The result was indicative of material powder 36%， initial moisture 50%， the spore suspension inoculation 4%， temperature 32℃， incubation 84 h， at this time， adding amount of 0.6mL/g qu， mixed well and dried at 35℃ for 4 h， and then sealed for preservation. Under these conditions， the concentration of ethyl caproate generated in artificial esterifying system was（6.71±1.47）mg/100mL， 6.37 times higher than the control. In yellow serofluid esterifying system， the concentration of ethyl caproate was （128.13±5.13mg/100mL， 4.60 times higher than the control.

Key words： Yellow serofluid; Aroma-producing bran qu; Technology; Ethyl caproate

黃水是濃香型白酒釀造過程產生的副產物，富含有機酸、高級醇、酯等多種芳香物質及前體物質，且具有較高的COD、BOD，若直接排放不僅造成資源浪費，也會對環(huán)境造成嚴重污染[1]。黃水酯化液可應用于酒醅串蒸、回窖發(fā)酵、養(yǎng)窖、護窖等白酒生產的諸多環(huán)節(jié)，制備黃水酯化液是白酒企業(yè)再利用黃水的常用方法[2]。但目前各企業(yè)所呈現的酯化體系較為復雜，一般有大曲、酯化酶、窖泥、酒尾，或者酒糟、窖泥等物質，以上物質成分差異大，導致酯化效果的重現性差[3，4]。近年來，隨著微生物技術的發(fā)展，許多科研人員紛紛采用生香微生物來進行黃水酯化，但普遍采用單菌制曲，未能將多種功能菌作用全部體現，導致生香效果差且不穩(wěn)定等問題[5，6]。

本研究將分離篩選自宜賓白酒產區(qū)產香酵母和紅曲霉用于制備黃水專用生香麩曲，以己酸乙酯生成量為檢測指標，通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化生香麩曲的制備工藝，以制備適合于黃水酯化的生香麩曲，并將最優(yōu)工藝所得的生香麩曲進行了黃水酯化試驗，旨在探究生香麩曲應用于黃水酯化的可行性，以為生香麩曲工業(yè)化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 麩皮購于宜賓某面粉加工廠，過40目篩細粉比例31%（w/w）;黃水采于宜賓某濃香型白酒企業(yè);紅曲霉（Monascus purpureus）G4M-10和酵母（Pichia sp.）H1Y-24均保存于固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點實驗室。氣相色譜儀、頂空進樣器（美國安捷倫公司）;LZP-930毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.5μm）（鄭州譜析公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌種制備 （1）酵母菌懸液制備：酵母斜面菌種經YPD液體培養(yǎng)基活化、擴培后，收集菌株培養(yǎng)液經8000r、4℃離心5min，棄上清，無菌水懸浮菌體，調整菌體濃度至108個/mL;4℃保存?zhèn)溆?。?）孢子懸液制備：霉菌斜面菌種在麥芽汁固體培養(yǎng)基上活化、擴培后，用無菌水洗下孢子移入三角瓶中，渦旋5min，無菌濾紙過濾，調整孢子濃度至107個/mL;4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 生香麩曲工藝優(yōu)化單因素試驗 以麩皮為培養(yǎng)原料，裝盛量200g/1000mL（厚層5～6cm），加水50%（w/w）拌勻，120℃蒸煮30min，冷卻至35℃左右，接種紅曲霉孢子菌懸液后，32℃培養(yǎng)120h，再向麩曲噴灑酵母菌懸液，于35℃烘4h得到成曲。以成品麩曲促進己酸乙酯合成能力為評價指標，設置單因素試驗考察麩皮細粉含量21%、31%、41%、51%、61%、71%（M細/（M細+M粗），w/w），麩皮初始水分30%、40%、50%、60%、70%（w/w），孢子接種量1%、3%、5%、7%、9%、11%（v/w），培養(yǎng)溫度25℃、28℃、32℃、35℃、37℃、40℃，培養(yǎng)時間48h、60h、72h、84h、96h、108h、120h，以上處理培養(yǎng)結束后再添加酵母菌液0.4mL/g曲，拌勻，置35℃烘4h即可;酵母菌液添加量單因素試驗按1g曲分別添加0mL、0.4mL、0.8mL、1.2mL、1.6mL酵母菌液拌和后，35℃烘4h即可。以上每個處理平行3次。

1.2.3 生香麩曲工藝優(yōu)化正交試驗 根據單因素試驗結果和生產情況選擇因素的試驗水平，采用Minitab 17.0軟件設計如表1所示的6因素3水平正交表，軟件設計選用L27（313）標準正交表設計。試驗以軟件設計的隨機次序進行，重復3次取平均值做極差分析，統(tǒng)計結果以混酸醇體系中合成己酸乙酯含量為評價指標。

1.2.4 生香麩曲在混酸體系中合成己酸乙酯能力評價 5g麩曲與100mL（含正己酸0.25mL、乳酸0.25mL、乙酸0.25mL、丁酸0.25mL、無水乙醇10mL）混合酸醇水溶液于150mL三角瓶中，在35℃下酯化100h后，取10mL酯化液于20mL頂空瓶待檢;以未加麩曲為對照。

1.2.5 生香麩曲應用于黃水酯化能力評價 黃水預處理：黃水密封靜置24h后，4層紗布過濾后，按4%（v/v）加入食用級酒精（95%，v/v），混勻，立即使用。25g麩曲與500mL黃水于500mL三角瓶中，保鮮膜封口，置35℃酯化5d后，取10mL酯化液于20mL頂空瓶待檢;以未加麩曲為對照。

1.2.6 酯化體系反應產物檢測 酯化液均以頂空進樣方式進行氣相色譜檢測。頂空條件：加熱箱90℃，定量環(huán)100℃，傳輸線120℃;GC循環(huán)34min，樣品瓶平衡20min，壓力平衡0.10min，進樣時間0.50min。酯化液色譜條件參考文獻[7]。

2 結果與分析

2.1 麩皮細粉含量對生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的影響 麩皮細粉含量直接影響中培養(yǎng)料的氧氣通透性及淀粉含量，從而影響微生物的生長和代謝。不同細粉含量對生香麩曲酯化力影響如圖1所示。由圖1可知，隨著培養(yǎng)料中細粉含量的增加，生香麩曲催化己酸乙酯合成能力呈先升后降的趨勢。當細粉含量為41%時，所培養(yǎng)的生香麩曲己酸乙酯生成量達4.86mg/100mL。因此，選定細粉41%進行后續(xù)研究。

2.2 培養(yǎng)料初始水分對生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的影響 不同水分培養(yǎng)的麩曲所合成的己酸乙酯含量如圖2所示。由圖2可知，隨著水分的不斷上升，所對應的酸乙酯能力也隨之上升，當水分為50%，己酸乙酯達到4.81mg/100mL，繼續(xù)增加水分含量，己酸乙酯含量呈直線下降。綜上選擇水分為50%進行后續(xù)研究。

2.3 霉菌接種量對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響 適宜的接種量可以縮短生長延滯期，提前達到指數期，從而提高生產效率。霉菌不同接種量對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響如圖3所示。由圖3可知，隨著孢子接種量的增加，己酸乙酯合成量出現先上升后下降的變化趨勢，在5%時達到最大值，為4.49mg/100mL。當接種量超過5%時，己酸乙酯合成量出現下降趨勢，可能由于帶入更多代謝產物，反而影響菌株生長。因此，接種量5%最適宜。

2.4 培養(yǎng)溫度對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 生香麩曲不同培養(yǎng)溫度產己酸乙酯能力影響如圖4。由圖4可知，隨著溫度上升，促進混酸醇合成己酸乙酯能力呈線性上升，35℃時己酸乙酯達到最大值，為4.64mg/100mL;培養(yǎng)溫度超過35℃，己酸乙酯生成量又呈線性下降。因此，選擇35℃為作為最佳培養(yǎng)溫度。

2.5 培養(yǎng)時間對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 培養(yǎng)時間對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響如圖5所示，由圖5可知，生香麩曲在培養(yǎng)前期（84h）促進己酸乙酯合成的能力較弱，可能由于此階段為微生物大量生長繁殖時期，所產生的酶和代謝物均較少;而后可能為產生酯化酶階段，酯化力直線上升，96h達最大值，為6.12mg/100mL。因此，設定培養(yǎng)時間為96h。

2.6 酵母添加量對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 在紅曲霉G4M-10麩曲培養(yǎng)結束時，向其添加不同量的酵母菌液對生香麩曲酯化力影響如圖6所示。由圖6可知，隨著酵母添加量的增加，己酸乙酯合成量隨之增加，當添加量為0.8mL/g曲時，己酸乙酯量最高，達6.35mg/100mL。因此，選擇添加量為0.8mL/g曲。

2.7 正交試驗優(yōu)化結果 生香麩曲制備工藝正交試驗極差分析結果和方差分析見表2、表3。

極差值大小可以決定各因素對實驗的影響程度，根據表2極差分析可知，C（時間）>B（水分）、D（接種量）>E（溫度）>A（細粉）>F（酵母添加時間），并且A（細粉）以水平1最好，B（水分）以水平2最好，C（時間）以水平1最好，D（接種量）以水平1最好，E（溫度）以水平1最好，F（酵母添加量）以水平1最好，通過極差分析獲得最好的水平是A1B2C1D1E1F1。由表3可知，水分、時間、接種量的p值小于0.05，說明3個因素是影響生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的主要因素。

綜上，生香麩曲的最佳制備條件為：培養(yǎng)料中細粉含總干料的36%（w/w），初始水分含量50%（w/w），紅曲霉孢子懸液接種量4%（v/w），于32℃培養(yǎng)84h后，再按0.6mL/g曲添加酵母菌懸液（濃度108個/mL），置35℃烘4h得到干曲，冷卻、密封保藏。

2.8 生香麩曲應用于黃水酯化驗證 分別在混酸醇體系和黃水體系對工藝優(yōu)化后的生香麩曲進行驗證，其對體系內己酸乙酯含量的影響見表4。從表4可以看出，在人工酯化體系中，生香麩曲生成的己酸乙酯含量為（6.71±1.47）mg/100mL，比對照高出6.37倍;在黃水體系中，生香麩曲生成的己酸乙酯含量為（128.13±5.13）mg/100mL，比對照高出4.60倍。

3 結論

通過單因素及正交試驗優(yōu)化了黃水生香麩曲工藝，并將優(yōu)化工藝所得成品用于黃水驗證。結果顯示，經生香麩曲酯化的黃水中己酸乙酯含量達到（128.13±5.13）mg/100mL，高出對照4.60倍，說明所得的生香麩曲具有一定的應用前景。

參考文獻

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[7]陳雪玲，王濤，游玲，等.復合菌劑制備強化大曲的應用研究[J].釀酒科技，2015（09）：58-61. （責編：張宏民）