一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法技术

本发明专利技术方法包括以下步骤：A.以苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源设计培养基，结合紫色红曲菌在1500L发酵罐中进行液态深层发酵制得以Monacolin K(下称MK)为主要目标产物的功能性红曲发酵液；B.利用加压式板框压滤机将A中得到的发酵液进行固液分离，得到的滤液进行降膜蒸发减压浓缩；C.将B中得到的浓缩液与质量比6%‑15%的辅料充分搅拌混合，制作成均质的喷雾液，过滤待用；D.利用离心喷雾干燥设备将C中得到的喷雾液制备成粉末产品。本发明专利技术将功能性红曲浓缩液制作成粉末产品的方法，在高温短时条件下能有效维持MK总含量、酸式MK的稳定性，同时不产生热熔性粘壁问题。并且大大降低红曲产品的干燥时间，生产出的功能性红曲粉无焦味，无苦涩味，水溶性良好。

Preparation of functional Monascus powder by spray drying method and its effective maintenance of MK total content and acid MK stability

【技术实现步骤摘要】
一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法
本专利技术涉及生物发酵及发酵液后处理
，特别是涉及一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法。
技术介绍
红曲菌液态深层发酵制备成功能性红曲发酵液，其经加压式板框压滤机固液分离后，滤液经降膜蒸发减压浓缩得到功能性红曲浓缩液,其目标产物为MK。MK有酸式和内脂式两种结构，内脂式MK需消耗体内的羟基酯酶水解成酸式MK，方可发挥药效作用。有研究提出，长期使用内脂式MK会产生毒副作用。而酸式MK无需转化，直接发挥抑制体内胆固醇合成作用。然而酸式MK是一种热敏性物质，其在高温下可脱去结合水转化为内脂式MK。陈蕴等人研究提出功能性红曲产品在100℃下干燥15h，酸式MK向内脂式MK转化率为24.50%左右，MK总含量的下降幅度为26.90%左右。同时温度越高，烘干时间越长，酸式MK越多地转化为内脂式MK，MK总含量也损失越多。并且大量的功能性红曲浓缩液需要建立大型的冷库进行低温保藏，需要投入较大的设施设备及运行资金，而功能性红曲粉可作为功能性固体饮料或者作为降脂胶囊的原料。中国专利文献（CN201410379473.7）公开了红曲菌种、高活性成分功能性红曲粉的制法及制品，其以大米-甘油作为碳源进行发酵制作功能红曲发酵液，甘油为化工原料，GB2760-2014对甘油作为食品添加剂使用时的用量进行了严格的限制，其在制备功能性红曲粉时，采用了喷雾干燥技术，但只是简单叙述，并没有深入研究功能红曲浓缩液在喷雾干燥过程中是否产生粘壁问题，产生粘壁问题的程度如何，也并没有优化喷雾液制作方法及喷雾干燥过程工艺条件，更没有深入地研究在高温条件下MK总含量、酸式MK的变化量。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术涉及一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的在红曲产品干燥过程中，MK总含量下降率大，酸式MK向内脂式MK转化率高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，包括以下步骤：步骤A：以苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源设计培养基，结合紫色红曲菌在1500L发酵罐中进行液态深层发酵制得以MK为主要目标产物的功能性红曲发酵液，步骤B：利用加压式板框压滤机将步骤A中得到的发酵液进行固液分离，得到的滤液进行降膜蒸发减压浓缩，步骤C：将步骤B中得到的浓缩液与质量比6%-15%的辅料充分搅拌混合，制作成均质的喷雾液，过滤待用，步骤D：利用离心喷雾干燥设备将步骤C中得到的喷雾液制备成粉末产品，粉末产品于旋风分离器中收集，载气为空压机房提供的压缩空气。优选的，所述步骤A中培养基的配方如下：碳源5%-15%，10%大豆水解液3.0%-10.0%，糖醇1%-10%，玉米浆0.1%-0.5%,NaNO30.1%-0.3%,MgSO4·7H2O0.1%-0.3%，K2HPO4·3H2O0.1%-0.3%，ZnSO4·7H2O0.1%-0.3%，MnSO4·7H2O0.1%-0.3%，(NH4)2SO40.1%-0.3%，pH值为4.0-5.0。优选的，所述碳源是苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合。优选的，所述步骤A中液态深层发酵的工艺条件为：接种量：3%-15%；温度：0-96h28-35℃,97h-结束22-27℃；搅拌转速：60-150rpm；通风量：60-150m3/h；罐压：0.03-0.06MPa；培养18-22天。优选的，所述步骤B中加压式板框压滤机所用的压力为0.8-1.2MPa，降膜蒸发减压浓缩过程控制的温度为45℃-65℃,真空度为-0.060MPa至-0.080MPa，控制浓缩液的锤度为25Bx-45Bx。优选的，所述步骤C中辅料为麦芽糊精、大豆多肽、可溶性淀粉其中的一种或几种组合，且步骤C中将混合液过滤所用的筛网为100-150目。优选的，所述步骤C中辅料加质量比30%-50%的50℃-80℃热水预溶，且搅拌时长为10-15min，转速为50-80rpm，之后再与浓缩液混合。优选的，所述步骤C中将浓缩液与预溶好的辅料水溶液制作成均质的喷雾液时，开启搅拌约15-30min，转速80-120rpm。同时开启压缩空气阀，使压缩空气冲进罐底，使混合液湍动较为剧烈，维持时间5-10min，两者充分均质。优选的，所述步骤D中离心喷雾干燥设备为工业性喷雾干燥设备，干燥塔尺寸为4.5m×4.5m×10m,水分最大蒸发量为250kg/h，热源为蒸汽及电，蒸汽最大压力0.80MPa,电加热最大功率为132KW。优选的，所述步骤D中离心喷雾干燥过程控制的工艺条件为：进风温度为180℃-220℃，出风温度为80℃-100℃，进料泵频率为30Hz-40Hz，喷雾头转速为15000-22000rpm。与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术不采用甘油，以苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源进行发酵，发酵效价高，不产生甘油残留的隐患；本专利技术苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源进行液态深层发酵，同样菌种发酵及后处理工艺得到的浓缩液，再添加适当比例的辅料，有效地提高喷雾液软化点的温度，不产生低熔点物料的热熔性粘壁问题，同时在喷雾干燥过程中优化了喷雾干燥工艺条件，有效地维持了功能性红曲粉MK总含量、酸式MK的稳定性，并且大大降低红曲产品的干燥时间，生产出的功能性红曲粉无焦味，无苦涩味，水溶性良好；本专利技术具体详细地阐述了功能红曲浓缩在喷雾干燥前后，在高温条件下MK总含量、酸式MK的变化量，并且得到了较佳的喷雾干燥工艺条件，其实用性很强，为液态发酵功能红曲产品产业化打下坚实的基础。具体实施方式以下为了更加清楚明确的理解本专利技术的专利技术特征、技术手段以及功效，下方将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，包括以下步骤：步骤A.以苦荞皮粉作为碳源设计培养基，配方为：苦荞皮粉6.0%，10%大豆水解液5.0%，糖醇2.2%，玉米浆0.12%,NaNO30.15%,MgSO4·7H2O0.12%,k2HPO4·3H2O0.14%，ZnSO4·7H2O0.15%，MnSO4·7H2O0.14%,(NH4)2SO40.16%,pH4.53。结合紫色红曲菌在1500L发酵罐中进行液态深层发酵制得以MK为主要目标产物的功能性红曲发酵液，发酵工艺控制为：接种量：6%；温度：0-96h28.5℃,97h-结束22.6℃；搅拌转速：75rpm；通风量：70m3/h；罐压：0.035MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，包括以下步骤：/n步骤A：以苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源设计培养基，结合紫色红曲菌在1500L发酵罐中进行液态深层发酵制得以MK为主要目标产物的功能性红曲发酵液，/n步骤B：利用加压式板框压滤机将步骤A中得到的发酵液进行固液分离，得到的滤液进行降膜蒸发减压浓缩，/n步骤C：将步骤B中得到的浓缩液与质量比6%-15%的辅料充分搅拌混合，制作成均质的喷雾液，过滤待用，/n步骤D：利用离心喷雾干燥设备将步骤C中得到的喷雾液制备成粉末产品，粉末产品于旋风分离器中收集，载气为空压机房提供的压缩空气。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，包括以下步骤：
步骤A：以苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合作为碳源设计培养基，结合紫色红曲菌在1500L发酵罐中进行液态深层发酵制得以MK为主要目标产物的功能性红曲发酵液，
步骤B：利用加压式板框压滤机将步骤A中得到的发酵液进行固液分离，得到的滤液进行降膜蒸发减压浓缩，
步骤C：将步骤B中得到的浓缩液与质量比6%-15%的辅料充分搅拌混合，制作成均质的喷雾液，过滤待用，
步骤D：利用离心喷雾干燥设备将步骤C中得到的喷雾液制备成粉末产品，粉末产品于旋风分离器中收集，载气为空压机房提供的压缩空气。


2.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，其特征在于：所述步骤A中培养基的配方如下：碳源5%-15%，10%大豆水解液3.0%-10.0%，糖醇1%-10%，玉米浆0.1%-0.5%,NaNO30.1%-0.3%,MgSO4·7H2O0.1%-0.3%，K2HPO4·3H2O0.1%-0.3%，ZnSO4·7H2O0.1%-0.3%，MnSO4·7H2O0.1%-0.3%，(NH4)2SO40.1%-0.3%，pH值为4.0-5.0。


3.根据权利要求2所述的一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，其特征在于：所述碳源是苦荞粉、苦荞皮粉或两者组合。


4.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式MK稳定性的方法，其特征在于：所述步骤A中液态深层发酵的工艺条件为：接种量：3%-15%；温度：0-96h28-35℃,97h-结束22-27℃；搅拌转速：60-150rpm；通风量：60-150m3/h；罐压：0.03-0.06MPa；培养18-22天。


5.根据权利要求1所述的一种喷雾干燥法制备功能性红曲粉及其有效维持MK总含量、酸式M...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂增宇，胡文林，许世锦，谢凤娇，覃爱红，陈玲娟，
申请(专利权)人：广东天益生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44