香菇紅曲黃酒生產工藝的研究

宋云剛，何 佳，鄭 苗，呂丹丹，魏士祺

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471023）

香菇紅曲黃酒生產工藝的研究

宋云剛，何 佳，鄭 苗，呂丹丹，魏士祺

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471023）

為豐富黃酒品種，根據傳統釀酒原理,通過單因素和正交實驗，研究了香菇紅曲黃酒的生產工藝。香菇菌最佳發酵條件為：裝液量120 mL/250 mL、溫度24℃、接種量12%、時間8 d，此條件下發酵液中多糖含量為4.552 mg/mL；黃酒最佳生產工藝為：香菇菌發酵液12%、酒曲3.5%(根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1)、酵母添加量0.12%，此條件下黃酒品質最佳，其中多糖含量1.035 mg/mL，色度0.794，酒精度12.5%vol，總酸5.7 g/L，氨態氮0.42 g/L。

香菇菌； 黃酒； 正交實驗； 紅曲霉； 發酵

黃酒以大米、黍米、粟為原料，添加酒曲發酵而成，一般酒精含量為14%～20%，屬于低度釀造酒,營養豐富,含有8種人體自身不能合成必須依靠食物攝取的氨基酸，是中國酒中瑰寶。香菇多糖具有抗腫瘤、免疫調節、抗病毒、抗感染等生物活性，能提高人體的免疫功能，是治療各種肝炎特別是慢性遷移性肝炎的良好藥物，香菇粉浸提多糖應用于黃酒的研究也屢見報道[1-7]。紅曲產生的活性物質具有降膽固醇、降血壓以及預防和治療其他疾病的功能[8-14]。許明明等[15]對多菌混合發酵制備紅曲黃酒進行的研究表明，純化紅曲霉可以顯著改善酒樣的整體風味。

目前，在黃酒發酵過程中利用香菇菌液體發酵產生香菇多糖，同時添加紅曲霉來改進黃酒功能和風味的研究尚未見報道。本研究以生物量和綜合評分為指標，對香菇紅曲黃酒生產工藝進行了研究，為豐富黃酒品種奠定了一定的基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米：市售；安琪釀酒高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；根霉、米曲霉、紅曲霉及香菇菌由本實驗室提供。

1.2 工藝流程[16-19]

大米→浸泡→蒸飯→淋飯→拌曲糖化→發酵（添加香菇菌發酵液）→過濾

大米：優質新鮮，含水12%左右，米粒完整。

浸米：除雜洗凈后加清水至高出米層10 cm以上，25℃浸泡48 h。標準：手捻即碎，內無白心。

蒸飯：上大汽后15～20 min，有米香味即可。米粒熟而不爛，內無生心，口嘗有甜味。

淋飯：自來水沖涼，使米粒分散。淋水速度越快越好，冷卻時間過長會增加雜菌污染的機率和引起淀粉老化，不利于糖化發酵。冷卻后的飯溫為32～35℃。

拌曲糖化發酵：淋飯后分別加入1%的根霉、米曲霉和紅曲霉，充分攪拌后用4層紗布覆蓋，在30℃下恒溫培養。糖化48 h后，加入復水活化的活性干酵母進行發酵，酵母添加量為0.08%。同時添加14%香菇多糖發酵液，攪拌均勻。6 d后，米粒浮起。30℃下密封發酵6～7 d。

1.3 操作步驟

1.3.1 香菇菌發酵液制備方法

1.3.1.1 香菇菌液發酵的單因素實驗

以發酵液生物量為指標，分別對發酵溫度（22℃、24℃、26℃、28℃、30℃）、裝液量（60 mL/250 mL、80 mL/250 mL、100 mL/250 mL、120 mL/250 mL、140 mL/250 mL）、接種量（6%、8%、10%、12%、14%）、發酵時間（6 d、8 d、10 d、12 d、14 d）進行單因素實驗，進行3次平行實驗。

1.3.1.2 香菇菌液體發酵的正交實驗

將菌絲潔白、粗壯、濃密、無污染的斜面培養物接種于液體PDA培養基中（100 mL/250 mL）[20]，靜置24 h后以28℃、200 r/min搖床培養7 d，接種于二級液體發酵瓶200 r/min搖床培養，以溫度、培養時間、裝液量、接種量為因素，做正交實驗，結果見表1。

1.3.2 香菇菌發酵液添加比例對酒品質的影響

為研究香菇菌發酵液加入比例對產品色澤及風味的影響，進行了以下方案的實驗，結果見表2。

表1 香菇菌液發酵正交實驗方案

表2 香菇菌發酵液不同加入比例對酒的影響(樣表)

1.3.3 香菇紅曲黃酒的單因素實驗

以香菇紅曲黃酒品質為指標，分別對香菇菌發酵液添加量（10%、12%、14%、16%、18%）、酒曲添加量（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）、酵母添加量（0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%）進行單因素實驗，進行3次平行實驗。

1.3.4 香菇紅曲黃酒的正交實驗

根據單因素實驗分析，選用香菇菌發酵液的添加量、酒曲添加量、酵母添加量3個因素，采用L9（33）正交實驗表，結果見表3。

表3 正交實驗因素水平表 (%)

1.3.5 香菇紅曲黃酒的穩定性實驗

香菇紅曲黃酒含有豐富的低分子量蛋白質和其他營養成分，溫度變化會引起酒體渾濁和沉淀現象產生。為此，進行穩定性實驗，結果見表4。

表4 香菇紅曲黃酒熱穩定性實驗

1.4 檢測項目和方法

1.4.1 感官指標

色澤：紫紅透亮。

澄清度：酒質澄清透亮，有光澤，無沉淀物和懸浮物等雜質。

口感與風味：風味獨特，口感醇厚，酒體協調。

1.4.2 感官評定

由品評小組進行參評，滿分10分，對香菇紅曲黃酒的色澤、香氣、口感和風格等指標綜合評分，以10人組平均分記。

1.4.3 酒精度的測定[21]

參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.4.4 總酸和氨基酸態氮含量的測定[22]

參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》和GB 5009.235—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸態氮的測定》。

1.4.5 糖含量測定[23]

參考DNS測還原糖法和蒽酮硫酸測總糖法。

2 結果與分析

2.1 香菇菌液發酵單因素實驗結果及分析

2.1.1 裝液量對發酵液生物量的影響（圖1）

圖1 裝液量對香菇菌發酵液生物量的影響

在搖瓶發酵時，裝液量越少，傳氧系數越大，但是會增加發酵過程中發酵液的蒸發。由圖1可以看出，發酵液生物量隨著裝液量的增加而增加，在100 mL時達到最高值，然后出現下降，可能是由于溶氧量不足導致菌種繁殖受阻。

2.1.2 溫度對發酵液生物量的影響（圖2）

溫度改變，會影響生物體內所進行的許多生化反應，進而影響生物的代謝活動。此外，溫度改變可引起其他環境因子變化，從而影響微生物的生命活動。在一定溫度范圍內，生化反應速率隨溫度上升而加快；超過一定限度，則細胞功能下降以致死亡。

2.1.3 接種量對發酵液生物量的影響（圖3）

圖2 溫度對香菇菌發酵液生物量的影響

圖3 接種量對香菇菌發酵液生物量的影響

一般來說，接種量和后續生長代謝并不存在必然聯系，如果代謝緩慢，一般都是考慮條件控制或者是菌種的問題。由圖3可以看出，接種量的改變對發酵液生物量的影響并不是很大。

2.1.4 時間對發酵液生物量的影響（圖4）

圖4 發酵時間對香菇菌發酵液生物量的影響

由圖4可以看出，在發酵8～10 d時，發酵液生物量達到最大值，為1.49 g/mL。10 d后出現了明顯下降，可能是由于培養基營養成分消耗殆盡，底物環境發生了比較大的改變所致。

2.2 香菇菌液發酵正交實驗及數據結果

種子活化后接種于二級液體發酵瓶，以200 r/min搖床培養，以溫度、培養時間、裝液量、接種量為因素，做正交實驗，結果見表5。

表5 香菇菌液發酵正交實驗方案及結果

由表5可知，影響香菇菌液體發酵的4個因素的順序為：C（裝液量）＞B（時間）＞D（接種量）＞A（溫度），根據K1K2K3的大小比較以及綜合分析認為，香菇菌發酵液的最優參數為A1B2C3D3，即溫度為24℃，發酵時間8 d，裝液量120 mL，接種量12%。在此組合條件下進行驗證實驗，最終所得到的香菇菌發酵液生物量最多，為0.830 g；測得的多糖含量為4.552 mg/mL。

2.3 香菇菌發酵液添加比例對酒品質的影響

香菇菌發酵液添加比例對香菇紅曲黃酒的影響結果見表6。

表6實驗結果表明，采用3∶1的比例加入到香菇菌發酵液效果好。

2.4 不同因素對香菇紅曲黃酒品質影響的研究

2.4.1 香菇菌發酵液添加量對香菇紅曲黃酒品質的影響（圖5）由圖5可知，酒的綜合評分隨著香菇菌發酵液添加量的增加而逐漸升高，但在超過14%后酒體品質開始下降。主要原因是過量添加會造成酒液的色澤偏暗，酒體不協調，透光度差，從而導致品質下降。

表6 香菇菌發酵液不同加入比例對酒的影響

圖5 香菇菌發酵液添加量對酒品質的影響

2.4.2 酒曲添加量對香菇紅曲黃酒品質的影響（圖6）

圖6 酒曲添加量對酒品質的影響

由圖6可知，酒曲用量較少時，米粒糖化不充分，酒的綜合評分隨酒曲（根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1）添加量的增加而逐漸升高，綜合評分在酒曲用量超過3.5%后有所下降。這說明過量的酒曲用量會導致酒質降低。

2.4.3 酵母添加量對香菇紅曲黃酒品質的影響（圖7）

圖7 酵母添加量對酒品質的影響

由圖7可知，隨著酵母添加量的增加，酒的綜合評分逐漸升高，酒的整體質量提高。主要原因是香菇紅曲黃酒的發酵程度隨著酵母添加量的增加而提高，添加量超過0.12%時，發酵程度不再有明顯變化。結合成本、酒體質量等因素的考慮，酵母的添加量為0.12%最佳。

2.5 香菇紅曲黃酒發酵正交實驗及數據處理

根據單因素實驗的分析，選用酒曲添加量、香菇菌發酵液添加量、酵母添加量這3個因素，采用L9（33）正交實驗表。以10人小組感官評分法對不同實驗條件所得產品的色、香、味進行品嘗，綜合評分，確定最佳方案，結果見表7。

表7 香菇紅曲黃酒最佳正交實驗方案及結果

由表7可知，影響香菇紅曲黃酒品質的3個因素的順序為：B（酒曲添加量）＞A（香菇菌發酵液添加量）＞C（酵母添加量），根據K1K2K3的大小比較及綜合分析認為，香菇紅曲黃酒的最優參數為A1B3C2，即香菇菌發酵液添加量為12%，酒曲添加量為3.5%，酵母添加量為0.12%。該組合不在正交實驗表中，用優選出的添加量進行驗證實驗，最終所釀造的香菇紅曲黃酒品質最好，檢測項目及結果見表8。

表8 香菇紅曲黃酒檢測項目及結果

2.6 香菇紅曲黃酒的穩定性實驗結果

香菇紅曲黃酒的穩定性實驗，結果見表9。

表9 香菇紅曲黃酒熱穩定性實驗

由表9可知，在低于0℃時，香菇紅曲黃酒中略有絮狀物出現，主要是蛋白質，包括多余的糖化酶引起的非生物渾濁，雖然酒的正常飲用不受影響，但外觀指標受到了干擾。添加單寧和明膠等使蛋白質凝聚，然后過濾除去；添加酒類專用活性炭對小分子蛋白質進行吸附；添加蛋白酶分解蛋白質；控制酒曲的添加量，儲存前進行細濾，除去沉淀物。以上措施可以減小酒體在0℃以下析出沉淀的可能性。

3 結論

香菇菌液發酵最佳條件為：溫度24℃、時間8 d、裝液量120 mL/250 mL、接種量12%，發酵液中多糖含量為4.552 mg/mL；在發酵溫度為30℃條件下，香菇紅曲黃酒最佳生產工藝為：香菇菌發酵液添加量12%，酒曲（根霉∶米曲霉∶紅曲霉=1∶1∶1）添加量3.5%和酵母添加量0.12%，酒中多糖含量1.035 mg/mL，色度0.794，酒精度12.5%vol，總酸5.7 g/L，氨態氮0.42 g/L。

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Production of Lentinus edodes&Monascus Yellow Rice Wine

SONG Yungang,HE Jia,ZHENG Miao,LV Dandan and WEI Shiqi
(College of Food and Bioengineering,He'nan University of Science and Technology,Luoyang,He'nan 471023,China)

In order to enrich yellow rice wine varieties,Lentinus edodes&Monascus yellow rice wine had been developed and its production was studied by single factor test and orthogonal experiments.The best fermentation conditions were summed up as follows: liquid filling volume was 120 mL/250 mL,fermenting temperature was at 24℃,the inoculating quantity was 12%and fermenting time was 8 d.Under above conditions,polysaccharide content in fermenting liquid was 4.552 mg/mL.In addition,the best production conditions were summed up as follows:12%Lentinus edodes fermenting liquid,3.5%wine starter(Rhizopus∶Aspergillus oryzae∶Monascus=1∶1∶1),and the adding level of yeast was 0.12%.Under above conditions,the produced wine had the best quality(polysaccharide content was 1.035 mg/mL,chroma was 0.794,alcohol content was 12.5%vol,total acids content was 5.7 g/L,and ammoniacal nitrogen content was 0.42 g/L).

Lentinus edodes;yellow rice wine;orthogonal test;Monascus;fermentation

TS262.4；TS261.4

A

1001-9286（2017）06-0080-06

10.13746/j.njkj.2016371

2016-12-15

宋云剛（1989-），男，碩士研究生，研究方向為功能性食品的開發生產，E-mail：405670076@qq.com。

何佳（1963-），男，教授，博士，主要從事食品生物技術研究，E-mail：hejia@haust.edu.cn。

優先數字出版時間：2017-03-27；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170327.1521.008.html。