今野FK5号菌种本地化应用的研究

曲青川

（1.天津科技大学，天津 300457；2.诺和诺德（中国）制药有限公司，天津 300457）

今野FK5号菌种本地化应用的研究

曲青川1，2

（1.天津科技大学，天津 300457；2.诺和诺德（中国）制药有限公司，天津 300457）

摘 要：研究了日本今野FK5菌种在本地化应用过程中，通过改变菌种生长的温湿度及各种条件下的生长时间，改变培养基条件等参数，从而使其成品后，能够水解更多的淀粉而获得更多的葡萄糖。

关键词：FK 5；生长；本地化应用；工艺

今野FK5号菌种是一种以真菌为主的混合型菌种，主要功能为利用水稻淀粉为原料，分解水稻中直链淀粉并产生葡萄糖为发酵过程中的酵母生长提供能量来源。该真菌主要产物为α淀粉酶和β淀粉酶。

在该真菌生长过程中会产生大量的气生菌丝和营养菌丝，由于营养菌丝部分菌丝向下生长，深入被寄生的组织或培养基中，吸取和合成营养料[1]，以供生长。而气生菌丝则无此功能，所以需要更多的营养菌丝深入菌丝体来利用并分解水稻种的淀粉。本试验需要通过对该真菌生长中，菌体的温度控制，环境中的温度湿度控制及生长时间的控制来使菌体更多的生长营养菌丝，从而产生更多的α淀粉酶和β淀粉酶，大量的α淀粉酶和β淀粉酶，进入发酵阶段后能够提供足够的能量来源[3]，是发酵过程中非常重要的准备条件。

同时由于该真菌使用水稻作为培养基，而水稻中的淀粉需要经过完全的糊化后才能够被真菌更好的利用[2]，所以水稻的预处理的好坏同样会严重影响真菌生长的结果，所以水稻的加工过程控制也需要经过严格的工艺确定和控制。

1 试验步骤

1.1 菌种和试剂

今野FK5号菌种。

1.2 主要仪器和设备

压力蒸锅：自行设计建造；暖房：自行设计建造；温湿度计：天津凯隆达仪器仪表有限公司；粬盒：自行设计制造；糖度计（WZB35型）：上海仪电物理光学仪器有限公司；恒温培养箱：常州冠军仪器制造有限公司；LHP150L/250L恒温恒湿培养箱；滴定管：衡水瑞丰化玻仪器有限公司；酸式滴定管；碱式滴定管。

1.3 试验方法

试验分为培养基制备、接种、培养3个阶段。

首先将米进入水中浸泡，一定时间后，将水放掉并且沥净，将沥好水的米放入常压蒸锅内蒸，然后将蒸好后的米降温冷散，在冷散后的米上接入菌种，接好菌种后转入专门的培养室培养。

1.3.1 培养基的制备

培养基制作分为，浸米，沥水，蒸饭，降温4个过程。

主要工艺为：将生米放入洗米槽中用水清洗干净，然后放入水中浸泡，然后将浸泡一定时间以后的米沥水，沥水完毕后放入蒸锅，用常压高温蒸汽蒸米。蒸米完毕后，将蒸好的米冷却至20℃，培养基制备完毕。主要控制点为入锅前增加米的含水量及蒸饭时间的控制。增加米含水量，在同等水温情况下，主要通过控制浸米时间增加含水量，本试验将基于20℃水温设计3种浸米工艺，见表1。

表1 浸米时间设计表Table 1 Dipping time plan

蒸米时间的控制同样会对蒸米质量有重要的影响，本试验将设计3种蒸米工艺，见表2。

表2 蒸米时间设计表Table 2 Rice heating time plan

1.3.2 接种

降温冷散，降温冷散过程对接种效果有重要的影响，过高的温度会杀死接入的菌种过低的温度会导致菌种生长不好。本试验设计接种温度为20℃。

接种，将菌种按照50 g/kg的接种量，均匀的撒在降温至20℃的蒸米上。

1.3.3 培养

在培养过程中，环境的温湿度对菌种生长有重要的影响，当温度湿度过低时，菌种会由于缺乏必要的水分造成生长不良，温度过低也同样会对菌种生长进行抑制。此试验将培养室内环境温度设定为30℃，相对湿度80%。每1 000 g接种后的蒸米放入一个粬盒内培养。培养过程需要对盒内蒸熟的大米进行搅拌混匀，目的是为了控制菌体本身由于生长造成的温度过高，因为过高的温度会造成气生菌丝大量生长而营养菌丝生长缓慢。同样混匀过程也会对盒内补充一定量氧气，是菌种更好的生长。本试验针对搅拌混匀设计两种方案。

每2 h搅拌混匀一次，并记录搅拌混匀前温度及搅拌混匀后温度。

每3 h搅拌混匀一次，并记录搅拌混匀前温度及搅拌混匀后温度。

培养周期为48 h。过长的培养周期会占用资源，耗费能源，增加成本；过短的培养周期会导致菌种生长不良，选用48 h是根据此菌种在日本培养经验选用。

1.4 测试方法

将培养好的米粬按照质量比1∶1混合后，40℃水浴1 h，然后用滴定法测定直接还原糖。每个样品进行六组测试。

2 结果与讨论

结果见表3。

表3 试验结果记录表Table 3 Test result recored

由表3得知，浸泡粬米时间对米粬质量影响较大，在米粬浸泡时间为4 h时，米粬成品直接还原糖含量在7.85 g/L到8 g/L之间，而在米粬浸泡6 h的时候，米粬成品直接还原糖含量在9 g/L～9.3 g/L之间。所以米粬质量在浸泡6 h时，米粬成品质量更佳，所以浸泡时间选用6 h为宜。

培养搅拌间隔时间选用两小时时，成品米粬直接还原糖含量比相同条件下，搅拌时间间隔3 h的成品米粬直接还原糖含量要高出0.2 g/L～0.5 g/L，所以搅拌时间选用平均每2 h搅拌一次为更佳。

另外对比蒸米时间在1 h与1.5 h，成品米粬直接还原糖含量有显著变化，在蒸米时间为1.5 h的时候，成品米粬直接还原糖含量分别比同等条件下蒸米时间为1 h及1.25 h时高出0.1 g/L～0.5 g/L，而且随着浸米时间的增加，蒸米时间在1 h～1.5 h时要比蒸米时间在1 h及1.25 h时增加的更多。所以在选用蒸米时间时，可选用蒸米时间为1.5 h。

3 结论

由以上测试结果可知，浸泡粬米时间以及米粬培养搅拌间隔时间对米粬质量影响较大，所以浸泡时间选用6 h为宜，培养搅拌间隔时间选用2 h。另外由于蒸米时间选用为1.5 h。

所以测定今野FK5号菌种培养工艺为：20℃水温浸米6 h，然后沥水1 h。在100℃常压条件下蒸米1 h。然后冷散到20℃时，按照50 g/kg的接种量进行接种（将菌粉均匀撒在蒸好的米上）。然后放入室温为30℃，相对湿度大于80%的屋内进行培养。每1 000 g接种好的粬米放在一个盒内进行培养，在培养过程中每2 h进行一次充分搅拌。48 h后成品成熟。

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[1]陶兴无.发酵产品工艺学[M].北京:化学工业出版社,2008:25

[2]罗大玲.现代微生物发酵剂技术教程[M].北京:北京大学出版社,2006:74

[3]陶兴无.发酵工艺与设备[M].北京:化学工业出版社,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（汉），主要研究方向：清酒工艺的本地化应用。

2013-01-14