液態麥曲配方研究

隗程峰，姚曉玲，朱正軍，陳茂彬*

（湖北工業大學輕工學部食品科學與工程學院，湖北武漢430068）

液態麥曲配方研究

隗程峰，姚曉玲，朱正軍，陳茂彬*

（湖北工業大學輕工學部食品科學與工程學院，湖北武漢430068）

以粉碎的小麥為原料對液態麥曲制作工藝進行了研究，將粉碎的小麥加水調漿并進行碳源、氮源及無機鹽調配后接種黑曲霉，恒溫振蕩培養一段時間制成液態小麥曲。以液體曲的糖化力為評價指標，采用單因素試驗和正交試驗優化了液態制曲的配方。結果表明，當可溶性淀粉添加量為12 mg/mL、NaNO3添加量2 mg/mL、KH2PO4添加量2 mg/mL、MgSO4添加量0.4 mg/mL時，液態麥曲具有最高糖化力，且在此條件下制作的液態麥曲具有曲香濃郁和流動性好的特點。

液態麥曲；黑曲霉；調配；糖化力

傳統麥曲即在破碎的小麥粒上培養繁殖微生物而制成的黃酒生產用糖化劑和少量發酵劑。傳統黃酒發酵所用的生麥曲是采用踏曲的方式而達到自然接種及培育微生物的目的，故其質量的好壞由麥曲中微生物的種類及數量決定，這就造成生麥曲的質量很難控制，生產過程中完全憑經驗操作；熟麥曲是將小麥蒸熟，冷卻后接種純種霉菌并置于適宜的溫度和濕度的環境中，讓霉菌在小麥上生長繁殖并積累代謝產物，一定時間后烘干小麥而制成的曲[1-2]。

在黃酒的釀造過程中，麥曲為黃酒釀造提供各種酶類（主要是淀粉酶、蛋白酶等），這些酶促使原料所含的淀粉、蛋白質等高分子物質的水解，保證了黃酒發酵的正常進行；同時在制曲過程中霉菌的生長繁殖形成了各種代謝物以及由這些代謝產物相互作用產生的色澤、香味等，賦予黃酒酒體獨特的風格，保證了黃酒的品質及營養價值。相比于傳統生麥曲，熟麥曲在制曲過程中受到外界條件的影響較小，制曲條件比較容易控制，且制曲強度較低，不太受季節時間的限制，各種酶活力都較強。目前熟麥曲在機械化黃酒生產中得到了較大的應用并取得不錯的成績[3-5]。

自然發酵制成的曲釀酒雖然芳香醇厚，但制出來的曲種質量不穩定且淀粉出酒率低，加之制曲工序復雜、勞動強度大、工藝化困難、成本高，不適宜工業化規模生產。本研究以小麥為原料，將小麥粉碎過目并加水調漿，在液態環境下接入霉菌并振蕩培養以制得液態麥曲。這種方法不僅減少了雜菌的污染，節約了廠房面積，而且適于機械化黃酒生產[6-15]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥：購于武漢市武泰閘農貿市場；黑曲霉：本院實驗室；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（potato dextrose agar，PDA）：馬鈴薯200 g，葡萄糖15 g，加水1 000 mL，pH自然。

可溶性淀粉、NaNO3、KH2PO4、NaCl、NaOH、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀（分析純）：西隴化工股份有限公司；MgSO4、冰醋酸、葡萄糖、CuSO4·5H2O、亞甲基藍、乙酸鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

HK-04A粉碎機：廣州市旭朗機械設備有限公司；20目篩子：浙江上虞市五四紗篩廠；DK-98-11電爐：天津市泰斯特儀器有限公司；FE20型pH計：梅特勒托利多儀器有限公司；LDZX-75KB高壓滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；ZHJH-C1214B超凈工作臺：上海智城分析儀器制造有限公司；BCD-226冰箱：博西華家用電器有限公司；ZHWY-2102C恒溫培養振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司；SHA-C恒溫振蕩器：常州國華電器有限公司；AP-01P抽濾機：杭州賽析科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 霉菌液態種子液的制作

將試管斜面保藏的黑曲霉用10 mL無菌水溶解后，倒入盛有100 mL PDA培養基的250 mL錐形瓶中，30℃、180r/min恒溫搖床振蕩培養3d，制成霉菌液態種子液備用。1.3.2液體制曲工藝

（1）工藝流程

（2）操作要點

加水調漿：取粉碎過的小麥4.0 g于250 mL錐形瓶，加50 mL水。

調配：可溶性淀粉補充碳源，硝酸鈉補充氮源，磷酸二氫鉀、氯化鈉、硫酸鎂補充黑曲霉生長所需的無機鹽。

冰醋酸調pH 4.6：由于黑曲霉的最適生長pH為4.6，故將冰醋酸與水按1∶15（V/V）的比例稀釋后用于調節pH。

煮沸：將錐形瓶至于電爐上，在攪拌的狀態下煮沸2 min使小麥淀粉糊化。

滅菌：121℃條件下滅菌20 min。

接種霉菌：待溫度降至低于30℃后，在超凈工作臺上接種10 mL黑曲霉種子液。

恒溫振蕩培養：用兩層滅菌紗布封住瓶口，將錐形瓶置于30℃的恒溫培養箱中150 r/min振蕩培養7 d。

1.3.3 液體制曲配方優化的單因素試驗設計

可溶性淀粉對液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設定硝酸鈉添加量2 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02mg/mL，硫酸鎂添加量0.2mg/mL，分別添加可溶性淀粉0、4 mg/mL、8 mg/mL、12 mg/mL、16 mg/mL、20 mg/mL，考察可溶性淀粉對液體曲糖化力的影響。

硝酸鈉對液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，硫酸鎂添加量0.2 mg/mL，分別添加硝酸鈉0、1 mg/mL、2 mg/mL、3 mg/mL、4 mg/mL、 5mg/mL，考察硝酸鈉對液體曲糖化力的影響。

磷酸二氫鉀對液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，硫酸鎂添加量0.2 mg/mL，分別添加磷酸二氫鉀0、1 mg/mL、2 mg/mL、3 mg/mL、4 mg/mL、5 mg/mL，考察磷酸二氫鉀對液體曲糖化力的影響。

硫酸鎂對液體曲糖化力的影響：按1.3.2的方法，設定可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL，磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL，氯化鈉添加量0.02 mg/mL，分別添加硫酸鎂0、0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.3 mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL，考察硫酸鎂對液體曲糖化力的影響。

1.3.4 液態制曲配方優化正交試驗設計

在單因素試驗基礎上，選取4個因素為影響，以糖化力為評價指標進行L9（34）正交試驗因素與水平見表1，通過極差分析，篩選出液態制曲調配階段的最優配方。

1.3.5 液態麥曲的糖化力檢測

在35℃、pH 4.6的條件下，1 mL液體曲1 h轉化可溶性淀粉生成葡萄糖的毫克數為一個單位（U），以mg/（mL·h）表示。

（1）液態麥曲糖化酶提取

取5 mL液體曲于100 mL容量瓶，加入10 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，用蒸餾水定容至刻度線。至于35℃的水浴中振蕩提取1 h，過濾，收集濾液備用。

（2）糖化力測定

于甲、乙2個150 mL錐形瓶中分別加入25 mL可溶性淀粉，再加入5 mL液態麥曲糖化酶提取液，乙瓶搖勻后封住錐形瓶口，置于35℃的恒溫水浴中振蕩水解1 h后加入1mL20%的NaOH溶液，甲瓶直接加入1 mL 20%NaOH溶液。兩瓶搖勻后吸取5 mL混合液加入另一個盛有菲林試劑甲液、乙液各5 mL的150 mL錐形瓶中，再加入10 mL蒸餾水后置于電爐上加熱至沸騰，在沸騰的狀態下采用1mg/mL的標準葡萄糖滴至溶液變黃，記錄乙瓶消耗的標準葡萄糖體積V2，甲瓶消耗的標準葡萄糖體積V1。

糖化力的計算公式如下：

式中：X為試樣的糖化力，U；V1為滴定空白時消耗的葡萄糖標準溶液的體積，mL；V2為滴定試樣時消耗的葡萄糖標準溶液的體積，mL；1（分子）為每毫升標準葡萄糖溶液中所含葡萄糖的質量，mg/mL；30為糖化混合液的總體積（可溶性淀粉25 mL加液體曲提取液5 mL的總體積），mL；0.25為5 mL液體曲提取液相當于所取液體曲的體積；5為滴定時吸取的糖化液的體積，mL；1（分母）為酶解時間，h。

2 結果與分析

2.1 液態麥曲配方優化單因素試驗結果

2.1.1 可溶性淀粉添加量對液態麥曲糖化力的影響

由圖1可知，當可溶性淀粉添加量為0～12 mg/mL時，所制得的液體曲糖化力較低，曲香淡薄，可能是營養物質不夠，造成霉菌生長緩慢，代謝物質較少。添加量為12 mg/mL時，所制得的液體曲具有最高的糖化力，達到216.0 U，且曲香濃郁。添加量為20 mg/mL時，所制得的液體曲顏色呈淡褐色，且酸味很重，可能是營養過于豐富，霉菌快速生長，過早進入衰亡期所致。故選擇12 mg/mL為最佳可溶性淀粉添加量。

2.1.2 硝酸鈉添加量對液態麥曲糖化力的影響

由圖2可知，當硝酸鈉添加量為0～3 mg/mL時，糖化力逐漸升高，當添加量繼續增加時，糖化力呈下降趨勢。添加量為3 mg/mL時，液體曲的糖化力達到最大值，為201.6 U。故選擇3 mg/mL為最佳硝酸鈉添加量。

2.1.3 磷酸二氫鉀添加量對液態麥曲糖化力的影響

由圖3可知，磷酸二氫鉀的添加量對糖化力的影響較小，添加量為0～3 mg/mL時，糖化力呈緩慢上升趨勢，當添加量為3～5 mg/mL時，糖化力呈緩慢下降的趨勢。故選擇3 mg/mL為最佳磷酸二氫鉀添加量。

2.1.4 硫酸鎂添加量對液態主科曲糖化力的影響

由圖4可知，當硫酸鎂添加量為0～0.3 mg/mL時，液體曲糖化力由93.4 U上升至219.6 U。之后再增加硫酸鎂添加量至0.5mg/mL時液態麥曲糖化力雖有上升，但上升趨勢極其平緩。故選擇0.3 mg/mL為液體曲制作的最佳添加量。

2.2 液態麥曲制作配方優化正交試驗

根據單因素試驗結果，選擇可溶性淀粉添加量（A）、硝酸鈉添加量（B）、磷酸二氫鈉添加量（C）、硫酸鎂添加量（D）4個因素，以糖化力為考察指標，進行4因素3水平L9（34）正交試驗，試驗結果見表2，方差分析見表3。

從表2可以看出，4個因素對液態麥曲糖化力的影響由大到小依次為可溶性淀粉添加量＞硝酸鈉添加量＞硫酸鎂添加量＞磷酸二氫鈉添加量。由液態麥曲糖化力的極差分析結果表明，可溶性淀粉添加量、硝酸鈉添加量、磷酸二氫鈉添加量、硫酸鎂添加量最優的水平組合為A2B2C1D3，即可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL、磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL、硫酸鎂添加量0.4 mg/mL。以1 kg糯米為原料加入液態麥曲進行黃酒釀造，結果顯示，其糖化力達到228.7 U，說明液態麥曲釀造黃酒是可行的。方差分析（見表3）表明各因素對糖化力的影響均不顯著。

3 結論

曲是黃酒釀造的糖化劑和部分發酵劑，同時為黃酒提供營養物質，使黃酒具有絕佳的口感和極高的營養價值。在單因素試驗基礎上，液態麥曲的糖化力為指標，采用正交試驗得出結論：以液態麥曲進行黃酒釀造是可行的；最終液體曲調配階段的最佳方案為可溶性淀粉添加量12 mg/mL，硝酸鈉添加量2 mg/mL、磷酸二氫鉀添加量2 mg/mL、硫酸鎂添加量0.4 mg/mL、氯化鈉添加量0.02 mg/mL。以此方法制作的液體曲曲香濃郁、流動性好。將其用于工業化黃酒生產不僅易于控制制曲條件，更是節約了黃酒生產成本，減小了勞動強度，節約了廠房面積，其產業化前景廣闊。

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WEI Chengfeng,YAO Xiaoling,ZHU Zhengjun,CHEN Maobin*

(The Food and Pharmaceutical College of Light industry Division,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

With crushed wheat as raw material,the process of liquid wheat koji was studied.The crushed wheat was added with water,blended with carbon source and nitrogen source,and then inoculated withAspergillus niger.After shaking cultivation at constant temperature for a period of time, the liquid wheat koji could be made.Using the saccharifying power of liquid wheat koji as evaluation index,the formula of liquid wheat koji was investigated through single factor and orthogonal test.The results showed that the koji had the strongest saccharifying power when the soluble starch, NaNO3,KH2PO4and MgSO4addition in order was 12 mg/ml,2 mg/ml,2 mg/ml,0.4 mg/ml,respectively.The koji had nice flavor and good liquidity in this condition.

liquid wheat koji;Aspergillus niger;blending;saccharifying power

TS26

A

0254-5071（2015）04-0093-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.021

2015-03-19

湖北省科技支撐計劃（2013BBA010）

隗程峰（1990-），男，碩士研究生，主要從事食品發酵研究工作。

*通訊作者：陳茂彬（1965-），男，教授，博士，主要從事食品發酵研究工作。