一种用于酿造食品的糖多孢菌药曲工业制作方法及应用

本发明涉及一种用于酿造食品的糖多孢菌药曲工业制作方法及应用，属于酿造。

背景技术：

1、生麦曲是我国传统发酵食品中最常见的糖化剂之一，不仅起到提供糖化酶与液化酶的作用，对发酵酒的风味特征也有显著影响。生麦曲为酿造食品提供各种酶类，主要是淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，促使原料所含的淀粉、蛋白质、脂肪等高分子物质的液化、分解，同时在制曲过程中形成的各种代谢物，以及由这些代谢产物相互作用产生的色泽、香味等物质，赋予发酵食品独特的风格。因此，生麦曲质量的好坏是影响酿造食品的决定性影响因素之一。

2、机械化黄酒生产目前用的熟麦曲菌株su16、酵母菌苏85等主要菌株仍来自于上世纪60-80年代。虽然具有较好的酒精发酵能力和淀粉降解能力，但其杂醇较高、风味形成能力与传统手工黄酒黄酒的风味形成有较大的差异。课题组基于高通量测序技术及宏基因组解析了黄酒生麦曲及酒药酿造微生物的群落结构。证实糖多孢菌是黄酒麦曲和发酵过程中的核心微生物，尤其麦曲中的披发糖多孢菌、霍氏糖多孢菌、玫瑰糖多孢菌和江西糖多孢菌在放线菌属中占有主要的丰度。功能预测也表明糖多孢菌属与食品发酵过程中的风味物质联系紧密，主要与氨基酸(天冬氨酸、苏氨酸或甲硫氨酸)脂肪酸的来源(辛酸、癸酸、月桂酸)，和醇类、酯类物质合成有关。对其进行接种生麦曲的制作，将其应用于黄酒酿造，风味更接近于传统手工黄酒，在已有自动化的基础上实现群落结构的回归。因此提高麦曲中糖多孢菌属的丰度对于改进发酵食品的风味和质量具有重要的意义。

3、目前，国内外研究中尚未有关于将糖多孢菌接种到小麦中进行生麦曲的强化，并应用于酿造食品方面的报道。现有生麦曲的生产主要利用环境种的微生物，属于开放培养，曲中优良菌种少，酶活力较低，导致酿造时用曲量大，增加企业生产成本；另外，生产中麦曲用量过大，容易导致酿造食品风味变差，色泽偏暗，进而影响酿造食品品质。利用现代生物技术，在生产糖多胞菌麦曲时，加入中药成分，不仅可以抑制部分细菌及霉菌生长，还能赋予麦曲独特的风味和功效，相较于普通药曲，糖多孢菌药曲中检测出了香茅醇、依兰油烯、苜蓿烯、荜澄茄油烯等数十种风味物质；同时，还在糖多孢菌药曲所酿黄酒中检测到优葛缕酮、依兰油烯、异龙脑、胡薄荷酮、丁子香酚等多种功能风味物质，这对于生产风味独特的酿造食品，以及提高酿造食品的创新性具有重要意义。

技术实现思路

1、基于现有技术问题与工艺问题，本发明旨在提供一种糖多孢菌药曲的生产工艺，该生产工艺将传统工艺与现代生物技术相结合，以玫瑰糖多胞菌为强化菌剂，辅以多种中草药，使生麦曲中含有中草药的活性成分与风味，同时提高了麦曲的糖化力和液化力。

2、本发明提供了一种药曲，所述药曲是按照下述方法制备得到的：

3、(1)准备原料

4、小麦为基准、辣蓼草0.8-1％(w/w)、黄精0.8-1％(w/w)、黄芪0.8-1％(w/w)、党参0.8-1％(w/w)、桑叶0.8-1％(w/w)、甘草0.5-0.7％(w/w)、肉苁蓉0.5-0.7％(w/w)、肉桂0.2-0.3％(w/w)、薄荷0.3-0.5％(w/w)、强化菌剂8-12％(v/w)、清水13-16％(v/w)；所述强化菌剂为玫瑰糖多孢菌(saccharopolyspora rosea)cctcc no：m 2020952菌液；

5、(2)将步骤(1)的原料前处理后混合，进行搅拌，自然发酵后得到药曲。

6、在本发明的一种实施方式中，所述玫瑰糖多孢菌(saccharopolyspora rosea)a22记载于公开号为cn113249268a的中国发明专利申请文本中。玫瑰糖多孢菌(saccharopolyspora rosea)a22，已于2020年12月21日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国，武汉，武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 2020952。

7、在本发明的一种实施方式中，根据权利要求1所述的药曲，其特征在于，所述自然发酵为：

8、第0～12h：将原料堆积至13-18cm自然发酵；

9、第12～20h：自然发酵，每隔4h通风；

10、第20～64h：自然发酵，温度控制在40～50℃，湿度控制在80％-95％。

11、第64-72h：自然发酵，温度控制在40～45℃，湿度控制在80％-95％。

12、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述清水的温度为：65-75℃。

13、在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，所述原料前处理为：将辣蓼草、黄精、黄芪、党参、桑叶、甘草、肉苁蓉、肉桂、薄荷经水煮1.5-2h后收集中药水，同时中药渣放入干燥箱进行烘干后磨碎，待发酵结束倒入曲中混匀；小麦粉碎。

14、在本发明的一种实施方式中，所述强化菌剂的制备方法为：挑取单菌落接种至种子培养基中，35-37℃，140-180r/min，48-72h作为一级种子液；再按照1-3％的接种量转接至种子培养基中，35-37℃，140-180r/min，培养48-72h作为强化菌剂菌液。

15、在本发明的一种实施方式中，所述方法为：

16、步骤一，选用优质小麦：选取当年的优质红皮小麦制作麦曲，红皮小麦淀粉含量适宜，适合糖多孢菌的生长，同时麦粒应保持干燥；

17、步骤二，将清理过的小麦，通过轧麦机轧碎至每粒小麦2-3瓣，使麦皮破裂，这样可使小麦的表皮组织破裂，麦粒中的淀粉外露，易于吸收水分；

18、步骤三，将65-75℃中药水加入粉碎小麦中制得培养基质，并加入65-70℃热水使整体含水量在15％，将玫瑰糖多孢菌菌液直接添加至培养基质中，进行搅拌后整体温度达到43-45℃，输送至固态发酵箱培养进行培养，经过堆积阶段、缓慢自升温发酵阶段、快速自升温发酵阶段、缓慢升温发酵阶段、降温降湿阶段后得到的散曲即为强化糖多胞菌药曲。

19、在本发明的一种实施方式中，步骤一中原料小麦为当年产的小麦，必须符合软质小麦的要求，其含水量不得超过12％。

20、在本发明的一种实施方式中，步骤二中每粒小麦轧碎成2-3瓣，呈梅花形，使麦粒中的淀粉外露，易于吸收水分膨胀，利用玫瑰糖多孢菌a22的生长繁殖产糖化酶和液化酶。

21、在本发明的一种实施方式中，步骤三中，中草药经水煮1.5-2h后收集中药水，同时中药渣放入干燥箱进行烘干后磨碎备用。

22、在本发明的一种实施方式中，步骤三中玫瑰糖多孢菌菌液的制备方法如下：

23、菌种活化：将玫瑰糖多孢菌a22接种到放线菌培养基中，37℃恒温培养96h，然后从平板上挑取菌落接种到放线菌液体培养基中，在37℃，150r/min摇床培养48h制得种子液；

24、随后将种子液按照3％(v/v)的接种量再转接到放线菌液体培养基中，在37℃，150r/min摇床培养60h，获得玫瑰糖多孢菌a22菌液。

25、放线菌液体培养基：硝酸钾1.0g/l、磷酸二氢钾0.5g/l，硫酸镁0.5g/l，硫酸亚铁0.01g/l，氯化钠0.5g/l，可溶性淀粉20.0g/l，ph值7.2-7.4(25℃)。

26、放线菌培养基：硝酸钾1.0g/l、磷酸二氢钾0.5g/l，硫酸镁0.5g/l，硫酸亚铁0.01g/l，氯化钠0.5g/l，可溶性淀粉20.0g/l，琼脂15.0g/l，ph值7.2-7.4(25℃)。

27、在本发明的一种实施方式中，所述强化药曲发酵的具体方法如下：将培养基质与菌液混合均匀后，移入发酵曲箱进行自然发酵，堆积厚度为15cm，箱盖打开5cm保持空气流通，具体流程如下：

28、(1)第0-12h，堆积阶段。此过程曲心的温度从40-45℃缓慢降至30-33℃，然后开始缓慢自升温。

29、(2)第12-20h，缓慢自升温发酵阶段。此过程曲块温度从30-33℃缓慢上升至37-40℃，期间隔4h通风，防止缺氧。。

30、(3)第20-64h，快速自升温发酵阶段。曲心的温度从37-40℃升至46-50℃。此时糖多孢菌生长旺盛，自生温速率较快。当温度超过50℃或者湿度超过95％时，要及时翻拌通风。湿度控制在80-95％，湿度低于80％时及时使用喷雾进行补水。

31、(4)第64-72h，缓慢升温发酵阶段。曲块中糖多孢菌的生长速率降低并趋于稳定，曲块整体温度维持在40-45℃。

32、(5)72h后，降温降湿阶段。曲块发酵基本结束，打开风机进行通风降湿，同时倒入烘干后的中药渣搅拌均匀。

33、本发明提供了一种药曲的制备方法，所述方法为：

34、(1)准备原料

35、小麦为基准、辣蓼草0.8-1％(w/w)、黄精0.8-1％(w/w)、黄芪0.8-1％(w/w)、党参0.8-1％(w/w)、桑叶0.8-1％(w/w)、甘草0.5-0.7％(w/w)、肉苁蓉0.5-0.7％(w/w)、肉桂0.2-0.3％(w/w)、薄荷0.3-0.5％(w/w)、强化菌剂8-12％(v/w)、清水13-16％(v/w)；所述强化菌剂为玫瑰糖多孢菌(saccharopolyspora rosea)cctcc no：m 2020952菌液；

36、(2)将步骤(1)的原料前处理后混合，进行搅拌，自然发酵后得到药曲。

37、在本发明的一种实施方式中，所述自然发酵为：

38、第0～12h：将原料堆积至13-18cm自然发酵；

39、第12～20h：自然发酵，每隔4h通风；

40、第20～64h：自然发酵，温度控制在40～50℃，湿度控制在80％-95％。

41、第64-72h：自然发酵，温度控制在40～45℃，湿度控制在80％-95％。

42、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述清水的温度为：65-75℃。

43、在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，所述原料前处理为：将辣蓼草、黄精、黄芪、党参、桑叶、甘草、肉苁蓉、肉桂、薄荷经水煮1.5-2h后收集中药水，同时中药渣放入干燥箱进行烘干后磨碎，待发酵结束倒入曲中混匀；小麦粉碎。

44、在本发明的一种实施方式中，所述强化菌剂的制备方法为：挑取单菌落接种至种子培养基中，35-37℃，140-180r/min，48-72h作为一级种子液；再按照1-3％的接种量转接至种子培养基中，35-37℃，140-180r/min，培养48-72h作为强化菌剂菌液。

45、本发明还提供了上述药曲在制备酒精饮料或发酵制品中的应用，所述应用为，在发酵饮品或发酵制品的酿造原料中添加所述药曲进行发酵后制备得到。

46、在本发明的一种实施方式中，所述发酵饮品为发酵酒精饮料或发酵醋。

47、在本发明的一种实施方式中，所述发酵酒精饮料包括不限于黄酒、甜酒酿、米酒、清酒、果酒、保健酒、啤酒、白酒。

48、在本发明的一种实施方式中，所述发酵醋包括不限于果醋、食醋。

49、在本发明的一种实施方式中，所述发酵制品为发酵食品。

50、有益效果

51、1、采用本发明的技术方案，制备得到的新型玫瑰糖多孢菌药曲，是对普通生麦曲的一种功能微生物强化，具有比普通生麦曲更高的糖化力和液化力。本发明工艺是对传统制曲工艺的一种创新，改变工厂熟麦曲和生麦曲搭配使用传统机械化生产黄酒的工艺，完全用强化药曲生产黄酒，可使手工黄酒生产用曲量从16-17％减少到12-13％，并且理化指标满足黄酒的国标要求。由于麦曲用量的减少，所酿黄酒的风味及外观得到改善和提高，色泽黄亮透明，风味优雅细腻，节约酿酒生产成本，提高企业经济效益。

52、2、本发明采用单因素试验和响应面试验对新型玫瑰糖多孢菌接种药曲的制曲工艺进行了优化，确定了最佳的制曲工艺参数，在减少制曲时间的同时，制备出酶活高、品质好的糖多孢菌药曲，用来满足曲法酿造食品的用曲需求。采用本发明的方法，优化后的工艺制备的药曲糖化力为1801.41±62.15u/g，较优化之前(1119.53±58.38u/g)提高了61％，液化力优化之后为1.67±0.06u/g，较优化之前(1.39±0.01u/g)提高了20％。

53、3、本发明将生麦曲传统发酵工艺与现代生物技术有机结合形成的自升温发酵方法，利用微生物代谢产生的生物热去维持发酵的进行，明显降低能耗，减少碳排放；由于发酵温度较高，可以抑制杂菌的生长，同时减少了后续药曲干燥的时间，因此也缩短了药曲的整个发酵时间，提高了药曲的生产效率。

54、4、本发明所涉及到的自升温发酵系统十分简便，有利于进行生产整合与工业实现，其作用机制是在模拟的适宜发酵环境中进行自动化生产，进而达到提高生产效率的作用；同时利用曲房中的温度湿度控制装置来制曲，可以有效避免接种麦曲生产中的季节依赖性问题，新型(散)药曲可以现制现用，从而大大利用贮曲场地，同时减少贮曲的损失。

55、5、本发明工艺添加了多种中草药，将本发明工艺所述药曲应用于酿造黄酒，可在成品酒中检测出优葛缕酮、依兰油烯、异龙脑、胡薄荷酮、丁子香酚等多种活性成分，赋予黄酒独特的风味以及保健功能。

56、6、本发明所生产的新型强化药曲，不仅可以应用到黄酒，还可以应用到用于米酒、药酒、白酒等曲法酿造食品的生产中，具有广泛的应用前景。