以大米为原料制取低桔霉素红曲色素的方法

摘要

以大米为原料制取低桔霉素红曲色素的方法，其包括以下步骤：(1)米浆制备；(2)往米浆中加入0.1－0.2％硝酸氨、15－0.25％磷酸二氢钾、0.1－0.2％硫酸锰、1－2％玉米浆、1.5－2.5％黄豆粉，加热到121℃保持20分钟，冷却到35℃－40℃，制得发酵培养液；(3)将红曲菌种经固体斜面培养后，接种到种子培养基，在31℃－33℃下培养50小时，制得红曲菌种扩大培养液；(4)将8－10％的红曲菌种扩大培养液加入到发酵培养液中，在31℃－37℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.1－0.2％的辛酸和0.1－0.2％的甲基酮，继续保温搅拌培养85－95小时，发酵罐压保持0.04－0.06MPa，制得发酵液；(5)将发酵液过滤，滤液经膜浓缩后，喷雾干燥或冷冻干燥。本发明制得的红曲色素，在色价大于200时，桔霉素含量小于0.05mg/kg。

说明书

技术领域

本发明涉及一种低桔霉素红曲色素的制备方法，尤其是涉及一种以大米为原料通过微生物液态发酵技术制取低桔霉素红曲色素的方法。

背景技术

红曲是中国传统的药、食两用大米发酵制品，具有活血化淤、健脾消食、促进新陈代谢等多种功能，在我国已有1000多年的历史，它是用中国特有的红曲霉菌以大米为原料通过固态发酵后烘干粉碎而成。

红曲色素是红曲中的主要成分，其用途很广：①用做食品添加剂(天然着色剂)；②用做保健医药原料；③用做绿色化工原料。

红曲色素是多种物质的混合体，迄今为止，已鉴定出的红曲色素中，包括有红曲红素、红曲素、红曲黄素、莫奈可林K、桔霉素等多种成分。1995年前后，经法国、香港等学者研究发现，桔霉素对人体肾脏等器官有毒害作用，甚至致癌，红曲与红曲色素的食用安全性问题由此引起了全世界的关注。

目前，国内外制取红曲色素的方法主要有两种：一是传统的固态发酵提取法，即以大米为原料接种红曲霉菌通过固态发酵后烘干粉碎而成为红曲(红曲米)，再利用有机溶剂浸提红曲就可得到红曲色素；二是液态发酵提取法，即大米粉碎配以其他成分后糊化，接种红曲霉菌，经液态发酵，提取其中的红曲色素。液态发酵提取法因劳动强度低、大米原料转化率高、生产成本相对较低等原因，使用较普遍。无论是固态发酵提取法，还是液态发酵提取法，制得的红曲色素中都不同程度含有较多对人体有害的桔霉素，因而，中国出口到欧洲和日本等国的红曲及红曲色素也因此遇到严重的技术壁垒。

发明内容

本发明的目的在于克服现有红曲色素制取中桔霉素含量较高的缺陷，提供一种生产成本较低，对环境污染少，桔霉素含量低，食用安全的以大米为原料制取低桔霉素红曲色素的方法。

本发明之以大米为原料制取低桔霉素红曲色素的方法，包括以下步骤：(1)米浆制备：大米破碎、浸泡，加入相当于大米重量0.1-0.2％的淀粉酶，在40℃-50℃下保温60-90分钟，制得米浆；(2)发酵培养液制备：往米浆中加入相当于米浆重量0.1-0.2％的硝酸氨、0.15-0.25％的磷酸二氢钾、0.1-0.2％的硫酸锰、1-2％的玉米浆、1.5-2.5％的黄豆粉，以乳酸调整pH为6.0-6.5，加热到121℃保持20分钟，冷却到35℃-40℃，制得发酵培养液；(3)红曲菌种扩大培养：将红曲菌种Monascus purpureus，经固体斜面培养后，接种到种子培养基，在31℃-33℃下培养50小时，制得红曲菌种扩大培养液；(4)发酵培养：将相当于发酵培养液重量8-10％的红曲菌种扩大培养液加入冷却到35℃-40℃的发酵培养液，在31℃-37℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.1-0.2％的辛酸和0.1-0.2％的甲基酮，继续在31℃-37℃下保温搅拌培养到85-95小时，发酵罐罐压保持0.04-0.06MPa，搅拌速度为150-170r/min，制得发酵液；(5)低桔霉素红曲色素粉制取：将发酵液过滤，滤液经膜浓缩后，喷雾干燥或冷冻干燥，即得低桔霉素红曲色素粉。

所述斜面培养用斜面培养基配方为：马铃薯4.0wt％，葡萄糖2wt％，琼脂2wt％，余为水；pH为5.5-6.0。

所述种子培养基配方为：米粉2wt％，葡萄糖2wt％，硝酸氨0.2wt％、磷酸二氢钾0.15wt％、硫酸锰0.15wt％、蛋白胨0.5wt％、玉米浆2wt％，余为水；pH为5.5-6.0。

发酵液过滤后的滤渣，尚残留有部分红曲色素。为提高红曲色素产率，对滤渣中所含的红曲色素，可用酒精浸提加以提取。具体作法如下：将滤渣用浓度70％(v/v)酒精浸提1-1.5小时，再过滤，滤液膜浓缩回收酒精后，与第一次浓缩液合并，再将合并后的浓缩液喷雾干燥或冷冻干燥，即得红曲色素粉。

所述红曲菌种Monascus purpureus为公知常见微生物(《菌种目录》，中国农业出版社，2003年，第三版增补版)，市场有销售。

本发明制得的红曲色素中的桔霉素含量，以高效液相色谱法(HPLC)检测，在色价大于200时，小于0.05mg/Kg。比国际标准低了2倍以上，安全可靠，可广泛应用于食品添加剂、保健食品、医药、化工等领域。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

以下各实施例红曲菌种(Monascus purpureus)固体斜面培养使用的斜面培养基配方均为：马铃薯4.0wt％，葡萄糖2wt％，琼脂2wt％，余为水；调pH为6.0。种子培养基配方均为：米粉2wt％，葡萄糖2wt％，硝酸氨0.2wt％、磷酸二氢钾0.15wt％、硫酸锰0.15wt％、蛋白胨0.5wt％、玉米浆2wt％，余为水；调pH为6.0。

实施例1

(1)称取3千克稻米，破碎成80目细度，加12倍饮用自来水，在发酵罐中浸泡10分钟，加入相当于大米重量0.2％的淀粉酶在45℃下保温70分钟，制得米浆；(2)往米浆中加入相当于米浆重量0.1％的硝酸铵(NH₄NO₃)、0.25％磷酸二氢钾(KH₂PO₄)、0.1％硫酸锰(MnSO₄)、2％玉米浆、1.5％黄豆粉，以乳酸调整pH为6.0，加热到121℃保持20分钟，冷却到35℃，制得发酵培养液；(3)红曲菌种扩大培养：将红曲菌种，经固体斜面培养培养后，接种到种子培养基在33℃下培养50小时，制得红曲菌种扩大培养液；(4)发酵培养：将相当于发酵培养液重量8％的红曲菌种扩大培养液加入冷却到35℃的发酵培养液，在31℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.2％的辛酸和0.1％的甲基酮，继续在31℃下保温搅拌培养到90小时，发酵罐罐压保持0.04MPa，搅拌速度为150r/min，制得发酵液；(5)低桔霉素红曲色素粉制取：将发酵液过滤，滤液经膜浓缩得第一次浓缩液，滤渣用浓度70％酒精浸提1.0小时，过滤，滤液膜浓缩回收酒精后与第一次浓缩液合并成最终浓缩液，将最终浓缩液喷雾干燥，就制得低桔霉素红曲色素粉310克。

按国家标准GB15961-2005规定检验方法检测，所得红曲色素的色价为210。其中桔霉素含量以高效液相色谱法(HPLC)检测，桔霉素含量为0.036mg/Kg。

实施例2

(1)称取5千克稻米，破碎成80目细度，加12倍饮用自来水，在发酵罐中浸泡8分钟，加入相当于大米重量0.15％淀粉酶在45℃下保温80分钟，制得米浆；(2)往米浆中加入相当于米浆重量0.2％的硝酸铵、0.15％磷酸二氢钾、0.15％硫酸锰、1.5％玉米浆、2％黄豆粉，以乳酸调整pH为6.0，加热到121℃保持20分钟，冷却到40℃，制得发酵培养液；(3)红曲菌种扩大培养：将红曲菌种，经固体斜面培养培养后，接种到种子培养基在32℃下培养50小时，制得生产用红曲菌种扩大培养液；(4)发酵培养：将相当于发酵培养液重量10％的红曲菌种扩大培养液加入冷却到40℃的发酵培养液，在37℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.1％的辛酸和0.1％的甲基酮，继续在37℃下保温搅拌培养到85小时，发酵罐罐压保持0.045MPa，搅拌速度为160r/min，制得发酵液；(5)低桔霉素红曲色素粉制取：将发酵液过滤，滤液经膜浓缩得第一次浓缩液，滤渣用浓度70％酒精浸提1.2小时，过滤，滤液膜浓缩回收酒精后与第一次浓缩液合并成最终浓缩液，将最终浓缩液冷冻干燥，就制得低桔霉素红曲色素粉520克。

按国家标准GB15961-2005规定检验方法检测，所得红曲色素的色价为220。其中桔霉素含量以高效液相色谱法(HPLC)检测，桔霉素含量为0.036mg/Kg。

实施例3

(1)称取4千克稻米，破碎成80目细度，加12倍饮用自来水，在发酵罐中浸泡10分钟，加入相当于大米重量0.12％淀粉酶在40℃下保温60分钟，制得米浆；(2)往米浆中加入相当于米浆重量0.15％的硝酸铵、0.25％磷酸二氢钾、0.2％硫酸锰、1.0％玉米浆、2.5％黄豆粉，以乳酸调整pH为6.5，加热到121℃保持20分钟，冷却到37℃，制得发酵培养液；(3)红曲菌种扩大培养：将红曲菌种，经固体斜面培养培养后，接种到种子培养基在33℃下培养50小时，制得生产用红曲菌种扩大培养液；(4)发酵培养：将相当于发酵培养液重量9％的红曲菌种扩大培养液加入冷却到37℃的发酵培养液，在35℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.15％的辛酸和0.2％的甲基酮，继续在35℃下保温搅拌培养到95小时，发酵罐罐压保持0.055MPa，搅拌速度为150r/min，制得发酵液；(5)低桔霉素红曲色素粉制取：将发酵液过滤，滤液经膜浓缩得第一次浓缩液，滤渣用浓度70％酒精浸提1.5小时，过滤，滤液膜浓缩回收酒精后与第一次浓缩液合并成最终浓缩液，将最终浓缩液喷物干燥，就制得低桔霉素红曲色素粉400克。

按国家标准GB15961-2005规定检验方法检测，所得红曲色素的色价为210。其中桔霉素含量以高效液相色谱法(HPLC)检测，桔霉素含量为0.036mg/Kg。

实施例4

(1)称取2千克稻米，破碎成80目细度，加12倍饮用自来水，在发酵罐中浸泡8分钟，加入相当于大米重量0.10％淀粉酶在50℃下保温70分钟，制得米浆；(2)往米浆中加入相当于米浆重量0.2％的硝酸铵、0.15％磷酸二氢钾、0.1％硫酸锰、1.5％玉米浆、2.0％黄豆粉，以乳酸调整pH为6.5，加热到121℃保持20分钟，冷却到35℃，制得发酵培养液；(3)红曲菌种扩大培养：将红曲菌种，经固体斜面培养培养后，接种到种子培养基在31℃下培养50小时，制得生产用红曲菌种扩大培养液；(4)发酵培养：将相当于发酵培养液重量10％的红曲菌种扩大培养液加入冷却到35℃的发酵培养液，在37℃下保温搅拌培养20小时后加入相当于大米重量0.2％的辛酸和0.1％的甲基酮，继续在37℃下保温搅拌培养到90小时，发酵罐罐压保持0.06MPa，搅拌速度为170r/min，制得发酵液；(5)低桔霉素红曲色素粉制取：将发酵液过滤，滤液经膜浓缩得第一次浓缩液，滤渣用浓度70％酒精浸提1.3小时，过滤，滤液膜浓缩回收酒精后与第一次浓缩液合并成最终浓缩液，将最终浓缩液喷物干燥，就制得低桔霉素红曲色素粉205克。

按国家标准GB15961-2005规定检验方法检测，所得红曲色素的色价为230。其中桔霉素含量以高效液相色谱法(HPLC)检测，桔霉素含量为0.036mg/Kg。