米曲霉（曲霉属真菌中的一个常见种）
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更新时间：2023-05-19
米曲霉
曲霉属真菌中的一个常见种
化学成分
结构介绍
米曲霉培养皿
分生孢子梗长约2mm，近顶囊处直径达12～25μm，壁薄而精糙。顶囊近球形或烧瓶形，直径40～50μm，上覆单层小梗。分生孢子幼时洋梨形或椭圆形，成熟后为球形或近球形，直径4.5～7.0μm，表面粗糙或近于光滑。分生孢子头直径150～300μm。
在生产上的作用
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，并已被安全地应用了1000多年。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。
米曲霉的培养
固态培养方法（ solid state cultivation ） ：主要有散曲法和块曲法。部分黄酒用曲，红酒及酱油米曲霉培养属散曲法，而黄酒用曲及白酒用曲一般采用块曲法。
固态制曲设备：实验室主要采用三角瓶或茄子瓶培养；种子扩大培养可将蒸热的物料置于竹匾中，接种后在温度和湿度都有控制的培养室进行培养；工业上目前主要是厚层通风池制曲；转式圆盘式固态培养装置正在试验推广之中。
实验过程：
米曲霉菌种的纯化，制成斜面，将斜面菌种接入 250ml 三角瓶培养成种曲，再将种曲扩大培养（ 500ml ）三角瓶。
米曲霉培养：
分为斜面培养和三角瓶培养两个阶段。三角瓶培养物在工厂中作为一级种子。试管斜面培养基：豆饼浸出汁： 100 克豆饼，加水 500ml ，浸泡 4 小时，煮沸 3-4 小时，纱布自然过滤，取液，调整至 5 波美度。每 100ml豆汁加入可溶性淀粉 2 克，磷酸二氢钾 0.1 克，硫酸镁 0.05 克，硫酸铵 0.05 克，琼脂 2 克，自然 pH。或采用马铃薯培养基：马铃薯 200 克，葡萄糖 20 克，琼脂 15-20 克，加水至 1000ml ，自然 pH。
三角瓶培养基制备：
米曲霉的培养基：
1 ：麸皮 40 克，面粉（或小麦） 10 克，水 40ml。
装料厚度： 1cm 左右；
灭菌： 120 ℃，30min；
接种及米曲霉的培养条件：米曲霉固态培养主要控制条件：温度，湿度，装料量，基质水分含量。固态培养前，原料的蒸熟及灭菌是同时进行的，实验室一般是在高压灭菌锅中进行；但在工厂中则是原料的煮熟和灭菌与发酵分别在不同的设备中进行。这点与液态发酵是不同的。 28-30℃，培养20小时后，菌丝应布满培养基，第一次摇瓶，使培养基松散；每隔8小时检查一次，并摇瓶。培养时间一般为72小时。
3. 实验仪器、设备和材料
形态特征
米曲霉有球形或近球形的分生孢子（简称孢子），黄绿色，孢子直径一般为4.5-7μm，个别大的可达8-10μm。
米曲霉孢子只要吸收到水分和养料，有空气和适宜的温度、湿度，就立刻开始发芽，生出管子一样的白色菌丝，菌丝会伸展很长，中间有横隔膜分开形成多细胞，每个细胞内又有几个细胞核，所以米曲霉的细胞是一种多核的细胞。
分生孢子梗上再生长出膨大的顶囊，近球形，其直径为40-50μm。
顶囊上会再生出小梗，小梗绝大多数是单层，其大小为(12-15)μmx(3-5)μm，在小梗上再生长出茂密的孢子（分生孢子），在显微镜下观看形似一朵盛开了的菊花，非常美丽。米曲霉从孢子发芽，生长菌丝，渐由菌丝长出分生孢子梗，在分生孢子梗上生长出顶囊，顶囊上再长出小梗，最后在小梗上长m孢子至老熟，就是一代。一般培养24个小时左右就能生长出孢子，初为嫩黄色，经过2-3天时间逐渐变成黄绿色，衰老时孢子变为褐色。
米曲霉在察氏培养基上菌落形成较快，培养10天后菌落直径可达5-6cm，质地疏松，初期为嫩黄色，后变为黄绿色直至褐色，反面无色。在黄豆汁培养基上菌落形成更快，培养24个小时左右就能生出孢子，初为嫩黄色，继而逐渐变成黄绿色，到孢子衰老也只需培养2-3天时间。最后衰老时，孢子变为褐色。
生理特性
营养物质
碳源：凡可以构成微生物细胞和代谢产物中碳架的营养物质称为碳源。总的来说，大多数微生物以有机含碳化合物作为碳源和能源，如糖类（主要有单糖、双糖、多糖）、醇类、有机酸、脂肪、烃类等含碳的有机物。其中糖类是最好的碳源，特别是葡萄糖、蔗糖，通常作为培养微生物的主要碳素原料。
碳源的主要作用是构成细胞物质和供给米曲霉生长发育所需要的能量。从微生物细胞化学成分的分析中已知细胞中的碳素含量相当高，占干物质的50%左右，也就是说，在微生物的营养需要中，对碳的需要量最大。
氮源：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。氮源分为无机氮和有机氮，有机氮主要有蛋白质、氨基酸、尿素、胺等；无机氮主要有氨盐、硝酸盐等。氮源对微生物的生长发育有重要作用，主要是提供合成原生质和细胞其他结构的原料，一般不提供能量。
微量元素：除了上述各种元素外，微生物维持正常的生长发育常常需要一些微量的钼、锌、锰、钴、镍、铜、碘、溴、钒等。它们极微量的存在往往非常强烈地刺激微生物的生命活动。这是由于许多微量元素参加组成酶蛋白，或者很多酶受它们的活化。由于这些微量元素常混在其他营养物质和水中，所以培养基中一般不另行添加。
无机盐类：无机盐类也是米曲霉生命活动中不可缺少的物质。它的主要功能是构成细胞的组成成分；作为酶的组成成分；维持酶的作用；调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。如磷和硫还是构成蛋白质和核酸的主要成分，磷酸盐还具有维持酶活性和调节pH的作用。
水：水是微生物肌体的重要组成成分。水在微生物代谢过程中也占极重要的地位，除了直接参加一些代谢反应外，还是进行代谢反应的内部介质。物质必须先溶于水，才能参加代谢反应。此外，微生物没有特殊的摄食及排泄器官，它的营养物、代谢产物必须溶解于水，才能通过细胞表面。
生长因素：有些微生物在具有合适的水分、碳源、氮源、无机盐的条件下，仍不能生长或生长不好。如果加入少量的某些微生物所必需的有机物质，如维生素、氨基酸，则会生长良好。这些有机物是微生物维持正常生命活动所不可缺少而需要量又不大的特殊营养物质，一般称之为生长因素或生长因子。
繁殖方式
米曲霉是利用孢子繁殖的。孢子先吸水膨胀，在适宜的环境条件下孢子发芽，即在孢子表面长m一个或多个芽管，逐渐伸长，并不断长出分枝，结成网状的菌丝体，再由菌丝长出分生孢子梗，在分生孢子梗顶囊上再生出小梗，小梗上着生孢子直至老熟，就是一代。
生长条件控制
米曲霉的生长条件控制主要是水分、温度、pH三要素。
水分：生长水分为34%-45%，相对湿度为95%左右；
温度：孢子发芽温度为28℃-32℃，生长温度为32℃-35℃，产酶最适宜温度为28℃-30℃；
pH:适宜pH范围为4.5-7.5，适宜生长的pH范围为6.5-6.8。
分布范围
分布甚广，主要分布于粮食、发酵食品、腐败有机物和土壤中。
主要应用
米曲霉是产复合酶的菌种，除蛋白酶外，还能产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶等。米曲霉不产生黄曲霉毒素，是我国传统酿造食品酱和酱油的主要生产菌种。米曲霉在酿酒生产中被作为糖化菌。此外，它还是曲酸的生产菌。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。米曲霉也会引起工农业产品霉变。
