专利名称：一种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法
技术领域：
本发明涉及一种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法。
背景技术：
红曲色素作为ー种天然色素，在食品エ业上有着广泛的应用，主要应用于酒、糖果、果冻、熟肉制品·、酱菜、火腿等食品的着色，也可用于医药和化妆品的着色，为红色着色齐U。红曲色素以粮食为原料，是红曲霉经培养代谢产物。红曲色素液体深层发酵是利用红曲霉纯种经一、ニ级种子罐培养后，进入发酵罐培养，最終收获红曲霉菌丝体，然后采用こ醇提取其中的色素。目前，经こ醇提取红曲色素所得到的菌丝体残渣仍未得到合理的开发利用。杨小辉等在其发表的红曲红色素生产中发酵废渣的综合利用的论文中阐述了以红曲红色素生产中发酵废渣为主要原料，通过对原料主要成分測定，确定了新型牛羊用蛋白质饲料的配方，同时以尿素和磷酸脲两种非蛋白氮为饲料添加剂配制了红曲蛋白质饲料，并对饲料的各种营养成分、微量元素、有毒元素进行了分析。该红曲蛋白饲料在肉牛中经饲用效果的对比研究证明:红曲蛋白饲料可完全替代胡麻饼用于肉牛育肥。该研究有效地提升了红曲色素生产中的资源综合利用率，但红曲霉菌丝体残渣用于生产动物饲料，其产品的附加值低，并且菌丝体残渣中含有大量的色素，直接将其作为生产饲料的原料，不仅造成菌丝体残渣中的色素浪费，而且动物食用这种含大量色素的饲料可能会危害健康。李鍈等在其发表的红曲霉液态发酵菌丝体成分分析及其在火腿肠中的应用的论文中指出红曲霉菌丝体中的蛋白质含量高，脂肪含量低，含有多种微量元素和功能性成分，具有良好的应用价值；该菌丝体不仅可以增色而且对火腿肠中微生物的生长有一定抑制作用，延长了肉制品的货架期。但因红曲霉菌丝体溶解性差，过多添加会导致肠体中出现斑点，限制了其大量应用。中国发明专利(申请号201110269850.8)，该专利公开了红曲菌丝体提取物在预防骨质疏松保健食品及药品的应用，该专利采用红曲液体发酵提取色素后剩下的菌丝体为原料，经酸处理或碱处理所得到的提取物具有降血脂和预防骨质疏松的作用。红曲霉菌丝体残渣用酸或碱处理主要是提取其中的多糖和脂肪酸等物质，其菌丝体残渣中含量最多的色素才最具有开发前景。梁鹏志等在其发表的中性蛋白酶水解红曲霉菌体蛋白的研究的论文中阐述了为了使红曲霉菌体滤渣得到高值化利用，对红曲霉菌丝体的酶解条件进行了研究，以干燥的红曲霉丝菌体滤渣为原料加入蒸馏水配成悬液，经超声细胞破碎处理后，采用中性蛋白酶对红曲霉菌丝体进行酶解，通过单因素试验和正交试验，确定了最佳的酶解条件:酶解pH为6.5，酶解温度为45°C，底物浓度为35g / L，酶量为60000U / g (菌体)，酶解时间为16h。该研究未能将其中残留的色素提取出来，其研究的酶解条件显示加酶量过大，酶解时间过长，无法对エ业生产起到实际的指导作用。
发明内容
鉴于目前红曲霉菌丝体在エ业应用上存在上述不足，本发明提供了ー种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，根据红曲霉菌丝体残渣中主要含有碳水化合物、蛋白质、色素及脂类物质，并且色素很容易吸附在蛋白上的特征，采用蛋白酶和脂肪酶对菌丝体残渣进行酶解，让溶解性及吸附性的色素充分释放出来，同时降低酶解液中脂肪的含量，最终达到提取色素的目的。本发明采取的技术方案如下:
一种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，包括如下步聚:
(1)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇提取红曲红色素后所得的残渣；
(2)粉碎；
(3)浸泡碱解:加入碱溶液碱解，温度为10°C 50°C，菌丝体残渣与碱溶液的质量体积比w/v为1:1 1:5，喊溶液浓度为0.01mol/L 0.25mol/L,浸泡时间5min IOOmin ；
(4)蛋白变性:将温度升至80°C 120°C，恒温IOmin 60min；
(5)双酶解:向步骤(4)得到的菌丝体残渣蛋白变性液中加入水或加入步骤(6)的废液使得固液质量体积比w/v为1:6 1: 10，并调节溶液pH至6 8.5，并将温度控制在30°C 50°C，同时加入脂肪酶和蛋白酶酶解，得到酶解液；
(6)过滤:将酶解液固液分离得滤渣及滤液； (7)酸沉淀:向步骤(6)得到的滤液中添加酸溶液调节pH至2 4，固液分离得沉淀及废液；
(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀加入碱的水溶液，使pH7 8，得红曲色素水溶液；
(9)浓缩；
(10)干燥;
(11)粉碎:得到水溶性红曲红色素粉末。步骤(5)所述的双酶解，所用的脂肪酶选自中性脂肪酶、碱性脂肪酶，脂肪酶的添加量为25u/g 150u/g菌丝体残渣；所用的蛋白酶选自中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶，蛋白酶的添加量为50u/g 1000u/g菌丝体残渣，酶解时间为I 10h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100 250转/分钟。本发明所选用的蛋白酶的酶活性测定方法性采用国标GB/T 23527-2009中的福林法，中性脂肪酶的活性测定方法采用GB/T 23535-2009中的电位滴定法(第一法)。碱性脂肪酶采用厂家提供酶活測定方法。步骤(5)中所述调节溶液pH至6 8.5，采用酸溶液调节，所述酸溶液为盐酸、硫酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、磷酸中的ー种或几种混合物的水溶液。步骤(3)所述的浸泡碱解，碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的ー种或几种的混合物。步骤(7)所述的酸沉淀，添加的酸溶液为盐酸、硫酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、磷酸中的ー种或几种混合物的水溶液。步骤(8)所述的中和，其中碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的ー种或几种的混合物。本发明通过碱解红曲霉菌丝体残渣中残留的醇溶性色素使其转化为水溶性的色素，再通过热变性的方法，使得菌丝体蛋白变性，进而加速蛋白酶对菌丝体蛋白的酶解作用，使菌丝体结构分解，通过蛋白酶的酶解作用使菌丝体结构蛋白分解为水溶性的小分子多肽、氨基酸等物质，进而使得吸附在菌丝体结构蛋白上的色素充分释放。同时通过脂肪酶对菌丝体残渣中溶出的脂肪进行水解，形成脂肪酸、甘油、甘油单酯及ニ酷，以减少色素提取液中的脂肪含量。酶解结束后，通过调节色素提取液的pH值，使得色素发生沉淀，进而使得色素与溶液中的多糖、甘油、部分亲水性较强的脂肪酸及非等电点条件下的多肽和氨基酸等物质相分离。最終酸沉淀物通过碱中和使得其中的小分子多肽、氨基酸以及色素发生复溶，其中残存的少量的疏水性的脂肪酸转化为表面活性剂，最終经过干燥后获得分散性、溶解性较好的色素产品。本发明显著的优点在于:
①本发明采用脂肪酶进行脱脂处理，エ艺简单，最終产品因含有少量的表面活性剂而具有良好的分散性和溶解性。
②本发明采用热变性的方法使得菌丝体蛋白变性，促进酶解，从而达到減少蛋白酶的添加量，缩短酶解时间，实现了菌丝体残渣中色素的充分释放，色素的得率是原料直接醇提的3倍，色素的提取率(以色价结算)是原料直接醇提的2.2倍，最終色素产量高达25% 28% (以干基计)，色价70左右。③本发明提取色素后所得到的残渣占原料菌丝体残渣干重的60%左右，其蛋白含量高(凯氏定氮测定为28%)，并且无需脱色，直接烘干后，仍可以做动物饲料使用。④本发明通过酸沉淀的方式达到对色素的浓缩，极大的降低了エ业浓缩能耗，同时对酸沉淀的所产生的废水进行了循环利用，提升了资源利用率，降低了企业废水的排放，減少了环境污染。⑤本发明所得到的色素产品含有大量的蛋白肽(凯氏定氮测定蛋白含量为40%)，并且脂肪含量低，作为着色剂添加到食品中可以提升食品的营养价值。
具体实施例方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。參考文献“王伟平，红曲霉液态发酵法生产红色素研究发展，武汉エ业学院学报，第22卷第4期，2003年12月”。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至100°C，恒温20min，使菌丝体蛋白变性。
(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液400ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，同时加入中性蛋白酶(50u/g) 0.5g，中性脂肪酶(25u/g) 0.lg，酶解温度40°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，废液可加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.5，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精1.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.8g,色价72。实施例2
1OOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(1)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到200ml浓度为0.25mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间lOmin。(4)蛋白变性:将温度升至80°C，恒温30min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液1000ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，同时加入中性蛋白酶(100u/g)0.1g,中性脂肪酶(50u/g) 0.05g，酶解温度40°C，时间为6h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用2.5mol/L的NaOH溶液和至pH7.5，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.8g,色价65。实施例3
1OOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到500ml浓度为0.01mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间40min。
(4)蛋白变性:将温度升至120°C，恒温15min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液500ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，同时加入中性蛋白酶(200u/g) lg,中性脂肪酶(100u/g) 0.3g，酶解温度40°C，时间为lh，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度90转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.7，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.5，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精1.5g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.3g,色价69。实施例4
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体 经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至90°C，恒温25min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液500ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，用6mol/L的HCL调pH为8.5，同时加入胰蛋白酶(300u/g) 0.lg，碱性脂肪酶(120u/g) 0.2g，酶解温度37°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.5，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.7，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精l.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.9g,色价71。
实施例5
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。
(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到300ml浓度为0.05mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至90°C，恒温25min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液500ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，用6mol/L的HCL调pH为8.0，同时加入胰蛋白酶(500u/g) 0.05g,碱性脂肪酶(130u/g) 0.1g,酶解温度37°C，时间为4h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.0，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用2.5mol/L的NaOH溶液和至pH7.8，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.7g,色价67。实施例6 IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到300ml浓度为0.05mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至110°C，恒温18min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液500ml，用6mol/L的HCL调pH为6.6，用6mol/L的HCL调pH为8.0，同时加入胰蛋白酶(700u/g) 0.05g，碱性脂肪酶(140u/g) 0.lg，酶解温度37°C，时间为4h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.0，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.8，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精1.5g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.2g,色价70。实施例1IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至120°C，恒温15min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液600ml，用6mol/L的HCL调pH为7.0，同时加入木瓜蛋白酶(800u/g) 0.1g,中性脂肪酶(140u/g) 0.2g，酶解温度45°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度60转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.6，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精l.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.7g，色价73。实施例8
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到200ml浓度为0.15mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间15min。(4)蛋白变性:将温度升至80°C，恒温30min，使菌丝体蛋白变性。
(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液600ml，用6mol/L的HCL调pH为7.5，同时加入木瓜蛋白酶(900u/g)0.05g,中性脂肪酶(140u/g) 0.05g,酶解温度45°C，时间为6h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.5，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.Sg,色价67。
实施例9
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到300ml浓度为0.075mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间15min。(4)蛋白变性:将温度升至90°C，恒温25min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液400ml，用6mol/L的HCL调pH为8.5，同时加入碱性蛋白酶(1000u/g)0.lg，碱性脂肪酶脂肪酶(150u/g)0.2g,酶解温度45°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.8，充分搅拌，使其完全溶解，得到 水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精l.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.7g，色价73。实施例10
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至110°C，恒温18min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液400ml，用6mol/L的HCL调pH为8.0，加入碱性蛋白酶(500u/g)0.2g，碱性脂肪酶(120u/g) 0.2g，酶解温度45°C，时间为lh，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.8，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.6，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。
(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.6g,色价68。实施例11
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.075mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间20min。(4)蛋白变性:将温度升至90°C，恒温25min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液400ml，用6mol/L的HCL调pH为7.0，同时加入复合蛋白酶(600u/g) 0.2g，中性脂肪酶(100u/g)0.1g酶解温度40°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将 步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.0，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH8.0，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精l.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.8g,色价72。实施例12
1OOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(1)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到300ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间40min。(4)蛋白变性:将温度升至80°C，恒温30min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液900ml，用6mol/L的HCL调pH为6.0，同时加入复合蛋白酶(400u/g) 0.4g，中性脂肪酶(600u/g) 0.2g，酶解温度40°C，时间为lh，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH4.0，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.8，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。
(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末10.5g,色价69。实施例13
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到400ml浓度为0.025mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间30min。(4)蛋白变性:将温度升至100°C，恒温20min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液200ml，用6mol/L的HCL调pH为7.0，同时加入枯草杆菌蛋白酶(300u/g)0.5g，中性脂肪酶(500u/g)0.2g，酶解温度37°C，时间为2h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度80转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤滤液用6mol/L的HCL调pH3.6，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料 液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.5，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精l.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色素粉末9.7g，色价73。实施例14
IOOg红曲霉菌丝体残渣酶解提取色素
(I)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经こ醇萃取红曲色素后所得的残渣(滤饼)。(2)粉碎:将IOOg菌丝体残渣(滤饼)用组织粉碎机粉碎。(3)浸泡碱解:将粉碎后的菌丝体加入到300ml浓度为0.05mol/L的NaOH溶液中，温度为室温，浸泡时间20min。(4)蛋白变性:将温度升至110°C，恒温17min，使菌丝体蛋白变性。(5)双酶解:向菌丝体残渣蛋白变性液中加水或加入前一次提取色素的酸沉淀废液400ml，用6mol/L的HCL调pH为8.0，同时加入枯草杆菌蛋白酶(300u/g)l.0g,中性脂肪酶(700u/g)0.2g，酶解温度40°C，时间为Ih，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度50转/分钟。(6)过滤:酶解结束后，用离心机进行固液分离得滤液及滤渣。(7)酸沉淀:将步骤(6)得到的酶解过滤液用6mol/L的HCL调pH3.8，离心使得固液分离得沉淀及废液，将废液加入到下一次提取エ艺的步骤(4)的蛋白变性液中，进行循环使用，用于酶解前料液比的调节。(8)中和:将步骤(7)得到的沉淀用lmol/L的Na2CO3溶液和至pH7.8，充分搅拌，使其完全溶解，得到水溶性红曲色素液。(9)浓缩:将步骤(8)得到的红曲色素水溶液浓缩I倍左右，得红曲色素浓缩液。(10)干燥:向步骤(9)所得到的红曲色素浓缩液中加入麦芽糊精2.0g，搅拌溶解后进行冷冻干燥，可得红曲色 素粉末10.7g,色价67。
权利要求
1.一种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于包括如下步聚: (1)菌丝体残渣:红曲霉经液体深层发酵获得的菌丝体经乙醇提取红曲红色素后所得的残渣； (2)粉碎； (3)浸泡碱解:加入碱溶液碱解，温度为10°C 50°C，菌丝体残渣与碱溶液的质量体积比w/v为1:1 1:5，喊溶液浓度为0.0lmol/L 0.25mol/L,浸泡时间5min IOOmin ； (4)蛋白变性:将温度升至80°C 120°C，恒温IOmin 60min； (5 )双酶解:向步骤(4)得到的菌丝体残渣蛋白变性液中加入水或加入步骤(6 )的废液使得固液质量体积比w/v为1:6 1:10，并调节溶液pH至6 8.5，并将温度控制在30°C 50°C，同时加入脂肪酶和蛋白酶酶解，得到酶解液； (6)过滤:将酶解液固液分离得滤渣及滤液； (7)酸沉淀:向步骤(6)得到的滤液中添加酸溶液调节pH至2 4，固液分离得沉淀及废液； (8)中和:将步骤(7)得到的沉淀加入碱的水溶液，使pH7 8，得红曲色素水溶液； (9)浓缩； (10)干燥; (11)粉碎:得到水溶性红曲红色素粉末。
2.根据权利要求1所述的红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于:步骤(5)所述的双酶解，所用的脂肪酶选自中性脂肪酶、碱性脂肪酶，脂肪酶的添加量为25u/g 150u/g菌丝体残渣；所用的蛋白酶选自中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶，蛋白酶的添加量为50u/g 1000u/g菌丝体残渣，酶解时间为I 10h，酶解过程中间歇搅拌，搅拌速度100 250转/分钟。
3.根据权利要求1所述的红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于:步骤(5)中所述调节溶液PH至6 8.5，采用酸溶液调节，所述酸溶液为盐酸、硫酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、磷酸中的一种或几种混合物的水溶液。
4.根据权利要求1所述的红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于:步骤(3)所述的浸泡碱解，碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于:步骤(7)所述的酸沉淀，添加的酸溶液为盐酸、硫酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、磷酸中的一种或几种混合物的水溶液。
6.根据权利要求1所述的红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法，其特征在于:步骤(8)所述的中和，其中碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种红曲霉菌丝体残渣中色素的提取方法。本发明通过碱解菌丝体残渣，再通过热变性的方法，使得菌丝体蛋白变性，经过蛋白酶、脂肪酶双酶解，让溶解性及吸附性的色素充分释放出来。酶解结束后，通过调节色素提取液的pH值，最终酸沉淀物通过碱中和，最终经过干燥后获得水溶性红曲红色素粉末。本发明采用脂肪酶进行脱脂处理，工艺简单，最终产品因含有少量的表面活性剂而具有良好的分散性和溶解性。采用热变性的方法使得菌丝体蛋白变性，促进酶解，从而达到减少蛋白酶的添加量，缩短酶解时间，实现了菌丝体残渣中色素的充分释放。本发明所得到的色素产品含有大量的蛋白肽，并且脂肪含量低，作为着色剂添加到食品中可以提升食品的营养价值。
文档编号A23L1/275GK103113755SQ20131006545
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者李英明, 余伟伟, 甘纯玑, 陈家文, 谢夏阳, 石源, 黄琴琴 申请人:江门科隆生物技术股份有限公司