紅曲霉在白酒產業中的應用現狀及展望

周 靖

(貴州大學明德學院，貴州貴陽550025）

中國白酒是以富含淀粉質的谷物糧食作為原料，以大曲、小曲、麩曲及酒母等作為糖化發酵劑，采用固態、半固態或液態發酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的含酒精的飲料，包括醬香、濃香、清香、米香、兼香等12種香型白酒，多達上千種香味成分，以醇類、酯類、酸類、羰基類化合物為主，是風味獨特、生產工藝獨有的蒸餾酒。

紅曲霉是腐生真菌，它屬真菌門、子囊菌綱，真子囊菌亞綱、曲霉目、曲霉科、紅曲霉屬[1]。由于紅曲霉具有一定的糖化發酵力和較強的酯化力，用于白酒的發酵生產，可以適當提高出酒率及酯類化合物的生成量。同時在代謝過程中還產生多種對人體有益的次級代謝產物，能夠增加酒的營養保健價值[2]，故被釀酒界所重視并加以研究。

1 紅曲霉發酵條件及其代謝產物

1.1 紅曲霉的發酵條件

紅曲霉一般適應溫度為15～42℃，最適溫度為28～35℃，能耐55℃的高溫，最適pH3.5～5.0，能耐pH2.0，最適酒精濃度為5%vol～7%vol，可耐酒精最高濃度達11.5%vol[3]。依據這些生理特性，紅曲霉能夠適應白酒發酵糟醅偏酸性、含酒精以及有一定的發酵溫度等特殊環境。因此，在白酒生產過程中，紅曲霉廣泛存在于大曲、制曲作坊、釀酒醪液、糟醅中等，很多用于釀酒生產的紅曲霉都是從大曲或糟醅中分離篩選出來的，然后再直接用于實際生產，利用紅曲霉產生的酶類、功能性成分等次級代謝產物可提高白酒品質。

1.2 紅曲霉的代謝產物

紅曲霉在生長代謝過程中能夠產生蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、果膠酶、麥芽糖酶等多種酶類物質[4]。這些酶類物質能夠提高物料的利用率和糖化效率，有利于提高出酒率和酯類化合物等風味物質的生成量。另外，紅曲霉在發酵過程中還能產生紅曲色素、Monacolin K及其金屬鹽、GABA（γ-氨基丁酸）、麥角固醇等功能性成分[5-7]，這些成分對人體具有保健功能，將紅曲霉應用于白酒發酵釀造過程中，能夠使紅曲霉代謝產生的多種初級和次級代謝物質進入白酒中，從而加強白酒的營養保健功能。

2 紅曲霉在白酒產業中的應用現狀

2.1 紅曲霉應用于強化大曲

大曲在白酒生產過程中具有糖化發酵、生香和投糧等作用，其中的微生物及其代謝產物能夠決定白酒產品酒體的風味特征，部分香氣成分甚至能夠直接成為酒體的風味成分，因此大曲被稱作為“酒之骨”。在傳統制曲生產過程中，添加純種培養的紅曲霉菌劑或紅曲霉生產的粗酶制劑（紅曲酯化酶），利用紅曲霉的糖化發酵力和較強的酯化力，適當地強化大曲的糖化和酯化性能，同時還能增加紅曲霉次級代謝產物的生成量，對豐富酒體和提高品質具有一定的作用。研究表明，紅曲霉應用于濃香大曲中，可以明顯提高濃香型白酒中己酸乙酯的生成量，其余酯類物質含量也有所增加；應用于清香大曲中，可以提高清香型白酒中乙酸乙酯的生成量，其余酯類物質含量也有所變化[8-10]。

2.2 紅曲霉應用于黃漿水的處理

黃漿水是固態發酵法白酒生產發酵過程中的淋漿，是大曲酒生產過程中的必然產物，同時也是副產物，若直接排放將對環境造成嚴重污染。黃漿水中所含成分相當復雜，除酒精和大量微生物以外還含有一定量的酸類、醇類、酯類、醛類等呈香呈味物質以及糖類物質和蛋白質、氨基酸等含氮化合物，如采取適當措施，將黃漿水中的有效成分利用起來，可適當提高曲酒質量、改善風味、合成香味前體物質。采用紅曲霉酯化酶處理黃漿水，將黃漿水中的醇類、酸類等物質通過酯化作用生成酯類物質，經沉淀、過濾及脫色等處理后制備成酯化液，可提高酒體質量和優質品率，尤其可以增加濃香型白酒中己酸乙酯的含量。黃漿水的再利用既可大幅度地降低生產成本，又能減輕對環境的污染[2-3]。

2.3 紅曲霉應用于生產麩曲白酒

麩曲白酒是以高粱、薯干、玉米等含淀粉的物質為原料，以純種培養的麩曲及酒母為糖化發酵劑，經發酵、蒸餾、貯存、勾兌而成的蒸餾酒。麩曲在制作過程中需選擇適應性強、繁殖能力強、代謝產酶能力強的優良曲霉菌和酵母菌，部分麩曲白酒生產中常選用紅曲霉制作麩曲，如山西六曲香酒在生產中使用的麩曲就包括紅曲霉，是6種曲霉菌之一，該紅曲霉系從汾酒大曲中分離而得；生產醬香型麩曲白酒時也常選用紅曲霉、白曲霉和根霉等霉菌用于制作麩曲[11-12]。

2.4 紅曲霉應用于新工藝白酒

新工藝白酒是以食用酒精為主要原料配以多種食用香料、香精、調味液或固態法基酒，按名優白酒微量成分的量比關系或自行設計的酒體進行增香調味而成，在生產調味過程中常會有水味、香味不足等問題[12]。利用紅曲霉發酵生產的酯香調味酒勾兌生產新工藝白酒,能增加酒體的復雜成分,使酒體豐滿,且可降低酒精味和水味,增加新工藝白酒的固態感,能適當地提高其品質。

3 紅曲霉代謝產物保健作用的研究現狀

紅曲霉在生長代謝過程中可以產生多種對人體具有保健作用的次級代謝產物，包括紅曲色素、Monacolin K及其金屬鹽、GABA、麥角固醇等多種活性物質[13-14]。這些活性物質通過發酵、蒸餾進入酒體中，能夠增加白酒的營養和保健功能，為適量飲酒“喝出健康來”提供又一理論支撐。

紅曲色素是紅曲霉在生長代謝過程中產生的一種天然食用色素，為一類聚酮類色素，具有多種生物活性，如抗突變、抗癌、抗肥胖、抗菌防腐及抗氧化等。主要包括黃色色素、橙色色素和紅色色素3類。紅曲色素作為一種天然色素，安全性高，經急慢性毒性實驗及致畸、突變實驗都證明其無毒，故紅曲色素已廣泛應用于各種食品和化妝品中[15-16]。

Monacolin K是目前醫學界公認的降低人體膽固醇的理想藥物,具有高效、低毒、安全的特點。其具有降低血脂、降膽固醇等保健功效，可有效降低心肌梗塞和冠心病等發病率和死亡率，能夠有效地阻礙膽固醇的合成。此外，研究發現Monacolin K能夠形成堿金屬鹽和土族金屬鹽，具有抗癌作用。Monacolin K能夠降低肝癌細胞核分解指數并對體外培養肝癌細胞的增殖具有明顯的抑制效果[3]。

GABA是一類重要的非蛋白質氨基酸，是哺乳動物中樞神經系統中重要的抑制性神經傳達物質，參與多種代謝活動，具有增強記憶、改善腦功能、抗高血壓、提高肝腎機能等生理活性[17]。

麥角固醇是脂溶性維生素D2的前體物質，經過紫外線的照射后能夠生成維生素D2，維生素D2能夠促進小腸對鈣的吸收，從而對骨質疏松具有良好的預防作用，同時可以增強人體抵抗疾病的能力，具有明顯的抑菌、抗腫瘤功效[18]。

此外，紅曲霉生長代謝過程中還能產生洛伐他汀、Dimerumic acid（抗氧化物質）、安卡內酯(Ankalactone)、幾丁質酶、糖肽類物質以及萜類化合物等物質[19-21]。

4 展望

紅曲霉應用于生產強化大曲、處理黃漿水、生產酯化液、生產麩曲白酒等技術已經逐漸成熟。今后紅曲霉在白酒產業中的應用研究可重點集中在以下幾個方面：（1）利用天然的紅曲色素生產具有保健功效的紅曲色素配制酒，解決紅曲色素不能通過蒸餾帶入酒中的技術難題，將紅曲色素的生理功效帶給更多消費者；（2）通過研究紅曲霉次級代謝產物的生成機理，運用誘導、改造菌株、選育等生物學手段，改良生產工藝、優化發酵條件，提高Monacolin K、GABA、麥角固醇等活性物質的產出；（3）白酒中的風味成分和功能性成分多達幾百上千種，但能夠完全定量分析還是一個技術難題，加強分析設備和檢測手段的創新和發展，如能對紅曲霉發酵產生的Monacolin K、GABA、麥角固醇或其他功能性成分進行定量分析，將會為白酒具有保健功效提供強有力的支撐。