CN109593790B - 一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素及制备方法与应用 - Google Patents

一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素及制备方法与应用。本发明通过对凝结芽孢杆菌发酵，得到发酵液；接着用截留分子量为30kDa的超滤膜对发酵液进行两次超滤，将两次超滤得到的透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行第三次超滤，收集浓缩液；将浓缩液与植物油脂混合均匀，然后静置，待分层趋于稳定后，取上层的萃取液；将萃取液和醇溶性红曲色素混合，搅拌均匀，得到油溶性红曲色素。该油溶性红曲色素着色均匀、稳定，适用于食品、化妆品和药品等工业领域。

Description

一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素及制备方法与 应用
技术领域
本发明属于天然色素技术领域，特别涉及一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素及制备方法与应用。
背景技术
红曲色素是红曲霉发酵产生的次级代谢产物，是一系列聚酮类化合物的混合物。红曲色素已被鉴定的色素组分有十几种，目前最具应用价值的红曲色素主要集中为6种醇溶性的红曲色素，包括呈红色的红斑红曲胺(Rubropunctamine)、红曲玉红胺(Monascrubramine)，呈橙色的红斑红曲素(Rubropunctatin)、红曲玉红素(Monascorubrin)，呈黄色的安卡红曲黄素(Ankaflabin)、红曲素(Monascin)。
红曲色素是一种安全性高、稳定性好、着色力强的天然色素，并具有降低血脂、血压，抗突变、防腐、保鲜等生理活性。中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)已经将红曲色素作为安全食品添加剂，日本、美国、欧洲等国家地区也将红曲色素作为食品辅料或食品配料。目前，红曲色素广泛应用于食品、化妆品、医药等工业领域，例如，肉制品、糕点、糖果、酱类、饮料等行业的着色都应用了红曲色素。
现有的红曲色素商品是醇溶性、水溶性的色素，在油脂类液体中几乎不溶解。这个缺陷限制了红曲色素在极性较低的液体中应用。为了克服红曲色素不溶于油脂类液体的缺陷，有人尝试利用现有的各种乳化剂商品改进红曲色素的亲油性，如利用蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯等将红曲色素、水和食用油进行乳化。但是，红曲色素在现有的一些乳化剂商品上着色很弱，利用这些乳化剂商品制成的油溶性红曲色素着色不均匀，分层现象严重，很难实现商品化生产与应用。为了克服现有技术的缺点，本发明利用可用于食品中的凝结芽孢杆菌为菌种，发酵生产生物表面活性剂，以所产生的生物表面活性剂为媒介，将醇溶性红曲色素制成油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素具有着色均匀、稳定性强的特点，填补油溶性红曲色素市场空白，为红曲色素提供更加广泛的市场前景。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法。
本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的油溶性红曲色素。
本发明的再一目的在于提供上述油溶性红曲色素的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，包括如下步骤：
(1)活化凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)；
(2)生物表面活性剂的发酵：将发酵培养基置于发酵罐中，灭菌，冷却后将步骤(1)活化的凝结芽孢杆菌接种至发酵培养基中，启动搅拌，通入无菌空气，控制搅拌转速、通气比和温度，发酵；
(3)生物表面活性剂的获得：用截留分子量为30kDa的超滤膜对发酵液进行第一次超滤，设定浓缩比，收集第一次透过液；用无菌水稀释第一次超滤所得的浓缩液，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次超滤，设定浓缩比，收集第二次透过液；将两次收集的透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行第三次超滤，设定浓缩比，收集浓缩液；
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂：在无菌条件下，将步骤(3)获得的浓缩液与植物油脂混合均匀，然后静置，待分层趋于稳定后，排出下层的液体，取上层的萃取液；
(5)油溶性红曲色素的制备：将步骤(4)所得的萃取液和醇溶性红曲色素混合，搅拌均匀，得到着色均匀的油溶性红曲色素。
步骤(1)中所述的凝结芽孢杆菌优选为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)NY008(于2018年9月12日保藏于位于广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼的广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：60444)，但不仅限于所述的凝结芽孢杆菌，但不仅限于所述的凝结芽孢杆菌。
步骤(1)中所述的活化的步骤优选如下：将凝结芽孢杆菌菌种接种于摇瓶培养基中，于38～40℃、以20～80rpm的转速培养至对数生长期。
所述的摇瓶培养基指的是适合凝结芽孢杆菌生长繁殖的培养基，优选成分如下的培养基：葡萄糖30g/L、酵母膏5g/L、蛋白胨5g/L、KH2PO4 2g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L，pH6.8～7.0。
所述的摇瓶培养基的配制步骤如下：称取葡萄糖30g、酵母膏5g、蛋白胨5g、KH2PO42g、MgSO4·7H2O 0.5g，用水溶解，将pH调节至6.8～7.0，再用水定容至1L，灭菌，得到摇瓶培养基。
所述的灭菌的条件优选为于115～121℃灭菌15～30min。
所述的培养的时间优选为12～14h。
步骤(2)中所述的接种的接种量为1％～10％(v/v)。
步骤(2)中所述的发酵培养基为适合凝结芽孢杆菌生长繁殖的培养基，优选为组成如下的发酵培养基：柠檬酸钠20～40g/L、蛋白胨5～10g/L、KH2PO4 2～2.5g/L、MgSO4·7H2O 0.4～0.5g/L，pH6.8～7.0。
步骤(2)中述的灭菌的条件优选为于115～121℃灭菌15～30min。
步骤(2)中所述的搅拌的转速优选为30～90rpm。
步骤(2)中所述的通气比优选为0.10～0.30vvm。
步骤(2)中所述的温度优选为38～40℃。
步骤(2)中所述的发酵的时间优选为6～8天。
步骤(3)中所述的第一次超滤中的浓缩比为(8～10)：1。
步骤(3)中所述的的用量优选为按其为第一次超滤所得的浓缩液体积的6～8倍计算。
步骤(3)中所述的第二次超滤中的浓缩比为(8～10)：1；更优选为(9～10)：1。
步骤(3)中所述的第三次超滤中的浓缩比为(3～4)：1。
步骤(4)中所述的植物油脂用于萃取步骤(3)获得的浓缩液中的生物表面活性剂，其用量优选为按植物油脂：浓缩液＝体积比1：1配比。
步骤(4)中所述的植物油脂优选为花生油和大豆油中的一种或两种。
步骤(4)中所述的混合的条件优选为于2000～4000rpm的转速搅拌5～15min；更优选为于2000～4000rpm的转速搅拌10min。
步骤(5)中所述的醇溶性红曲色素的用量优选为按1～3g醇溶性红曲色素/L浓缩液计算。
步骤(5)中所述的搅拌的速度优选为2000～4000rpm。
步骤(5)中所述的搅拌的时间优选为10min。
步骤(5)中所述的静置的时间优选为12～24h。
一种油溶性红曲色素，通过上述制备方法得到。该油溶性红曲色素均匀稳定，可根据使用的实际需求，与其它植物油脂混和，调制成不同色度。
所述的油溶性红曲色素在在食品领域、化妆品领域和药品领域中的应用。
本发明相对于现有技术，具有的优点和有益效果是：
(1)已有技术所制的油溶性红曲色素需应用市售的食品乳化剂，生产成本较高。凝结芽孢杆菌是可用于食品生产的微生物，被中国、美国等国家食品药品监督部门认定为安全有效的微生物。本发明制备油溶性红曲色素时，可直接利用凝结芽孢杆菌的发酵液，不需经过生物表面活性剂的提取与纯化，生产操作简化，可节省成本。
(2)已有技术所用的食品乳化剂主要是蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯等，不能与红曲色素分子结合，只能对植物油脂和水的混合体系起乳化作用，红曲色素分子主要溶于乳化体系中的水相。因此，已有技术所制的油溶性红曲色素产品着色均匀性和稳定性均较差，随放置时间延长，水相与油相会出现分层，红曲色素分布于水相，油相明显褪色，难以推广应用。本发明主要利用由凝结芽孢杆菌代谢的脂肽类生物表面活性剂作为乳化剂，脂肽类生物表面活性剂的肽链能够与红曲色素紧密结合，通过脂肽类生物表面活性剂的疏水基与植物油脂结合，所制成的油溶性红曲色素产品着色均匀、稳定性好，可商品化应用。
(3)已有技术所制的油溶性红曲色素产品保质期一般为6个月。由凝结芽孢杆菌代谢产生的脂肽类物质是天然、安全的生物表面活性剂，并对大肠杆菌、伤寒沙门菌、普通变形杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和痢疾志贺菌的生长有抑制作用。因此，本发明所制成的油溶性红曲色素产品具有较长保质期，超过12个月。
(4)已有技术的油溶性红曲色素制备过程的乳化操作、均质操作均需进行两次或两次以上，且需要温度控制操作，操作繁琐，均质操作要求高压均质机。本发明的制备过程只需一次萃取操作和一次搅拌溶解操作，不需进行温度控制，设备要求不高，操作简单，易于实现生产。
(5)本发明所制成的油溶性红曲色素能够应用于含油脂食品、化妆品等，拓展了醇溶性红曲色素的应用范围，可以为红曲色素工业带来较大的经济效益，推动红曲色素工业发展。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)凝结芽孢杆菌的摇瓶培养
称取60g葡萄糖、10g酵母膏、10g蛋白胨、4g KH2PO4、1g MgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0，用水定容至2L，得到摇瓶培养基。将摇瓶培养基分装至10个1000mL三角瓶，每瓶装液量为200mL，于121℃下灭菌20min，冷却至室温。用接种环将凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)NY008(保藏于广东省微生物菌种保藏中心)的斜面菌种接入各个三角瓶中，每瓶接入1环菌体。然后，将三角瓶放入振荡培养箱中，在80rpm、40℃的条件下振荡培养12h。
(2)生物表面活性剂的发酵
称取800g柠檬酸钠、200g蛋白胨、50g KH2PO4、10gMgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0，用水定容至20L。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)制备的10瓶摇瓶种子液接入发酵罐，启动搅拌和通入无菌空气，发酵8天。在发酵过程中，搅拌转速始终控制为30rpm，温度控制为39～40℃；根据菌体对溶解氧的需求，发酵0～24h的通气比由0.1vvm逐步增加至0.3vvm，发酵24～96h的通气比控制为0.3vvm，发酵96h以后的通气比控制为0.2vvm。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的发酵液进行第一次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第一次透过液19.8L。在第一次超滤所得浓缩液中加入13.2L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第二次透过液11.88L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为3:1，收集得到10.56L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的10.56L浓缩液与等体积的花生油放入搅拌容器中，在4000rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置24h，上层液体乳化明显，呈现黏稠状态。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量萃取层，最后得到10.4L萃取液。
(5)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的10.4L萃取液转入无菌的搅拌容器中，添加31.2g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在4000rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉溶解于乳化液中，即可得到着色均匀的油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素在常温下密闭、避光放置12个月，着色均匀、稳定，无霉变。
实施例2
(1)凝结芽孢杆菌的摇瓶培养
称取30g葡萄糖、5g酵母膏、5g蛋白胨、2g KH2PO4、0.5g MgSO4·7H2O，加入水混匀，定容1L，用氢氧化钠溶液调节pH为6.8。将摇瓶培养基分装至10个1000mL三角瓶，每瓶装液量为100mL，于121℃下灭菌20min，冷却至室温。用接种环将凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)NY008(保藏于广东省微生物菌种保藏中心)的斜面菌种接入各个三角瓶中，每瓶接入1环菌体。然后，将三角瓶放入振荡培养箱中，在20rpm、38℃的条件下振荡培养14h。
(2)生物表面活性剂的发酵
称取400g柠檬酸钠、100g蛋白胨、40g KH2PO4、8gMgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为6.8，用水定容至20L。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)中10瓶摇瓶种子液接入发酵罐，启动搅拌和通入无菌空气，发酵7天。在发酵过程中，搅拌转速始终控制为90rpm，温度控制为38～39℃；根据菌体对溶解氧的需求，发酵0～20h的通气比由0.1vvm逐步增加至0.3vvm，发酵20～108h的通气比控制为0.3vvm，发酵108～144h的通气比控制为0.2vvm，发酵144h以后的通气比控制为0.15vvm。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的发酵液进行第一次过滤，设定浓缩比为8:1，收集得到第一次透过液19.25L。在第一次超滤所得浓缩液中加入22L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第二次透过液21.66L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为4:1，收集得到10.23L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的10.23L浓缩液与等体积的花生油放入搅拌容器中，在2000rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置12h，上层液体乳化明显，呈现黏稠状态。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量萃取层，最后得到10.1L萃取液。
(5)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的10.1L萃取液转入无菌的搅拌容器中，添加10.1g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在2000rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉溶解于乳化液中，即可得到着色均匀的油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素在常温下密闭、避光放置12个月，着色均匀、稳定，无霉变。
实施例3
(1)凝结芽孢杆菌的摇瓶培养
称取6g葡萄糖、1g酵母膏、1g蛋白胨、0.4g KH2PO4、0.1g MgSO4·7H2O，加入水混匀，定容200mL，用氢氧化钠溶液调节pH为6.9。将200mL摇瓶培养基装入1个1000mL三角瓶，于121℃下灭菌20min，冷却至室温。用接种环将凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)NY008(保藏于广东省微生物菌种保藏中心)的斜面菌种接入三角瓶中，接种量为1环菌体。然后，将三角瓶放入振荡培养箱中，在50rpm、30℃的条件下振荡培养13h。
(2)生物表面活性剂的发酵
称取600g柠檬酸钠、150g蛋白胨、45g KH2PO4、9gMgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为6.9，用水定容至20L。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)制备的摇瓶种子液接入发酵罐，启动搅拌和通入无菌空气，发酵8天。在发酵过程中，搅拌转速始终控制为60rpm，温度控制为39～40℃；根据菌体对溶解氧的需求，发酵0～22h的通气比由0.1vvm逐步增加至0.3vvm，发酵22～144h的通气比控制为0.3vvm，发酵144～168h的通气比控制为0.2vvm，发酵168h以后的通气比控制为0.1vvm。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的发酵液进行第一次过滤，设定浓缩比为9:1，收集得到第一次透过液17.96L。在第一次超滤所得浓缩液中加入15.68L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为9:1，收集得到第二次透过液16.13L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为3.5:1，收集得到9.74L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的9.74L浓缩液与等体积的花生油放入搅拌容器中，在3000rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置18h，上层液体乳化明显，呈现黏稠状态。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量萃取层，最后得到9.6L萃取液。
(5)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的9.6L乳化液转入无菌的搅拌容器中，添加19.2g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在3000rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉溶解于乳化液中，即可得到着色均匀的油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素在常温下密闭、避光放置12个月，着色均匀、稳定，无霉变。
实施例4
(1)凝结芽孢杆菌的摇瓶培养
称取45g葡萄糖、7.5g酵母膏、7.5g蛋白胨、3g KH2PO4、0.75g MgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0，用水定容至1.5L。将摇瓶培养基分装至10个1000mL三角瓶，每瓶装液量为150mL，于121℃下灭菌20min，冷却至室温。用接种环将凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)NY008(保藏于广东省微生物菌种保藏中心)的斜面菌种接入各个三角瓶中，每瓶接入1环菌体。然后，将三角瓶放入振荡培养箱中，在50rpm、39℃的条件下振荡培养13h。
(2)生物表面活性剂的发酵
称取600g柠檬酸钠、150g蛋白胨、45g KH2PO4、9gMgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为6.9，用水定容至20L。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)制备的10瓶摇瓶种子液接入发酵罐，启动搅拌和通入无菌空气，发酵6天。在发酵过程中，搅拌转速始终控制为70rpm，温度控制为39～40℃；根据菌体对溶解氧的需求，发酵0～18h的通气比由0.1vvm逐步增加至0.3vvm，发酵18～96h的通气比控制为0.3vvm，发酵96h以后的通气比控制为0.15vvm。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的发酵液进行第一次过滤，设定浓缩比为9:1，收集得到第一次透过液19.11L。在第一次超滤所得浓缩液中加入19.12L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第二次透过液19.36L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为3.5:1，收集得到10.99L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的10.99L浓缩液与等体积的大豆油放入搅拌容器中，在2500rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置16h，上层液体乳化明显，呈现黏稠状态。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量萃取层，最后得到10.85L萃取液。
(5)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的10.85L乳化液转入无菌的高速匀浆机中，添加26.04g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在2500rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉溶解于乳化液中，即可得到着色均匀的油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素在常温下密闭、避光放置12个月，着色均匀、稳定，无霉变。
实施例5
(1)凝结芽孢杆菌的摇瓶培养
称取30g葡萄糖、5g酵母膏、5g蛋白胨、2g KH2PO4、0.5g MgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为6.8，用水定容至1L。将摇瓶培养基分装至5个1000mL三角瓶，每瓶装液量为200mL，于121℃下灭菌20min，冷却至室温。用接种环将凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)NY008(保藏于广东省微生物菌种保藏中心)的斜面菌种接入各个三角瓶中，每瓶接入1环菌体。然后，将三角瓶放入振荡培养箱中，在40rpm、38℃的条件下振荡培养13h。
(2)生物表面活性剂的发酵
称取400g柠檬酸钠、100g蛋白胨、40g KH2PO4、8gMgSO4·7H2O，加入水混匀，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0，用水定容至20L。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)制备的5瓶摇瓶种子液接入发酵罐，启动搅拌和通入无菌空气，发酵8天。在发酵过程中，搅拌转速始终控制为80rpm，温度控制为38～39℃；根据菌体对溶解氧的需求，发酵0～18h的通气比由0.1vvm逐步增加至0.3vvm，发酵18～96h的通气比控制为0.3vvm，发酵96～144h的通气比控制为0.2vvm，发酵144h以后的通气比控制为0.12vvm。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的发酵液进行第一次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第一次透过液18.9L。在第一次超滤所得浓缩液中加入16.8L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为9:1，收集得到第二次透过液17L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为3:1，收集得到11.27L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的11.27L浓缩液与等体积的大豆油放入搅拌容器中，在3000rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置20h，上层液体乳化明显，呈现黏稠状态。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量萃取层，最后得到11.1L萃取液。
(5)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的11.1L乳化液转入无菌的搅拌容器中，添加22.2g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在3000rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉溶解于乳化液中，即可得到着色均匀的油溶性红曲色素。所得油溶性红曲色素在常温下密闭、避光放置12个月，着色均匀、稳定，无霉变。
对比例1
(1)配制摇瓶培养基
称取60g葡萄糖、10g酵母膏、10g蛋白胨、4g KH2PO4、1g MgSO4·7H2O，加入水混匀，定容2L，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0。将摇瓶培养基分装至10个1000mL三角瓶，每瓶装液量为200mL，于121℃下灭菌20min，冷却至室温，备用。
(2)配制发酵培养基
称取800g柠檬酸钠、200g蛋白胨、50g KH2PO4、10gMgSO4·7H2O，加入水混匀，定容20L，用氢氧化钠溶液调节pH为7.0。将发酵培养基装入30L发酵罐，于121℃灭菌20min，冷却至室温。将步骤(1)的摇瓶培养基倒入发酵罐，混匀，备用。
(3)超滤除菌
用截留分子量为30kDa的超滤膜对步骤(2)的混合液进行第一次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第一次透过液19.8L。在第一次超滤所得浓缩液中加入13.2L水，再用截留分子量为30kDa的超滤膜进行第二次过滤，设定浓缩比为10:1，收集得到第二次透过液11.88L。将第一次透过液和第二次透过液合并，用截留分子量为360Da的超滤膜进行过滤，设定浓缩比为3:1，收集得到10.56L浓缩液。
(4)植物油脂萃取生物表面活性剂
在无菌条件下，将步骤(3)的10.56L浓缩液与等体积的花生油放入搅拌容器中，在4000rpm的条件下搅拌10min，使物料充分混匀。然后，将物料转入无菌的柱状容器中，静置24h，没有乳化现象发生。排出下层液体，为了避免下层液体排不尽，适当放出界面附近的少量上层油脂，最后得到10.4L花生油。
(4)溶解醇溶性红曲色素
将步骤(4)的10.4L花生油转入无菌的搅拌容器中，添加31.2g醇溶性红曲色素粉(购于广东科隆生物科技有限公司)，在4000rpm的条件下搅拌10min，使红曲色素粉与花生油充分混合。然后，将混合物料放入玻璃容器中，静置60min后，醇溶性红曲色素呈颗粒状沉淀于容器底部，花生油清澈透明，呈现原有颜色，表明醇溶性红曲色素不能溶解于花生油。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）活化凝结芽孢杆菌；
（2）生物表面活性剂的发酵：将发酵培养基置于发酵罐中，灭菌，冷却后将步骤（1）活化的凝结芽孢杆菌接种至发酵培养基中，启动搅拌，通入无菌空气，控制搅拌转速、通气比和温度，发酵；
（3）生物表面活性剂的获得：用截留分子量为30 kDa的超滤膜对发酵液进行第一次超滤，设定浓缩比，收集第一次透过液；用无菌水稀释第一次超滤所得的浓缩液，再用截留分子量为30 kDa的超滤膜进行第二次超滤，设定浓缩比，收集第二次透过液；将两次收集的透过液合并，用截留分子量为360 Da的超滤膜进行第三次超滤，设定浓缩比，收集浓缩液；
（4）植物油脂萃取生物表面活性剂：在无菌条件下，将步骤（3）获得的浓缩液与植物油脂混合均匀，然后静置，待分层趋于稳定后，排出下层的液体，取上层的萃取液；
（5）油溶性红曲色素的制备：将步骤（4）所得的萃取液和醇溶性红曲色素混合，搅拌均匀，得到油溶性红曲色素；
步骤（1）中所述的凝结芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans) NY008，于2018年9月12日保藏于位于广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼的广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：60444；
步骤（2）中所述的发酵培养基的组成如下：柠檬酸钠20～40 g/L、蛋白胨5～10 g/L、KH2PO4 2～2.5 g/L、MgSO4•7H2O 0.4～0.5 g/L，pH6.8～7.0；
步骤（2）中所述的搅拌的转速为30～90 rpm；
步骤（2）中所述的通气比为0.10～0.30 vvm；
步骤（2）中所述的温度为38～40℃；
步骤（2）中所述的发酵的时间为6～8天。
2.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（1）中所述的活化的步骤如下：将凝结芽孢杆菌菌种接种于摇瓶培养基中，于38～40℃、以20～80 rpm的转速培养至对数生长期。
3.根据权利要求2所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
所述的摇瓶培养基的成分如下：葡萄糖 30 g/L、酵母膏 5 g/L、蛋白胨 5 g/L、KH2PO42 g/L、MgSO4•7H2O 0.5 g/L，pH6.8～7.0；
所述的培养的时间为12～14 h。
4.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中所述的接种的接种量为1%～10%（v/v）。
5.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（3）中所述的第一次超滤中的浓缩比为（8～10）：1；
步骤（3）中所述的第二次超滤中的浓缩比为（8～10）：1；
步骤（3）中所述的第三次超滤中的浓缩比为（3～4）：1。
6.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（4）中所述的植物油脂的用量按植物油脂：浓缩液=体积比1：1配比计算；
步骤（4）中所述的植物油脂为花生油和大豆油中的一种或两种；
步骤（4）中所述的混合的条件为于2000～4000 rpm的转速搅拌5～15min。
7.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（5）中所述的醇溶性红曲色素的用量按1～3 g醇溶性红曲色素/L浓缩液计算。
8.根据权利要求1所述的由醇溶性红曲色素制成的油溶性红曲色素的制备方法，其特征在于：
步骤（5）中所述的搅拌的速度为2000～4000 rpm；
步骤（5）中所述的搅拌的时间为10min；
步骤（5）中所述的静置的时间为12～24 h。
9.一种油溶性红曲色素，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的制备方法得到。
10.权利要求9所述的油溶性红曲色素在食品领域、化妆品领域和药品领域中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110305495B (zh) * 2019-06-25 2020-05-12 广东科隆生物科技有限公司 一种油溶性红曲红色素的制备方法
CN110699267B (zh) * 2019-10-21 2022-11-29 广东轻工职业技术学院 一株维斯假丝酵母及其在制备油溶性甜菜红色素中的用途
CN112042858B (zh) * 2020-09-15 2022-11-29 江西理工大学 一种红曲色素的生物表面活性剂提取方法
CN114262525B (zh) * 2021-12-27 2023-06-06 浙江省农业科学院 红曲色素纳米乳液的制备方法
CN115119935A (zh) * 2022-06-21 2022-09-30 广东轻工职业技术学院 一种具有肠道调理功能的番石榴果粉及其制备方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245196A (zh) * 2008-03-31 2008-08-20 东莞市天益生物工程有限公司 油溶性红曲色素及其制备方法
CN101412983A (zh) * 2008-11-20 2009-04-22 江苏省苏微微生物研究有限公司 一种凝结芽孢杆菌及高密度培养的芽孢制剂的制备及其应用
CN102399847A (zh) * 2011-07-29 2012-04-04 常州大学 利用高温芽孢杆菌制备脂肽类生物表面活性剂的方法
CN106754539A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 中国科学院沈阳应用生态研究所 一株厌氧产脂肽类表面活性剂的枯草芽孢杆菌及其应用
CN106929449A (zh) * 2017-03-30 2017-07-07 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 一种高效降解油脂的枯草芽孢杆菌及其应用
CN107227273A (zh) * 2017-06-20 2017-10-03 中国科学院天津工业生物技术研究所 凝结芽孢杆菌及其制备l‑乳酸的应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245196A (zh) * 2008-03-31 2008-08-20 东莞市天益生物工程有限公司 油溶性红曲色素及其制备方法
CN101412983A (zh) * 2008-11-20 2009-04-22 江苏省苏微微生物研究有限公司 一种凝结芽孢杆菌及高密度培养的芽孢制剂的制备及其应用
CN102399847A (zh) * 2011-07-29 2012-04-04 常州大学 利用高温芽孢杆菌制备脂肽类生物表面活性剂的方法
CN106754539A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 中国科学院沈阳应用生态研究所 一株厌氧产脂肽类表面活性剂的枯草芽孢杆菌及其应用
CN106929449A (zh) * 2017-03-30 2017-07-07 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 一种高效降解油脂的枯草芽孢杆菌及其应用
CN107227273A (zh) * 2017-06-20 2017-10-03 中国科学院天津工业生物技术研究所 凝结芽孢杆菌及其制备l‑乳酸的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Biosurfactant production by Bacillus coagulans;Ewa Huszcza等;《Journal of Surfactants and Detergents》;20030131;第61-64页 *
生物表面活性剂产生菌的筛选鉴定及发酵特性;邓毛程等;《河南工业大学学报》;20160430;第37卷(第2期);第92-97页 *
脂肽类生物表面活性剂的提取工艺及其乳化性的研究;戴超;《万方学位论文数据库》;20160329;全文 *

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