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7.3食品制造中的霉菌及其应用7.3.1生产用霉菌菌种7.3.2酱类7.3.3酱油7.3.4柠檬酸7.3.5苹果酸7.3.1生产用霉菌菌种霉菌发酵食品广泛见诸于人类文明中。除了用于传统的酿酒、制酱油、奶酪、、肉制品外，近代还广泛地用于发酵工业和酶制剂工业。工业上常用的霉菌，有囊菌纲的红曲霉、藻状菌纲的毛霉、根霉和犁头霉以及半知菌纲的曲霉及青霉等。1、曲霉属：曲霉属中有很多菌种被用于发酵工业，如黑曲霉、米曲霉、红曲霉等，它们也是酶制剂、有机酸等生产中的主要菌种。2、毛霉属：毛霉多存在于土壤和酒曲中。它能产生蛋白酶，因此常用来制作腐乳。3、根霉属：根霉是酿造工业的常见菌种。常见的有米根霉、黑根霉、华根霉等。4、青霉属：产黄青霉是生产葡萄糖酸或葡萄糖氧化酶的主要菌种；橘青霉是生产抗生素和鲜味剂的菌种。7.3.2酱类酱类包括大豆酱、蚕豆酱、面酱、豆瓣酱、豆豉酱及其加工制品，都是由一些粮食和油料作物为主要原料，利用米曲霉为主的微生物经发酵酿制的。7.3.2.1生产菌种•用于酱类生产的霉菌主要是米曲霉（Asp.oryzae），它能分泌以蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺等为主的多种酶系，并且其淀粉酶、蛋白酶活力较强，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，适于酿酱。7.3.2.2制曲工艺•1.制取工艺流程•2.制曲原料及处理•制曲时原料配比为大豆100kg，标准粉40～60kg。种曲用量为0.3%～0.5%，种曲使用时先与面粉拌和。•大豆洗净、浸泡（夏季2～3h，冬季4～5h）及蒸熟。降温至80℃时加入面粉搅匀。•3.制曲操作•曲料温度降至30℃左右时，应及时入池。•曲池内料层厚度约为30cm，静止培养8～10h。•当品温升至36～37℃时，需要降温处理，使品温控制在35℃以下。•14～16h后，进行第一次翻曲，当料层出现裂缝并全部发白时，进行第二次翻曲。•培养至20～24h时，进入孢子生长期，此时要连续通入相对湿度为90%的空气，控制品温不超过33℃，培养至30～36h后，即可出曲。7.3.2.3制酱工艺•1.工艺流程•制酱工艺流程如下：•2.工艺操作•先将大豆曲倒入发酵容器中，表面扒平，稍稍压实，自然升温至40℃左右。再将14.5°Be的热盐水加热至面层，让它逐渐全部渗入曲内。最后面层加封面用细盐一层，并将盖盖好。•维持温度为45℃10d，酱醅就成熟。补加24°Be盐水及所需细盐（包括封面盐），混合均匀，置室温下发酵4～5d即可。7.3.3酱油•酱油是一种由蛋白质原料和淀粉质原料经多种微生物酿制而成的一种咸味调味品，是咸、甜、鲜、苦、酸五味的调和。•酱油不仅含有人体生理需要的各种营养物质，还含有多种调味成分，如食盐的咸味、氨基酸钠盐的鲜味，糖及其它的糖醇物质的甜味、有机酸类物质的酸味，酪氨酸等爽口的苦味，所以是咸、甜、鲜、苦、酸五味的调和，此外还含有特殊的香味及天然瑰丽的棕红色素，因而是一种色、香、味俱佳的调味品。7.3.3.1酱油生产菌种•酱油生产的菌种主要是米曲霉，此外还有酵母菌、乳酸菌。•目前常用的菌株有AS3.863、AS3951、UE328、UE336、渝3.811、酱油曲霉。•酵母菌以鲁氏酵母和拟酵母为主，主要影响酱油的风味和香气。•乳酸菌以嗜盐片球菌、酱油微球菌和植物乳杆菌为主。7.3.3.2酱油生产工艺•1.工艺流程•酱油的生产工艺流程如下：•2.种曲的生产•（1）种曲的原料•目前一般采用的配比有3种：麸皮80kg，面粉20kg，水70kg左右；麸皮100kg，水95kg，草木灰0.5kg；麸皮85kg，豆饼15kg，水90kg左右。•（2）种曲的制备•待曲料品温降至40℃左右即可接种，接种量一般为0.5%～1%。•接种完毕，室温28～30℃，培养16h左右。当曲面面层稍有发白、结块，品温达到40℃时，进行第一次翻曲。•翻曲后，控制品温28～30℃，4～6h后品温上升到36℃，即进行第二次翻曲。•控制品温36℃，再培养30h后揭去草帘，继续培养24h左右，种曲成熟。•3.成曲的生产•（1）成曲原料及处理成曲生产采用植物性蛋白质和淀粉质原料，传统的以大豆和面粉为主。（2）原料的处理a.豆饼的粉碎b.润水c.蒸料（3）制曲工艺入池后调节品温为30～32℃，静止培养6h。品温达到37℃左右时，开始通风降温。•此后需要进行间歇或连续通风，维持品温在35℃左右，培养12h左右，当菌丝结块时，进行第一次翻曲。然后根据情况进行第二次翻曲。•保持品温在35℃左右，18h产生孢子，此时维持品温为32～35℃，至孢子出现嫩绿色即可出曲。•（4）发酵：先制醅然后发酵。•（5）浸出：用循环套淋的方法对酱油进行浸出。•（6）配制：先加热然后配制最后澄清包装。7.3.4柠檬酸•柠檬酸是生物体内主要的代谢产物之一，在植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中都含有柠檬酸。用发酵法生产柠檬酸是中国独特的先进工艺。•7.3.4.1柠檬酸在食品工业中的应用1.饮料与冰淇淋2.果酱与酿造酒3.腌制品4.罐头食品5.豆制品及调味品6.其他•7.3.4.2柠檬酸发酵微生物在自然界中能够积累分泌柠檬酸的微生物有很多，包括黑曲霉、温氏曲霉、梨形毛霉、淡黄青霉、橘青霉。拟青霉等。其中黑曲霉产生柠檬酸的能力大，并能利用多种碳源，因此，多采用黑曲霉来生产柠檬酸。•7.3.4.3柠檬酸发酵机理柠檬酸的发酵原理利用糖作为原料，通过EMP途径进行酵解，生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸缩合成柠檬酸并进入三羧酸循环途径。7.3.5苹果酸•L-苹果酸广泛存在于生物体中，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，但能在培养液中积累苹果酸并适合于工业生产的，目前仅限于少数几种，大致有：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。•7.3.5.1一步发酵法以葡萄糖类物质为原料通过霉菌直接发酵生产苹果酸称为一步发酵法。一步发酵法采用黄曲霉A-114作为菌种，然后进行种子培养，最后发酵得到苹果酸。7.3.5.2两步发酵法两步发酵法是以糖类为原料，先由根霉菌发酵生成富马酸(延胡索酸)和苹果酸的混合物，然后接人产氨短杆菌或黄色短杆菌，将混合物中的富马酸转化为苹果酸。•7.3.5.3苹果酸的提取与精制•1.从发酵醪液中提取苹果酸（1)工艺流程发酵液→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(2)操作方法在发酵醪液中边搅拌边加入无砷硫酸，将pH值调节至1.5左右；过滤除去沉淀后，在滤液中加入碳酸钙，直到不再有CO2放出，此时生成苹果酸钙；接着，用石灰乳将体系的pH值调至7.5，静置6~8h。过滤，收集苹果酸钙沉淀，并用少量冷水洗去沉淀中的残糖和其他可溶性杂质；在苹果酸钙盐中加入近一倍量的温水，搅拌成悬浊液，接着加入无砷硫酸，使pH达到1.5左右，继续搅拌30min，最后静置数小时，使石膏渣沉淀充分析出；过滤，制得粗制苹果酸溶液，其中含有微量富马酸、Fe2+、Ca2+、Mg2+和色素；从联合柱流出的高纯度苹果酸溶液，在70℃下减压浓缩到苹果酸浓度为65%~80%，然后冷却至20℃，添加晶种析晶；晶体于40~50℃下真空干燥，得苹果酸成品。•2.从混杂富马酸发酵醪液中提取苹果酸（1）工艺流程发酵廖液→浓缩→析出富马酸结晶→过滤→滤液→浓缩→析出富马酸结晶→过滤→滤液→冷却，加晶种→苹果酸结晶→干燥→成品（2）操作方法将发酵醪液浓缩到苹果酸浓度为50%并冷却至20~30℃，使富马酸结晶析出；过滤除去富马酸后，母液在70℃下减压浓缩到苹果酸浓度为65%~80%，再冷却至20℃使富马酸结晶再次析出。为了防止苹果酸与富马酸同时析出，造成苹果酸提取收率下降，结温度不宜低于20℃；将过滤除去富马酸结晶后的苹果酸溶液冷却至20℃，投入苹果酸品种，缓慢搅拌，使苹果酸结晶徐徐析出。