米曲霉20110520---winnie.pptx

米曲霉菌种 2020 2 2602 47 目录 1 生产用的曲霉及其酶系特性 1 生产用的曲霉 米曲霉目前国内多采用米曲霉及其变种作为酱油发酵的生产曲霉 主要菌种为沪酿3 042 它具有丰富的酶系 酶活力较高 能够使酱油产生独特的香气与口味 2 米曲霉产生的酶系特性米曲霉的酶系中 通常可以分为胞外酶和胞内酶两大类 胞外酶是细胞产生并分泌于细胞外面进行作用的酶 如蛋白酶 淀粉酶 脂肪酶 谷氨酰胺酶等水解酶类 而胞内酶是细胞产生于内部起作用的酶 如氧化还原酶等 1 生产用的曲霉及其酶系特性 A 酶系对温度敏感性的差异低盐固态发酵周期一般较短 10 30天 为了在短时间内完成对原料的分解作用 只能提高发酵温度 根据化学反应速度和温度的关系 温度越高 酶反应的初速度越快 因酶的化学本质是蛋白质 一般在40 以上就开始受到破坏 起破坏的程度随着温度的增高而加剧 米曲酶产生的酶系中 除淀粉酶耐热性较高外 其他酶类对热都很敏感 特别是肽酶和谷氨酰胺酶 在50 55 情况下 将很快失活 B 发酵状态对酶系的影响低盐固态发酵 由于酱醅内部粘性大 流动性差 保温时池底或四壁的高温加速了酶的失活 不利于酶作用的发挥 在稀醪发酵中 水解酶可充分发挥作用 使分解产物浓度较大 从而为转化酶类与合成酶类反应速度的增加提供了物质条件 1 生产用的曲霉及其酶系特性 C PH值对酶促反应的影响由于PH值改变了底物的酶分子的带电状态 所以氢离子浓度对酶反应速度影响很大 又由于各种酶都有特定的最适PH值 大于或小于这个值 酶活力就要降低 甚至引起酶蛋白质的变性而丧失活力 酱油曲中的中性蛋白酶的最适PH值为7 2左右 日本酿制酱油 采用前期低温发酵 温度控制在15度左右 这样就控制了乳酸菌的生长繁殖 酱醅PH值不致下降太快 从而更好地发挥了中性蛋白酶与碱性蛋白酶对原料中蛋白质的分解作用 我国目前采用的低盐固态发酵工艺发酵温度较高 一般控制在40 45 乳酸菌的繁殖使酱醅的PH值下降过快 影响了中性蛋白酶和碱性蛋白酶的作用 如果适当添加酸性蛋白酶有助于酱油质量的提高 1 生产用的曲霉及其酶系特性 D 食盐对酶促反应的影响食盐对蛋白酶的使用试验 是将曲的提取液 或液体发酵滤液 配成不同浓度的食盐溶液取该溶液与酪蛋白混合 置于40 水浴中酶解一段时间 测定其酶活力后 绘制食盐浓度 酶活曲线 如图2 1 12 左图说明食盐作为单因子条件 低浓度时对蛋白酶有激活作用 随着食盐浓度的增加反而对蛋白酶产生抑制作用 并随着食盐浓度的增加抑制作用明显 它对蛋白酶的抑制为不可逆抑制 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 制曲的目的就是创造最适宜的条件 保证曲霉菌大量繁殖 产生酱油发酵需要的各种梅西 特别是蛋白酶和淀粉酶 液化型和糖化型 酶存在于一切生物细胞中 有些酶类在细胞表面的质膜上活动 各呼吸酶 大多数酶则在细胞原生质内活动 有关发酵用的酶类在细胞质内以可溶性状态存在 曲霉菌属真核细胞 它的细胞有细胞核 细胞质 细胞膜和细胞壁等部分组成 曲霉的菌丝体由多细胞组成 具有产酶功能 菌丝体生长繁殖的好坏 直接影响酶的形成 制曲原料的配比 制曲的工艺方法 制曲过程中的温度 湿度以及制曲周期 是影响曲霉生长与酶形成的主要因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 1 制曲原料原料是酿制酱油的基础 它的种类 质量及配比对制曲有直接影响 并决定着酱油的产率与质量 因此制曲原料 既要以米曲酶能正常生长繁殖为前提 又要考虑到酱油本身质量的需要 故原料应符合价格低 来源广 宜于制曲 曲酶活力强等条件 2 湿度通风制曲过程中水分挥发较多 因此要求曲料含有适当水分 因此制曲初期水分含量对米曲霉的孢子发芽有极其重要的影响 水分过少 曲霉因缺水而生长不好 各类微生物的生长繁殖都有其极小的水分活性 即繁殖的界限水分 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 3 温度与时间 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 实验数据表示 A 米曲霉的蛋白酶活力受培养温度影响 培养在25 35 时酶活力最高 培养于35 时显著降低 培养时间延长 各类蛋白酶活力大多能提高 B 制曲温度高 糖化酶活力高 低温制曲虽然使糖化酶活力不及高温曲高 但蛋白酶活性高 同时制曲过程中淀粉消耗少 因低温曲蛋白酶活力高 酿成的酱油较澄清 蛋白质利用率 氨基酸生成率及淀粉利用率均较高温曲高 因此 主张通风制曲宜采用两级温度 前期 接种12H以前 品温可控制稍高于30 以促使孢子萌发和菌丝生长 后期 12H以后 品温宜控制在30 26 C 米曲霉在30 左右培养48H 氧化酶活力高 温度太高 35 以上 或太低 25 以下 都会影响氧化酶活性的增长 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 实验数据表示 D 米曲霉培养温度和时间对谷氨酰胺酶的产生影响很大 高温短时间培养 谷氨酰胺酶活性低 用较低的温度 并适当延长制曲时间 则可使谷氨酰胺酶活力提高 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 4 通风米曲霉乃好气性曲霉 繁殖旺盛期 产生的CO2量与菌体的生长量成正比 所以通风是必要的 但太大会导致细菌 如小球菌 大量的繁殖 太小会促使链球菌大量繁殖 甚至在通风不良处 会造成嫌气性梭菌的繁殖 这些梭菌易产生酪酸臭 影响风味 另外 如果枯草杆菌大量侵入 还能引起腐败臭 氨臭 因此 通风量的控制是制好曲的主要因素之一 为了创造均匀而良好的通风条件 必须做到堆积疏松及平整 翻曲可使曲料疏松 减少通风阻力 保持较均匀的曲料水分及温度 所以翻曲也是控制合理通风的主要手段之一 2 影响曲霉生长和酶形成的因素 5 原料细度原料粉碎的越细 表面积越大 曲霉繁殖接触的面积越大 分解效果越好 原料利用率越高 但如果原料粉碎的太细 而且辅料偏低 则润水时容易结块 致使制曲时通风不畅而影响成曲质量 3 霉菌在曲料上的生长变化 1 孢子发芽期曲料优势接种后 米曲霉孢子吸水后开始发芽 接种后最初4 5h 曲霉迅速生长繁殖 形成生长 对杂菌可起到抑制作用 这一时期的主要因素是水分和温度 水分适当 孢子即吸水膨胀 细胞内物质被水溶解后利用 为后期的活动提供了条件 一般来说 温度低于25 发芽缓慢 在水分又大的情况下 小球菌可能大量繁殖 温度高于38 也不适宜孢子发芽 却会适合枯草杆菌生长繁殖 霉菌最适发芽温度为30 左右 生产上一般控制在30 32 3 霉菌在曲料上的生长变化 2 菌丝生长期孢子发芽后 菌丝生长 品温逐渐上升 需进行间隙或连续通风 一方面可调节品温 另一方面换上新鲜空气 供给足够的氧气 以利生长繁殖 菌丝生长期在接种后8 12h左右 一般维持品温35 当肉眼稍见曲料发白 即菌丝体形成后 进行一次翻曲 这一阶段菌丝生长期 翻曲的时间和次数是通风制曲的主要环节之一 在制曲过程中 接种后11 12h 品温上升很快 这时曲料由于米曲霉生长菌丝而结块 通风阻力随着生长时间而逐渐增大 品温出现下层低 上层高的现象 差距也逐渐增大 虽然连续通风 品温仍有上升的趋势 这时应立即进行第一次翻曲 使曲料疏松 减少通风阻力 保持正常品温 必须注意 如果翻曲过早 易受杂菌污染 翻曲过迟 则因通风不良 菌丝减少 酶活力下降 3 霉菌在曲料上的生长变化 3 菌丝繁殖期这一次翻曲后 菌丝发育更加旺盛 品温上升也极为迅速 这时 必须加强管理 控制曲室温度 继续连续通风 供给足够氧气 严格控制品温 菌丝繁殖期为接种后12 17h 品温控制在35 左右 当曲料面层产生裂缝现象 品温相应上升 应进行第二次翻曲 这个阶段米曲霉菌丝充分繁殖 肉眼见到曲料全部发白 成为菌丝繁殖期 第二次翻曲的目的 是再次翻松曲料 消除裂缝 以防漏风 如果在第二次翻曲后 由于菌丝繁殖 曲料又收缩产生裂缝 风从裂缝漏掉 品温相差悬殊时尚可采取第三次翻曲或铲曲 生产上一般进行铲曲 3 霉菌在曲料上的生长变化 4 孢子着生期第二次翻曲后 品温逐渐下降 但仍需连续通风以维持品温 曲霉菌丝大量繁殖后 开始着生孢子 孢子逐渐成熟 使曲料呈现淡黄色直至嫩黄绿色 在孢子着生期 米曲霉中性蛋白酶的分泌最为旺盛 孢子着生期一般在接种后18h开始 品温维持在30 40 就单一的中性蛋白酶而言 活力较高 但在这种工艺条件下所制成曲的谷氨酰胺酶的活力很低 采用低温制曲工艺 从孢子的发芽到孢子的着生 同样也经历这么几个阶段 但如果温度低 水分大 则制曲周期长 但成曲的酶系较全面 优质曲的PH值在6 8 7 2之间 4 制曲过程中的化学变化 制曲过程中化学变化是极其复杂的生物化学变化 米曲霉在曲料上生长繁殖 分泌各种酶类 其中重要的有蛋白酶和淀粉酶 曲霉在生长繁殖时 需要糖分和氨基酸作为氧料 并通过代谢作用将糖分分解成co2和H2O 同时放出大量的热 一般讲 在制曲过程中 碳水化合物的消耗量较大 特别是高温制曲时更为明显 1 淀粉的部分分解在制曲过程中 有部分淀粉被水解成葡萄糖 后经EMP途径及TCA循环被分解成co2及H2O而消耗掉 放出的大部分能量将以热的形式被散发 故要加强制曲管理 及时通风与翻曲 以便散发co2和热量 供给充分的氧以保证曲霉菌的旺盛繁殖 4 制曲过程中的化学变化 2 蛋白的部分分解制曲中 有部分蛋白质被分解生成缩氨酸和氨基酸 如果制曲中污染腐败菌 将进一步使氨基酸氧化而生成游离氨 影响成曲质量 同时 这些腐败菌分泌的杂酶在以后的发酵中将继续产生有害物质 3 其他物质的化学变化曲料中的纤维素 果胶质等 经米曲霉分泌的纤维素酶和果胶酶的分解作用 将植物细胞壁破坏 有