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米曲霉的研究及应用进展

摘要：介绍了米曲霉的生物学特性，并综述了工业上的相关应在基础相关领域、发酵产物领域、宏观诱变及微观诱变领域的研究与应用并提出展望。
关键词：米曲霉生物学特性工业应用

1米曲霉的生物学特征
米曲霉(Aspergillusoryzae)是一种好气性真菌，分类学归属于半知菌亚门、曲霉属。菌落生长快，10d直径达5~6cm，质地疏松，菌丝一般呈黄绿色，酸度较大的培养基上呈绿色，酸度较小的培养基上呈黄色，老化后逐渐为褐色。分生孢子梗生长在厚壁的足细胞上，分生孢子头呈放射形，顶囊球形或瓶形。培养适温37℃。米曲霉主要存在于粮食、发酵食品、腐败有机物、土壤等处，是我国传统酿造食品酱、酱油和酒类的生产菌种，也可用于生产各种酶制剂、有机酸、糖化饲料、益生素等。在众多曲霉属家族中，米曲霉占有着重要的地位。随着应用领域的蓬勃发展，人们对米曲霉的关注日渐增长。
2.米曲霉基础领域的研究
2．1米曲霉基因组的破译
日本研究人员历经四年零四个月时间成功的破译了米曲霉基因组，并于2005年12月在《自然》杂志上发表了分析结果：米曲霉基因组大约有3800万个碱基对，共有8条染色体，包含约1．2万个基因。这一成果为从微观领域研究米曲霉打下了一个良好的基础。
2．2米曲霉原生质体制备、再生和融合
为了更进一步研究米曲霉，制备原生质体就变得尤为重要。原生质体(Protoplast)即在高渗压溶液中，用酶法将细胞壁分解除掉，剩下由原生质膜包住的球状胞体。它保持了原细胞的一切活性。原生质体因去掉细胞壁屏障而对诱变剂的敏感性增强、变异率提高，而且表面易形成电极性，使不同种原生质之间相互易于吸引、脱水粘合而形成聚集物，因而原生质体诱变、融合是菌种选育的一种行之有效的方法。
王燕等人利用纤维素酶、溶壁酶、蜗牛酶三种酶混合，并按5:3:1的配比，结果达到了最优的破除细胞壁的效果。章运等人考虑了茵龄、酶解温度、酶解时间、再生培养基的稳渗剂等多种因素，对沪酿3．042的原生质体制备与再生做了相关研究。同时此项研究也为其他米曲霉的原生质制备提供良好的思路。
2．3米曲霉生长因素影响
除了一些常规的培养物配比不同对米曲霉的生长产生影响外，张剑还分别研究了提取脂肪酸后的环境污染源——柄海鞘残渣以及银杏叶对米曲霉沪酿3．042生长的影响。柄海鞘残渣做为部分氮源，可有效增加茵体的生长量，但柄海鞘残渣的浓度要受到限制，否则菌体生长将会受到抑制。这与稀土元素生物效应中的Hormesis现象很相似,银杏叶则对米曲霉3．042菌生长存在明显的抑制作用，而且当银杏叶添加量逐渐增加，其抑制作用越来越强。随着对菌种资源的保护以及生态、环保意识的提高，此类研究越来越值得重视。
2．4米曲霉富硒作用
硒是人体生长发育所必须的微量元素，人体缺硒会患克山病、大骨病、高血压、冠心病、皮肤病等，儿童缺硒会影响发育，导致智力低下。但硒多以无机状态存在且转化为有机硒才能更好的被人体利用，同时有机硒还有较高的生理活性和较低的毒性。米曲霉是很好的富硒载体，文献记载Cs3。亚硒酸钠浓度为100mg／L时，米曲霉的生物量最大，富硒能力最高，其中有机硒(如硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸等)含量达到95％以上，应用前景很好。
3.米曲霉在工业上的应用
3.1用于生产豆豉、豆酱
豆豉是我国古老的大豆发酵制品之一，营养丰富，对我国人民的饮食文化和医疗保健发挥着重大作用。在传统豆豉酿造工艺中，米曲霉酿造豆豉在我国应用最早、最广。《食经》等历史文献记载作豉法大都是米曲霉豆豉。当时先人们能够巧妙地控制米曲霉的最适温度，不超过37℃，“温如人腋下”，直到“后着黄衣，色均足⋯⋯”。由于没有显微镜，看不到微生物的个体形态，但能通过微生物的群体形态“黄农”来控制微生物的生长繁殖。成曲以米曲霉为主，兼有其它霉菌、酵母和细菌等稳定的群体。随着科学发展，在前人基础上相继出现改良的多菌制曲和无盐固态发酵工艺，己达到相当高的水平，在生产实践中产生了良好的效果。
随着人们对食品的营养结构及保健性要求的提高，虽然酱具特有的色、香、味，然而已满足不了人民生活水平不断提高的需求。最近，日本研制了保健酱一荞麦豆酱，其除了含有17种氨基酸外，还含有其它酱品没有的芦丁(2．4rag／lOOg)，在保持原有豆酱生理机能的同时，又增加了荞麦的保健性，是一种多功能的保健调味品。鞠洪荣等研究表明，在传统工艺和日本工艺的基础上进行改进，即按一定比例加入米曲霉酿造的荞麦豆酱，酱香较浓，与传统豆酱相比具有独特的醇香味，且提高了营养价值和保健效果，有潜在的市场前景。
3.2与黑曲霉、绿色木霉复合发酵用于酱油生产
酱油酿造主要靠米曲霉的作用。在米曲霉生过程中能分泌多种酶系，其中最重要的是蛋白酶、淀粉酶和酯酶等。天然发酵酱油是利用蛋白酶的水解作用，将豆类中