一種低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，包括紅曲霉的種子培養(yǎng)和液態(tài)發(fā)酵，所述液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源為木薯粉，培養(yǎng)基中添加有磷酸鹽；所述的發(fā)酵培養(yǎng)基中的木薯粉添加量為1-6％；磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀。本發(fā)明的技術(shù)方法達(dá)到降低甚至抑制桔霉素產(chǎn)生的目的，同時(shí)很大程度提高了色素的產(chǎn)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地，本發(fā)明涉及一種紅曲霉發(fā)酵方法，且 利用該方法能夠很大程度的降低桔霉素產(chǎn)量同時(shí)提高色素產(chǎn)量。

【背景技術(shù)】
[0002] 紅曲霉是迄今為止世界上唯一能夠用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)食用色素的微生物，紅 曲霉發(fā)酵的紅曲米在我國(guó)已經(jīng)有上千年的藥食兩用史。近些年，隨著人們對(duì)食品安全問(wèn)題 的廣泛關(guān)注，合成色素的安全性受到質(zhì)疑，天然色素的開(kāi)發(fā)及使用也越來(lái)越受到重視。目前 從植物中提取天然色素的方法，是天然色素的主要來(lái)源。微生物發(fā)酵法具有時(shí)間短，不受自 然氣候影響、易于控制的優(yōu)點(diǎn)。紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的紅曲色素具有安全性高、對(duì)酸堿穩(wěn)定性 好、耐熱性高、對(duì)蛋白質(zhì)著色性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且紅曲色素還具有一定的抑菌性，因此其越來(lái) 越受到食品加工行業(yè)的青睞。目前，紅曲色素作為著色劑已經(jīng)成功應(yīng)用于肉制品、餅干、面 包、化妝品等商品中。隨著紅曲研宄的深入，色素的其他功能也逐漸被發(fā)現(xiàn)，它的應(yīng)用前景 將非常廣闊。
[0003] 桔霉素是一種真菌毒素，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明桔霉素能夠引起小鼠等腎臟腫大、腎小管 擴(kuò)張及上皮細(xì)胞壞死同時(shí)還具有致癌、致突變作用。桔霉素最早是從桔青霉（Penicillium citrinnum)的培養(yǎng)物過(guò)濾液中被分離得到，在對(duì)紅曲霉的研宄過(guò)程中發(fā)現(xiàn)紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)物 中也含有桔霉素，而且經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)桔霉素與紅曲色素的合成開(kāi)始于同一途徑兩者具有共同 的代謝前體物質(zhì)，因此生產(chǎn)紅曲色素過(guò)程中會(huì)伴有桔霉素的產(chǎn)生。
[0004] 許贛榮等對(duì)食品發(fā)酵工業(yè)中所用的35株紅曲霉進(jìn)行產(chǎn)桔霉素分析，結(jié)果顯示： 35株紅曲霉在大米培養(yǎng)基中都會(huì)產(chǎn)生桔霉素。李鳳琴等為了解中國(guó)紅曲制品受桔霉素 污染情況對(duì)114份紅曲樣品進(jìn)行檢測(cè)，分析發(fā)現(xiàn)：114份樣品中68份檢出桔霉素，含量為 0. 18-1739. 23mg/kg ;紅曲產(chǎn)品種類(lèi)不同受桔霉素污染程度也不同，紅曲紅色素粉含桔霉素 含量最高且27份樣品中25份含桔霉素；其次是紅曲米粉19份樣品中12份檢出桔霉素，最 高含量為855. 67mg/kg ;功能紅曲中雖然都含桔霉素但含量都低于6mg/kg。
[0005] 紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生桔霉素的現(xiàn)象以及市場(chǎng)上紅曲制品受桔霉素污染的現(xiàn)狀，給紅曲 色素的應(yīng)用帶來(lái)很大沖擊，因此在保證紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生高色價(jià)紅曲色素的同時(shí)降低或抑制 桔霉素的產(chǎn)生是我們要迫切解決的問(wèn)題。目前的研宄多采用誘變或基因工程手段進(jìn)行菌株 改造達(dá)到從根本上抑制桔霉素產(chǎn)生的目的，另外一種控制桔霉素產(chǎn)生的常用方法則為培養(yǎng) 條件優(yōu)化。
[0006] 發(fā)明名稱(chēng)為紅曲霉突變菌株及其深層發(fā)酵制備紅曲霉黃色素的方法與制品，申 請(qǐng)?zhí)枺?01010279425. 2,發(fā)明提供了紅曲霉突變菌株 Monascus purpureus yang TY622,及 采用該菌株深層發(fā)酵制備紅曲霉黃色素色素的方法，其包括菌種選育，種子培養(yǎng)，大罐發(fā) 酵、紅曲霉黃色素色素提取，其中種子培養(yǎng)、發(fā)酵均采用以大米為碳源的培養(yǎng)基，在大容 量發(fā)酵罐中進(jìn)行多級(jí)培養(yǎng)，后發(fā)酵；發(fā)酵工藝條件：溫度32?36°C，攪拌轉(zhuǎn)速為200? 400r/min ;通風(fēng)量前期為400?450L · min,中后期調(diào)整為500?600L · min。本發(fā)明還提 供了一種采用上述方法制備的制品。本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生 產(chǎn)，所獲得的發(fā)酵液中紅曲霉黃色素色素含量高、桔霉素含量低。
[0007] -種紅曲霉液態(tài)發(fā)酵曲的生產(chǎn)方法，申請(qǐng)?zhí)枺?01310034337.X.發(fā)明公開(kāi)了一種 紅曲霉液態(tài)發(fā)酵曲的生產(chǎn)方法，該方法涉及的出發(fā)紅曲霉菌株L高產(chǎn)色素和桔霉素，由中 國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏編號(hào)為：CCTCC M2013039。在本發(fā)明技術(shù)條件下利用該紅 曲霉菌株L生產(chǎn)的液態(tài)發(fā)酵曲，其色價(jià)水平為110?120U/mL，發(fā)酵周期為5?7d，糖化酶 活力為630?740U/mL，同時(shí)桔霉素含量?jī)H為2?3mg/L，低于日本厚生省在1999年頒布、 2003年修訂的《日本食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)紅曲色素的桔霉素含量限量指標(biāo)0. 2mg/kg，該 液態(tài)發(fā)酵曲不存在安全上的隱患，可應(yīng)用于紅曲黃酒釀造體系。
[0008] 縱觀利用紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)紅曲色素的專(zhuān)利，絕大部分仍采用大米發(fā)酵，在以往的研 宄或?qū)＠胁⑽瓷婕暗讲捎媚臼矸圩龅孜锊⑻砑恿姿猁}發(fā)酵紅曲霉考察色素與桔霉素產(chǎn) 量相關(guān)性的報(bào)道，本發(fā)明以木薯粉和磷酸鹽做紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基主要成分，實(shí)現(xiàn)降低桔霉 素產(chǎn)量或抑制桔霉素產(chǎn)生的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單有效的低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，該方 法以紫色紅曲霉為出發(fā)菌株，發(fā)酵培養(yǎng)基以木薯粉做底物并添加磷酸鹽進(jìn)行紅曲霉發(fā)酵， 本發(fā)明能夠顯著降低桔霉素產(chǎn)量并明顯提高色素產(chǎn)量。
[0010] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方法如下：
[0011] 一種低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，包括紅曲霉的種子培養(yǎng)和液態(tài) 發(fā)酵，所述液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源為木薯粉，培養(yǎng)基中添加有磷酸鹽。
[0012] 所述的發(fā)酵培養(yǎng)基中的木薯粉添加量為1-6%。
[0013] 磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀；
[0014] 所述磷酸氫二銨的添加量為0. 001-0. 1%。
[0015] 紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基的最優(yōu)組成為2 %木薯粉，1 %蛋白胨，2 %葡萄糖，0. 05 %磷酸 氫二按，pH 5. 8。
[0016] 更優(yōu)選的紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為2%木薯粉，1%蛋白胨，2%葡萄糖，0.001% 磷酸氫二按，pH 5. 8。
[0017] 所述紅曲霉發(fā)酵條件為：按4%接種種子液，160r/min 35°C培養(yǎng)3-6d。
[0018] 所述紅曲霉種子液培養(yǎng)條件是I %蔗糖，0. 3%蛋白胨，0. 05%磷酸氫二鉀，0. 05% 硫酸鎂，pH 5. 7,121°C滅菌20min，按2%接種孢子懸液，160r/min 35°C培養(yǎng)Id。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0020] 以木薯粉作為發(fā)酵培養(yǎng)基主要成分并添加磷酸根發(fā)酵紅曲霉，不僅減少了糧食大 米的應(yīng)用而且降低紅曲色素的生產(chǎn)成本，同時(shí)磷酸鹽添加量少且效果明顯，方法簡(jiǎn)單應(yīng)用 性強(qiáng)。
[0021] 按照本發(fā)明的技術(shù)方法達(dá)到降低甚至抑制桔霉素產(chǎn)生的目的，同時(shí)很大程度提高 了色素的產(chǎn)量。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。下面的實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限制性 的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023] 在本發(fā)明中，所有的百分比均為重量百分比，所有的設(shè)備和原料均可從市場(chǎng)獲得 或是本行業(yè)常用的。下面實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 本實(shí)施例說(shuō)明紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基中存在磷酸根時(shí)，對(duì)紅曲色素及桔霉素的產(chǎn)量造 成的影響。
[0026] 紅曲霉種子培養(yǎng)：1 %蔗糖，0. 3 %蛋白胨，0. 05 %磷酸氫二鉀，0. 05 %硫酸鎂，鹽酸 調(diào)至pH 5. 7,121°C滅菌20min，向上述培養(yǎng)基接種2%從麥芽汁瓊脂斜面上洗脫的孢子懸 液，置于于160r/min 35°C培養(yǎng)Id。
[0027] 紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)：2%木薯粉，I %蛋白胨，2%葡萄糖，分別用磷酸、鹽酸調(diào)節(jié)至 ?冊(cè).8，121°0滅菌2〇11^11，向上述發(fā)酵培養(yǎng)基接種4%培養(yǎng)完成的種子液，通氣35°0發(fā)酵5(1。 結(jié)果如表1所示。
[0028] 表1磷酸根對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的影響
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，包括紅曲霉的種子培養(yǎng)和液態(tài)發(fā) 酵，所述液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源為木薯粉，培養(yǎng)基中添加有磷酸鹽；所述的發(fā)酵培養(yǎng)基中 的木薯粉添加量為1-6% ;磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，所述磷酸氫二 銨的添加量為0.001-0. 1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，具體如下： 紅曲霉種子培養(yǎng)：1 %蔗糖，0. 3%蛋白胨，0. 05 %磷酸氫二鉀，0. 05%硫酸鎂，鹽酸調(diào)至pH 5. 7,121°C滅菌20min，向上述培養(yǎng)基接種2%從麥芽汁瓊脂斜面上洗脫的孢子懸液，置于 160r/min 35°C培養(yǎng)Id ;紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)：2%木薯粉，1%蛋白胨，2%葡萄糖，用磷酸調(diào)節(jié) 至pH5. 8,121°C滅菌20min，向上述發(fā)酵培養(yǎng)基接種4%培養(yǎng)完成的種子液，通氣35°C發(fā)酵 5d〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，所述紅曲霉發(fā) 酵培養(yǎng)基組成為：2 %木薯粉，1 %蛋白胨，2 %葡萄糖，0. 05 %磷酸氫二銨。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵方法，所述紅曲霉發(fā) 酵培養(yǎng)基組成為：2 %木薯粉，1 %蛋白胨，2 %葡萄糖，0. 001 %磷酸氫二銨，pH 5. 8。
6. 低產(chǎn)桔霉素高產(chǎn)紅曲色素的紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基，組成為：2%木薯粉，1 %蛋白胨， 2%葡萄糖，0.001%磷酸氫二按，pH 5.8。
【文檔編號(hào)】C12P1/02GK104498528SQ201410820959
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】趙樹(shù)欣, 穆洪霞, 丁雪梅, 賈氏臣, 孟金明 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)