红曲液态发酵高产色素低产桔霉素的工艺条件

通过优化液态发酵过程及提取精制过程中的相应措施,可有效降低红曲桔霉素含量。优化后的小型发酵罐主要工艺条件是:精选氮源(大豆水解液为佳);合理的通风量和搅拌转速[小型罐通风强度1.0L/(L·min),转速200r/min];在较高的温度下发酵(36℃);尽可能缩短发酵时间(96h);成熟发酵液在过滤前调节pH,使色素沉淀,从而与桔霉素分离。所得到红曲红色价分别为2 000U/g、10 000 U/g,桔霉素含量分别为0.282 mg/kg和1.373 mg/kg(折算为500U/g时的桔霉素含量为0.075mg/kg和0.067mg/kg),均低于红曲色素日本标准中桔霉素含量的限量指标(0.2 mg/kg即500 U/g)。说明通过发酵工艺及提取精制的优化,在不影响色素高产的情况下可将红曲色素中的桔霉素含量降至理想的水平。

碳氮源对不同特性红曲菌株L、Idu产色素及桔霉素的影响

选取高产桔霉素红曲菌L及低产桔霉素红曲菌Idu,采用液态培养方式,研究不同种类碳氮源对这2种菌株产色素及桔霉素的影响。结果表明:对高产桔霉素菌株L而言,大米粉作为碳源其色素产量可达到72.02U/mL,桔霉素产量最低,为1.74mg/L,色素产量较高同时桔霉素产量得到很好控制,因此为菌株L的碳源最优选择;谷氨酸钠作为氮源其色素产量可达63.96 U/mL,桔霉素产量为8.13mg/L,色素产量最高同时桔霉素含量在可控范围之内,因此作为最优氮源的选择。对低产桔霉素菌株Idu而言,除蔗糖外,其余碳源对桔霉素产量均低于1mg/L,因此选择产色能力最高的麦芽糖作为碳源,色素产量可达56.94U/mL;桔霉素的产量随着菌种产色能力的增加而增加,因此选取产桔霉素最少的硫酸铵作为氮源以避免发酵产品桔霉素的超标。

红曲米培养工艺的优化研究

碳源和氮源是红曲米工业生产必须考虑的一环,本研究在模拟实际生产环境条件下,对色素红曲培养中的碳源和氮源做了探索。研究发现,种子液色价和固态发酵最终色价具有正相关性,玉米淀粉、硝酸钠为最优碳氮源,其中当玉米淀粉和硝酸钠配比3∶0.2~0.4时效果最佳。

固体发酵基质和外加碳氮源对红曲霉色素产量的影响

通过比较红曲霉菌株在9种不同发酵基质中的色素产量,筛选最适合的发酵基质;在此基础上外加碳氮源,比较不同种类的碳氮源对红曲霉产色素能力的影响。研究结果表明:红曲霉菌株在以红米为基质的固态发酵体系中的色素产量最高,其醇溶性总色价为287.25U/g,水溶性总色价为95.55U/g;以红米为发酵基质,通过添加不同种类的碳源和氮源进行发酵,发现以果糖为外加碳源时红曲霉菌株的醇溶性色素产量可提高到859.87U/g,色调偏黄;其次是葡萄糖,其醇溶性色价为812.17U/g,其色调偏橙红;以氯化铵作为外加氮源时红曲霉菌株的醇溶性总色价高达1560.17U/g,相比不外加任何氮源的对照组提高了6倍左右,其色调偏黄;其次是牛肉膏,醇溶性总色价为1179.07U/g,色调偏红。

两种辅料对固态发酵红曲米莫纳可林K与红曲色素产量的影响

红曲霉在发酵过程中会产生莫纳可林K(MK)和红曲色素(MPs)等多种对人体有益的次级代谢产物。为同时在红曲米固态发酵产物中获得一定量的MK和MPs,实验在大米基质基础上,分别添加豆粕、豆渣两种辅料,对红曲霉MP s-7进行固态发酵培养,分析两种代谢产物产量,并对辅料影响机制进行了探究。结果表明:在发酵基质中添加两种辅料均促进了MK的产生,但同时抑制了MPs的产生。豆粕添加量为质量分数15%时,发酵产物MK产量最高,但几乎无MPs产生;豆渣添加量为质量分数15%时,提高MK产量的同时也保证了一定的MPs产量,且成本比豆粕低,更适合作为辅料添加到红曲霉固态发酵基质中。研究表明:基质含氮量会影响红曲霉固态发酵过程中菌丝体量的积累,从而影响次级代谢产物的产量。