固液结合生产根霉曲工艺研究

李晓楼

(四川职业技术学院，四川遂宁 629000)

我国小曲酒生产历史悠久，作为小曲中主要的糖化菌——根霉(Rhizopus)，受到许多人的关注。根霉经分离、纯化、扩大培养制作成根霉曲，已得到广泛推广和应用[1]。根霉曲生产工艺依据培养料的物理状态，分为固态生产工艺和液态生产工艺，固态生产工艺中，依据培养料是否灭菌又分为生料生产工艺和熟料生产工艺[2]。不同的生产工艺，有各自的优缺点，本文结合生产实际，探讨了根霉曲生产的固液结合工艺，稳定了根霉曲成品质量，为根霉曲的安全高效生产提供思路。

1 根霉曲固液结合生产工艺

1.1 根霉曲固液结合生产工艺简介

根霉曲固液结合生产工艺是在传统根霉曲固态生产工艺的基础上，结合生产实践，强化了大生产种子纯培养的基础上发展起来的，其具体工艺流程如图1所示。

图1 根霉曲固液结合生产工艺流程注：*表示熟料工艺特有的工序。

1.2 根霉曲固态生产工艺存在的问题及原因分析

固态法生产根霉曲，由于投资少，成本低，所需设备简单，对操作者尤其是大生产操作人员的微生物操作技能以及无菌意识要求低，因此被许多作坊式工厂所采用。多年实践表明，固态工艺生产根霉曲很难做到真正意义上的纯培养，存在生产粗放、管理难度大、产品质量不稳定的通病。

分析根霉曲传统固态生产工艺产品质量不稳定的原因，除了生产原料、气候、培养条件、生产人员素质等因素外，在很大程度上，与根霉曲扩大培养用的菌种有关。根霉曲传统固态生产工艺如图2所示[2]，工艺中菌种的制备过程，试管种(一级麸皮种)的接种，干燥，保存能做到严格的无菌操作，即纯培养；三角瓶种(二级麸皮种)虽然在接种，培养过程能做到无菌操作，但由于三角瓶里培养料较多，培菌后曲胚成团，不易在无菌环境中干燥和粉碎，因此干燥和粉碎时，为三角瓶种感染染菌提供了可能；饭盒种(三级麸皮种)是三角瓶种的扩大培养，从接种时的无菌条件到干燥、保存，无疑更增大了其中杂菌感染和存在的机会，因此，除了试管种(一级麸皮种)是严格意义上的纯培养外，其他各级都不是严格的纯培养，这就为根霉曲大生产质量的稳定留下了隐患。因此，保证根霉曲生产质量上的稳定，扩大培养时的菌种质量是关键。

图2 根霉曲固态生产工艺流程

2 根霉曲固液结合工艺关键工序研究

实践中采用的固液结合工艺，就是针对传统固态工艺中，由于大生产的菌种不能做到严格的纯培养问题而采取的保证菌种质量的工艺改进。本文主要针对固液结合工艺中的关键工序：种子液的制备以及接种量、接种方式进行了研究和探讨。

2.1 固液结合工艺种子液的制备

2.1.1 试管种(一级麸皮种)制备

称取新鲜麸皮50 g，加水30 mL，拌匀，均匀分装入10支试管中，塞上棉塞，包扎后于0.1 MPa,121℃灭菌30 min，冷却摇散培养料，接种经转管活化的根霉后，30℃静置培养24 h后，摇管，再培养24 h，将已经结饼的曲胚在无菌条件下，用接种铲捣碎备用。

2.1.2 三角瓶种子液的制备

准确称取1 g KH2PO4，4 g NaNO3溶于1000 mL水中，将溶液分装于5个500 mL三角瓶，每瓶200 mL,再向每个三角瓶中添加玉米粉16 g，摇匀，塞上棉塞，牛皮纸包扎后于0.1 MPa,121℃灭菌30 min，冷却至30℃左右[3]。取步骤2.1.1中制备的试管种1支，分接于5个三角瓶中，要求每个三角瓶接种量尽量相同，摇匀后，30℃静置培养12 h后，摇床培养36 h后备用。

2.1.3 大生产种子液的制备

配制种子罐培养基20 L，装于40 L种子罐中，采用实罐灭菌后，将2.1.2中制备的三角瓶种子液通过火焰封口接种于种子罐中，接种量5%，30℃培养72 h即为大生产种子液。

2.2 固液结合工艺接种量的确定

以生产中所需要的拌合用水量计，实验设置4个接种量(2.5%、5.0%、7.5%和10%)进行扩大生产实验。称取新鲜麸皮200 kg，按用水量60%(麸皮质量计)即加水120 kg拌合均匀灭菌后，分成均等的4份，分别取种子液0.75、1.5、2.25、3 L(编号分别为1、2、3、4)，以无菌水将不足3 L的种子液补足至3 L，将各种子液接种于4份培养料中，作好标记，装盘后，分别放入4间培养室中培养，培养室内静置培养时温度均控制在30℃,以接种装完盘入室培养开始计时。观察其培菌情况并作好记录(表1)。

表1 固液结合工艺不同接种量培菌情况记录

注：静置培养时间是指盘内的品温没有明显变化的时间,顶温指盘内品温最高为40℃时的控制温度。

分析表1，再对比传统固态生产工艺，结合种子液及大生产实际，本着安全、高产、优质、低耗原则，选取5.0%为最佳接种量。

2.3 固液结合工艺接种方式及拌合措施的选择

实验接种方式采用了直接喷洒和二次接种两种方式，每种接种方式又采用了人工拌合以及机械拌合两种拌合措施，共4个处理。即称取灭菌后的麸皮4份，每份50 kg。处理一：将种子液直接喷洒接种于麸皮上，人工翻拌均匀后装盘，入室培养；处理二：将种子液直接喷洒接种于麸皮上，用机械(扬麸机)翻拌均匀后装盘，入室培养；处理三：称取20%(10 kg)麸皮，接种种子液拌匀后，再将拌匀后的接种料再次接种到余下的麸皮中(二次接种)，人工翻拌均匀后装盘，入室培养；处理四：称取20%(10 kg)麸皮，接种种子液拌匀后，再将拌匀后的接种料再次接种到余下的麸皮中(二次接种)，用机械(扬麸机)翻拌均匀后装盘，入室培养。要求4个处理的浅盘都在同一个培养室内，采取同样的温控过程进行培养，观察培菌情况并作好记录(表2)。

表2 不同接种方式及拌合措施培菌及温控情况

分析表2可见，机械拌合效果较好，分析原因可能是由于通过机械(扬麸机)拌合时，扬麸机对种子液中的根霉菌丝也起着“粉碎”的作用，相当于加大了接种量，增加了种子液中根霉菌丝与培养料的接触，同时机械拌合时间短，拌合可能更加均匀，因此生产中采用二次接种、机械拌合处理方式。

3 结论

随着根霉曲应用的更加广泛，根霉曲的生产也日趋完善[4-5]，结合根霉曲多年传统固态法生产工艺实际，本文分析了根霉曲固态生产工艺存在的问题及原因，探讨了根霉曲固液结合工艺关键工序：种子液的制备、接种量、接种方式及措施，实验得出大生产接种量为5%(以大生产所需水量计)，采用二次接种，机械拌合处理，菌丝萌发较快，均匀,且培菌过程容易控制。此种工序进一步完善了根霉曲生产工艺，从大生产菌种的角度保证了根霉曲成品质量的稳定。