一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紅曲色素提取領(lǐng)域，尤其涉及一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素。本發(fā)明篩選低產(chǎn)桔霉素的菌種進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行液體深層發(fā)酵，過(guò)濾得濾渣，用80%和90%的乙醇提取2次，合并提取液后加入復(fù)合氨基酸溶液，濃縮干燥后即得紅曲紅色素粉狀物；復(fù)合氨基酸由半胱氨酸、精氨酸和絲氨酸組成。本發(fā)明制得的紅曲紅色素能顯著提高紅曲紅色素的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能耐高溫性和抗氧化性，而且沒(méi)有桔霉素的產(chǎn)生，減少對(duì)人體的危害，在長(zhǎng)時(shí)間的日光和燈光照射下不變色，保存率高，利于紅曲紅色素的運(yùn)輸和儲(chǔ)存，有利于紅曲紅色素的工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】-種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色素

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紅曲色素提取領(lǐng)域，尤其涉及一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅 曲紅色素。

【背景技術(shù)】
[0002] 食品的色彩是食品感觀品質(zhì)的一個(gè)重要因素，因此，人們?cè)谥谱魇称窌r(shí)常使用食 用色素增加食品的美感從而為消費(fèi)者帶來(lái)良好的感官質(zhì)量和強(qiáng)烈的購(gòu)買(mǎi)欲。食用色素分為 天然食用色素和合成食用色素兩大類。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)人工化學(xué)合成色素有的存在致癌和致 突變作用，而天然色素使用安全，沒(méi)有副作用，而且環(huán)保，故天然色素日益受到人們重視，使 用越來(lái)越廣泛。
[0003] 天然色素具有著色性好、色調(diào)豐富、安全性高等特點(diǎn)，同時(shí)與合成色素相比，天然 色素還具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與藥理作用，所以天然色素的開(kāi)發(fā)是現(xiàn)代食用色素發(fā)展的方 向，具有廣闊的市場(chǎng)前景。在我國(guó)，應(yīng)用最為廣泛的就是紅曲紅色素，紅曲紅色素是用紅曲 霉菌（Monascus anka)經(jīng)深層發(fā)酵的分泌產(chǎn)物，由于化學(xué)合成色素有毒副作用，用天然紅曲 紅色素代替合成色素用于食品、化妝品、藥品的著色已引起全球關(guān)注，應(yīng)用日漸廣泛。但是， 由于紅曲紅色素在制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生桔霉素，對(duì)光、熱和霉菌敏感，易于分解，褪色，而且桔 霉素具有一定腎毒性和肝毒性，且能夠致畸、引發(fā)腫瘤、誘發(fā)突變，危害人體的健康，這在一 定程度上限制了其在工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展。
[0004] 為了解決上述存在的問(wèn)題，各種紅曲紅色素的制備方法應(yīng)運(yùn)而生，中國(guó)專利 CN103882063A公開(kāi)一種高光穩(wěn)定性紅曲紅色素的制備方法，該方法是添加0. 1重量％維生 素 C和0. 5重量％荔枝核浸取物為護(hù)色劑，提高紅曲紅色素的光穩(wěn)定性，但是，該提取方法 僅僅提高紅曲紅色素的光穩(wěn)定性，無(wú)法克服紅曲紅色素的熱穩(wěn)定性和其他的缺陷，不利于 該提取方法的工業(yè)化應(yīng)用。
[0005] 中國(guó)專利CN102433019A公開(kāi)了一種提高紅曲紅素色光熱穩(wěn)定性的紅曲紅色素， 該提取方法是在濾渣浸取時(shí)添加復(fù)合氨基酸，經(jīng)板框壓濾得到的紅曲紅色素粉狀物，具有 耐高溫、耐光照和抗氧化的優(yōu)點(diǎn)，但是，該使用該方法提取的紅曲紅色素有桔霉素的存在， 嚴(yán)重影響人體的健康，而且紅曲紅色素的產(chǎn)率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提取紅曲紅色素的方法中存在的產(chǎn)生桔霉素，產(chǎn)率低，光熱穩(wěn)定性 效果不明顯的缺陷。本發(fā)明的目的在于提供一種紅曲紅色素制備方法及其獲得的紅曲紅色 素，該制備方法能克服上述出現(xiàn)的問(wèn)題，而且成本低，效果明顯。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種紅曲紅色素制備方法，其包含以下步驟： (1)培養(yǎng)：制備以8-12%米粉、2-5%大豆、適量無(wú)機(jī)鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態(tài)培 養(yǎng)基，用乳酸調(diào)節(jié)pH為4. 5-6后，置于錐形瓶中，在121°C下高壓滅菌20-30min，冷卻至室 溫，將低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌種接種到MSG液態(tài)培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min，溫度為 30°C的搖床中培養(yǎng)1-2天； (2) 發(fā)酵：將步驟（1)得到的低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉種接種于發(fā)酵培養(yǎng)液中進(jìn)行搖瓶培 養(yǎng)，70次/min往復(fù)振蕩培養(yǎng)，在30-40°C搖瓶培養(yǎng)5-8天，第1-4天溫度升溫至35°C，第4 天后溫度維持在36°C中搖床培養(yǎng)，得發(fā)酵液； (3) 過(guò)濾：加入乳酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH2-3,沉淀3h后過(guò)濾，得濾渣； (4) 浸?。合?yàn)V渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是濾渣質(zhì)量的5-10倍，加熱至 45°C，45min后過(guò)濾得第一提取液；向過(guò)濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 濾渣質(zhì)量的5-10倍，加熱至40°C，40min后過(guò)濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入復(fù)合氨基酸溶液； (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進(jìn)行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0008] 在本發(fā)明中，步驟（1)所述低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌種可以通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行篩選 及誘變育種而獲得，例如文獻(xiàn)1(顧玉梅等，紅曲菌菌9903發(fā)酵工藝條件對(duì)色素及桔霉素生 產(chǎn)的影響[J].食品與生物技術(shù)，2002, 21 (1):43-47)中報(bào)導(dǎo)的紅曲菌9903,再例如文獻(xiàn)2 (許贛榮等，低產(chǎn)桔霉素紅曲霉菌種篩選，無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，19 (4)，2000, 358-360)中提到 的紅曲霉菌ΖΚ-0Α，但所述低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌種不限于此，任何具有低表達(dá)桔霉素特性 的紅曲霉菌種均適用于本發(fā)明的制備方法。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，步驟（1)中所述谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基的具體組 成為：5?12g/L的谷氨酸鈉，10?50g/L的葡萄糖，40?80g/L的米粉，4?8g/L的大 豆，7 ?15g/L 的 KH2P04,1 ?5g/L 的 K2HP04,1 ?5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 1 ?0· 5g/L 的 CaCl2,0. 01 ?0· 05g/L 的 FeSO4 · 7Η20,0· 001 ?0· 05g/L 的 ZnSO4 · 7Η20,0· 01 ?0· 05g/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 4. 0 ?5. 0。
[0010] 在本發(fā)明進(jìn)一步地實(shí)施方案中，所述谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基的具體組成可以 為：8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大豆，8g/L的KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeSO4 · 7Η20,0· 025g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 4· 5,也可以為 10g/L 的谷氨酸鈉，30g/L 的葡萄 糖，55g/L 的米粉，7g/L 的大豆，10g/L 的 KH2P04, 3g/L 的 K2HP04, 3g/L 的 MgSO4 ·7Η20,0· 3g/ L 的 CaCl2,0· 02g/L 的 FeSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· Olg/L 的 MnSO4 · 7H20, pH 為 5. 0〇
[0011] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，步驟（4)所述的復(fù)合氨基酸的成分由半胱氨 酸、精氨酸和絲氨酸組成，所述各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量為：半胱氨酸 I. 54-1. 82g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 1-0. 5g，按各氨基酸的質(zhì)量比稱取一定量的氨基酸粉 混合，加入蒸餾水溶解形成復(fù)合氨基酸溶液。
[0012] 在更進(jìn)一步地實(shí)施方案中，所述復(fù)合氨基酸中還可以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸， 各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量為：半胱氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g和 叔丁氧羰基苯丙氨酸〇.4g。
[0013] 本發(fā)明的采用2次不同的乙醇濃度浸取，可以大大提高紅曲紅色素的產(chǎn)率，同時(shí) 加入復(fù)合氨基酸溶液，可以提高紅曲紅色素的光熱穩(wěn)定性和抗氧化的特性。
[0014] 本發(fā)明的工藝產(chǎn)生的紅曲紅色素的產(chǎn)率達(dá)到95%以上，得到的紅曲紅色素經(jīng)檢測(cè) 沒(méi)有桔霉素的存在，相對(duì)于利用傳統(tǒng)工藝提取的紅曲紅色素，本發(fā)明的提取的紅曲紅色素 的產(chǎn)率、光熱穩(wěn)定性和抗氧化性均得到大大的提高，有利于紅曲紅色素的廣泛應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面采用具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0016] 以下內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
[0017] 實(shí)施例1紅曲紅色素的制備 (1)培養(yǎng)：谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基用乳酸調(diào)節(jié)pH為4.5后，在121°C下高壓滅菌 30min，冷卻至室溫，將低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌種（文獻(xiàn)1，紅曲菌9903)接種到谷氨酸葡萄 糖液態(tài)培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為300 r/min，溫度為30°C的搖床中培養(yǎng)2天。谷氨酸葡萄糖液 態(tài)培養(yǎng)基組成為8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大豆，8g/L的 KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgSO4 · 7Η20,0· 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeSO4 · 7H20， 0· 025g/L 的 ZnSO4 · 7Η20,0· 02g/L 的 MnSO4 · 7H20。
[0018] (2)發(fā)酵：將步驟（I)得到的低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉種接種于發(fā)酵培養(yǎng)液(組成同步 驟1的谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基)中進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，70次/min振蕩培養(yǎng)，在30-40°C搖瓶培 養(yǎng)8天，第1-4天溫度35°C，第4天后溫度維持在36°C中搖床培養(yǎng)。
[0019] (3)過(guò)濾：將發(fā)酵液調(diào)pH 2,沉淀3 h后過(guò)濾，得濾渣； (4) 浸?。合?yàn)V渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是濾渣的5倍，加熱至45°C， 45min后過(guò)濾得第一提取液；向過(guò)濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是濾 渣的5倍，加熱至40°C，40min后過(guò)濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入復(fù)合氨基酸溶液，各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量為：半胱 氨酸I. 7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g ; (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進(jìn)行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0020] 實(shí)施例2紅曲紅色素的制備 (1)培養(yǎng)：制備以10%的米粉、3%大豆、適量無(wú)機(jī)鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基， 用乳酸調(diào)節(jié)pH為5. 5后，在121°C下高壓滅菌250min，冷卻至室溫，將低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉 菌種（文獻(xiàn)2 :紅曲霉菌ΖΚ-0Α)接種到谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為250r/min，溫 度為30°C的搖床中培養(yǎng)2天。谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基組成為10g/L的谷氨酸鈉，30g/L的 葡萄糖，55g/L 的米粉，7g/L 的大豆，10g/L 的 KH2P04, 3g/L 的 K2HP04, 3g/L 的 MgSO4 · 7H20， 0· 3g/L 的 CaCl2,0· 02g/L 的 FeSO4 · 7H20,0· 02g/L 的 ZnSO4 · 7H20,0· 01g/L 的 MnSO4 · 7H20， pH 為 5. 0。
[0021] (2)發(fā)酵：將步驟（I)得到的低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉種接種于發(fā)酵培養(yǎng)液(組成同步 驟1的谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基)中進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，70次/min振蕩培養(yǎng)，在30-40°C搖瓶培 養(yǎng)6天，第1-4天溫度35°C，第4天后溫度維持在36°C中搖床培養(yǎng)。
[0022] (3)過(guò)濾：將發(fā)酵液調(diào)pH 2. 6,沉淀3h后過(guò)濾，得濾渣； (4) 浸?。合?yàn)V渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇的添加量是濾渣的10倍，加熱至45°C， 45min后過(guò)濾得第一提取液；向過(guò)濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇的添加量是濾 渣的10倍，加熱至40°C，40min后過(guò)濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液合并的提 取液，向提取液中加入復(fù)合氨基酸溶液，各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量為：半胱 氨酸1.7g，精氨酸0. 21g，絲氨酸0. 25g;; (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進(jìn)行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
[0023] 實(shí)施例3谷氨酸葡萄糖液態(tài)培養(yǎng)基組成對(duì)紅曲紅色素的影響 除下表參數(shù)外，其他制備方法均同實(shí)施例1。

【權(quán)利要求】
1. 一種紅曲紅色素制備方法，其包含以下步驟： (1) 培養(yǎng)：制備以8-12%米粉、2-5%大豆、適量無(wú)機(jī)鹽為原料的谷氨酸葡萄糖液態(tài)培 養(yǎng)基，用乳酸調(diào)節(jié)pH為4. 5-6后，置于錐形瓶中，在121°C下高壓滅菌20-30min，冷卻至室 溫，將低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉菌種接種到MSG液態(tài)培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min，溫度為 30°C的搖床中培養(yǎng)1-2天； (2) 發(fā)酵：將步驟（1)得到的低產(chǎn)桔霉素的紅曲霉種接種于發(fā)酵培養(yǎng)液中進(jìn)行搖瓶培 養(yǎng)，70次/min往復(fù)振蕩培養(yǎng)，在30-40°C搖瓶培養(yǎng)5-8天，第1-4天溫度升溫至35°C，第4 天后溫度維持在36°C中搖床培養(yǎng)，得發(fā)酵液； (3) 過(guò)濾：加入乳酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH2-3,沉淀3h后過(guò)濾，得濾渣； (4) 浸取：向?yàn)V渣加入80%乙醇溶液，80%乙醇添加量是濾渣質(zhì)量的5-10倍，加熱至 45°C，45min后過(guò)濾得第一提取液；向過(guò)濾后的干濾渣加入90%乙醇溶液，90%乙醇添加量是 濾渣質(zhì)量的5-10倍，加熱至40°C，40min后過(guò)濾得第二提取液；將第一提取液和第二提取液 合并的提取液，向提取液中加入復(fù)合氨基酸溶液； (5) 濃縮：將步驟（4)得到的浸取液減壓回收乙醇并濃縮浸取液，得稠膏； (6) 干燥：將稠膏進(jìn)行噴霧干燥法干燥，即得紅曲紅色素粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述谷氨酸葡 萄糖液態(tài)培養(yǎng)基的具體組成為：5?12g/L的谷氨酸鈉，10?50g/L的葡萄糖，40?80g/L 的米粉，4 ?8g/L 的大豆，7 ?15g/L 的 KH2P04,1 ?5g/L 的 K2HP04,1 ?5g/L 的 MgS04.7H20， 0? 1 ?0? 5g/L 的 CaCl2,0? 01 ?0? 05g/L 的 FeS04 ? 7H20,0? 001 ?0? 05g/L 的 ZnS04 ? 7H20， 0? 01 ?0? 05g/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 4. 0 ?5. 0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 態(tài)培養(yǎng)基的具體組成可以為：8g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，60g/L的米粉，6g/L的大 豆，8g/L 的 KH2P04,2g/L 的 K2HP04,1. 5g/L 的 MgS04 ? 7H20,0. 3g/L 的 CaCl2,0. 03g/L 的 FeS04 ? 7H20,0. 025g/L 的 ZnS04 ? 7H20,0. 02g/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 4. 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述谷氨酸葡萄糖液 態(tài)培養(yǎng)基的具體組成可以為：l〇g/L的谷氨酸鈉，30g/L的葡萄糖，55g/L的米粉，7g/L的 大豆，10g/L 的 KH2P04,3g/L 的 K2HP04,3g/L 的 MgS04 ? 7H20,0. 3g/L 的 CaCl2,0. 02g/L 的 FeS04 ? 7H20,0. 02g/L 的 ZnS04 ? 7H20,0. Olg/L 的 MnS04 ? 7H20, pH 為 5. 0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，步驟（4)所述的復(fù)合氨基 酸的成分由半胱氨酸、精氨酸和絲氨酸組成，所述各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量 為：半胱氨酸L 54-L 82g，精氨酸0? 21g，絲氨酸0? 1-0. 5g。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的紅曲紅色素制備方法，其特征在于，所述復(fù)合氨基酸中還可 以添加叔丁氧羰基苯丙氨酸，各氨基酸按色價(jià)100000單位計(jì)算的質(zhì)量為：半胱氨酸1. 7g， 精氨酸〇. 21g，絲氨酸0. 25g和叔丁氧羰基苯丙氨酸0. 4g。
7. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的紅曲紅色素制備方法制得的無(wú)桔霉素、光熱穩(wěn)定性高和 抗氧化的紅曲紅色素。
【文檔編號(hào)】C09B61/00GK104404084SQ201410624983
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李英明, 陳家文, 謝夏陽(yáng), 鄧娜卿 申請(qǐng)人:廣東科隆生物科技有限公司