田莉

真菌淀粉酶又名真菌α-淀粉酶（1，4-α-D-葡聚糖水解酶），是由米曲霉瓦尔经深层培养、提取等工序精制而成。近年来，我国进出口贸易环境不断改善，酿酒需求呈现了明显的上升趋势，探究真菌淀粉酶的酶学特性及其在酒类酿造中的运用，有助于优化酒类酿造环境，打破传统的酒类酿造框架限制，提高酿酒速度和成品酒的质量。

一、真菌淀粉酶的酶学特性

1.真菌淀粉酶的性状。真菌淀粉酶外观呈粉末状，主要应用于食品行业，温度适应范围为45℃-65℃，最适温度为45℃-55℃，酶活为3000u/ml-100000u/ml，无异味。真菌淀粉酶为内切淀粉酶，可以迅速水解胶凝淀粉、直链淀粉和支链淀粉水溶液内部的α-1，4葡萄糖苷键，产生可溶性糊精及少数麦芽糖和葡萄糖。真菌淀粉酶的性状决定了其在酒类酿造中的优良应用前景，长时间反应会产生大量麦芽糖和少量葡萄糖的糖浆，这是真菌淀粉酶在啤酒酿造中应用的关键；在红曲黄酒酿造过程中，真菌淀粉酶能够起到糖化作用，全面优化酿造工艺，提高成品酒的质量，改善成品酒的口味，降低酿酒成本。真菌淀粉酶的温度感应性较高，不同温度条件下的活力具有明显的差异性，因此，将真菌淀粉酶应用于食品行业时要结合实际生产条件和生产需求，对酶的作用温度进行合理控制。另外，pH值也将直接影响真菌淀粉酶的作用效果，相关金属离子则对真菌淀粉酶具有较强的抑制作用和激活作用，其中具有较强抑制作用的金属离子主要包括Fe3+、Ba2+、Cu2+、Mn2+和Fe2+，具有较强激活作用的金属离子主要为Ca2+。

2.真菌淀粉酶的分类。按照酶学性质，可将真菌淀粉酶分为中性真菌淀粉酶、耐热或耐酸性真菌α-淀粉酶、具有生淀粉酶活力的真菌α-淀粉酶，其中，生淀粉酶能将未经蒸煮糊化的生淀粉直接转化成葡萄糖等发酵型糖供微生物生长和代谢，比传统的高温蒸煮糖化节约25%- 30%的能耗。目前，真菌淀粉酶主要应用于食品行业，主要生产方式包括微生物发酵、枯草杆菌地衣、芽孢杆菌产生以及真菌（黑曲霉、米曲霉和根霉等）发酵。

二、真菌淀粉酶在啤酒酿造中的运用

1.麦芽糖生成中真菌淀粉酶的处理。研究表明，真菌淀粉酶在啤酒酿造过程中具有多样性优势。麦芽糖是啤酒酿造中重要的原材料，通过对真菌淀粉酶采取相关处理措施，能够有效提高麦芽糖生成量，处理手段主要包括液化手段和糖化工艺。在液化处理中，主要是对还原糖总量占试样中干物质量的质量分数进行控制，不同的液化程度所得到的麦芽糖含量具有较大的差异性。研究表明，淀粉乳浓度对液化具有明显影响，淀粉乳浓度分别为20%、25%、30%、35%和40%条件下，相同加酶量所得到的液化值分别为19.4、19.5、20.6、20.7和21.8，其中，淀粉乳浓度为20%、25%、30%條件下的液化外观为清亮透明、流动性好，而35%和40%淀粉乳浓度下的液化外观分别为有部分结块和有大量淀粉结块。除此之外，淀粉酶用量也对液化具有明显影响，当加酶量为3（u/g淀粉）、6（u/g淀粉）、10（u/g淀粉）、20（u/g淀粉）的情况下，液化值分别为7.2、11.6、20.6、29.1；液化外观分别为有较多结块，浑浊、有少量结块、清亮透明，流动性好、清亮透明，流动性好；碘液显色分别为蓝色、棕红色、浅红色和无色。

在啤酒酿造过程中，还应进行糖化处理，影响糖化过程的因素主要包括糖化时间、pH值、加酶量和糖化温度。就糖化时间而言，在糖化处理中，前10小时液化值升速较快，然后趋于平稳；就pH值而言，达到最大液化值所用时间约为40小时，但pH值为4.5时，酶活性大大降低；就加酶量而言，随着加酶量的增加，达到最大液化值所用的时间有所缩短，相同情况下，加酶量为0.4FAU/g淀粉和0.8FAU/g淀粉所得最大液化值的差距较小；就糖化温度对糖化过程的影响而言，笔者在50℃、55℃和60℃三个温度条件下进行了糖化实验研究，结果表明，50℃-60℃温度环境内，糖化值基本一致。

2.真菌淀粉酶在啤酒酿造中的运用条件。通过合理设置真菌淀粉酶的应用条件，可提高啤酒酿造过程中麦芽糖的生成量。具体条件主要包括：液化处理中的淀粉乳浓度、淀粉酶用量和液化时间，淀粉乳浓度、淀粉酶用量和液化时间分别为30%、10（u/g淀粉）和20h；糖化处理中的pH值、温度，pH值为5.5、温度为55℃。生产啤酒专用麦芽糖浆，应控制液化值在20左右，真菌淀粉酶的添加量为0.4FAU/g淀粉，控制糖化pH值为5.5，温度为55℃。

三、真菌淀粉酶在红曲黄酒酿造中的运用

1.原材料及配比。红曲黄酒在我国具有较长的酿造历史，原材料主要包括糯米、红曲和水。为进一步发挥真菌淀粉酶在红曲黄酒酿造中的运用优势，笔者运用控制变量法开展了对照实验，试验代号分别为A组和B组，其中A组原材料糯米、红曲、水、真菌淀粉酶、活性干酵母的配比分别为150千克、13.5千克、160千克、0毫升和0克；B组原材料配比分别为150千克、10.5千克、160千克、85毫升和70克。

2.工艺流程。B组真菌淀粉酶在红曲黄酒酿造中应用的工艺流程如下。对红曲进行浸泡，在浸曲的同阶段中，用水对糯米进行浸渍和洗米，接着将洗干净的糯米蒸熟摊凉。浸曲结束后，将糯米、水、真菌淀粉酶以及活化后的活性干酵母在落缸前进行综合发酵，并在灌坛后进行二次发酵，发酵后压缩得到生酒和酒糟，对生酒进行澄清处理和煎酒之后即可获得最终的红曲黄酒成品。作为对照组，A组按传统的红曲黄酒酿造工艺进行酿造。值得一提的是，在红曲黄酒酿造过程中需掌握相关工艺控制要点，糯米浸渍时间为20-24小时，红曲浸曲时间为12小时；糯米米饭在入缸前必须进行冷却，在干酵母活化中需要将干酵母置于38℃-40℃的糖度为4BX的1.5千克糖液中，自然降温至32℃，然后保温4小时。

3.发酵中的物质变化及酿造对比。在真菌淀粉酶运用于红曲黄酒酿造的过程中，笔者按照上述工艺进行了投料，并对整个过程中的基本情况进行跟踪检测，以明确真菌淀粉酶在酿酒中的应用价值，以下对发酵过程中主要物质的变化情况进行介绍。开始发酵的第1天至发酵结束的第30天，A组的酒精度分别为4.3%、7.9%、10.8%、14.9%、 15.7%、16.5%、17.0%、17.3%、17.4%、17.4%，酸度分别为0.35g/100ml、0.43g/100ml、0.51g/100ml、0.59g/100ml、0.58g/100ml、0.57g/100ml、0.59g/100ml、0.61g/100ml、0.60g/100ml、0.62g/100ml，还原糖分别为6.1g/100ml、7.6g/100ml、2.7g/100ml、2.2g/100ml、1.5g/100ml、1.8g/100ml、2.7g/100ml、2.1g/100ml、2.4g/100ml、1.8g/100ml；B组的酒精度分别为5.2%、9.4%、12.7%、16.1%、17.2%、17.6%、18.4%、18.6%、18.7%、18.9%，酸度分别为0.33g/100ml、0.43g/100ml、0.45g/100ml、0.49g/100ml、0.48g/100ml、0.50g/100ml、0.53g/100ml、0.52g/100ml、0.54g/100ml和0.53g/100ml，还原糖分别为7.3g/100ml、6.6g/100ml、2.1g/100ml、1.3g/100ml、1.5g/100ml、2.0g/100ml、3.3g/100ml、2.3g/100ml、1.9g/100ml和1.2g/100ml。

为了明确真菌淀粉酶在红曲黄酒酿造过程中的作用优势，笔者对A组和B组的成品酒质量进行了对比，对比内容主要包括感观、酒精度、酸度、还原糖、氨基酸态氮、固形物、挥发酯和pH。A组的上述指标分别为正常略感酸味、16.5、0.58、1.8、0.059、5.36、0.0129和3.95，B组的上述指标分别为正常色泽稍浅、16.5、0.48、1.9、0.053、4.89、0.011和4.16。

除此之外，笔者还进行了新工艺与传统工艺酿酒制造成本的对比，成本项目主要包括糯米、红曲、活性干酵母、真菌淀粉酶。A组上述成本项目的金额分别为1403.5元、105.2元、0元、0元，B组上述成本项目的成本金额分别为1234.4元、72.6元、86.1元、47.0元。

通过整合上述内容可知，在酿酒过程中加入真菌淀粉酶23小时左右，酒缸中心温度可达到35℃，而传统工艺达到35℃的时长为32小时，可见加入真菌淀粉酶有助于缩短酒龄。同时，传统红曲黄酒的口味偏酸，加入真菌淀粉酶后成品红曲黄酒的酸度较低，口味协调。最后通过总结新工艺与传统工艺酿酒制造成本可知，即使在进口酶价格较为昂贵的情况下，酿酒总体成本还是下降了137.0元，经济效益较为明显。

综上，基于真菌淀粉酶的酶学特性，可通过设置外部条件将其有效运用于啤酒酿造和红曲黄酒酿造中，进一步提高酿酒效率，提高成品酒的质量，打破传统酿酒方法框架的限制，进一步提高我国的酿酒技术水平。