米曲霉的应用研究进展_赵龙飞

２００６Ｎｏ．３ＳｅｒｉａｌＮｏ．１５６ＣｈｉｎａＢｒｅｗｉｎｇＦｏｒｕｍａｎｄＳｕｍｍａｒｙ＊米曲霉的应用研究进展赵龙飞，徐亚军（商丘师范学院生物系，河南商丘４７６０００）摘要：介绍了米曲霉的生物学特性，并综述了它在调味品、饲料、生产曲酸、消除乳糖不耐症、酿酒等方面的应用，提出了其发展前景。

关键词：米曲霉；工业；应用；展望中图分类号：ＴＳ２０１．３文献标识码：Ａ文章编号：０２５４－５０７１（２００６）０３－０００８－０３＊１米曲霉的生物学特征米曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅ）是一种好气性真菌，属于半知菌亚门、曲霉属，菌丝一般呈黄绿色，后为黄褐色，分生孢子梗生长在厚壁的足细胞上，分生孢子头呈放射形，顶囊球形或瓶形，小梗一般为单层，分生孢子球形平滑，少数有刺，培养适温为３７℃。

米曲霉的菌丝由多细胞组成，是一类产复合酶的菌株，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶等［１］。

在淀粉酶的作用下，将原料中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类，如麦芽糖、葡萄糖等；在蛋白酶的作用下，将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸，而且可以使辅料中粗纤维、植酸等难吸收的物质降解，提高营养价值、保健功效和消化率，广泛应用于食品、饲料、生产曲酸、酿酒等发酵工业。

２米曲霉在工业上的应用２．１用于发酵生产豆豉、豆酱豆豉是我国古老的大豆发酵制品之一，营养丰富，药食兼用，对我国人民的饮食文化和医疗保健发挥着重大作用。

在传统豆豉酿造工艺中，米曲霉酿造豆豉在我国应用最早、最广［２］。

《食经》等历史文献记载作豉法大都是米曲霉豆豉。

当时先人们能够巧妙地控制米曲霉的最适温度，不超过３７℃，“温如人腋下”，直到“后着黄衣，色均足……”。

由于没有显微镜，看不到微生物的个体形态，但能通过微生物的群体形态“黄衣”来控制微生物的生长繁殖。

成曲以米曲霉为主，兼有其它霉菌、酵母和细菌等稳定的群体。

随着科学发展，在前人基础上相继出现改良的多菌制曲和无盐固态发酵工艺，已达到相当高的水平，在生产实践中产生了良好的效果。

随着人们对食品的营养结构及保健性要求的提高，虽然豆酱具特有的色、香、味，然而已满足不了人民生活水平不断提高的需求。

最近，日本研制了保健酱—荞麦豆酱，其除了含有１７种氨基酸外，还含有其它酱品没有的芦丁（２．４ｍｇ／１００ｇ），在保持原有豆酱生理机能的同时，又增加了荞麦的保健性，是一种多功能的保健调味品。

鞠洪荣等［３］研究表明，在传统工艺和日本工艺的基础上进行改进，即按一定比例加入米曲霉酿造的荞麦豆酱，酱香较浓，与传统豆酱相比具有独特的醇香味，且提高了营养价值和保健效收稿日期：２００５－０１－２６作者简介：赵龙飞（１９７８－），男，河南杞县人，教师；徐亚军，通讯作者，主要从事生物学和茶学方面的教学和研究工作。

Ｅｍａｉｌ：ｈｎｚｈａｏｌｏｎｇｆｅｉ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅＺＨＡＯＬｏｎｇ－ｆｅｉ，ＸＵＹａ－ｊｕｎ＊（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｑｉｕＮｏｒｍａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ４７６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡ．ｏｒｙｚａｅｉｎｆｉｘｉｎｇｓ，ｆｅｅｄ，ｋｏｊｉａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｌａｃｔｏｓｅｉｎｔｏｌｅｒａｎｃｅｓｙｍｐｔｏｍ，ｂｒｅｗｉｎｇ，ａｎｄｍａｎｙｍｏｒｅｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｗａｓａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｏｒｙｚａｅ；ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔ８・・２００６年第３期总第１５６期中国酿造专论与综述果，有潜在的市场前景。

２．２与黑曲霉、绿色木霉复合发酵用于酱油生产酱油酿造主要靠米曲霉的作用。

在米曲霉生长过程中能分泌多种酶系，其中最重要的是蛋白酶、淀粉酶和酯酶等。

天然发酵酱油是利用蛋白酶的水解作用，将豆类中的蛋白质降解成多肽、氨基酸等可溶性含氮物，且口味好，营养丰富，是营养性风味调料的发展方向［４］。

而淀粉酶的作用是将制曲后原料中的淀粉或经糖化后糖浆中残留的淀粉进一步彻底糖化降解，糖化后生成的单糖类如葡萄糖、果糖、多缩戊糖等，对酱油的色、香、味、体有重要影响。

因此，米曲霉所产淀粉酶的性质与酱油质量好坏密切相关。

吕嘉枥等［５］对分离纯化的米曲霉（今野菌株）所产α－淀粉酶进行了研究，探索出了该菌株产α－淀粉酶的培养温度和最佳培养时间。

米曲霉酶系活性的高低将直接影响到原料的利用率及产品的产率，影响酱油中可溶性含氮物的含量，从而也会影响酱油的品质；而米曲霉产孢子能力的强弱则会影响菌体繁殖的速度，影响发酵速度；因此，提高米曲霉的生物活性具有重要意义。

许多研究工作者对米曲霉（产生中性蛋白酶、碱性蛋白酶）和黑曲霉（产生酸性蛋白酶）进行共生制曲的低盐固态发酵生产酱油作了大量试验，不仅提高了蛋白质利用率，而且提高了酱油产量和风味。

研究表明，双菌种比单菌种原料蛋白质利用率和产量都提高１７％以上。

杨玉华等［６］研究也表明，用米曲霉菌种和绿色木霉混合制曲，低盐固态发酵生产酱油，蛋白质利用率比对照提高１７．５％。

是由于绿色木霉能产生丰富的纤维素酶、半纤维素酶，能破坏包裹蛋白质原料的细胞壁，使蛋白质、淀粉类游离出来，被米曲霉所产生的蛋白酶、淀粉酶等充分分解；纤维素酶还能将原料中的纤维素部分转化成糖，有利于美拉德反应。

既提高了酱油还原糖又增加了色度。

２．３用于饲料工业猪血是一种廉价的高蛋白质资源，但因蛋白质分子量太大，血粉血腥味较重，故利用很少。

血粉发酵饲料是利用微生物酶，将屠宰场废弃或处理的血粉以及辅料发酵制成的一种价格低廉、营养丰富的高蛋白饲料［７］。

目前，用米曲霉发酵血粉国内已有研究报道，但因选用的发酵菌种产酶能力不高且缺乏注重多种酶的复合利用，使得血粉降解不佳、饲料蛋白含量低，不利于发酵血粉的大规模利用。

付祖姣等［８］已经研究筛选出高产蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶的米曲霉，辅以细菌和酵母菌来发酵猪血粉及其配料，并摸索了种曲制备和猪血粉发酵的条件，从而生产出蛋白含量高达６９％，香味浓郁，且富含游离氨基酸，维生素Ｄ３、烟酸、Ｆｅ等，消化率高、适口性好的发酵血粉饲料，作为禽畜高蛋白源或饲料添加剂。

米曲霉在复合发酵（与白地霉、黑曲霉等）生产植物性饲料方面也得到广泛的应用。

我国每年的农作物秸秆产量约７亿ｔ，占世界秸秆总产量的２０％￣３０％。

但由于农作物秸秆的粗蛋白质、矿物质、维生素含量低，特别是木质化纤维的特殊结构不利于直接利用。

李爱华［９］等研究表明用米曲霉与诱变处理后的白地霉混合发酵农作物秸秆生产蛋白饲料，是一种经济有效的方法，为养殖业提供优良的蛋白饲料，虽然不同秸秆的蛋白提高程度、不同时间和混合比例的菌种发酵存在着差异，但均可提高秸秆饲料的蛋白质含量。

张贺迎等［１０］采用的是米曲霉和黑曲霉，产酶系较全，含有酸性蛋白酶、糖化酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶等。

酸性蛋白酶作用的ｐＨ值与动物胃中的ｐＨ值相近，可弥补动物胃蛋白酶的不足，果胶酶和纤维素酶能分解植物组织，使营养物充分暴露易被分解，糖化酶的功能是将淀粉酶水解淀粉的小分子糊精进一步水解成葡萄糖，可在动物幼仔酶活力不足的阶段补充糖化酶，促进幼仔的生长，提高淀粉成分的利用率。

２．４发酵生产曲酸曲酸（ｋｏｊｉｃａｃｉｄ）是微生物好氧发酵产生的一种具有抗菌作用的有机酸，在食品、化妆品、医药等领域都具有重要的用途。

它易溶于水，并具有较强的广谱抗菌能力和良好的热稳定性，而且不会影响食品的口味、香气及质感，用作食品添加剂，有很好的食品保鲜防腐作用。

曲酸安全无毒，是理想的多酚氧化酶抑制剂，对水果、蔬菜有显著的护色效果。

还可以消除人体内的自由基，增强细胞活力，是一种安全、无刺激、用途广泛的产品；由于对人体皮肤黑色素的生成具有较强的抑制作用，对老年斑、青春痘及色素沉着有一定疗效，用作化妆品；曲酸可以作为头孢类抗生素的原料，制成抗炎和止痛功能药物成分。

此外，曲酸还可以用作摄影、胶片去斑剂等。

熊卫东等［１１］分别以黄浆水和豆渣为主要原料，利用米曲霉发酵法生产曲酸，取得了良好的效果。

赵君峰等［１２］采用米曲霉对曲酸发酵工艺条件进行了研究，探索了生产曲酸的最佳碳源、氮源、最适ｐＨ值、最佳装液量等，为进一步研究曲酸发酵提供试验依据。

２．５产生β－半乳糖苷酶消除乳糖不耐症，促进糖类的吸收乳糖不耐症是指由于人体小肠内缺乏分解乳糖的９・・２００６Ｎｏ．３ＳｅｒｉａｌＮｏ．１５６ＣｈｉｎａＢｒｅｗｉｎｇＦｏｒｕｍａｎｄＳｕｍｍａｒｙα－半乳糖苷酶，饮用牛乳或乳制品后引起的对乳糖不耐受的非疾病性症状，主要表现为消化不良、腹胀、肠呜、呕吐、急性腹痛等。

由于乳糖不耐症的普遍存在，使相当一部分人无法象正常人一样接受牛乳这种天然、具有良好平衡性的食品，成为阻碍我国乳品工业发展的主要障碍之一。

李玉强等［１３］分析了纯化的米曲霉β－半乳糖苷酶的酶学性质，并测定了其对牛乳和乳清中乳糖的水解程度，结果表明其水解效果已达到工业化生产低乳糖牛乳及乳清的标准，可以有效的消除人体对乳糖的不耐受症状。

原因是能将乳糖水解为易吸收和甜味品质好的半乳糖和葡萄糖，又能通过半乳糖苷反应合成低聚半乳糖。

该糖是双岐杆菌增值因子，难以被人体消化，能改善便秘、降低血糖、促进钙的吸收、抗龋齿等，近年来倍受人们关注。

２．６用于酿酒制曲、生产低醇乳糖饮料国内外使用米曲霉制曲对产酶条件的影响都作了研究，分析米曲霉制作过程中的理化性质的变化，探索其最佳的制曲条件。

周立平等［１４］研究表明米曲霉糖化力可达ｌ４００ｍｇ葡萄糖／（ｇ曲・ｈ），产酶最适温度３７℃￣３８℃，最适ｐＨ５￣６，曲的糖化力和酸性蛋白酶活力较高。

中国黄酒和日本清酒不同于法国的葡萄酒和德国的啤酒是因为都属于用曲霉作糖化剂发酵的酿造酒，曲霉中用的较多的微生物是米曲霉，米曲霉在酿酒过程中曲的主要作用是为酒母和酒醪提供酶源，使原料中的淀粉、蛋白质和脂肪等溶出和分解；其次在米曲霉繁殖和产酶的同时，产生葡萄糖、氨基酸、维生素等成分，为酵母提供营养来源，并生成有机酸、高级醇及酯类等成分；再者米曲霉产生的曲香及辅料的成分，作为酒的前体物质赋予酒以独特的风味［１５－１６］。