一种红曲红色素制备方法及其获得的红曲红色素的制作方法
【专利摘要】本发明涉及红曲色素提取领域，尤其涉及一种红曲红色素制备方法及其获得的红曲红色素。本发明筛选低产桔霉素的菌种进行培养，进行液体深层发酵，过滤得滤渣，用80%和90%的乙醇提取2次，合并提取液后加入复合氨基酸溶液，浓缩干燥后即得红曲红色素粉状物；复合氨基酸由半胱氨酸、精氨酸和丝氨酸组成。本发明制得的红曲红色素能显著提高红曲红色素的光稳定性和热稳定性，能耐高温性和抗氧化性，而且没有桔霉素的产生，减少对人体的危害，在长时间的日光和灯光照射下不变色，保存率高，利于红曲红色素的运输和储存，有利于红曲红色素的工业化生产。
【专利说明】-种红曲红色素制备方法及其获得的红曲红色素
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红曲色素提取领域，尤其涉及一种红曲红色素制备方法及其获得的红 曲红色素。
【背景技术】
[0002] 食品的色彩是食品感观品质的一个重要因素，因此，人们在制作食品时常使用食 用色素增加食品的美感从而为消费者带来良好的感官质量和强烈的购买欲。食用色素分为 天然食用色素和合成食用色素两大类。近年来发现人工化学合成色素有的存在致癌和致 突变作用，而天然色素使用安全，没有副作用，而且环保，故天然色素日益受到人们重视，使 用越来越广泛。
[0003] 天然色素具有着色性好、色调丰富、安全性高等特点，同时与合成色素相比，天然 色素还具有一定的营养价值与药理作用，所以天然色素的开发是现代食用色素发展的方 向，具有广阔的市场前景。在我国，应用最为广泛的就是红曲红色素，红曲红色素是用红曲 霉菌（Monascus anka)经深层发酵的分泌产物，由于化学合成色素有毒副作用，用天然红曲 红色素代替合成色素用于食品、化妆品、药品的着色已引起全球关注，应用日渐广泛。但是， 由于红曲红色素在制备过程中会产生桔霉素，对光、热和霉菌敏感，易于分解，褪色，而且桔 霉素具有一定肾毒性和肝毒性，且能够致畸、引发肿瘤、诱发突变，危害人体的健康，这在一 定程度上限制了其在工业的实际应用和发展。
[0004] 为了解决上述存在的问题，各种红曲红色素的制备方法应运而生，中国专利 CN103882063A公开一种高光稳定性红曲红色素的制备方法，该方法是添加0. 1重量％维生 素 C和0. 5重量％荔枝核浸取物为护色剂，提高红曲红色素的光稳定性，但是，该提取方法 仅仅提高红曲红色素的光稳定性，无法克服红曲红色素的热稳定性和其他的缺陷，不利于 该提取方法的工业化应用。
[0005] 中国专利CN102433019A公开了一种提高红曲红素色光热稳定性的红曲红色素， 该提取方法是在滤渣浸取时添加复合氨基酸，经板框压滤得到的红曲红色素粉状物，具有 耐高温、耐光照和抗氧化的优点，但是，该使用该方法提取的红曲红色素有桔霉素的存在， 严重影响人体的健康，而且红曲红色素的产率低，无法实现工业化生产。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术提取红曲红色素的方法中存在的产生桔霉素，产率低，光热稳定性 效果不明显的缺陷。本发明的目的在于提供一种红曲红色素制备方法及其获得的红曲红色 素，该制备方法能克服上述出现的问题，而且成本低，效果明显。
[0007] 本发明的一个目的是提供一种红曲红色素制备方法，其包含以下步骤： (1)培养：制备以8-12%米粉、2-5%大豆、适量无机盐为原料的谷氨酸葡萄糖液态培 养基，用乳酸调节pH为4. 5-6后，置于锥形瓶中，在121°C下高压灭菌20-30min，冷却至室 温，将低产桔霉素的红曲霉菌种接种到MSG液态培养基中，在转速为200-300r/min，温度为 30°C的摇床中培养1-2天； (2) 发酵：将步骤（1)得到的低产桔霉素的红曲霉种接种于发酵培养液中进行摇瓶培 养，70次/min往复振荡培养，在30-40°C摇瓶培养5-8天，第1-4天温度升温至35°C，第4 天后温度维持在36°C中摇床培养，得发酵液； (3) 过滤：加入乳酸调节发酵液pH2-3,沉淀3h后过滤，得滤渣； (4) 浸取：向滤渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是滤渣质量的5-10倍，加热至 45°C，45min后过滤得第一提取液；向过滤后的干滤渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 滤渣质量的5-10倍，加热至40°C，40min后过滤得第二提取液；将第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入复合氨基酸溶液； (5) 浓缩：将步骤（4)得到的浸取液减压回收乙醇并浓缩浸取液，得稠膏； (6) 干燥：将稠膏进行喷雾干燥法干燥，即得红曲红色素粉末。
[0008] 在本发明中，步骤（1)所述低产桔霉素的红曲霉菌种可以通过常规方法进行筛选 及诱变育种而获得，例如文献1(顾玉梅等，红曲菌菌9903发酵工艺条件对色素及桔霉素生 产的影响[J].食品与生物技术，2002, 21 (1):43-47)中报导的红曲菌9903,再例如文献2 (许赣荣等，低产桔霉素红曲霉菌种筛选，无锡轻工大学学报，19 (4)，2000, 358-360)中提到 的红曲霉菌ΖΚ-0Α，但所述低产桔霉素的红曲霉菌种不限于此，任何具有低表达桔霉素特性 的红曲霉菌种均适用于本发明的制备方法。
[0009] 在本发明的一个实施方案中，步骤（1)中所述谷氨酸葡萄糖液态培养基的具体组 成为：5?12g/L的谷氨酸钠，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 为 4. 0 ?5. 0。
[0010] 在本发明进一步地实施方案中，所述谷氨酸葡萄糖液态培养基的具体组成可以 为：8g/L的谷氨酸钠，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 为 4· 5,也可以为 10g/L 的谷氨酸钠，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 为 5. 0〇
[0011] 在本发明的另一个实施方案中，步骤（4)所述的复合氨基酸的成分由半胱氨 酸、精氨酸和丝氨酸组成，所述各氨基酸按色价100000单位计算的质量为：半胱氨酸 I. 54-1. 82g，精氨酸0. 21g，丝氨酸0. 1-0. 5g，按各氨基酸的质量比称取一定量的氨基酸粉 混合，加入蒸馏水溶解形成复合氨基酸溶液。
[0012] 在更进一步地实施方案中，所述复合氨基酸中还可以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸， 各氨基酸按色价100000单位计算的质量为：半胱氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，丝氨酸0. 25g和 叔丁氧羰基苯丙氨酸〇.4g。
[0013] 本发明的采用2次不同的乙醇浓度浸取，可以大大提高红曲红色素的产率，同时 加入复合氨基酸溶液，可以提高红曲红色素的光热稳定性和抗氧化的特性。
[0014] 本发明的工艺产生的红曲红色素的产率达到95%以上，得到的红曲红色素经检测 没有桔霉素的存在，相对于利用传统工艺提取的红曲红色素，本发明的提取的红曲红色素 的产率、光热稳定性和抗氧化性均得到大大的提高，有利于红曲红色素的广泛应用。
【具体实施方式】
[0015] 下面采用具体实施例进一步说明本发明的内容。
[0016] 以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
[0017] 实施例1红曲红色素的制备 (1)培养：谷氨酸葡萄糖液态培养基用乳酸调节pH为4.5后，在121°C下高压灭菌 30min，冷却至室温，将低产桔霉素的红曲霉菌种（文献1，红曲菌9903)接种到谷氨酸葡萄 糖液态培养基中，在转速为300 r/min，温度为30°C的摇床中培养2天。谷氨酸葡萄糖液 态培养基组成为8g/L的谷氨酸钠，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)发酵：将步骤（I)得到的低产桔霉素的红曲霉种接种于发酵培养液(组成同步 骤1的谷氨酸葡萄糖液态培养基)中进行摇瓶培养，70次/min振荡培养，在30-40°C摇瓶培 养8天，第1-4天温度35°C，第4天后温度维持在36°C中摇床培养。
[0019] (3)过滤：将发酵液调pH 2,沉淀3 h后过滤，得滤渣； (4) 浸取：向滤渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是滤渣的5倍，加热至45°C， 45min后过滤得第一提取液；向过滤后的干滤渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是滤 渣的5倍，加热至40°C，40min后过滤得第二提取液；将第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入复合氨基酸溶液，各氨基酸按色价100000单位计算的质量为：半胱 氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，丝氨酸0. 25g ; (5) 浓缩：将步骤（4)得到的浸取液减压回收乙醇并浓缩浸取液，得稠膏； (6) 干燥：将稠膏进行喷雾干燥法干燥，即得红曲红色素粉末。
[0020] 实施例2红曲红色素的制备 (1)培养：制备以10%的米粉、3%大豆、适量无机盐为原料的谷氨酸葡萄糖液态培养基， 用乳酸调节pH为5. 5后，在121°C下高压灭菌250min，冷却至室温，将低产桔霉素的红曲霉 菌种（文献2 :红曲霉菌ΖΚ-0Α)接种到谷氨酸葡萄糖液态培养基中，在转速为250r/min，温 度为30°C的摇床中培养2天。谷氨酸葡萄糖液态培养基组成为10g/L的谷氨酸钠，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 为 5. 0。
[0021] (2)发酵：将步骤（I)得到的低产桔霉素的红曲霉种接种于发酵培养液(组成同步 骤1的谷氨酸葡萄糖液态培养基)中进行摇瓶培养，70次/min振荡培养，在30-40°C摇瓶培 养6天，第1-4天温度35°C，第4天后温度维持在36°C中摇床培养。
[0022] (3)过滤：将发酵液调pH 2. 6,沉淀3h后过滤，得滤渣； (4) 浸取：向滤渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是滤渣的10倍，加热至45°C， 45min后过滤得第一提取液；向过滤后的干滤渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是滤 渣的10倍，加热至40°C，40min后过滤得第二提取液；将第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入复合氨基酸溶液，各氨基酸按色价100000单位计算的质量为：半胱 氨酸1.7g，精氨酸0. 21g，丝氨酸0. 25g;; (5) 浓缩：将步骤（4)得到的浸取液减压回收乙醇并浓缩浸取液，得稠膏； (6) 干燥：将稠膏进行喷雾干燥法干燥，即得红曲红色素粉末。
[0023] 实施例3谷氨酸葡萄糖液态培养基组成对红曲红色素的影响 除下表参数外，其他制备方法均同实施例1。
【权利要求】
1. 一种红曲红色素制备方法，其包含以下步骤： (1) 培养：制备以8-12%米粉、2-5%大豆、适量无机盐为原料的谷氨酸葡萄糖液态培 养基，用乳酸调节pH为4. 5-6后，置于锥形瓶中，在121°C下高压灭菌20-30min，冷却至室 温，将低产桔霉素的红曲霉菌种接种到MSG液态培养基中，在转速为200-300r/min，温度为 30°C的摇床中培养1-2天； (2) 发酵：将步骤（1)得到的低产桔霉素的红曲霉种接种于发酵培养液中进行摇瓶培 养，70次/min往复振荡培养，在30-40°C摇瓶培养5-8天，第1-4天温度升温至35°C，第4 天后温度维持在36°C中摇床培养，得发酵液； (3) 过滤：加入乳酸调节发酵液pH2-3,沉淀3h后过滤，得滤渣； (4) 浸取：向滤渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是滤渣质量的5-10倍，加热至 45°C，45min后过滤得第一提取液；向过滤后的干滤渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 滤渣质量的5-10倍，加热至40°C，40min后过滤得第二提取液；将第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入复合氨基酸溶液； (5) 浓缩：将步骤（4)得到的浸取液减压回收乙醇并浓缩浸取液，得稠膏； (6) 干燥：将稠膏进行喷雾干燥法干燥，即得红曲红色素粉末。
2. 根据权利要求1所述的红曲红色素制备方法，其特征在于，步骤（1)中所述谷氨酸葡 萄糖液态培养基的具体组成为：5?12g/L的谷氨酸钠，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 为 4. 0 ?5. 0。
3. 根据权利要求2所述的红曲红色素制备方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 态培养基的具体组成可以为：8g/L的谷氨酸钠，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 为 4. 5。
4. 根据权利要求2所述的红曲红色素制备方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 态培养基的具体组成可以为：l〇g/L的谷氨酸钠，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 为 5. 0。
5. 根据权利要求1所述的红曲红色素制备方法，其特征在于，步骤（4)所述的复合氨基 酸的成分由半胱氨酸、精氨酸和丝氨酸组成，所述各氨基酸按色价100000单位计算的质量 为：半胱氨酸L 54-L 82g，精氨酸0? 21g，丝氨酸0? 1-0. 5g。
6. 根据权利要求5所述的红曲红色素制备方法，其特征在于，所述复合氨基酸中还可 以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸，各氨基酸按色价100000单位计算的质量为：半胱氨酸1. 7g， 精氨酸〇. 21g，丝氨酸0. 25g和叔丁氧羰基苯丙氨酸0. 4g。
7. 权利要求1-6任一项所述的红曲红色素制备方法制得的无桔霉素、光热稳定性高和 抗氧化的红曲红色素。
【文档编号】C09B61/00GK104404084SQ201410624983
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】李英明, 陈家文, 谢夏阳, 邓娜卿 申请人:广东科隆生物科技有限公司