仰韶大曲中红曲霉的分离及应用
在大曲的菌系组成中,红曲霉是一种非常重要的有益菌群。从分类上,红曲霉属于真菌界(Eumycophyta)子囊菌门(Ascomycota)曲霉科红曲霉属(Monascus),其代谢产物为淀粉酶、蛋白酶、柠檬酸、琥珀酸、甘露醇、山梨醇等。近年来,红曲的保健疗效日渐受到人们的关注。
随着科技的不断进步,不同行业的研究者在红曲霉方面展开了不同程度的探索研究。
在医药保健方面,国外的研究人员相继从红曲霉培养液中分离出一种能够强力抑制胆固醇合成的活性物质,并命名为“莫纳可林”(Monacolink)现称洛伐他汀(Lovastatin),它具有抗癌和促进骨骼成长等功效。而γ—氨基丁酸(GABA)可以降血压、血脂、血糖、改善睡眠,产生类黄酮,作为抗氧化剂,具有十分明显的效果。
本文以仰韶大曲诸多红曲霉中筛选纯化后所获得的一株红曲霉ys—7,经过小批量的实验制曲应用在酿酒生产,证明其具有较强的酯化能力,作为强化大曲菌种在产酯生香方面具有明显的优势,为提高白酒中己酸乙酯、乙酸乙酯等酯类物质的形成起到了不可替代的作用。
由于红曲霉的繁殖力弱,生长较其它霉菌慢,喜欢偏高温度,故一般在曲心部分和大区培养中后期生长,通过研究浓香型白酒的生产工艺,发现有些红曲霉能够代谢出促进己酸与乙醇合成的酯化酶。河南仰韶酒业有限公司技术人员对其应用进行了深入的研究,现根据工作实际把红曲霉的筛选、纯化、扩大培养及应用过程做介绍。
1 材料与方法
1.1 材料
无水乙醇,琼脂,乳酸,高温大曲等。
1.2 红曲霉的分离纯化
利用红曲霉抵抗酸及酒精的能力强、能在液体内生长的特性,在含乳酸0.7%、含酒精10%的大米培养基内培养。在这种培养基中,一般的杂菌不能繁殖,而红曲霉则生长较好。
1.2.1 操作方法
1.2.1.1 富集培养
采用曲心粉10g、大米20g、水60ml,121℃灭菌30分钟,35℃恒温培养两周。
1.2.1.2 琼脂培养基(查氏培养基)
琼脂加热熔化,冷却至45℃,二重皿上贴A、B、C标签。1小时后备用。
1.2.1.4 倒置于35℃恒温培养箱内培养3天
红曲霉生长比较慢,培养2天后,仅有很短的白色菌丝生成;培养3天后,逐步形成菌落。
红曲的菌落特征基本形成,白色菌丝开始变红,培养基底部颜色更深,菌落疏松凸起,菌丝有很强的蔓延性,由里向外,由表向里逐步渗透。一周后,菌体表面呈疮疤状,边缘光滑。在显微镜中观察,菌丝体分枝甚密、有隔、幼时有内含物。分生孢子梨形、无色;子囊果球形、短柄。
2 选育纯化
紫外线诱变选育,用《酯化酶活力高低测定方法》筛选菌,用酶活力高低来衡量此菌种诱变的效果。进行循环选育,直至选育出高效菌种。
3 红曲霉的扩大培养
3.1 一级斜面试管培养
豆芽汁斜面琼脂培养基:采用豆芽汁10%、葡萄糖5%、乳酸0.3%、pH值为5.2—5.8。灭菌30分钟,35℃恒温培养1周,活化备用。
3.2 二级三角瓶培养基
采用大米70g、净水200ml、乳酸0.7%,pH值为4.2—5.0。灭菌40分钟,冷却后接入一级原种,35℃恒温培养10天后备用。
3.3 三级培养基
麸皮2公斤,净水1300ml,乳酸0.7%,pH值为5.0。用布包扎,灭菌40分钟,待压力表降至零时取出。在培养间中趁热打碎,摊于不锈钢盘中,待温度降至30℃以下时,接入二级原种3.5%拌匀后堆积培养。待品温升至35℃时摊开、摊平,继续培养至菌丝长透,需培养6天。
3.4 根据生产实际及菌株特性制定公司红曲霉理化要求:
水分≤12%、液化力≥0.2、酸度≥5.0、糖化力≥100、发酵力≥1.0、酯化力≥250。
4 白酒生产中红曲霉的应用
为进一步提高白酒的质量,笔者对酒类中的微生物做了大量的分析研究。
先后分离出了酯化能力、分解蛋白质能力、产酒能力、生香能力等较强的红曲霉、根霉、细菌、酵母、白曲等。
在酿酒生产中,加入3%红曲霉,己酸乙酯含量可以达到了730mg/L,与其它班组的500mg/L相比,提高了40%,说明红曲霉具有较高的酯化力。
2004年仰韶酒业开始将其用于生产,目前用红曲霉制成强化大曲或粗酶制剂不仅能在较短的发酵时间内提高酶的酯化力,还能在基酒生产中产生多种微量风味物质。如:琥珀酸、柠檬酸、β—苯乙醇等,有利于改进白酒的酒体风味。
5 总结
5.1 红曲霉代谢产物的稳定性
通过多次测样分析结果表明:对于相应的培养方法,各菌株之间代谢产物的相对含量比较稳定,说明红曲内有相对稳定的代谢途径和相对比较稳定的代谢产物。
5.2 不同培养方法对红曲霉代谢产物的影响各异
首先,在培养二级三角瓶时发现,用大米做培养基,培养7天后,红曲霉变红菌体布满了培养基表面和四周的空白瓶壁有1厘米高,而培养基内部只有个别出现红色斑点。培养基中米粒糊化呈糊状,形成一团,把其中一部分三角瓶中培养基拍散后把瓶平躺放置,培养观察,10天后,平躺的三角瓶内红曲霉几乎里外长透全部变红。而静置培养的三角瓶内红曲瓶底部还有大部分未长透连成片。由此可见,该红曲霉是一种耐酸兼氧或好氧型微生物,翻曲要比不翻曲好。
其次,用大米作二级三角瓶培养基要比用麸皮作二级培养基好。
由于麸皮透气性好且营养丰富,笔者用它做二级三角瓶培养基。结果发现,当培养3天时,麸皮培养基的三角瓶内红曲就有多个粉点出现。5天时,颜色变成较深粉红色,菌体也较大。当培养7天时,麸皮红曲颜色呈暗粉红色,不如后期长好的大米培养基上的红曲颜色深且俊亮,菌体长势缓慢,呈散落状,没有米曲那样已连成一片,闻其味,香气不如米曲培养气味纯正,略有细菌气味,打开倒出后,麸皮内部呈粘条状。
挑出较好的麸皮曲用在三级浅盘中,其长势缓慢,生长不理想。而用米汁作二级的原种,浅盘内麸皮全部变成玫红色,闻之有浓郁的酯香气味。
6 结论
利用大米做培养基,提供适宜红曲霉的生长条件,对分离培养的红曲进行固体培养,通过最佳的生产工艺才能得到质量稳定的优质红曲霉,只有这样白酒品质才能得以保证,基酒质量才会得以稳定地提高。