工業用霉菌分類概述

2017-04-19  來自: 鶴壁市百惠生物科技有限公司 瀏覽次數:692
 凡生長在營養基質上形成絨毛狀、網狀或絮狀菌絲的真菌統稱為霉菌。霉菌在自然界分布很廣,大量存在于土壤、空氣、水和生物體內外等處。霉菌喜偏酸性環境。大多數為好氧性微生物。多腐生,少數寄生。工業上常用的霉菌有藻狀菌綱的根霉、毛霉、犁頭霉;子囊菌綱的紅曲霉;半知茵類的曲霉、青霉等。
1,根霉(Rhizopus)
    根霉在自然界分布很廣,是一種常見的霉菌。它對環境的適應性很強,生長極迅速。幼齡菌落為白色,棉絮狀。中期為灰黑色。老熟后菌絲叢中密布黑色小點,即孢子囊。菌絲無
橫隔,為單細胞真菌。
在培養基上生長時,由營養菌絲體產生弧形生長的匍匐菌絲,向四周蔓延。匍匐菌絲接觸培養基處,分化成一叢假根。從假根著生處向上生出直立的孢子囊柄,其頂端膨大形成圓形的囊,稱為孢子襄。裹內生有許多孢子。成熟后的孢子囊壁破裂,釋放出孢子。
    根霉在生命活動中分泌的淀粉 酶,能將淀粉轉化為糖。因此,根霉可作為常用的糖化菌種。我國民間釀制甜酒用的小曲主要含有根霉。由于根霉能分泌豐富的淀粉 酶,而且又含有酒化酶,所以在生產中可邊糖化邊發酵。又因為根酶生長要求的溫度較高,因而適于在高溫季節使用。
根霉的應用十分廣泛。目前常用的菌種有米根霉、華根霉、河內根霉和甘薯根霉。
    (1)米根霉(Rhizopus oryzae)    米根霉的最適溫度37℃,41℃時還能生長。米根霉的淀粉 酶活力極強,多作糖化菌使用。也具有酒精發酵能力及蛋白質分解能力。大量存在于酒藥與酒曲中。此菌由于耐高溫,特別為在夏季生產豆腐乳提供了方便條件,解決了豆腐乳舊法生產只能在冬季進行的困難。
    (2)華根霉(Rhizopus chinentis)    華根霉的最適溫度為30℃。當發酵溫度達45℃時,一般還能生長。此種菌淀粉液化力強,有溶膠性。能產生酒精、芳香脂類等物質。在酒藥與酒曲中大量存在。它是釀酒所必需的主要霉菌,也是酸性蛋白酶和豆腐乳生產中的主要菌種。
    2,毛霉(Mucor)
毛霉分布亦較廣,在基質表面生成灰色、白色或黃褐色的棉絮狀菌落。菌絲不分枝,不具橫隔膜,為多核單細胞真菌。菌絲發育成熟時,頂端產生圓形、柱形或犁頭形囊軸,圍繞囊軸形成圓形孢子囊。孢子囊梗有不分枝、總狀分枝和假軸狀分枝三種類型。
毛霉多見于陰濕低溫處,是制曲時常見的雜菌和可利用的菌,其中常見的有魯氏毛霉(Mucor rouxianus),它最初是在我國小曲中分離出來的。此菌能產生蛋白酶和淀粉 酶,有分解大豆蛋白的能力,可用來制作豆腐乳,也用于酒精的生產;總狀毛霉(Mucor racemosus),我國著名的四川豆鼓即用此菌制成;高大毛霉(Mucor mucedo),此菌分布較廣,在牲畜糞便上或白酒廠陰濕的堆積發酵物上常可見到。它能產生脂肪酸、琥珀酸,對甾族化合物也有轉化作用。
3,犁頭霉(Absidia)
犁頭霉的菌絲和根霉很相似,但犁頭霉產生弓形的匍匐菌絲,并在弓形的匍匐菌絲上長出孢子梗,不與假根對生。孢子梗往往2~5支,成簇,很少單生,而且常呈輪狀或不規則的分枝。孢子囊頂生,多呈梨形。囊軸呈錐形、近球形等。孢子小而呈單孢。大多無色,無線狀條紋。接合—孢子生于匍匐菌絲上。
犁頭霉分布在土壤、糞便和酒曲中,空氣中也有它們的存在。常為生產的污染菌,其中有的是人畜的病原菌。
犁頭霉對甾族化合物有較強的轉化能力,如藍色犁頭霉(Absidia coerulea)能轉化多種甾體。
4,曲霉(Aspergillus)
曲霉菌絲有橫隔,菌絲體由多細胞菌絲所組成。營養菌絲匍匐生長于培養基表層。匍匐菌絲可以分化出厚壁的足細胞。在足細胞上生出直立的分生孢子梗,頂端膨大成頂囊,頂囊一般呈梯形、橢圓形、半球形或球形。在頂囊表面,以輻射狀生出一層或兩層小梗,稱為初生小梗和次生小梗。在小梗上著生有一串串分生袍子。分生袍子具有各種形狀、顏色和紋飾。
曲霉在發酵工業、醫藥工業、食品工業和糧食貯存等方面有著極重要的作用。幾千年來我國民間就用曲霉釀酒、制醬、制醋等,應用十分廣泛。
(1)米曲霉(Aspergillus oryzae)  米曲霉有較強的蛋白質分解能力;同時又具有糖化能力,所以很早就利用米曲霉來生產醬油和醬類。米曲霉在釀酒生產中被作為糖化菌。此外,它還是重要的蛋白酶和淀粉 酶的生產菌。
(2)黃曲霉(Aspergillus flavus)  培養溫度37℃。黃曲霉產生液化型淀粉 酶,并較黑曲霉強。蛋白質分解能力次于米曲霉。黃曲霉能分解DNA,產生5’-脫氧胞苷酸、5’-脫氧腺苷酸、5’—脫氧鳥苷酸和5’—脫氧胸腺嘧啶核苷酸。
黃曲霉中有些菌能產生黃曲霉毒素,引起家畜家禽中毒,以至死亡。這種黃曲霉毒素也是致癌物質。我國有關部門對使用過的黃曲霉進行過產毒試驗。為了防止污染食品,保障人民身體健康,現已停止使用會產生黃曲霉毒素的菌種,改用不產毒素的菌種。
黃曲霉與米曲霉極為相似,容易混淆。因而除了觀察菌落個體特征外,還要結合生理特性加以區別。米曲霉在含0.05%茴香醛的察氏培養基上,分生孢子呈現紅色,而黃曲霉則無此反應。
(3)黑曲霉(Aspergillus niger)  黑曲霉具有多種活性強大的酶系,如淀粉 酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶和葡萄糖氧化酶等。還能產生多種有機酸,如抗壞血酸、檸檬酸、葡萄糖酸和沒食子酸等,所以在工業上被廣泛應用,是生產檸檬酸和葡萄糖酸的重要菌種。黑曲霉群中還包括有烏沙米曲霉(又名字佐美曲霉)、鄔氏曲霉、適于甘薯原料的甘薯曲霉,以及由烏沙米曲霉變異而來的白曲霉。一些白曲霉中較優良的菌種不僅能分泌較豐富的淀粉 酶、果膠酶和纖維素酶,而且酶系較純,酶活力較強,同時又較耐粗放培養。因此,為目前北方酒精廠及白酒廠所廣泛采用。
(4)棲土曲霉(Aspergillus terricola)  培養溫度為32~34℃,含有較豐富的蛋白酶,為蛋白酶生產菌種。AS3.942為中性蛋白酶生產菌。
5,青霉(Penicillium)
青霉的菌絲與曲霉相似,有分隔,但無足細胞。其分生孢子梗的頂端不膨大,無頂囊。分生孢子梗經過多次分枝,產生幾輪對稱或不對稱的小梗,形如掃帚。小梗頂端產生成串的分生孢子。分生孢子一般為藍綠色或灰綠色。
青霉的孢子耐熱性較強,菌體繁殖溫度較低,是制曲時常見的雜菌,對制曲危害較大。它使酒味發苦,同時對曲房等建筑物也有腐蝕作用,是釀酒上的有害菌。但有些青霉菌,不僅是生產青霉素的重要菌種,還被用來生產有機酸、維生素和酶制劑等。
(1)產黃青霉(Penicillium chrysogenum)  產黃青霉能產生多種酶類及有機酸。在工業生產上主要用其變種來生產青霉素,也能用來生產葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸和抗壞血酸等。
(2)桔青霉(Penicillium citrinum)  桔青霉可產脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶,有的菌系能產生5’—磷酸二酯酶,可用來分解核酸,生產5’—核苷酸。此菌分布普遍,在霉腐材料和貯存糧食上常發現生長。會引起病變,并具有毒性。
此外還有婁地青霉,具有分解油脂和蛋白質的能力,可用于制造干酪。其菌絲含有多種氨基酸。其孢子能將甘油三酸氧化為甲基酮。展開青霉主要用于生產灰黃霉素。
6,木霉(Trichoderma)
木霉的菌絲生長初期為白色。菌絲在培養基上生長成平坦菌落。菌落生長迅速,棉絮狀或致密層束狀,表面有不同程度的綠色。菌絲透明,有隔,分枝繁雜。分生孢子梗為菌絲的短側枝,上有對生或互生分枝。在分枝上又可連續分技。分枝末端為小梗,小梗上可生出瓶狀、束狀、對生、互生或單生等不同的分生孢子。依靠粘液,分生孢子在小梗上聚成球形或近球形的孢子頭。分生孢子有球形、橢圓形、倒卵形等。壁光滑或粗糙,透明或亮綠色。
木霉在土壤中分布很廣,在木材及其它物品上亦常能找到。有些菌株能分解纖維素和木質素等復雜的有機物。若能利用這一特性,以纖維素來代替淀粉原料進行發酵生產,這對國民經濟將有十分重要的意義。但木霉也常造成蔬菜、谷物和大型真菌等的霉變,使木材、皮革及其它纖維性材料霉爛,給生產和生活造成一定危害。
7,紫紅曲霉(Monascus purpureus)
紫紅曲霉是紅曲霉屬的一種。個體形態為菌絲具有不規則的分枝。細胞內多核,含有橙紅色的顆粒。直徑3~7μm。菌絲和分枝頂端產生分生孢子,單生或成短鏈。分生孢子子呈球形或犁形。有性生殖時,在長短不一的梗上產生單一的原閉囊殼(子囊果)。漸漸成熟后,成為橙紅色的閉囊殼,直徑約為25~75μm,閉囊殼內含有十多個球形子囊。每個子囊內。又有8個光滑的卵圓形、無色或淡紅色的子囊孢子,大小一般是5~6.5×3.5~5μm。紫紅曲霉在麥芽汁瓊脂培養基上生長良好。菌絲體最初為白色,逐漸蔓延成膜狀。老熟后菌落表面有皺拆和氣生菌絲,呈紫紅色。茵落背面也有同樣的顏色。
紫紅曲霉喜酸性環境,生長最適pH3.5~5,但即使在pH 2.5時也能生存。生長最適溫度為32~35℃,有時達40℃也能生長。對于酒精有極強的抵抗力。
紫紅曲霉在我國民間早有利用,主要用作食品及飲料的著色劑,用紅曲配制紅酒、玫瑰醋、紅腐乳,以及其它食品。此外用它制成的紅曲又可以作中藥,有消食活血、健脾胃的功、能。近年來,紫紅曲霉還被用來生產糖化酶等酶制劑。
8,產黃頭孢霉(Cephalosporium chrysogen)
菌絲分枝,有隔,纖細,寬l~1.2μm,淺黃色;分生抱子梗短,不分枝,無隔,微黃色;很少產生孢子。在秈米飯培養基上培養半月,可產生大量的不正常的孢子,形態多樣,單細胞或有一隔,直或彎曲,5~12×2~4.2μm。孢子梗常叢集成類菌核狀成類分生抱梗座結構。這種孢子壁較厚,可達0.5μm,可像分生孢子一樣萌發繁殖。本種產頭孢菌素N及頭孢菌素C,與青霉素一樣同屬β-內酰胺抗 生素,毒性極低,其衍生物稱為先鋒霉素。
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