固液結合生產根霉曲工藝研究

李曉樓

(四川職業技術學院，四川遂寧 629000)

我國小曲酒生產歷史悠久，作為小曲中主要的糖化菌——根霉(Rhizopus)，受到許多人的關注。根霉經分離、純化、擴大培養制作成根霉曲，已得到廣泛推廣和應用[1]。根霉曲生產工藝依據培養料的物理狀態，分為固態生產工藝和液態生產工藝，固態生產工藝中，依據培養料是否滅菌又分為生料生產工藝和熟料生產工藝[2]。不同的生產工藝，有各自的優缺點，本文結合生產實際，探討了根霉曲生產的固液結合工藝，穩定了根霉曲成品質量，為根霉曲的安全高效生產提供思路。

1 根霉曲固液結合生產工藝

1.1 根霉曲固液結合生產工藝簡介

根霉曲固液結合生產工藝是在傳統根霉曲固態生產工藝的基礎上，結合生產實踐，強化了大生產種子純培養的基礎上發展起來的，其具體工藝流程如圖1所示。

圖1 根霉曲固液結合生產工藝流程注：*表示熟料工藝特有的工序。

1.2 根霉曲固態生產工藝存在的問題及原因分析

固態法生產根霉曲，由于投資少，成本低，所需設備簡單，對操作者尤其是大生產操作人員的微生物操作技能以及無菌意識要求低，因此被許多作坊式工廠所采用。多年實踐表明，固態工藝生產根霉曲很難做到真正意義上的純培養，存在生產粗放、管理難度大、產品質量不穩定的通病。

分析根霉曲傳統固態生產工藝產品質量不穩定的原因，除了生產原料、氣候、培養條件、生產人員素質等因素外，在很大程度上，與根霉曲擴大培養用的菌種有關。根霉曲傳統固態生產工藝如圖2所示[2]，工藝中菌種的制備過程，試管種(一級麩皮種)的接種，干燥，保存能做到嚴格的無菌操作，即純培養；三角瓶種(二級麩皮種)雖然在接種，培養過程能做到無菌操作，但由于三角瓶里培養料較多，培菌后曲胚成團，不易在無菌環境中干燥和粉碎，因此干燥和粉碎時，為三角瓶種感染染菌提供了可能；飯盒種(三級麩皮種)是三角瓶種的擴大培養，從接種時的無菌條件到干燥、保存，無疑更增大了其中雜菌感染和存在的機會，因此，除了試管種(一級麩皮種)是嚴格意義上的純培養外，其他各級都不是嚴格的純培養，這就為根霉曲大生產質量的穩定留下了隱患。因此，保證根霉曲生產質量上的穩定，擴大培養時的菌種質量是關鍵。

圖2 根霉曲固態生產工藝流程

2 根霉曲固液結合工藝關鍵工序研究

實踐中采用的固液結合工藝，就是針對傳統固態工藝中，由于大生產的菌種不能做到嚴格的純培養問題而采取的保證菌種質量的工藝改進。本文主要針對固液結合工藝中的關鍵工序：種子液的制備以及接種量、接種方式進行了研究和探討。

2.1 固液結合工藝種子液的制備

2.1.1 試管種(一級麩皮種)制備

稱取新鮮麩皮50 g，加水30 mL，拌勻，均勻分裝入10支試管中，塞上棉塞，包扎后于0.1 MPa,121℃滅菌30 min，冷卻搖散培養料，接種經轉管活化的根霉后，30℃靜置培養24 h后，搖管，再培養24 h，將已經結餅的曲胚在無菌條件下，用接種鏟搗碎備用。

2.1.2 三角瓶種子液的制備

準確稱取1 g KH2PO4，4 g NaNO3溶于1000 mL水中，將溶液分裝于5個500 mL三角瓶，每瓶200 mL,再向每個三角瓶中添加玉米粉16 g，搖勻，塞上棉塞，牛皮紙包扎后于0.1 MPa,121℃滅菌30 min，冷卻至30℃左右[3]。取步驟2.1.1中制備的試管種1支，分接于5個三角瓶中，要求每個三角瓶接種量盡量相同，搖勻后，30℃靜置培養12 h后，搖床培養36 h后備用。

2.1.3 大生產種子液的制備

配制種子罐培養基20 L，裝于40 L種子罐中，采用實罐滅菌后，將2.1.2中制備的三角瓶種子液通過火焰封口接種于種子罐中，接種量5%，30℃培養72 h即為大生產種子液。

2.2 固液結合工藝接種量的確定

以生產中所需要的拌合用水量計，實驗設置4個接種量(2.5%、5.0%、7.5%和10%)進行擴大生產實驗。稱取新鮮麩皮200 kg，按用水量60%(麩皮質量計)即加水120 kg拌合均勻滅菌后，分成均等的4份，分別取種子液0.75、1.5、2.25、3 L(編號分別為1、2、3、4)，以無菌水將不足3 L的種子液補足至3 L，將各種子液接種于4份培養料中，作好標記，裝盤后，分別放入4間培養室中培養，培養室內靜置培養時溫度均控制在30℃,以接種裝完盤入室培養開始計時。觀察其培菌情況并作好記錄(表1)。

表1 固液結合工藝不同接種量培菌情況記錄

注：靜置培養時間是指盤內的品溫沒有明顯變化的時間,頂溫指盤內品溫最高為40℃時的控制溫度。

分析表1，再對比傳統固態生產工藝，結合種子液及大生產實際，本著安全、高產、優質、低耗原則，選取5.0%為最佳接種量。

2.3 固液結合工藝接種方式及拌合措施的選擇

實驗接種方式采用了直接噴灑和二次接種兩種方式，每種接種方式又采用了人工拌合以及機械拌合兩種拌合措施，共4個處理。即稱取滅菌后的麩皮4份，每份50 kg。處理一：將種子液直接噴灑接種于麩皮上，人工翻拌均勻后裝盤，入室培養；處理二：將種子液直接噴灑接種于麩皮上，用機械(揚麩機)翻拌均勻后裝盤，入室培養；處理三：稱取20%(10 kg)麩皮，接種種子液拌勻后，再將拌勻后的接種料再次接種到余下的麩皮中(二次接種)，人工翻拌均勻后裝盤，入室培養；處理四：稱取20%(10 kg)麩皮，接種種子液拌勻后，再將拌勻后的接種料再次接種到余下的麩皮中(二次接種)，用機械(揚麩機)翻拌均勻后裝盤，入室培養。要求4個處理的淺盤都在同一個培養室內，采取同樣的溫控過程進行培養，觀察培菌情況并作好記錄(表2)。

表2 不同接種方式及拌合措施培菌及溫控情況

分析表2可見，機械拌合效果較好，分析原因可能是由于通過機械(揚麩機)拌合時，揚麩機對種子液中的根霉菌絲也起著“粉碎”的作用，相當于加大了接種量，增加了種子液中根霉菌絲與培養料的接觸，同時機械拌合時間短，拌合可能更加均勻，因此生產中采用二次接種、機械拌合處理方式。

3 結論

隨著根霉曲應用的更加廣泛，根霉曲的生產也日趨完善[4-5]，結合根霉曲多年傳統固態法生產工藝實際，本文分析了根霉曲固態生產工藝存在的問題及原因，探討了根霉曲固液結合工藝關鍵工序：種子液的制備、接種量、接種方式及措施，實驗得出大生產接種量為5%(以大生產所需水量計)，采用二次接種，機械拌合處理，菌絲萌發較快，均勻,且培菌過程容易控制。此種工序進一步完善了根霉曲生產工藝，從大生產菌種的角度保證了根霉曲成品質量的穩定。