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红曲霉固态发酵技术起源于我国,已有悠久的历史。过去主要是利用其发酵生产红曲色素,其作为天然色素,被认为是安全性高的食用色素之一,被用来代替人工合成色素广泛应用于医药、食品、日用化工、酿造领域、肉制品、饮料、化妆品中。近年来,有研究者发现红曲霉发酵可产生降低血压和胆固醇的物质MonacolinK之后,国内外学者掀起了针对降脂红曲霉的研究热潮,它的药用价值开始逐渐得到人们的重视。最近研究还发现,MonacolinK同时还可能具有预防和治疗胆结石、前列腺肿大和肿瘤等作用,具有广阔的应用前景。因此本论文旨在进一步优化红曲霉固态发酵生产食用色素和MonacolinK工艺条件,为提高我国工业化生产技术水平提供依据。本论文主要完成的研究内容如下:
1.通过单因素和正交试验确定了利用红曲霉固态发酵高产红曲色素和MonacolinK的最佳工艺条件:250mL三角瓶中装20g糯米,并调整培养基初始含水量为55%,再加入2%葡萄糖、0.1%甘油、3%酵母粉、2%蛋白胨、0.1%硝酸铵、0.2%氯化铵、0.4%硫酸镁和0.2%磷酸二氢钾,在121℃、0.1MPa、30min灭菌,冷却。麦芽汁斜面直接接种,发酵时间15天,采取变温培养,即32~35℃培养7天后降至23~25℃培养到12天,pH自然条件(偏酸)。按以上条件,色价值可达到1108.5U/g,MonacolinK产量可达到3.184mg/g。
2.以酵母、酵母滤液、固态酵母为诱导剂加入固态发酵培养基中,通过试验得出,在培养2天后添加1mL酵母滤液时MonacolinK的产率达3.200mg/g,色价值也达到1500.5U/g。
3.确定了HPLC测定MonacolinK含量的色谱条件:色谱柱(phenomenexC18,5μm,250mm×4.6mm),流动相选用乙腈:0.18%磷酸(v/v)=77:23,流速选用1.0mL/min。在这一条件下可以更为准确的对MonacolinK含量进行测定。
4.通过单因素和正交试验确定了MonacolinK的复合萃取条件:溶剂为乙醇(70%):乙酸乙酯:甲苯=5:5:1、超声波处理时间为20min、温度为60℃。此条件下,可以在一定程度上使MonacolinK与色素分离。
5.通过正交试验确定了红曲色素最佳萃取条件:选用70%乙醇为溶剂,在60℃下浸提2h。
通过试验确定了自选红曲霉菌株发酵主产红曲色素和MonacolinK的最佳发酵条件及工艺流程;MonacolinK的复合萃取条件;诱导剂的添加量和添加时间及MonacolinK快速简便测定方法。