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       【摘要】 
       目的研究利用玉米生产红曲色素的新技术，探讨红曲色素的最佳提取工艺。方法以红曲霉为菌种，种子液体培养发酵、红曲固体发酵生产红曲色素。结果选育优势变异菌种M-04株，红曲固体发酵最佳条件是接种量6%，玉米初始水分35% ，发酵温度28～32℃。最佳浸取工艺为：溶剂为70% 乙醇水溶液，提取温度60℃，提取时间2 h。结论得出了玉米中红曲色素生产的最佳外界条件。
       【关键词】  玉米； 红曲色素； 固态发酵
       Study on Production of Monascus Pigment in Corn
       KANG Dongzhou， ZHANG Shanyu， QUAN Xianhua
       （College of Pharmacy， Yanbian University，Yanji 133000， China； Yanbian Hospital of Traditional Chinese Medicine，Yanji 133000， China）
       Abstract：ObjectiveTo study the new technology of producing the Monascus pigments in corn and the optimal condition of extraction process of the Monascus pigments.MethodsThe Monascus pigments were produced by fermentation of Monascus seed liquid and Monascus solid fermentation of corn.ResultsA kind of superior species M-04 was obtained and the optimum conditions of Monascus solid fermentation were the load of 6% , the ventilating temperature of 28～32℃ ,and the corn initial moisture content of 35%.  The optimal extraction were extraction agent of 70% alcohol-water , the temperature of 60℃ and the time of 2 h.ConclusionThe optimal external factors of producing Monascus pigment have been obtained.
       Key words：Corn;  Monascus pigment;  Solid fermentation
       
       食用色素是食品添加剂的重要组成部分，它不仅广泛应用于食品加工，在医药领域也被得到了广泛的应用［1］ 。食用色素通常分为两类：食用合成色素和食用天然色素。合成色素由于着色力强，色泽鲜艳，稳定性好，易于溶解和拼色以及成本低廉等一系列优点，曾一度被广泛应用 。但随着毒理学和分析技术的不断发展，合成色素的安全性受到挑战，因此食用天然色素的研制就显得尤为重要［2］。红曲色素是红曲霉生长代谢过程中所产生的红色天然色素，安全性高，稳定性好，除色素本身的功能以外，还有抑菌、增强免疫力、抗疲劳、降血脂、降血糖的功效，因此应用红曲色素不但可以改善食品色泽，而且还具有一定的功能性和营养价值［3］。最近几年来，人们对红曲霉及红曲色素的生产、应用、性质以及生理功能方面的研究日趋深入，已取得了许多进展。 红曲色素在我国应用相当广泛，利用红曲霉制备的过程常选用大米，但在我国东北地区，玉米是主要粮食作物，所以本实验选用玉米为固体发酵材料，选育优势变异菌种，并选用最佳的发酵条件，以提高天然色素产量及稳定性。
       1  材料与方法
       1.1  材料及试剂 玉米、大米、荞麦、大麦、麦芽粉均购于延吉市西市场，营养琼脂、蛋白胨、葡萄糖、MgSO4·7H2O，NaNO3，KH2PO4，由延边大学医学部供应科购买。
       1.2  仪器无菌操作台；高压灭菌锅；恒温培养箱；多功能摇床机；722型分光光度计。
       1.3  菌种菌株M-01 M-02 M-03 M-04分别购于中国工业微生物保藏中心。
       1.4  方法 玉米生产红曲色素的小试工艺如下：
       1.4.1  培养基的制备
       
       麦芽汁的制备：取粉碎至60～80目的大麦芽500 g，加入4倍的水在60～65℃的水浴锅中保持4 h，取出用4层纱布过滤，滤液总糖浓度调为10左右。
       
       斜面培养基的制备及培养：麦芽汁1 000 ml糖度为5% ，营养琼脂25 g，充分混匀121℃，高压灭菌20 min，放冷至50～60℃时分装，每个试管分装约试管高度的2/3左右，充分冷却至凝固，无菌操作台中接种，在28℃培养箱中培养3～4 d。
       
       种子培养：葡萄糖60 g，蛋白胨25 g，玉米浆0.05%（w/v），NaNO3 2 g，MgSO4·7H2O 1 g，KH2PO4，1 g 调pH 5.0配制1 000 ml培养液。250 ml的三角瓶中分装约150 ml培养液，高温高压灭菌后冷却接种，在28℃摇床培养3～4 d，100 r/min。
       
       固体培养:将玉米浸泡到pH 5.0的醋酸水溶液16 h，淋干，调含水量为33%，在121℃，30 min高压灭菌冷却，趁热摇散，冷却后在无菌操作台上接种，接种量为3%～10 %（w/v），接种前所有用具消毒灭菌，在酒精灯火焰上方操作接种。500 ml三角瓶装100 g玉米。
       1.4.2  红曲色素的制备与研究
       
       红曲菌种的筛选与培育：分别以供试的4个菌株为菌种液态发酵制备红曲，发酵完毕后分别测定发酵原液色价，找出发酵液色价都相对比较高的菌株作为出发菌株。
       
       最佳生产工艺的探索：取100 g玉米装于500 ml的三角瓶中，浸泡16 h后淋干使含水量在30%～50%范围内于121℃高压灭菌30 min，冷却后在无菌操作台中接种，接种量为3%～10%，接种后在28℃恒温箱中培养，第10天开始每天取出5 g用50 ml 70%的乙醇在60℃提取2 h后测提取液的色价，持续培养到第17天为止。
       1.4.3  红曲色素的提取
       
       溶剂的筛选：取红曲粉4份，每份4.0 g，分别加入不同溶剂100 ml，在恒温水浴中浸提30 min，观察其溶解性，滤去残渣后测定吸光度，并计算各种溶剂的色素提取得率，确定最佳的萃取剂。
       
       筛选提取影响因素：称取1.0 g ，80目红曲粉末4份，分别加50 ml  60%，70%，80%，90%的乙醇溶液，在一定温度的恒温水浴中加热提取2，6，10 h，然后测提取液吸光度得出色价。
       1.4.4  红曲色素色价测定精密称取样品0.05 g 于50 ml 烧杯中，用70%乙醇溶液溶解，然后移入100 ml容量瓶稀释至刻度，振摇30 min，静置取1.0 ml 该溶液，加70%乙醇溶液9 ml并混匀，用70%乙醇溶液做空白，用1 cm比色皿在505 nm处测吸光度，吸光值乘以溶液的稀释倍数即得到红色素色价吸光度值乘以1 000，除以样品质量，即得到成品色价（u/g）。
       2  结果
       2.1  红曲菌种的筛选与培育正交实验结果表明(表1)红曲色素在菌种为M-04，发酵培养基为玉米时色价最高，因此本实验选择M-04菌株为出发菌，玉米为培养基进行红曲色素生产。
       表1  红曲菌种与原料对红曲色素色价的影响（略）
       2.2  最佳生产工艺的探索见表2～5。
       表2  接种量对固体发酵的影响（略）
       表3  初始水分含量对固体发酵的影响（略）
       表4  发酵温度对固体发酵的影响（略）
       表5  培养时间对色价的影响（略）
       提取液为稀释的10倍   
       实验结果表明，从降低生产成本，缩短生产时间的角度考虑得出最佳生产工艺为接种量6%，玉米初始水分35%，发酵温度28～32℃，恒温培养14 d。
       2.3  最佳提取工艺的筛选
       2.3.1  提取溶剂的选择结果见表6。
       表6  红曲色素在不同溶剂中的溶解性和提取得率（略）
       2.3.2  乙醇浓度对红曲色素提取的影响见表7。
       表7  乙醇浓度对红曲色素提取率影响实验结果（略）
       2.3.3  提取温度对红曲色素提取的影响见表8。
       表8  温度对红曲色素提取率影响实验结果（略）
       2.3.4  提取时间对红色素提取的影响见表9。
       表9  提取时间对红曲色素提取率影响实验结果（略）
       结果表明，最佳提取方法为70%乙醇在80℃恒温水浴中提取2 h。
       3  讨论
       
       建立了以玉米为原料用生物技术生产功能红曲色素，为玉米的深度开发利用，提高玉米的附价值做出了贡献。红曲色素固态发酵最佳条件为接种6%种子培养液，玉米初始水分为35%，发酵温度28～32℃，培养时间为14 d。最佳提取方法为70%乙醇在80℃恒温水浴中提取2 h。但由于乙醇的沸点为78.5℃，按此工艺条件进行大工业生产，会影响乙醇的回收，造成原料的损耗，故将水浴温度降为60℃，提取时间2 h以后变化不大,故采取2 h。
       【参考文献】
         　　［1］ 付金泉.中国红曲及其实用技术［M］.北京：中国轻工业出版社，1997：253.
       
       ［2］ Lin T F, Demain A L. Effect of nutrition of Monascus sp .on formation of red pigments［J］. Appl Microbiol Biotechnol.1991,36(1):70.
       
       ［3］ Treiber L R, Reamer R A , Rooney C S , et al . Origin of monacolin L from Aspergillus Terreus cultures［J］. J antibiot,1989,42(1):30.