紅曲酯化酶新技術的應用是中國白酒工業的一項重大創新成果。20世紀末在歐洲召開的一次“紅曲霉培養和應用的國際研討會”上,全國知名白酒專家、中科院成都生物所吳衍庸教授的關于紅曲霉近期應用研究成果受到重視。由紅曲霉發酵生產的酯化酶應用于白酒生產的創新技術填補了紅曲應用的一項空白,對我國白酒質量的提高、發展生態食品具有重要意義。
紅曲酯化酶研究在理論上說明了老窖發酵時已酸乙酯的合成機理。20世紀80年代以前對已酸與乙醇合成已酸乙酯的生物化學一無所知,20世紀80年代初,吳衍庸教授與合作者從瀘酒麥曲中分離到紅曲霉菌株。該菌定名為瀘型酯化菌M101,并將其首先用于“強化菌曲”試驗,用于發酵產酒時有較強的生香功能,這也是酯化曲的早期應用。現在紅曲酯化酶的研究與應用技術成為大曲酒廠的熱點。
紅曲霉菌在強化大曲生產中的應用
大曲在白酒釀造過程中起著糖化、發酵、生香的作用,大曲質量的優劣直接影響到白酒的產量、質量和風格,尤其是在糖化、發酵完成后,如何在酯化酶的作用下提高有機酸與醇的酯化反應。生成酯類香味物質極其關鍵。所以,提高大曲的酯化力,有效促進酸、醇酯化反應是當今判定大曲質量優劣的一個新的觀念標準。在研究大曲中的微生物發現含紅曲霉的大曲生產大曲酒時更有特殊的增香功能,特別是濃香型大曲酒,其增加已酸乙酯含量的功效顯著。
紅曲霉菌在酯香液合成中的應用
所謂酯香液也就是酯化液,是將有機酸等成分轉化為酯類后作為白酒香味成分的混合液。其中富含以已酸乙酯為主要成分的多種濃香型白酒所含的香味成分。
黃水、尾水為固態白酒發酵、蒸餾后的副產物,含有大量的營養物質。尤其是含有豐富的有機酸,將其加入紅曲霉菌培養物可生產酯化液,將酯化液用以增加酒的主體香。已酸乙酯的含量或將酯化液蒸餾提純制成調味酒,對改善曲酒風味、提高曲酒質量、改善酒的風味有著重大的意義。提取液用作調味酒勾兌新型白酒,能增加酒體的復雜成分,使酒體豐滿,且可降低生酒精味,增加白酒固態感,提高酒的品質,將成熟酯化液直接倒入底鍋中串蒸或倒入糧醅進行蒸餾,可明顯提高大曲酒的品質。
紅曲霉菌與其他菌混合用于制備復合酯化酶生態菌劑
紅曲霉菌與其他菌(產已酸梭狀芽孢桿菌、根霉和酸性曲霉菌等)混合可制成復合酯化酶生態菌劑。復合酯化酶生態菌劑是根據濃香型白酒發酵的原理。強化了傳統大曲的發酵功能和生香功能,使發酵過程平穩而持久,酒糟殘余淀粉低,出酒率高,酯化速度快,使白酒的總酯含量達到優質酒水平。將紅曲霉菌制成的復合酯化酶生態菌劑直接混入糧糟進行發酵或雙輪底發酵,可縮短發酵周期,提高出酒率和優質酒率,生產高酯調味酒提高成品酒質量。2005年,濟南陸豐生物工程公司與汝陽林康酒業有限公司合作試驗顯示:在糟醅中使用復合酯化酶生態菌劑,出酒率提高6.67%,每公斤酒耗糧降低0.63kg,產酒質量感觀嘗評結果是窖香濃郁、香味諧凋、回味悠長。用在雙輪底糟所產的酒酸、酯成倍增長,香濃不可下咽(糙),有刺舌感,是優質的濃香型高酯調味酒。
2000年,中科院成都生物所楊濤、莊名楊等和成都水井坊有限公司人員研究并證實紅曲霉在白酒生產過程中,可產生一定量的辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、油酸、亞油酸及其乙酸等。
目前,國內很多白酒廠應用紅曲酯化酶新技術都取得了顯著成效。
紅曲霉菌在釀酒應用中存在的問題
固態法培養紅曲霉菌生產酯化酶,只可生產得到粗酶制劑,粗酶制劑產品易霉變、蟲蝕,不僅不利于保存和運輸,而且粗酶制劑中的生理活性物質有效期短,限制了其在釀酒領域的應用。
淺層固態發酵設備簡單,是工業上常用的固態發酵設備。深層發酵設備較復雜,但一次產量相對較高。實驗還發現,紅曲霉菌比較適宜固態發酵培養。常用的紅曲霉在固態培養時酯化活性高,但在液態發酵時生物量形成少,酯化活性也很低。