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紅粬黴在中國的生産及其應用

作者:天曲生物 日期:2020-10-02 15:02:27 点击数:2

紅粬黴在中國的生産及其應用周立平孫佰申(浙江工業大學杭州310014)摘要:本文在闡述中國紅粬傳統製造方法的基礎上,結合筆者的工作,介紹了現今釀酒用紅粬生産工藝、高色價紅粬的生産技術以及功能紅粬的生産與探討,並展望了紅粬産業的前景。Abstract:OnthebasisofintroductionsoftraditionalproductionwaysofredriceinChina,togeth

紅粬黴在中國的生産及其應用

 

周立平  孫佰申

 

( 浙江工業大學 杭州 310014 )

 

 

摘要本文在闡述中國紅粬傳統製造方法的基礎上,結合筆者的工作,介紹了現今釀酒用紅粬生産工藝、高色價紅粬的生産技術以及功能紅粬的生産與探討,並展望了紅粬産業的前景。

 

AbstractOn the basis of introductions of traditional production ways of red rice in China, together with the work we did , this paper discussed such problems as the production technology of red rice for brewingred rice with high pigment productionthe production of functional red rice. The prospects of Monascus industry was forecasted also.

 

 

1引言

紅粬黴(Monascus spp.,奇妙的菌物,令人感歎和神往!

中國古籍《書經·說命篇》有載:“若作酒醴,爾惟粬糵”。用黴菌制粬釀酒,是東方的一大特色,誠如口謹一郎博士所雲:“黴菌發酵釀造酒、酢、醬等是東亞的特徵”。追源溯流,在人類發展的歷史長河中,中國及其周邊國家的制粬技術源遠流長,東方的先人運用自己的聰明才智,創造了獨特的“黴”文化,堪稱世界文明史中的巨擎。

僅就紅粬黴而言,衆所周知,至遲在1000年以前,中國的先民就已發明了紅粬:北宋初期陶穀[開寶三年(西元970年)卒]雜采隋、唐及五代典故撰寫的《清異錄》中,有“以紅粬煮肉”的較早記載[1];元、明以降,關於紅粬的著述日漸增多[2,3,4];降及近代,不僅國人有大量的研究工作[5],而且經域外學人的潛心研究,在食品、醫藥等領域大放異彩[6],早已爲世人矚目。隨著人們對紅粬的菌物學與生物化學、遺傳學與分類學以及生物工藝學與應用等諸多方面研究的深化,其初級與次級代謝産物不斷地被科學闡明,紅粬不僅僅用於釀酒制酢,用作天然食品著色劑以及用於調節血脂、降低血壓等系列功能性紅粬,終將蔚成大業。

與此同時,近些年來,海內外學人在紅粬黴研究、應用領域的交流亦十分活躍。19987月及200010月,在法國圖盧茲大學和中國浙江工業大學相繼舉辦了紅粬國際學術研討會,東西方人士共同探討“紅粬”這一熱門的話題,神奇的紅粬將成爲生物科技的“明日之星”,確是一件大好事。

 

2中國紅粬的傳統製造方法

關於發明紅粬的年代,有人考證可上溯至漢代[7],花井四郎先生關注這一說法並在其著作中詳加引用[8]。對這一問題值得進一步探討,本文不贅。在此,筆者欲探究一下古代中國的紅粬傳統製造方法。

中國先民在漫長的制粬實踐中,在人工踏造的塊粬裏觀察到過紅粬黴生長的現象。成書于12世紀初北宋•朱肱的《北山酒經》總論中就曾提及;“凡法粬,於六月三伏中踏造,……造粬水多則糖心,水脈不勻則心內青黑色,傷熱則心紅。”在記述頓遞祠祭粬時,亦雲:“小麥一石,磨白麵六十斤,……傷熱則心紅。”[9]不過,詳細的紅粬製造方法見於元、明著述,並且是熟料培養的散狀米粬。爲討論方便起見,筆者引用以下三篇原文中的造紅粬法[2,3,4]

 

2.1 []無名氏撰《居家必用事類全集》

 

造紅粬法

凡造紅粬,皆先造粬母。

造粬母:白糯米一鬥,用上等好紅粬二斤。先將秫米淘淨,蒸熟作飯,用水和合,如造酒法。搜和勻,下甕。冬七日,夏三日,春秋五日;不過,以酒熟爲度。入盆中擂爲稠糊相似。每粳米一鬥,只用此母二升。此一料母,可造上等紅粬一石五鬥。

造紅粬:白粳米一石五鬥,水淘洗,浸一宿。次日蒸作八分熟飯,分作十五處。每一處入上項粬二斤,用手如法搓操,要十分勻,停了,共並作一堆。冬天以布帛物蓋之,上用厚薦壓定,下用草鋪作底,全在此時看冷熱。如熱,則燒壞了;若覺大熱,便取去覆蓋之物,攤開。堆面微覺溫,便當急堆起,依原樣覆蓋。如溫熱得中,勿動。此一夜不可睡,常令照顧。次日日中時分作三堆,過一時分作五堆,又過一兩時辰卻作一堆,又過一兩時分作十五堆。既分之後,稍覺不熱,又並作一堆。候一兩時辰,覺熱又分開。如此數次。第三日用大桶盛新汲井水,以竹籮盛粬,分作五六份,渾蘸濕便提起。蘸盡,又總作一堆。俟稍熱,依前散開,作十數處攤開。候三兩時,又並作一堆,一兩時又散開。第四日,將粬分作五七處,裝入籮,依上用井花水中蘸,其粬自浮不沈。如半沈半浮,再依前法堆起,攤開一日,次日再入新汲水內蘸,自然盡浮。日中曬乾,造酒用。

 

2.2 []李時珍著《本草綱目》

 

 粬(丹溪補遺)

時珍曰:紅粬本草不載,法出近世,亦奇術也。其法:白粳米一石五鬥,水淘,浸一宿,作飯。分作十五處,入粬母三斤,搓揉令勻,並作一處,以帛密覆。熱即去帛,覺溫急堆起,又密複。次日日中又作三堆,過一時分作五堆,再一時合作一堆,又過一時分作十五堆,稍溫又作一堆,如此數次。第三日,用大桶盛新汲水,以竹籮盛粬作五六分,蘸濕完又作一堆,如前法作一次。第四日,如前又蘸。若粬半沈半浮,再依前法作一次,又蘸,若盡浮則成矣。取出日幹收之。其米過心者謂之“生黃”,入酒及鮓醢中,鮮紅可愛。未過心者不甚佳。入藥以陳久者良。

 

2.3 []宋應星著,《天工開物》

 

 

 

 

凡丹粬一種,法出近代。其義臭腐神奇,其法氣精變化。世間魚肉最朽腐物,而此物薄施塗抹,能固其質於炎暑之中,經歷旬日,蛆、蠅不敢近,色味不離初,蓋奇藥也。

凡造法用秈稻米,不拘早、晚。舂杵極其精細,水浸七日,其氣臭惡不可聞,則取入長流河水漂淨(必用山河流水,大江者不可用。),溧後惡臭猶不可解,入甑蒸飯則轉成香氣,其香芬甚。凡蒸此米成飯,初蒸半生即止,不及其熟。出離釜中,以冷水一沃,氣冷再蒸,則令極熟矣。熟後,數石共積一堆拌信。

凡粬信必用絕佳紅酒糟爲料。每糟一鬥入馬蓼自然汁三升,明礬水和化。每粬飯一石入信二斤,乘飯熱時,數人捷手拌勻,初熱拌至冷。候視粬信入飯久複微溫,則信至矣。凡飯拌信後,傾入籮內,過礬水一次,然後分散入蔑盤,登架乘風。此後風力爲政,水火無功。

凡粬飯入盤,每盤約載五升。其屋室宜高大,防瓦上暑氣侵迫。室面宜向南,防西曬。一小時中翻拌約三次。候視者,七日之中即坐臥盤架之下,眠不敢安,中宵數起。其初時雪白色,經一、二日成至黑色,黑轉褐,褐轉代赭,赭轉紅,紅極複轉微黃。目擊風中變幻,名曰“生黃粬”,則其價與人物之力皆倍于凡粬也。凡黑色轉褐,褐轉紅,皆過水一度。紅則不復入水。凡此造物,粬工盥手與洗淨盤簟,皆令極潔,一毫滓穢,則敗乃事也。

僅就上述元、明三種古籍所載紅粬生産的特點可歸納爲表1

 

1 元、明三種古籍所載紅粬生産之特點

             古籍 

   項目

居家必用事類全集

本草綱目

天工開物

作者及成書年代

無名氏撰,成書元代

(西元12791368年)。

李時珍著,明萬曆二十四年(西元1596年)。

宋應星著,明末崇禎十年(西元1637年)。

制粬原料

白粳米

白粳米

精白早秈、晚秈米

米的浸漬

大米淘洗後浸漬一夜

大米淘洗後浸一宿

大米浸漬七天後,用山河流水溧淨。

蒸米

蒸米至八分熟

蒸米熟透如飯

雙蒸單淋,蒸作極熟飯。

種粬來源

紅粬母(用糯米與紅粬如造酒法制成經三—七天製成,搗爲稠糊狀。)

紅粬母

絕佳紅粬酒糟,用馬蓼原汁、明礬水拌勻使用。

紅粬種量

造上等紅粬一石五鬥,用紅粬二斤(先與糯米一鬥製成紅粬母)。

一石五鬥大米用紅粬母三斤

一石大米用紅粬酒酒糟二斤

制粬要點

用堆碼及散堆方式通氣、控溫,分段補水調濕,地面制粬。

用堆碼及散堆方式通氣、控溫,分段補水調濕,地面制粬。

接種成功,浸明礬水後粬飯分散入篾盤上架培粬,涼風吹通氣降溫,防暑氣、西曬日。

續上表

補水要求

第三天、第四天用清水浸粬各一次,有時第五天仍浸,至粬盡浮。

第三天、第四天用潔淨清水浸粬各一次,有時第五天仍浸,至粬盡浮。

用明礬水浸粬一次後培菌,凡粬由黑轉褐、褐轉紅均浸水一次,粬已變紅則不再浸水。

成品紅粬的狀況與用途

紅粬盡浮于水則成,曬乾。供釀酒之用。

紅粬盡浮于水則成,曬乾。釀酒及用於鮓醢或入藥。發透蒸米的紅粬稱之“生黃”,佳。

凡培粬時由白變黑,黑轉褐,褐轉赤褐色,由赤褐色變爲紅色至深紅色最後成微黃色,稱之“生黃粬”。製作該粬其價與人物之力皆倍于普通紅粬。

 

綜上所述,分析以上古籍所載紅粬製作工藝,並與現今傳統紅粬生産方法比較,可獲如下之結果:

1)紅粬這一中國典型的熟料米粬,降及元、明,其傳統生産工藝已漸趨成熟。紅粬的用途已涉及釀酒、魚肉等食品的著色調味以及入藥,由此可見其發明歷史之久遠。

2)紅粬傳統生産的原料是粳米或秈米,因米種不同,大米浸漬、蒸米等操作方法亦不一樣,制粬技藝甚有講究。

3)紅粬生産時均已進行人工選種、接種,在制粬過程中採用堆碼及散堆的方式通氣、控溫,以分段補水(浸粬)的方式調節粬料的濕度,促使紅粬黴正常生長。

4)使用酸性的紅粬酒糟作爲粬母,以及《天工開物》所載紅粬在生産時採用長時間浸漬酸化大米、用明礬水調節粬種酸度、用明礬水浸粬調酸等,與中國黃酒傳統生産中“用酸漿以酸抑酸”的作法一脈相承。

5)《居家必用事類全集》與《本草綱目》所載紅粬的生産方法基本相同,而前者敘之更詳。筆者注意到,現今浙江省溫州、麗水、金華、衢州一帶與福建省建甌、南平、古田、安溪等地的傳統紅粬生産方法,除大多以秈米爲制粬原料外,其生産工藝等與上述古籍所載基本相同。

6)剖析《居家必用事類全集》與《天工開物》所記載的紅粬生産方法,採用紅粬母作種,其成品紅粬均爲有酵母菌與紅粬黴共居的非純粹的米粬,在釀酒時起到糖化發酵劑的作用。現今浙江省釀造黃酒所用的紅粬以及福建省的庫粬與輕粬,與之相似。

7)筆者根據《天工開物》所載,按宋應星氏對紅粬培養過程中目擊風中變幻“生黃粬”的描述,結合本人多年的制粬實踐,認爲宋氏筆下的丹粬,是一種長有黑粬黴、紅粬黴和酵母菌的非純粹的米粬,與其稱之爲“紅粬”,不如視之爲一種外觀偏紅的“烏衣紅粬”更爲確切。有關拙見請見另文[10],不贅。

 

 

3釀酒用紅粬生産工藝

如上所述,在元、明時代中國的先人對紅粬黴的生長特性就有很多瞭解,在紅粬製備的過程中展現出高明的技術,在當時,其制粬的先進性也是不言而喻的。然而,令人費解的是,紅粬這一在中國被廣泛使用而頗具代表性的散狀熟料米粬,卻長久地被人冷落和淡忘,其科技的進步亦甚微弱。直至今日,中國的大多數酒廠仍然沿用傳統方法生産紅粬,因屬地面淺層制粬,不但占地面積大,粬的質量也得不到保證。

有鑒於此,筆者等在10多年前研究了紅粬通風制粬技術並在浙江省企業推廣應用。

3.1紅粬種製備

釀酒用紅粬不宜使用單一菌株,並應注意不斷從紅粬黴類群中分離、提純復壯,選擇優良的紅粬黴菌株用於生産。目前在中國作酒粬使用的紅粬黴主要有紫色紅粬黴(Monascus purpureus Went和紅粬紅粬黴(M.anka Nakazawa et Sato;另外尚有煙色紅粬黴(M.fuliginosus Sato用作瀘型白酒的酯化菌。

3.1.1試管菌種

1)培養基製備

12°BX麥芽汁或米粬汁1000ml,加瓊脂20g,用乳酸調pH值至4.5~5.0,分裝中號試管。0.1MPa滅菌30min,制斜面。

2)培養

取用冰箱保藏菌株均應先經活化培養,再轉接,置32℃培養7~10d,挑選生長正常菌株備用或保存於4左右冰箱中。

3.1.2三角瓶菌種

1)培養基製備

選擇精米率90%以上的優質秈米(粳米亦可),用水浸漬5~6h,淋清、瀝幹水分後常壓下蒸米熟透,攤涼後分裝入500ml三角瓶內,每瓶約裝50g米飯量,塞上棉塞或包紮8層紗布封口。0.1MPa滅菌30min。取出降溫至36左右,搖動三角瓶使蒸米吸附瓶壁的冷凝水。

2)培養

每個三角瓶接種試管紅粬黴菌液約3~5ml1支斜面菌種擴接約35瓶),移出接種箱搖勻。將粬米堆積在瓶底一角,置36下培養。

約經16~18h,待大部分蒸米上可見到紅粬黴菌絲白色斑點時,扣瓶一次,吸附瓶壁冷凝水,並將蒸米攤平,培養溫度降至32。再經8~10h後,蒸米表面長滿紅粬黴菌絲體。當菌絲體由白色轉變爲淺紅色時,視蒸米乾燥程度,每瓶可加入無菌水2ml左右,並將粬料扣勻攤平。以後每天需搖瓶3~4次,以改善紅粬通氣性狀並使生長均勻。一般粬種以培養12~15d爲好。

成熟的紅粬種外觀色澤鮮紅帶紫色,有紅粬特有的粬香,無雜菌污染。鏡檢以分生孢子和子囊孢子多者爲佳。

將培養好的粬種倒在小竹匾上,置烘房40下烘乾,使水分含量降至10%~8%,即用小塑膠袋分裝密封,置陰涼乾燥處保存備用。

3.2紅粬通風制粬生産工藝

筆者等推廣的紅粬通風粬池一般長5.5m、寬1.0m,粬料堆積高度20cm左右。每池投料大米300kg以上,多者有達500kg/池。配用中壓離心通風機及自動控溫裝置[11],粬池篦子上鋪設60目孔尼龍布,用以承受粬米,一套裝置費用5000元人民幣之內。

3.2.1紅粬通風制粬工藝流程見圖1

 

     大米     紅粬種    米酢  酵母菌

                      

浸漬     磨粉          試管斜面

                        

淋清                三角瓶液體

         糊狀紅粬種    酒母

蒸米    

攤晾

接種

粬池堆積

養花

通風粬池

培養

分批補水

培養→出粬→幹燥→成品紅粬

 

1 紅粬通風制粬工藝流程

 

3.2.2主要原料

1)紅粬種:三角瓶種或再用粬盒等擴培一次,但使用量要增加。紅粬種用量爲大米量的0.5%

2)米酢:一般食用米酢即可,常用紅粬酢,酢酸含量3%以上。

3)酵母菌:黃酒用釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae Hansen),系由紅粬酒酒醪中分離篩選到。按常規方法培養得到酒母,要求酵母細胞數0.8×108/ml以上,其用量爲大米量的0.5%即可。

4)大米:通常用秈米,也可用粘度較低的粳米,精米率爲90%左右。

5)水:潔淨,符合黃酒釀造用水要求。

3.2.3操作方法

1)紅粬米種粬用小型粉碎機磨成80~100目粉狀。按需要量之紅粬粉加3倍重量的米酢(調節酢酸含量爲3%),製備成糊狀紅粬種,置潔淨容器在常溫下放置1024h後用於接種。

2)大米浸漬:一般冬春季節浸米8~12h,夏秋季節浸米6~8h即可。吸水量一般控制在28%~30%

3)淋清:大米浸漬後裝入竹籮,用清水淋洗,去除大米外層糠粉,瀝幹水份後蒸米。

4)蒸米:用木甑或立式、臥式蒸飯機均可。蒸米要求熟而不爛,內無白心。用木甑蒸米,一般上氣後再蒸5min即可。

5)將蒸熟的米飯倒在竹簟或直接倒入粬池(尤其是天冷時),用木耙搗散蒸米,待冷卻至36~38℃(儘量不採用鼓風冷卻)即可接種。

6)接種:將所需量糊狀紅粬種與三角瓶液體酒母混勻後,用轉筒式拌種裝置或接種用鉸龍亦可直接用手經消毒後拌接粬種,務使每粒蒸米都粘上菌液,接種後直接堆碼在粬池中(下墊滅菌麻袋保溫),上覆麻袋保溫。接種完畢粬料溫度最好在35℃以上。室溫控制在25以上,以30上下爲宜。

7)粬池堆積養花:粬料在上述粬房培養12~18h,待最高品溫升至45~47℃時,掀開上覆麻袋,將粬料上下翻拌均勻後重新堆碼,料堆仍覆麻袋保溫保濕,使紅粬黴孢子萌發並定殖于蒸米表層,出現白色菌斑(謂之“養花”)。當品溫又達到45℃時(一般需經2~3h),又去除覆蓋麻袋翻拌一次,並將堆高約60~80cm的粬料往粬池兩邊耙開,堆薄至30~40cm厚,並撤去墊在60目孔尼龍布下面作保溫用的麻袋,但料面仍覆麻袋保溫保濕。再經2~3h,粬料最高品溫至43℃,蒸米表面紅粬黴菌絲斑點基本長滿,將粬料攤平至整池,按每池投料量不同大約厚達15~20cm,撤去料面覆蓋用麻袋。

8)通風粬池培養:將點接觸式溫度計或其他溫度控制探頭插入粬料中離料面約1/3深處,進行溫度自動控制培養,將最高品溫控制在41℃。再經2~3h後降至41℃培養。不論粬料品溫如何,爲使粬料中紅粬黴生長均勻,在培粬過程中一般每隔5~6h均需翻粬一次。

9)分批補水:通常情況,在粬料入池30~36h後進行第1次補水操作。紅粬培養第1次補水甚爲重要,一定要待整粒蒸米表面90%~100%長出白色菌斑,並有的菌斑已轉淺紅色(俗稱“養花”已齊)、蒸米已較乾燥時才能進行補水操作,否則容易侵入太多的細菌等,導致紅粬發粘、質量下降。補水可用粬房專用灑水壺,第1次補水約爲投料大米重量的15%。若蒸米發菌欠好而粬料已幹,則可用噴霧器噴入少量潔淨之水(最好是冷開水),使蒸米達到養花培菌的要求。第1次補水後即可將自控溫度調至36~37℃培粬。

1次補水後約10h,當粬料又呈乾燥狀進行第2次補水,補水量比第1次多些。一般操作均是邊噴灑清水邊翻拌粬料,務使粬料幹濕、溫度等均勻一致,然後將粬料耙平,插入控溫裝置,溫度下調至34~35℃。

3次補水間隔8~10h,噴水量少於第1次。

4次約間隔10~12h,視粬料生長狀況決定是否補水,以使紅粬黴基本上發透蒸米,噴水量宜少,溫度維持在33~35℃。

在整個紅粬培菌期,通常補水量爲大米量的35%~50%,過多的未被粬料吸收的水份會通過尼龍篩網從粬池底部排出。

10)培養:斷水後粬菌進入後期管理,品溫控制在33~35℃,適當開啓通風粬池的門窗。一般用於黃酒生産的紅粬培養4d左右即可,以紅粬米內部稍有白心者糖化力較高,適用於釀酒。有關制粬中的酶活變化等,可見筆者等的報告[12,13,14]

11)出粬、乾燥:出粬後經檢驗合格即可用於黃酒生産,但大多運至烘粬池乾燥,烘粬溫度不超過45℃,通過鼓風排潮,使紅粬米的含水量降至12%~10%。成品紅粬裝入內襯塑膠袋的包裝袋中密封保存,一般可儲藏1年左右。

用上述方法生産的紅粬米,出粬率通常爲52%~55%。成品粬糖化酶活力(以葡萄糖計mg/g·h)爲7001000;色價200~450[15]。成品紅粬生産成本約爲8000元人民幣/噸幹粬。

據筆者調查,目前中國大陸生産的釀酒用紅粬米年産量至少在1.5萬噸以上,其中包括釀造秈米紅粬酒的烏衣紅粬和作白酒酯化用的紅粬米。

值得一提的是,在近10餘年中日兩國酒界人士的學術交流中,烏衣紅粬與紅粬皆爲重要話題;而近些年來,日本也有烏衣紅粬的研究論文發表[16]。令人感興趣的是,據日方研究人員的分離鑒定,取樣自中國浙江省龍遊縣的烏衣紅粬,其黑粬黴菌株爲Aspergillus saitoi,而非中國酒界普遍認爲的Aspergillus awamori Nakazawa(泡盛粬黴)。筆者等十分關注日本沖繩的黑粬黴,並期望共同探究此類粬菌的淵源與發展。關於筆者等在浙江推廣的烏衣紅粬通風制粬生産工藝,可參見拙文[17,18]

 

4高色價紅粬的生産技術

在中國,紅粬的大量應用主要是酒粬。到20世紀80年代,作食品添加劑色素用的紅粬米開始成爲大宗産品,爲此制訂了紅粬米國標[15]。時至90年代,紅粬米的應用領域拓寬,大量被應用於紅腸等肉製品。同時,紅粬黴深層發酵技術亦在中國實用化,紅粬紅國標隨之頒佈[19]。本文只論及高色價紅粬米的製備技術。

筆者等在探究酒粬的同時,10餘年來從全國各地採集分離得到70餘株可用作色素生産的紅粬黴,經初步鑒定主要是紫色紅粬黴和紅粬紅粬黴。採用紅粬黴純菌種培養成液體菌種,再接種于通風粬池蒸米培養所謂的“液固法色粬培養”之工藝,規模化生産的紅粬米色價通常可達30004000u/g以上,近些年浙江、江蘇、安徽等省10餘家企業採用了我們的技術[20],其操作要點如下:

 

4.1紅粬黴液體菌種的製備

4.1.1菌株:筆者等經分離、誘變篩選得到的紅粬色素高産菌株,編號SM001SM005等。

4.1.2.主要設備:

1)旋轉式搖床         可放置1000ml三角燒瓶30         1

2)一級種子罐         1,000 l機械攪拌通用不銹鋼發酵罐     1

3)二級種子罐         10,000 l機械攪拌通用不銹鋼發酵罐    1

4)配套無菌空氣系統   使用無油潤滑空壓機                 1

5)轉筒式接種罐                                          1

4.1.3、培養基組分及培養條件:

1)斜面培養基:12°BX麥芽汁,瓊脂2%pH自然。0.1MPa滅菌30min,備用。待培養基表面無游離水,接種紅粬黴(菌株剛從冰箱取出均應先活化培養再用),32℃下培養5~7d

2)搖瓶培養基與種子罐培養基:組分相同。大米粉(80~100目)3%,葡萄糖2%,黃豆餅粉(80~100目)1%,酵母粉1%NaNO3 0.2%MgSO4·7H2O 0.1%KH2PO4 0.1%,乳酸調節pH值至4.0~4.2。種子罐培養視情況加入消泡劑0.05%量。

3)培養:1000ml三角燒瓶裝量200ml1000L罐裝料60~65L10000L罐裝料600~650L

三角瓶一級種:1支紅粬黴斜面接種2瓶,共接4瓶,搖床轉速200r/min32℃培養24h

三角瓶二級種:挑選生長較好的2瓶一級種,接種入201000ml三角瓶中,接種量8%~10%。轉速200r/min,培養22~24h

一級種子罐:將生長正常、長滿紅粬粘稠菌絲,培養液略呈淺紅色的液體菌種置超淨工作臺,按無菌操作倒入不銹鋼移種瓶,再利用無菌空氣壓差接種入種子罐培養,溫度32℃,攪拌轉速350r/min,通風量1 : 0.6,培養24h即可。

二級種子罐:一級種子罐種子液鏡檢生長正常,以8%~10%的種量接種培養,溫度32℃,攪拌速度250r/min,通風量1 : 0.6,培養20~24h即可用於接種入通風粬池蒸米,生産高色價紅粬米。

 

4.2高色價紅粬米生産技術要點

4.2.1生産工藝流程

參見圖1,其生産工藝流程類同於酒粬通風制粬,唯生産色粬是用液體純菌種代替糊狀紅粬種,不接入酒粬所需的酵母菌,所以更爲純粹。

4.2.2技術要點

1)制粬時間比酒粬培養長約1倍,通常需要7~9d,甚至更長,所以粬房、用具滅菌操作等更爲嚴格。

2)大米通常用秈米,也可用粳米,篩去碎米使用。

3)浸米時間可延長數小時,使之充分吸水。蒸米時米飯比作酒粬更爲熟透,以促使紅粬黴在蒸米中充分生長。

4)接入液體菌種種量一般10%,以不低於大米重量的8%爲妥。

5)接種後8~12h粬料品溫即可升至45~47℃,應及時如同酒粬生産一樣操作。

6)一般培養至第4天,待紅粬米長成酒粬狀以後,將品溫控制在32~34℃,一直培養至出粬,其間常用噴霧器補水,使紅粬米保持濕潤狀態,直至培養結束。

7)培養至7~9d,紅粬米外觀由紅變紫,取樣測定色價基本上不再上升(高者達3500~4000u/g)時,即可出粬烘乾。

8)烘粬溫度可至80~90℃,使紅粬米的含水量爲10%左右,裝袋密封保存,並標明色價等檢測結果。

採用本法生産的紅粬米,出粬率通常爲38%~42%。生産成本約10000元人民幣/噸紅粬。

據筆者瞭解,目前中國大陸生産的作色粬用紅粬米年産量至少在6000噸以上,産品大部分粉碎成100目以上細度,出口或內銷。

 

5功能紅粬的生産與探討

中國將紅粬作爲藥用其歷史久矣[3],而功能紅粬的現代研究,卻主要在近20餘年展開。自20世紀70年代末,日本遠藤教授及其同事在開創性的紅粬研究中發現了降膽固醇的活性物質Monacolins[6],促進了功能紅粬的研究與應用。時至今日,人們在紅粬黴的培養物中已發現若干很有價值的代謝産物,除了菌體分泌的水解酶類,初級代謝産物有不飽和脂肪酸、醇及酯類化合物;次級代謝産物除色素之外,尚有膽固醇合成抑制物質、降血壓物質、天然抗氧化物質、降血糖及其它若干有待鑒定的生理活性物質等。而在中國,就生産而言,以産Monacolins的功能紅粬最被人關注,較多的研究大約始於20世紀90年代初。

在這10餘年的時間中,中國篩選了一些高産Monacolins的紅粬黴菌株,大多爲紅色紅粬黴(Monascus ruber Van Tieghem)。

但是,要獲取高産Monacolins,除了優良的紅粬黴菌株之外,尚需要在大米培養料中添加蛋白腖、酵母粉等氮源以及葡萄糖等物質,粬料營養甚爲豐富,加之制粬品溫較低,培養時間長達12~15d,因而採用通常的開放式固體制粬,極易嚴重污染而導致失敗。爲此,儘管某些廠家按GMP組織生産,紅粬生産車間達到一定的潔淨度,但也只能採用淺盤的方式以至三角瓶培粬。化工多、效率低、成本高,使原本出自民間的紅粬遠離了平民,産品變得貴族化而難於被大衆接受。

有鑒於此,筆者等近些年在功能紅粬規模化生産方面立項研究,初步結果如下:

5.1功能紅粬的生産要點

1)菌株:筆者等經分離、誘變篩選得到Monacolins(主要是Monacolin K)高産的菌株主要爲紅色紅粬黴,編號GM001GM011等共80餘株。

2)主要工藝特點:如同色粬生産,採用機械攪拌通用發酵罐生産液體菌種,再以20%~25%的種量接入大米等粬料中培養,培養過程中空氣經淨化處理。

3)功能紅粬液體種子液較適配方組分

配方1葡萄糖6%,蛋白腖2.5%,酵母粉0.5%NaNO3 0.2%MgSO47H2O 0.1%,乳酸調pH值至4.5

配方2大米粉3%,葡萄糖2%,甘油3%,酵母粉1.5%,蛋白腖1%NaNO3 0.2%MgSO47H2O 0.1%,乳酸調pH值至4.5

4)採用上述配方,三角瓶搖床培養24h~36h即可使用;種子罐培養一般24h即成。

5)粬料通常經0.1MPa蒸熟及殺菌後使用,配方組分爲:秈米(或粳米)100%,葡萄糖4%,甘油1%,黃豆粉3%,大豆蛋白腖2%,酵母粉2%NaNO3 0.2%MgSO47H2O 0.05%,加水量30~35%,乳酸調pH值至4.0~4.5

6)當紅粬黴液體菌種菌絲體變稠量多,顔色略顯紅色,氣味正常,取樣鏡檢無雜菌即可用於接種,種量20~25%較佳。粬池培養粬料不宜太多,以200kg/池以內較易控制。

7)前3~4d粬料品溫控制在34~36℃,使菌絲生長較旺盛再將品溫降至26~28℃,培養11~12d,促使紅粬黴在較適溫度下産生Monacolins

8)保持粬室較高空氣相對濕度,粬料儘量少補水,若需則宜用無菌水噴霧調節。

9)用高效液相色譜儀(HPLC)測定粬料Monacolin K的含量[21],以確定出粬時間。

5.2功能紅粬生産方式探討

筆者等自1998年採用粬池生産功能紅粬,因培養條件、操作者的經驗等諸多因素的影響,産品質量尚欠穩定,Monacolin K含量穩定在0.8%以上有一定困難(同樣情況用三角瓶培養Monacolin K可達2%以上),所以培養方式正在改進中。

2001年開始採用500l容量的固態培養罐培養,今年也將採用另一構造的固態培養罐(投料量200kg/罐以上)試生産。期望在這方面與同好合作試驗,以降低功能紅粬的生産成本。

另外,筆者等也期望通過不同紅粬黴菌株乃至與其他菌物的混合培養,使之酶系互補,提高目標産物,達到預期效果。

用深層發酵法生産Monacolins等,雖目前與固態培養相比其含量欠高,但自動化生産程度高,規模大,有許多優越性。凡此種種,筆者等正在試驗探討中。

6紅粬研究的動態及其展望

衆所周知,紅粬的研究早已涉入紅粬黴的次生代謝産物等生物活性物質,生産方式已從傳統的地面制粬發展到通風粬池,採用自動控制制粬、深層發酵以及應用固態生物反應器培養等。正因爲不斷注入現代科技,才使得紅粬這一傳統産品,至今仍充滿活力。總的來說,筆者以爲:

6.1對紅粬的研究日本最爲深入。日本研究者對紅粬生物活性的研究工作卓有成效,其論文和專利有目共睹,推動了紅粬産業向縱深發展。

6.2日本紅粬産業界的優勢是企業實力雄厚,研發能力強,深層發酵的紅粬産品質量高,符合國際要求。

6.3中國紅粬生産的優勢目前在固態發酵方面,主要在作酒粬、白酒酯化粬的紅粬米,作色粬的紅粬米及功能紅粬米(主要産Monacolins活性物質,估計年産量達數百噸)。因中國的紅粬米生産成本較低,故具有一定的競爭力。

6.4中國的另一優勢在於擁有豐富的紅粬黴菌種資源,有利於結合遺傳工學進行基因工程改造,更深入地開發紅粬黴的潛能。

6.5紅粬産品的安全性問題:自1995年法國P·J·Blanc博士在紅粬的代謝産物中發現桔黴素(Citrinin)以後,日本紅粬業界迅速作出反應,日本厚生省 1999年頒佈的《日本食品添加劑標準》中規定紅粬色素中桔黴素E10% 1cm=50的限制量爲低於0.2µg/g19999月,P·J·Blanc博士訪問我校時,曾往採用筆者技術生産紅粬米的企業,在生産現場隨機抽取(500kg大米量/粬池)紅粬樣品(色價>2000u/g)回國後經HPLC測定,表明該樣品紅粬米的桔黴素含量低於1µg/g;後又經用免疫吸附層析法測定,結果桔黴素含量爲0.07µg/g。可見通過菌種、原料、工藝等方式,紅粬的安全性問題不難解決。但因中國新的紅粬米國標遲遲未能修訂頒佈,所以有些企業生産的紅粬米(主要是色粬)桔黴素含量偏高,值得引起重視。

6.6筆者等特別關注紅粬産業以下的研究與開發:

1)紅粬黴酯化粬的研究,不僅用於白酒增香,而且用作強化粬生産黃酒,藉此提高酒類之品質。

2)選育色調好的紅粬黴,提高色粬和紅粬紅的質量,深化紅粬黃的研究,使紅粬色素的耐酸性、耐鹽性與穩定性進一步提高。對紅粬色素進行改性,研究開發其衍生産品,拓寬其應用範圍。

3)研究採用簡捷的方法解決紅粬生産企業桔黴素測定、控制等問題,不斷提高産品的質量。

4)在已有的紅粬抑菌物質研究的基礎上,與其他防腐劑合理配合,以求協同增效的抑菌作用,將紅粬用於食品保鮮。

5)研究不同紅粬黴菌株所産不飽和脂肪酸的組分,以利於協同功能紅粬Monacolins分解甘油三酯、降低極低密度脂蛋白膽固醇的功效。

6 開發降血壓、抗氧化等特定功能的紅粬産品,進一步研究紅粬的Monacolins同系物,生産富硒、富鋅等特殊紅粬,增強紅粬的保健作用。

7)進一步研究紅粬黴的深層發酵工藝,選育適宜的高産菌株,提高功能紅粬生物活性成份的含量,降低生産成本。

8)進一步應用固態生化培養罐等先進設備規模化生産功能紅粬,防止污染、降低成本,使目前已變得昂貴的紅粬産品回歸大衆。

總之,在紅粬黴菌株的選育(常規方法、原生質體融合及基因重組等)、先進的生産工藝與科學管理、紅粬系列產品的研究開發等諸多方面均大有文章可做。爲使紅粬黴這一蘊有東方人智慧的菌物造福於全人類,學習借鑒日本、法國等先進國家的經驗,增強東西方的學術交流,共創大業,至爲所盼。

 

參考文獻:

[1][]陶穀撰,《清異錄》(飲食部分)P31~32,中國商業出版社,19854月第1.

[2][]無名氏撰,《居家必用事類全集》(飲食類)P38~39,中國商業出版社,198610月第1.

[3][]李時珍著,《本草綱目》下冊,P1547~1548,人民衛生出版社,198211月第1.

[4][]宋應星著、冸吉星譯注,《天工開物譯注》,P199~202,上海古籍出版社,19933月第1版。

[5]陳騊聲編著,《近代工業微生物學》下冊,P553~564,上海科學技術出版社,198212月第1.

[6]遠藤章,紅粬と紅粬菌をめぐゐ歷史と最近の動向,發酵と工業,43P544~5521985.

[7]夔明,紅粬考略,中國烹飪(7)241989.

[8]花井四郎著,《黃土に生まれた酒》——中國酒その技術と歷史,P132~143,東方書社,199210月第1.

[9]胡山源編,《古今酒事》,P27~28,上海書店,198711月第1.

[10]周立平主編,《94國際酒文化學術研討會論文集》,中國的米粬——烏衣紅粬與紅粬,P24~32,浙江大學出版社,199410月第1.

[11]周立平,米粬通風粬池構造及自動控溫裝置,《四川食品與發酵》(2)43~451995.

[12]周立平,烏衣紅粬簾子制粬工藝探討,《四川食品與發酵》(3)51~541994.

[13]周立平,烏衣紅粬傳統制粬工藝的總結與改進,《釀酒》(4)21~321994.

[14]周立平,烏衣紅粬菌種篩選及純合菌種制粬的探討,《釀酒》(5)14~191994.

[15]中華人民共和國國家標準,GB492685 食品添加劑紅粬米,中國標準出版社,19859月第1.

[16]和久豐等,中國浙江省龍遊縣産“烏衣紅粬” の黑粬菌の諸性質,釀協91(4)290~2921996.

[17]周立平,烏衣紅粬通風制粬工藝,《四川食品與發酵》(1)36~381995.

[18]周立平,《2000第四屆國際酒文化學術研討會論文集》,中國的散粬——烏衣紅粬生産技術,P40~42,西北輕工業學院學報,200010.

[19]中華人民共和國國家標準,GB15961-1995 食品添加劑紅粬紅,中國標準出版社,19968月第1.

[20]周立平,97國際酒文化學術研討會論文集》,紅粬的功能及其製備,P163~169,學林出版社,19983月第1.

[21]魏培蓮等,《2000東方紅粬國際學術研討會論文集》,降脂紅粬黴菌種選育的研究,P63~71,浙江工業大學,200010.

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