霉菌在食品制造中的应用

霉菌在食品制造中的应用

霉菌在自然界分布很广，也是人类利用最多的微生物类群，绝大数霉菌能把加工原料中的淀粉、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。如在食品工业中可利用霉菌生产豆腐乳、酱油、食醋等发酵食品，生产红曲色素、柠檬酸等食品添加剂，生产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等酶制剂。

一、霉菌与淀粉的糖化

糖化是指淀粉在糖化剂（曲或酶）的作用下，转化为可发酵性糖即葡萄糖和麦芽糖的过程。霉菌的糖化是通过其产生的淀粉酶进行的。通常情况是先进行霉菌培养制曲。淀粉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起作用，将淀粉分解成糖等水解产物。

（一）糖化原理

糖质原料只需使用含酵母等微生物的发酵剂便可进行发酵；由于酵母本身不含糖化酶，不能直接利用淀粉，所以含淀粉质的原料还需将淀粉糊化，使之变为糊精、低聚糖和可发酵性糖。糖化剂中不仅含有能分解淀粉的酶类，而且含有一些能分解原料中脂肪、蛋白质、果胶等的其他酶类。曲和麦芽是酿酒常用的糖化剂，麦芽是大麦浸泡后发芽而成的制品，西方酿酒糖化剂惯用麦芽；曲是由谷类、麸皮等培养霉菌、乳酸菌等组成的制品。一些不是利用人工分离选育的微生物而是自然培养的大曲和小曲等，往往具有糖化剂和发酵剂的双重功能。

（二）糖化菌种

在生产中利用霉菌作为糖化菌种很多。根霉属中常用的有日本根霉、米根霉、华根霉等；曲霉属中常用的有黑曲霉、宇佐美曲霉、米曲霉和泡盛曲霉等；毛霉

属中常用的有鲁氏毛霉。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、锈色红曲霉、变红曲霉等。

二、霉菌与发酵豆制品

发酵豆制品包括酱油、豆酱、豆豉及各种腐乳等，都是用大豆或大豆制品接种霉菌发酵后制成的。下面以酱油和腐乳为例来介绍霉菌的发酵作用。

（一）酱油

酱油是一种常用的成味调味品，以蛋白质原料和淀粉质原料为主，经微生物发酵而成。酱油不仅有食盐的咸味、氮基酸钠盐的鲜味、糖及其醇甜物质的甜味、有机酸的酸味等，还有天然的红褐色色素。

1．酱油酿造原理

在酱油酿造过程中，利用微生物产生的蛋白酶将原料中的蛋白质水解成多肽、氨基酸，成为酱油的营养成分以及鲜味的来源。部分氨基酸的进一步反应形成酱油香气和颜色。因此蛋白质原料与酱油的色、香、味、体的形成有重要关系，是酱油生产的主要原料。一般选用大豆、脱脂大豆等作为蛋白质的原料。

2．酿造中的微生物

酱油酿造是半开放式的生产过程，环境和原料中的微生物都可以参与到酱油的酿造中来。但在酱油的特定的工艺条件下，只有人工接种或适合酱油生态环境的微生物才能生长繁殖并发挥其作用。参与酿造的霉菌主要有米曲霉和酱油曲霉。

(1)米曲霉。米曲霉能分泌复杂的酶系，可分泌胞外酶（蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、谷氨酰酶、果胶酶、纤维素酶等）和胞内酶（氧化还原酶等）。这些酶类与酱油品质和原料利用率关系最密切的是蛋白酶、淀粉酶和谷氨酰胺酶。

酿造酱油对米曲霉的要求：不产黄曲霉毒素、蛋白酶和淀粉酶活力高、有谷

氨酰酶活力、生长速度快、培养条件粗放、抗杂菌能力强、酿造酱油香气好。

(2)酱油曲霉。酱油曲霉分生孢子表面有小突起，孢子柄表面平滑，与米曲霉相比，其碱性蛋白酶活力较强。目前日本制曲的菌株比例为米曲霉79%，酱油曲霉21%。

(3)酵母菌。从酱醅中分离出来的酵母菌7个属23个种，其中对酱油风味和香气的形成起重要作用的是鲁氏酵母和球拟酵母。

鲁氏酵母是酱油酿造中的主要酵母菌。最适生长温度为28～30℃，在38～40℃生长缓慢，42℃不生长，最适pH 4～5。生长在酱醅这一特殊环境中的鲁氏酵母是一种耐盐性强的酵母，抗高渗透压，在食盐含量为5%～8%的培养基中生长良好，在18%食盐含量下仍能生长，维生素、泛酸、肌醇等能促进它在高食盐浓度下生长。

(4)乳酸菌。酱油乳酸菌也是生长在酱醅这一特定环境中的耐盐乳酸菌，其代表菌有嗜盐片球菌、酱油微球菌等。这些乳酸菌耐乳酸能力弱，因此，不会因产过量的乳酸使酱醅中的pH过低而造成酱醅质量变坏。适量的乳酸是构成酱油风味的因素之一。

(5)其他微生物。在酱油酿造中除上述优势微生物外，从酱油曲和酱醅中还分离出其他一些微生物的存在。如毛霉、青霉、产膜酵母、枯草芽孢杆菌、小球菌等。当制曲条件控制不当或种曲质量差时，这些菌会过量生长，不仅消耗曲料的营养成分，原料利用率下降，而且使成曲酶活力降低，产生异臭，造成酱油浑浊，风味不好。

（二）腐乳

腐乳又称霉豆腐或酱豆腐，是以大豆为主要原料，经过制坯、前期发酵、腌

制、后期发酵而成，是我国典型的发酵豆制品。豆腐乳风味独特、滋味鲜美、组织细腻柔滑，营养丰富的特点，被称为“东方植物奶酪”。

1．豆腐乳酿造原理

腐乳是以大豆为原料，将大豆洗净、浸泡、磨浆、煮沸，加入适量凝固剂，除去水分制成豆腐，然后将豆腐切成小方块，接种微生物进行前期发酵，然后经过腌制，配料装坛后发酵即成。

2．豆腐乳酿造中的微生物

豆腐乳生产大多采用纯菌种接在豆腐坯上，然后置于敞口的自然条件下培养。在培养过程中不可避免地有外界微生物入侵，而且发酵的配料可能带人其他菌类，因而豆腐乳的发酵过程中的微生物种类十分复杂。

我国酿造豆腐乳的微生物大多为霉菌，如毛霉属（五通桥毛霉、腐乳毛霉、总状毛霉等）、根霉属等，毛霉菌酿造的腐乳占多数。

(1)五通桥毛霉。该菌种为目前我国推广应用的优良菌株之一。菌丝白色，老后稍黄，孢子梗不分支，孢子囊呈圆形，色淡，厚垣孢子很多。最适生长温度10～25℃，低于4℃下勉强能生长，高于37℃不能生长。

(2)腐乳毛霉。该菌种的菌丝初期为白色，后期为灰黄色；孢子囊呈球形，灰黄色；孢子轴为圆形；孢子椭圆形，表面光滑。它的最适生长温度为29℃。

(3)总状毛霉。该菌种菌丝初期为白色，后期为黄褐色；孢子梗不分支；孢子囊为球形，褐色；孢子较短，为卵形。厚垣孢子数量很多，大小均匀，为无色或黄色。该菌种的最适生长温度为23℃，在低于4℃和高于37℃环境下都不能生长。

(4)根霉。根霉生长温度比毛霉高，在夏季高温情况下也能生长，而且生长