由於目前的製曲方法還是開放式的,所以參與製曲過程中的微生物並不是純粹培養的曲黴,即使是條件較好的機械化製曲也是如此。這在某種程度上,影響釀造產品的風味,現將參與製曲的有用微生物種類及其主要作用歸納於。
大豆發酵食品的生產大都離不開米曲黴。米曲黴所產生的酶種類繁多。利用米曲黴的水解酶水解原料中的各種成分是其主要目的。為人所特別注意的不外乎蛋白水解酶、澱粉酶以及植物組織破壞酶等。因而著手於這方麵的選種、培養、管理。但仍有一部分酶或曲黴代謝產物雖然很重要,還未被人所注意,它們在大豆食品的釀造過程中,對乳酸菌、酵母菌等發酵微生物的增殖活動,起著直接或間接的促進作用,同時也構成一種生態。
曲黴和發酵微生物之間的關係可用加以概括。
1.製曲過程中維生素類的合成
米曲在製曲過程中由曲黴所生成的維生素,特別是VB2和VB6的增加極為顯著,泛酸也比製曲前增加2倍。除肌醇外,其他維生素在製曲過程中的增幅均較大。原料大米中所含維生素由於原料處理時的洗米、浸漬,有部分溶出、蒸煮也損失一部分,當然在黴菌繁殖過程中還消耗部分維生素,即使是這樣的減損,在製曲過程中由於米曲黴的合成作用,各種維生素的含量還在增加,這就成為以後發酵微生物酵母、乳酸菌繁殖所不可缺少的維生素供給來源,而且非常豐富,出曲時與水混合製成醬油醪後,維生素的濃度被稀釋,僅僅遊離型的維生素也足夠為醬油乳酸菌或醬油酵母菌活動所需,況且從醬油曲大豆中所含大豆磷脂、植酸鈣鎂生成的肌醇、膽堿等維生素較米曲所提供的維生素要豐富得多。
2.曲黴酶生成肌醇的作用
(1)肌醇的重要性肌醇是酵母和乳酸菌生長的一個重要因子,酵母迅速從培養基中攝取肌醇至細胞內,用於磷脂的合成,與線粒體的形成及機能有密切關係。另外還參與嘧啶核苷酸及酵母多糖類,葡萄糖、甘露聚糖等的合成。酵母缺乏肌醇時,生長即失去平衡,線粒體結構強度下降或引起細胞組織的破壞。細胞色素C、NAD、CoA含量均下降以致死亡。即使不死亡,也要使細胞形態異常化,細胞凝聚。
另外,肌醇賦予酵母耐鹽性是其更具特性的作用。尤其是在濃鹽條件下,肌醇賦予的耐鹽性更為顯著。另外,這種耐鹽性與後述膽堿和含硫氨基酸蛋氨酸有關,培養耐鹽性魯氏酵母時培養基中添加生醬油較添加米曲汁的效果好的原因,是由於醬油含有有效性主體肌醇。醬油或醬浸出汁中所含肌醇是從大豆所生成的,其含量要較米曲多得多。
(2)從植酸鈣鎂生成肌醇自然界中存在的肌醇,並不是遊離狀態,而是以磷酸鹽的形式存在,植物,特別是豆類多含之於植酸、植酸鈣鎂(植物的Ca、Mg鹽),動物、植物及微生物的磷脂(肌醇磷脂)中亦含之。植酸鈣鎂在植物中具有貯存磷,金屬離子的作用,當種子發芽時植酸逐漸減少,遊離出來的磷用於核蛋白的合成,發揮著能量代謝的重要作用。
植物種子中的植酸鈣鎂含量,米糠中含量最多,用於工業生產植酸、肌醇的原料。在生產清酒時添加植酸鈣鎂以促進發酵的研究已有不少。
表但這裏必須提出的是植酸鈣鎂促進酵母發酵作用隻有在植酸鈣鎂被曲黴分泌的植酸酶的作用下,將其分解成肌醇後才能完成(其反應)成酯化合物狀態無效。清酒釀造添加植酸有效。
植酸酶在動物、植物、微生物中均存在。是一種磷酸酶。將肌酸6-磷酸酯加水分解成肌醇及磷酸。該加水分解反應將肌醇核上的磷酸一個一個地遊離,經過6個階段完成反應。以植物中,特別是大米、麥類含量較多的最強。微生物中以米曲黴(Asp.oryzae)、土曲黴(A.terreus)最強。米曲黴的植酸酶作用最適pH4~5,作用最適溫度35~40℃,米曲中肌醇的增加與其說是曲黴的合成,不如說是植酸酶的作用,將原料中的植酸鈣鎂分解出肌醇更為確切。至於醬油曲或醬曲是將原料中大豆所含大量植酸鈣鎂在製曲和發酵過程中生成更多的肌醇更為確切。
植酸酶的作用是使植酸鈣鎂分解出肌醇的過程,恰好通過釀造過程中磷的形態變化得以窺知。例如清酒用原料米是由植酸鈣鎂態的磷幾乎全部都變成了無機磷;大豆中磷分布的形態,植酸鈣鎂態磷占很大的比例,發酵完成後卻大都變成了無機磷,由此可以看出在熟成期間植酸酶的作用非常活躍。
(3)肌醇磷脂的分解:磷脂(phospholipid phosphatide)是複合脂質的一種,除脂肪酸(或脂肪族醛)和酒精外,以磷酸必需構成成分的脂質,為所有動、植物及微生物細胞所含有,並具有非常重要的機能,亦即細胞膜、核及其他細胞質成分的構成要素,與有關代謝過程有密切的關係。另外也是線粒體酶係一重要成分,與蛋白合成有關的物質。