專利名稱：一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅曲色素的制備方法，特別涉及一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法。
背景技術(shù)：
隨著食品工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，食品色素作為食品添加劑中重要的組成部分已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視，特別是近幾年，隨著國(guó)民對(duì)食品安全問題的重視，采用天然色素代替合成色素已是大勢(shì)所趨。紅曲紅色素作為農(nóng)產(chǎn)品的深加工產(chǎn)品，安全性高，穩(wěn)定性好，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
中國(guó)發(fā)明專利ZL200510044948. 8公開了一種利用酶解法提取水溶性紅曲色素的方法，本發(fā)明的一種利用酶解法提取水溶性紅曲色素的方法，包括如下步驟紅曲米一浸泡堿解一加熱糊化一酶解一過濾分離一酸沉淀一洗滌一中和一干燥一粉碎一包裝。該發(fā)明以紅曲米為原料，經(jīng)浸泡堿解，加熱糊化，酶解、酸沉淀等工藝，提取水溶性紅曲色素。該專利采用游離的酶液進(jìn)行酶解，由于游離酶溶解于反應(yīng)體系中，使酶無(wú)法從反應(yīng)體系中分離回收,導(dǎo)致紅曲紅色素的生產(chǎn)成本高,不利于連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以紅曲霉菌液體發(fā)酵液為原料，通過均化、固定化酶酶解、酸沉淀富集，制備紅曲紅色素的方法。有效地分散、破碎、乳化、混合發(fā)酵液，提高后續(xù)酶解效率，同時(shí)讓菌體中的紅曲紅色素充分釋放出來(lái)，提高色素浸提得率；并解決決傳統(tǒng)工藝中酶液不易分離回收，純化富集過程復(fù)雜，成本高，產(chǎn)品色價(jià)低的問題，并可提高資源利用率。本發(fā)明以紅曲霉菌液體發(fā)酵液為原料，通過均化、固定化酶酶解、堿化、過濾得紅曲紅色素溶液；紅曲紅色素溶液通過酸沉淀，沉淀洗滌中和、脫水、干燥，即得到紅曲紅色素。首先，利用膠體磨處理紅曲菌發(fā)酵液，利用流體物料受離心力的作用，強(qiáng)制通過在高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的定子與轉(zhuǎn)子之間進(jìn)行剪切、磨擦、高頻震動(dòng)，有效地進(jìn)行粉碎、乳化、均質(zhì)、分散、混合等，從而獲得精細(xì)加工的物料，促使菌體中的色素組分充分的釋放出來(lái)，同時(shí)有利于提聞后期酶解的效率。利用固定化復(fù)合酶對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行酶解處理，一方面其中的蛋白酶可以使發(fā)酵液體系中的蛋白質(zhì)迅速水解成可溶性的蛋白片段，明顯改善紅曲紅色素的水溶性，有效提高產(chǎn)品的品質(zhì)；另一方面，淀粉酶和/或果膠酶和/或纖維素酶和/或木聚糖酶和/或3 —葡聚糖酶可以促使菌體細(xì)胞壁降解，增加菌體透性，有利于紅曲紅色素組分的釋放，進(jìn)而提高了資源的利用率。過程通過回收固定化酶，實(shí)現(xiàn)酶的循環(huán)利用，降低物耗。酶解液經(jīng)過堿化，使其中的紅曲色素分子中的內(nèi)酯鍵打開，生成羧酸鹽，促使色素組分溶于溶液體系，提高紅曲紅色素的收率。堿化結(jié)束后，過濾除去其中的不溶物，得到紅曲色素溶液。然后利用酸沉淀使紅曲紅色素從反應(yīng)液中沉淀出來(lái)，實(shí)現(xiàn)富集的目的；再經(jīng)堿中和溶解的方法，使紅曲紅色素酸沉淀物生成易溶于水的羧酸鹽，提高色素的水溶性和均勻性，得到紅曲紅色素。其轉(zhuǎn)化過程如下
權(quán)利要求
1.一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，包括下述的步驟以紅曲霉菌液體發(fā)酵液為原料，通過均化、固定化酶酶解、堿化、過濾得紅曲紅色素溶液；紅曲紅色素溶液通過酸沉淀，沉淀洗滌中和、脫水、干燥，即得到紅曲紅色素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，具體包括下述的步驟 (O固定化酶的制備 高分子化合物載體加水配制成15 100g/L濃度的溶液，在溫度為20°C 60°C條件下，攪拌至其溶解；然后加入與高分子化合物載體質(zhì)量比為1:1 1:50的酶，攪拌均勻，置于20°C 60°C的恒溫?fù)u床上，振蕩O. 5h 6h ;將上述混合液逐滴滴入O. lmol/L 2. 5mol/L的氯化I丐溶液中，在3°C 5°C條件下靜置30 150min,使其凝聚固化,收集凝膠小球，并用O. 08 mol/L O. 3 mol/L的氯化鈉溶液洗滌，抽濾除去游離水分，收集得到的凝膠小球即為固定化酶；(2)紅曲紅色素的制備 ①原料以紅曲霉菌液體發(fā)酵液為原料； ②均化將發(fā)酵液進(jìn)膠體磨研磨，碎細(xì)度在O.1 10 μ m，膠體磨作用時(shí)間為5 min 120min，得均化后液體； ③酶解調(diào)節(jié)步驟②均化后的液體至PH4.0 6.0，然后向其中加入步驟(I)制備的固定化酶進(jìn)行酶解，固定化酶與均化液的質(zhì)量比為1:1 1:100，酶解條件為20°C 70°C，酶解時(shí)間為I 48h ; ④固定化酶回收將步驟③酶解處理后的反應(yīng)液粗過濾，回收固定化酶，同時(shí)得到濾液即為酶解液； ⑤堿化向步驟④得到的酶解液中加堿液，調(diào)節(jié)酶解液至PH8. O 13. O,堿液濃度為0.5 10. O mol/L ； ⑥過濾將步驟⑤反應(yīng)液過濾，除去不溶物，得到紅曲紅色素溶液； ⑦酸沉淀向步驟⑥所得的紅曲紅色素溶液中加入酸溶液，調(diào)節(jié)溶液至PHI 3，使其沉淀，靜置0. 5h 24h后，收集沉淀物； ⑧洗滌、中和將步驟⑦得到的沉淀物用水洗滌至PH5 pH6，用0.01 5. O mol/L的堿溶液溶解沉淀物，并調(diào)節(jié)至PH 7 12，得到紅曲紅色素水溶液； ⑨干燥、粉碎將步驟⑧得到的紅曲紅色素水溶液進(jìn)行脫水、干燥處理，得到的干燥粉末即為所制備的紅曲紅色素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(I)所述的高分子化合物載體為海藻酸鈉，以及海藻酸鈉與明膠、變性淀粉、果膠和環(huán)糊精中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(2)所述的堿化中的堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(2)所述的酸沉淀中的酸溶液為鹽酸、硫酸、醋酸、檸檬酸、磷酸和乳酸中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(2)所述的洗漆、中和所用的堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液、碳酸氫鈉溶液、碳酸氫鉀溶液和碳酸氫銨溶液中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(I)所述的酶為含有蛋白酶和淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶、β—葡聚糖酶中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(2)所述的酶解過程為在反應(yīng)器中進(jìn)行的攪拌酶解。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法，其特征在于步驟(2)所述的酶解過程為將固定化酶裝入填充柱中，再將酸化液泵入填充柱進(jìn)行的循環(huán)酶解。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅曲色素的制備方法，特別涉及一種利用固定化酶制備紅曲紅色素的方法。該方法以紅曲霉菌液體發(fā)酵液為原料，通過均化、固定化酶酶解、堿化、過濾得紅曲紅色素溶液；紅曲紅色素溶液通過酸沉淀，沉淀洗滌中和、脫水、干燥，即得到紅曲紅色素。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用膠體磨有效地分散、破碎、乳化、混合發(fā)酵液，提高后續(xù)酶解效率，同時(shí)讓菌體中的紅曲紅色素充分釋放出來(lái)；另一方面，酶制劑可循環(huán)利用，反應(yīng)條件溫和，經(jīng)酸沉淀法富集，工藝簡(jiǎn)單、耗能低，產(chǎn)物易分離。經(jīng)本方法制備的紅曲紅色素，可明顯降低其生產(chǎn)成本。產(chǎn)品最大吸收為499nm，具有良好的水溶性，以及光、熱、酸、堿和金屬離子穩(wěn)定性，有利于紅曲色素產(chǎn)業(yè)推進(jìn)。
文檔編號(hào)C09B61/00GK103013165SQ20121054980
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者趙吉興, 周慶新 申請(qǐng)人:山東中惠食品有限公司, 趙吉興