CN85103584A - 高稳定性红曲色素的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明采用微生物发酵法制取用作食品添加剂的天然红色素。

原始出发菌株经多次诱变得到一株红曲色素高产菌株红曲红曲霉M130。用此菌株发酵制取红曲色素，发酵液总色价平均在160U/ml，最高达287U/ml。

用蛋白质等电点法沉淀制得蛋白质红曲色素粉，加多糖制成红曲色素多糖片、提高了红曲色素的耐光、耐热性，达到长期日光照射不变色的良好效果。

Description

本发明属于微生物发酵制取食品红色素的方法。

食品色素分为天然色素和合成色素两大类。合成色素由于其化学性质直接危害人体健康或代谢过程中产生有害物质，特别是可能致癌和引起种种疑难病症，使用者担心。各国政府已逐渐限量使用或禁止使用。食用天然色素不仅安全性好，其中许多还具有一定的营养或药理作用，红曲色素就是其中之一。

红曲色素的制取方法，世界各国研究颇多，尤以日本最为活跃。日本早已生产红曲色素，但尚存在色价不高，产量低，稳定性较差，价格贵等缺点。如日本专利昭57-190050，为解决色价不高的问题选用含麦芽糖醇的培养基，能大量生成红曲色素，发酵液总色价达到110-120单位/毫升（U/ml），再添加天冬氨酸镁于含麦芽糖醇的培养基内，发酵液总色价达248U/ml。由于培养基所用的麦芽糖醇和天冬氨酸镁价格很贵，使用该法成本太高。红曲色素还有一个很大的缺点，就是光和热稳定性差，在日光照射下失色严重。如何提高红曲色素的光和热稳定性是一个引人注目的课题，但到目前为止都没有取得理想的效果。如日本专利昭52-13527，采用蛋白质等电点法使蛋白质和红曲色素共沉淀，可以提高红曲色素的耐光性和耐热性，但效果仍然是不够理想的。

我国福建和上海对食用红曲霉素的制造也进行了研究，采用饴糖作为发酵培养基，发酵液总色价不超过100U/ml。所得成品红曲色素耐光性较差，室内反射光下样品放置80天色度损失30%，夏天白日直射光，五个小时色度损失50%。

本发明通过选择一株高产液体发酵菌株，提高了红曲色素产量， 降低发酵成本。提取出来的红曲色素蛋白质复合体加多糖溶液制成了红曲色素多糖片，显著提高了红曲色素的光和热稳定性。

用红曲原始产地之一福建安溪产的红曲米中分离出的红曲菌种作为出发菌，经紫外线光照射和亚硝基胍反复多次诱变，得到一株红曲色素高产菌株，红曲红曲霉（Monascusanka    Nakazawa    et    Sato）M130。其形态和生理特征如表一所列：

表一 红曲菌M130菌株的形态和生理

培养条件	菌种	M 130
			培养基	麦芽汁琼脂。
	培养温度	30－32℃。
			培养时间	5－7天。
	形态特征	大  小			培养7天菌落直径3.5-3.8mm。
菌落颜色			初为土红，逐浙变为紫红或棕红色。
		气丝颜色		初为白色，逐渐变为与菌落同色。
菌落表面纹饰			多褶绉，中间突起，有时顶部裂口。
		菌落质地		皮膜状。
菌落高度
		菌落边缘		边缘圆齿状比较整齐。
渗边缘

个体菌丝	菌丝粗为3－5μ，多核，具横隔，幼令菌丝不透明，内含颗粒状物质。老菌丝透明，含油滴和空泡，多数橙红色少数无色。
			无性孢子	分生孢子
形  状	球形直径7.2-18.8μ；梨形，直径6.3-7.2μ。
		颜  色		橙红色或无色。
纹  饰	光滑。
		有性孢子		被子器
形状	球  形。
			大小	直径13－45μ。
颜色	橙红色或无色。
			纹饰	光  滑。
子囊孢子
			形状	长椭圆形。
大小	5.4-7.2μ×3.6-4.5μ。
			颜色	无  色。
主  理要  特生  征	糖化力				70（液体），189（固体）。
		蛋白酶	116单位／毫升（液体），893单位／克（固体）。

根据分类特征：该菌株为红曲红曲霉。

（Monascus    anka    Nakazawa    et    Sato）

使用上述菌株，进行了一系列发酵条件试验。对种子培养基、菌龄，接种量，发酵培养基的碳源、氮源，碳氮比，温度，发酵周期等比较之后，确定最适条件为：

①种子培养基：

大米粉 3%，K₂HPO₄0.25%，MgSO₄·7H₂O 0.1%

NaNO₃0.2% 水定容、PH4-4.5，灭菌1公斤/30分钟，

②发酵培养基：

大米粉 5%，NaNO₃0.17%，黄浆水 40-80%，

PH3.5-4，灭菌    1公斤/30分钟。

③种令：24-26小时

④装液量：500ml三角瓶装50-70ml

⑤发酵温度：31℃

⑥发酵周期：80-110小时

以上条件摇瓶发酵，发酵液的红色素产量稳定在160U/ml以上，发酵过程在62小时后，随着PH的升高，色素大量生成，80-110小时后PH达到6.5，色素产量达最大量，以后PH和产量都有所降低。

试验共进行了三十批，每批50或100瓶（500毫升三角瓶），多数以上批次发酵液红色价在160U/ml以上，4批超过260U/ml，最高达到287U/ml，达到日本专利报导最高产率248U/ml的水平。

从培养液提取色素的方法是将发液液过滤，然后在滤液中加入蛋白质，作为水溶性蛋白质可用大豆蛋白，酪素水溶液之类的蛋白质。通过试验，最好用1%的大豆粉乳液，加入量为发酵液的10-20%，就能充分达到目的。再用盐酸调节PH在2.8-3.4，红曲色素与蛋白共同沉淀过滤，干燥或离心喷雾、均可制得蛋白质色素复合体的粉剂。

为了提高耐光性，我们用色素粉剂加多糖溶液制成片剂。其方法是配置10%的多糖溶液100ml加入10克色素粉剂，搅拌均匀，在光滑的有机玻璃板上摊开，凉干后即成红曲色素多糖片。

实验证明，红曲红曲霉菌M130产色素量高，与日本已发表的专利比较，发酵液总色价超过了日本最高水平，而且发酵液组成简单，原料易得，成本低廉。

红曲色素蛋白质复合体加多糖制片，显著提高了红曲色素的光和热稳定性。

我们对上述发明所用的发酵液，大豆蛋白红曲色素粉以及大豆蛋白红曲色素多糖片的耐光性进行了比较，如附图所示，以150w氙灯相距6厘米照射30小时，色素发酵液和大豆蛋白色素粉损失色价分别为45%和15%，然而大豆蛋白红曲色素多糖片经150w氙灯照射30小时仍保持色价100%。由图可看出红曲色素多糖片有优越的耐光性能。（150w氙灯照一小时相当于日光照24小时）。

表二说明大豆蛋白红曲色素多糖片比单纯大豆蛋白红曲色素粉耐热能力强，红曲色素蛋白质复合体加多糖溶液这是提高耐热性的有效途径。

实施例：

使用M130菌种，种子培养基：

大米粉3%，K₂HPO₄0.25%，MgSO₄·7H₂0.1%，NaNO₃0.2%，水定容，PH4，灭菌1公斤/30分钟。

发酵培养基：

大米粉5%，NaNO₃0.17%，黄浆水40-80%，PH4.5，灭菌1公斤/30分钟。

种令26小时，500ml三角瓶装50ml，发酵温度31℃，发酵94小时发酵液总色价达287U/ml。发酵液过滤，在滤液中加入1%大豆粉乳液，加入量为发酵液的20%，用盐酸调PH至3-5红曲色素与蛋白共沉淀，经过滤，干燥制得蛋白质红曲色素复合体粉剂。配置10%的多糖溶液100ml加入10g色素粉剂，搅拌均匀，在光滑的有机玻璃板上摊开晾干后即得红曲色素多糖片。

Claims (3)

1、高稳定性红曲色素的制造方法。用红曲红曲霉菌种发酵，滤液加蛋白质等电点共沉淀制取蛋白质红曲色素粉。其特征在于所用的红曲红曲霉菌种(Monascus anka Nakazawa et Sato)M130是一株高产色素菌种，发酵液配方简单，成本低廉。使用该菌株发酵后制得的蛋白质红曲色素粉，加多糖溶液，制得高稳定性红色曲素多糖片。

2、如权利要求1所述的红曲色素制造方法。其特征在于所说的红曲红曲霉菌M130的形态和生理特征为：

菌种描述 培养条件 菌种 M 130 培养基 麦芽汁琼脂。 培养温度 30－32℃。 培养时间 5－7天。 形态特征 大  小 培养七天菌落直径3.5-3.8mm。 菌落颜色 初为土红逐浙变为紫红或棕红色。 气丝颜色 初为白色逐渐变为与菌落同色。 菌落表面纹饰 多绉褶中间突起，有时顶部裂口。 菌落质地 皮膜状。 菌落高度 菌落边缘 边缘圆齿状，比较整齐。

个体菌丝 菌丝粗为3－5μ，多核，具横隔，幼令菌丝不透明， 内含颗粒状物质老菌丝透明，含油滴和空泡，多 数橙红色，少数无色。 无性孢子 分生孢子 形  状 球形直径7.2-18.8μ；梨形，直径6.3-7.2μ。 颜  色 橙红色或无色。 纹  饰 光滑。 有性 被子器 形状 球  形。 大小 直径13－45μ。 颜色 橙红色或无色。 纹饰 光  滑。 孢子 子囊孢子 形状 长椭圆形。 大小 5.4-7.2μ×3.6-4.5μ。 颜色 无  色。 主  理要  特生  征 糖化力 70（液体），189（固体）。 蛋白酶 116单位／（液体），893单位／克（固体）。

根据分类特征：该菌株为红曲红曲霉。

（Monascus  anka  Nakazawa  et  Sato）

3、如权利要求1所述的红曲色素制造方法。其特征在于发酵培养基的配方为：

大米粉 5%，NaNO₃0.17%，黄浆水 40-80%，

PH  3.5-4，灭菌  1公斤/30分钟。

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