一種富含Monacolin K的紅曲米及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紅曲米及其制備方法，尤其涉及一種富含Monacolin K的紅曲米及其制備方法。
【背景技術】
[0002]紅曲，起源于中國，距今已有上千年歷史，在我國古代常稱為丹曲或赤曲。它是一種以秈米為原料，經過紅曲霉發酵而制成的一種紫紅色米曲，是一種純天然的、安全性高、有益于人體健康的食品添加劑，一直深受我國人民的喜愛。人體血液中膽固醇含量長期處于過高狀態，易導致動脈粥樣硬化等心腦血管疾病。1979年，日本學者遠藤章教授從紅曲霉菌的次級代謝產物中發現了能夠降低人體血清膽固醇的物質——莫納可林K (MonacolinK, MK)，或稱洛伐他汀(Lovastatin)，引起了醫學界對紅曲米的廣泛關注。Monacolin K是人體膽固醇合成途徑的限速酶HMG-CoA還原酶的抑制劑。1985年，美國科學家Goldstein和Brown進一步研究出MonacoIin K抑制膽固醇合成的作用機理，并因此獲得諾貝爾獎，紅曲也由此名聲大噪，至今仍是世界降血脂藥物研究領域的熱點。
[0003]黃酒是中華民族的瑰寶，迄今已有五千多年的歷史，與啤酒、葡萄酒并稱世界三大古酒。黃酒產地較廣，品種眾多，主要分為:浙江麥曲黃酒、山東栗米黃酒和福建紅曲黃酒三大類。福建紅曲黃酒以糯米為主要原料，采用紅曲為糖化發酵劑，經傳統工藝釀制而成，酒液呈琥珀色且具紅曲濃郁的清香。福建紅曲黃酒中含有Monacolin K，具有麥曲、栗米黃酒無法比擬的優勢，是我國黃酒中一支艷麗的奇葩。紅曲黃酒中的Monacolin K主要源于紅曲中的紅曲霉菌，紅曲霉菌能自身代謝合成Monacolin K。Monacolin K是各國公認的降膽固醇的理想藥劑，富含Monacolin K的黃酒不僅可以有效地預防高血脂癥引發的心血管疾病，還有降血糖、降血壓、防癌和抗疲勞等功效，最重要的是沒有藥物治療的副作用。
[0004]但是，由于大多數紅曲中所含的生物活性物質Monacolin K含量較低，使它的應用受到了限制。目前，國內外大多數學者都著力于研究如何提高紅曲產品中Monacolin K的含量，主要是通過對生產菌株進行改造，如采用分子手段對其關鍵基因進行改造或通過物理、化學誘變等方式。然而，關于不同品種稻米原料對于紅曲霉菌發酵產Monacolin K的差異性研究，在國內外卻鮮見報道。因此，本項研究的創新點在于:在分離篩選出高產MonacolinK的紅曲霉菌株的基礎上，以不同品種的稻米為原料，篩選出最優的稻米原料作為紅曲霉菌發酵的底物，優化其發酵培養基和發酵工藝，開發出富含Monacolin K且未檢出桔霉素的紅曲米，可應用于富含Monacolin K紅曲黃酒的生產。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種富含Monacolin K的紅曲米及其制備方法。
[0006]本發明所提供的技術方案為:
所述紅曲霉菌株rwAer) FG-8，該菌株已于2015年8月28日在中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)保藏，地址為北京朝陽區北辰西路I號院3號，保藏號為CGMCC N0.11277ο
[0007]一種富含Monacolin K的紅曲米，所述的紅曲米中Monacolin K的含量為4.64mg/g，約為市售古田紅曲米的8.30倍，且未檢出桔霉素。
[0008]—種富含Monacolin K的紅曲米的制備方法，所述的紅曲米是以水稻品種“加州紅米”(江川等，早晚季水稻精米和米皮砸含量的基因型差異研究，植物遺傳資源學報，2005，6 (4):448-452)的精米為底物，以紅曲霉FG-8為出發菌株，按照其最佳發酵條件進行發酵。
[0009]所述紅曲米的制備方法包括以下步驟:
⑴大米培養基的制備:將水稻品種“加州紅米”的精米洗凈，清水浸泡三小時，瀝干后在蒸籠中蒸20min，每發酵瓶稱取50g大米，按照大米質量的百分比添加3wt%的葡萄糖、4wt%的NaN03、lwt%的乙酸鈉，密封好后，于121°C下高壓滅菌20min。
[0010]⑵紅曲霉菌種子液的制備:將高產Monacolin K的紅曲霉菌株FG-8在PDA平板上28°C活化培養5-7天后，使用直徑為5mm的打孔器取菌塊，然后各加5片菌餅到裝有50mL種子液培養基的250mL三角瓶中，于30°C、150rpm條件下振蕩培養72h后即得種子液；所述的種子液培養基為葡萄糖50g、蛋白胨5g、酵母膏lg、KH2PO4 lg、FeSO4.7H20 0.0lg、MgSO4.7H20 0.5g，加水定容至 100mLo
[0011]⑶接種與發酵培養:將培養72h后的種子液稀釋至孢子濃度為IXlO7個/mL，按10%接種量將稀釋的種子液添加到裝有大米培養基的塑料發酵瓶中，以無菌竹簽攪拌均勻，并置于28°C恒溫培養箱中培養14d，在培養初期2-3d，大米發酵培養基底部略微呈紅色；培養至第4d時，將塑料發酵瓶取出，把大米拍散，使紅曲菌可以更充分地利用大米原料；培養至第7d時，紅曲菌絲體生長旺盛；第8d時，將塑料發酵瓶移至26°C恒溫培養箱中，繼續培養至第14d，大米發酵完全，最終獲得紅曲米。
[0012]所述的紅曲米具體按照如下步驟進行制備:
I)對分離獲得的40株紅曲霉菌株進行篩選，獲得高產Monacolin K，且不產桔霉素的菌株；再對該菌株進行分子鑒定，確定其種屬名稱。
[0013]2)分別以26份不同品種稻米的精米和糙米為底物，進行紅曲霉菌的發酵試驗，篩選出高產Monacolin K的稻米原料。
[0014]3)對制備紅曲米的發酵培養基和工藝條件進行優化，獲得高產Monacolin K，且不產桔霉素的最適發酵培養基和最佳發酵條件。
[0015]步驟I)具體的為:從不同紅曲黃酒廠的廢水廢渣，及不同來源的市售紅曲米和黃酒等樣品中分離出紅曲霉菌株，并進行純化培養，純化后的菌株培養于PDA斜面培養基上，獲得40株紅曲霉菌株。繼而采用固態發酵方式，以紅曲霉菌發酵產物中的Monacolin K含量作為指標，分別將發酵產物紅曲米置于50°C下烘干至恒重后，研磨成粉末狀，經過必要的前處理后，采用HPLC法測定其Monacolin K和桔霉素的含量。分離篩選出的高產MonacolinK且不產桔霉素的紅曲霉菌株，編號為FG-8。采用CTAB法提取紅曲霉菌的基因組DNA，利用ITS1/ITS4引物對，進行ITS序列的PCR擴增和測序分析。將獲得的ITS序列登錄到NCBI網站上進行BLASTN搜索分析，結果表明:分離獲得的紅曲霉菌株FG-8屬于紅色紅曲霉(Monascus rubber)。
[0016]步驟2)具體的為:分別以26份不同品種稻米的精米和糙米為原料，進行紅曲霉菌的發酵試驗，采用市售優質大米“都利米”為對照原料(CK1)，比較不同品種的稻米原料與市售大米對紅曲霉菌株FG-8產Monacolin K的影響；同時以市售古田紅曲米為對照產品(CK2)，比較本發明制備的紅曲米與市售古田紅曲米中的Monacolin K含量。從而篩選出稻米品種“加州紅米”的精米為原料時，發酵產物中的Monacolin K含量最高。
[0017]步驟3)具體的為:研究發酵溫度、起始PH值、裝米量、接種量、透氣性、發酵時間等工藝參數，及添加前體物質和不同碳源、不同氮源等，對發酵產物紅曲米產Monacolin K和桔霉素的影響；在此基礎上，采用響應面法優化高Monacolin K紅曲霉菌的發酵條件，得到富含Monacolin K且未檢出桔霉素的紅曲米，其最適的發酵培養基為:在大米發酵基礎培養基中添加3%的葡萄糖、4%的NaN03、l%的乙酸鈉；最佳的發酵工藝為:發酵前期溫度為30°C，起始pH為5.0，裝米量為40g，發酵時間為17d，接種量為10%，透氣孔調至5孔。其中，大米發酵基礎培養基的制作方法為:將大米洗凈，清水浸泡三小時，瀝干后在蒸籠中蒸20min，每發酵瓶稱取50g大米，密封好后，于121°C下高壓滅菌20min。
[0018]本發明的優勢在于:在分離篩選高產Monacolin K最優紅曲霉菌株和最優稻米原料的基礎上，優化紅曲米的發酵工藝，從而制備出富含Monaco I in K且未檢出桔霉素的紅曲米。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
[0020]實施例1
(I)紅曲霉菌株的分離:采用PDA平板培養基，從福建省不同紅曲黃酒廠的廢水廢渣，及不同來源的市售紅曲米和黃酒等樣品中分離出紅曲霉菌株，并進行純化培養后，獲得了40株紅曲霉菌株，純化的菌株培養于PDA斜面培養基上。
[0021](2)高產Monacolin K紅曲霉菌株的篩選:以紅曲霉菌發酵產物中的Monacolin K含量和桔霉素作為指標，分別將40種