一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體提供了一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法：1）斜面純種的培養(yǎng)；2）液體菌種的培養(yǎng)；3）紅曲米固態(tài)發(fā)酵；4）發(fā)酵過程中添加氨水或銨鹽類水溶液。本發(fā)明技術(shù)方案能夠定向調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素代謝往紅色調(diào)富集，無需化學(xué)反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化，無副產(chǎn)物，純天然、安全可靠，適于工業(yè)化推廣。
【專利說明】一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅曲產(chǎn)品是我省的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品，常用于食品著色、釀酒以及藥用。其中紅曲色素是天然食用紅色素，具有安全性高、熱穩(wěn)定性強、對蛋白質(zhì)的染著力好、色調(diào)鮮紅、質(zhì)量穩(wěn)定和價格低廉等優(yōu)點，是合成色素和其它天然色素望塵莫及的。
[0003]當(dāng)前合成食用色素的安全性正日益受到挑戰(zhàn)，中國食品加工中允許被使用的紅色食用色素如甜菜紅、胭脂紅和紅曲紅，在歐美許多國家也已被禁止使用或限制使用。紅曲色素的優(yōu)越性正日益凸現(xiàn)出來，進一步開發(fā)利用紅曲色素有著十分重要的意義。
[0004]根據(jù)菌種不同、培養(yǎng)條件不同、制取工藝不同，可以分別得到脂溶性、醇溶性和水溶性三類紅曲色素。其中水溶性色素用途最廣，水溶性紅色素可以從固體發(fā)酵法生產(chǎn)的紅曲中提取，也可以從液體深層發(fā)酵法制取。相對于液體深層發(fā)酵法，固體發(fā)酵法更易于投入生產(chǎn)，目前解決的方向有研發(fā)高產(chǎn)、穩(wěn)定、無毒的紅曲霉菌株和開發(fā)高產(chǎn)發(fā)酵培養(yǎng)基配方，有利于色素分離和發(fā)酵控制，于是，研制一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，通過在發(fā)酵過程中添加氨水或銨鹽類化合物能夠使色素轉(zhuǎn)化趨向于紅色調(diào)富集。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法:紅曲菌種經(jīng)斜面純種的培養(yǎng)，液體菌種培養(yǎng)得種子液，紅曲米固態(tài)發(fā)酵及其過程中添加氨水或銨鹽類溶液發(fā)酵。
[0007]所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，具體步驟如下:
(1)菌種活化:在無菌室內(nèi)將紅曲菌種原種接種在固體斜面培養(yǎng)基上，于3f35°c培養(yǎng)
10天；所述固體斜面培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L,葡萄糖20g/L,蛋白胨20g/L,玉米漿 20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，瓊脂 20g/L ；
(2)液體菌種培養(yǎng)得種子液:在無菌室內(nèi)將活化好的斜面菌種接種于液體種子培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，接種量為10g/L，于31~35°C、22(T250r/min振蕩培養(yǎng)24~26h，得到種子液；所述液體種子培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨20g/L，玉米漿20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，用水定容至 500ml ；
(3)紅曲米固態(tài)發(fā)酵:在紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基上接種步驟(2)制備得到的種子液，接種量按體積計算，為紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的6~10% ;于35°C下放置發(fā)酵24~26h，品溫達(dá)到44~46°C開始吐氣，吐氣后的稻米要做到捏散，先翻一次目的是上溫均勻，然后堆積到33°C的培養(yǎng)室中，品溫46-48°C時，翻米攤平，攤平的厚度一次比一次薄，每隔6小時翻堆一次，翻堆時并噴灑0.05^1%氨水或銨鹽類水溶液。
[0008]所述紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基制備工藝為優(yōu)質(zhì)米用水浸泡4飛小時，蒸米15~20分鐘，打碎米團冷卻至38~42°C，即得紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。
[0009]所述的紅曲米固態(tài)發(fā)酵攤開的稻米要看品溫，溫度達(dá)到35°C以上時要通風(fēng)。
[0010]所述固體斜面培養(yǎng)基和液體種子培養(yǎng)基在121°C滅菌15 min，冷卻備用。
[0011]所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，從以下四個方面進一步說明:
一、斜面純種的培養(yǎng)
固體培養(yǎng)基:大米粉20g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨20g/L，玉米漿20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，瓊脂20g/L。每18X180m/m的試管裝8ml塞上棉塞包上油紙，放在滅菌鍋內(nèi)殺菌20min，后拿出擺好斜面待用。
[0012]在無菌室內(nèi)將紅曲菌種原種用劃線法接在斜面培養(yǎng)基上。
[0013]培養(yǎng):將接好種的斜面培養(yǎng)基放在35°C培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)10天后作為第一代種子放在冰箱內(nèi)備用。生產(chǎn)時用一支備種接數(shù)十支用來生產(chǎn)，同樣斜面培養(yǎng)基接好種后在31~35°C保溫箱10天，不能超過10代。
[0014]二、液體菌種培養(yǎng) 搖瓶種子培養(yǎng)
液體培養(yǎng)基:大米粉20 g/L，葡萄糖20 g/L，蛋白胨20 g/L，玉米漿20 g/L，NaN034g/L, MgSO4 4 g/L，KH2P04 4 g/L，500ml三角瓶裝100ml培養(yǎng)液紗布封口再包上防水紙殺菌20min,在冷卻后待用。
[0015]接種:在無菌室內(nèi)，將一支斜面菌種刮到組織粉碎器，粉碎。接入10g/L液體三角瓶內(nèi)。
[0016]培養(yǎng):將接好種的三角瓶放在31~35°C恒溫振蕩器上，轉(zhuǎn)數(shù)220-250r/min，培養(yǎng)24-26 h 待用。
[0017]三、偏紅色調(diào)紅曲米的制造
選料:選用優(yōu)質(zhì)米，有四點要求:1)不霉，2)不變質(zhì),3)無雜質(zhì),4)無味。
[0018]泡米:泡米時間長短根據(jù)米質(zhì)和季節(jié)變化，一般為4-6小時，用自來水即可。
[0019]蒸米:蒸米要求:1)米不要裝得太滿；2)米離鍋邊IOcm ;3)米蒸10_15分鐘；4)蒸出的為透明熟而不爛。
[0020]接種:蒸好的米，將米團打碎冷卻至38~42°C左右，接種量按體積計算，接入量為紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的6~10%菌液翻拌均勻。
[0021]裝包保溫:接種好的米裝入消毒過的麻袋中扎好麻袋口，放在31~35°C左右的培養(yǎng)室中，上面蓋好消毒過的麻袋，插好溫度計。
[0022]吐包:稻米過24-26小時培養(yǎng)，品溫升至44~46°C開始吐包。吐包后的稻米要做到搓開，先翻一次目的是上溫均勻，然后堆積到33°C培養(yǎng)室，品溫46-48°C時，翻米攤平(攤平的厚度一次比一次薄)，每隔6小時翻堆一次，翻堆時并噴灑0.05-1%氨水或銨鹽類水溶液。
[0023]通風(fēng)培養(yǎng):攤開的稻米要看品溫，溫度達(dá)到要求(超過35°C)時要通風(fēng)。
[0024]四、紅曲米色價的測定
固態(tài)發(fā)酵第四天后，開始每天取樣(取大致5-10g紅曲米)，在60°C烘箱中干燥3-5小時，至紅曲米水分含量小于10%，按照國標(biāo)GB4926-2008方法檢測色價，直至發(fā)酵至10-12天之間，發(fā)現(xiàn)色價增長很緩慢，可終止發(fā)酵，整批紅曲米在60°C下干燥3-5小時。
[0025]本發(fā)明以大米粉和葡萄糖做為碳源，蛋白胨、玉米漿和NaNO3做氮源。其中NaNO3作為氮源所產(chǎn)生的紅曲色素純度高。另外Mg2 +是細(xì)胞色素許多酶的激活劑，S元素是生理代謝活性物質(zhì)的組成成分，因而在培養(yǎng)基中添加MgSO4對菌體的生長和次級代謝產(chǎn)物的積累有一定作用。紅曲霉的次級代謝途徑中帶有磷酸根而終產(chǎn)物卻沒有，說明磷酸酯酶一定參與生物合成，因此應(yīng)該考慮在培養(yǎng)基中添加ΚΗ2Ρ04。通過在發(fā)酵過程中添加氨水或銨鹽類化合物使紅曲紅素和紅斑素轉(zhuǎn)化為紅曲紅胺和紅斑胺，能夠使色素轉(zhuǎn)化趨向于紅色調(diào)富集。
[0026]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:本發(fā)明技術(shù)方案能夠定向調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素代謝往紅色調(diào)富集，無需化學(xué)反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化，無副產(chǎn)物，純天然、安全可靠，適于工業(yè)化推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是以天數(shù)為橫坐標(biāo)，色價比E500/E388為縱坐標(biāo)所繪制的色調(diào)判定曲線 圖2是以天數(shù)為橫坐標(biāo)，色價比E500/E516為縱坐標(biāo)所繪制的色調(diào)判定曲線
【具體實施方式】
[0028]下面的實例是為了進一步闡明本發(fā)明的工藝過程特征而非限制本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明的原料大米采用市售大米；接種的菌株是福州隆利信生物制品有限公司篩選的優(yōu)質(zhì)紅曲霉生產(chǎn)菌種(Monascussp.strain), 116-L、116-R或Z6紅曲霉菌株中的一種，已經(jīng)市售。
[0030]實施例1
一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法:紅曲菌種經(jīng)斜面純種的培養(yǎng)，液體菌種培養(yǎng)得種子液，紅曲米固態(tài)發(fā)酵及其過程中添加氨水或銨鹽類溶液發(fā)酵。
[0031]所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，具體步驟如下:
(O菌種活化:在無菌室內(nèi)將紅曲菌種116-L接種在固體斜面培養(yǎng)基上，于31°C培養(yǎng)10天；所述固體斜面培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L,葡萄糖20g/L,蛋白胨20g/L,玉米漿 20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，瓊脂 20g/L ；
(2)液體菌種培養(yǎng)得種子液:在無菌室內(nèi)將活化好的斜面菌種接種于液體種子培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，接種量為10g/L，于3rC、220r/min振蕩培養(yǎng)24h，得到種子液；所述液體種子培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨20g/L，玉米漿20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，用水定容至 500ml ；
(3)紅曲米固態(tài)發(fā)酵:在紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基上接種步驟(2)制備得到的種子液，接種量按體積計算，為紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的6% ;于31°C下放置發(fā)酵24h，品溫達(dá)到44°C開始吐氣，吐氣后的稻米要做到捏散，先翻一次目的是上溫均勻，然后堆積到33°C的培養(yǎng)室中，品溫46°C時，翻米攤平，攤平的厚度一次比一次薄，每隔6小時翻堆一次，翻堆時并噴灑
0.05%氨水。
[0032]所述紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基制備工藝為優(yōu)質(zhì)米用水浸泡4小時，蒸米15分鐘，打碎米團冷卻至38°C，即得紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。
[0033]所述的紅曲米固態(tài)發(fā)酵攤開的稻米要看品溫，溫度達(dá)到35°C以上時要通風(fēng)。[0034]所述固體斜面培養(yǎng)基和液體種子培養(yǎng)基在121°C滅菌15 min，冷卻備用。
[0035]本實施例配制6Kg種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)24小時后接種至IOOKg大米中，翻米攤平(攤平的厚度一次比一次薄)，每隔6小時翻堆一次，翻堆時并噴灑0.05%氨水，發(fā)酵14天，按照國標(biāo)GB4926-2008方法檢測色價，紅曲米色價可達(dá)到4000U。
[0036]色調(diào)的判定:采用國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 4926-2008)測定。根據(jù)紅曲色素中黃色組分和紫色組分各在388nm和516nm有吸收峰,復(fù)合色素的吸收主峰在500nm的特征,分別在388nm、500nm、516nm處測定各個色調(diào)的數(shù)值,參照國標(biāo)中紅曲米色價的計算方法得出388色價、500色價、516色價，分別以E388、E500和E516表示。以E500/E388 (紅黃比)和E500/E516(紅紫比)的比值判定紅曲米的色調(diào)。實驗結(jié)果見表1，隨著發(fā)酵過程天數(shù)增加，E500/E388比值不斷升高，而E500/E516比值相對于E500/E388比值的增長呈現(xiàn)緩慢增長，證明發(fā)酵過程中色素組分會發(fā)生黃色組分先轉(zhuǎn)化為紅色組分，而紅色組分部分會慢慢轉(zhuǎn)化為紫紅色組分
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于:紅曲菌種經(jīng)斜面純種的培養(yǎng)，液體菌種培養(yǎng)得種子液，紅曲米固態(tài)發(fā)酵及其過程中添加氨水或銨鹽類溶液發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于，具體步驟如下: (O菌種活化:在無菌室內(nèi)將紅曲菌種原種接種在固體斜面培養(yǎng)基上，于3f35°C培養(yǎng)10天；所述固體斜面培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L,葡萄糖20g/L,蛋白胨20g/L,玉米漿 20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，瓊脂 20g/L ； (2)液體菌種培養(yǎng)得種子液:在無菌室內(nèi)將活化好的斜面菌種接種于液體種子培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，接種量為10g/L，于31~35°C、22(T250r/min振蕩培養(yǎng)24~26h，得到種子液；所述液體種子培養(yǎng)基的配方如下:大米粉20g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨20g/L，玉米漿20g/L，NaNO3 4g/L，MgSO4 4g/L，KH2PO4 4g/L，用水定容至 500ml ； (3)紅曲米固態(tài)發(fā)酵:在紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基上接種步驟(2)制備得到的種子液，接種量按體積計算，為紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的6~10% ;于35°C下放置發(fā)酵24~26h，品溫達(dá)到44~46°C開始吐氣，吐氣后的稻米要做到捏散，先翻一次目的是上溫均勻，然后堆積到33°C的培養(yǎng)室中，品溫46-48°C時，翻米攤平，攤平的厚度一次比一次薄，每隔6小時翻堆一次，翻堆時并噴灑0.05~1%氨水或銨鹽類水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于:所述紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基制備工藝為優(yōu)質(zhì)米用水浸泡4飛小時，蒸米15~20分鐘，打碎米團冷卻至38~42°C，即得紅曲米固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于:所述的紅曲米固態(tài)發(fā)酵攤開的稻米品溫溫度達(dá)到35°C以上要通風(fēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)控紅曲米發(fā)酵過程中色素轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于:所述固體斜面培養(yǎng)基和液體種子培養(yǎng)基在121°C滅菌15 min，冷卻備用。
【文檔編號】C12P1/02GK103468748SQ201310417473
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月14日
【發(fā)明者】劉家光, 劉玉釵, 王阿萬 申請人:福建正味生物科技有限公司