把曲霉糖化菌接入液体培养基(又叫发酵液)中,进行扩大生长和繁殖,使它产生大量的酶,这种含酶的液体就叫做液体曲。
液体曲在生产的过程中,往往由于各种因素的影响,容易出现一些不正常的现象,这些现象主要表现为糖化力下降、液化力低和杂菌污染,现分述如下:
(一)糖化力下降
1.菌种性能对糖化力的影响
液体曲糖化力的高低,首先决定于所用糖化菌种的性能,即产生糖化酶活力的能力。各种糖化菌的细胞结构中,是否具有完整的酶系统,是否是优良菌株,这个问题是解决糖化力的关键问题,只要用于液体曲生产中的糖化菌具有强活性、高酶活位的特性,就基本上能使糖化力达到某一范围。目前,在我国酒精生产和白酒生产中的制曲糖化菌种是As3.4309菌,它用于生产,具有用曲量少、原料出酒率高、经济效果较显著等特点。
2.培养室培养阶段的影响
首先决定于试管培养阶段所用的培养基,即所用培养基是否适宜。若培养基不适宜,其菌体生长缓慢、瘦弱,投入液体曲扩大培养时,其糖化力大大下降。例如将As3·4309菌在试管培养阶段接入米曲汁琼脂基上培养,其糖化力最高只能达到1500一2000个单位,而用察氏培养基,糖化力可达3000一5000个单位。所以,适宜的培养基是保证高糖化力的重要措施之一。另外,在培养室培养阶段的培养温度、培养时间、保藏期的移种时间、传代次数等,都对生产液体曲的糖化力的高低产生影响。一般说来,As3·4309菌在培养室内培养最适培养基为察氏合成培养基,其最适培养温度为32℃,斜面试管培养时间为144—168小时,保藏4—6个月应移种一次,传代次数在5代以内,其糖化力与原始糖化力相比,基本上变化不大。
3.扩大培养基营养的影响
当糖化菌种结束培养室的培养,转入扩大培养基--液体曲发酵液中培养时,其发酵液中的碳源、氮源、无机盐、生长素等,对培养后的液体曲糖化力影响甚大。因为,碳源是糖化菌生长、繁殖的能量来源,是组成细胞结构和内贮物的原材料,如果碳源不足,就不能进行正常的新陈代谢,糖化酶的产生就要受到抑制。氮源是构成菌体和酶的主要成分,缺少氮源时糖化菌的菌丝生长缓馒,产酶少,且酶活力不高。无机盐是糖化菌生长和产菌的必要物质,是组成许多辅酶的重要组成成分。缺少无机盐时,就会对糖化酶的生成产生影响。生长素主要是指发酵液中的B族维生素,它是糖化菌的生长要素和营养物之一。所以,发酵液中缺少这些物质或含量不足时,其液体曲糖化力就不会增高,酶的活性就会受到影响。有人曾作过实验,在利用As3·4309糖化菌生产液体曲时,在其它条件相同的情况下,适当改变发酵液中的底物浓度(也就是营养物浓度),可使糖化力改变2500一3000单位,因此说发酵液中营养物质酸度的高低,对糖化力高低影响甚大。
4.液体曲生产设备的影响
用于生产液体曲培养罐、拌料桶等设备是否符合糖化菌生长的要求、有无有害离子,通风性能和溶氧性能是否能满足糖化菌产酶的需要等,这些培养设备方面的因素也会对糖化力的高低产生影响。
5.培养条件的影响
液体曲的培养条件,主要是指发酵液中的pH值、培养温度、培养时间、通风量的大小等,它们的适宜度,也将对搪化力产生影响。例如,采用As3·4309培养液体曲时,发酵液pH值控制在4.3—4.6、培养温度为32℃、培养时间为80一100小时,其通风量,前期为发酵液∶风=1∶0.3—0.4,中期为1∶0.6,后期为1:0.5—0.3.
6.污染杂菌的影响
当液体曲培养过程中遇到杂菌污染后,其糖化力就会大大下降,主要是由于杂菌大量繁殖,抑制了糖化菌的生长。
(二)液化力不强
糖化菌种液化酶少、活力较弱引起液体曲的液化力不强。如采用As3·4309所生产的液体曲,液化力弱这一缺点就很明显,它主要是由于含α-淀粉酶较少,在使用它生产液体曲时,可以同时加入一些α-淀粉酶以增强糖化时的液化作用,或者适当增大加曲量。α-淀粉酶的添加量,根据原料的不同,约为原料量的0.05一0.1%。
(三)杂菌的污染
液体曲污染杂菌主要是由下述几个方面所引起的。
1.原菌种污染
原菌种取出后,在培养室内进行纯培养阶段,必须严格做到无杂菌,当原菌种从斜面试管到孢子悬浮液的培养工艺制备中,每一道工序都必须进行检查、镜检和摇瓶试验后,才可投入液曲生产使用。一旦不注意,就会从原菌种纯培养阶段影响到液体曲的大生产中,使杂菌大量繁殖起来。
2.灭菌不透的污染
发酵液和培养液体曲的所属设备、管道的灭菌,必须注意完全、彻底,特别是对有“死角”的地方,灭菌不彻底,最易引起污染杂菌。往往大量的杂菌是来源于灭菌不彻底。由于各种原料所组成的发酵液中,都含有比较丰富的营养物质,特别是其中的蛋白质,当煮料温度不够时,凝固后的蛋白质对杂菌有保护作用,用于液体曲培养,就会使杂菌大量繁殖起来,受杂菌严重污染。所以,在配制原料时,发酵液和设备一同灭菌,灭菌温度应不低于121℃,灭菌时间应不少于30—45分钟。
3.通风引起的污染
因为曲霉糖化菌一般说来都是属于好气性微生物,在生产液体曲中需要大量的氧气供给它生长和繁殖,而氧气的来源主要由空气压缩机组成的空气净化系统提供,特别是其中的空气过滤器、油水分离器等,一定要保持清洁、干燥,如其中某一设备发生问题,就有可能导致杂菌侵入液体曲中。所以生产中必须经常检查空气净化系统各部件的运转情况,确保处理后的空气为无菌空气。