專利名稱：以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低桔霉素紅曲色素的制備方法，尤其是涉及一種以大米為原料通過微生物液態(tài)發(fā)酵技術(shù)制取低桔霉素紅曲色素的方法。
背景技術(shù)：
紅曲是中國傳統(tǒng)的藥、食兩用大米發(fā)酵制品，具有活血化淤、健脾消食、促進新陳代謝等多種功能，在我國已有1000多年的歷史，它是用中國特有的紅曲霉菌以大米為原料通過固態(tài)發(fā)酵后烘干粉碎而成。紅曲色素是紅曲中的主要成分，其用途很廣①用做食品添加劑(天然著色 劑)；②用做保健醫(yī)藥原料；③用做綠色化工原料。紅曲色素是多種物質(zhì)的混合體，迄今為止，己鑒定出的紅曲色素中，包括有 紅曲紅素、紅曲素、紅曲黃素、莫奈可林K、桔霉素等多種成分。1995年前后， 經(jīng)法國、香港等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，桔霉素對人體腎臟等器官有毒害作用，甚至致 癌，紅曲與紅曲色素的食用安全性問題由此引起了全世界的關(guān)注。目前，國內(nèi)外制取紅曲色素的方法主要有兩種 一是傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵提取法， 即以大米為原料接種紅曲霉菌通過固態(tài)發(fā)酵后烘干粉碎而成為紅曲(紅曲米)， 再利用有機溶劑浸提紅曲就可得到紅曲色素；二是液態(tài)發(fā)酵提取法，即大米粉 碎配以其他成分后糊化，接種紅曲霉菌，經(jīng)液態(tài)發(fā)酵，提取其中的紅曲色素。 液態(tài)發(fā)酵提取法因勞動強度低、大米原料轉(zhuǎn)化率高、生產(chǎn)成本相對較低等原因， 使用較普遍。無論是固態(tài)發(fā)酵提取法，還是液態(tài)發(fā)酵提取法，制得的紅曲色素 中都不同程度含有較多對人體有害的桔霉素，因而，中國出口到歐洲和日本等 國的紅曲及紅曲色素也因此遇到嚴重的技術(shù)壁壘。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有紅曲色素制取中桔霉素含量較高的缺陷，提供 一種生產(chǎn)成本較低，對環(huán)境污染少，桔霉素含量低，食用安全的以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法。本發(fā)明之以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法，包括以下步驟(1)米漿制備大米破碎、浸泡，加入相當(dāng)于大米重量0.1-0.2%的淀粉酶，在4(TC -5(TC下保溫60-90分鐘，制得米漿；(2)發(fā)酵培養(yǎng)液制備往米漿中加入相當(dāng) 于米漿重量0. 1-0. 2%的硝酸氨、0. 15-0. 25%的磷酸二氫鉀、0. 1-0. 2 %的硫酸錳、 1-2 %的玉米槳、1. 5-2. 5%的黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH為6.0-6.5，加熱到121。C 保持20分鐘，冷卻到35-C-4(TC，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌種擴大培養(yǎng) 將紅曲菌種M / asciAs pwrpi/reM,經(jīng)固體斜面培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基，在 31°C-33'C下培養(yǎng)50小時，制得紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng) 于發(fā)酵培養(yǎng)液重量8-10 %的紅曲菌種擴大培養(yǎng)液加入冷卻到35°C-4(TC的發(fā)酵 培養(yǎng)液，在31°C-37-C下保溫攪拌培養(yǎng)20小時后加入相當(dāng)于大米重量0.1-0. 2% 的辛酸和0.1-0. 2%的甲基酮，繼續(xù)在31。C-37。C下保溫攪拌培養(yǎng)到85-95小時， 發(fā)酵罐罐壓保持0. 04-0. 06MPa，攪拌速度為150-170r/min，制得發(fā)酵液；(5)低 桔霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮后，噴霧干燥或冷凍干燥， 即得低桔霉素紅曲色素粉。所述斜面培養(yǎng)用斜面培養(yǎng)基配方為馬鈴薯4. Owt%,葡萄糖2wt%，瓊脂2 wt%， 余為水；pH為5.5-6.0。所述種子培養(yǎng)基配方為米粉2^%，葡萄糖2wt9G，硝酸氨0.2wtM、磷酸二 氫鉀O. 15wt%、硫酸錳O. 15wt%、蛋白胨O. 5wt%、玉米漿2wt呢，余為水；pH為 5. 5-6. 0。發(fā)酵液過濾后的濾渣，尚殘留有部分紅曲色素。為提高紅曲色素產(chǎn)率，對濾 渣中所含的紅曲色素，可用酒精浸提加以提取。具體作法如下將濾渣用濃度 70呢(v/v)酒精浸提1-1. 5小時，再過濾，濾液膜濃縮回收酒精后，與第一次濃縮液 合并，再將合并后的濃縮液噴霧干燥或冷凍干燥,即得紅曲色素粉。所述紅曲菌種fo/7asc"s pwpwreM為公知常見微生物(《菌種目錄》，中國農(nóng)業(yè)出版社，2003年，第三版增補版)，市場有銷售。本發(fā)明制得的紅曲色素中的桔霉素含量，以高效液相色譜法(HPLC)檢測，在 色價大于200時，小于0.05mg/Kg。比國際標準低了2倍以上，安全可靠，可廣 泛應(yīng)用于食品添加劑、保健食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。以下各實施例紅曲菌種(y^77a"^/wr/wre^)固體斜面培養(yǎng)使用的斜面培 養(yǎng)基配方均為馬鈴薯4. 0 wt%，葡萄糖2wt%，瓊脂2wt%，余為水；調(diào)pH為6. 0。 種子培養(yǎng)基配方均為米粉2wt%，葡萄糖2wt%，硝酸氨0.2wt%、磷酸二氫鉀 0. 15wt%、硫酸錳0. 15wt%、蛋白胨0. 5wt%、玉米漿2wt%，余為水；調(diào)pH為6. 0。實施例1(1)稱取3千克稻米，破碎成80目細度，加12倍飲用自來水，在發(fā)酵罐中 浸泡10分鐘，加入相當(dāng)于大米重量0. 2%的淀粉酶在45-C下保溫70分鐘，制得 米漿；(2)往米漿中加入相當(dāng)于米漿重量0. 1%的硝酸銨(NH4N03)、 0.25%磷酸 二氫鉀(KH2P04)、 0. lyo硫酸錳(MnS04)、 2%玉米漿、1. 5%黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH 為6.0，加熱到121。C保持20分鐘，冷卻到35。C，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌 種擴大培養(yǎng)將紅曲菌種，經(jīng)固體斜面培養(yǎng)培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基在33°C 下培養(yǎng)50小時,制得紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng)于發(fā)酵培養(yǎng) 液重量8%的紅曲菌種擴大培養(yǎng)液加入冷卻到35。C的發(fā)酵培養(yǎng)液，在3rC下保溫 攪拌培養(yǎng)20小時后加入相當(dāng)于大米重量0. 2%的辛酸和0. 1%的甲基酮,繼續(xù)在31 。C下保溫攪拌培養(yǎng)到90小時，發(fā)酵罐罐壓保持0. 04MPa，攪拌速度為150r/min, 制得發(fā)酵液；(5)低桔霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮得 第一次濃縮液，濾渣用濃度70%酒精浸提1. 0小時，過濾，濾液膜濃縮回收酒精后與第一次濃縮液合并成最終濃縮液，將最終濃縮液噴霧干燥，就制得低桔霉素紅曲色素粉310克。按國家標準GB15961-2005規(guī)定檢驗方法檢測，所得紅曲色素的色價為210。 其中桔霉素含量以高效液相色譜法(HPLC)檢測，桔霉素含量為0. 036mg/Kg。 實施例2(1)稱取5千克稻米，破碎成80目細度，加12倍飲用自來水，在發(fā)酵罐中 浸泡8分鐘，加入相當(dāng)于大米重量0. 15%淀粉酶在45。C下保溫80分鐘，制得米 漿；(2)往米漿中加入相當(dāng)于米漿重量0. 2%的硝酸銨、0. 15%磷酸二氫鉀、0. 15% 硫酸錳、1.5%玉米漿、2%黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH為6.0，加熱到12rC保持20 分鐘，冷卻到4(TC，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌種擴大培養(yǎng)將紅曲菌種， 經(jīng)固體斜面培養(yǎng)培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基在32"C下培養(yǎng)50小時，制得生產(chǎn)用 紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng)于發(fā)酵培養(yǎng)液重量10%的紅曲菌種 擴大培養(yǎng)液加入冷卻到4(TC的發(fā)酵培養(yǎng)液，在37'C下保溫攪拌培養(yǎng)20小時后加 入相當(dāng)于大米重量0.1%的辛酸和0. 1%的甲基酮,繼續(xù)在37。C下保溫攪拌培養(yǎng)到 85小時，發(fā)酵罐罐壓保持0. 045MPa，攪拌速度為160r/min，制得發(fā)酵液；(5)低 桔霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮得第一次濃縮液，濾渣 用濃度70%酒精浸提1. 2小時,過濾，濾液膜濃縮回收酒精后與第一次濃縮液合并 成最終濃縮液，將最終濃縮液冷凍干燥，就制得低桔霉素紅曲色素粉520克。按國家標準GB15961-2005規(guī)定檢驗方法檢測，所得紅曲色素的色價為220。 其中桔霉素含量以高效液相色譜法(HPLC)檢測，桔霉素含量為0.036mg/Kg。實施例3(1)稱取4千克稻米，破碎成80目細度，加12倍飲用自來水，在發(fā)酵罐中浸泡10分鐘，加入相當(dāng)于大米重量0. 12%淀粉酶在4CTC下保溫60分鐘，制得 米漿；(2)往米漿中加入相當(dāng)于米槳重量0. 15%的硝酸銨、0.25%磷酸二氫鉀、 0.2%硫酸錳、1.0%玉米漿、2.5%黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH為6.5,加熱到12rC保 持20分鐘，冷卻到37t，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌種擴大培養(yǎng)將紅曲菌 種，經(jīng)固體斜面培養(yǎng)培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基在33'C下培養(yǎng)50小時,制得生 產(chǎn)用紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng)于發(fā)酵培養(yǎng)液重量9%的紅曲 菌種擴大培養(yǎng)液加入冷卻到37-C的發(fā)酵培養(yǎng)液，在35"C下保溫攪拌培養(yǎng)20小時 后加入相當(dāng)于大米重量O. 15%的辛酸和0. 2%的甲基酮,繼續(xù)在35t:下保溫攪拌培 養(yǎng)到95小時,發(fā)酵罐罐壓保持0. 055MPa，攪拌速度為150r/min，制得發(fā)酵液;(5) 低桔霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮得第一次濃縮液，濾 渣用濃度70%酒精浸提1. 5小時，過濾,濾液膜濃縮回收酒精后與第一次濃縮液合 并成最終濃縮液，將最終濃縮液噴物干燥,就制得低桔霉素紅曲色素粉400克。按國家標準GB15961-2005規(guī)定檢驗方法檢測，所得紅曲色素的色價為210。 其中桔霉素含量以高效液相色譜法(HPLC)檢測，桔霉素含量為0. 036mg/Kg。 實施例4(1)稱取2千克稻米，破碎成80目細度，加12倍飲用自來水，在發(fā)酵罐中 浸泡8分鐘，加入相當(dāng)于大米重量0.10y。淀粉酶在5(TC下保溫70分鐘，制得米 漿；(2)往米漿中加入相當(dāng)于米漿重量0.2%的硝酸銨、0.15%磷酸二氫鉀、0.1% 硫酸錳、1.5%玉米漿、2.0%黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH為6.5，加熱到12rC保持20 分鐘，冷卻到35°C，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌種擴大培養(yǎng)將紅曲菌種， 經(jīng)固體斜面培養(yǎng)培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基在3rC下培養(yǎng)50小時，制得生產(chǎn)用 紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng)于發(fā)酵培養(yǎng)液重量10%的紅曲菌種擴大培養(yǎng)液加入冷卻到35C的發(fā)酵培養(yǎng)液，在37"C下保溫攪拌培養(yǎng)20小時后加 入相當(dāng)于大米重量0. 2%的辛酸和0.1%的甲基酮,繼續(xù)在37。C下保溫攪拌培養(yǎng)到 90小時,發(fā)酵罐罐壓保持0. 06MPa，攪拌速度為170r/min，制得發(fā)酵液；(5)低桔 霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮得第一次濃縮液，濾渣用 濃度70%酒精浸提1. 3小時，過濾，濾液膜濃縮回收酒精后與第一次濃縮液合并成 最終濃縮液,將最終濃縮液噴物干燥,就制得低桔霉素紅曲色素粉205克。按國家標準GB15961-2005規(guī)定檢驗方法檢測，所得紅曲色素的色價為230。 其中桔霉素含量以高效液相色譜法(HPLC)檢測，桔霉素含量為0. 036mg/Kg。
權(quán)利要求
1.以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)米漿制備大米破碎、浸泡，加入相當(dāng)于大米重量0.1-0.2％的淀粉酶，在40℃-50℃下保溫60-90分鐘，制得米漿；(2)發(fā)酵培養(yǎng)液制備往米漿中加入相當(dāng)于米漿重量0.1-0.2％的硝酸銨、0.15-0.25％的磷酸二氫鉀、0.1-0.2％的硫酸錳、1-2％的玉米漿、1.5-2.5％的黃豆粉，以乳酸調(diào)整pH為6.0-6.5，加熱到121℃保持20分鐘，冷卻到35℃-40℃，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)紅曲菌種擴大培養(yǎng)將紅曲菌種Monascus purpureus，經(jīng)固體斜面培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基，在31℃-33℃下培養(yǎng)50小時，制得紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng)將相當(dāng)于發(fā)酵培養(yǎng)液重量8-10％的紅曲菌種擴大培養(yǎng)液加入冷卻到35℃-40℃的發(fā)酵培養(yǎng)液中，在31℃-37℃下，保溫攪拌培養(yǎng)20小時后，加入相當(dāng)于大米重量0.1-0.2％的辛酸和0.1-0.2％的甲基酮，然后，在31℃-37℃下，繼續(xù)保溫攪拌培養(yǎng)85-95小時，發(fā)酵罐罐壓保持0.04-0.06MPa，攪拌速度為150-170r/min，制得發(fā)酵液；(5)低桔霉素紅曲色素粉制取將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮后，噴霧干燥或冷凍干燥，即得低桔霉素紅曲色素粉；所述斜面培養(yǎng)用斜面培養(yǎng)基配方為馬鈴薯4.0wt％，葡萄糖2wt％，瓊脂2wt％，余為水；pH為5.5-6.0；所述種子培養(yǎng)基配方為米粉2wt％，葡萄糖2wt％，硝酸氨0.2wt％、磷酸二氫鉀0.15wt％、硫酸錳0.15wt％、蛋白胨0.5wt％、玉米漿2wt％，余為水；pH為5.5-6.0。
2. 如權(quán)利要求1所述的以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法，其特征 在于，將第(5)步濾渣用濃度709&(v/v)酒精浸提1-1. 5小時,再過濾,濾液膜濃縮 回收酒精后，與第一次濃縮液合并后，再噴霧干燥或冷凍干燥。
全文摘要
以大米為原料制取低桔霉素紅曲色素的方法，其包括以下步驟(1)米漿制備；(2)往米漿中加入0.1-0.2％硝酸氨、15-0.25％磷酸二氫鉀、0.1-0.2％硫酸錳、1-2％玉米漿、1.5-2.5％黃豆粉，加熱到121℃保持20分鐘，冷卻到35℃-40℃，制得發(fā)酵培養(yǎng)液；(3)將紅曲菌種經(jīng)固體斜面培養(yǎng)后，接種到種子培養(yǎng)基，在31℃-33℃下培養(yǎng)50小時，制得紅曲菌種擴大培養(yǎng)液；(4)將8-10％的紅曲菌種擴大培養(yǎng)液加入到發(fā)酵培養(yǎng)液中，在31℃-37℃下保溫攪拌培養(yǎng)20小時后加入相當(dāng)于大米重量0.1-0.2％的辛酸和0.1-0.2％的甲基酮，繼續(xù)保溫攪拌培養(yǎng)85-95小時，發(fā)酵罐壓保持0.04-0.06MPa，制得發(fā)酵液；(5)將發(fā)酵液過濾，濾液經(jīng)膜濃縮后，噴霧干燥或冷凍干燥。本發(fā)明制得的紅曲色素，在色價大于200時，桔霉素含量小于0.05mg/kg。
文檔編號C12P1/02GK101323861SQ20081003192
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者林親錄 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)