3.2.3 红曲制作过程中的主要微生物
3.2.3.1 红曲霉菌
红曲霉是小型丝状腐生真菌,按真菌学分类方法属于真菌门(Eumycophyta)、子囊菌纲(Ascomycetes)、真子囊菌亚纲(Euascomycetes)、散子囊菌目(Eurotiales)、红曲菌科(Monascaceae)、红曲霉属(Monascus)。主要种类有红曲红曲霉菌(Monascus anka)、红色红曲霉菌(M.ruber)、烟色红曲霉菌(M.fuliginosus)、发白红曲霉菌(M.albidus)、锈色红曲霉菌(M.rubiginosus)、变红红曲霉菌(M.serorubescens)和紫色红曲霉菌(M.purpureus)等。红曲菌具有典型霉菌的特征,喜暖喜湿,能形成分枝甚繁的菌丝体,呈肉眼可见的绒絮状,红色、无色或褐色。红曲菌生活能力较强,广泛分布于自然界中。影响红曲菌生长的因素有很多,如菌株特性、温度、湿度、pH、通气状况、培养基等。大多数红曲菌菌株耐酸,尤其喜欢乳酸,能够耐高温及乙醇,最适宜的生长温度为25~30℃,最适宜pH为3~5。红曲菌为一种好氧性微生物,所以培养过程中要注意保持通气的良好。醇类、酸类及糖类是其碳源,无机氮、有机氮都可做其氮源。在麦芽汁琼脂培养基上,红曲霉生长状况良好,生长早期菌落为白色,老熟后菌落颜色随菌种不同而有很大的差别,有紫红色、烟灰色、淡红色、橙红色等。菌落正面多呈现皮膜状及绒毡状,反面有褶皱或辐射状条纹。
有研究报道从红曲中筛选到29株紫色红曲霉菌(M.purpureus)、7株红色红曲霉菌(M.ruber)、3株红曲红曲霉菌(M.anka)。通过对福建省微生物研究所红曲霉菌资源库中收藏自福建省古田县的60株红曲霉菌(Monascus sp.)进行分类鉴定研究发现,所选取的60株古田红曲霉菌分别归属红色红曲霉菌(M.ruber)、丛毛红曲霉菌(M.pilosus)或紫色红曲霉菌(M.purpureus)3个种。采用选择性培养基从福建各地区红曲样品中筛选得17株红曲霉菌,分别被鉴定为变红红曲霉菌(M.serorubescens Sato)、橙色红曲霉菌(M.aurantiacus)、新月红曲霉菌(M.lunisporas)、血红色红曲霉菌(M.sanguineus)和高粱红曲霉菌(M.kaoliang)五大类,其中高粱红曲霉菌B6菌株是可应用于红曲黄酒酿造的优良红曲菌菌株。
食品工业上最常见的红曲菌种是紫色红曲霉菌(M.purpureus)和红曲红曲霉菌(M.anka),它们也是大多红曲产品标准中指定的菌株,应用于工业发酵可产洛伐他汀和色素,并具有较高的安全性,常用于生产食品添加剂、红曲米粉、保健食品和药材等。
3.2.3.2 红曲中主要微生物构成
采用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)测定了古田红曲和乌衣红曲的真菌菌群结构,结果表明古田红曲和乌衣红曲的真菌菌群结构具有显著性差异,同时相比于古田红曲,乌衣红曲具有更高的真菌丰度、多样性及均匀性。从红曲中分离鉴定出12种类型酵母菌,其中扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和弗比恩毕赤酵母是红曲中3种主要的酵母菌类型。采用传统分离纯化和PCR-DGGE相结合的方法研究了古田红曲中真菌菌群,发现古田红曲真菌结构均以红曲霉为主,其他杂菌少。
运用MiSeq高通量测序技术解析红曲中的微生物菌群结构,可知红曲中的优势细菌菌群为芽孢杆菌属、魏斯氏菌属、片球菌属、葡糖醋杆菌属等,其中葡糖醋杆菌属、细球菌科等为红曲特有菌群。一般而言,芽孢杆菌属具有较强的分泌蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等酶类的能力,可分解大分子物质形成双乙酰、含氮化合物等芳香物质,对黄酒风味物质的形成具有贡献作用。江南大学传统酿造食品研究中心——毛健教授团队通过对绍兴地区黄酒发酵中微生物群落结构研究,同样发现芽孢杆菌属与乙酸己酯相关性极强。红曲中的优势真菌菌群为黑曲霉、紫红曲霉、黄曲霉和酿酒酵母等,特有的菌群为膜醭毕赤酵母和瓜笄霉。毛健教授团队也发现曲霉属、芽孢杆菌属和根霉属等是产生生淀粉葡萄糖淀粉酶的主要优势菌群,对酿酒产生各种风味物质具有重要的作用。