甜酒曲中微生物群落结构及辣蓼甜酒曲的制曲工艺研究

甜酒曲中微生物群落结构及辣蓼甜酒曲的制曲工艺研究

甜米酒是我国传统的发酵类食品。甜米酒是以糯米为主要原料,经微生物的发酵作用,产生多种易于被人体吸收的单糖类、有机酸及氨基酸等益生成分,糖含量和酸度比较适中,酒精度也相对较低,因而属高营养价值的饮品。

甜酒曲是甜米酒的发酵剂,是其质量的关键决定因素。目前对于传统甜酒曲的研究还比较少,主要集中在优势菌株的分离利用方面,对于甜酒曲中微生物菌

群在发酵过程中的作用机理认识还不深入,因而对甜酒曲的质量控制相对滞后。

本研究主要集中在三个方面:一是针对甜酒曲质量参差不齐的现状,以酒曲

评价的主要指标为依据,通过模糊综合评价法,初步构建起甜酒曲的质量评价标准,有助于促进甜酒曲生产的科学化、规范化和标准化;二是结合传统的微生物分离培养手段并通过基因序列分析及聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳

(PCR-DGGE)技术的分子生物学方法,较为全面的展示出甜酒曲中优势霉菌和优势细菌的群落结构的多样性,为阐述甜酒曲在甜米酒发酵过程中的机理及指导甜酒曲的生产应用提供了相关的理论基础。三是研究传统草药辣蓼在甜酒曲中所起的作用,并通过正交试验优化辣蓼甜酒曲的制曲工艺,并应用辣蓼甜酒曲经响应面

分析法探讨对红枣甜米酒的酿造工艺,为甜酒米的工艺开发提供相关的技术参数。

对实验室采集的12种具有代表性的传统甜酒曲进行质量评价。在评价过程中,应用模糊综合评价法,通过对甜酒曲的外观形态描述、水分含量测定、糖化力、液化力和发酵力等主要指标的测定为依据构建评价模型,从而将甜酒曲分为三个等级。

其中,第一等级的甜酒曲综合评价值小于1.4,第二等级的甜酒曲模综合价

值为1.4~1.6,第三等级的甜酒曲曲综合评价值大于1.6。以此标准为依据,Q2、

Q7、Q9、Q11、Q12为第一等级甜酒曲,Q1、Q8、Q10为第二等级甜酒曲,Q3、Q4、Q5、Q6为第三等级甜酒曲。

为了验证此评价模型的准确性,再进行酿酒试验并结合感官评定的结果进行验证,最后的结果支持了模糊综合评价法可以应用于传统甜酒曲的品质评价,因而以此为依据建立的甜酒曲质量评价模型能够对甜酒曲进行分级,从而指导甜酒曲质量标准的确立。采用传统的微生物分离培养方法对12种甜酒曲中的霉菌进行分离鉴定,分离出20株主要霉菌,依据形态学的方法并结合18S r RNA序列分析的的分子生物学手段可以将这20株霉菌鉴定为米根霉(Rhizopus oryzae),卷枝毛霉(Mucor circinelloides),黑曲霉(Aspergillus niger),小孢根霉(Rhizopus microspores),日本曲霉(Aspergillus japonicas),灰色小克银汉霉(Cunninghamella polymorpha)这六类主要的霉菌。

通过PCR-DGGE分析甜酒曲细菌及真菌菌群的多样性。在对细菌的中,乳酸菌属是其中很大的一类,Weissella kimchi,Enterococcus faecium,uncultured Enterobacter sp,Herbaspirillum sp,和uncultured Leuconostocaceae bacterium的存在。

其次,在甜酒曲中也分析出Bacillus aryabhattai,Bacillus sp,Bacillus subtilis等芽孢杆菌的存在。在PCR-DGGE对甜酒曲霉菌群落的多样性研究

中,Rhizopus oryzae和Aspergillus sp是两类优势霉菌,这和经传统分离培养得到的分离鉴定结果相一致。

此外通过PCR-DGGE还在甜酒曲中检测出酵母菌群的存在,主要有毕赤酵母Pichia fabianii、Pichia farinose及扣囊复膜酵母Saccharomycopsis fibuligera。在对辣蓼甜酒曲研究中,发现在一定范围内添加辣蓼对甜酒曲中霉

菌和酵母的生长有促进作用。

对辣蓼甜酒曲制作过程中辣蓼添加量、种曲添加量和培曲时间等进行单因素分析,以糖化力和发酵力为指标,正交试验结果表明辣蓼甜酒曲的最佳制曲工艺条件为:辣蓼添加量6.0%,种曲添加量4.0%,培曲时间72h。结合之前所确立的甜酒曲质量评价模型,对辣蓼甜酒曲的等级评价为第一等级,并通过酿酒试验验证辣蓼甜酒曲所制甜米酒酸甜爽口,酒度适宜。

和市售甜酒曲相比,通过对比不同存放条件下的甜米酒保质期,辣蓼甜酒曲能够延长甜米酒在常温下的保质期1-2周。针对甜米酒的酿造工艺,在单因素实验结果的基础上,通过响应面分析,得到了红枣甜米酒最佳发酵工艺条件为:辣蓼甜酒曲添加量为0.5%,红枣浆添加量为11.5%,发酵时间为47.6h。

在传统甜米酒的酿造工艺的基础上,本实验使用采用红枣干果打浆后和糯米共同发酵,所酿甜米酒色泽红亮,米酒香与红枣香味相融合,酸甜适口。