黑曲霉具有多种活性强大的酶系,可用于工业生产。如淀粉酶用于淀粉的液化、糖化,以生产酒精、白酒或制造葡萄糖和消化剂。果胶酶用于水解多聚半乳糖醛酸、果汁澄清和植物纤维精炼。柚苷酶和陈皮苷酶用于柑桔类罐头去苦味或防止白浊。葡萄糖氧化酶用于食品脱糖和除氧防锈。黑曲霉还能产生多种有机酸如抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖酸和没食子酸等。某些菌系可转化甾族化合物。还可用来测定锰、铜、钼、锌等微量元素和作为霉腐试验菌。
宇佐美曲霉(Asp.usamii) 属黑曲霉群,从黑曲霉中选育出来。菌丛黑色至褐黑色,小梗2层,分生孢子头黑褐色,分生孢子平滑或粗糙。该菌含有较多的糖化型淀粉酶(淀粉1,4葡萄糖苷酶),耐酸(pH4~5),并含有较多的单宁酶,对制曲原料适应性强。
黄曲霉(Asp.flavus Link) 属于黄曲霉群,菌落生长较快,最初黄色,后变为黄绿色,老熟后呈褐色。分生孢子头疏松呈放射状,继而变为疏松柱形。分生孢子梗极粗糙,顶囊烧瓶形或近球形,小梗单层,双层或单双层同时存在于一个顶囊上。分生孢子球形,或梨形,粗糙,有些菌系产生带褐色的菌核。培养适温37℃,产生液化型淀粉酶(α-淀粉酶)的能力较黑曲霉强,蛋白质分解力次于米曲霉。黄曲霉能分解DNA产生5′-脱氧胸腺嘧啶核苷酸。黄曲霉中的某些菌系能产生黄曲霉毒素(Aflatoxin),特别在花生或花生饼粕上易于形成,能引起家禽、家畜严重中毒以至死亡。由于黄曲霉毒素能致癌,近年来已引起极大的注意。
米曲霉[Asp.oryza (Ahlburg) Gohn]属于黄曲霉群。菌丛一般为黄绿色,后变为黄褐色,分生孢子头放射形,顶囊球形或瓶形,小梗一般为单层,分生孢子球形,平滑,少数有刺,分生孢子梗长达2mm,粗糙。培养适温37℃。含有多种酶类,糖化型淀粉酶(淀粉1,4葡萄糖苷酶)和蛋白质分解酶都较强。主要用作酿酒的糖化曲和酱油生产用的酱油曲。
栖土曲霉(Asp.terricola) 属于土曲霉群。菌丛棕褐色或棕色。分生孢子头柱形,顶囊半球形,小梗单层或双层,分生孢子球形或近球形,光滑或粗糙,分生孢子梗短,光滑。培养适温32~34℃,含有丰富的蛋白酶,如栖土曲霉3.942就是蛋白酶生产用菌。
5.青霉属(Penicillium Link)
属半知菌类,在自然界中分布极为广泛,种类很多,在工业上有很高的经济价值。例如青霉素生产、干酪加工及有机酸的制造等。但也有不少青霉是水果、食品及工业产品的有害菌。青霉菌的营养菌丝体无色、淡色或具鲜明颜色。有横隔,分生孢子梗亦有横隔,光滑或粗糙,基部无足细胞,顶端不形成膨大的顶囊,而是形成扫帚状的分枝,称帚状枝。小梗顶端串生分生孢子,分生孢子球形、椭圆形或短柱形,光滑或粗糙。大部分生长时呈蓝绿色。有少数种产生闭囊壳,内形成子囊和子囊孢子,亦有少数菌种产生菌核。根据帚状体分枝方式不同,将青霉分为4个类群:单轮生青霉群,帚状枝由单轮小梗构成;对称二轮生青霉群,帚状枝二列分枝,左右对称;多轮生青霉群,帚状枝多次分枝且对称;不对称生青霉群,帚状枝呈二次或二次以上分枝,左右不对称(图16)。
图16 青霉帚状体分枝方式
1.单轮生青霉群;2.对称二轮生青霉群;3.多轮生青霉群;4.不对称生青霉群
产黄青霉(Penicillium chrysogenum Thom) 普遍存在于空气、土壤及腐败的有机材料上。属于不对称青霉群,菌落生长快,致密,绒状,有些略现絮状,有明显的放射状沟纹,边缘白色,孢子多,蓝绿色,老后有的呈现灰色或淡紫褐色,大多数菌系渗出液很多,聚成醒目的淡黄色至柠檬黄色液滴。反面亮黄至暗黄色,色素扩散于培养基中。分生孢子梗光滑,帚状枝不对称。分生孢子链呈分散的柱状。分生孢子椭圆形,壁光滑。
该菌能产生多种酶类及有机酸,在工业生产上主要用于生产青霉素,并用以生产葡萄糖氧化酶或葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸。发酵青霉素的菌丝废料含有丰富的蛋白质、矿物质和B类维生素,可做家畜家禽的饲料。该菌还可用做霉腐试验菌。
桔青霉(Penicillium citrinum Thom)属不对称生青霉群,菌落生长限,有放射状沟纹,大多数菌系为绒状,有些则呈絮状、艾绿色,反面黄色至橙色,培养基颜色有时带粉红色,渗出液淡黄。分生孢子梗不分枝,壁光滑,帚状枝由3~4个轮生面略散开的梗基构成,分生孢子球形或近球形,光滑或近于光滑,分生孢子链为分散的柱状。
桔青霉的许多菌系可产生桔霉素,也能产生脂肪酶、葡萄糖氧化酶和凝乳酶,有的菌系产生5′-磷酸二酯酶,可用来生产5′-核苷酸。
该菌分布普遍,除土壤外,一般的霉腐材料和贮存的粮食上经常发现。在大米上生长时引起黄色霉变,具毒性。
娄地青霉(Pen.rocueforti Thom) 此菌具有分解油脂和蛋白质的能力,可用于制造干酪。其菌丝含有多种氨基酸,主要是天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸等。该菌能将甘油三酸酯氧化为甲基酮。
展开青霉(Pen.patulum Bainier) 主要用以生产灰黄霉素。这是一种有效的口服抗生素,用以治疗真菌性的皮肤病、癞痢及灰指甲病。
6.红曲霉属(Monascus van Tieghem)
属子囊菌纲、曲霉目、曲霉科。红曲霉菌落初期白色,老熟后变为淡粉色、紫红色或灰黑色等,通常都能形成红色素。菌丝具横隔,多核,分枝繁多,分生孢子着生在菌丝及其分枝的顶端,单生或成链,闭囊壳球形,有柄,内散生十多个子囊,子囊球形,含8个子囊孢子,成熟后子囊壁解体,孢子则留在薄壁的闭囊壳内。红曲霉生长温度范围为26~42℃,最适温度32~35℃,最适pH值为3.5~5.0,能耐pH2.5及10%的乙醇,能利用多种糖类和酸类为碳源,同化硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵,而以有机氮为最好的氮源。
图17 康氏木霉的分生孢子梗、小梗和分生孢子
红曲霉能产生淀粉酶、麦芽糖酶及蛋白酶,合成柠檬、琥珀酸、乙醇及麦角甾醇等。有些种能产生鲜艳的红曲霉红素和红曲霉黄素。
红曲霉用途很多,我国早在明朝就利用它培制红曲。红曲可用于酿洒、制醋、做豆腐乳的着色剂及中成药生产。紫红曲霉(Monascus purpureus Went)能产生α-淀粉酶,淀粉1,4葡萄糖苷酶、麦芽糖酶等,用它水解淀粉的最终产物为葡萄糖,近年来已用于工业生产糖化酶制剂。
7.木霉属(Trichoderma Pars.ex Fr.)
木霉属于半知菌类,广泛分布于自然界。也常寄生于某些真菌上,对多种大型真菌的子实体的寄生力很强,对栽培大型真菌(蘑菇等)危害极大。
木霉的应用范围很广。木霉含有多种酶系,尤其是纤维素酶含量很高,是生产纤维素酶的重要菌。木霉能产生柠檬酸,合成核黄素,并可用于甾体转化。木霉还可产生抗生素,如绿毛菌素(Viridin,C19H16O5)及粘霉素(gliotoxin,G13H14N2S2O4)等。
木霉菌落生长迅速,棉絮状或致密丛束状,菌落表面呈不同程度的绿色,菌丝透明,有隔,分枝繁多,分生孢子梗为菌丝的短侧枝,其上对生或互生分枝,分枝上又可继续分枝,形成二级、三级分枝,分枝末端即为小梗,瓶状,束生、对生、互生或单生(图17)。分生孢子由小梗相继生出,靠粘液把它们聚成球形或近球形的孢子头。分生孢子近球形、椭圆形、圆筒形或倒卵形,壁光滑或粗糙,透明或亮黄绿色。代表菌有康氏木霉(Trichodermakoningi Oud.)和绿色木霉(Trichodermaviride Pers.ex Fr.)。