CN103740762B

CN103740762B - 生产功能性红曲的复合培养基及其制备方法和发酵方法

Info

Publication number: CN103740762B
Application number: CN201410020791.4A
Authority: CN
Inventors: 武亚明; 王轩; 李静静; 张晓武
Original assignee: Chenguang Biotech Group Co Ltd
Current assignee: Chenguang Biotech Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: CN103740762A

Abstract

本发明公开了一种生产功能性红曲的复合培养基及其制备方法和发酵方法，其由粉料和营养液造粒而成；所述粉料的原料配比为：籼米粉24～38wt%、燕麦粉42～55wt%和黄豆粉7～34wt%；所述营养液由水和下述原料配比而成：蔗糖38～76g/L、酵母粉5～12g/L、牛骨蛋白胨5～12g/L、复合氨基酸1～5g/L、硫酸镁2～5g/L、硝酸钠1～5g/L，以及调节营养液pH至3.5～4.5的酸度调节剂；所述粉料与营养液的重量比为1:（0.2～0.6）。本复合培养基通过优选原料配比，制成营养成分和物料特性更适合红曲菌发酵的复合培养基，通过原料造粒，改善了培养基的疏松性、透气性和传质传热效果，适合红曲菌种的生长和莫纳克林K的代谢，从而有效地提升功能性红曲的发酵效果和产品质量。

Description

生产功能性红曲的复合培养基及其制备方法和发酵方法

技术领域

本发明属于微生物固态发酵领域，尤其是一种生产功能性红曲的复合培养基及其制备方法和发酵方法。

背景技术

红曲，古称丹曲，在我国已有一千多年的应用历史，是一种药食同源的发酵产品。随着红曲霉代谢产物莫纳克林K的发现，红曲发酵产品越来越受到人们的关注。

功能性红曲具有降低血脂的功效，是利用红曲霉菌接种在谷物培养基上经固态发酵生产的，莫纳克林K含量大于4mg/g的红曲发酵产品。功能性红曲除莫纳丛林K外，还含有麦角固醇、γ-氨基丁酸、天然植物激素等多种生物活性成分。

公开号为CN102911977A的专利中，以难溶于水的惰性载体甘蔗渣、木屑、玉米芯、烟梗、茶梗、麸皮或琼脂，或颗粒状谷物大米、小米、大麦、高粱、玉米。青稞或咖啡豆为固体基质载体，按一定比例添加由葡萄糖、大豆水解液、甘油、硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、玉米浆调制的营养液，接种红曲菌种发酵生产功能性红曲，但是还是利用单一培养基，没有涉及造粒工艺，莫纳克林K含量不超过20mg/g。公开号为CN101760478的专利中，提及了一种葛根红曲的制造方法，用红曲菌接种在葛根制成的固体培养基上发酵生产红曲，莫纳克林K含量不超过15mg/g。

功能性红曲传统上都是利用大米作为基质进行发酵培养的，也有利用燕麦、青稞、山药为基质进行培养的，但是，单一颗粒状基质的营养成分并不能完全适合红曲菌种的生长和莫纳克林K的代谢，而粉状物料容易造成固体培养基在发酵过程中结块，不利于散热、透气和传质转热，导致发酵结束后还会存在部分生料存在，莫纳克林K的代谢速度慢，产品中含量低的缺点。据目前研究报道，含量最高不超过25mg/g，制约了功能红曲产业的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有利于红曲菌菌丝体的快速生长和莫纳克林K的合成的生产功能性红曲的复合培养基；本发明还提供了该复合培养基的制备方法；本发明还提供了采用该复合培养基的功能性红曲的发酵方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其由粉料和营养液造粒而成；

所述粉料的原料配比为：籼米粉24～38wt%、燕麦粉42～55wt%和黄豆粉7～34wt%；

所述营养液由水和下述原料配比而成：蔗糖38～76g/L、酵母粉5～12g/L、牛骨蛋白胨5～12g/L、复合氨基酸1～5g/L、硫酸镁2～5g/L、硝酸钠1～5g/L，以及调节营养液pH至3.5～4.5的酸度调节剂；

所述粉料与营养液的重量比为1:（0.2～0.6）。

本发明所述复合培养基造粒成粒径为3～5mm、颗粒长度2～8mm、颗粒硬度1.5～6.5kg的圆柱形颗粒。

本发明所述的粉料过40～100目筛。

本发明所述酸度调节剂为冰醋酸、苹果酸和/或柠檬酸。

本发明制备方法采用上述的原料配比，其步骤为：将籼米粉、燕麦粉和黄豆粉混合均匀，得到粉料；蔗糖、酵母粉、牛骨蛋白胨、复合氨基酸、硫酸镁和硝酸钠加入水中，用酸度调节剂调节pH得到营养液；然后将粉料和营养液混合均匀，造粒；经灭菌后即可得到复合培养基。

本发明制备方法所述的造粒温度为55～90℃。

本发明制备方法所述的灭菌是采用高压蒸汽灭菌法在121～130℃的条件下灭菌30～80分钟。

本发明制备方法所述造粒得到的颗粒装1000mL三角瓶后灭菌，每瓶装料量为100g～400g。

本发明发酵方法采用上述的复合培养基，其过程为：将紫红曲霉CGMCC3.991接种到所述的复合培养基中，控制接种量为11～21%（W/W），经30～35℃高温发酵培养3～5天，20～25℃低温发酵培养27～35天，烘干、粉碎、灭菌，制得暗紫红色功能性红曲。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过优选的原料配比，采用营养成分和物料特性更适合红曲菌发酵的复合培养基代替传统工艺中的单一培养基，通过原料造粒，改善了培养基的疏松性、透气性和传质传热效果，适合红曲菌种的生长和莫纳克林K的代谢，从而有效地提升功能性红曲的发酵效果和产品质量。

在复合培养基造粒过程中，颗粒的大小直接影响着发酵时间和发酵终产品的莫纳克林K含量的高低。颗粒过小，不利于散热、透气和传质转热，导致发酵结束后还会存在部分生料存在，莫纳克林K的代谢速度慢，产品中含量低的缺点。颗粒过大，红曲菌菌丝体不能生长到培养基中心，发酵结束后培养基颗粒中心还存在有部分生料，不仅延长发酵周期，也影响发酵终产品的莫纳克林K含量的高低。本发明通过将原料造成粒径为3～5mm、颗粒长度2～8mm、颗粒硬度1.5～6.5kg的颗粒，更加的改善了培养基的疏松性、透气性和传质传热效果，更有利于红曲菌菌丝体的快速生长和莫纳克林K的合成；从而进一步提升功能性红曲的发酵效果和产品质量。

本发明结合科学合理的发酵工艺，制得的功能性红曲色调呈现一致的暗紫红色，发酵周期短，发酵30天莫纳克林K含量达40mg/g以上，其中开环比例70%以上，后续工艺处理简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

具体实施方式

下述各实施例中采用的紫红曲霉（MonascusPurpureus）CGMCC3.991购于中国普通微生物菌种保藏管理中心。

实施例1：本生产功能性红曲的复合培养基的原料配比、制备方法以及应用本复合培养基的功能性红曲的发酵方法如下所述。

称取籼米、燕麦、黄豆粉碎，过40目筛，按照籼米粉24wt%、燕麦粉42wt%、黄豆粉34wt%的比例混合2000g粉料；按照蔗糖38g/L、酵母粉5g/L、牛骨蛋白胨5g/L、复合氨基酸1g/L、硫酸镁2g/L、硝酸钠1g/L的含量（即每升营养液中含有的原料克数）与水配置700mL营养液，用酸度调节剂冰醋酸调节pH至3.5，将粉料与营养液按照重量比为1:0.35的比例，将营养液和粉料混合均匀，控制造粒温度55℃、粒径3mm、颗粒长度2mm，通过环模造粒设备制成硬度为1.5kg的圆柱形颗粒；将制得的颗粒培养基装入10个1000mL玻璃三角瓶中，每瓶装100g，封好口，在121℃条件下灭菌30分钟；灭菌完成后，趁热打散，冷却至40℃时按11%（W/W）接种量接种红曲菌种，接种后用纱布封好口，摇匀后置于30℃条件下发酵3天，接着转入20℃条件下发酵27天，最后将培养物在60℃条件下烘干、粉碎、灭菌后，制得莫纳克林K含量为41.25mg/g的暗紫红色功能性红曲产品。

实施例2：本生产功能性红曲的复合培养基的原料配比、制备方法以及应用本复合培养基的功能性红曲的发酵方法如下所述。

称取籼米、燕麦、黄豆粉碎，过40目筛，按照籼米粉38wt%、燕麦粉55wt%、黄豆粉7wt%的比例混合4000g粉料；按照蔗糖76g/L、酵母粉12g/L、牛骨蛋白胨12g/L、复合氨基酸5g/L、硫酸镁5g/L、硝酸钠5g/L的含量用水配置2200mL营养液，用酸度调节剂苹果酸调节pH至4.5，将粉料与营养液按照重量比为1:0.55的比例，将营养液和粉料混合均匀，控制造粒温度90℃、粒径5mm、颗粒长度8mm，通过环模造粒设备制成硬度为6.5kg的颗粒；将制得的颗粒培养基装入10个1000mL玻璃三角瓶中，每瓶装400g，封好口，在130℃条件下灭菌80分钟；灭菌完成后，趁热打散，冷却至40℃时按21%（W/W）接种量接种红曲菌种，接种后用纱布封好口，摇匀后置于30℃条件下发酵5天，接着转入20℃条件下发酵35天，最后将培养物在60℃条件下烘干、粉碎、灭菌后，制得莫纳克林K含量为50.35mg/g的暗紫红色功能性红曲产品。

实施例3：本生产功能性红曲的复合培养基的原料配比、制备方法以及应用本复合培养基的功能性红曲的发酵方法如下所述。

称取籼米、燕麦、黄豆粉碎，过70目筛，按照籼米粉35wt%、燕麦粉50wt%、黄豆粉15wt%的比例混合2000g粉料；按照蔗糖40g/L、酵母粉10g/L、牛骨蛋白胨10g/L、复合氨基酸3g/L、硫酸镁3g/L、硝酸钠3g/L的含量配置1200mL营养液，用酸度调节剂柠檬酸调节pH至4.0，将粉料与营养液按照重量比为1:0.6的比例，将营养液和粉料混合均匀，控制造粒温度75℃、粒径4mm、颗粒长度4mm，通过环模造粒设备制成硬度为4kg的颗粒；将制得的颗粒培养基装入1000mL玻璃三角瓶中，每瓶装200g，封好口，在126℃条件下灭菌60分钟；灭菌完成后，趁热打散，冷却至40℃时按15%（W/W）接种量接种红曲菌种，接种后用纱布封好口，摇匀后置于35℃条件下发酵4天，接着转入23℃条件下发酵30天，最后将培养物在60℃条件下烘干、粉碎、灭菌后，制得莫纳克林K含量为45.68mg/g的暗紫红色功能性红曲产品。

实施例4：本生产功能性红曲的复合培养基的原料配比、制备方法以及应用本复合培养基的功能性红曲的发酵方法如下所述。

称取籼米、燕麦、黄豆粉碎，过100目筛，按照籼米粉30wt%、燕麦粉48wt%、黄豆粉22wt%的比例混合2000g粉料；按照蔗糖65g/L、酵母粉7g/L、牛骨蛋白胨8g/L、复合氨基酸2g/L、硫酸镁4g/L、硝酸钠2.5g/L的含量配置400mL营养液，用酸度调节剂柠檬酸和醋酸调节pH至3.8，将粉料与营养液按照重量比为1:0.2的比例，将营养液和粉料混合均匀，控制造粒温度65℃、粒径4.5mm、颗粒长度6mm，通过环模造粒设备制成硬度为5kg的颗粒；将制得的颗粒培养基装入1000mL玻璃三角瓶中，每瓶装250g，封好口，在125℃条件下灭菌50分钟；灭菌完成后，趁热打散，冷却至40℃时按18%（W/W）接种量接种红曲菌种，接种后用纱布封好口，摇匀后置于32℃条件下发酵4天，接着转入25℃条件下发酵32天，最后将培养物在60℃条件下烘干、粉碎、灭菌后，制得莫纳克林K含量为48.36mg/g的暗紫红色功能性红曲产品。

Claims

1.一种生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：将籼米粉、燕麦粉和黄豆粉混合均匀，得到粉料；蔗糖、酵母粉、牛骨蛋白胨、复合氨基酸、硫酸镁和硝酸钠加入水中，用酸度调节剂调节pH得到营养液；然后将粉料和营养液混合均匀，造粒；经灭菌后即可得到复合培养基；

所述粉料与营养液的重量比为1:（0.2～0.6）。

2.根据权利要求1所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述复合培养基造粒成粒径为3～5mm、颗粒长度2～8mm、颗粒硬度1.5～6.5kg的圆柱形颗粒。

3.根据权利要求1所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述的粉料过40～100目筛。

4.根据权利要求1、2或3所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述酸度调节剂为冰醋酸、苹果酸和/或柠檬酸。

5.根据权利要求1、2或3所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述的造粒温度为55～90℃。

6.根据权利要求4所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述的造粒温度为55～90℃。

7.根据权利要求1、2或3所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述的灭菌是采用高压蒸汽灭菌法在121～130℃的条件下灭菌30～80分钟。

8.根据权利要求4所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述的灭菌是采用高压蒸汽灭菌法在121～130℃的条件下灭菌30～80分钟。

9.根据权利要求1、2或3所述的生产功能性红曲的复合培养基的制备方法，其特征在于：所述造粒得到的颗粒装1000mL三角瓶后灭菌，每瓶装料量为100g～400g。