曲青川

（1.天津科技大學(xué)，天津 300457；2.諾和諾德（中國(guó)）制藥有限公司，天津 300457）

今野FK5號(hào)菌種本地化應(yīng)用的研究

曲青川1，2

（1.天津科技大學(xué)，天津 300457；2.諾和諾德（中國(guó)）制藥有限公司，天津 300457）

摘 要：研究了日本今野FK5菌種在本地化應(yīng)用過程中，通過改變菌種生長(zhǎng)的溫濕度及各種條件下的生長(zhǎng)時(shí)間，改變培養(yǎng)基條件等參數(shù)，從而使其成品后，能夠水解更多的淀粉而獲得更多的葡萄糖。

關(guān)鍵詞：FK 5；生長(zhǎng)；本地化應(yīng)用；工藝

今野FK5號(hào)菌種是一種以真菌為主的混合型菌種，主要功能為利用水稻淀粉為原料，分解水稻中直鏈淀粉并產(chǎn)生葡萄糖為發(fā)酵過程中的酵母生長(zhǎng)提供能量來(lái)源。該真菌主要產(chǎn)物為α淀粉酶和β淀粉酶。

在該真菌生長(zhǎng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣生菌絲和營(yíng)養(yǎng)菌絲，由于營(yíng)養(yǎng)菌絲部分菌絲向下生長(zhǎng)，深入被寄生的組織或培養(yǎng)基中，吸取和合成營(yíng)養(yǎng)料[1]，以供生長(zhǎng)。而氣生菌絲則無(wú)此功能，所以需要更多的營(yíng)養(yǎng)菌絲深入菌絲體來(lái)利用并分解水稻種的淀粉。本試驗(yàn)需要通過對(duì)該真菌生長(zhǎng)中，菌體的溫度控制，環(huán)境中的溫度濕度控制及生長(zhǎng)時(shí)間的控制來(lái)使菌體更多的生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)菌絲，從而產(chǎn)生更多的α淀粉酶和β淀粉酶，大量的α淀粉酶和β淀粉酶，進(jìn)入發(fā)酵階段后能夠提供足夠的能量來(lái)源[3]，是發(fā)酵過程中非常重要的準(zhǔn)備條件。

同時(shí)由于該真菌使用水稻作為培養(yǎng)基，而水稻中的淀粉需要經(jīng)過完全的糊化后才能夠被真菌更好的利用[2]，所以水稻的預(yù)處理的好壞同樣會(huì)嚴(yán)重影響真菌生長(zhǎng)的結(jié)果，所以水稻的加工過程控制也需要經(jīng)過嚴(yán)格的工藝確定和控制。

1 試驗(yàn)步驟

1.1 菌種和試劑

今野FK5號(hào)菌種。

1.2 主要儀器和設(shè)備

壓力蒸鍋：自行設(shè)計(jì)建造；暖房：自行設(shè)計(jì)建造；溫濕度計(jì)：天津凱隆達(dá)儀器儀表有限公司；粬盒：自行設(shè)計(jì)制造；糖度計(jì)（WZB35型）：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱：常州冠軍儀器制造有限公司；LHP150L/250L恒溫恒濕培養(yǎng)箱；滴定管：衡水瑞豐化玻儀器有限公司；酸式滴定管；堿式滴定管。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分為培養(yǎng)基制備、接種、培養(yǎng)3個(gè)階段。

首先將米進(jìn)入水中浸泡，一定時(shí)間后，將水放掉并且瀝凈，將瀝好水的米放入常壓蒸鍋內(nèi)蒸，然后將蒸好后的米降溫冷散，在冷散后的米上接入菌種，接好菌種后轉(zhuǎn)入專門的培養(yǎng)室培養(yǎng)。

1.3.1 培養(yǎng)基的制備

培養(yǎng)基制作分為，浸米，瀝水，蒸飯，降溫4個(gè)過程。

主要工藝為：將生米放入洗米槽中用水清洗干凈，然后放入水中浸泡，然后將浸泡一定時(shí)間以后的米瀝水，瀝水完畢后放入蒸鍋，用常壓高溫蒸汽蒸米。蒸米完畢后，將蒸好的米冷卻至20℃，培養(yǎng)基制備完畢。主要控制點(diǎn)為入鍋前增加米的含水量及蒸飯時(shí)間的控制。增加米含水量，在同等水溫情況下，主要通過控制浸米時(shí)間增加含水量，本試驗(yàn)將基于20℃水溫設(shè)計(jì)3種浸米工藝，見表1。

表1 浸米時(shí)間設(shè)計(jì)表Table 1 Dipping time plan

蒸米時(shí)間的控制同樣會(huì)對(duì)蒸米質(zhì)量有重要的影響，本試驗(yàn)將設(shè)計(jì)3種蒸米工藝，見表2。

表2 蒸米時(shí)間設(shè)計(jì)表Table 2 Rice heating time plan

1.3.2 接種

降溫冷散，降溫冷散過程對(duì)接種效果有重要的影響，過高的溫度會(huì)殺死接入的菌種過低的溫度會(huì)導(dǎo)致菌種生長(zhǎng)不好。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)接種溫度為20℃。

接種，將菌種按照50 g/kg的接種量，均勻的撒在降溫至20℃的蒸米上。

1.3.3 培養(yǎng)

在培養(yǎng)過程中，環(huán)境的溫濕度對(duì)菌種生長(zhǎng)有重要的影響，當(dāng)溫度濕度過低時(shí)，菌種會(huì)由于缺乏必要的水分造成生長(zhǎng)不良，溫度過低也同樣會(huì)對(duì)菌種生長(zhǎng)進(jìn)行抑制。此試驗(yàn)將培養(yǎng)室內(nèi)環(huán)境溫度設(shè)定為30℃，相對(duì)濕度80%。每1 000 g接種后的蒸米放入一個(gè)粬盒內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)過程需要對(duì)盒內(nèi)蒸熟的大米進(jìn)行攪拌混勻，目的是為了控制菌體本身由于生長(zhǎng)造成的溫度過高，因?yàn)檫^高的溫度會(huì)造成氣生菌絲大量生長(zhǎng)而營(yíng)養(yǎng)菌絲生長(zhǎng)緩慢。同樣混勻過程也會(huì)對(duì)盒內(nèi)補(bǔ)充一定量氧氣，是菌種更好的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)針對(duì)攪拌混勻設(shè)計(jì)兩種方案。

每2 h攪拌混勻一次，并記錄攪拌混勻前溫度及攪拌混勻后溫度。

每3 h攪拌混勻一次，并記錄攪拌混勻前溫度及攪拌混勻后溫度。

培養(yǎng)周期為48 h。過長(zhǎng)的培養(yǎng)周期會(huì)占用資源，耗費(fèi)能源，增加成本；過短的培養(yǎng)周期會(huì)導(dǎo)致菌種生長(zhǎng)不良，選用48 h是根據(jù)此菌種在日本培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)選用。

1.4 測(cè)試方法

將培養(yǎng)好的米粬按照質(zhì)量比1∶1混合后，40℃水浴1 h，然后用滴定法測(cè)定直接還原糖。每個(gè)樣品進(jìn)行六組測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

結(jié)果見表3。

表3 試驗(yàn)結(jié)果記錄表Table 3 Test result recored

由表3得知，浸泡粬米時(shí)間對(duì)米粬質(zhì)量影響較大，在米粬浸泡時(shí)間為4 h時(shí)，米粬成品直接還原糖含量在7.85 g/L到8 g/L之間，而在米粬浸泡6 h的時(shí)候，米粬成品直接還原糖含量在9 g/L～9.3 g/L之間。所以米粬質(zhì)量在浸泡6 h時(shí)，米粬成品質(zhì)量更佳，所以浸泡時(shí)間選用6 h為宜。

培養(yǎng)攪拌間隔時(shí)間選用兩小時(shí)時(shí)，成品米粬直接還原糖含量比相同條件下，攪拌時(shí)間間隔3 h的成品米粬直接還原糖含量要高出0.2 g/L～0.5 g/L，所以攪拌時(shí)間選用平均每2 h攪拌一次為更佳。

另外對(duì)比蒸米時(shí)間在1 h與1.5 h，成品米粬直接還原糖含量有顯著變化，在蒸米時(shí)間為1.5 h的時(shí)候，成品米粬直接還原糖含量分別比同等條件下蒸米時(shí)間為1 h及1.25 h時(shí)高出0.1 g/L～0.5 g/L，而且隨著浸米時(shí)間的增加，蒸米時(shí)間在1 h～1.5 h時(shí)要比蒸米時(shí)間在1 h及1.25 h時(shí)增加的更多。所以在選用蒸米時(shí)間時(shí)，可選用蒸米時(shí)間為1.5 h。

3 結(jié)論

由以上測(cè)試結(jié)果可知，浸泡粬米時(shí)間以及米粬培養(yǎng)攪拌間隔時(shí)間對(duì)米粬質(zhì)量影響較大，所以浸泡時(shí)間選用6 h為宜，培養(yǎng)攪拌間隔時(shí)間選用2 h。另外由于蒸米時(shí)間選用為1.5 h。

所以測(cè)定今野FK5號(hào)菌種培養(yǎng)工藝為：20℃水溫浸米6 h，然后瀝水1 h。在100℃常壓條件下蒸米1 h。然后冷散到20℃時(shí)，按照50 g/kg的接種量進(jìn)行接種（將菌粉均勻撒在蒸好的米上）。然后放入室溫為30℃，相對(duì)濕度大于80%的屋內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。每1 000 g接種好的粬米放在一個(gè)盒內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中每2 h進(jìn)行一次充分?jǐn)嚢琛?8 h后成品成熟。

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[1]陶興無(wú).發(fā)酵產(chǎn)品工藝學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:25

[2]羅大玲.現(xiàn)代微生物發(fā)酵劑技術(shù)教程[M].北京:北京大學(xué)出版社,2006:74

[3]陶興無(wú).發(fā)酵工藝與設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011:14

Research on the Local Condition of Jinye FK 5 Fungus

QU Qing-chuan1，2
（1.Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457，China； 2.NovoNordisk （China）Pharmaceuticals Co.， Ltd.， Tianjin 300457， China）

Abstract：The main research of this article is during the local production in used Japanese fungus， find a proper condition of the growth of this fungus by change temperature，humidity，duration and culture medium for get more glucose when during production.

Key words：FK 5；growth；local used；process

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.08.025

曲青川（1983—），男（漢），主要研究方向：清酒工藝的本地化應(yīng)用。

2013-01-14