一種食品安全型紅曲色素的生產方法技術

本發明專利技術公開了一種食品安全型紅曲色素的生產方法，包括將紅曲霉菌進行斜面種子培養，液體種子培養，發酵培養，其中發酵培養過程中加入轉化劑，所述的轉化劑選自如下的一種或多種：胡蘿卜素、維生素C、黃腐酸、EDTA-2Na。本發明專利技術方法制取的紅曲色素中桔霉素含量大幅度降低，具有安全性高，操作簡便，簡單易行，高效等優點。

【技術實現步驟摘要】
—種食品安全型紅曲色素的生產方法
本專利技術屬于生物工程與
，具體涉及。
技術介紹
紅曲色素在中國有悠久的歷史，色素有安全性高、對熱穩定、對物質染色能力好、 色調鮮紅、質量穩定和價格低廉的優點，是人工合成色素和其它天然色素所不能比的。但是，紅曲色素生產的過程中會有桔霉素伴隨產生，桔霉素是一種真菌毒素，具有腎毒性，毒性比較明顯，可引起實驗動物的腎臟腫大、尿量增多、腎小管擴張和上皮細胞變性壞死等癥狀。因此，產銅生產工藝顯然降低了天然紅曲色素的安全性。目前，降低桔霉素的方法主要集中在發酵工藝優化，菌種誘變篩選，基因工程三個層面。Blanc等首先研究了不同的氮源對桔霉素影響，但是降低桔霉素的同時也影響了色素的產生。Hassan等將紅曲酶在不同的通氣和攪拌條件下進行液態發酵，發現隨著通氣量的增加或攪拌速度的提高，菌體的生物量和次級代謝產物的產量都有所增加，而桔霉素的增加比例要大于紅曲色素的增加比例。近年來，科研人員逐步將重點放在對紅曲桔霉素合成的相關基因和酶的研究上，這樣有利于深入理解紅曲桔霉素的合成途徑，為從根本上控制紅曲中桔霉素含量提供了基礎理論和技術手段。但是，從基因的手段控制桔霉素不可避免的要對紅曲的基因進行改造，這就使原本安全的天然色素變成了現在比較敏感的轉基因色素。另外，還有部分研究人員利用化學方法脫去桔霉素，例如采用H2O2進行脫毒，雖然通過處理可以完全脫毒，但也會不同程度影響紅曲色素的質量。如果找到能刺激紅曲霉細胞釋放活性氧，并在胞內活性氧清除系統中產生復合酶的轉化劑，而又不影響色素紅曲質量和安全性，從而可以從根本上解決色素紅曲桔霉素污染的瓶頸問題。
技術實現思路
鑒于現有技術的不足，本專利技術通過比較紅曲霉菌細胞中活性氧釋放和胞內活性氧清除系統中的SOD酶活性變化，研究活性氧的產生與色素、桔霉素合成的關系，得到轉化劑抑制桔霉素生成或促進桔霉素無毒轉化的機理，從而提供一種桔霉素含量低的食品安全型紅曲色素的生產方法。本專利技術的目的是這樣實現的，包括將紅曲霉菌進行斜面種子培養，液體種子培養，發酵培養，其中發酵培養過程中加入轉化劑，所述的轉化劑選自如下的一種或多種 胡蘿卜素、維生素C、黃腐酸、EDTA-2Na。優選地，所述食品安全型紅曲色素的生產方法，其中在發酵培養24h - 96h后，按 O. 2-100mg/L的比例在發酵液中分次加入所述轉化劑。進一步優選地，所述斜面種子培養的步驟為將紅曲霉菌接種于固體斜面培養基， 于32°C恒溫培養5天，得到斜面一級種子；所述固體斜面培養基的配方為葡萄糖6%，蛋白胨 2%，瓊脂 3%, ρΗ5· 5 6。進一步優選地，所述液體種子培養的步驟為取培養后的斜面種子管一支，用生理鹽水將菌體及孢子洗脫至IOOmL生理鹽水中，按10%的接種量接種到二級液體種子培養基， 在250ml三角瓶，裝液量為100ml，加20顆玻璃珠，于200rpm，28°C - 32°C培養24h_48h， 得液體二級種子；所述二級液體種子培養基的配方為大米粉3%，硝酸鈉O. 5%，磷酸二氫鉀 O. 25%，七水硫酸鎂O. 1%。進一步優選地，所述發酵培養的步驟為將液體二級種子按6-10%的接種量接種到發酵培養基中，在250ml三角瓶，裝液量為IOOml，于32°C，200rpm培養6d_8d ;在發酵培養24h - 96h后，按O. 2-100mg/L的比例在發酵液中分次加入所述轉化劑；所述發酵培養基的配方為大米粉9%，硝酸鈉O. 5%，磷酸二氫鉀O. 25%，七水硫酸鎂O. 1%。本專利技術首次進行了紅曲菌株發酵過程中桔霉素定向轉化及轉化機理的研究，在發酵過程中分別分次添加轉化劑，檢測了不同發酵時間細胞產生次級代謝產物色素、桔霉素和細胞內超氧化物歧化酶及自由基的產生情況，闡明了這些轉化因子引起細胞內酶活的變化及其細胞次級代謝產物桔霉素降低的原因。通過對比加入不同轉化因子的發酵液色價及桔霉素的檢測值，比較發現三種轉化因子對色價都有不同程度的提高，其中加入轉化因子B 和C，色價分別提高了 50%左右。幾種轉化因子對桔霉素含量的影響很明顯，桔霉素分別下降了 94. 77%,94. 26%,96. 23%，達到了理想的效果，實現了食品安全型紅曲色素的定向轉化。 經過對紅曲霉細胞內SOD酶活性和產生的自由基的測定，比較發現添加了轉化劑A、B和C 的發酵液SOD酶活性相對較高，自由基大幅度的增加，這與桔霉素大幅度的降低現象相符， 說明轉化劑的添加，刺激紅曲霉細胞釋放活性氧，促進了細胞內部產生更多的自由基，起到了類似激發子的作用，改變了胞內的氧化還原酶系統，從而表現為培養過程中產生較多的 SOD酶，促使了桔霉素的合成量減少，由于轉化劑為食品添加劑，安全無毒，且不同程度提高了色素紅曲的色價，保證了紅曲色素的質量和安全性，從而從根本上了解決色素紅曲桔霉素污染的瓶頸問題。現有的降低桔霉素的方法有基因敲除，酸堿處理等，與這些方法相比，本專利技術及的紅曲色素生產方法制取的紅曲色素中桔霉素含量大幅度降低，具有有安全性高，操作簡便， 簡單易行，高效等優點。附圖說明圖I.紅曲霉菌細胞內S0D、自由基對桔霉素的影響曲線圖。圖2.實施例I中轉化劑A對紅曲細胞內S0D、自由基及桔霉素的影響曲線圖。圖3.實施例2中轉化劑B對紅曲細胞內S0D、自由基及桔霉素的影響曲線圖。圖4.實施例3中轉化劑C對紅曲細胞內S0D、自由基及桔霉素的影響曲線圖。圖5.實施例4中轉化劑D對紅曲細胞內S0D、自由基及桔霉素的影響曲線圖。具體實施實例本專利技術所用原料大米為早秈稻，菌種為實驗室從紅曲米中篩選出的菌種，轉化劑A為胡蘿卜素，轉化劑B為維生素C，轉化劑C為黃腐酸，轉化劑D為EDTA-2Na。以下通過實施例形式對本專利技術的上述內容再作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本專利技術上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本專利技術上述內容所實現的技術均屬于本專利技術的范圍。實施例I(1)將紅曲霉菌接種于固體斜面培養基，于32°C恒溫培養5天，得到斜面一級種子，固體斜面培養基葡萄糖6%，蛋白胨2%，瓊脂3%，pH5. 5飛；(2)取培養后的斜面種子一支，用生理鹽水將菌體及孢子洗脫至IOOml生理鹽水中， 按10%的接種量接種到二級液體種子培養基，在250ml三角瓶，裝液量為100ml，加20顆玻璃珠，于200rpm，32°C培養24h_48小時，二級種子培養基為大米粉3%，硝酸鈉O. 5%，磷酸二氫鉀O. 25%，七水硫酸鎂O. 1%，乳酸調ρΗ5· 5 6 ；(3)將培養48h后的二級液體種子按6-10%的接種量接種到發酵培養基中，在300ml 三角瓶，裝液量為100ml，于32°C，200rpm培養6d，發酵培養基為大米粉9%，硝酸鈉O. 5%， 磷酸二氫鉀O. 25%，七水硫酸鎂O. 1%，乳酸調pH5. 5飛；(4)將培養24h后的發酵液中分次加入IOOPL100mg/ml的轉化劑A ；(5)在發酵過程中，分別在12h、36h、60h、84h、108h、132h、144h、156h、168h、192h 取出樣品測定色價、桔霉素、超氧化物歧化酶(SOD)和自由基。結果參見圖2。實施例2步驟(I)- (3)與實施例I的方法中(I)- (3)相同。(4)將培養24h后的發酵本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種食品安全型紅曲色素的生產方法，包括將紅曲霉菌進行斜面種子培養，液體種子培養，發酵培養，其特征在于：發酵培養過程中加入轉化劑，所述的轉化劑選自如下的一種或多種：胡蘿卜素、維生素C、黃腐酸、EDTA？2Na。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王偉平，張華山，朱宏軍，
申請(專利權)人：湖北工業大學，
類型：發明
國別省市：