黃水生香麩曲的制備工藝優化

陳雪玲 蘭小艷 廖誠

摘 要：制作黃水專用生香麩曲對于提高企業高效利用黃水具有重要意義。該研究以己酸乙酯合成量為檢測指標，通過單因素試驗和正交試驗對生香麩曲制備工藝進行優化，并進行了黃水酯化驗證。結果表明：生香麩曲的最佳工藝條件為麩皮細粉36%，培養料初始水分50%，孢子懸接種量4%，于32℃培養84h后，再每g曲添加0.6mL酵母菌液，35℃烘4h。在此條件所得成曲合成己酸乙酯含量為（6.71±1.47）mg/100mL，對照高出6.37倍;黃水酯化液合成己酸乙酯含量為（128.13±5.13）mg/100mL，比對照高4.60倍。

關鍵詞：黃水;生香麩曲;工藝;己酸乙酯

中圖分類號 TS262.37文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）12-0108-04

Optimization of Preparation Technology of Arom-producing bran qu in Yellow Serofluid

CHEN Xueling1 et al.

（1YiBin Vocational And Technical College， Yibin 644003， China）

Abstract： It is of great significance to make arom-producing bran qu in yellow water to improve the efficient utilization.The synthetic amount of ethyl caproate was used as the detection index.The technology of arom-producing bran qu was optimized by single-factor and orthogonal test，And it was verified that yellow water was esterified.The result was indicative of material powder 36%， initial moisture 50%， the spore suspension inoculation 4%， temperature 32℃， incubation 84 h， at this time， adding amount of 0.6mL/g qu， mixed well and dried at 35℃ for 4 h， and then sealed for preservation. Under these conditions， the concentration of ethyl caproate generated in artificial esterifying system was（6.71±1.47）mg/100mL， 6.37 times higher than the control. In yellow serofluid esterifying system， the concentration of ethyl caproate was （128.13±5.13mg/100mL， 4.60 times higher than the control.

Key words： Yellow serofluid; Aroma-producing bran qu; Technology; Ethyl caproate

黃水是濃香型白酒釀造過程產生的副產物，富含有機酸、高級醇、酯等多種芳香物質及前體物質，且具有較高的COD、BOD，若直接排放不僅造成資源浪費，也會對環境造成嚴重污染[1]。黃水酯化液可應用于酒醅串蒸、回窖發酵、養窖、護窖等白酒生產的諸多環節，制備黃水酯化液是白酒企業再利用黃水的常用方法[2]。但目前各企業所呈現的酯化體系較為復雜，一般有大曲、酯化酶、窖泥、酒尾，或者酒糟、窖泥等物質，以上物質成分差異大，導致酯化效果的重現性差[3，4]。近年來，隨著微生物技術的發展，許多科研人員紛紛采用生香微生物來進行黃水酯化，但普遍采用單菌制曲，未能將多種功能菌作用全部體現，導致生香效果差且不穩定等問題[5，6]。

本研究將分離篩選自宜賓白酒產區產香酵母和紅曲霉用于制備黃水專用生香麩曲，以己酸乙酯生成量為檢測指標，通過單因素試驗和正交試驗優化生香麩曲的制備工藝，以制備適合于黃水酯化的生香麩曲，并將最優工藝所得的生香麩曲進行了黃水酯化試驗，旨在探究生香麩曲應用于黃水酯化的可行性，以為生香麩曲工業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 麩皮購于宜賓某面粉加工廠，過40目篩細粉比例31%（w/w）;黃水采于宜賓某濃香型白酒企業;紅曲霉（Monascus purpureus）G4M-10和酵母（Pichia sp.）H1Y-24均保存于固態發酵資源利用四川省重點實驗室。氣相色譜儀、頂空進樣器（美國安捷倫公司）;LZP-930毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.5μm）（鄭州譜析公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌種制備 （1）酵母菌懸液制備：酵母斜面菌種經YPD液體培養基活化、擴培后，收集菌株培養液經8000r、4℃離心5min，棄上清，無菌水懸浮菌體，調整菌體濃度至108個/mL;4℃保存備用。（2）孢子懸液制備：霉菌斜面菌種在麥芽汁固體培養基上活化、擴培后，用無菌水洗下孢子移入三角瓶中，渦旋5min，無菌濾紙過濾，調整孢子濃度至107個/mL;4℃保存備用。

1.2.2 生香麩曲工藝優化單因素試驗 以麩皮為培養原料，裝盛量200g/1000mL（厚層5～6cm），加水50%（w/w）拌勻，120℃蒸煮30min，冷卻至35℃左右，接種紅曲霉孢子菌懸液后，32℃培養120h，再向麩曲噴灑酵母菌懸液，于35℃烘4h得到成曲。以成品麩曲促進己酸乙酯合成能力為評價指標，設置單因素試驗考察麩皮細粉含量21%、31%、41%、51%、61%、71%（M細/（M細+M粗），w/w），麩皮初始水分30%、40%、50%、60%、70%（w/w），孢子接種量1%、3%、5%、7%、9%、11%（v/w），培養溫度25℃、28℃、32℃、35℃、37℃、40℃，培養時間48h、60h、72h、84h、96h、108h、120h，以上處理培養結束后再添加酵母菌液0.4mL/g曲，拌勻，置35℃烘4h即可;酵母菌液添加量單因素試驗按1g曲分別添加0mL、0.4mL、0.8mL、1.2mL、1.6mL酵母菌液拌和后，35℃烘4h即可。以上每個處理平行3次。

1.2.3 生香麩曲工藝優化正交試驗 根據單因素試驗結果和生產情況選擇因素的試驗水平，采用Minitab 17.0軟件設計如表1所示的6因素3水平正交表，軟件設計選用L27（313）標準正交表設計。試驗以軟件設計的隨機次序進行，重復3次取平均值做極差分析，統計結果以混酸醇體系中合成己酸乙酯含量為評價指標。

1.2.4 生香麩曲在混酸體系中合成己酸乙酯能力評價 5g麩曲與100mL（含正己酸0.25mL、乳酸0.25mL、乙酸0.25mL、丁酸0.25mL、無水乙醇10mL）混合酸醇水溶液于150mL三角瓶中，在35℃下酯化100h后，取10mL酯化液于20mL頂空瓶待檢;以未加麩曲為對照。

1.2.5 生香麩曲應用于黃水酯化能力評價 黃水預處理：黃水密封靜置24h后，4層紗布過濾后，按4%（v/v）加入食用級酒精（95%，v/v），混勻，立即使用。25g麩曲與500mL黃水于500mL三角瓶中，保鮮膜封口，置35℃酯化5d后，取10mL酯化液于20mL頂空瓶待檢;以未加麩曲為對照。

1.2.6 酯化體系反應產物檢測 酯化液均以頂空進樣方式進行氣相色譜檢測。頂空條件：加熱箱90℃，定量環100℃，傳輸線120℃;GC循環34min，樣品瓶平衡20min，壓力平衡0.10min，進樣時間0.50min。酯化液色譜條件參考文獻[7]。

2 結果與分析

2.1 麩皮細粉含量對生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的影響 麩皮細粉含量直接影響中培養料的氧氣通透性及淀粉含量，從而影響微生物的生長和代謝。不同細粉含量對生香麩曲酯化力影響如圖1所示。由圖1可知，隨著培養料中細粉含量的增加，生香麩曲催化己酸乙酯合成能力呈先升后降的趨勢。當細粉含量為41%時，所培養的生香麩曲己酸乙酯生成量達4.86mg/100mL。因此，選定細粉41%進行后續研究。

2.2 培養料初始水分對生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的影響 不同水分培養的麩曲所合成的己酸乙酯含量如圖2所示。由圖2可知，隨著水分的不斷上升，所對應的酸乙酯能力也隨之上升，當水分為50%，己酸乙酯達到4.81mg/100mL，繼續增加水分含量，己酸乙酯含量呈直線下降。綜上選擇水分為50%進行后續研究。

2.3 霉菌接種量對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響 適宜的接種量可以縮短生長延滯期，提前達到指數期，從而提高生產效率。霉菌不同接種量對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響如圖3所示。由圖3可知，隨著孢子接種量的增加，己酸乙酯合成量出現先上升后下降的變化趨勢，在5%時達到最大值，為4.49mg/100mL。當接種量超過5%時，己酸乙酯合成量出現下降趨勢，可能由于帶入更多代謝產物，反而影響菌株生長。因此，接種量5%最適宜。

2.4 培養溫度對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 生香麩曲不同培養溫度產己酸乙酯能力影響如圖4。由圖4可知，隨著溫度上升，促進混酸醇合成己酸乙酯能力呈線性上升，35℃時己酸乙酯達到最大值，為4.64mg/100mL;培養溫度超過35℃，己酸乙酯生成量又呈線性下降。因此，選擇35℃為作為最佳培養溫度。

2.5 培養時間對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 培養時間對生香麩曲產己酸乙酯能力的影響如圖5所示，由圖5可知，生香麩曲在培養前期（84h）促進己酸乙酯合成的能力較弱，可能由于此階段為微生物大量生長繁殖時期，所產生的酶和代謝物均較少;而后可能為產生酯化酶階段，酯化力直線上升，96h達最大值，為6.12mg/100mL。因此，設定培養時間為96h。

2.6 酵母添加量對生香麩曲產己酸乙酯能力影響 在紅曲霉G4M-10麩曲培養結束時，向其添加不同量的酵母菌液對生香麩曲酯化力影響如圖6所示。由圖6可知，隨著酵母添加量的增加，己酸乙酯合成量隨之增加，當添加量為0.8mL/g曲時，己酸乙酯量最高，達6.35mg/100mL。因此，選擇添加量為0.8mL/g曲。

2.7 正交試驗優化結果 生香麩曲制備工藝正交試驗極差分析結果和方差分析見表2、表3。

極差值大小可以決定各因素對實驗的影響程度，根據表2極差分析可知，C（時間）>B（水分）、D（接種量）>E（溫度）>A（細粉）>F（酵母添加時間），并且A（細粉）以水平1最好，B（水分）以水平2最好，C（時間）以水平1最好，D（接種量）以水平1最好，E（溫度）以水平1最好，F（酵母添加量）以水平1最好，通過極差分析獲得最好的水平是A1B2C1D1E1F1。由表3可知，水分、時間、接種量的p值小于0.05，說明3個因素是影響生香麩曲促進己酸乙酯合成能力的主要因素。

綜上，生香麩曲的最佳制備條件為：培養料中細粉含總干料的36%（w/w），初始水分含量50%（w/w），紅曲霉孢子懸液接種量4%（v/w），于32℃培養84h后，再按0.6mL/g曲添加酵母菌懸液（濃度108個/mL），置35℃烘4h得到干曲，冷卻、密封保藏。

2.8 生香麩曲應用于黃水酯化驗證 分別在混酸醇體系和黃水體系對工藝優化后的生香麩曲進行驗證，其對體系內己酸乙酯含量的影響見表4。從表4可以看出，在人工酯化體系中，生香麩曲生成的己酸乙酯含量為（6.71±1.47）mg/100mL，比對照高出6.37倍;在黃水體系中，生香麩曲生成的己酸乙酯含量為（128.13±5.13）mg/100mL，比對照高出4.60倍。

3 結論

通過單因素及正交試驗優化了黃水生香麩曲工藝，并將優化工藝所得成品用于黃水驗證。結果顯示，經生香麩曲酯化的黃水中己酸乙酯含量達到（128.13±5.13）mg/100mL，高出對照4.60倍，說明所得的生香麩曲具有一定的應用前景。

參考文獻

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