霉菌在食品科學(xué)和生物環(huán)境中的應(yīng)用

1、淀粉的淀粉的糖化糖化米酒的米酒的釀制釀制醬油的醬油的釀造釀造豆腐乳豆腐乳食醋食醋霉菌在食品霉菌在食品工業(yè)中的應(yīng)工業(yè)中的應(yīng)用用霉菌及其對(duì)食品的影響一、食醋原料：釀醋原料過(guò)去長(zhǎng)江以南習(xí)慣上用糯米和大米為主；長(zhǎng)江以北則多用高粱、小米釀醋。目前多采用粗糧，但好醋仍采用糧食。 菌種： （1）曲霉菌 作為糖化劑多用 （2）酵母菌 進(jìn)行酒精發(fā)酵 （3）醋酸菌 發(fā)酵機(jī)理： （1）淀粉糖化 （2）酒精發(fā)酵（3）醋酸發(fā)酵（4）蛋白酶的水解作用（5）合成芳香酯類的酯化作用 淀粉的糖化 糖化曲是發(fā)酵工業(yè)中普遍使用的淀粉糖化劑。種類很多，如大曲、小曲、麥曲和麩曲等。 曲中菌類復(fù)雜，曲霉菌是酒精和白酒生產(chǎn)中常用的糖化菌，

2、含有許多活性強(qiáng)的糖化酶，能把原料中的淀粉轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵性糖。 在酒精和白酒生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是黑曲霉。黑曲霉是好氣性菌，生長(zhǎng)時(shí)需要有足夠的空氣。因此，在制備固體曲時(shí)，除供給其生長(zhǎng)繁殖必需的營(yíng)養(yǎng)、溫度和濕度外，還必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，以供給曲霉呼吸用氧。二、淀粉的糖化糖化是一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程本身和氧氣沒(méi)有直接關(guān)系，但是因?yàn)橐缺ＷC霉菌生長(zhǎng)，所以是需要氧氣的。曲霉、根霉、擬內(nèi)孢霉、紅曲霉、毛霉等，這些霉菌常常是比較優(yōu)良的糖化菌。根霉比曲霉具有更高糖化力，而紅曲霉只有一定糖化力。三、米酒的釀制 我國(guó)在大曲中應(yīng)用曲霉特別是米曲霉，已有悠久的歷史。日本過(guò)去也采用純種米曲霉釀酒，后來(lái)發(fā)現(xiàn)甘薯曲霉、泡盛曲霉、宇佐

3、美曲霉等黑棕色的曲霉，含有耐酸性的糖化酶，而逐步用黑曲霉代替，以提高淀粉利用率。 酒藥又稱酒母或者曲，含有大量微生物，包括細(xì)菌和 真菌，用于發(fā)酵多種食物，不同用途的曲其原料、制作方法和微生物成分都有區(qū)別。醪糟的酒曲以秈米為原料，多制成塊狀，呈白色。主要有效成分是兩類真菌根霉和酵母。三、米酒的釀制發(fā)酵過(guò)程糯米的主要成分是淀粉（多糖的一種），尤其以支鏈淀粉為主。將酒曲撒上后，首先根霉和酵母開(kāi)始繁殖，并分泌淀粉酶，將淀粉水解成為葡萄糖。醪糟的甜味即由此得來(lái)。醪糟表面的白醭就是根霉的菌絲。隨后，葡萄糖在無(wú)氧條件下在真菌細(xì)胞內(nèi)發(fā)生糖酵解代謝，將葡萄糖分解成為酒精和二氧化碳： C6H12O6 2 C2H5

4、OH + 2 CO2然而在有氧條件下，葡萄糖也可被完全氧化成二氧化碳和水，提供較多能量： C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O已經(jīng)生成的酒精也可被氧化成為醋酸： 2 C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O因此在發(fā)酵過(guò)程開(kāi)始時(shí)，可以保留少量空氣，以便使食用真菌利用有氧呼吸提供的大量能量快速繁殖，加快發(fā)酵速度。然而在真菌增殖后，就應(yīng)該防止更多氧氣進(jìn)入，以致葡萄糖被白白氧化成二氧化碳或者醪糟變酸。四、醬油的釀造 醬油是人們常用的一種食品調(diào)味料，營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，在我國(guó)已有兩千多年的歷史。它是用蛋白質(zhì)原料(如豆餅、豆柏等)和淀粉質(zhì)原料(如麩皮、面粉、小麥等)，利用曲霉

5、及其他微生物的共同發(fā)酵作用釀制而成的。 醬油生產(chǎn)中常用的霉菌有米曲霉、黃曲霉和黑曲霉等，應(yīng)用于醬油生產(chǎn)的曲霉菌株應(yīng)符合如下條件：不產(chǎn)黃曲霉毒素；蛋白酶、淀粉酶活力高，有谷氨酰胺酶活力；生長(zhǎng)快速、培養(yǎng)條件粗放、抗雜菌能力強(qiáng)；不產(chǎn)生異味，制曲釀造的醬制品風(fēng)味好。 釀造醬油 高鹽稀態(tài)醬油 低鹽固態(tài)醬油 配制醬油 醬油的生產(chǎn)過(guò)程視頻（桌面） 醬類包括大豆醬、蠶豆醬、面醬、豆瓣醬、豆豉及其加工制品，都是由一些糧食和油料作物為主要原料，利用以米曲霉為主的微生物經(jīng)發(fā)酵釀制的。醬類發(fā)酵制品營(yíng)養(yǎng)豐富，易于消化吸收，即可作小菜，又是調(diào)味品，具有特有的色、香、味，價(jià)格便宜，是一種受歡迎的大眾化調(diào)味品。用于醬類生產(chǎn)的

6、霉菌主要是米曲霉，生產(chǎn)上常用的有滬釀3.042，黃曲霉Cr-1菌株（不產(chǎn)生毒素），黑曲霉等。所用的曲霉具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶的活力，它們把原料中的蛋白質(zhì)分解為氨基酸，淀粉變?yōu)樘穷?，在其他微生物的共同作用下生成醇、酸、酯等，形成醬類特有的風(fēng)味。 1) 制曲工藝流程 水 面粉 種曲 大豆洗凈浸泡蒸煮冷卻混合接種 厚層通風(fēng)培養(yǎng)大豆曲 2) 制曲原料的處理 大豆洗凈、浸泡及蒸熟；面粉在過(guò)去采用炒焙方法，現(xiàn)在有些廠家直接利用生面粉而不預(yù)以處理。 3) 制曲操作 制曲時(shí)原料配比為大豆100kg，標(biāo)準(zhǔn)粉4060kg。種曲用量為0.15%0.3%，種曲使用時(shí)先與面粉拌和。為了使豆醬中麩皮含量減少，

7、種曲最好用分離出的孢子（曲精）；由于豆粒較大，水分不易散發(fā)，制曲時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。4) 制醬 工藝流程 先將大豆曲倒入發(fā)酵容器內(nèi)，表面扒平，稍予壓實(shí)，很快會(huì)自然升溫至40左右。在將準(zhǔn)備好的14.5oB熱鹽水（加熱至6065）加至面層，讓它逐漸全部滲入曲內(nèi)。最后面層加封面用細(xì)鹽一層，并將蓋蓋好。大豆曲加入熱鹽水后，醅溫即能達(dá)到45左右，以后維持此溫度10d，醬醅就成熟。發(fā)酵完畢，補(bǔ)加240Be鹽水及所需細(xì)鹽（包括封面鹽），壓縮空氣或翻醬機(jī)充分?jǐn)嚢瑁瑒?wù)使所加的細(xì)鹽全部溶化，同時(shí)混合均勻，在室溫中后發(fā)酵即的成品。 制醬工藝 配制澄清鹽水加熱 大豆曲發(fā)酵容器自然升溫加第一次鹽水醬醅保溫發(fā)酵加第二次鹽水及鹽

8、翻醬成品 五、豆腐乳1、腌制腐乳： 豆腐坯不經(jīng)發(fā)酵（無(wú)前期發(fā)酵）直接裝壇，進(jìn)行后發(fā)酵，依靠輔料中帶入的微生物而成熟。其缺點(diǎn)是蛋白酶不足，后期發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，氨基酸含量低，色香味欠佳，如四唐場(chǎng)腐乳，湖南茲利無(wú)霉腐乳。 2、毛霉腐乳： 以豆腐坯培養(yǎng)毛霉，稱前期發(fā)酵，使白色菌絲長(zhǎng)滿豆腐坯表面，形成堅(jiān)韌皮膜，積累蛋白酶，為腌制裝壇后期發(fā)酵創(chuàng)造條件。 毛霉生長(zhǎng)要求溫度較低，其最適生長(zhǎng)溫度為16左右，一般只能在冬季氣溫較低的條件下生產(chǎn)毛霉腐乳。傳統(tǒng)工藝?yán)每諝庵械拿咕?，自然接種，需培養(yǎng)1015天左右（適合家庭作坊式生產(chǎn)）。也可培養(yǎng)純種毛霉菌，人工接種，1520下培養(yǎng)23天即可。 3、根霉型腐乳： 采用耐高溫的根霉菌，經(jīng)純菌培養(yǎng)，人工接種，在夏季高溫季節(jié)也能生產(chǎn)腐乳，但根霉菌絲稀蔬。 霉菌的適應(yīng)溫度廣泛，PH范圍4.5到6.5，能在較惡劣的環(huán)境中生存,對(duì)某些特殊物質(zhì)有很強(qiáng)的去除力，如鐮刀霉分解無(wú)機(jī)氰化物的能力很強(qiáng)，對(duì)廢水中氰化物的去除率達(dá)90%以上,某些霉菌還可以處理含硝基(NO3-)的廢水，這些都為霉菌在環(huán)境工程上的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。1、廁所和生活污水處理：用生態(tài)聚合液處理生活污水，在水源口加生態(tài)聚合液發(fā)酵液，使生態(tài)聚合發(fā)酵液滲入污水中，經(jīng)沉淀、發(fā)酵、凈化三經(jīng)處理，廁所糞便被分解，并被液化無(wú)