红曲在清香类型白酒中的应用(佳成)

红曲在清香类型白酒中的应用

          姚继承   方跃进

（武汉佳成生物制品有限公司，武汉，430063）

1、关于红曲霉（菌）及红曲酶

红曲霉（菌）属于真菌界(Eumycophyta)、子囊菌门(Ascomycota)、真子囊菌纲(Euascomyeetes)、散子囊茴目(Eurotiales)、红曲菌科(monascaceae)、红曲菌属(Monacus)。目前，酿酒行业俗称的红曲酶，是红曲霉的代谢产物，泛称红曲酶或红曲酯化酶。红曲酶根据其培养方式的不同及产生的代谢产物亦不同，其功能不同、差异较大。

根据功能特性，红曲酶一般可分为：

A、酯化型红曲酶，称为酯化红曲，主要利用胞外酶的催化性能，根据底物（有机酸）种类及浓度的不同，催化合成相应的乙酯；被广泛用于浓香型白酒生产，清香型大曲红心曲的强化曲生产。

B、糖化（发酵）型红曲酶，具有较高的糖化、发酵能力，传统上多用于黄酒酿造；酱油、醋的酿造。现在也引入部分白酒生产。

C、色素型红曲酶：以产色素为主，称色素红曲，其颜色呈紫红色，自然亮丽，热稳定性好，酸、碱性环境适应性强，色质稳定，多用于食品、肉制品、酱、卤制品、腐乳类制品的生产加工。

D、功能性红曲酶：俗称功能红曲，其产生的生物活性物质莫纳可林K(Monacolin-K)或俗称洛伐他汀（Lovastain）能够竞争性抑制胆固醇合成酶(HMG—CoA还原酶)，具有降胆固醇、低密度血脂以及甘油三酯等作用。还代谢产生麦角固醇、γ一氨基丁酸(GABA)、天然植物激素等，具有显著的降低胆固醇、血脂，降血压、改善睡眠、预防骨质增生等作用。现被广泛用于医药、保健品及保健食品。

E、其他酶类：如淀粉酶、蛋白酶等，由于这些酶类的功能在红曲的代谢中不是很强，在酿酒发酵过程中不是起主导作用，因此，也就没有加以特别区分。

2、红曲酶的重要特性及其应用

红曲中具有丰富的酶系如糖化酶、酒化酶、淀粉酶、蛋白酶、酯化酶等；具有较高的糖化力、发酵力和酯化力。其糖化力可达到2500(u/ml)以上，酯化力达到50 mg/g以上。红曲霉菌具有嗜酸性，能以乳酸为碳源。红曲霉菌最早用于我国的黄酒酿造和腐乳类调味品中使用，红曲酶的最早发现应该是清香型白酒—汾酒的红心曲。而最早得到应用推广并受益的却是浓香型白酒类。上世纪60年代开展的茅台试点、汾酒试点，揭开了窖底香—己酸菌，红心曲—红曲酶的面纱，能赋予酒体优雅的香气和醇厚、细腻的口感，使酒体更丰满更柔和。在浓香型白酒酿造中，己酸菌的应用推进了人工老窖泥的发展，酯化红曲酶的应用推出了增己降乳、酯化液的生产新工艺，这些新技术、新工艺在浓香型白酒生产中的普遍推广应用，促进了浓香型白酒酿造技术的全面提升，极大地推动了浓香型白酒的大发展。 然而，这些新的发现和新技术在清香型白酒生产中的研究与应用远逊于浓香型白酒，这既反映出我们过去认识上的偏差和工作中的不足，同时，也为我们共同努力，应用现代生物科学技术提升清香型白酒的发酵生产技术提出了新的目标和方向。

清香类型白酒占据着我国白酒市场的半壁江山，具有广泛的消费群体，清香型白酒以其清、甜、绵、爽、净的酒体特征而备受欢迎。由于清香型白酒的微量香味成分远低于浓香型及酱香型白酒，在实行降度或低度化后，酒体则显得味淡、单薄。为了弥补或解决这些不足，各地酿酒企业在生产基础酒时采取了不同的方式方法，如延长发酵期、添加高温曲、使用生香酵母、堆积制香醅等等。这些措施和方法虽然对酒质有所改善，但在不同程度上增加劳动强度、降低了劳动效率，对出酒率也有一定的影响，效果也不一致。近几年来，武汉佳成生物制品有限公司及相关的清香型白酒企业，对红曲霉菌的开发与应用进行了积极有益地探索和研究。在清香型类白酒的发酵过程中，对提高乙酸乙酯含量、增加丰富香味物质成分、改善口感风味、提高经济效益等都取得了显著的成效。

3、红曲霉（菌）在大曲清香型白酒中的应用

红曲在清香型白酒发酵中的应用可有效地提高清香类白酒的质量。红曲的优势早在对汾酒传统大曲的理化分析及实际生产中就以得以体现，清米查曲、红心曲、后火曲三种大曲的配合使用，使汾酒形成了具有其他白酒难以比拟的风格特征。三种大曲理化指标分析见表1。

表1、  汾酒酿造中三种大曲理化指标分析（mg/g.h）

曲种	糖化力	液化力	蛋白分解力	发酵力
清米查曲	797.0	1.94	16.33	76.0
红心曲	974.5	1.34	16.60	84.3
后火曲	195.5	1.31	16.07	87.0

红心大曲中的红心部分主要微生物群为红曲霉，正因为红曲霉的作用，才使得红心大曲具有较高的酯化力、糖化力、液化力、蛋白分解力和发酵力。红心曲虽然出酒率略低于清茬曲，但其风味和醇厚感都优于其他两种大曲。这也是多曲混用的典型代表。

北京牛栏山酒厂使用红曲配合传统大曲生产二锅头基酒，乙酸乙酯具有明显提高，而乳酸乙酯明显下降（微量成分分析见表2）。其感官评定均为优级。

表2 北京牛栏山二锅头基酒生产使用红曲后的色谱数据统计    （mg/100ml）

组别	乙醛	甲醛	乙酸乙酯	正丙醇	仲丁醇	乙缩醛	异丁醇	正丁醇	异戊醇	乳酸乙酯
春季平均	6.9	7.9	334.6	19.8	0.9	6.1	16.0	ND	45.4	80.6
春季对照	8.9	8.0	280.4	18.8	1.0	5.8	18.2	ND	48.9	100.7
秋季平均	26.2	4.8	211.3	19.0	2.2	46.2	18.7	3.2	57.0	96.0
秋季对照	28.4	5.1	200.1	17.2	1.8	49.7	20.1	3.1	59.1	105.7
冬季平均	15.8	6.1	285.5	16.5	0.3	12.8	15.6	ND	42.9	81.9
冬季对照	18.7	6.0	269.5	16.3	0.8	14.8	16.9	ND	45.8	95.4

注：DN为未检出。（摘自酿酒科技，2009,09）

从表2可有看出：乙酸乙酯：春季实验组比对照组增加54mg/100ml，提高19.25%，秋季实验组比对照组增加11.2mg/100ml，提高5.59%，冬季实验组比对照组增加16mg/100ml，提高5.93%，尤以春季效果最佳。

4、酯化红曲在传统固态小曲白酒生产中的应用

武汉佳成生物制品有限公司在对红心曲深入研究的基础上，采用现代生物技术，分离、诱变、选育，培养出了具有多种功能性的酯化红曲（酶），主要性能分析见表3。

表3、酯化红曲的常规理化分析（mg/g.h）

	酯化力	糖化力	发酵力
佳成酯化红曲	45.7	496	45.2

红曲霉（菌）具有耐高温、耐高酸度、耐高酒精度等特性，在酿酒发酵的中后期，当其它酵母菌、霉菌受到抑制和衰亡的时候仍可检测到大量的红曲霉菌。早在上世纪60年代的茅台试点和泸州老窖大曲中检测到的红曲霉及汾酒酿造中的红心曲，都已显示了红曲酶在白酒生产酿造中的功能及重要性。红曲酶在不同香型白酒的发酵过程中能对不同的底物催化合成相应的酯。对乙酸乙酯、己酸乙酯的生成具有较高催化作用，对乳酸及其乙酯生成，具有一定的催化合成作用，在浓香型白酒发酵中具有一定的降低或抑制作用，对某些高级醇类及杂醇油物质的生成具有一定抑制作用。

武汉佳成生物制品有限公司在传统的清香类固态小曲白酒生产中，进行了酯化红曲的应用试验。针对酯化红曲生物特性和固态小曲白酒发酵的特点，我们先后进行了小试、中试和常规生产试验。试验结果表明酯化红曲的使用对提高固态小曲白酒乙酸乙酯含量效果明显，对微量成分的种类和含量有增加和提高。

4.1使用量及添加时段的确定

4.1.1 酯化红曲使用量的确定

   这一阶段进行了几个批次的小型试验，其酯化红曲的使用量设置为0.5%、0.8%、1.0%、1.5%、2.0%，试验表明酯化红曲的使用量为0.8%~1.5%效果较好。

4.1.2 添加时段的确定

   固态法小曲白酒生产的最大特点就是有一个先期糖化阶段，这一阶段直接影响小曲白酒的质量和出酒率。在小试阶段我们进行了上箱前添加酯化红曲和开箱时添加酯化红曲两个时段的对比。结果表明以开箱配醅时添加为宜。

4.2中试结果与分析

为了进一步验证酯化红曲的使用效果，第二阶段进行了中试，其方案设计思路是：不改变原生产工艺、不增加劳动强度。

4.2.1 原料配比：高粱：稻谷=8：2

4.2.2 用曲量：绿衣观音土曲0.8%，酯化红曲酶1.0%

4.2.3 基本工艺：

                                      酯化红曲

                                         ↓

泡粮—蒸粮—摊凉—下曲—拢堆—上箱糖化—开箱—入池发酵—出池蒸馏

                                         ↑

配糟   

4.2.4 操作方法：按试验车间常规操作方法进行，进桶温度10C0，发酵期20天。即低温缓慢发酵，其他未作特别要求。

4.2.5试验结果与分析

4.2.5.1出酒率：从表4可以看出，综合平均出酒率试验组高出对照组2.05%，稳

定了出酒率且略有提高，这一点来看，可以抵消酯化红曲的使用成本。

4.2.5.2香味成分（见表5）：从色谱指标来看乙酸乙酯提高34.35%，乳酸乙酯提高28.87%，乙酸提高39.82%，异戊醇、杂醇油等高级醇有所下降。基酒质量明显提高，潜在效益十分可观。

表4         出酒率比较                               

	1	2	3
投粮（高粱：稻谷）	8:2	8:2	8:2
试验组平均出酒率%	57.17	54.31	54.73
对照组平均出酒率%	53.26	53.43	53.38

表5       中试主要色谱指标分析结果（mg/100ml）

编号	投料	曲种	色谱指标分析结果（mg/100ml）
			乙醛	正丙醇	乙酸乙酯	异丁醇	乙酸	异戊醇	乳酸乙酯	杂醇油
实验组	混粮	混曲	8.87	29.34	245.94	33.54	91.29	59.	203.00	93.18
对照组	混粮	土曲	11.68	22.21	183.05	31.52	65.29	62.92	157.54	94.44
对比			-2.81	+7.13	+62.	+2.02	+26	-3.28	+45.46	-1.26
±%			-24.05	+32.1	+34.35	+6.40	+39.82	-5.21	+28.87	-1.33

注：1.上箱培菌与开箱配糟，保持常规操作方法和工艺；

2、为了满足低温进桶，低温发酵的需求，采用了封闭式机械通风凉床，鼓风采用冷冻设备进行了冷却降温。使进桶温度保持在10C0左右。

4.3、大生产（常规生产）应用试验

4.3.1试验编排：随机选取酿造车间两个班组，每个班组连续使用三排。

4.3.2原料：稻谷

4.3.3用曲：绿衣观音土曲0.8%，酯化红曲1.0%

4.3.4基本工艺：

                                       酯化红曲

                                         ↓

泡粮—蒸粮—摊凉—下曲—拢堆—上箱糖化—开箱—入池发酵—出池蒸馏

                                         ↑

配糟   

成分	样品浓度  （㎎/100mL）
	试验组	对照组	增、减	±  %
乙酸乙酯	308.21	254.78	+53.43	+ 20.97%
叔戊醇	16.14	16.14	0	0
正丙醇	45.41	62.88	-17.47	-27.78%
异丁醇	39.42	37.13	+2.29	+6.16%
异戊醇	71.07	62.13	+8.94	+14.38%
乳酸乙酯	218.10	204.86	+13.24	+6.46%
乙酸	180.30	98.76	+81.54	+82.56%
丙酸	7.39	11.92	-4.53	-38.0%
丁酸	0.48	0	+0.48	+100%
戊酸	0.30	0	+0.30	+100%
己酸	0.61	0.66	-0.05	-7.57%
β-苯乙醇	3.93	3.82	+0.11	+2.87%

4.3.5 基本操作：固态小曲白酒操作法，下曲温度45C0--35 C0，三遍曲，进桶温度22 C0--26 C0，发酵周期7天（其中培菌1天）。

3.6 大生产应用质量分析（见表6）

表6     大生产应用试验结果与分析（mg/100ml）

3.6.1 主体香味成分的变化： 通过表3可以看出乙酸乙酯和乙酸增幅较大，分别提高20.97%和82.56%，这是提高清香类型白酒品质的关键，可以突出清雅纯正的主体风格。乳酸乙酯提高6.46%，酸类物质更加丰富，对保持酒体浓厚、丰满具有稳定性。

3.6.2 醇类物质的变化：醇类物质波动较大，可能与发酵温度和发酵时间有关。

3.6.3 酸类物质的种类有所增加，这对丰富口感有一定作用。

5、结论与分析

5.1 酯化红曲完全适用于清香类型白酒的发酵，使用方法也很简单，大曲清香型白酒酿造：在摊凉下曲时与其他曲粉按比例混合后加入，用量为1%-2%；固态小曲白酒酿造：上箱糖化后，开箱时加入，用量为0.8%-1.0%。不改变各自的生产工艺，不增加生产设备，不增加劳动强度。

5.2 不同批次试验结果显示：酯化红曲酶在固态小曲白酒生产中的应用，对提高小曲基酒品质效果是显著的。加入时机以开箱配醅时添加为宜。

5.3 乙酯类物质的稳定和提高：无论是在大曲清香还是固态小曲中应用，检测结果表明，乙酸乙酯和乳酸乙酯都具有相对稳定和较大幅度的提高，这对稳定和提高清香类白酒基酒的品质起了决定作用。

5.4 从大生产应用来看，酸类物质更丰富，乙酸增加幅度较大，醇类物质的变化来看正丙醇、异戊醇的变化正好相反，中试阶段正丙醇上升、异戊醇下降，大试阶段正丙醇下降，异戊醇上升，这一变化可能与两个试验阶段所用原料、进桶温度、发酵温度和发酵周期有关，还需要进一步研究探讨。

5.5 从试验结果来看酯化红曲不仅对提高乙酯类物质有较大的促进作用，而且对酸类物质的生成也有较大的帮助。

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