一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素的制作方法
【專利摘要】本發明涉及紅曲色素提取領域，尤其涉及一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素。本發明篩選低產桔霉素的菌種進行培養，進行液體深層發酵，過濾得濾渣，用80%和90%的乙醇提取2次，合并提取液后加入復合氨基酸溶液，濃縮干燥后即得紅曲紅色素粉狀物；復合氨基酸由半胱氨酸、精氨酸和絲氨酸組成。本發明制得的紅曲紅色素能顯著提高紅曲紅色素的光穩定性和熱穩定性，能耐高溫性和抗氧化性，而且沒有桔霉素的產生，減少對人體的危害，在長時間的日光和燈光照射下不變色，保存率高，利于紅曲紅色素的運輸和儲存，有利于紅曲紅色素的工業化生產。
【專利說明】-種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素
【技術領域】
[0001] 本發明涉及紅曲色素提取領域，尤其涉及一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅 曲紅色素。
【背景技術】
[0002] 食品的色彩是食品感觀品質的一個重要因素，因此，人們在制作食品時常使用食 用色素增加食品的美感從而為消費者帶來良好的感官質量和強烈的購買欲。食用色素分為 天然食用色素和合成食用色素兩大類。近年來發現人工化學合成色素有的存在致癌和致 突變作用，而天然色素使用安全，沒有副作用，而且環保，故天然色素日益受到人們重視，使 用越來越廣泛。
[0003] 天然色素具有著色性好、色調豐富、安全性高等特點，同時與合成色素相比，天然 色素還具有一定的營養價值與藥理作用，所以天然色素的開發是現代食用色素發展的方 向，具有廣闊的市場前景。在我國，應用最為廣泛的就是紅曲紅色素，紅曲紅色素是用紅曲 霉菌（Monascus anka)經深層發酵的分泌產物，由于化學合成色素有毒副作用，用天然紅曲 紅色素代替合成色素用于食品、化妝品、藥品的著色已引起全球關注，應用日漸廣泛。但是， 由于紅曲紅色素在制備過程中會產生桔霉素，對光、熱和霉菌敏感，易于分解，褪色，而且桔 霉素具有一定腎毒性和肝毒性，且能夠致畸、引發腫瘤、誘發突變，危害人體的健康，這在一 定程度上限制了其在工業的實際應用和發展。
[0004] 為了解決上述存在的問題，各種紅曲紅色素的制備方法應運而生，中國專利 CN103882063A公開一種高光穩定性紅曲紅色素的制備方法，該方法是添加0. 1重量％維生 素 C和0. 5重量％荔枝核浸取物為護色劑，提高紅曲紅色素的光穩定性，但是，該提取方法 僅僅提高紅曲紅色素的光穩定性，無法克服紅曲紅色素的熱穩定性和其他的缺陷，不利于 該提取方法的工業化應用。
[0005] 中國專利CN102433019A公開了一種提高紅曲紅素色光熱穩定性的紅曲紅色素， 該提取方法是在濾渣浸取時添加復合氨基酸，經板框壓濾得到的紅曲紅色素粉狀物，具有 耐高溫、耐光照和抗氧化的優點，但是，該使用該方法提取的紅曲紅色素有桔霉素的存在， 嚴重影響人體的健康，而且紅曲紅色素的產率低，無法實現工業化生產。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術提取紅曲紅色素的方法中存在的產生桔霉素，產率低，光熱穩定性 效果不明顯的缺陷。本發明的目的在于提供一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色 素，該制備方法能克服上述出現的問題，而且成本低，效果明顯。
[0007] 本發明的一個目的是提供一種紅曲紅色素制備方法，其包含以下步驟： (1)培養：制備以8-12%米粉、2-5%大豆、適量無機鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態培 養基，用乳酸調節pH為4. 5-6后，置于錐形瓶中，在121°C下高壓滅菌20-30min，冷卻至室 溫，將低產桔霉素的紅曲霉菌種接種到MSG液態培養基中，在轉速為200-300r/min，溫度為 30°C的搖床中培養1-2天； (2) 發酵：將步驟（1)得到的低產桔霉素的紅曲霉種接種于發酵培養液中進行搖瓶培 養，70次/min往復振蕩培養，在30-40°C搖瓶培養5-8天，第1-4天溫度升溫至35°C，第4 天后溫度維持在36°C中搖床培養，得發酵液； (3) 過濾：加入乳酸調節發酵液pH2-3,沉淀3h后過濾，得濾渣； (4) 浸取：向濾渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是濾渣質量的5-10倍，加熱至 45°C，45min后過濾得第一提取液；向過濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 濾渣質量的5-10倍，加熱至40°C，40min后過濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入復合氨基酸溶液； (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0008] 在本發明中，步驟（1)所述低產桔霉素的紅曲霉菌種可以通過常規方法進行篩選 及誘變育種而獲得，例如文獻1(顧玉梅等，紅曲菌菌9903發酵工藝條件對色素及桔霉素生 產的影響[J].食品與生物技術，2002, 21 (1):43-47)中報導的紅曲菌9903,再例如文獻2 (許贛榮等，低產桔霉素紅曲霉菌種篩選，無錫輕工大學學報，19 (4)，2000, 358-360)中提到 的紅曲霉菌ΖΚ-0Α，但所述低產桔霉素的紅曲霉菌種不限于此，任何具有低表達桔霉素特性 的紅曲霉菌種均適用于本發明的制備方法。
[0009] 在本發明的一個實施方案中，步驟（1)中所述谷氨酸葡萄糖液態培養基的具體組 成為：5?12g/L的谷氨酸鈉，10?50g/L的葡萄糖，40?80g/L的米粉，4?8g/L的大 豆，7 ?15g/L 的 KH2P04,1 ?5g/L 的 K2HP04,1 ?5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 1 ?0· 5g/L 的 CaCl2,0. 01 ?0· 05g/L 的 FeSO4 · 7Η20,0· 001 ?0· 05g/L 的 ZnSO4 · 7Η20,0· 01 ?0· 05g/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 4. 0 ?5. 0。
[0010] 在本發明進一步地實施方案中，所述谷氨酸葡萄糖液態培養基的具體組成可以 為：8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大豆，8g/L的KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeSO4 · 7Η20,0· 025g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 4· 5,也可以為 10g/L 的谷氨酸鈉，30g/L 的葡萄 糖，55g/L 的米粉，7g/L 的大豆，10g/L 的 KH2P04, 3g/L 的 K2HP04, 3g/L 的 MgSO4 ·7Η20,0· 3g/ L 的 CaCl2,0· 02g/L 的 FeSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· Olg/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 5. 0〇
[0011] 在本發明的另一個實施方案中，步驟（4)所述的復合氨基酸的成分由半胱氨 酸、精氨酸和絲氨酸組成，所述各氨基酸按色價100000單位計算的質量為：半胱氨酸 I. 54-1. 82g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 1-0. 5g，按各氨基酸的質量比稱取一定量的氨基酸粉 混合，加入蒸餾水溶解形成復合氨基酸溶液。
[0012] 在更進一步地實施方案中，所述復合氨基酸中還可以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸， 各氨基酸按色價100000單位計算的質量為：半胱氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g和 叔丁氧羰基苯丙氨酸〇.4g。
[0013] 本發明的采用2次不同的乙醇濃度浸取，可以大大提高紅曲紅色素的產率，同時 加入復合氨基酸溶液，可以提高紅曲紅色素的光熱穩定性和抗氧化的特性。
[0014] 本發明的工藝產生的紅曲紅色素的產率達到95%以上，得到的紅曲紅色素經檢測 沒有桔霉素的存在，相對于利用傳統工藝提取的紅曲紅色素，本發明的提取的紅曲紅色素 的產率、光熱穩定性和抗氧化性均得到大大的提高，有利于紅曲紅色素的廣泛應用。
【具體實施方式】
[0015] 下面采用具體實施例進一步說明本發明的內容。
[0016] 以下內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的 保護范圍。
[0017] 實施例1紅曲紅色素的制備 (1)培養：谷氨酸葡萄糖液態培養基用乳酸調節pH為4.5后，在121°C下高壓滅菌 30min，冷卻至室溫，將低產桔霉素的紅曲霉菌種（文獻1，紅曲菌9903)接種到谷氨酸葡萄 糖液態培養基中，在轉速為300 r/min，溫度為30°C的搖床中培養2天。谷氨酸葡萄糖液 態培養基組成為8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大豆，8g/L的 KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeSO4 · 7H20， 0· 025g/L 的 ZnSO4 · 7Η20,0· 02g/L 的 MnSO4 · 7H20。
[0018] (2)發酵：將步驟（I)得到的低產桔霉素的紅曲霉種接種于發酵培養液(組成同步 驟1的谷氨酸葡萄糖液態培養基)中進行搖瓶培養，70次/min振蕩培養，在30-40°C搖瓶培 養8天，第1-4天溫度35°C，第4天后溫度維持在36°C中搖床培養。
[0019] (3)過濾：將發酵液調pH 2,沉淀3 h后過濾，得濾渣； (4) 浸取：向濾渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是濾渣的5倍，加熱至45°C， 45min后過濾得第一提取液；向過濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是濾 渣的5倍，加熱至40°C，40min后過濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入復合氨基酸溶液，各氨基酸按色價100000單位計算的質量為：半胱 氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g ; (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0020] 實施例2紅曲紅色素的制備 (1)培養：制備以10%的米粉、3%大豆、適量無機鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態培養基， 用乳酸調節pH為5. 5后，在121°C下高壓滅菌250min，冷卻至室溫，將低產桔霉素的紅曲霉 菌種（文獻2 :紅曲霉菌ΖΚ-0Α)接種到谷氨酸葡萄糖液態培養基中，在轉速為250r/min，溫 度為30°C的搖床中培養2天。谷氨酸葡萄糖液態培養基組成為10g/L的谷氨酸鈉，30g/L的 葡萄糖，55g/L 的米粉，7g/L 的大豆，10g/L 的 KH2P04, 3g/L 的 K2HP04, 3g/L 的 MgSO4 · 7H20， 0· 3g/L 的 CaCl2,0· 02g/L 的 FeSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· 01g/L 的 MnSO4 · 7H20， pH 為 5. 0。
[0021] (2)發酵：將步驟（I)得到的低產桔霉素的紅曲霉種接種于發酵培養液(組成同步 驟1的谷氨酸葡萄糖液態培養基)中進行搖瓶培養，70次/min振蕩培養，在30-40°C搖瓶培 養6天，第1-4天溫度35°C，第4天后溫度維持在36°C中搖床培養。
[0022] (3)過濾：將發酵液調pH 2. 6,沉淀3h后過濾，得濾渣； (4) 浸取：向濾渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是濾渣的10倍，加熱至45°C， 45min后過濾得第一提取液；向過濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是濾 渣的10倍，加熱至40°C，40min后過濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入復合氨基酸溶液，各氨基酸按色價100000單位計算的質量為：半胱 氨酸1.7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g;; (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0023] 實施例3谷氨酸葡萄糖液態培養基組成對紅曲紅色素的影響 除下表參數外，其他制備方法均同實施例1。
【權利要求】
1. 一種紅曲紅色素制備方法，其包含以下步驟： (1) 培養：制備以8-12%米粉、2-5%大豆、適量無機鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態培 養基，用乳酸調節pH為4. 5-6后，置于錐形瓶中，在121°C下高壓滅菌20-30min，冷卻至室 溫，將低產桔霉素的紅曲霉菌種接種到MSG液態培養基中，在轉速為200-300r/min，溫度為 30°C的搖床中培養1-2天； (2) 發酵：將步驟（1)得到的低產桔霉素的紅曲霉種接種于發酵培養液中進行搖瓶培 養，70次/min往復振蕩培養，在30-40°C搖瓶培養5-8天，第1-4天溫度升溫至35°C，第4 天后溫度維持在36°C中搖床培養，得發酵液； (3) 過濾：加入乳酸調節發酵液pH2-3,沉淀3h后過濾，得濾渣； (4) 浸取：向濾渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是濾渣質量的5-10倍，加熱至 45°C，45min后過濾得第一提取液；向過濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 濾渣質量的5-10倍，加熱至40°C，40min后過濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入復合氨基酸溶液； (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
2. 根據權利要求1所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述谷氨酸葡 萄糖液態培養基的具體組成為：5?12g/L的谷氨酸鈉，10?50g/L的葡萄糖，40?80g/L 的米粉，4 ?8g/L 的大豆，7 ?15g/L 的 KH2P04,1 ?5g/L 的 K2HP04,1 ?5g/L 的 MgS04.7H20， 0? 1 ?0? 5g/L 的 CaCl2,0? 01 ?0? 05g/L 的 FeS04 ? 7H20,0? 001 ?0? 05g/L 的 ZnS04 ? 7H20， 0? 01 ?0? 05g/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 4. 0 ?5. 0。
3. 根據權利要求2所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 態培養基的具體組成可以為：8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大 豆，8g/L 的 KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgS04 ? 7H20,0. 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeS04 ? 7H20,0. 025g/L 的 ZnS04 ? 7H20,0. 02g/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 4. 5。
4. 根據權利要求2所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 態培養基的具體組成可以為：l〇g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，55g/L的米粉，7g/L的 大豆，10g/L 的 KH2P04,3g/L 的 K2HP04,3g/L 的 MgS04 ? 7H20,0. 3g/L 的 CaCl2,0. 02g/L 的 FeS04 ? 7H20,0. 02g/L 的 ZnS04 ? 7H20,0. Olg/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 5. 0。
5. 根據權利要求1所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，步驟（4)所述的復合氨基 酸的成分由半胱氨酸、精氨酸和絲氨酸組成，所述各氨基酸按色價100000單位計算的質量 為：半胱氨酸L 54-L 82g，精氨酸0? 21g，絲氨酸0? 1-0. 5g。
6. 根據權利要求5所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述復合氨基酸中還可 以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸，各氨基酸按色價100000單位計算的質量為：半胱氨酸1. 7g， 精氨酸〇. 21g，絲氨酸0. 25g和叔丁氧羰基苯丙氨酸0. 4g。
7. 權利要求1-6任一項所述的紅曲紅色素制備方法制得的無桔霉素、光熱穩定性高和 抗氧化的紅曲紅色素。
【文檔編號】C09B61/00GK104404084SQ201410624983
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】李英明, 陳家文, 謝夏陽, 鄧娜卿 申請人:廣東科隆生物科技有限公司