CN105477540A - 一种姜黄红曲制备方法及其制品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种姜黄红曲及其制备方法。制备方法以姜黄为基质，接入具有不同功能的红曲菌种得到；本发明在活化红曲菌种的培养基加入姜黄汁，使红曲霉能很好的转化利用培养基中的姜黄，使红曲霉与姜黄两者相互作用，得到的姜黄红曲营养价值更高；在传统制曲过程中提供了丰富的氮源、碳源、微量元素，保证红曲有一个适合生长的营养环境；本发明在制备种子液阶段，采用发酵罐对种子液进行培养，打破传统的种子液生产工艺，使生产量大大提高，同时将接种量定量，使每批次生产的姜黄红曲质量基本相同，避免了传统工艺生产红曲的不同性。

Description

一种姜黄红曲制备方法及其制品
技术领域
本发明涉及一种微生物发酵技术领域，具体涉及一种姜黄红曲的制备方法及其制品。
背景技术
姜黄又名：郁金、宝鼎香、毫命、黄姜等，为姜科姜黄属植物CurcumalongaL.的干燥根茎，为常用中药。始载于《唐本草》，具有破血行气、通径止痛的功能，传统中医用于血瘀气滞、胸胁刺痛、经闭腹痛、跌打肿痛(《中华人民共和国药典》，2005年版一部)。主产于四川、湖北、广西、广东等地。目前，国内外竞相研制、开发姜黄药品和食品。姜黄是一种很有开发潜力的植物资源，亦有“药用黄金”的美誉。姜黄经济价值效益高，开发潜力大，其根茎是用来提取薯蓣皂素的重要原料，也是我国薯蓣属皂素含量最高的植物。其含淀粉、纤维素含量高，姜黄的主要有效成分为姜黄素、去甲氧基姜黄素、二去甲氧基姜黄素3个组分，合称为姜黄素类化合物，挥发油、无机元素、色素、脂肪、糖类、脂肪酸等。据研究表明姜黄具有抗菌、抗病毒、抗氧化、保肝、降血脂、抗癌等作用；具有明显的祛痰、止咳以及预防哮喘发作的作用和抗肿瘤、抗血栓、抗菌等多种药理活性。
红曲是以大米为原料，采用现代生物工程技术分离出优质的红曲霉菌(MonascuspurpureusWent.)经液体深层发酵精致而成。红曲富含天然他汀类物质，能调节血脂，还能有效抗自由基、改善睡眠、提高免疫力、抗疲劳等功效。特别是从红曲霉的代谢产物中分离出来的MonacolinK(洛伐他汀)是一种胆固醇合成抑制剂，并且具有降血脂的作用。长久以来，国内外对红曲的研究、利用都很重视，大多集中在传统的酿酒、制醋、着色剂等方面。
目前以姜黄为原料申请的专利较多，如：CN102634440A公开了姜黄素食用醋及其制备方法；CN104109600A公开了一种桂圆姜黄酒及其制备方法；CN1017313471A公开了一种含姜黄素的液态乳制品及其制备方法等。
发明内容
本发明针对以上不足，提供了一种姜黄红曲及其制备方法。
本发明姜黄红曲的制备工艺，通过以下技术方案实现，其具体的包括如下步骤：
(1)红曲种子液制备
1)制备姜黄汁和培养基
将新鲜的姜黄清洗干净后，以料水比1：6进行打汁，或者用干姜黄以料水比1：15进行混合，采用水提法，提取5～8小时，过滤，重复2～3次，得到姜黄汁；
培养基组成配方为：麦芽糖4～6g，蛋白胨9～11g，酵母膏4～6g，葡萄糖19～21g，琼脂19～21g，加入上述得到的姜黄汁100ml，并定容到1L；
2)制备红曲一级种子液
将红曲霉菌转接到上述培养基上活化3～5天；再将活化后的红曲霉菌转接到30L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基与步骤1)培养基组成比例相同，但不加琼脂；调节发酵罐温度为28～32℃，湿度在50～60％，转速为150r/min，培养5～7天，得红曲一级种子液；
3)制备功能红曲二级种子液
将红曲一级种子液转接到300L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基与步骤1)培养基组成比例相同，但不加琼脂；调节发酵罐温度为28～32℃，湿度在50～60％，转速为150r/min，培养5～7天，得功能红曲二级种子液；
(2)姜黄红曲制备
4)配制营养液：营养液配方为葡萄糖：5～10重量份、蛋白胨：15～20重量份、硝酸钠：0.5～1重量份、硫酸镁：0.25～0.5重量份、磷酸二氢钾：0.25～0.5重量份，青稞粉、大米粉、薏米粉、苦荞粉中的一种或多种混合物15～20重量份，溶于1000重量份水中；
5)原料处理
将姜黄经挑选后进行粗粉碎，过10目筛子；
6)将上述步骤4)中配制好的营养液加入到上述步骤中5)处理好的姜黄颗粒中，营养液与姜黄重量配比为1.2:1，混合均匀后装瓶，放入高压锅中灭菌，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，形成姜黄发酵瓶，备用；
7)将上述步骤6)中灭菌好的姜黄发酵瓶通过无菌室中的传送带传送到接种箱中，并将步骤(1)中得到的功能红曲种子液，按原料体积的8％～15％(v/v)的量通过自动喷雾式接种机将红曲二级种子液接种到姜黄发酵瓶中，并混合均匀；
8)发酵、干燥后得到姜黄红曲。
所述红曲霉菌是功能红曲菌G-5或色曲红曲菌S-9，均有市售。
所述步骤8)发酵步骤包括：高温发酵，发酵室温度控制在31～34℃，相对湿度控制在60～90％内，发酵5天后，进入低温发酵，发酵室温度控制在25～30℃，相对湿度控制在70～85％内，发酵培养12～15天后结束。进行第二次发酵时，每隔1天开起搅拌器搅拌一次，搅拌时间为30min，以保证功能红曲在姜黄上生长均匀。
所述步骤8)干燥是将发酵好的姜黄功能红曲在温度50～60℃的热风干燥箱中干燥24～30小时。
在上述步骤6)中，采用无菌室中传送带，将灭菌好的姜黄传送到发酵池中，在此过程中，避免姜黄与外界环境的接触，从而避免二次污染。
上述步骤7)中，每隔8小时喷洒一次生理盐水，将喷头喷洒设定为每隔8小时喷洒一次，一次喷洒时间5～15min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
姜黄为常用中药，其主要生物活性成分为姜黄素类和挥发油。前者具有降血脂、抗凝、抗氧化、利胆、抗癌等作用；而后者主要起抗炎、抗菌以及止咳作用。姜黄素类通过诱导恶性肿瘤细胞分化、诱导肿瘤细胞凋亡及对肿瘤生长各期的抑制效应来发挥其抗癌作用，临床应用十分广泛。
姜黄红曲以姜黄为基质，接入具有不同功能的红曲菌种，经过制备红曲的过程而制得，使之得到具有功能性的姜黄红曲和色价高的姜黄色曲。该姜黄红曲中不仅含有丰富的MonacolinK(洛伐他丁)，同时还有姜黄中特有的姜黄素，使姜黄红曲具有丰富的营养价值和一定医药保健作用。
本发明在活化红曲菌种的培养基基础上加入姜黄汁，其目的在于使红曲能够在一个新的环境中适应其生长环境，并且也使红曲霉能很好的转化利用培养基中的姜黄，使红曲霉与姜黄两者相互作用，得到的姜黄红曲营养价值更高。
本发明在制备姜黄红曲添加了葡萄糖、蛋白胨、硝酸钠、硫酸镁、磷酸二氢钾、青稞粉、大米粉、薏米、苦荞粉等，在传统制曲的过程中，提供了丰富的氮源、碳源、微量元素，以保证红曲有一个适合生长的营养环境。
本发明提供了一种姜黄深加工的方法，为姜黄的利用寻找一条新的出路，提高姜黄附加值，可增加农民的收入来源。
本发明在制备种子液阶段，采用发酵罐对种子液进行培养，打破传统的种子液生产工艺，使生产量大大提高，同时将接种量定量，使每批次生产的姜黄红曲质量基本相同，避免了传统工艺生产红曲的不同性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
实施例1
制备姜黄功能红曲
1)制备姜黄汁
将新鲜的姜黄清洗干净后，以料水比1：6进行打汁，或者用干姜黄以料水比1：15进行混合，采用水提法，提取5小时，过滤，重复3次，得到姜黄汁；
2)制备功能红曲一级种子液
将保存好的功能红曲霉菌转接到培养基上活化5天，培养基组成配方为：麦芽糖5g，蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，琼脂20g，加入上述得到的姜黄汁100ml，并定容到1L。
再将活化后的功能红曲霉菌转接到30L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基的制备同上述培养基组成、制备方法相同，但不加琼脂。调节发酵罐温度为30℃，湿度在60％，转速为150r/min，培养5天，得功能红曲一级种子液。
3)制备功能红曲二级种子液
将功能红曲一级种子液转接到300L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基的制备同上述培养基组成、制备方法相同，但不加琼脂。调节发酵罐温度为28℃，湿度在60％，转速为150r/min，培养5天，得功能红曲二级种子液。
4)配制营养液：营养液配方按下述比例：葡萄糖：10g、蛋白胨：20g、硝酸钠：0.5g、硫酸镁：0.25g、磷酸二氢钾：0.25g，青稞粉20g，溶于1000mL水中。
5)原料处理
将姜黄经挑选后进行粗粉碎，过10目筛子，粒度在直径2mm左右。
6)将上述步骤4)中配制好的营养液加入到上述步骤中5)处理好的姜黄颗粒中，营养液与姜黄重量配比为1.2:1，混合均匀后装瓶，放入高压锅中灭菌，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，形成姜黄发酵瓶，备用；
7)将上述步骤6)中灭菌好的姜黄发酵瓶通过无菌室中的传送带传送到接种箱中，并将步骤3)中得到的功能红曲种子液，按原料体积的8％～15％(v/v)的量通过自动喷雾式接种机将红曲二级种子液接种到姜黄发酵瓶中，并混合均匀；
8)发酵、干燥：高温发酵，发酵室温度控制在32℃，相对湿度控制在60～90％内，发酵5天后，进入低温发酵，发酵室温度控制在28℃，相对湿度控制在70—85％内，发酵培养12天后结束。进行第二次发酵时，每隔1天开起搅拌器搅拌一次，搅拌时间为30min，以保证功能红曲在姜黄上生长均匀；将发酵好的姜黄功能红曲在温度50～60℃的热风干燥箱中干燥30小时，得到姜黄功能红曲。
上述步骤中，采用无菌室中传送带，将灭菌好的姜黄发酵瓶传送到接种箱中，此目的在于，避免姜黄发酵瓶与外界环境的接触，从而避免二次污染。
上述步骤中，从一级种子液到接种发酵，采用全自动化培养姜黄红曲，并在整个过程中均在无菌条件下进行，提高了姜黄红曲的生产效率。
按照上述条件下制得的姜黄红曲，洛伐他丁、姜黄素采用高效液相色谱法检测，色价采用分光光度法检测，其中：
洛伐他丁的含量是1.46mg/kg,姜黄素的含量是1.77％，色价217U。
实施例2
制备姜黄色曲：
1)制备姜黄汁
将新鲜的姜黄清洗干净后，以料水比1：6进行打汁，或者用干姜黄以料水比1：15进行混合，采用水提法，提取5小时，过滤，重复3次，得到姜黄汁；
2)制备色曲一级种子液
将保存好的色曲菌转接到培养基上活化3天，培养基组成配方为：麦芽糖5g，蛋白胨5g，酵母膏5g，葡萄糖20g，琼脂20g，加入上述得到的姜黄汁100ml，并定容到1L。
再将活化后的色曲菌转接到30L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基的制备同上述培养基组成、制备方法相同，但不加琼脂。调节发酵罐温度为28℃，湿度在60％，转速为150r/min，培养3天，得色曲一级种子液。
3)制备色曲二级种子液
将上述色曲一级种子液转接到300L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基的制备同上述培养基组成、制备方法相同，但不加琼脂。调节发酵罐温度为28℃，湿度在60％，转速为150r/min，培养3天，得色曲二级种子液。
4)原料处理：将姜黄经挑选后进行粗粉碎，粒度在直径2mm左右；浸泡4～6小时，然后沥干10～20分钟。
5)灭菌：将处理好后的姜黄放入高压锅中灭菌，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，备用；
6)冷却、接种：将上述步骤灭菌好的姜黄通过无菌室传送带传送到发酵池中，同时加入下述质量百分比、并经灭菌的原料中：葡萄糖：1％，蛋白胨：2％，硝酸钠：0.05％，硫酸镁：0.2％，磷酸二氢钾：0.2％，青稞粉、大米粉、薏米粉、苦荞粉中的一种或多种混合物1％～2％，用搅拌器混合均匀；再将步骤3)中得到的色曲种子液，按原料体积的15％～30％(v/v)的量接种到发酵池中，再用搅拌器混合均匀；
7)发酵：接种完毕后，将发酵池温度控制在35～37℃，48～60小时后，再将发酵温度调至28～30℃，发酵6～9天。在发酵过程中，每隔8小时喷洒一次生理盐水，以保证在发酵过程中，色曲在充足的水分中成长。
8)烘干干燥：将发酵结束后，转入烘干房进行干燥处理，得姜黄色曲。
按照上述条件下制得的姜黄红曲，洛伐他丁、姜黄素采用高效液相色谱法检测，色价采用分光光度法检测，其中洛伐他丁的含量是0.51mg/kg,姜黄素的含量是0.72％，色价3800U。
在上述步骤6)中，采用无菌室中传送带，将灭菌好的姜黄传送到发酵池中，在此过程中，避免姜黄与外界环境的接触，从而避免二次污染。
上述步骤7)中，每隔8小时喷洒一次生理盐水，将喷头喷洒设定为每隔8小时喷洒一次，一次喷洒时间5-15min。
参比实施例1
(1)功能红曲种子液制备
将保存好的功能红曲菌转接到沙氏培养基上活化5天，沙氏培养基组成配方为：麦芽糖5g，蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，琼脂20g，定容到1L。
再将活化后的功能红曲霉菌转接到500mL液体培养基上，液体培养的制备同上述沙氏的制备方法相同，但是不加琼脂。置于温度30℃，湿度在60％，转速为150r/min的摇床里培养7天，得功能红曲种子液。
(2)配制营养液：营养液配方为葡萄糖：60g、蛋白胨：180g、硝酸钠：6g、硫酸镁：3g、磷酸二氢钾：3g，青稞粉180g，溶于12L水中。
(2)原料处理：将姜黄经挑选后进行粗粉碎，过筛，使粒度在直径2mm左右，挑选后的姜黄重量在10kg；
(3)将处理好的姜黄加入12L水，混匀后分装到1000ml三角瓶中，每瓶的装量在500ml处，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，备用；
(4)将步骤(1)中得到的种子液，再按原料体积比的7％的量，及40ml种子液接种到步骤(3)中灭菌冷却的姜黄原料中，混合均匀；
(5)发酵，温度控制在32℃，相对湿度控制在60％，发酵5天后，温度控制在28℃，相对湿度控制在70％，发酵到第12天时结束，进入第二次发酵时，每隔1天进行摇瓶一次，以保证功能红曲在姜黄上生长均匀。
(6)干燥，将发酵好的姜黄功能红曲在温度50-60℃的热风干燥箱中干燥24—30小时，得到姜黄功能红曲。
按照上述条件下制得的姜黄红曲，洛伐他丁、姜黄素采用高效液相色谱法检测，色价采用分光光度法检测，其中洛伐他丁的含量是022mg/kg,姜黄素的含量是0.58％，色价208U。
参比实施例2
制备姜黄色曲的具体步骤：
(1)色曲种子液制备
1)制备姜黄汁
将保存好的色曲红曲霉菌转接到转接到沙氏培养基上活化3天，沙氏培养基组成配方为：麦芽糖5g，蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，琼脂20g,定容到1L。
再将活化后的功能红曲霉菌转接到500mL液体培养基上，液体培养的制备同上述沙氏的制备方法相同，但是不加琼脂。置于温度30℃，湿度在60％，转速为150r/min的摇床里培养5天，得色曲种子液
(2)原料处理：将挑选后姜黄10kg进行粗粉碎，过筛，使粒度直径2mm左右；浸泡5小时，然后沥干15分钟。
(3)灭菌：将处理好后的姜黄放入高压锅中灭菌，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，摊凉备用；
(4)冷却：灭菌后的姜黄取出，使温度降低到30度左右，在冷却后的姜黄中加入葡萄糖：5％，蛋白胨：10％，硝酸钠：0.2％，硫酸镁：0.1％，磷酸二氢钾：1％，青稞粉1.5％，混合均匀。
(5)接种：将上述步骤(1)中色曲种子液接入到上述步骤(4)中冷却后的姜黄中，搅拌均匀。
(6)发酵：接种完毕后，放入发酵房，维持温度在35℃，48小时后，取出，在转入发酵池中进行，温度控制在30℃，湿度在70％，发酵7天，在发酵过程中，每隔8小时喷洒一次水，以保证在发酵过程中，色曲在充足的水分中成长。
(7)烘干：姜黄红曲发酵结束后转入烘干房进行干燥处理，得姜黄色曲。
按照上述条件下制得的姜黄红曲，洛伐他丁、姜黄素采用高效液相色谱法检测，色价采用分光光度法检测，其中洛伐他丁的含量是0.18mg/kg,姜黄素的含量是0.36％，色价1200U。
综上所述，以实施例1、实施例2，参比实施例1和参比实施例2的条件下制成的姜黄红曲的洛伐他丁、姜黄素、色价的含量如下表：
洛伐他丁含量(mg/kg) 姜黄素(质量％) 色价(U)
实施例1 1.46 1.77 217
实施例2 0.51 0.72 3800
参比实施例1 0.22 0.58 208
参比实施例2 0.18 0.36 1200
比较参比实施例1和参比实施例2工艺与本发明工艺制得姜黄功能红曲和姜黄色曲，从上表的结果可以看出，以参比实施例1的条件制得的姜黄红曲中的洛伐他丁、姜黄素含量明显比实施例1的条件制得洛伐他丁、姜黄素含量低，而用两种条件制得色价确没有明显的变化；参比实施例2的条件制得的姜黄红曲中的色价明显比实施例2的条件制得的色价低，而洛伐他丁、姜黄素的含量确没有明显改变。所以本发明中的制备工艺不仅保留了姜黄中原有的有效成分的含量，同时使本发明产品的洛伐他丁、姜黄素、色价的含量更高，使本发明产品具有丰富的营养价值和一定医药保健作用。

Claims (7)

1.一种姜黄红曲制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)红曲种子液制备
1)制备姜黄汁和培养基
将新鲜的姜黄清洗干净后，以料水比1：6进行打汁，或者用干姜黄以料水比1：15进行混合，采用水提法，提取5～8小时，过滤，重复2～3次，得到姜黄汁；
培养基组成配方为：麦芽糖4～6g，蛋白胨9～11g，酵母膏4～6g，葡萄糖19～21g，琼脂19～21g，加入上述得到的姜黄汁100ml，并定容到1L；
2)制备红曲一级种子液
将红曲霉菌转接到上述培养基上活化3～5天；再将活化后的红曲霉菌转接到30L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基与步骤1)培养基组成比例相同，但不加琼脂；调节发酵罐温度为28～32℃，湿度在50～60％，转速为150r/min，培养5～7天，得红曲一级种子液；
3)制备功能红曲二级种子液
将红曲一级种子液转接到300L液体发酵罐中培养，发酵罐中液体培养基与步骤1)培养基组成比例相同，但不加琼脂；调节发酵罐温度为28～32℃，湿度在50～60％，转速为150r/min，培养5～7天，得功能红曲二级种子液；
(2)姜黄红曲制备
4)配制营养液：营养液配方为葡萄糖：5～10重量份、蛋白胨：15～20重量份、硝酸钠：0.5～1重量份、硫酸镁：0.25～0.5重量份、磷酸二氢钾：0.25～0.5重量份，青稞粉、大米粉、薏米粉、苦荞粉中的一种或多种混合物15～20重量份，溶于1000重量份水中；
5)原料处理
将姜黄经挑选后进行粗粉碎，过10目筛子；
6)将上述步骤4)中配制好的营养液加入到上述步骤中5)处理好的姜黄颗粒中，营养液与姜黄重量配比为1.2:1，混合均匀后装瓶，放入高压锅中灭菌，灭菌条件为121℃灭菌30分钟，形成姜黄发酵瓶，备用；
7)将上述步骤6)中灭菌好的姜黄发酵瓶通过无菌室中的传送带传送到接种箱中，并将步骤(1)中得到的功能红曲种子液，按原料体积的8％～15％(v/v)的量通过自动喷雾式接种机将红曲二级种子液接种到姜黄发酵瓶中，并混合均匀；
8)发酵、干燥后得到姜黄红曲。
2.根据权利要求1所述的姜黄红曲制备方法，其特征在于：所述红曲霉菌是功能红曲菌G-5或色曲红曲菌S-9。
3.根据权利要求2所述的姜黄红曲制备方法，其特征在于：所述步骤8)发酵步骤包括：高温发酵，发酵室温度控制在31～34℃，相对湿度控制在60～90％内，发酵5天后，进入低温发酵，发酵室温度控制在25～30℃，相对湿度控制在70～85％内，发酵培养12～15天后结束。进行第二次发酵时，每隔1天开起搅拌器搅拌一次，搅拌时间为30min，以保证功能红曲在姜黄上生长均匀。
4.根据权利要求2所述的姜黄红曲制备方法，其特征在于：所述步骤8)干燥是将发酵好的姜黄功能红曲在温度50～60℃的热风干燥箱中干燥24～30小时。
5.一种姜黄红曲，其特征在于：所述姜黄红曲是权利要求1至4任一项方法制备得到的姜黄红曲。
6.根据权利要求5所述的姜黄红曲，其特征在于：所述姜黄红曲是姜黄功能红曲菌。
7.根据权利要求5所述的姜黄红曲，其特征在于：所述姜黄红曲是姜黄色曲红曲菌。
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