红曲霉在白酒产业中的应用现状及展望

周 靖

(贵州大学明德学院，贵州贵阳550025）

中国白酒是以富含淀粉质的谷物粮食作为原料，以大曲、小曲、麸曲及酒母等作为糖化发酵剂，采用固态、半固态或液态发酵、蒸馏、贮存、勾兑而成的含酒精的饮料，包括酱香、浓香、清香、米香、兼香等12种香型白酒，多达上千种香味成分，以醇类、酯类、酸类、羰基类化合物为主，是风味独特、生产工艺独有的蒸馏酒。

红曲霉是腐生真菌，它属真菌门、子囊菌纲，真子囊菌亚纲、曲霉目、曲霉科、红曲霉属[1]。由于红曲霉具有一定的糖化发酵力和较强的酯化力，用于白酒的发酵生产，可以适当提高出酒率及酯类化合物的生成量。同时在代谢过程中还产生多种对人体有益的次级代谢产物，能够增加酒的营养保健价值[2]，故被酿酒界所重视并加以研究。

1 红曲霉发酵条件及其代谢产物

1.1 红曲霉的发酵条件

红曲霉一般适应温度为15～42℃，最适温度为28～35℃，能耐55℃的高温，最适pH3.5～5.0，能耐pH2.0，最适酒精浓度为5%vol～7%vol，可耐酒精最高浓度达11.5%vol[3]。依据这些生理特性，红曲霉能够适应白酒发酵糟醅偏酸性、含酒精以及有一定的发酵温度等特殊环境。因此，在白酒生产过程中，红曲霉广泛存在于大曲、制曲作坊、酿酒醪液、糟醅中等，很多用于酿酒生产的红曲霉都是从大曲或糟醅中分离筛选出来的，然后再直接用于实际生产，利用红曲霉产生的酶类、功能性成分等次级代谢产物可提高白酒品质。

1.2 红曲霉的代谢产物

红曲霉在生长代谢过程中能够产生蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、果胶酶、麦芽糖酶等多种酶类物质[4]。这些酶类物质能够提高物料的利用率和糖化效率，有利于提高出酒率和酯类化合物等风味物质的生成量。另外，红曲霉在发酵过程中还能产生红曲色素、Monacolin K及其金属盐、GABA（γ-氨基丁酸）、麦角固醇等功能性成分[5-7]，这些成分对人体具有保健功能，将红曲霉应用于白酒发酵酿造过程中，能够使红曲霉代谢产生的多种初级和次级代谢物质进入白酒中，从而加强白酒的营养保健功能。

2 红曲霉在白酒产业中的应用现状

2.1 红曲霉应用于强化大曲

大曲在白酒生产过程中具有糖化发酵、生香和投粮等作用，其中的微生物及其代谢产物能够决定白酒产品酒体的风味特征，部分香气成分甚至能够直接成为酒体的风味成分，因此大曲被称作为“酒之骨”。在传统制曲生产过程中，添加纯种培养的红曲霉菌剂或红曲霉生产的粗酶制剂（红曲酯化酶），利用红曲霉的糖化发酵力和较强的酯化力，适当地强化大曲的糖化和酯化性能，同时还能增加红曲霉次级代谢产物的生成量，对丰富酒体和提高品质具有一定的作用。研究表明，红曲霉应用于浓香大曲中，可以明显提高浓香型白酒中己酸乙酯的生成量，其余酯类物质含量也有所增加；应用于清香大曲中，可以提高清香型白酒中乙酸乙酯的生成量，其余酯类物质含量也有所变化[8-10]。

2.2 红曲霉应用于黄浆水的处理

黄浆水是固态发酵法白酒生产发酵过程中的淋浆，是大曲酒生产过程中的必然产物，同时也是副产物，若直接排放将对环境造成严重污染。黄浆水中所含成分相当复杂，除酒精和大量微生物以外还含有一定量的酸类、醇类、酯类、醛类等呈香呈味物质以及糖类物质和蛋白质、氨基酸等含氮化合物，如采取适当措施，将黄浆水中的有效成分利用起来，可适当提高曲酒质量、改善风味、合成香味前体物质。采用红曲霉酯化酶处理黄浆水，将黄浆水中的醇类、酸类等物质通过酯化作用生成酯类物质，经沉淀、过滤及脱色等处理后制备成酯化液，可提高酒体质量和优质品率，尤其可以增加浓香型白酒中己酸乙酯的含量。黄浆水的再利用既可大幅度地降低生产成本，又能减轻对环境的污染[2-3]。

2.3 红曲霉应用于生产麸曲白酒

麸曲白酒是以高粱、薯干、玉米等含淀粉的物质为原料，以纯种培养的麸曲及酒母为糖化发酵剂，经发酵、蒸馏、贮存、勾兑而成的蒸馏酒。麸曲在制作过程中需选择适应性强、繁殖能力强、代谢产酶能力强的优良曲霉菌和酵母菌，部分麸曲白酒生产中常选用红曲霉制作麸曲，如山西六曲香酒在生产中使用的麸曲就包括红曲霉，是6种曲霉菌之一，该红曲霉系从汾酒大曲中分离而得；生产酱香型麸曲白酒时也常选用红曲霉、白曲霉和根霉等霉菌用于制作麸曲[11-12]。

2.4 红曲霉应用于新工艺白酒

新工艺白酒是以食用酒精为主要原料配以多种食用香料、香精、调味液或固态法基酒，按名优白酒微量成分的量比关系或自行设计的酒体进行增香调味而成，在生产调味过程中常会有水味、香味不足等问题[12]。利用红曲霉发酵生产的酯香调味酒勾兑生产新工艺白酒,能增加酒体的复杂成分,使酒体丰满,且可降低酒精味和水味,增加新工艺白酒的固态感,能适当地提高其品质。

3 红曲霉代谢产物保健作用的研究现状

红曲霉在生长代谢过程中可以产生多种对人体具有保健作用的次级代谢产物，包括红曲色素、Monacolin K及其金属盐、GABA、麦角固醇等多种活性物质[13-14]。这些活性物质通过发酵、蒸馏进入酒体中，能够增加白酒的营养和保健功能，为适量饮酒“喝出健康来”提供又一理论支撑。

红曲色素是红曲霉在生长代谢过程中产生的一种天然食用色素，为一类聚酮类色素，具有多种生物活性，如抗突变、抗癌、抗肥胖、抗菌防腐及抗氧化等。主要包括黄色色素、橙色色素和红色色素3类。红曲色素作为一种天然色素，安全性高，经急慢性毒性实验及致畸、突变实验都证明其无毒，故红曲色素已广泛应用于各种食品和化妆品中[15-16]。

Monacolin K是目前医学界公认的降低人体胆固醇的理想药物,具有高效、低毒、安全的特点。其具有降低血脂、降胆固醇等保健功效，可有效降低心肌梗塞和冠心病等发病率和死亡率，能够有效地阻碍胆固醇的合成。此外，研究发现Monacolin K能够形成碱金属盐和土族金属盐，具有抗癌作用。Monacolin K能够降低肝癌细胞核分解指数并对体外培养肝癌细胞的增殖具有明显的抑制效果[3]。

GABA是一类重要的非蛋白质氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，参与多种代谢活动，具有增强记忆、改善脑功能、抗高血压、提高肝肾机能等生理活性[17]。

麦角固醇是脂溶性维生素D2的前体物质，经过紫外线的照射后能够生成维生素D2，维生素D2能够促进小肠对钙的吸收，从而对骨质疏松具有良好的预防作用，同时可以增强人体抵抗疾病的能力，具有明显的抑菌、抗肿瘤功效[18]。

此外，红曲霉生长代谢过程中还能产生洛伐他汀、Dimerumic acid（抗氧化物质）、安卡内酯(Ankalactone)、几丁质酶、糖肽类物质以及萜类化合物等物质[19-21]。

4 展望

红曲霉应用于生产强化大曲、处理黄浆水、生产酯化液、生产麸曲白酒等技术已经逐渐成熟。今后红曲霉在白酒产业中的应用研究可重点集中在以下几个方面：（1）利用天然的红曲色素生产具有保健功效的红曲色素配制酒，解决红曲色素不能通过蒸馏带入酒中的技术难题，将红曲色素的生理功效带给更多消费者；（2）通过研究红曲霉次级代谢产物的生成机理，运用诱导、改造菌株、选育等生物学手段，改良生产工艺、优化发酵条件，提高Monacolin K、GABA、麦角固醇等活性物质的产出；（3）白酒中的风味成分和功能性成分多达几百上千种，但能够完全定量分析还是一个技术难题，加强分析设备和检测手段的创新和发展，如能对红曲霉发酵产生的Monacolin K、GABA、麦角固醇或其他功能性成分进行定量分析，将会为白酒具有保健功效提供强有力的支撑。