霉菌及其在发酵产品中的应用

（六）苹果酸
✓ L-苹果酸广泛存在于生物中，是生物体三羧酸循环的成 员。苹果酸广泛应用于食品领域。因为苹果酸具有比柠 檬酸柔和的酸味，滞留时间长和口味更好的优点，所以 作为食品酸味剂更为理想。
✓ 许多微生物都能产生苹果酸。工业生产目前仅限于少数几 种：用于一步发酵法的黄曲霉、米曲霉、寄生曲霉；用于 两步发酵法的华根霉、无根根霉、短乳杆菌、膜睽毕赤酵 母；用于酶转化法的短乳杆菌、大肠杆菌、产氨短杆菌、 黄色短杆菌。
✓ 根霉属中常用的有日本根霉、米根霉、华根霉等； ✓ 曲霉菌属中常用的有黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉、泡盛曲
霉等； ✓ 毛霉属中常用的有鲁氏毛霉； ✓ 还有红曲属中的一些种也是较好的糖化剂，如紫红曲霉、安
氏红曲霉等；
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（一）制曲
淀粉的糖化、蛋白质的水解均是通过霉菌产生的淀粉 酶和蛋白质水解酶进行的。通常情况是先进行霉菌培养制曲。
淀粉、蛋白质原料经过蒸煮糊化加入种曲，在一定温度下培养， 曲中由霉菌产生的各种酶将淀粉、蛋白质分解成糖、氨基酸等水 解产物。
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利用霉菌生产淀粉酶、糖化酶的常用菌种：
➢不产生异味，制曲酿造的酱制品风味好；
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酱油生产霉菌：
酱油生产上常用的米曲霉菌株有：AS 3.951；UE328、
UE336；AS 3.863；渝3.811等。
生产中常常是由两菌种以上复合使用，以提高原料蛋白质及 碳水化合物的利用率，提高成品中还原糖、氨基酸、色素以及香 味物质的水平。除曲霉外，还有酵母菌、乳酸菌参与发酵，它们 对酱油香味的形成也起着十分重要的作用。
发酵液→酸解→过滤→滤液→中和→过滤→沉淀→ 酸解→过滤→滤液→精制→浓缩→结品→干燥→成 品
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2）两步法发酵
1) 富马酸发酵 ① 菌种
两步发酵法以华根霉6508为菌种生产苹果酸。 ② 斜面培养
华根霉6508于葡萄糖马铃薯汁琼脂斜面上，30℃培养7d，易于长出大量孢子。 ③ 摇瓶发酵 a 培养基组成(%) C6H12O6 10，(NH4)2SO4 0.5，K2HPO4 0.1，聚乙二醇
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2、柠檬酸发酵菌种
（1）黑曲霉的形态特征
在固体培养基上，菌落由白色逐 渐变至棕色。孢子区域为黑色，菌落 呈绒毛状，边缘不整齐。菌丝有隔膜 和分支。是多细胞的菌丝体，无色或
有色，有足细胞，顶囊生成1层或2层
小梗，小梗顶端产生一串串分生孢子
。
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（2）柠檬酸发酵机制
10，MgSO4 0.05，FeCl3 0.002，CaCO3 5(单独灭菌)。
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• 发酵池
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（三）腐乳的酿制
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1 .腐乳发酵微生物及其作用
特点：自然培养、
混菌发酵，
毛霉为主
（1）毛霉菌☆
（2）根霉菌☆
（3）曲霉☆ （4）青霉☆ （5）酵母菌☆
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腐乳酿造选择优良菌种的条件
瓶中，在33℃下静置培养2~4d，待长出大量孢子后，将其转入到种子罐 扩大培养，接种量为5%。培养温度33~34℃，通风量0.15~ 0.3m3/m3.min， 培养时间18~20h。 • 发酵培养基 • 葡萄糖 7%~8%，其余成分的组成及用量与种子罐培养基相同。
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从发酵醪液中提取苹果酸 工艺流程
（2）酱油曲霉（Aspergillus sojae)
日本学者坂口在20世纪30年代从酱油中分离出
来的，其分生孢子表面有小突起，多聚半乳糖醛酸 酶活性较高。
（3）黑曲霉（Aspergillus niger)
含有较高的酸性蛋白酶，可弥补以上两种霉 菌的蛋白酶的不足
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酱油发酵过程中的微生物变化
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（1）米曲霉（Aspergillus oryzae)
蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶及谷氨酰胺酶这四 种酶与酱油的质量及原料的利用率关系密切，还含 有纤维素酶及半纤维素酶。
米曲霉生长的最适温度是32～35℃，适宜pH为 6.5～6.8，曲含水48%-50%，好氧微生物。
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3）发酵
酱醪：成曲拌入大量盐水，成为浓稠的半流动状态。 酱醅：成曲拌入少量盐水，成为不流动状态。
将酱醪或酱醅装入发酵容器中，利用曲中酶和微生物作用， 将其中原料分解、转化、形成酱油独有的色、香、味、体成分。
工艺流程：
成曲→粉碎→制醅→保温发酵→成熟酱醅
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• 发酵室
霉菌及其在发酵产品中的应用
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霉菌在食品工业中用途十分广泛，许多酿造发酵食品、 食品原料的制造，都是在霉菌的参与下生产出来的。
绝大多数霉菌能把加工所用原料中的淀粉、糖类等碳水化合 物、蛋白质等含氮化合物及其他种类的化合物进行转化，制造出 多种多样的食品、调味品及食品添加剂。
不过，在许多食品制造中，除了利用霉菌以外，还要由细菌 、酵母的共同作用下来完成。在食品酿造业中，常常以淀粉质为 主要原料，只有将淀粉转化为糖才能被酵母菌及细菌利用。
（1）曲霉
提供酶类，入池后很快自溶。 （2）酵母菌
合成酒精，产香；鲁氏酵母的自溶可促进球拟酵 母的生长。 （3）细菌
前期足球菌多，后期四链球菌多；与酵母有协同 发酵作用。
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酱油酿制工艺过程
1）种曲制造 纯种的扩大培养
米曲霉AS3.951，AS3.863
试管斜面→ 三角瓶培养→接种→曲料发白结饼→ 摇瓶 一次→至全部长满黄绿色孢子
毛↓霉或根霉
各种辅料
↓
豆腐坯→接种→主发酵→搓毛→盐坯→装坛→后发酵→成品
细菌型腐乳
↓小球菌
↓ 各种辅料
豆腐坯→上蒸→盐腌→切洗→接种→前发酵→烘干→装坛→后发酵→成品
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（四）豆豉
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关于柠檬酸发酵的机制虽有多种理论，但目前大多数学 者认为它与三羧酸循环有密切的关系。糖经糖酵解途径（
EMP途径），形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化合物，丙酮酸
脱羧形成C2化合物，两者缩合形成柠檬酸。
（3）柠檬酸发酵用原料
柠檬酸发酵的原料有糖质原料、淀粉质原料和正烷烃类
原料3大类。
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各种肉类和蔬菜在腌制加工时，加入或涂上柠檬酸可以改 善风味，除腥去臭，抗氧化。
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（4）罐头制品
加入柠檬酸除了调酸作用之外，还有螯合金属离子的作用 ，保护其中的抗坏血酸，使之不被金属离子破坏。
（5）豆制品及调味品 用含有柠檬酸的水浸渍大豆，可以脱腥并便于后续加
工。
（6）其他
柠檬酸在医药、化学等其他工 业中也有一定的作用。
（二）生产酱类产品
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酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉及其加工制 品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用以米曲霉为主 微生物经发酵酿造制成的。
用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉，生产上常用的有沪
酿3.042、黄曲霉Cr-1菌株、黑曲霉等。
所用的曲霉具有较强的蛋白酶、淀粉酶及纤维素酶的活力，它们 把原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉变为糖类，在其他微生物的 共同作用下生成醇、酸、酯等，形成酱类特有的风味。
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✓ 以糖类为发酵原料，用霉菌直接发
酵生产L-苹果酸的方法称为一步发
酵法。一步发酵法采用黄曲霉A-
114生产苹果酸。
✓两步发酵法是以糖类为原料，先 由根霉菌发酵生成延胡索酸和苹 果酸的混合物，然后接入酵母或 细菌，将混合物中的延胡索酸转 化为苹果酸。
黄曲霉
根霉
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原料混合→蒸料→过筛、摊冷→接种→装盒→第一 次翻曲→第二次翻曲→揭纱布或草帘→种曲
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2 ）制曲工艺
固体曲使用广泛，制曲方法有厚层通风制曲、曲盘 制曲、圆盘式机械制曲等。
以豆粕和麸皮为原料的厚层通风制曲工艺流程：
种曲 豆粕、麸皮→混合→润水→蒸料→冷却→接种→入 池培养→第一次翻曲→第二次翻曲→成曲
（五）柠檬酸的生产
• 柠檬酸分子式为C6H8O7，外观为白色颗粒 状或白色结晶粉末，无臭，具有令人愉快 的强烈的酸味，相对密度为1.6550。
• 柠檬酸易溶于水、酒精，不溶于醚、酯、氯仿 等有机溶剂。商品柠檬酸主要是无水柠檬酸和 一水柠檬酸。它天然存在于果实中，其中以柑 橘、菠萝、柠檬、无花果等含量较高。
• 柠檬酸是生物体主要代谢产物之一。早期的 柠檬酸生产是以柠檬、柑橘等天然果实为 原料加工而成的。
柠檬酸
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1、柠檬酸在食品中的应用 （1）饮料与冰激凌
柠檬酸广泛用于配制各种水果型的饮料以及软饮料。 （2）果酱与酿造酒
柠檬酸在果酱与果冻中同样可以增进风味，并使产品抗氧 化作用。
（3）腌制品
1）一步法发酵
• 种子培养基组成(%)
• 葡 萄 糖 3% ， 豆 饼 粉 1% ， FeSO4 0.05% ， K2HPO4 0.02% ， NaCl 0.001%，MgSO4 0.01%，CaCO3 6% (单独灭菌)。
• 种子培养 • 将黄曲霉孢子用无菌水洗下并移接到装有100ml种子培养基的500m1三角
➢ 不产生毒素，菌丝壁细软，棉絮状，色白或淡黄； ➢ 生长繁殖快速，且抗杂菌力强；
➢ 生产的温度范围大，不受季节限制；
➢ 有蛋白酶、脂肪酶、肽酶及有益于腐乳质量的酶系；
➢ 使产品质地细腻柔糯，气味正常良好
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腐乳生产工艺
腌制腐乳
食盐
↓
豆腐坯→煮沸→腌坯→装坛→后发酵→成品
霉菌型腐乳
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酱油是以蛋白质和淀粉质原料为主料，利用曲霉及其他微生 物的共同发酵微生物发酵酿造而成的具有特殊色、香、味、体 齐备，具有酸、甜、苦、咸、鲜五味调和的一种液体调味品。
酱油生产中常用的霉菌有米曲霉、黄曲霉和黑曲霉等，应用 于酱油生产的曲霉菌株应符合如下条件：
➢不产黄曲霉毒素； ➢蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力； ➢生长速度快、培养条件粗放、抗杂菌能力强；