白酒行业对红曲霉的研究现状及展望

◎程国富（四川省文君酒厂有限责任公司，四川 成都 611530）

白酒行业对红曲霉的研究现状及展望

◎程国富
（四川省文君酒厂有限责任公司，四川 成都 611530）

中国白酒行业对于红曲霉的探索多侧重于高产菌株、耐高温菌株等特异菌株的筛选以及红曲霉次级代谢产物的研究，从分子生物学层面发掘红曲霉的功能基因尚处于初级阶段。根据目前白酒行业对红曲霉的开发情况以及企业发展的多元化需求，可在红曲霉功能基因、保健红曲酒、红曲粗酶制剂等方面做出相应的探索，以此提高产品质量，丰富产品种类，降低成本，为企业带来经济效益，满足消费者的高要求。

白酒；红曲霉；高产；功能基因；保健

红曲霉属真菌界（Eumycophyta）、子囊菌门（Ascomycota）、真菌子囊纲（Euascomycetes）、散子囊菌目（Eurotiales）、红曲菌科（Monascaceae）、红曲菌属（Monascus）［1］。作为我国传统食品发酵用菌，已经有上千年的历史，能产生多种有益次级代谢产物。

中国传统白酒的酿造主要是利用酒曲对纯粮进行固态发酵，酒曲为白酒发酵提供主要的微生物，成为酿酒的动力［2］，而其中的红曲霉因具有耐湿、耐酸、耐高温和耐酒精，有较强的糖化能力［3］，能产生多种酶的特性，成为了当之无愧的研究热点。

1 白酒行业中红曲霉的研究现状

1.1 高产酯力红曲霉的筛选及在调味酒中的应用

不管是浓香型、酱香型、清香型还是凤香型的白酒，其风味成分均受乳酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类成分的影响［3］。而己酸乙酯的含量高低更是成为浓香型白酒质量评定的指标之一。红曲霉作为白酒行业公认的产酯产香的超能菌，自然成为各香型白酒公司的重点挖掘对象，很多公司都筛选出了其特有的高产酯力红曲霉并在本单位生产工艺下得到了高产酯能力红曲霉最适生长环境和生理生化特性。

诗仙太白公司通过两轮酯化红曲加入普通窖、双轮窖、半年窖的对比实验，出酒率均降幅较小。综合优质率的增加值中，普通窖增加值较小；双轮窖增加值减去投入成本后，效益明显；半年窖增加值减去投入成本后，效益明显。表明酯化红曲适用于加入发酵周期在120 d以上的双轮窖、半年窖中共酵，可以使乳酸乙酯和己酸乙酯比例平衡以及酒体协调［4］。

在外源物质对红曲霉固态发酵产酯方面，根据张聪芝的实验结果可得出：葡萄糖作为速效碳源，在红曲霉生长初期可促使其积累大量菌丝为生产工艺中产酶奠定一定基础。而添加适量酵母培养物对酯化力的提高有显著作用，酵母破壁液的作用尤为显著。与此同时，加入一定量乙醇和乳酸对酯化能力的提高作用也非常明显。

现在红曲酯化酶技术的应用已经成为我国白酒工业的重大创新成果之一，由红曲霉发酵生产的酯化酶应用填补了白酒生产史上高效科学利用红曲霉的空白［5］。

1.2生产过程中耐高温型红曲霉的筛选

由于高温大曲特殊的仓内制作条件，红曲霉长期处于高温、高湿的特殊培养条件下，筛选耐高温、耐高湿的红曲霉就显得十分必要了。刘宇驰的实验结果显示高温型红曲霉在生长特性方面有一定的特殊性，但其适宜的酯化温度却具有普遍性。温度相对升高对其酯化力的形成有一定的抑制作用。另外高温型红曲霉的酯化能力在乙醇浓度为4％、乙酸含量为4 mL时表现比较突出。

1.3对酿酒环境中红曲霉次级代谢产物的研究

红曲霉的次级代谢产物众多且拥有特殊的活性。在动物实验中发现添加有红曲培养物的饲料可使患有先天高血压的老鼠得到一定的降低，而这个有效成分正是γ-氨基丁酸（GABA）。白酒发酵过程中，红曲霉产生的次级代谢产物是否有相应的保健作用进入酒体让饮用者在品味中国味道的同时享受白酒带来的保健作用也是现在各酒厂的研究热点。

研究水井坊环境中微生物区系的研究结果表明，明初窖池既存在浓香型白酒发酵必需的厌氧功能菌——甲烷酸还原菌、己酸菌、硫酸盐还原菌等，且含有一定量的营养物质。红曲霉一方面凭借其强大的蛋白酶、脂肪酶、糖化酶和淀粉酶等酶类参与酿酒过程，铸造着中国白酒的风味和口感，更重要的是红曲霉的次级代谢产物使中国白酒拥有了较强的生理活性，为饮用者改善血液循环，阻止胆固醇的合成，达到防治动脉硬化的目的贡献了一份力量。

1.4白酒行业红曲霉功能基因的研究

目前，由于对红曲霉遗传背景了解得很少，对其重要功能基因的研究报道更少。对于白酒行业现有的成果有红曲霉基因的定点敲除、部分功能序列的克隆及序列分析、红曲霉基因组文库的构建和系统发育学分析几大方面。

在邵彦春的实验结果中，以同源重组为基础的基因缺失或基因替代技术是验证红曲霉功能基因直接有效的办法之一。采用农杆菌介导的T-DNA转化方法研究红曲霉mrfA基因，重组率可达到18.8％，介于报道的10％～30％，证明了同源重组的方法在红曲霉功能基因的鉴定工作中是切实可行的。

同时，王金昌课题组成功地构建了红曲霉基因组文库，得到了2万多个克隆子，库容量为1.7个，覆盖了红曲霉基因组DNA的1.7倍，可以从该文库调出任一基因的概率高达80％，完全达到了构建红曲霉基因组文库的要求，为红曲霉功能基因的后续研究奠定了坚实的基础。

2 白酒行业红曲霉研究热点展望

2.1 从分子生物学层面充分解析酿酒红曲霉的基因

红曲霉作为超能菌被广泛地运用与食品医药行业。相比于医药行业和色素生产行业，白酒行业对红曲霉的从分子生物学层面的解析较为缺乏。一方面是因为环境差异导致不同地域不同公司红曲霉有所差异，一方面因为采用分子生物学技术对红曲霉进行实验分析具有一定的难度和不确定性。

目前，在NCBI里已经可以查询到红曲霉很多功能基因的序列。据笔者粗略统计，NCBI里已提交了：红曲霉几丁质合成酶、转甲基酶、乙醇脱氢酶、硝酸还原酶、色素合成酶、聚酮合酶、橘霉素合成酶和柠檬酸合成酶等几十种酶的基因序列。但红曲霉的酯酶、糖化酶、单宁酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶和α-淀粉酶的分子生物学对于白酒行业仍然是未解之谜。

因此，白酒行业在基因工程技术及传统诱变手段结合，选育出可酿造过程中发酵产生功能丰富的酶系红曲霉菌株的基础上，对于红曲霉分子生物学层面的研究，不论是功能基因的序列，对应的蛋白质三维构型、空间结构、结构域、亲疏水区，还是功能基因的敲除、高效表达以及改造都会成为白酒科研行业未来的热点。只要白酒行业能从分子层面掌握酿酒红曲霉的信息，充分高效利用红曲霉酿造高品质白酒就指日可待了。

2.2功能性红曲酒的开发

根据资料记载，用红曲酿造或配制的保健酒和药酒有状元红、国公酒、杞蓉药酒、参蓉酒、红茅药酒和人参茯苓酒等12种，其中还有许多民间流传的红曲酒、妇科保健酒等不计其数，由此可见，功能性红曲酒的开发是十分具有前景的。

现代人越来越注重养生保健，追求回归自然，深度挖掘红曲的口味和保健作用完全符合当代人对健康养生的要求。发挥红曲霉及其发酵酒的医疗保健作用，利用现代科研成果造福饮酒者，不仅提高中国白酒的内在品质，扩展了产品外延，更把中国白酒天人合一的酒文化发挥得淋漓尽致。

2.3红曲霉粗酶制剂的成熟运用

酯化酶、蛋白酶、糖化酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶都是红曲霉发酵过程中产生的胞外酶，对于这些粗产物的提取开发也有很大的意义。除了将发酵菌株直接添加到酒曲里，可将提取的粗酶制剂也添加进去作为酿造过程中化学反应的催化剂，使酿造出的酒体更加饱满，更加绵甜爽净。

但现在白酒行业对于红曲霉的粗酶制剂的挖掘有许多局限，制造出的粗酶制剂成本高，纯度低、活性也不稳定。可以想象红曲霉粗酶制剂技术的成熟稳定，带来的科研价值、社会效益以及经济效益对于中国白酒行业绝对是不容忽。

3 结语

红曲霉作为中国白酒酿造中的重要菌种，其目前的开发程度对于中国白酒行业是远远不够的。传统的物理化学筛选固然能获得一定高产的菌株，但工作量极大，不确定性极高。现代分子生物技术则正好能结合传统筛选的优点又能克服其效率低、目标和结果不确定性高的缺点。对白酒酿造用的红曲霉进行基因层面的定向改造，不仅能获得高产功能菌株，给予酿造天然保健酒技术支持，更是传统酿造工艺与现代科技的完美结合。古老文化与现代科技的碰撞必将为我国的白酒行业注入新的生机。

［1］艾金忠，马美荣，聂建光，等.高酯化酶活性红曲霉及生香酵母在二锅头白酒生产中的应用［J］.酿酒，2013，40（4）：33-34.

［2］王世农.传统白酒酒曲微生物的研究进展［J］.辽宁师专学报（自然科学版），2012（1）：14-17.

［3］ 孟勤燕，张亚维，付万绪.高产酯力红曲霉筛选及在西凤浓香调味酒生产中的试用［J］.酿酒科技，2006 （5）：52-54.

［4］蒋育萌，吴成全.酯化红曲在浓香型白酒生产中的应用［J］.酿酒科技，2011（12）：70-72.

［5］张志刚，吴生文，陈 飞.大曲酶系在白酒生产中的研究现状及发展方向［J］.中国酿造，2011（1）：13-16.

Liquor Industry Status and Prospects for Monascus

Cheng Guofu
（Sichuan Province Wenjun Winery Co. Ltd， Chengdu 611530， China）

Chinese liquor industry for the exploration of Monascus focus in high yield strains， high temperature resistant strains specific strains screening and Monascus secondary metabolites of research，from the level of molecular biology to explore function of Monascus gene is still in the primary stage. According to the current liquor industry development situation of Monascus and enterprise development of the diversified needs， make corresponding exploration in Monascus gene function， health care wine Monascus， Monascus crude enzyme preparations， in order to improve the product quality， product variety， reduce the cost， bring economic benefits for the enterprise， to meet consumer requirements.

Liquor； Aspergillus niger； High yield； Functional gene； Health care

TS262.3

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.12.006