根霉麩曲種曲培養工藝的研究

嚴啟梅，沈曉波，李燕榮，蒲 春

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷223800）

根霉麩曲種曲培養工藝的研究

嚴啟梅，沈曉波，李燕榮，蒲 春

（江蘇洋河酒廠股份有限公司，江蘇宿遷223800）

以糖化能力較強的根霉Q303為菌株，通過單因素和正交試驗對根霉麩曲種曲培養工藝進行優化。結果表明，影響根霉麩曲質量的因素依次為：水分含量＞裝載量＞培養時間。根霉麩曲種曲的最佳培養工藝條件為：培養溫度32.5℃、培養時間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），為中試生產提供有力的數據支撐和理論指導。

根霉； 麩曲； 正交

我國使用小曲釀酒的歷史久遠，而傳統小曲中起糖化作用的菌群主要是根霉菌。以麩皮為原料，經純種固態培養的根霉曲在小曲酒中被廣泛應用，與傳統小曲比較，根霉曲具有成品質量穩定、用曲量少和原料出酒率高等特點。目前，國內對于根霉的研究主要集中在生物特性[1-2]、淺盤工藝[3]、生產過程[4]等，但對于根霉麩曲種曲培養工藝的系統研究鮮有報道。20世紀70年代末，貴州分離誘變出了性能優良的根霉菌種Q303，屬臺灣根霉，產酸少，糖化力強，出酒率優于常用的AS3.851，適合于釀制甜酒和不同原料的小曲酒。本研究以根霉Q303為例，對種曲培養工藝進行系統的研究，以期為中試生產提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

菌種：根霉Q303，購買于貴州省釀酒工程技術開發中心；麩皮：市售。

試劑及耗材：葡萄糖、濃鹽酸、硫酸銅、次甲基藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀等。

儀器設備：SW-CJ-1A標準型凈化工作臺，無錫深藍科技有限公司；DNP-9162型電熱恒溫培養箱，上海精宏實驗設備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋，YXQ-LS-75S11型，上海博訊實業有限公司；控溫水浴鍋，南通華泰實驗儀器有限公司；臺式低速離心機，AXTD5A型，鹽城市安信實驗儀器有限公司；電子天平，AL204型，梅特勒-拖利多儀器（上海）有限公司；MILLPORE超純水系統。

1.2 檢測方法

試飯糖分與試飯酸度的測定參照文獻[1，3，5]，有改動。

試飯測定方法如下：（1）蒸飯：取大米20 g，米水比為1∶1.6，加水拌勻于罐頭瓶，121℃蒸飯10 min。要求飯粒熟而不爛，米飯含水量57%左右。（2）培菌糖化：米飯涼至35℃左右，拌入米飯重量0.8%的根霉麩曲種曲，拌勻后于30℃培養箱中培養24 h后，測定其試飯糖分與酸度。（3）試飯糖分的處理：取糖化飯10 g于250 mL磨口三角瓶，加蒸餾水100 mL，57℃水浴1 h，取出，迅速冷卻，離心(3 min、3500 r/min)。（4）測定：采用快速法，測定時取離心液0.5 mL進行測定，此時試飯糖分的計算公式如下：

式中：V0——斐林試劑溶液的標定值（mL）；

V——斐林試劑溶液的測定值（mL）；

C——標準葡萄糖溶液濃度（g/L）；

100/0.5——0.5為測定時所取溶液的體積（mL），100為糖化飯浸出液的體積（mL）；

100/10——10為所取糖化飯重量（g），100為換算成100 g糖化飯中的糖分（g）。

試飯酸度是指中和每克糖化飯所消耗0.1 mol/L NaOH溶液的毫升數。其測定方法為：取上述離心液10 mL（相當于1 g糖化飯），以酚酞為指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至紅色，按下式計算試飯酸度：

試飯酸度（%）=M×V×100/10。

注：M——NaOH溶液的濃度（mol/L）；

V——滴定消耗NaOH溶液的體積（mL）。

1.3 種曲培養工藝

稱取麩皮，加水適量，充分拌勻，滅菌后冷卻，接入一定量的二級菌種，放入培養箱培養一段時間，烘干，檢測試飯糖分和試飯酸度。

1.4 單因素試驗設計

培養溫度：按上述工藝，稱取15 g麩皮于500 mL三角瓶內，加7 mL水(水分含量為46.7%)拌勻，接種后將種曲分別放入30℃、32.5℃、35℃培養箱中培養48 h，檢測試飯糖分與酸度。

培養時間：按培養溫度工藝，將種曲放入32.5 ℃培養箱中分別培養24 h、36 h、48 h、60 h、72 h，檢測試飯糖分與酸度。

裝載量：裝載量分別按10g/500mL、15g/500mL、20 g/500 mL、25 g/500 mL、30 g/500 mL稱取麩皮，水分按照7 mL水/15 g麩皮的比例加水分別為4.7 mL、7.0 mL、9.3 mL、11.7 mL、14.0 mL拌勻，將種曲放入32.5℃培養箱培養60 h，檢測試飯糖分與酸度。

水分含量：按裝載量20 g/500 mL稱取麩皮，水分按6 mL水/15 g麩皮（40.0%）、7 mL水/15 g麩皮（46.7%）、8 m水/15 g麩皮（53.3%）、9 mL水/15 g麩皮（60.0%）、10 mL水/15 g麩皮（66.7%）的比例加水拌勻，將種曲放入32.5℃培養箱中培養60 h，檢測試飯糖分與酸度。

1.5 正交試驗設計

在單因素試驗基礎上，采用L9（34）正交表對培養時間、裝載量、水分含量進行優化，見表1。

表1 正交試驗因子與水平

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 培養溫度對根霉麩曲質量的影響（圖1）

圖1 培養溫度對根霉麩曲質量的影響

據文獻[1-2]，根霉的最適溫度在30～35℃之間，本試驗選擇30℃、32.5℃、35℃共3個水平研究溫度對根霉麩曲質量的影響（見圖1）。隨著溫度的升高，試飯糖分呈遞增趨勢。當培養溫度為32.5℃，根霉的試飯糖分為21.96%，比30℃的試飯糖分高6.2%，僅比35℃試飯糖分低2.9%。從外觀看，35℃培養的麩曲曲質偏黑，并且溫度越高麩曲異味越大。隨著溫度的升高，試飯酸度先增大后降低，32.5℃時根霉的試飯酸度最高且小于0.5%，符合根霉麩曲質量要求[5]。所以，根霉麩曲培養溫度選擇32.5℃。

2.1.2 培養時間對根霉麩曲質量的影響（圖2）

圖2 培養時間對根霉麩曲質量的影響

隨著培養時間的延長，試飯糖分先增大后降低趨于穩定。當培養時間為48 h時，試飯糖分最高22.96%；當培養時間為72 h，試飯糖分為20.88%，比36 h的試飯糖分高28%。試飯酸度隨著培養時間的延長呈現先增后降再升的趨勢，且總體試飯酸度數值小于0.5%。故在正交試驗中選取培養時間48～72 h進行工藝優化。

2.1.3 裝載量對根霉麩曲質量的影響（圖3）

圖3 裝載量對根霉麩曲質量的影響

研究裝載量對根霉麩曲質量的影響，結果表明，隨著裝載量的增加，根霉麩曲的試飯糖分先增加后降低。當裝載量為20 g/500 mL時，試飯糖分最大，為24.54%；當裝載量為10 g/500 mL時，試飯糖分為23%，由于裝載量小，隨著培養時間的延長，麩皮水分過快干結，達不到根霉麩曲的生長環境；當裝載量為30 g/500 mL時，試飯糖分為22.92%，根霉是需氧型微生物，裝載量大，不能滿足其最適生長條件，容易滋生雜菌。根霉的試飯酸度隨著裝載量的增大，呈現先降后升的趨勢，裝載量越大（大于30 g/500 mL），試飯酸度越大，可能是氧氣不足，根霉得不到更好的生長。故裝載量選取15～25 g/500 mL進行工藝優化。

2.1.4 水分含量對根霉麩曲質量的影響（圖4）

圖4 水分含量對根霉麩曲質量的影響

由圖4可以看出，隨著麩皮含水量的增加，根霉麩曲的試飯糖分先增大后降低趨于穩定。水分含量為40%時，不適于根霉的生長；水分含量為53.3%時，試飯糖分最大。根霉的試飯酸度隨水分含量的增加無規律可循，但總體數值小于0.5%。當水分含量為66.7%時，根霉的試飯糖分比60%水分含量的試飯糖分低1.2%，根霉的試飯酸度達到最大值，并且麩曲結餅程度很緊實，可能是麩皮含水量過大，麩曲生長過快，不利于通氣和散熱，也不利于后期中試接種使用。故在正交試驗中選取46.7%～60.0%進行優化設計。

2.2 正交試驗結果分析

根據單因素試驗結果，在培養溫度32.5℃條件下，以根霉麩曲的試飯糖分為指標，按表1進行正交試驗。由表2正交試驗優化結果表明：各因素對根霉麩曲質量的影響程度為C2＞B1＞A1，即水分含量＞裝載量＞培養時間，根霉麩曲種曲最佳培養工藝條件為A1B1C2：培養溫度32.5℃、培養時間48 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。正交試驗結果表明，最好的工藝組合為A2B1C2，即培養溫度32.5℃、培養時間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），此工藝條件的試飯糖分為27.33%。

表2 正交試驗結果

2.3 驗證試驗

正交試驗得到的根霉麩曲種曲最佳培養工藝條件A1B1C2：培養溫度32.5℃、培養時間48 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。正交試驗結果中最好的工藝A2B1C2：培養溫度32.5℃、培養時間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL）。兩種工藝結合制作三角瓶種曲。

由表3驗證試驗結果可知，根霉麩曲種曲最佳培養工藝為A2B1C2，此時根霉的試飯糖分為28.01%，比A1B1C2的試飯糖分高3.4%。

表3 驗證試驗結果

3 結論

通過單因素和正交試驗優化了根霉麩曲種曲培養工藝，試驗結果表明，影響根霉麩曲質量的因素依次為水分含量＞裝載量＞培養時間。水分含量是影響麩曲質量的重要因素，水分含量低，麩皮干結過快，不能滿足根霉的生長環境，水分高，麩曲結餅程度很緊實，供氧和散熱不足，易滋生雜菌。比較驗證了正交試驗優化的工藝和正交試驗結果中最好的工藝對根霉麩曲質量的影響，根霉麩曲種曲最佳培養工藝條件為培養溫度32.5℃、培養時間60 h、裝載量15 g/500 mL、水分含量53.3%（8 mL），為中試生產提供有力的數據支撐和理論指導。

[1]姚萬春,唐玉明,任道群,等.釀酒用根霉菌株的培養特性研究[J].中國釀造,2006(10)：34-37.

[2]姚萬春,唐玉明,廖建民,等.關于5株根霉菌特性及其原料適應性的研究[J].中國釀造,2003(1)：10-11.

[3]羅慧波,謝軍,黃治國,等.純種根霉麩曲制曲工藝優化研究[J].四川理工學院學報（自然科學版,2015,28(5)：7-11.

[4]劉憲春.水分與溫度對根霉Q303生長繁殖的影響[J].釀酒科技,2007(6)：59-60.

[5]王延才.白酒高級釀酒師[M].北京：中國釀酒工業協會,2009：82-85.

Culture of Seed of Rhizopus Bran Starter

YAN Qimei,SHEN Xiaobo,LI Yanrong and PU Chun

(Yanghe Distillery Co.Ltd.,Suqian,Jiangsu 223800,China)

The culture of the seed ofRhizopusbran starter was optimized by single factor test and orthogonal experiments withRhizopus oryzaeQ303 of strong saccharifying power as the strain.The results suggested that,the factors influencing the quality ofRhizopusbran starter ranked in decreasing sequence as moisture content＞loading capacity＞culture time.The optimum culture conditions were summed up as follows:culture temperature was at 32.5℃,culture time was 60 h,loading amount was 15 g/500 mL,and moisture content was 53.3%(8 mL).This study had provided data support and theoretical guidance for pilot production.

Rhizopus;bran starter;orthogonal

TS262.3；TS261.1；TQ925.7

A

1001-9286（2017）10-0061-04

10.13746/j.njkj.2017185

2017-07-03

嚴啟梅(1985-)，女，江蘇宿遷人，碩士，江蘇洋河酒廠股份有限公司副主任技師。

優先數字出版時間：2017-07-25；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170725.1331.002.html。