红曲霉液态发酵产色素及稳定性的研究（一）

发布时间：2021-02-12 12:13 编辑者：周世红

随着人们健康意识的增强，天然色素越来越受广大消费者的青睐，特别是由红曲霉合成的红曲色素，具有调节血压、抗突变、抑菌等活性，是一类安全、无毒的天然食用色素。红曲色素在肉制品、面包制品、豆腐乳制品、酿酒行业等食品制作中都得到了广泛的应用。

目前，红曲色素的发酵生产方法主要有固态发酵和液态发酵，其中由于液态发酵具有发酵周期短、不易染菌等优点，近年来深受人们的关注。付荣霞等从不同碳源、氮源、pH、装液量等方面对红曲霉产红曲色素的液态发酵条件进行了研究，结果表明：其最佳的发酵工艺条件是以3%玉米粉为碳源，0.02%酵母膏为氮源，pH为4.0，装液量为125mL/250mL，此时红曲色素的总色价可达93.66U/mL。王艳等得到红曲霉产红曲色素的最佳工艺条件为：葡萄糖60g/L、蛋白胨26g/L、FeSO40.9g/L、L-谷氨酸2g/L和初始pH4.5。在此优化条件下，红曲色素色价为105.22U/mL，比优化前(33.62U/mL)提高了3.13倍。为了更好地开发利用红曲色素，本文不仅从装液量、时间、接种量、金属离子及维生素添加量等方面对红曲霉发酵产红曲色素的工艺条件进行了研究，还从pH、光照、添加剂等方面研究了红曲色素的稳定性，为红曲色素的生产及在食品行业中的进一步开发应用提供了参考。

一、材料与方法

1、材料与仪器

红曲霉(Monascusrubber)：保存于福建师范大学福清分校生物工程实验室；蔗糖、蛋白胨、葡萄糖、硫酸镁、磷酸氢二钾、硫酸锰、硫酸锌等试剂：均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；试管斜面培养基：马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA培养基)；种子培养基(g/L)：蔗糖30、蛋白胨30、KH2PO40.5、MgSO40.5、pH5.5～6.0；发酵培养基(g/L)：葡萄糖40、蛋白胨30、KH2PO42.0、MgSO41.0、硝酸钠0.1、pH6.0。

SPX-150B-Z生化培养箱，福州精科仪器仪表有限公司；722SP分光光度计，上海棱光技术有限公司；TG16-WS高速台式离心机，上海湘仪有限公司；BS224S电子天平，赛多利斯仪器系统有限公司；FA2204B电子分析天平，上海越平科学仪器有限公司；T.HZ-C台式恒温振荡器，太仓市华美生化仪器厂；NRY-2102C恒温培养震荡器，南荣实验室设备有限公司；DKS-24数显恒温水浴锅，上海精密实验设备有限公司；CDZX-50KB立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；SW-CJ-2FD超净工作台，福州伍联医疗器械有限公司。

2、试验方法

（1）红曲霉的活化及种子液的制备

挑取4℃冰箱保存的红曲霉划线接种于试管斜面，30℃活化培养5d；挑取活化后的红曲霉接至装有100mL种子培养基的250mL三角瓶中，30℃、180r/min振荡培养3d。

（2）红曲霉液态发酵优化的单因素试验

将培养好的种子液按不同接种量接至不同装液量，添加不同金属离子浓度及不同维生素浓度的发酵培养基中(添加有数粒玻璃珠)，30℃、180r/min振荡培养一定时间后，发酵液在8000r/min离心5min，分别收集上清液和菌丝沉淀，测定上清液的红曲色素。装液量梯度为25，50，75，100，125，150mL/250mL三角瓶；接种量梯度为1%、3%、5%、7%、9%、11%；培养时间梯度为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11d；金属离子(硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁)添加量梯度为0，0.025，0.05，0.075，0.100，0.125，0.150mmol/L；维生素(维生素B1、维生素B3、维生素B5、叶酸、维生素H)添加量梯度为0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%。

（3）红曲霉液态发酵优化的正交设计试验

根据单因素试验结果，采用五因素三水平对红曲霉液态发酵进行正交试验设计，其因素和水平见表1。