一株紫色红曲霉菌强化制曲的工艺优化

一株紫色红曲霉菌强化制曲的工艺优化
程伟%,张杰%,潘天全%,李娜%,吴龙$,时玉英$,吴丽华$,吴宏萍$
(1.安徽金种子酒业股份有限公司，安徽阜阳236023;2.安徽金种子集团有限公司检测中心，安徽阜阳236018)
摘要:红曲霉菌的代谢产物和酯化酶等对促进白酒固态发酵过程中的风味和品质提高具有重要意义。

为制备适合白酒酿造生产的酯化红曲，红曲)进培养，再分别以大米、™料为原料进种培养，选取种、培养温度、培养时间和曲料作为素，制备高酯的酯化红曲？结果表，料于大米或™单独作为原料制备酯化红曲，在培养温度35!、培养时间3d、曲料含水率55%、乳酸添加量4%。

条件下，混合料成品酯化红曲的酯化力为716mg/100mL，糖化力为1065mg/(g・h),发酵力为2.0%g/(0.5g-72h),表明该菌株制备的酯化红曲具有较高的应用价值。

关键词：红曲)制曲
中图分类号:TQ925.7文章编号:0254-5071(2020) 10-0071-04doi:10.11882j.issn.0254-5071.2020.10.014引文格式：伟，张杰，潘天全，.一紫色红曲霉菌强化制曲的工艺优化[J].中国酿造,2020,39(10)：71-74.
Optimization of intensified Hongqu-making process of Monascus purpureus
CHENG Wei1,ZHANG Jie",PAN Tianquan1,LI Na1,WU Long2,SHI Yuying2,WU Lihua2,WU Hongping2 (l.Jinzhongzi DistiHery Co.,Ltd.,Fuyang236023,China;2.Analysis and Test Center,Jinzhongzi Group Co.,Ltd.,Fuyang236018,China)
Abstract：The metabolites and esterifying enzymes of Monascus are important to improve the flavor and quality of Baijiu(Chinese liquor)during solid­state fermentation.In order to prepare esterified Hongqu suitable for Bai/iu-brewing,Monascus strain was cultured in liquid-state,and then pure culture was carried out with rice,bran and mixture as raw materials.The esterified Hongqu with high esterifying power was prepared by optimizing seed solu­tion addition,culture temperature,time and Miqu moisture.The results showed that the mixture materialwas superior to rice or bran as raw materials to prepare esterified Hongqu.Under the conditions of culture temperature35!,time3d,Miqu moisture55%,and lactic acid concentration4",the ester­ifying power of the Hongqu by mixture material was716mg/100ml,the saccharifying power was1065mg/(g・h),and the fermenting power was2.01g/ (0.5g・72h).The results showed that the esterified Hongqu of the strain had high application value.
Key words：Monascus purpureus;intensified Hongqu-making;Bai/iu-brewing
红曲霉作为传统食品加工的特殊微生物，主要用于生产红曲叫红曲是以大米为主要原料，经红曲霉固态发酵而制成的一种米曲，红曲米含有抗氧化和抗肿瘤等活性成分％红曲霉耐高温，生长温度范围在15〜45!，最适生长温度为25
*30!,最适生长pH值为3.5-5，耐pH最低为2.5,嗜乳酸，耐乙醇浓度为10%vol!3#。

多数红曲霉能代谢产生红曲色素，产生的色素进入培养基中，进而培养基的背
的色叫红曲霉生长过程中能产生种酶粉、糖化酶、酯化等)，用于制备红曲米醋红曲™曲；有能代谢产生活性的，用于制色、、的红曲、等
食品冋。

中的酯化主要霉酵等，
主要于大曲，的品酯化红曲酯化生态主要用于原的等，生产用冋。

为的红曲霉的制曲生产特性，酯化红曲的制备，以制备适
的酯化红曲，红曲霉ZHX9进
培养，分以大米、™料等为原料进种培养，种、培养温度、培养和曲料等作为素，以制曲的酯为，
酯化红曲的制备工艺，该研究可为红曲霉菌株ZHX9的制曲生产用?
1材料与方法
1.1材料与试剂
制曲原料(鉄皮、大米、)金种制曲车间；红曲霉(Monascus purpureus)ZHX9：金种子酒业微生物室;葡萄糖、NaNO3、MgSO4・7H2O、乳酸均为分析•:国药集团学试有限公司。

种子液培养基:葡萄糖70g,牛肉膏15g,NaNO32g,
MgSO(・7H2O0.5g,KH2PO(1.5g,水1000mL,pH自然。

斜
收稿日期：2020-03-23修回日期：2020-06-03
基金项目：2019年度安徽省科技重大专项计划项目(201903a06020054)2019年度阜阳市第四批高层次创新创业领军人才(程伟)科研补助支持项目(JKY2020-W01)
作者简介:程伟(1984-),男，高级工程师，硕士，研究方向为食品微生物技术及发酵工程、白酒酿造生产及机械化等？
面培养基:种子液培养基加琼脂15〜20米曲培养基:大米浸泡1〜2h后沥水，常压蒸40〜60-in左右至米饭蒸透而不粘手，摊晾冷却至35!左右。

G曲培养基:G皮添加适量的清水，并翻拌均匀后沥干无明水，含水率在50%左右，0.1MPa蒸40〜60-i/左右，摊晾冷却至35!左右。

混合料培养基:G皮:米粉:干燥曲酒糟（96：3：1,g：g）添加适量的清水，翻拌均匀后沥干无明水，含水率在50%左右,0.1MPa蒸40〜60-in左右，摊晾冷却至35!左右。

1.2仪器与设备
BXM-100VD立式压力蒸汽灭菌器、BJ-2CD净化工作台:上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；HYG-W1 :上海化有限公司；LHS-800HC-Irtf
培养：上海仪器有限公司；7890B色谱仪：美国安捷伦公司;G曲培曲：本。

1.3实验方法
1.3.1红曲霉菌株的的活化及其种子液培养
将红曲霉菌株ZHX9转接于斜面培养基上,30!培养3〜5d化，0.5c-2左右的菌种种子液培养基，30!、160r/—in恒温摇床培养3〜5O,菌丝球生长均匀浓密，在种子培养基添加菌
生
1.3.2强化制曲
摊晾冷却后的米饭液,并接种10%左右的种子液，翻拌均匀后培养；培养的米料的均有2灭菌的医，米料在5〜10c-，培养培曲，培养100%，30!间歇通风培养。

以成品米曲的酯化力为评价指标，设
培养］（1O、2O、3O、40、50）、培养温度（20!、25!、30!、35!、40!）、曲料水分含量（35%、45%、50%、65%、70%）、不同乳酸含量（0、2%o、4"、6#、8%o）化米曲培养的。

1.3.3菌株ZHX9的强化曲酶活检测
化曲的化力、力的QB/T4257—2011酒大曲的并有调整⑵。

化力的，称当于5g干曲的曲量，加入100-L含1%己酸、20%vol乙醇的酯化体系中，32!酯化100h，加水50-L蒸+，接+出液100-L，色谱检反应体系中形的己乙含量。

酯化力义：100-L+出液含己乙的毫克［10］0
2结果与分析
2.1菌株ZHX9的活化及其种子液培养
产化酶微生物液态代谢产生的化酶具有催化体系有机的合作，酯化酶催化反应既能利物料生化反应而合有机，当合的有机达，化酶又能解产生的有机；随着体系反应的，体系中剩余最多的点或化达平衡的即该产酯化酶微生物的最佳培养W11］曲液态产生包括曲色、化酶在的多种酶类，具有降血脂功效的红曲Monacolin K特殊性物质卩2］，液态发的优化研究有利现曲其酶类的工业化扩大生产卩3-16］。

由图1知，化后的保藏菌ZHX9状态良好，菌初为粉色,后颜色逐渐加深呈紫色,其菌落生致、可见生菌、培养基呈深紫红色；面培养基的背面可见有明显的菌落褶皱；熟种子液的菌与菌体呈混合状态且生，种子液呈淡黄色，，常，有
a、斜面保藏正面；
b、斜面保藏背面；
c、成熟种子液。

图1红曲霉菌株ZHX9的斜面保藏及其成熟种子液的培养特征
Fig.1Slope preservation of Monascus strain ZHX9and culture characteristics of its mature seed solution
2.2菌株ZHX9的米曲培养
由于大米多基质的不同，影
物质的，致菌体生微境的差异，此，固态
具有典型的不均一性;其中，培养、培养、曲料水分含量固态曲米曲的培养质量具有要W17］。

由图2（a）知，随着培养的，固态化米曲的化力不力口;其，当培养达3d，
化米曲的化力达715-g/100—L，培养5d化米曲的化力化不明显，此，化米曲的培养
3d适由图2b）知，随着培养的，固态化米曲的化力呈后降的，培养
35!化力最，之后有降此化米曲的培养35!适曲料水含量曲微生物的生，水含量曲料且性差，不利曲微生物的生，G曲G曲产酒的酸有不利，由图2（c）知，曲料水含量在55%左右较合适与菌菌，多菌在性境生，曲料具有的有利培曲菌的；由曲具有的特性，此，添加
调曲料培养基的pH，由图2（d）'知，不
曲菌固态合化酶具有显的，在
4%合适合知，曲菌ZHX9的化米曲较适宜的培养条件:培养时间为3d，培养温度为35!，水含量为55%，添加4%o。

O O O O O O O O
O O O O O O O O 87654321培养时间/d 水分含量/%a 、培养时间；b 、培养温度；c 、水分含量;$、乳酸浓度。

图2菌株ZHX9强化米曲培养的主要影响因素考察
Fig. 2 Main in f lue n cing factors on culture of stra i n ZHX9 cultured by inten s ified Miqu
培养温度/七乳酸浓度/%。

菌株ZHX9的强化米曲培养过程中的感官变化见图3。

由图3可知，大米蒸煮后摊晾降温到35!左右，种子液的 接种量为10%左右，喷洒4%。

的乳酸并翻拌均匀；温度35 !, 湿度100%,间歇通风培养24 h ,菌丝萌发，呈现乳白色，有的
米粒呈现淡红色;再培养48 h ,菌丝生长旺盛、菌丝饱满并
深入到米粒内部，呈现淡红色，以后逐渐加深，由淡红色为
深红色，最后 为 红色,局部有 红色 色;培养过程 中，
米的品温 湿，时喷洒菌水翻
拌米，翻拌米 时可以闻到有酒香气味。

培养3$的 熟米曲，置于40 !通风干燥粉碎后得到的固体曲粉呈深紫红色。

a 、培养初期;
b 、培养中后期;
c 、培养成熟并干燥粉碎。

图3红曲霉菌株ZHX9的强化米曲培养特征
Fig. 3 Characteristics of intensified Miqu culture of Monascus strain
ZHX9
2.3菌株ZHX9的$曲培养
曲以 为，蒸煮菌、 ，接入种酒 生 ， 培养、 温 的散曲，有菌曲、 曲
曲 叫
曲的含水量 曲过程中的 ，含水量
过 ，曲 过 ， 到 曲 生 生长 的湿;含水量过 ， 曲 ，曲 的
到， 曲温度
， 曲
生的
，由可见，曲的含水量 种曲量的 为 叫菌株ZHX9的强化 曲培养过程中的感官变化见图4。

由图4可知， 蒸煮后摊晾 温到35 !左右，种子液的 接种量为10%左右，喷洒4%。

的乳酸并翻拌均匀，曲 含水 量55%左右；温度35 !,湿度100%,间歇通风培养24 h ,
菌丝萌发,呈现乳白色;再培养48 h ,菌丝生长旺盛、菌丝饱
满并深入到曲料内部，部呈现淡红色;培养过程中，
曲的温 湿，时喷洒菌水翻拌曲， 翻拌曲 时可以闻到有 曲香。

曲的含水
曲的、发 的
量 生
, ，培养 熟的 曲 通风干燥，通
燥温
度
40 !以 的 。

后的曲呈 色， 部呈 色， 色 ， 有 曲
香，无腐臭等异杂味。

a 、培养初期；
b 、培养中后期;
c 、培养成熟并干燥粉碎。

图4菌株ZHX9的强化＜曲培养特征
Fig. 4 Characteristics of intensified Fuqu culture of Monascus strain
ZHX9
2.4菌株ZHX9的混合曲料培养
混
培养基采用 、米、干燥曲 糟，其 量
为96：3：1,添加适量的清水，并翻拌均匀后沥
水,
含水率在50%左右,0.1 MPa 带压蒸40〜60 左右；再摊 晾 至35 !左右，添加10%左右的种子液，喷洒4%o 的乳
酸并翻拌均匀，曲 含水量在55%左右。

混 曲 选用干燥
曲糟作为培养基辅，由 燥曲糟有弹性，可以 起到疏松曲料的作用，培曲过程中曲料中含有相当量的空 气，有 红曲 菌株 有 的
大量繁殖,并避免
曲 发粘以 由于透气性差所 的发酸或发臭 现象, 还有
曲的生 本。

如图5所示，菌株ZHX9的混合曲 培养过程中，由 燥曲 糟的添加增加了曲 的通透性与酸度，有 红曲菌的生长,菌株的萌发时间提前，且菌 的生长 并深 入到曲 内部，部呈现 红色。

干燥后的 混
曲呈
浅红色，部呈色，有明显的曲香，腐臭异杂味。

H、培养初期；b、培养中后期；C、培养成熟并干燥粉碎。

图5红曲霉菌株ZHX9的混合曲料培养特征
Fig.5Characteristics of enhanced mixed Qu culture of
Monascus strain ZHX9
2.5菌株ZHX9各培养料强化曲的酶活检测
由表1可知，利用大米、+皮或混合曲料制备菌株ZHX9的强化曲,其酯化力、糖化力等指标均比传统酿酒大曲略高,其中米曲酯化力达到745mg/100mL,混料曲糖化力达至IJ1065mg/(g・h),均表明红曲霉菌株ZHX9具有较高的强化制曲应用前景。

混合料制备酯化红曲的指标与采用大米或+皮等单独作为原料制备的酯化红曲差距并不明显，混合料红曲的糖化力与发酵力略高，混合料还具有生产成本低的特点，因此，采用混合料制备酯化红曲具有明显的优势。

表1菌株ZHX9的强化曲酶活检测结果
Table1Detection results of enzyme activity of intensified Qu of strain ZHX9
类别
酯化力/
(mg
*100mL-1)
糖化力/
[mg・(g・h)-1]
发酵力/
[g・(0.5g・72h)-1]
米曲745968 1.94
+曲688956 1.88
混料曲7161065 2.01
有研究表明，酯化红曲通常采用+皮、大米等作为生产原料，等3204应用红曲霉制备+曲，发pH +曲的制较为，pH制4.3〜4.8以有效避免+曲培养过中的问，酯化率达到35%以上，用曲料的明显优等384用红曲霉制曲，以大米+皮制备，应用大米为主料大培养，效制曲原料的处、培曲过中的、通制等有高[利用大米、+皮等作为混合曲料制备菌株ZHX9的强化红曲工艺方面，还应料比例，曲料的pH、成，培曲等优化，以高混料酯化红曲的[
3结论
本研究的红曲霉菌ZHX9
培养，以大米、+皮混合料等为原料培养，其中混合料明显优于大米或+皮等单独作为原料制备酯化红曲，培养35°C、培养3：、曲料55%、4!，混合料酯化红曲的酯化力为716mg/100mL、糖化力为1065mg/(g・h)、发酵力为2.01g/(0.5g・72h)，表明菌株的酯化红曲具有高的应用。

混合料采用+皮、米、等为原料，原料的比以混料曲培养过中的制等，还
优化，以高混料酯化红曲的[酯化红
曲统发酵中的有其制曲、主要酯化酶的作用特等还研究[
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