[發明專利]通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法及應用

有效

• 申請號: 201510450416.8
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105018533B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 吳振強;汪梅花;陳功
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12P1/02
• 分類號: C12P1/02;C12R1/66
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運貞;裘暉

本發明公開一種通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法及應用。該方法的步驟如下：將紅曲霉菌種接種于基本發酵培養基中，進行好氧發酵，使得紅曲霉菌種處于對數生長期或穩定期；接著補加碳源，該碳源在發酵培養基中的濃度為至少60g/L，繼續好氧發酵；將發酵好的發酵液進行固液分離，取液體，得到胞外水溶性紅曲黃色素。本發明通過采用高碳源直接發酵法方法，優化紅曲霉菌的代謝，得到高色價以及高色調的胞外水溶性紅曲黃色素，實現了天然水溶性紅曲黃色素的生產。本發明可取代目前轉化法生產紅曲黃色素工藝，消除化學轉化步驟的不良影響，得到純天然紅曲黃色素產品，不含人工改造結構成分，符合食品安全質量要求，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及紅曲霉的發酵方法，特別涉及一種通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法及應用。

背景技術

紅曲色素是一種天然色素，由紅曲菌發酵生產，在中國、韓國和日本一直被作為天然的食用色素廣泛用于飲料、醬、食用油、面包、糕點等領域，已有上千年歷史。目前商品用紅曲色素一般為混合色素，主要分為紅、橙、黃三大類。已被證實鑒定的紅曲色素有50多種，其中包含常見的六種胞內色素：2種紅色素(Rubropunctamine、Monascorubramine)，2種橙色素(Rubropunctatine、Monascorubrine)和2種黃色素(Ankaflavine，Monascin)。近年來，有研究報道黃色素monascin和黃色素ankaflavin是降脂的有效成分，能顯著降低血清TC、TG、低密度脂蛋白和膽固醇的水平；水溶性黃色素著色能力強，熱穩定性、耐氧化劑和耐還原劑的性能好，故紅曲黃色素的開發研究具有廣闊的前景和重大的經濟效益。

紅曲霉液態發酵的紅曲色素主要是胞內色素，這些色素易溶于乙醇、丙酮等極性較大的有機溶液，都是非水溶性的色素，在食品應用方面受到一定的限制。同時液態發酵面臨兩個瓶頸問題：一是發酵過程中菌體胞內產物的高濃度會導致產物的負反饋抑制；二是發酵結束后胞內發酵產物分離提取困難，產物純化流程復雜，成本較高。因此，局部改變胞內色素分子結構及其發色性能，制備一系列衍生物，實現紅曲色素溶解性能的改善，或者采用一種發酵技術實現胞外紅曲色素的高產量輸出，具有很好的應用前景及重大的市場開發價值。

現階段，紅曲紅色素已實現工業化生產，但紅曲黃色素仍處于開發研究階段，并且色階及色調值偏低?，F有文獻檢索發現：紅曲霉常規液態發酵，胞外黃色素產量一般在10AU/mL左右。Zhiqiang Hu等(Appl Microbiol Biotechnol，2012，94:81-89)中介紹，采用非離子表面活性劑進行萃取發酵紅曲色素，實現了將胞內色素萃取到胞外表面活性劑膠束溶液，胞外黃色素色階可達到50AU/mL，但其色調僅為2左右，即仍有較高含量的紅色素和橙色素。采用萃取發酵使得胞外黃色素產量得到了一定的提高，但從表面活性劑中提取色素的食品安全性、回收技術成本、萃取到胞外黃色素的水溶性等方面仍需要深入的探索和研究。目前對直接發酵大量制備胞外水溶性紅曲色素，并大幅度降低紅曲紅、橙色素的比例，得到高純度黃色素的研究還沒有相關的市場報道。

現有的發酵技術，所得的紅曲色素基本上都是紅曲紅色素、橙色素以及黃色素的混合物。因此，亟需一種能高效獲得紅曲黃色素的方法。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法。

本發明的另一目的在于提供所述通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種通過高碳源發酵獲得胞外水溶性紅曲黃色素的方法，包括如下步驟：

(1)將紅曲霉菌種接種于基本發酵培養基中，進行好氧發酵，使得紅曲霉菌種處于對數生長期或穩定期；

(2)接著補加碳源，該碳源在發酵培養基中的濃度為至少60g/L，繼續好氧發酵；