专利名称：一种提高红曲红色素得率的红曲红色素生产方法
技术领域：
本发明属于利用微生物发酵法生产红曲红色素的工艺方法，是一种在发酵过程中加入化学物质以提高红曲红色素得率的新的工艺方法。
由于食品工业的迅速发展，食品色素的需求量也日益增加。食用色素有合成色素和天然色素两大类。合成色素的色泽稳定，成本低廉，使用方便，但多数是由煤焦油合成的；由于其化学性质可能直接损害人体健康，或在人体内代谢中产生有害物质，从而有可能致癌和引起种种疑难病症，使使用者担心。各国政府也渐渐限制其使用量或禁止使用，例如美国于1976年就禁止使用苋菜红。我国现在也只允许有限使用。天然色素可由动植物体内提取，一般无毒可食，不损害人体健康，近年已成为人们乐于使用的安全色素。红曲色素是红曲霉菌经发酵产生的一种色素，其生产不受时间地点气候条件等限制，产品不但无害还有营养和药理作用。
我国用红曲菌生产红曲色素具有传统的历史。元朝吴端的《日用本草》(1329年)书中已有“红曲酿酒破血行药势”的记载，这表明当时红曲已在民间制作；其制作方法在明朝宋应星著的《天工开物》下就已有记载。清朝初期李时珍的著作《本草纲目》谷部第25中记载的制曲方法与上述有很大的不同之处，清朝末期在福建省生产红曲时使用的菌种近似红曲霉菌纯菌种的培养方法。这些传统的红曲生产工艺存在操作繁锁、劳动强度大，地面表面培养占地面积大、产量低，技术难度大、质量不稳定等问题。
由传统的发酵工艺演变到现在的现代生产工艺。现在生产红曲色素的方法不外于以下技术如日本特公昭52-72890中公开生产方法，虽然其工艺简单，但发酵水平较低，色价仅为68.4U/ml，造价较高；日本特昭57-190050所介绍的工艺技术，是采用麦芽糖和天冬氨酸镁为培养基的，虽然其发酵液色价有所提高，达到248U/ml，但所用培养基原料价格高。又于1985年5月13日在中国专利局申请的红曲色素多糖片的制造方法(其审定公告号为CN85103584B)，是一种通过一株高产红曲色素的红曲红曲霉菌诱变株(Monascus anka Nakazawaet Sato M130)在由大米5％，NaNO30.17％，黄浆水定容组成(其PH值在3.5～4)的培养基中发酵，将所得发酵滤液加蛋白质，于等电点收集蛋白质红曲色素沉淀并制造红曲色素短梗霉多糖片的方法，经上述生产工艺所得的红曲色素虽有所提高(其发酵液的总色价可达到287U/ml)，但色泽和光热稳定性不太理想。又如申请号为94115547.1于1996年5月29日公开的高色价水溶性红曲红色素的制造方法，它是通过一株高产固体发酵红曲红曲霉菌株，在发酵过程中加可溶性动物蛋白，植物蛋白，氯化钴和硝酸钠经过发酵制成水溶性红曲米(4000U/g)再经调整其PH，制成红曲色素(10000U/g)，它包括斜面纯种培养，液体菌种培养，可溶性的红曲米生产，和从红曲米中提取红曲红色素四部分；它是一种生产红曲米和从红曲米中提取红曲红色素的工艺方法，红曲米的生产劳动强度大，染菌色价低，不溶于水，并且由于其生产时采用蛋白霉，其工艺较复杂，且色价提高不太明显。再如申请号为93120954.4的水溶性红曲色素的制造方法，其发酵配方中虽加入了MnSO4，但其发酵液色价较低(170～250U/ml)。还有申请号为95103021.3的红曲红色素的制备方法等。不管是上述的何种技术，它们所生产的红曲红色素除其发酵色价相对较低，色调不好外，还都存在光热稳定性不太理想的缺陷。这些方法生产的红曲红色素一般在光照一天左右就褪色；其抗热温度限在110℃左右，并且在110℃的高温下约2小时就褪色。
本发明通过一株变异的优良菌种并在发酵液中添加复合氨基酸和硫酸锰来提高红曲红色素得率和增加色素的稳定性和水溶性的新的红曲红色素生产方法。
本发明的一种提高红曲红色素得率的红曲红色素的生产方法，是一种红曲霉经斜面培养基培养，接入液体种子培养培养后，再接入发酵液中发酵，将所得发酵液由离心机分离出菌体和菌液，再经菌体和菌液的处理得高产量的红曲红色素的生产方法。该红曲霉是红曲霉菌的诱变株Monascus anka(CGMCC NO.0424)。
上述所说的试管斜面培养基配方为可溶性淀粉4％，麦芽糖4％，蛋白胨3％，琼脂2.5％，用乳酸调PH5.1～5.5。
上述所述的液体种子培养基配方为大米粉3％，蛋白胨0.5％，玉米浆1％，NaNO30.2％，MgSO4·7H2O0.1％，KH2PO40.25％，乳酸调PH4.1～4.4。
上述所述的发酵液配方如下大米粉8％，蛋白胨0.08％，黄豆2.5％，蛋白酶2％，KH2PO40.2％，NaNO30.25％，MgSO4·7H2O0.08％，(NH4)2SO40.08％，MnSO40.1％，复合氨基酸0.15％，乳酸调PH3.6。
本发明中所用的菌种是由红曲菌种经多次诱变来得到的一株红曲色素高产菌株，红曲霉(Monascus anka)B128。该菌株已在中国.北京.中关村、中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏，在该保藏中心登记入册的编号为CGMCCNO.0424，该菌种的形态和生理特征请参见表一。
本发明具体的生产方法是将本发明人自己变异的优良菌种B128的纯种接入斜面培养基中，在32～34℃培养10天待用。再将斜面菌种接入消毒好和内装玻璃珠的无菌水中，上摇床打碎1小时。在无菌室内接入液体种子培养基中每个500ml三角瓶内装50ml液体种子培养基，每个三角瓶接4ml种液(所说种液即为菌种B128经上述斜面培养基培养后再上摇床打碎而成)，在128/分转的摇床培养24小时为第一代种液；第一代再接入液体种子培养基每个500ml三角瓶内装50ml液体种子培养基，每个三角瓶接入第一代种液4ml，上摇床培养24小时为第二代种液。然后第二代种液按4％的接种量接入已灭好菌的一级种子罐(内装种子液子培养基)，在32℃培养24小时，通风量为106，一级种子罐的种液再按4％的接种量接入已灭好菌的二级种子罐(内装种了液体培养基)，在32℃培养24小时，通风量为106，培养等用。再将二级种子罐的种液按4％的接种量接入内装发酵液的发酵罐中，通风量为104～表一红曲霉菌B128菌株的形态和生理特征
106，温度32℃培养38小时，此时PH值升到6，然后用乳酸控制PH5.5～6.0到50小时，并继续培养到60小时，此时PH升至6.5左右放罐。这时所得发酵液色价可达到600U～800U/ml。再自动卸料式离心机将菌体与菌液分开，再经菌体和菌液处理。菌体和菌液的处理是按以下步骤进行的①、菌体中加入2倍体积的85％酒精浸泡；②、菌液用等电点沉淀，排掉其上清物，得其沉淀物；③、所得的菌液沉淀物倒入装有第①步的酒精浸泡的菌体的滤瓶中，再加入1倍体积(菌体和菌液)的85％酒精和1％的复合氨基酸，在常温常压下浸泡6～8小时后，由260目筛网抽滤，再用薄膜蒸发器(真空度0.6Kg，温度80℃)蒸发浓缩到含10％～15％的固形物；④、所得固形物用管试离心机将红曲黄色素分离出来，两种分离液分别进行喷雾干燥分别得70％的红曲红色素和30％的红曲黄色素。
根据上述方法进行了大量实验，其结果表明本发明所提出的方法为最佳技术方案。
实验1，在上述试管斜面培养基配方和液体种子培养基配方不变的情况下，变更发酵液配方中的复合氨酸比例为5‰，经分析发酵液中色价为315U/ml。
实验2，在实验1中，再变更其复合氨基酸比例为1‰，分析其发酵液，其色价为460U/ml。
实验3，在实验1中，再变更其复合氨基酸比例为1.5‰，分析其发酵液，其色价为460U/ml。
实验4，在实验1～3的基础上改变MnSO4含量，发现对发酵液中色价没有较大的变化。
实验5，在上述试管斜面培养基配方和液体种子培养基配方不变的情况下，将发酵液配方中的复合氨基酸成份去掉，发现其色价低于300U/ml。
经上述实验知，本发明中的复合氨基酸在发酵液配方中起着积极的作用，能刺激红曲生长并提高产量。本发明所用复合氨基酸选用现有市面上的产品，在上述实验中所用复合氨基酸为湖南湘东氨基酸厂生产的成品。
本发明所生产的红曲红色素与现有技术相比具有以下显著的优点1、在发酵液配方中添加了适当的复合氨基酸，增加了色素的稳定性和水溶，经检验发酵液中的色价为600～800U/ml，与现有一些制曲技术相比有显著的提高，其对比请参见表二。
表二，红色素生产技术中发酵液中色价比较
2、经本发明的生产方法所得的红曲红色素其光热稳定性大大提高，其产品在光照20天不褪色，在温度130℃下10小时内不褪色；本产品与现有一些技术比较情况如表三所示，从中可见本发明所生产的红曲红色素具有较好的光热稳定性，远远优于现有产品。有利于保藏和应用。
表三，红曲红色素的光热稳定性能比较
3、本发明直接将红曲红色素和红曲黄色素分离出来，保证了产品的色泽纯度，给产品的保藏和应用提供了方便。
权利要求
1.一种提高红曲红色素得率的红曲红色素的生产方法，它是一种红曲霉经斜面培养基培养，接入液体种子培养培养后，再接入发酵液中发酵，将所得发酵液由离心机出菌体和菌液，再经菌体和菌液的处理得高产量的红曲红色素的生产方法，其特征在于所说的红曲霉是红曲霉菌的诱变株Monascus anka(CGMCCNO.0424)；所述的发酵液配方如下大米粉8％，蛋白胨0.08％，黄豆2.5％，蛋白酶2％，KH2PO40.2％，NaNO30.25％，MgSO4·7H2O0.08％，(NH4)2SO40.08％，MnSO40.1％，复合氨基酸0.15％，乳酸调PH3.6。
2.根据权利要求1所述的红曲红色素生产方法，其特征在于上述所说的菌体和菌液的处理是按以下步骤进行的①、菌体中加入2倍体积的85％酒精浸泡；②、菌液用等电点沉淀，排掉其上清物，得其沉淀物；③、所得的菌液沉淀物倒入装有第①步的酒精浸泡的菌体的滤瓶中，再加入1倍体积(菌体和菌液)的85％酒精和1％的复合氨基酸，在常温常压下浸泡6～8小时后，由260目筛网抽滤，再用薄膜蒸发器(真空度0.6Kg，温度80℃)蒸发浓缩到含10％～15％的固形物；④、所得固形物用管试离心机将红曲黄色素分离出来，两种分离液分别进行喷雾干燥分别得70％的红曲红色素和30％的红曲黄色素。
全文摘要
本发明为一种提高红曲红色素得率的红曲红色素的生产方法,它是一种红曲霉经斜面培养基培养,接入液体种子培养培养后,再接入发酵液中发酵,将所得发酵液由离心机出菌体和菌液,再经菌体和菌液的处理得高产量红曲红色素的方法,所说的红曲霉是红曲霉菌的诱变株Monascusanka(CGMCC NO.0424);所述的发酵液配方中添入复合氨基酸,发酵色价为600～800U/ml。本发明所得的红曲红色素光热稳定性能高,光照10天不褪色,在130℃下10小时不褪色。
文档编号C12P1/02GK1297056SQ9912394
公开日2001年5月30日 申请日期1999年11月18日 优先权日1999年11月18日
发明者张军, 谭州国 申请人:张军, 谭州国