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1、1. 菌种特点: 米曲霉(Asp.oryzae)属于真菌菌落生长快，10d直径达56cm,质地疏松，初白色、黄色， 后变为褐色至淡绿褐色。背面无色。分生孢子头放射状，一直径150300 um，也有少数为 疏松柱状。分生孢子梗2mm左右。近顶囊处直径可达1225um，壁薄，粗糙。顶囊近球 形或烧瓶形，通常4050um。上覆小梗，小梗一般为单层，1215um，偶尔有双层，也 有单、双层小梗同时存在于一个顶囊上。分生孢子幼时洋梨形或卵圆形，长大后多变为球形 或近球形，一般4.5 um，粗糙或近于光滑。(半知菌亚门丝孢钢丝孢目从梗孢科曲霉属真 菌中的一个常见种)。菌落生长较快，质地疏松。初呈白色、黄色
2、，后转黄褐色至淡绿褐色， 背面无色，分布甚广，主要在粮食、发酵食品、腐败有机物和土壤等处。是我国传统酿造食 品酱和酱油的生产菌种。也可生产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和曲酸等。会引起粮食等工农业 产品霉变。米曲霉(Aspergillus oryzae)具有丰富的蛋白酶系，能产生酸性、中性和碱性蛋白酶， 其稳定性高，能耐受较高的温度，广泛地应用于食品、医药及饲料等工业中。米曲霉也是美国食品与药物管理局和美国饲料公司协会1989年公布的40余种安全微生物菌种之一。米曲霉米曲霉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。在淀粉酶的作用下，将原料中的直链、支链淀粉降解为糊
3、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，广泛应用于食品壶料产曲酸、酿酒等发酵 工业，并已被安全地应用了 1000多年。米曲霉是理想的生产大肠枉菌不能表达的真 核生物活性蛋白的载体。米曲霉基因组所包含的信息可以用来寻找最适合米曲霉发酵的条件，这将有助于提高食品酿造业的生产效率和产品质量。米曲霉基因组的破译，也为研究由曲霉属真菌引起的曲霉病提供了线索。曲霉（Aspergillus oryzae）具有丰富的蛋白酶系，能产生酸性、中性和碱性蛋白
4、酶，其稳定性高，能耐受较高的温度，广泛地应用于食 品、医药及饲料等工业中。1.1影响米曲霉系的因素影响米曲霉酶系形成、作用的因素主要有：1. 曲料：曲料米曲霉的菌丝由多细胞组成，具有产酶功能，菌丝体在曲料上生长好坏 直接关系到其酶系的形成和酶活性的强弱。酱油制曲过程的实质就是要创造米曲霉生长的最 适宜条件，保证米曲霉充分发育繁殖，分泌出酿造酱油所需的各种酶类。所以制曲原料的选 择、处理和配比要严格把关。曲料要以蛋白质含量较高、碳水化合物适量为原则进行选择配 比。曲料的处理要注意以下几点：1。粉碎要适度。颗粒太粗，会减少米曲霉生长繁殖的总 面积，降低酶活力；颗粒太细，润水后容易结块，蒸料时会产生
5、夹心，导致制曲通风不畅， 不利于米曲霉的生长。2。蒸煮要适度。控制蛋白质的适度变性，蛋白质的变性过程对米曲 霉生长极其重要。2. 温度酱油发酵的过程就是各种酶促反应的过程，温度越高，酶促反应越快，发酵周期越短。 然而，酶的化学本质是蛋白质，它具有蛋白质的结构和特性，一般在低温时就开始受到破坏， 并随着温度的升高，酶受到的破坏程度变大。3. PH 值：PH对酶的影响主要有：（1）影响酶的稳定性；（2）影响酶与底物的结合以及酶催化底 物转化成产物。在一定的条件下，各种酶都有其特定的最适PH值。偏离这个值，酶的活性 都会降低，甚至会引起酶蛋白质的变性而失去活性。4. 食盐：食盐对酶促反应的影响在酱油
6、发酵过程中，添加适量的食盐能够有效地抑制一些有害 微生物的生长和繁殖，对酱培起着防腐作用。食盐对蛋白酶活性的影响：低质量浓度的食盐 对蛋白酶有激活作用，反之对蛋白酶产生抑制作用，所以发酵状态对酶促反应的影响采用低 盐固态发酵工艺，由于酱醅内部粘性大、流动性差，保温时底部和周壁的温度较高，酶的失 活加速，很不利于酶作用的发挥1.2酱油生产中的米曲霉：酱油酿造过程主要依赖于米曲霉所产生的丰富的蛋白酶、淀粉酶、酯酶等多种酶 系，未分解原料中的多种成分，从而形成酱油独特的色、香、味、体。培养米曲霉菌种一挑选原料一一煮豆一一-制曲一一发酵一一压榨一一配置酱油一一 罐装一一检测生产过程中需用到米曲霉的是制
7、曲和发酵，制曲的目的是使米曲霉在曲料上充分生长 发育，并大量产生和积蓄所需要的酶，如蛋白酶、肽酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、纤 维素酶、半纤维素酶等。在发酵过程中味的形成是利用这些酶的作用。如蛋白酶及肽酶将蛋 白质水解为氨基酸，产生鲜味；谷氨酰胺酶把万分中无味的谷氨酰胺变成具有鲜味的俗谷氨 酸；淀粉酶将淀份水解成糖，产生甜味;果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶等能将细胞壁完全 破裂，使蛋白酶和淀粉酶水解等更彻底。制成的酱曲移入发酵池或发酵罐，再加盐水发酵。 发酵是一个生物转化过程，通过温度和时间,让米曲霉分泌多种酶，其中是蛋白酶和淀粉酶、蛋 白酶分解蛋白质为氨基酸，淀粉酶把淀粉分解成葡萄糖。2.
8、米曲霉发酵产物的应用2.1米曲霉发酵产各种酶制剂2.1.1发酵产蛋白酶及应用米曲霉在食品酿造方面的应用历史悠久,近些年在饲料加工方面的研究也日趋深入，这些方面 的研究主要集中在米曲霉发酵产蛋白酶方面上。最近有文献报道，米曲霉发酵产蛋白酶可以 水解鳕鱼粉制备蛋白胨。蛋白胨广泛应用于食品、发酵、医药、卫生、临床细菌检验及科研 等方面。可见蛋白酶在产品深加工领域也将会创造更大效益。2.1.2发酵产淀粉酶及应用淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，包括a-淀粉酶、B-淀粉酶、糖化酶和异淀粉 酶。淀粉酶是一种诱导酶,这类酶的形成只有在底物存在时才能生成，其作用是将淀粉或糖浆 中残留的淀粉进一步彻底降
9、解为单糖即葡萄糖、果糖等。单糖对产品的色、香、味、体都有 重要影响。2.1.3发酵产B -半乳糖苷酶及应用B -半乳糖苷酶可消除乳糖不耐症，米曲霉所代谢出的B -半乳糖苷酶能够水解牛乳和乳清中 的乳糖，成为可以吸收和甜味品质好的半乳糖和葡萄糖。同时又能合成低聚半乳糖，此糖是双 岐杆菌增值因子，难以被人体消化，能改善便秘，具降低血糖，促进钙的吸收,抗龋齿等作用6。 2.1.4发酵产脂肪酶及应用脂肪酶是重要的工业酶制剂品种之一,可以催化解脂、酯交换、酯合成等反应,将脂肪分解成 脂肪酸和甘油并广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。不同来源的脂肪酶具有不 同的催化特点和催化活力。王小花7 等人对
10、米曲霉产胞外脂肪酶培养条件进行优化,筛选出 麦芽糖为最佳碳源,蛋白胨为最佳氮源,平高级脂肪醇与环氧乙烷加成物为最佳的表面活性剂, 为米曲霉产脂肪酶方向的研究提供了参考。2.1.5发酵产纤维素酶及应用纤维素酶系一般包括三种水解酶，即内切葡聚糖酶(Cx)、外切葡聚糖酶(C1)、B-葡萄糖苷酶 (BG)。纤维素酶在食品、饲料、农副产品加工、石油开采和资源再利用等方面具有广泛应 用前景。黄晓东8 等人利用豆渣对米曲霉进行固态发酵得出:提取物的抗氧化性增强。经分 析验证，米曲霉代谢所产生的B -葡萄糖苷酶(BG )使豆渣中异黄酮糖苷酶酶解为异黄酮苷 元。异黄酮苷元具有很强的抗氧化性。2.1.6发酵产果胶
11、酶及应用果胶酶是分解果胶的酶的通称,也是一个多酶复合物。果胶酶主要是由果胶裂解酶、聚半乳 糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶和果胶酯酶组成。果胶酶可以降低果汁的粘度、澄清果汁、提高 果汁超滤通量、提高葡萄酒得率及过滤速度,其应用对食品加工业做出了很大贡献。汤鸣强 9等对米曲霉固体发酵生产果胶酶进行研究，得出米曲霉菌株F-81发酵条件及浸提条件。2.1.7发酵产氨基酰化酶及应用氨基酰化酶是一类能专一水解N-乙酰-DL-氨基酸的酰胺键的酶，由于这种立体专一性，所以 很早就被用来拆分DL-氨基酸。L-型、D-型氨基。2.1.8发酵产植酸酶及应用目前植酸酶在饲料添加剂市场需求很广。可以提高禽肉、禽蛋的氮、磷、钙
12、利用率。 陈惠11等人对微生物产植酸酶的条件及热稳定性进行研究，对比了黑曲霉9701、米曲霉 9712、根霉9702三种霉菌的固体培养法生产植酸酶的条件。由文献是对比研究所以要单向 研究米曲霉，可参考此法进行深入研究。2.1.9发酵产大豆异黄酮糖苷酶及应用大豆异黄酮以游离甙元和结合型的糖苷形式存在，前者生理活性很好，后者必须转化为甙元的 形式才能更好的被吸收。大豆异黄酮有抗肿瘤作用，尤其是对与激素有关的肿瘤，如乳腺癌和 前列腺癌有显著抑制作用，另外对治疗和预防心脑血管疾病有很好的疗效。但大多数大豆异 黄酮都是以结合型糖苷形式存在,所以用米曲发酵产分解糖苷的酶的研究具有社会意义和经 济效益。曾莹
13、12 等人研究并优化了米曲霉高产大豆异黄酮糖苷酶发酵条件，为这一领域的研 究实践做出了贡献。2.1.10发酵产腺苷酸脱氨酶及应用腺苷酸(AMP)脱氨酶是一种氨基水解酶，它能够定量脱去腺苷酸嘌吟碱基上的氨基,生成肌 苷酸(IMP)和NH3。IMP可用于生产药品和强力味精。AMP脱氨酶是构成嘌吟核苷酸代谢 循环的3种主要酶类之一，它对维持体内腺苷酸能荷和机体免疫力有重要作用。此外，它还是 核酸酶解法生产呈味核苷酸(钠盐是新一代的核苷酸类食品鲜味增强剂)的重要酶类之一。国 内虽在20世纪80和90年代对曲霉AMP脱氨酶进行了研究，但目前尚未工业化生产。段作 营13等人通过实验获得了米曲霉3.800固
14、态发酵产腺苷酸(AMP)脱氨酶的适宜培养基并对 组成进行了优化，确定了麸曲中AMP脱氨酶的浸提条件,对其进行了初步纯化，为将来工业化 生产提供依据。2.1.11发酵产SI核酸酶及应用SI核酸酶(SI nuclease)是从米曲霉中分离纯化的一种金属蛋白，分子量为32kDa，是一种耐热 的酶(3765C)。可用于分析DNA:RNA杂交体的结构，去掉双链核酸中突出的单链尾从而产 生平末端，打开双链cDNA合成中产生的发荚环。Vogt14等人于1973年对米曲霉产的SI核 酸酶进行了纯化和进一步的性质研究，至今相关的资料并不多见。2.1.12发酵产复合酶及应用2.1.12.1米曲霉菌丝体可以催化药物
15、合成3,4-二羟苯L-丙氨酸是一种药物,它不仅可以选择性的调节因神经鞘受损后心肌膜能量代谢 所产酶的的水平，而且还可以治疗帕金森病。米曲霉UV-7可产酪氨酸羟化酶、酪氨酸酶和B -酪氨酸酶，这三种酶可以催化L-酪氨酸合成3,4-二羟苯L-丙氨酸，这一微生物学转变为生化 领域通往药物域又开辟一条新径15。2.1.12.2米曲霉催化甘油生产1,3-丙二醇1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一种重要的化工原料,是有机合成的中间体，主要用作聚酯和聚氨酯 的单体，以及溶剂、分析试剂、抗冻剂和保护剂等。苑广志16等人采用以甘油为唯一碳源和 以甘油与葡萄糖共同作碳源的方法从米曲霉菌AS3042和UV-48出发
16、,筛选到两株催化甘油 生产1,3-丙二醇的霉菌。生物催化法生产化工原料具有节能、环保、高效等特点，成为人们 研究热点，也为进一步产业化打下基础。2.2米曲霉发酵产有机酸的研究与应用2.2.1发酵产曲酸曲酸是一种具有抗菌作用的有机酸，对水果、蔬菜有护色作用，还可以消除人体内自由基，同时 具有抑制黑色素生成酶活性的能力，还可用作摄影、胶片去斑剂等，因此在食品、化妆品、农 业、医药、化工等行业有着广阔的应用前景。董静17等人研究了复合诱变对米曲霉2336 产酸量的影响，经过紫外线、60Co诱变筛选出1株不产黄曲霉毒素且高产曲酸、能利用玉米 淀粉为碳源的变异株。2.2.2发酵产圆弧偶氮酸圆弧偶氮酸是一种神经毒。赵珊18 等人利用反相高效液相色谱法分析米曲霉发酵液中的圆 弧偶氮酸。该方法为米曲霉代谢
