CN103014067A - 发酵法生产水溶性姜黄色素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其采用下述生产步骤：（1）在米根霉菌种发酵液中加入姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液，然后发酵培养；培养完毕后将菌丝体过滤，得到滤液；（2）所述的滤液用乙酸乙酯进行萃取，得到萃取液；（3）将萃取液浓缩、干燥，即得水溶性姜黄色素。本方法选用米根霉，利用微生物发酵对姜黄素分子进行修饰，在姜黄素原有分子基础上增添了糖苷键，使水油不溶的姜黄素增大了分子极性，从而得到水溶性的姜黄素，更利于人体吸收利用。本方法不添加任何形式的乳化剂，即可得到水溶性姜黄素，具有工艺简单，产品纯度高，易被人体吸收、疗效更好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种姜黄色素的生产方法，尤其是一种发酵法生产水溶性姜黄色素的方法。
背景技术
姜黄素是从姜黄属植物姜黄、莪术、郁金中提取的一种天然黄色素，是一种二酮类物，主要包括单体姜黄素（curcumin）、去甲氧基姜黄素（demethoxycurcumin）、二去甲氧基姜黄素（bisdemethoxycurcumin）。姜黄素具有良好的着色性和分散性，并且具有特种芳香味，不溶于冷水，耐酸，遇碱立即变红，对光和热具有良好的稳定性，无毒、副作用，目前广泛应用于食品添加剂和染料中。姜黄素具有抗癌、护肝的功能疗效，越来越被人们认可，开发利用前景非常乐观。姜黄色素是姜黄素经过调配后的一种产品，但因姜黄素属于一种水不溶、油不溶的物质，不容易被人体吸收和利用，所以市场上存在的水溶性姜黄色素，大都依靠乳化剂来进行乳化调配。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，以得到不含乳化剂的水溶性姜黄色素。
为解决上述技术问题，本发明采用下述生产步骤：其采用下述生产步骤：（1）在米根霉菌种发酵液中加入姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液，然后发酵培养；培养完毕后将菌丝体过滤，得到滤液；
（2）所述的滤液用乙酸乙酯进行萃取，得到萃取液；
（3）将萃取液浓缩、干燥，即得水溶性姜黄色素。
本发明所述步骤（1）中，姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液为20～40mg/mL。所述姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液的加入体积为米根霉菌种发酵液重量的1%～4%。
本发明所述步骤（1）中的培养方式为恒温摇床发酵培养；所述培养温度为26～30℃，转速为130～150转/分钟，发酵时间为100～120小时。
本发明所述步骤（2）中采用逆流混合萃取；所述萃取温度为35～42℃，萃取次数为1～4次，单次萃取时间为20～40min，单次乙酸乙酯用量为所述滤液的0.5～2倍。
本发明所述步骤（3）中萃取液采用80～85℃常压浓缩、脱味，在-0.07～-0.09Mpa、50～60℃的条件下真空干燥。
本发明所述步骤（1）中采用下述方法培养米根霉菌种发酵液：先将米根霉菌株在PDA培养基斜面培养，得到米根霉母种；再将米根霉母种转接到液体培养基中，恒温摇床培养，即可得到米根霉菌种发酵液。所述的PDA培养基斜面中加入有培养基重量0.1%～0.5%的无机盐类；所述的液体培养基由下述重量百分含量的原料制成为：土豆浆1%～10%、葡萄糖1%～8%、无机盐类0.1%～0.5%和余量水。所述的PDA培养基和液体培养基中的无机盐类均为磷酸二氢钾和/或硫酸镁。所述的斜面培养的条件为：在26℃～30℃恒温培养70～90小时；所述恒温摇床培养的条件为：培养温度26～30℃，转速130～150转/分钟，培养时间为20～30小时。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明选用米根霉（Rhizopus oryzae），利用微生物发酵对姜黄素分子进行修饰，在姜黄素原有分子基础上增添了糖苷键，使水油不溶的姜黄素增大了分子极性，从而得到水溶性的姜黄素，更利于人体吸收利用。本发明不添加任何形式的乳化剂，即可得到水溶性姜黄素，具有工艺简单，产品纯度高，易被人体吸收、疗效更好的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
下述实施例中的米根霉（根霉菌Rhizopus oryzae）购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌株保藏编号：cgmcc3.6919，原始编号：3.851。
实施例1：本发酵法生产水溶性姜黄色素的方法的工艺步骤如下所述。
制备PDA培养基试管斜面5支，加入培养基重量0.1%的助长因子磷酸二氢钾，高压灭菌，无菌条件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株，28℃培养70小时，可见白色绒毛状菌丝布满斜面；制备液体培养基30瓶（500mL三角瓶），每瓶装液体200g，6000g培养基中的各原料占培养基质量比例如下：土豆1%打浆、葡萄糖5%、助长因子磷酸二氢钾0.3%、余量为水，分装后，盖口灭菌，无菌条件下接种，每支试管接6个三角瓶，然后放置在摇床上，130转/分钟、28℃培养24小时，长满絮状菌丝体即为米根霉菌种发酵液；在无菌条件下，每瓶加入米根霉菌种发酵液重量1%的浓度为20mg/mL的姜黄素乙醇溶液，继续培养100小时，培养温度28℃、摇床转速130转/分钟；培养完成后，过滤收集滤液，用0.5倍滤液体积的乙酸乙酯，在35℃萃取4次，每次萃取30min；合并乙酸乙酯层萃取液，采用80℃常压浓缩、脱味，在-0.09Mpa、50℃条件下真空干燥，得成品1100mg，粉碎，即得水溶性姜黄色素。经验证，在100mL水中可溶解10g本实施例所得的水溶性姜黄色素。
实施例2：本发酵法生产水溶性姜黄色素的方法的工艺步骤如下所述。
制备PDA培养基试管斜面8支，加入培养基重量0.35%的加入助长因子硫酸镁，高压灭菌，无菌条件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株，30℃培养86小时，可见白色绒毛状菌丝布满斜面；制备液体培养基48瓶（500mL三角瓶），每瓶装液体200g，9600g培养基中的各原料占培养基质量比例如下：土豆10%打浆、葡萄糖1%、助长因子磷酸二氢钾0.25%和硫酸镁0.25%、余量为水，分装后，盖口灭菌，无菌条件下接种，每支试管接6个三角瓶，然后放置在摇床上，150转/分钟、30℃培养20小时，长满絮状菌丝体即为米根霉菌种发酵液；在无菌条件下，每瓶加入米根霉菌种发酵液重量2%的浓度为40mg/mL的姜黄素丙酮溶液，继续培养110小时，摇床转速150转/分钟、培养温度30℃；培养完成后过滤，收集滤液，用1倍滤液体积的乙酸乙酯，在38℃萃取3次，每次萃取时间为20min；合并乙酸乙酯层萃取液，在82℃常压浓缩、脱味，在-0.08Mpa、55℃条件下真空干燥，得成品7500mg，粉碎，即得水溶性姜黄色素。经验证，在100mL水中可溶解7g本实施例所得的水溶性姜黄色素。
实施例3：本发酵法生产水溶性姜黄色素的方法的工艺步骤如下所述。
制备PDA培养基试管斜面10支，加入培养基重量0.3%的助长因子磷酸二氢钾和培养基重量0.2%的硫酸镁，高压灭菌，无菌条件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株；在26℃培养90小时，可见白色绒毛状菌丝布满斜面；制备液体培养基60瓶（500mL三角瓶），每瓶装液体200g，12000g培养基中的各原料占培养基质量比例如下：土豆6%打浆、葡萄糖8%、助长因子硫酸镁0.1、余量为水，分装后，盖口灭菌，无菌条件下接种，每支试管接6个三角瓶，然后放置在摇床上，140转/分钟、26℃培养30小时，长满絮状菌丝体即为米根霉菌种发酵液；在无菌条件下，每瓶加入米根霉菌种发酵液重量4%的浓度为30mg/mL的姜黄素丙酮溶液，继续培养120小时，摇床转速140转/分钟、培养温度为26℃；培养完成后过滤，收集滤液，用2倍滤液体积的乙酸乙酯，在42℃萃取1次，萃取时间为40min；合并乙酸乙酯层萃取液，采用85℃常压浓缩、脱味，在-0.07Mpa，60℃条件下真空干燥，得成品14000mg，粉碎，即得水溶性姜黄色素。经验证，在100mL水中可溶解9g本实施例所得的水溶性姜黄色素。
实施例4：本发酵法生产水溶性姜黄色素的方法的工艺步骤如下所述。
除了将姜黄素乙醇溶液替换为姜黄素丙酮溶液以外，其余与实施例1相同。所得的水溶性姜黄色素可在100mL水中可溶解11g。
Claims (10)
1.一种发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于，其采用下述生产步骤：（1）在米根霉菌种发酵液中加入姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液，然后发酵培养；培养完毕后将菌丝体过滤，得到滤液；
（2）所述的滤液用乙酸乙酯进行萃取，得到萃取液；
（3）将萃取液浓缩、干燥，即得水溶性姜黄色素。
2.根据权利要求1所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液浓度为20～40mg/mL。
3.根据权利要求2所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述姜黄素丙酮溶液或姜黄素乙醇溶液加入体积为米根霉菌种发酵液重量的1%～4%。
4.根据权利要求1所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的培养方式为恒温摇床发酵培养；所述培养温度为26～30℃，转速为130～150转/分钟，发酵时间为100～120小时。
5.根据权利要求1所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用逆流混合萃取；所述萃取温度为35～42℃，萃取次数为1～4次，单次萃取时间为20～40min，单次乙酸乙酯用量为所述滤液的0.5～2倍。
6.根据权利要求1所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述步骤（3）中萃取液采用80～85℃常压浓缩、脱味，在-0.07～-0.09Mpa、50～60℃的条件下真空干燥。
7.根据权利要求1－6任意一项所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于，所述步骤（1）中采用下述方法培养米根霉菌种发酵液：先将米根霉菌株在PDA培养基斜面培养，得到米根霉母种；再将米根霉母种转接到液体培养基中，恒温摇床培养，即可得到液体米根霉菌种发酵液。
8.根据权利要求7所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述的PDA培养基斜面中加入有培养基重量0.1%～0.5%的无机盐类；
所述的液体培养基由下述重量百分含量的原料制成为：土豆浆1%～10%、葡萄糖1%～8%、无机盐类0.1%～0.5%和余量水。
9.根据权利要求7所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于：所述的PDA培养基和液体培养基中的无机盐类均为磷酸二氢钾和/或硫酸镁。
10.根据权利要求7所述的发酵法生产水溶性姜黄色素的方法，其特征在于，所述的斜面培养的条件为：在26℃～30℃恒温培养70～90小时；
所述恒温摇床培养的条件为：培养温度26～30℃，转速130～150转/分钟，培养时间为20～30小时。
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