添加蛹虫草固态发酵浸提固形物对醋曲品质的影响

彭 凯

(齐齐哈尔大学，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

蛹虫草(Cordycepsmilitaris)是一种食药兼用的大型真菌，又称为北冬虫夏草等。蛹虫草富含多种与冬虫夏草近似的功能成分，如虫草多糖、虫草素、虫草酸以及多种氨基酸、维生素、微量元素等。多年来，研究人员的深入研究揭示了这些功能成分具有抑菌、抗病毒等生物活性，同时在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、降血糖、提高机体免疫力、利尿脱水、镇咳祛痰和平喘等方面还具有很好的作用[1]。蛹虫草固态发酵后的浸提固形物由于工艺的原因，含有一定量的蛹虫草代谢产物，特别是含有全部的蛹虫草菌丝，利用价值极高。

食醋作为日常酸性液态调味品，是我国古代劳动者智慧的结晶，它含有丰富的营养成分，原料及菌体中蛋白质降解带入种类各异的氨基酸，产生了各自特异的香气和口感，在具有很高食用价值的同时兼具生理药用价值[2]。酿造食醋离不开醋曲，醋曲的品质对于产品的质量、产量等起到了关键作用，而原料处理、原料与配料比、培养温度等则是影响制曲工艺的重要因素[3-4]。在醋曲生产时添加一定量蛹虫草固态发酵浸提固形物，既替代部分原料，又对醋曲的糖化、发酵等性能及成品醋的品质带来积极影响。

1 材料与方法

1.1 主要材料

蛹虫草固态发酵的浸提固形物：由“以玉米为原料蛹虫草固态发酵生产工艺初步研究”课题组提供。酿酒酵母、醋酸菌、米曲霉：齐齐哈尔大学食品与生物工程学院微生物实验室提供。

1.2 主要设备

分析天平、高速粉碎机、离心机、摇床、电热鼓风干燥箱、恒温培养箱、卧式灭菌锅、陈酿罐。

1.3 检测项目及方法

醋曲液化力：采用碘比色方法进行测定；醋曲糖化力：1 g干醋曲水解可溶性淀粉得到1 mg葡萄糖所需的酶量为1 U/g，反应条件为pH 4.6，35 ℃，1 h；总酸：滴定法(以醋酸计，g/dL)；固形物：干燥法；总糖、淀粉(酸解)：直接滴定法(以葡萄糖计，g/dL)；水解氨基酸、虫草酸、虫草素：HPLC法。

2 工艺流程

2.1 醋曲生产工艺流程

小麦、麸皮、水→破碎、混合→蛹虫草固态发酵的浸提固形物(拌匀)→蒸料→摊凉→接种→堆积→自然繁殖→醋曲。

2.2 食醋生产工艺流程

原料→混合、润水→蒸料→摊晾→加曲拌匀→入缸(糖化、酒精发酵)→倒醅→醋酸发酵→倒醅→加盐→后熟→淋醋→陈酿→澄清→配制→灭菌→品质检测→成品食醋。

3 工艺操作要点

3.1 原料处理

制曲原辅料的预处理是醋曲生产过程中一个非常重要的阶段，对原辅料的处理是否得当直接影响成曲的品质。对原料进行合理的处理，可以在实验阶段和生产阶段不同幅度地提高成曲品质及原料利用率。

3.1.1 蛹虫草固态发酵浸提固形物

蛹虫草固态发酵结束后，对发酵产物进行浸提，浸提结束后将固形物过三足离心机，去除大部分液体，再经低温干燥后备用。干燥温度过高会导致浸提物损失一部分活性成分。选择了多批次的浸提物分别单独使用和混合均匀后使用，确认了蛹虫草固态发酵浸提固形物成分的相对稳定性，成品曲数据无明显差异。

3.1.2 主辅料的处理

对主料小麦进行除杂、粉碎，依据环境温度选择适宜水温进行快速润水，蒸料采用卧式原料处理器进行蒸煮。经过比对发现，主料粉碎粒度越小，在制曲中米曲霉利用效果就越好，成曲酶活力有一定提高。但原料不能破碎得过细，否则不仅提高了能耗，而且在润水时原料易结块，增加了拌料的难度，制曲时导致通风效果不佳，品温不均且管控难度大，成曲品质反而下降。因此要考虑加水量、料层厚度等因素合理控制原料的粉碎粒度，遇有较大颗粒及团块时，要及时筛除并破碎。如果原辅料颗粒过大，会不容易吸足水分，蛋白质变性不均匀，同时在制曲过程中，影响菌丝的深入繁殖，减少了生产菌种繁殖的总面积，相应地减少了酶的分泌量，所以要保证原辅料按工艺要求破碎后颗粒均匀以利于生产。润水时综合考虑原辅料含水量的多少、性质、配比、工艺操作过程中水分散失及制曲时控温通风等情况确定适宜的温水用量，加水时要拌匀，确保水分吸收均匀。生产过程中发现，由于润水不匀，会导致部分曲料含水量高，从而为杂菌生长繁殖创造了条件，杂菌繁殖速率超过接种的米曲霉，使成曲酶活力下降。而当一部分曲料含水量低时，生产菌种生长繁殖困难，制曲后取样分析发现酶活力相对较低。

3.2 通风制曲

小麦经过破碎后和麸皮以一定比例混合,分别加入原料总量15%～25%的蛹虫草固态发酵浸提固形物, 拌水量为原料总质量的60%～65%，拌匀后在121 ℃下蒸30 min。依据原辅料品质等因素选择适合的蒸料温度与时间，首先要实现灭杀原辅料上附着的微生物的目的，其次是使原辅料含有的淀粉经过液化和糊化过程变成可溶性淀粉和糖分，可被米曲霉所利用，确保生产菌种在较短时间内建立起生长繁殖的优势生长环境，尽可能降低杂菌的影响。再有使原辅料中的蛋白质完成适度变性，转化为酶容易作用的状态，即相当一部分变成可溶性蛋白或氨基酸，这也是成品醋中特有风味成分的来源之一。生产中发现，蒸料温度过高以及时间过长，蛋白质会过度变性导致部分蛋白质又转变成非溶性的，使其不能被酶分解，形成了不能被生产菌种利用的褐色物质，降低了原料的利用率。原料蒸煮后要立即进行冷却，降温到适宜的接种温度33～35 ℃。冷却降温的进程越短越好，相对短的冷却时间可以防止曲料冷却过程中由于曲料长时间处在较高温度条件下引起的蛋白质二次变性，使原料利用率降低。同时，也在一定程度上预防了淀粉的“回生”，提升了淀粉制曲过程中的酶解效果，提高了淀粉利用率，为生产菌种提供了足够的营养成分。此外，缩短冷却时间还可以有效降低在冷却过程中曲料被杂菌污染的风险。因此，根据季节和环境温度的变化，要采取强制通风的辅助降温手段，特别是夏季，环境温度高，微生物环境复杂，更要尽力缩短冷却时间。

选择接种温度为33～35 ℃，接种量为曲料质量的0.4%～0.6%。接种时一定要保证生产菌种与曲料拌和的均匀性。如果接种不均匀，将会使曲料上生产菌种的生长繁殖不均衡，尤其是极个别没有接种的曲料上杂菌会繁殖。同时各部位的品温也不一样，规模越大越不易管理，对成曲品质影响较大。

通风是制出高品质曲的关键之一，这个环节必须严格按照工艺操作，控制风温和循环风的温湿度。接种后的曲料先静置培养6～8 h，当品温升至33 ℃左右时进行间歇通风，品温达到36 ℃左右时要采用新鲜风和循环风结合方式进行通风，控制品温不超过40 ℃，16～20 h后，间歇通入新鲜风，品温控制不超过30 ℃，以26～30 ℃为宜。对通风强度的要求是既要提供菌体生长繁殖需要的足够空气，排除米曲霉繁殖所产生的热量，维持在适宜温度范围之内，还要保证抑制厌气性杂菌繁殖和适宜低温的杂菌生长。生产过程中发现，通风量太小，就会有利于链球菌的繁殖，甚至在个别通风不良的角落处会造成厌气性菌的大量繁殖。如果温度低于25 ℃，小球菌就会大量繁殖。培养时间以成曲糖化力达到最高值确定。

3.3 糖化、酒精发酵、醋酸发酵

采用添加蛹虫草固态发酵浸提固形物的醋曲时，加曲量要略大一些，每100 kg原料用曲量为8～9 kg。

醋醅封缸进行酒精发酵后，醅温上升至38 ℃进行倒醅，酒精含量达到8%左右即可进入醋酸发酵。

在加稻壳及醋酸菌种子开始醋酸发酵后，应通过松醅和倒缸控制醋醅品温略低于41 ℃，加快酒精转化成醋酸。当醋酸含量达到7%以上，醋酸发酵结束，及时加入食盐抑制醋酸过度氧化。

3.4 检验、成品

成熟醋醅经4～6 d熏醅后，采用循环逆流套淋法淋醋，然后将成品食醋封存在坛内，贮存30～60 d，增加食醋香味。

成品头醋进行澄清得到澄清醋液，根据质量标准进行调整，使其浓度、成分符合国家标准。生醋加热至80 ℃以上进行灭菌获得成品。

4 结论与分析

4.1 醋曲理化指标

在生产醋曲时，选择15%、20%、25%的蛹虫草固态发酵浸提固形物添加量并与无添加工艺进行平行对照，取成曲粉碎过筛，对各项理化指标进行测定，见表1。

表1 醋曲各项理化指标测定Table 1 The determination of physicochemical indexes of vinegar koji

由表1可知，生产醋曲时添加蛹虫草固态发酵浸提固形物对醋曲的理化指标有较大提升，同时与对照相比较，达到糖化力最高值的时间缩短了3～6 h。

4.2 成品醋理化指标

分别把上述添加量生产的醋曲投入食醋生产，成品醋澄清，有光泽，略显深褐色，有淡淡的蛹虫草和玉米香气，酯香、醇香较为浓郁，无异味。口感无杂味，较柔和，无沉淀及浮膜。对成品醋进行理化等指标的测定，见表2。

表2 成品醋各项理化指标测定Table 2 The determination of physicochemical indexes of finished vinegar products

4.3 结论

蛹虫草固态发酵浸提固形物含有一定量的活性组分和其他利于菌体生长繁殖的营养物质，可以进行有效二次利用。在醋曲生产时进行一定量的添加，不但提高了成曲的液化力、糖化力，缩短了醋曲的生产时间，而且在使用醋曲时也使发酵时间大幅缩短。同时，少量蛹虫草固态发酵特有的成分带入到成品醋中，使得产品中增加了多种氨基酸及虫草素等活性成分，提升了品质，拥有了更高的营养保健价值。