（发酵工程专业论文）保健米酒酿造及利用米酒糟培养泰山赤芝的研究.pdf

摘要 摘要 低度、营养、淡爽、保健和安全是2 l 世纪保健酒发展的大方向。本实验以米酒为 酒基，通过添加药食同源的黄精和泰山赤芝，研制出具有补中益气、增强机体免疫力的 低度保健米酒。 本实验针对市售米酒产品质量不稳定、口感差的缺点，首先筛选出具有较优糖化 力和发酵性能的酒曲，通过单因素实验优化确定了米酒酿造的加水比、加曲量、糖化温 度、发酵温度和发酵时间，结果为：加曲量l ，糖化温度2 6 ，糖化时间2 d ，加水比 1 ：l ，发酵温度2 6 。c ，发酵时间3 d ，得到的米酒酒度为1 1 0 ( v v ) 左右，消除了米酒中 的苦涩味。 米酒糟作为米酒生产过程的主要副产物，大部分被用作饲料，附加值不高。本实 验通过测定得出干酒糟中蛋白质含量为5 1 6 7 ，淀粉含量为1 8 1 1 ，可作为泰山赤芝 液体培养的氮源。因此以米酒糟为主要氮源，选择合适的碳源，采用液体发酵法培养泰 山赤芝，以菌丝体干重、胞外多糖、胞内多糖的产量为指标，通过单因素实验和正交实 验确定利用米酒糟培养泰山赤芝的最佳培养基为：湿酒糟( 含水量7 0 ) 5 ，k h 2 p 0 4 o 1 ，蔗糖5 ，p h 自然。最佳培养条件为：培养温度为2 6 ，发酵时间5 d ，接种量 1 0 。在优化条件下泰山赤芝的菌丝体干重可达1 7 0 4 9 l ，胞外多糖产量可达2 9 6 9 l ， 胞内多糖占菌丝体干重的2 3 2 4 。 本实验根据糯米、黄精、泰山赤芝在保健方面的增效或互补及其与米酒中微生物 的作用，生产低度功能性保健米酒。首先用共酵法生产黄精米酒，确定黄精加入量为5 9 黄精1 0 0 9 米，加入时间为糖化2 d 后，即冲缸时。然后通过正交实验确定了保健米酒的 调配方法，即将泰山赤芝浸提液加入到黄精米酒中以增强其保健功能，其加入量为1 5 ； 用柠檬酸调节酒的酸度，其加入量为0 4 ；用木糖醇调节酒的口感，其加入量为4 。 得到的保健米酒，酒精度9 0 1 0 0 ( v v ) ，总酸7 0 8 0 9 l ，还原糖4 0 0 - - 6 0 0 9 l ，总糖 1 1 0 0 1 3 0 o gr e ，氨基酸氮5 0 0 0 - - 6 0 0 0 m g l ，泰山赤芝多糖含量4 3 6 5 m g l 。 本实验利用米酒糟培养泰山赤芝，具有泰山赤芝多糖得率高、培养成本低的优点， 将泰山赤芝用于保健米酒的生产，不仅提高了米酒糟的附加值，而且增强了米酒的营养 价值，实现了保健米酒的清洁生产工艺。 关键词：低度保健米酒；米酒糟；泰山赤芝；液体培养；黄精 a b s t r a c t a b s t r a c t l o w a l c o h o l ，n u t r i t i v e ，l i g h t ，h e a l t ha n ds a f e t ya r et h em a i nd e v e l o p m e n to r i e n t a t i o no f t h eh e a l t hr i c ew i n ei nt h e21s tc e n t u r y b o t hr h i z o m ap o l y g o n t ia n dg a n o d e r m al u c i d ma r e h e r b so r i g i n a t e df r o mf o o d i nt h i sp a p e r , t h e yw e r ea d d e dt ot h er i c ew i n e ，a i m i n ga t d e v e l o p l i n gah e a l t hr i c ew i n e ，w h i c hh a st h ef u n c t i o no fs u p p l e m e n tt h ec e n t e ra n db o o s tq i a n ds t r e n g t h e nt h ei m m u n es y s t e m i no r d e rt oi m p r o v et h ef l a v o ro ft h er i c ew i n ea n dm a k et h eq u a l i t yo fd i f f e r e n ti o b s s t a b l e t h es a c c h a r i f i c a t i o nf e r m e n t s 讯t h1 1 i g hs a c c h a r i l y i n gp o w e ra n ds u i t a b l ef e r m e n t a t i o n a b i l i t yw a ss e l e c t e d a n dt h e nt h es a c c h a r i f i c a t i o nt e m p e r a t u r e ，s a c c h a r i f i c a t i o nf e r m e n t s c o n t e n t ，r i c e w a t e rr a t i o ，f e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r ea n dt i m ew e r es t u d i e dt h r o u g hs i n g l ef a c t o r e x p e r i m e n t s ak i n do fr i c ew i n ew i t hg o o df e e l sa n d1 1 0 ( v v ) a l c o h o lc o n t e n tw a s o b t a i n e du n d e rt h e f o l l o w i n gc o n d i t i o n s ：s a c e h a r i f i c a t i o nf e r m e n t s c o n t e n t1 s a c c h a r i f i c a t i o nt e m p e r a t u r e2 6 c ，r i c e w a t e rr a t i ol ：1 ，f e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r e2 6 c ， f e r m e n t a t i o nt i m e2 d l e e si st h es t a p l eb y p r o d u c to fr i c ew i n ef a c t o r i e s a tp r e s e n t ，r i c ew i n el e e si sm a i n l y u s e da sf e e ds t u f ff o rl i v es t o c k ，w h i c hr e s t r i c t st oi n c r e a s et h ep r o f i t so ff i c ew i n ef a c t o r i e s i n t h i sp a p e r , p r o t e i na n ds t a r c hc o n t e n t so fr i c ew i n el e e sw e r ed e t e r m i n e d t h e yw e r e51 6 7 ， 18 11 ，r e s p e c t i v e l y o nt h i sg r o u n 也t h ec u l t u r ec o n d i t i o n so fg a n o d e r m al u c i d u mu s i n gr i c e w i n el e e sa n ds u i t a b l ec a r b o ns o u r c eb yl i q u i df e r m e n t a t i o nw a si n v e s t i g a t e d a c c o r d i n gt o t h ed r yw e i g h to fm y c e l i u m ，t h ey i e l do fe x t r a c e l l u l a ra n de n d o c e l l u l a rp o l y s a c c h a r i d e ，t h e o p t i m a lc u l t u r ec o n d i t i o n sw e r eo b t a i n e dt h r o u g hs i n g l ef a c t o ra n do r t h o g o n a le x p e r i m e n t s t h eo p t i m a lm e d i u mi s ：r i c ew i n el e e s ( 7 0 w a t e rc o n t e n t ) 5 ，k h 2 p 0 40 1 ，s u c r o s e5 ， p hn a t u r a l 1 1 1 eo p t i m a lc u l t u r ec o n d i t i o n sa r ea sf o l l o w s ：f e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r e2 6 c ， f e r m e n t a t i o nt i m e5 d ，i n o c u l a t i o nr a t e10 u n d e rt h eo p t i m a lc o n d i t i o n s ，t h ed r yw e i g h to f m y c e l i u mw a sa b o u t17 0 4 e e l ，t h ec o n t e n to fe x t r a c e l l u l a rp o l y s a c c h a r i d ew a sr a i s e dt o 2 9 6 9 l ，a n dt h ee n d o c e l l u l a rp o l y s a c c h a r i d ei nt h ed r yw e i g h to fm y c e l i u mw a su pt o 2 3 2 4 o nt h eb a s i so fs y n e r g i s ma n df u n c t i o n a lc o m p l e m e n to fr i c e ，r h i z o m ap o l y g o n t ia n d g a n o d e r m al u c i d m ，a n dt h e i ra c t i o no nt h em i c r o b e si nt h es a c c h a r i f l c a t i o nf e r m e n t st h e p r o d u c t i o np r o c e s so ft h eh e a l t hr i c ew i n ew a so b t a i n e dt h o u g ho r t h o g o n a le x p e r i m e n t s f i r s t ， 5 9r h i z o m ap o l y g o n t ip e r 10 0 9r i c ew a sa d d e dt ot h er i c ew i n ea f t e r2 do ft h e s a c c h a r i f i e a t i o n , a n dt h e n15 e x t r a c tl i q u o re x t r a c t e df r o mg a n o d e r m al u c i d mf e r m e n t a t i o n b r o t hw a sa d d e da tt h ee n do ft h ef e r m e n t a t i o n s u b s e q u e n t l y , 4 x y l i t o la n d0 6 c i t r i ca c i d w e r ea d d e dt oi m p r o v et h ef l a v o r t h ep r o d u c t a n di t sa l c o h o lc o n t e n ti s9 0 1o o ( v v ) ， 4 0 0 - - 6 0 0 9 l ，t o t a ls u g a ri s110 0 - 13 0 0 9 l ， p o l y s a c c h a r i d ei s 4 3 6 5m g l i sp u r e ，m i l d ，a n df u l lo fa b u n d a n tn u t r i m e n t s t o t a la c i di s7 0 8 0 9 l ，r e d u c i n gs u g a ri s a m i n oa c i dn i t r o g e ni s5 0 0 0 - - 6 0 0 o m g l ， c o m p a r e dw i t ho t h e rc u l t u r em e t h o d s u s i n gt h er i c ew i n el e e st oc u l t u r eg a n o d e r m a l u c i d mc a ng e th i g h e ry i e l do fe x t r a c e l l u l a ra n de n d o c e l l u l a rp o l y s a c c h a r i d e ，a n dr e d u c et h e c o s to ft h ec u l t u r e n o to n l yi t se c o n o m i ca n ds o c i a le f f i c i e n c yh a v eb e e ni m p r o v e d ，b u ta l s o i i i a b s t r a e t m a k i n gt h er i c ew i n em o r en u t r i t i v eb ya d d i n gg a n o d e r m al u c i d me x t r a c tl i q u o rt ot h er i c e w i n e k e y w o r d s ：l o w - a l c o h o lh e a l t hr i c ew i n e ；r i c ew i n el e e s ；g a n o d e r m al u c i d u m ；l i q u i d f e r m e n t a t i o n ；r h i z o m ap o l y g o n t i i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、；1 2 编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：圣 j 痧硷导师签名： 日 期： 油。轴：! 坐 第一章绪论 第一章绪论 1 1 立题背景及意义 1 1 1 米酒简介 米酒是以糯米为原料，酒药( 小曲) 为糖化发酵剂酿造而成的一种传统家酿酒，是我 国古老黄酒类的一个分支。晋代酒诰载：“酒之所兴，肇自上皇，或云仪狄，一日 杜康。有饭不尽，委余空桑，郁积成味，久蓄气芳，本出于此，不由奇方。 由此可见 米酒是酒的最初起源。同时它也是世界三大古酒之一，其历史可追溯到龙山文化时期( 公 元前4 0 0 0 年) 。米酒属低酒度发酵酒，酒精含量在5 1 4 ( v v ) 之间，酒体呈乳白色或淡 黄色，米香浓郁，口感醇和，酒性柔顺，酒体丰满，酒味醇厚，作为中华民族的特有酒 种，体现了华夏民族的内在敦厚，寓刚予柔的文化精神。 现代营养学认为米酒的营养价值在于酒液中除水和乙醇外，还含有糖分、有机酸、 蛋白质、氨基酸、维生素和矿物质等营养物质【2 】。糖分是由大米中的淀粉分解产生的， 主要有葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖和异麦芽糖；有机酸主要有乳酸、乙酸、柠檬酸等， 大部分有机酸是大米淀粉在发酵过程中由根霉发酵产生的，对于提高米酒的口味以及刺 激消化液的分泌有很重要的作用；大米中的大部分蛋白质是不溶于水的，发酵过程中蛋 白质被分解成溶于水的游离氨基酸和多肽类物质；维生素和矿物质大部分是大米本身含 有的，主要是它们的结合形式发生了变化，根霉在发酵时产生的维生素主要有v b ，v e 。 适量饮用米酒，有助于血液循环，促进新陈代谢，并能补血养颜，舒筋活血，健身强心， 延年益寿l j l 。 1 1 2 保健酒国内外现状 保健酒是指适用于特定人群饮用，具有调节机体功能，不以治疗为目的，而以保健、 养生、健体为目的，同时满足消费者的饮酒嗜好的饮料酒。随着我国经济持续健康的发 展和生活水平的不断提高，人们的保健意识日益增强，保健酒也理所当然的受到越来越 多的关注。经过数年的发展，它已成为继白酒、葡萄酒和啤酒之后酒业市场的第四大势 力。但在其生产过程中仍存在以下问题： 目前国内生产的保健酒多为配制酒，对原料的利用多以间歇式浸提工艺为主【4 1 。如 保健酒行业已打造出的劲酒、椰岛鹿龟酒、致中和、张裕三鞭酒、茅台不老酒、龙虎酒 等知名品牌，均是在白酒中加入多种中药材经浸提法或配制法制成，其酒度较高。对于 某些原料，利用发酵法生产保健酒可提高有效成分在酒中的含量，许建农1 5 j 用发酵法生 产黄精酒，将黄精汁、渣或适量拌水的黄精粉置于甑中蒸熟后，摊凉在3 5 以下时下曲 发酵，蒸馏发酵醪得到醇香可口、且有黄精特有香气的蒸酒，酒度也较高。 我国许多研究者通过在米酒中加入各类药食同源的原料( 如枸杞、红枣、人参、各 种食用真菌、动植物药材等) 生产低度保健米酒。杜琨等【6 】在低度红枣米酒的研制中 采用酿制法将红枣和米曲加入到冷却为3 0 3 2 的米饭中，拌匀，进行糖化发酵。如 冯林等【7 】在低度枸杞米酒的研制中采用米酒与果酒相结合的生产工艺，在发酵开始 江南大学硕士学位论文 3 6 - - 4 8 h 后，窝内有少量酒液时加入枸杞浆，拌匀后进行发酵。但目前国内低度功能性保 健酒的开发和研究尚处于初始阶段，就其质量、产量、品牌而言，尚未形成一定的规范 和规模引。 据报道，日本自2 0 世纪6 0 年代起就开始开发低度清酒，到1 9 8 0 年，已有1 0 0 多 家工厂采用多种方法制造酒精体积分数为1 2 ( v v ) 左右的低度清酒【9 l 。因此，我国要加 快低度保健酒研究的步伐，以满足消费者的需求。 1 1 3 保健酒及米酒生产中存在的问题 目前国内保健酒多以配制法生产，其生产工艺单一，且酒度较高。由于保健酒必须 长期饮用才能起到相应的保健作用，若酒度高，长此以往就有可能对饮用者的身体健康 造成损害。因此，保健酒的酒精度应适当偏低为好【4 】。因此，我们考虑到用米酒做酒基 生产保健酒，但米酒产品及其生产中存在以下问题，影响了保健米酒的发展。 1 米酒产品口感差，且质量不稳定，这一方面是由酒曲质量不稳定引起的。用曲酿 酒是中国酿造酒的特色，目前可用于米酒生产的曲有民间曲、纯种根霉曲和现代专业化 生产的曲三类【l 】。民间曲中微生物种类繁杂、曲种质量也不稳定，用此种曲发酵时易产 生不良滋味；纯种根霉曲是单一菌种，发酵时糖化力强，发酵力较弱，不能满足米酒生 产时边糖化边发酵的要求。用上述两种曲生产的米酒质量不稳定，口感较差。现代专业 化工厂生产的酒曲质量稳定可靠，有优良的糖化力和合适的发酵力。因此，本实验从几 种现代专业化生产的酒曲中选取一种具有优良的糖化力和合适的发酵力的酒曲做糖化 发酵剂，使发酵酒的酒度在l o ( v v ) 以上，以确保产品质量稳定并延长货架期。 2 米酒生产的具体工艺条件研究不足，产品苦味较重。虽然米酒的生产工艺已存在 数千年之久，但长期以来，其生产主要是靠经验，没有具体的工艺参数标准。这也是米 酒质量不稳定的一个原因。 当前人们对饮食的要求不仅仅是营养和保健，而且还要有优良的口感和风味。苦味 物质阈值较低，超过一定含量后就会给酒的口感带来负面影响。有资料【io 】表明酒中的苦 味物质是酒精发酵时酵母代谢的产物。蒋世云【l l 】等人的研究结果也证明酵母的酒精发酵 可引起米甜酒变苦。米酒中苦味物质的主要来源为高级醇、氨基酸和多肽类物质。高级 醇对酒起到很好的增香作用，但也是米酒苦味的主要来源，其总量较大，品种也多，异 戊醇微苦，正丁醇稍苦，正丙醇较苦，异丁醇极苦【1 2 】。高级醇产量增多主要是由发酵温 度过高、酵母生长繁殖及发酵产酒精过程中营养不均衡造成的，同时加水比过小也会造 成酒中高级醇的含量上升。多肽大部分具有苦味，是由蛋白质分解产生的。氨基酸中甘 氨酸和丙氨酸为甜味物质，谷氨酸和精氨酸无苦味，其他氨基酸都有苦味。由此可见， 米酒的苦味主要是由于发酵工艺不合理，造成苦味物质增多引起的。 3 另外，米酒糟附加值低也影响了米酒厂经济效益的提高。米酒糟是米酒生产过程 的主要副产物，酒糟中含有丰富的蛋白质、淀粉、及各种氨基酸、酵母及各种酶类。普 通米酒的出糟率2 0 - - 3 0 1 1 3 j ，我国有5 0 0 多家黄酒企业，每年产生大量的酒糟。目前 关于米酒糟综合利用方面的研究较少，研究内容大多为开发饲料和肥料、制造醋和酱油 等，且实现工业化的较少。其中大部分酒糟被用作饲料，附加值不高，不仅造成了资源 2 第一章绪论 浪费，而且酒糟存放时间过长也对周边环境造成了一定程度的污染，其经济效益和社会 效益仍然处于较低水平。 因此，本实验从筛选酒曲入手，对发酵工艺中各个关键点进行深入研究，以确保米 酒产品质量优良、稳定。同时对米酒糟综合利用的方式进行了研究。 1 1 4 保健酒前景分析及发展趋势 有资料显示，国际上保健酒的消费量占酒类消费总量的比重为2 ，而在中国，这 一比例还不到0 5 。中国酿酒工业协会理事长王延才说，目前保健酒市场异军突起， 正以每年3 0 的增长率高速发展，到2 0 1 0 年保健酒市场容量将达到1 3 0 亿元以上，因 此其市场潜力是非常大的1 1 4 j 。 目前，国际酒类消费的趋势是低度、营养、保健、淡爽、安全【1 2 】，近几年来的创新 产品，如“和酒”、低度淡爽状元红、功能性低聚糖“精雕酒 及“上海老酒 等低度 米酒的实践证明，低度功能性米酒已成为当前保健酒发展的新趋势，具有广泛的发展前 景。此外，针对市场和消费者需求添加合适的功能性因子是今后保健酒的发展方向。因 此，本实验以糯米、黄精、泰山赤芝为原料，生产以补中益气、增强机体免疫力为主的 保健米酒。 1 1 5 米酒糟的综合利用 鉴于米酒糟营养丰富及其利用现状，有必要对其进行综合利用。泰山赤芝 ( g a n o d e r m al u c i d u m ) 是我国传统的名贵中药，含人体必需的多种生理活性物质，而泰山 赤芝多糖作为其最主要的有效成分，其获得途径有两种，一种是从子实体中提取，一种 是从发酵产物中获取。液体深层发酵与子实体的栽培相比具有明显的优势，人工栽培子 实体费力耗时长( 一般需要2 3 个月的时间) 、成本高、易受环境因素的制约、功效成分 提取效率低，而且子实体的来源也十分有限。液体发酵法生产泰山赤芝活性物质己成为 国内外研究的热点，其发酵时间短，通常为1 周左右，省时省力，可以大规模的工业化 生产，产品质量稳定【15 1 。因此采用液体发酵法生产泰山赤芝多糖优于从子实体中提取。 通过姚良同等人【l6 j 的研究结果可以看出，液体发酵泰山赤芝可以产生较多的胞内多 糖，其产量为1 1 7 7 ，分别是子实体和孢子粉的2 5 和2 2 倍。王明珠等1 1 7 j 采用液体发 酵法，在2 5 l 发酵罐上得到泰山赤芝胞外多糖的最高产量达到2 9 1 9 l 。 在液态培养时，各种理化因素都会对泰山赤芝菌丝体生长及生物活性物质的生产有 影响，可以通过培养基筛选及培养条件的控制达到高产泰山赤芝活性物质的目的。本研 究利用米酒糟培养泰山赤芝，研究高产泰山赤芝多糖的培养条件，然后将泰山赤芝用于 保健米酒的生产，从而提高了米酒营养价值，也加快了米酒生产向零污染趋势前进的步 伐，而且还提高了米酒糟的附加值。 1 1 6 糯米、黄精、泰山赤芝的保健作用 糯米( g l u t i n o u sr i c e ) 又名江米、元米，糯米淀粉以支链淀粉为主，占9 8 , - - 9 9 ，黏 性好，在蒸煮时容易达到熟透而不糊的要求；易糖化与发酵速度快；残酒糟少，出酒率 江南大学硕士学位论文 高；酒中残留的糊精和低聚糖多，酒味醇厚【1 8 】。名医别录、千金食治、粥谱等 典籍中明确记载着糯米不仅是粮食作物，也是一种相当重要的药用植物【1 9 】，其味甘性温， 有补中益气、补肺气、养胃津的功效。 黄精( r h i z o m ap o l y g o n t i ) 是百合科( 1 i l i a c e a e ) 黄精属( p o l y g o n a t u m ) 多种植物的干燥 根茎，别名仙人余粮、老虎姜、鸡头参等。本草纲目云：“黄精为服食要药，故别录 列于草部之首，仙家以为芝草之类，以其得坤土之精粹，故为之黄精”。据名医别录 记载：黄精“味甘，平，无毒。主补中益气，除风湿，安五脏，久服轻身延年不饥 。 又据神仙芝草经记载：“黄精宽中益气，使五脏调良，肌肉充盛，骨髓坚强，其力 倍增，多年不老，颜色鲜明，发白更黑，齿落更生”。近年来，已从黄精植物中分离得 到的化学成分有生物耐2 0 1 、黄酮、醌类、木脂素、多糖【2 、甾体皂苷阎及微量元素等， 能增强免疫功能，抗衰老、降血压和血脂、抗菌抗病毒】。同时，黄精含有多种氨基酸， 其中人体必需氨基酸有6 种，游离氨基酸总量为2 5 6 6 7 i t g g ，总氨基酸为1 6 2 6 6 7 1 乩g g 。 另外，黄精含有多种微量元素中至少有人体必需的微量元素8 种，其中镁的含量高达 7 5 4 0 m g k g 【2 4 l 。黄精多糖( p o h y g o n a t u ms i b i r i c m up o l y x a c c h a r i d e s ，p s p ) 作为黄精的主 要活性成分，其含量为1 1 7 7 【2 5 1 ，也是黄精水提物的主要成分，由葡萄糖、甘露糖和 半乳糖醛酸等组成，具有降血脂、降血糖、增强记忆、抗病毒和增强机体免疫力等药理 作用【2 6 2 7 1 。 灵芝( g a n o d e r m al u c i d u m ) 是我国最著名的高等药用真菌，作为药物已有2 0 0 0 多年 的历史，早在我国东汉时期的第一部中草药文集神农本草经中已将其收录，并列为 上品。在明朝李时珍的本草纲目中对灵芝的记载为：“其性味苦，平，无毒，益心 气，入心充血，助心充脉，安神，益肺气，补中，增智慧，好颜色，利关节，坚筋骨， 祛痰，健胃，活血”。而泰山赤芝是灵芝的一种，其主要活性成分有多糖类、三萜类【2 引、 核苷类、甾醇类、生物碱类、呋喃衍生物、氨基酸多肽类、微量元素、脂肪酸等物质【2 9 1 。 而赤芝多糖作为其最主要的有效成分，具有免疫调节功能【3 0 3 2 】和明显的抗癌、抗衰老活 性及降血糖、降血脂的作用1 3 3 1 。 为此，本研究立意于人们对保健酒的消费需求及消费趋势，根据糯米、黄精、泰山 赤芝在保健方面的增效或互补，生产低度功能性保健米酒。 1 2 本课题研究途径及任务 1 2 1 酒曲的筛选及米酒酿造条件的研究 针对我国市售米酒品质不稳定、口感差等缺点，首先分析几种工业化生产的酒曲的 糖化力及微生物种类、发酵酒的指标，选出具有较优糖化力和发酵力的酒曲。 而后，研究米酒酿造的加水比、加曲量、糖化温度、发酵温度、发酵时间等因素， 从而确定米酒生产的最佳条件。 1 2 2 利用米酒糟培养泰山赤芝 以米酒糟为主要原料，选择合适的碳源，采用液体发酵法培养泰山赤芝，以菌丝体 4 第章绪论 干重、胞外多糖、胞内多糖的产量为指标， 培养条件。从而实现了米酒糟的综合利用， 1 2 3 保健米酒的酿造与调配 通过单因素试验和正交试验确定泰山赤芝的 提高其附加值。 糯米洗米斗浸米蒸饭、淋冷疲k 压榨 上 黄精、泰山赤芝打难8 5 浸提2 5 啼浓缩浸工液l v 清 懈 一 一 一 一 第二章材料与方法 第二章材料与方法 2 1 实验材料 2 1 1 米酒曲 酒曲i 、酒曲i i 、酒曲i i i 均为市售。 2 1 2 供试菌种 泰山赤芝( 由酶工程与技术实验室保存) 。 2 1 3 实验原材料 糯米、黄精、马铃薯( 市售) ；米酒糟( 由自制米酒产生) 。 2 1 4 培养基 麦汁培养基：1 0 0 麦汁，琼脂2 。 斜面培养基：马铃薯( 去皮) 2 0 ，蔗糖2 ，k h 2 p 0 40 1 ，酵母粉o 5 ，琼脂2 。 种子培养基：湿酒糟( 含水量7 0 ) 5 ，k h 2 p 0 40 1 ，蔗糖3 ，p h 自然。 基础培养基：湿酒糟( 含水量7 0 ) 5 ，k h 2 p 0 4o 1 ，p h 自然。 最佳碳源筛选培养基：在基础培养基中分别添加3 7 的蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄 糖、玉米粉。 2 1 5 实验试剂 苯酚 a r 国药集团化学试剂有限公司 硫酸 a r 国药集团化学试剂有限公司 硫酸铜 a r 国药集团化学试剂有限公司 氢氧化钠 a r 国药集团化学试剂有限公司 酒石酸钾钠 a r 国药集团化学试剂有限公司 亚铁氰化钾 a r 国药集团化学试剂有限公司 甲醛 a r 国药集团化学试剂有限公司 异丁醇 a r 国药集团化学试剂有限公司 异戊醇 a r 国药集团化学试剂有限公司 葡萄糖 a r 国药集团化学试剂有限公司 蔗糖 a r 国药集团化学试剂有限公司 麦芽糖 a r 国药集团化学试剂有限公司 乳糖 a r 国药集团化学试剂有限公司 乙醇 a r 国药集团化学试剂有限公司 酵母粉 a r 国药集团化学试剂有限公司 琼脂 a r 国药集团化学试剂有限公司 7 江南犬学颈圭学位论文 磷酸氢二钾 盐酸间苯二胺 对二学氨基苯甲醛 玉米粉 木糖醇 1 0 0m g r 蛆高级醇标准溶液 无醛乙醇 0 1 n n a o h 溶液 o 1 标准葡萄糖溶液 费林试剂 1 0 0 麦芽汁 2 1 6 实验设备 格力电饭锅 h t 3 0 3 1 a 型电热恒温培养箱 7 2 1 分光光度计 酒精计 手持耱量计 调温电热器 冷藏柜 显徽镜 p h 2 1 l s p x 。2 5 0 b z 型生化培养箱 电热式压力蒸汽消毒器 超净工作台 t g l 1 6 c 台式离心机 分析天平 m 筠0 0 型电子天平 电子天平 h y g a 全温摇瓶柜 1 0 1 a 1 型电热鼓风干燥箱 s h z - d ( h i ) 循环永式真空泵 安捷伦液相色谱仪 2 2 实验方法 2 2 1 米酒酿造方法 a r a r a r 囡药集团化学试剂有限公司 囡药集团化学试剂有限公司 豳药集团化学试剂有限公司 市售 市售 自制 露制 自制 自制 翻制 自制 珠海格力电器股份有限公司 上海更发制业设备有限公司 上海精密科学仪器有限公司 浙江余姚市黄家埠玻璃仪器厂 泉州万达实验仪器设备 通州市申通电热器厂 青岛海尔电冰柜有限公司 麦迪森公司 m i c r o p r o c e s s o rp hm e t e r 上海博迅实业有限公司医疗设备厂 无锡第二医疗器械厂 苏州空气净化设备厂 上海安亭科学仪器厂 m e t t l e r 公司 上海耩密仪器厂 上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂 太仓市实验设备厂 上海实验仪器厂有限公司 巩义市英峪子华仪器厂 美国a g i l e n t 公司 2 2 1 1 米酒酿造工艺流程如下： 米酒发酵是一个半糖化半发酵的过程，但发酵前期主要是根酶生长并产酶将米中淀 8 第二章材料与方法 粉转变为可发酵性糖的阶段；发酵后期主要是酵母繁殖及将可发酵性糖进一步转变为酒 精的阶段，因此本实验将发酵前期称为糖化过程，发酵后期称为发酵过程。 加曲水 糯米洗米_ 幔米一蒸饭_ 淋冷啼糖化发酵压榨 jr 成品+ 一灭菌卜澄清 2 2 1 2 米酒酿造工艺操作要点 1 洗米：在大米中还附着一定数量的糠秕、米粞和尘土及其他杂物。为了提高品质 及回收糠秕、米粞，避免因浸渍而流失，需进行洗米，洗到淋出的水无白浊为度。 2 浸米：浸米的目的是使米粒中的淀粉吸水膨润，淀粉颗粒间也得以疏松，为蒸煮 时淀粉糊化创造条件。浸米程度一般要求米粒保持完整，用手指捏米粒呈粉状为度，如 果米浸得过度而变成粉末，就会造成米粒中的成分大量流失。如果米浸不透，蒸煮时出 现生粒心子，则酿酒时容易发生酸败。浸米时间与温度的关系【3 4 】如表2 1 。 9 2 1 浸米时问与温度的关系 t a b 2 1r i c es t e e p i n gt i m ed u r i n gd i f f e r e n tt e m p r e t u r e 气温e 浸米时间t h 2 0 左右 7 1 5 7 以下 1 6 2 0 2 4 2 8 4 0 4 4 另外，浸米时应先放水再放米并拌匀。否则容易拌不匀，使上下层米吸水不均匀， 影响蒸饭。由于米会吸水膨胀，水位要高出米层一定距离，以防杂菌滋长【3 5 。 3 蒸饭：将浸泡后的糯米用清水冲去米浆后进行蒸煮。蒸煮要求达到饭粒外硬内软， 透而不烂，熟而不黏，以便使根霉繁殖有充分的氧气供应。若蒸煮过度，米易结团，拌 料时与米酒曲混合不均匀，不利于糖化和发酵；若蒸煮不够，最易导致糖化不完全，使 成品酒的酒度降低或酸度增加，则酒易酸败。一般糯米上蒸桶至透气时间2 6 2 7 m i n ， 闷盖时间为5 - 6 m i n t 如j 。 4 淋米：将蒸煮后的米饭用冷的凉开水淋冷，用水量为原料米质量的两倍左右，一 方面使米饭降温，另一方面增加米饭的含水量和使热饭表面光滑，颗粒间能分离和通气， 有利于拌曲和搭窝【3 6 】。 5 加曲：加酒曲时饭温应控制在3 0 左右，以利于糖化菌的繁殖，同时不会导致酒 曲中的微生物被烫死。加曲量一般为原料米质量的o 5 1 3 6 】。此外，加曲后应进行 搭窝，其目的是增加米与空气的接触面，以利于根霉的生长繁殖及产酶。 6 糖化：在2 8 。c 左右糖化，根据鲁永强等人p j 的研究发现，糖化时间在5 0 h 左右时， 9 江南大学硕士学位论文 糖化酶活力最高，之后霉菌的生长进入了衰亡期，糖化酶活力也逐渐下降。为操作方便， 糖化时间控制在4 8 h ，即2 d 。 7 发酵：在糖化好的米中加入原料米质量的1 5 倍的凉开水，在低于2 8 下发酵4 d 。 8 压榨：目的是使酒液与糖粕分离。 9 灭菌：将酒煮沸杀菌，以利于久藏。酒熟程度可以观察酒的泡沫动态：大泡沫翻 起，白沫退去，酒色光亮，酒己成熟。考虑到乙醇的沸点为7 8 ，故将温度设在7 5 7 7 之间。 2 2 2 米酒酿造条件的研究 按照2 2 1 中米酒酿造的方法，通过单因素实验，以酒度、总糖、总酸、氨基酸态 氮、口感等为指标，确定米酒酿造的加水比、加曲量、糖化温度、发酵温度、发酵时间 等工艺条件。 2 2 3 菌种活化 从斜面母种上挑取小块菌丝块接种到斜面培养基中部，于2 8 恒温培养箱中培养 7 d 。 2 2 4 种子液的制备 将活化后的斜面菌种取0 5 c m 2 左右大小的菌丝块接种到2 5 0 m l 的三角瓶中，装液 量1 0 0 m l 2 5 0 m l ，于旋转式摇床振荡培养7 d 。培养温度2 80 c ，摇床转速16 0 r m i n 。 2 2 5 泰山赤芝发酵条件的确定 以菌丝体干重、胞内多糖、胞外多糖为指标，通过单因素试验和正交试验确定泰山 赤芝发酵的碳源加入量、发酵温度、发酵时间、接种量。 2 2 6 保健米酒的酿造 首先确定黄精米酒的酿造工艺，其次确定黄精、泰山赤芝的加入工艺。然后用柠檬 酸、木糖醇调配以改善保健米酒的口感。 2 3 实验指标分析与测定方法 2 3 1 酒曲的分析方法 2 3 1 1 酒曲中微生物的分析 将少量麦曲接种到1 0 0 麦汁平板上，于2 8 c 恒温培养箱中培养2 3 d ，结合镜检结果 判断酒曲中的微生物种类。 2 3 1 2 酒曲糖化力的测定【3 7 l 水分的测定 用水分天平测定固体曲的水分，称取5 0 0 9 绝干曲。计算公式w = i 5 泵0 丽0 固体曲浸出汁的制备 根据测得的试样水分，计算相当于5 o o g 绝干固体曲的试样量，称取该量试样，置 1 0 第二章材料与方法 于2 5 0 m l 烧杯中。根据试样水分计算应加水量，将水温调至3 5 c ，加入烧杯中。再加 入1 0 0 m l 醋酸一醋酸钠缓冲液，使固体曲试样按绝干物质计为5 0 0 1 0 0 m l ，充分搅匀， 置烧杯于3 5 c 恒温水浴中6 0 m i n ，保温期间每隔1 5 m i n 搅拌一次。浸出液用脱脂棉或多 层纱布过滤。滤液应尽快测定，不宜冷藏。如在1 h 内无法测定，可将浸出液暂时置冰 箱中冷藏，测定时应升温至3 5 后使用。 糖化 吸取2 5 m l 2 可溶性淀粉溶液于5 0 m l 比色管或容量瓶中，置比色管或容量瓶于4 0 。c 恒温水浴中保温1 5 m i n ，加入5 0 0 m l 固体曲浸出液，立即混匀计时。于4 0 * ( 2 保温l h 后，迅速加入1 5m lo 1 nn a o h 终止酶反应，冷却至室温后，稀释至刻度。 测定 吸取5 m l 费林甲、乙液于1 5 0 m l 三角瓶中，加5 0 0 m l 制备好的糖化液，用标准 葡萄糖溶液滴至蓝色消失( 此时溶液呈浅黄色) 。 空白试验：将2 5 0 0 m l 可溶性淀粉溶液，先加1 5m l 0 1 nn a o h 溶液，再加5 0 0 m l 试样浸出液，然后如前述糖化操作制成空白试液，吸取此空白液5 0 0 m l 按试样同样操 作测定还原糖。 计算 糖化力= i i ：( v - i 三。要- 瓣v ) x c 1 。w s 儡) x ( 击) 式中v o 一空白试验中葡萄糖标准溶液用量，m l v 一试样测定葡萄糖标准溶液用量，m l c 一葡萄糖标准溶液的浓度，g m l w s 一以绝干物质计的取样量，g 2 3 1 3 酒曲发酵试验 按照2 2 1 中米酒酿造的工艺，分别加入安琪酒曲、苏州酒曲、贵州酒曲，在2 8 3 0 。c 下糖化3 6 - 4 8 h ，并按照1 ：1 5 的加水比加入无菌水，在2 8 。c 左右的温度下发酵至米粒下 沉为止。测定发酵酒的酒度、高级醇含量、总酸及氨基酸态氮含量。 2 3 1 4 发酵过程中酸度变化的分析 按照2 2 1 中米酒酿造的方法，在糖化结束后，每隔1 2 h 取样测定一下发酵液的酸 度。 2 3 2 米酒糟预处理方法 将米酒糟放入打浆机中粉碎3 0 s ，使米酒糟中的成分混合均匀。 2 3 3 米酒糟成分分析方法 米酒糟成分分析方法见表2 2 。 江南大学硕士学位论文 表2 - 2 米酒糟成分分析方法 t a b 2 2t h em e t h o d so fa n a l y z i n gc o m p o n e n to ft h er i c ew i n el e e s 项目分析方法 水分的测定 淀粉含量的测定 蛋白质含量的测定 烘干称重法 g b t5 0 0 9 9 2 0 0 3 凯氏定氮法 2 3 4 酒中各指标的测定 2 3 4 1 酒度、还原糖、总酸、氨基酸态氮、非糖固形物的测定【3 8 】 2 3 4 2 总糖的测定【3 9 l ：苯酚硫酸法。总糖标准曲线如图2 1 。 趔 米 登 重 o s 00 0 20 0 40 0 6 0 0 80 1 葡萄糖含量( g l ) 图2 1 总糖标准曲线 f i g 2 - 1t h es t a n d a r dc u r v eo ft o t a ls u g a r 2 3 4 3 高级醇的测定【3 7 l ：对二氨基苯甲醛比色法。 有色、有浸出物试样的制备 取1 0 0 m l 试样，装入5 0 0 m l 圆底烧瓶中，加5 0 m l 冷水，开始蒸馏。高级醇含量 超过6 m g 1 0 0 m l 的试样，应作适当稀释，使其浓度在2 0 5 0 m g 1 0 0 m l 之间。 标准曲线的制备 吸取高级醇标准溶液0 、l 、2 、3 、4 、5 、6 m l ( 相当于高级醇o 、1 o o 、2 0 0 、3 o o 、 4 0 0 、5 0 0 、6 0 0m e ) ，分别置于1 0 0