CN109043331A - 一种红曲荞麦的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红曲荞麦的制备方法，包括如下步骤：(1)将活化后的红曲菌菌种经稀释和过滤后，将菌液接种到PDB液体培养基中，在30℃、120r/min振荡培养36h，得种子液，种子液经稀释后，得菌悬液；(2)按质量比为1：0.4～0.7将荞麦和水混合均匀并经灭菌后，得发酵培养基；(3)按接种量为4～12％将菌悬液接种到发酵培养基中，按0.05～0.1g/mL的装料密度将发酵培养基加入容器中，在30℃下发酵培养12天，得到成品。本发明制得的红曲荞麦含有红曲，还含有黄酮类物质，且通过调整发酵培养基的初始含水量、接种量以及装料密度，促进红曲菌菌丝生长和繁殖，有效的提高了红曲荞麦中红曲色素的含量。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种红曲荞麦的制备方法。
背景技术
我国很早就利用红曲菌发酵制曲米、腐乳、酿酒、醋等传统食品，现代有大量的研究表明，红曲菌能够产生多种对人体有益的代谢产物，其初级代谢产物以醇、醛、酸、蛋白质和众多水解酶为主，次级代谢产物包括红曲色素、胆固醇合成抑制剂、抗生素类物质以及其他与降血压、降血脂、抗氧化等有关的生理活性物质。
荞麦营养物质丰富，无论是苦荞还是甜荞，与大米、小麦和玉米等大宗粮食相比，荞麦的脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等含量普遍高于大宗粮食。此外，荞麦中含有芦丁、槲皮素等黄酮类物质，黄酮类物质具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血压、降血脂、预防动脉粥样硬化和保护心血管等作用。由于黄酮类物质具有很强的抗氧化性和清除自由基功能，荞麦对预防脑出血和贫血、控制和治疗高血压症、降血糖、降血脂具有良好的效果以及对肿瘤细胞生长有一定的抑制作用。流行病学研究显示，四川凉山州以苦荞麦为主食的彝族人的糖尿病、高血压和高血脂的发病率极低。
红曲色素是一种由红曲霉属的丝状真菌经发酵而成的优质的天然食用色素，是红曲发酵过程中产生的次级代谢产物，其主要包括橙色、黄色和红色三类色素组分。由于红曲色素具有天然、安全、生产周期短、生产不受原料与季节限制等优势，红曲色素在食品中的应用越来越广泛。另外，红曲色素除用于食品着色外，还有消炎、抗氧化、抑菌、降胆固醇、抗突变和抗肿瘤等活性，应用前景非常广阔。
现有技术中红曲的制备方法可以概括为首先接种红曲菌，然后以大米为主要原料，通过改变基质组成或发酵条件经固态或液态发酵生产红曲色素，但是现有技术进行红曲发酵，往往其色素的含量较低或者色素含量没有明显提高，且大米在红曲菌发酵中除了提供淀粉外，几乎不能再提供其他成分。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种既能提高红曲色素的含量，又能保留荞麦中的黄酮类物质的红曲荞麦的制备方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，包括如下步骤：
S1.将活化后的红曲菌菌种经稀释和过滤后，再将菌液接种到PDB液体培养基中，并在30℃、120r/min振荡培养36h，得到种子液，将所述种子液稀释后，得到菌悬液；
S2.按照荞麦和水的质量比为1：0.4～0.7将荞麦和水混合均匀，混合物经过灭菌后，得到发酵培养基；
S3.按接种量为4～12％将所述菌悬液接种到所述发酵培养基中，再按0.05～0.1g/mL的装料密度将发酵培养基加入容器中，并在30℃下发酵培养12天，得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1.本发明将活化后的红曲菌菌种在特定的条件下培养后，再通过调整发酵培养基的初始含水量、接种量以及装料密度，促进红曲菌菌丝生长和红曲菌繁殖，有效的提高了培养基中红曲菌的生物量，从而有效的提高了红曲荞麦中红曲色素的含量；
2.本发明制备的红曲荞麦与红曲米相比，具有更高的保健功效，其不仅含有红曲色素，还含有芦丁、槲皮素等黄酮类物质，本发明提供的红曲荞麦中的红曲色素和黄酮类物质协同作用，与单一物质相比，对控制和治疗高血压症、降血脂具有更好的效果；
3.本方法制备的红曲荞麦效率高、耗时短、操作简单且成本更低，具有极高的推广和应用价值；
4.本发明制备的红曲荞麦不仅丰富了荞麦制品的品种，还提高了荞麦的利用效率和利润空间，对促进农民增收具有十分重要的现实意义。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中的试验材料和培养基的成分如下：
(1)试验材料：
红曲菌菌种：紫色红曲菌(Monascus purpureus)，购自微生物菌种保藏中心(BNCC189220)。
试剂：磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化钠、氯化锌和氯化钙等均为分析纯。
(2)培养基：
CYA培养基的成分为：KH2PO40.3g，MgSO4·7H2O 0.5g，FeSO4·7H2O 0.002g，NaCl1.0g，ZnCl20.015g，CaCl2·2H2O 0.005g，琼脂20g，蒸馏水溶解定容1000mL，pH 6.5～7.0。
PDB液体培养基的成分为：马铃薯200g，无水葡萄糖20g，用蒸馏水定容至1000mL，自然pH。
实施例1：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，包括如下步骤：
(1)红曲菌种的培养：在无菌条件下，将适量的红曲菌菌种接种于CYA斜面培养基上，然后将CYA斜面培养基放入恒温培养箱中，在30℃培养10天活化菌种，将CYA斜面培养基上已长好的菌株用适量的无菌水冲洗并刮下来，再将带有菌株的液体转入装有玻璃珠的锥形瓶中，轻轻摇荡锥形瓶，然后用6层纱布过滤锥形瓶中的液体，再按4％的接种量将滤液接种到PDB液体培养基中，将PDB液体培养基放入恒温培养箱中，在30℃下，120r/min的条件下振荡培养36h，得到种子液；按照种子液和无菌水的体积比为1：9，将种子液稀释至孢子数为107个/mL的菌悬液；
(2)制备荞麦固体培养基：称取适量的荞麦洗净、沥干后装入发酵瓶中，再按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.6向发酵瓶中加入去离子水，将发酵瓶经121℃高压蒸煮30min灭菌，冷却后得到荞麦固体培养基，即发酵培养基；
(3)发酵培养红曲荞麦：按接种量为10％(菌悬液与荞麦固体培养基的质量比)将步骤(1)中的菌悬液和步骤(2)中的荞麦固体培养基混合均匀，再按照装料密度(菌悬液和荞麦固体培养基混合物的质量和玻璃容器的体积之比，单位为g/mL)为1/15g/mL(即0.067g/mL)将菌悬液和荞麦固体培养基的混合物装入干净的锥形瓶中，将玻璃容器放入恒温培养箱中，在30℃下培养12天，在培养期间，不定时摇晃锥形瓶，使锥形瓶中的物质充分发酵，培养后得到红曲荞麦。
实施例2：
本比较例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(2)中按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.4向发酵瓶中加入去离子水，制备荞麦固体培养基。
实施例3：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(2)中按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.5向发酵瓶中加入去离子水，制备荞麦固体培养基。
实施例4：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(2)中按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.7向发酵瓶中加入去离子水，制备荞麦固体培养基。
实施例5：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按接种量为4％(菌悬液与荞麦固体培养基的质量比)将步骤(1)中的菌悬液和步骤(2)中的荞麦固体培养基混合均匀。
实施例6：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按接种量为6％(菌悬液与荞麦固体培养基的质量比)将步骤(1)中的菌悬液和步骤(2)中的荞麦固体培养基混合均匀。
实施例7：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按接种量为8％(菌悬液与荞麦固体培养基的质量比)将步骤(1)中的菌悬液和步骤(2)中的荞麦固体培养基混合均匀。
实施例8：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按接种量为12％(菌悬液与荞麦固体培养基的质量比)将步骤(1)中的菌悬液和步骤(2)中的荞麦固体培养基混合均匀。
实施例9：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按照装料密度为0.1g/mL将菌悬液和荞麦固体培养基的混合物装入干净的锥形瓶中。
实施例10：
本实施例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按照装料密度为0.05g/mL将菌悬液和荞麦固体培养基的混合物装入干净的锥形瓶中。
比较例1：
本比较例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(2)中按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.2向发酵瓶中加入去离子水，制备荞麦固体培养基。
比较例2：
本比较例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(2)中按照荞麦和去离子水的质量比为1：0.3向发酵瓶中加入去离子水，制备荞麦固体培养基。
比较例3：
本比较例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按照装料密度为0.2g/mL将菌悬液和荞麦固体培养基的混合物装入干净的锥形瓶中。
比较例4：
本比较例提供了一种红曲荞麦的制备方法，具体的制备方法与实施例1相同，区别在于：步骤(3)中按照装料密度为0.04g/mL将菌悬液和荞麦固体培养基的混合物装入干净的锥形瓶中。
测量实施例1～10以及比较例1～4中的红曲荞麦中的红曲色素和黄酮的含量，结果见表1。
表1红曲荞麦中的红曲色素和黄酮的含量
| 黄色素(U/g) | 橙色素(U/g) | 红色素(U/g) | 黄酮含量(mg/g) | |
| 实施例1 | 35.58 | 14.55 | 19.67 | 3.58 |
| 实施例2 | 8.75 | 3.75 | 4.95 | 3.52 |
| 实施例3 | 14.88 | 6.375 | 8.50 | 3.53 |
| 实施例4 | 25.80 | 10.70 | 14.80 | 3.53 |
| 实施例5 | 15.38 | 6.5 | 9.2 | 3.46 |
| 实施例6 | 24.35 | 9.63 | 12.83 | 3.49 |
| 实施例7 | 34.86 | 12.05 | 15.05 | 3.52 |
| 实施例8 | 18.78 | 6.75 | 9.93 | 3.58 |
| 实施例9 | 16.65 | 6.39 | 9.28 | 3.56 |
| 实施例10 | 17.53 | 3.75 | 5.78 | 3.56 |
| 比较例1 | 0.24 | 0.12 | 0.09 | 3.46 |
| 比较例2 | 0.32 | 0.32 | 0.13 | 3.51 |
| 比较例3 | 2.375 | 0.86 | 1.12 | 3.46 |
| 比较例4 | 12.94 | 0.92 | 1.06 | 3.56 |
由表1可知，当发酵培养基的初始含水量为40～70％，装料密度为0.05～0.1g/mL，接种量为4～12％时，能显著提高红曲色素的含量，且不影响荞麦中的黄酮含量，当发酵培养基中的初始含水量为60％，装料密度为0.067g/mL，接种量为10％时，制得的红曲荞麦中红曲色素和黄酮的含量最高。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种红曲荞麦的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将活化后的红曲菌菌种经稀释和过滤后，再将菌液接种到PDB液体培养基中，并在30℃、120r/min振荡培养36h，得到种子液，将所述种子液稀释后，得到菌悬液；
S2.按照荞麦和水的质量比为1：0.4～0.7将荞麦和水混合均匀，混合物经过灭菌后，得到发酵培养基；
S3.按接种量为4～12％将所述菌悬液接种到所述发酵培养基中，再按0.05～0.1g/mL的装料密度将发酵培养基加入容器中，并在30℃下发酵培养12天，得到成品。
2.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中荞麦和水的质量比为1：0.6。
3.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中接种量为10％。
4.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述装料密度为0.067g/mL。
5.根据权利要求1～4任一项所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述红曲菌为紫色红曲菌Monascuspurpureus。
6.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述红曲菌菌种采用如下方法活化：将红曲菌菌种稀释后，涂布在CYA培养基上，并在30℃下培养12天；所述CYA培养基包括如下成分：KH2PO4 0.3g、MgSO4·7H2O 0.5g、FeSO4·7H2O 0.002g、NaCl1.0g、ZnCl2 0.015g、CaCl2·2H2O 0.005g和琼脂20g，pH为6.5～7.0。
7.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述菌液按照4％的接种量接种到PDB液体培养基中。
8.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述PDB液体培养基包括马铃薯200g和无水葡萄糖20g。
9.根据权利要求1所述的红曲荞麦的制备方法，其特征在于，所述灭菌是采用高压蒸汽灭菌法在121℃的条件下灭菌30min。
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