一种高产γ-氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高产γ

【技术实现步骤摘要】
一种高产
γ
‑
氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物和食品
，具体涉及一种高产γ
‑
氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法。

技术介绍

[0002]红曲霉是一种在中国具有千年历史的发酵食品用真菌。它能合成很多有营养价值的次级代谢物，包括红曲色素，γ
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氨基丁酸(GABA)等。其发酵产物能有效降低血压，降低血浆胆固醇水平，并具有抗菌活性。红曲色素是中国传统的食品着色剂，它们是由黄色、橙色和红色化合物混合组成，研究表明，红曲色素能降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的水平，同时具有抗炎和增强免疫力等功效，已成为医药卫生、防腐保健、食品着色等领域研究开发的热点。GABA是一种功能性非蛋白质氨基酸，由谷氨酸脱羧酶使谷氨酸脱羧而产生。是中枢神经系统的主要抑制性神经递质，具有降压、镇静、利尿等生理功能，可以延缓大脑衰亡、抗焦虑和治疗神经疾病。在1979年日本的Endo第一次发现红曲霉合成的一种特殊物质GABA具有降压活性。红曲霉也因而成为继乳酸菌、酵母菌之后，又一种被广泛研究和应用于GABA生产的微生物。
[0003]现有的红曲色素的生成工艺有液态发酵和液固发酵，其中，液态发酵的生产工艺流程如下:平板与斜面培养(7
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8d)
‑
>种子液培养(24
‑
26h)
→‑‑
级种子罐培养(7
‑
8h).
→
二级种子罐培养(7
‑
8h)
‑
+发酵罐培养(70
‑
75h)
‑
>板框压滤
‑→
浸泡滤渣(用70％
‑
80％酒精浸泡搅拌约26
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38h)
‑
>再次压滤
‑
+真空浓缩(回收酒精)
‑
>喷雾干燥(粉状红曲红)
→
成品包装。液固发酵是先用种子罐液体培养种子，代替固体种曲接种，后用固体培养发酵，简称液一固法，适用于产量大的红曲厂。它与传统生产工艺不同的是:纯种培养制种；提高发酵厚度；采用通风措施和自控设备装置来控制培养品温；利用烘干设备进行成品干燥等。但是，红曲霉代谢物产量低是红曲霉发酵的关键性难题。目前，通过菌种改良、优化发酵参数是提高其代谢物产量的主要方式，例如，董用胜在“红曲霉固态发酵生产Monacolin K工艺条件的研究”(《食品研究与开发》2007.Vol28.No.06)摘要:通过对红曲霉TQ
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57固态发酵生产Monacolin K的工艺条件的研究,确定了固态发酵的工艺条件为:培养基水分50％,相对湿度75％,起始pH值为6.0,发酵温度25C,发酵时间16d,蛋白胨用量为3.0％,甘油用量为0.2％,Monacolin K量可达到2.243mg/go通风培养时Monacolin K量为2.563mg/g干基质。王远卓在“红曲霉菌液态发酵生成红曲色素条件优化”一文中，用分别改变碳源(葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉)、氮源(硝酸钠、氯化铵、尿素)、pH(3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.0)以及液体量(75、100、125、150、175、200mL)确定最佳发酵条件是：葡萄糖30g/L、硝酸钠15g/L，pH5.5。除此之外，越来越多的底物也被研究者所开发，如甘蔗渣、马铃薯渣、玉米芯、米汤等。多数研究者倾向于对已有的发酵方法进行优化或针对菌种进行改良，以提高营养物质含量，但效果甚微。因此，现在迫切地需要开发出能提高红曲霉发酵物中营养物含量的方法。
[0004]桑叶是桑科植物的叶子，具有丰富的营养价值和多种药用功能。桑叶中含有黄酮、氨基酸、生物碱、甾类等多种活性成分，因而具有降血压、降血脂、抗炎、抗衰老等多种疗效。
研究表明，桑叶中GABA的平均含量为2260mg/kg左右(龚铄等《厌氧处理对桑叶GABA含量的影响》《安徽农业科学》，2016,44(15:)：P71
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72,89)，显著高于其他天然植物，因而以桑叶为原料研制富含GABA的产品具有广阔的前景。
[0005]由于桑叶优质的生物活性和高营养价值，本专利首次以其作为红曲霉发酵的底物，提出了一种高产GABA和红曲色素的红曲霉发酵液的制备方法，为红曲霉高效生产GABA和红曲色素提供了新的思路。本专利所述的方法尚未见报道。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液，是以桑叶作为红曲霉发酵的底物，通过液态发酵的方式，综合提高红曲霉的GABA和红曲色素产量。
[0007]技术方案：为了实现上述专利技术目的，专利技术人采用了以下技术方案：
[0008]一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，是将红曲霉制备成种子液，然后接种在以桑叶为底物的液态培养基内，在一定条件下发酵，获得发酵液。
[0009]种子液制备方法为：(参考高佳佳报道的方法制备红曲种子液(灵芝菌和红曲霉及红茶菌混合发酵红茶的工艺研究[D].《浙江工业大学》，2013))
[0010]1、配制培养基
[0011](1)红曲霉斜面种子培养基：
[0012]12brix麦芽琼脂培养基:取麦芽:水(m:V)＝1:4，搅拌均匀后在65℃水浴中糖化4小时,糖化程度用碘滴定,糖化完全后，将糖化液用4
‑
6层纱布过滤,如果滤液混浊不清,将糖化液加鸡蛋清煮沸后再过滤,得到澄清液体测试其糖度,高则稀释，低则加葡萄糖，达到12brix后加入2％琼脂加热搅拌溶解，分装入试管中，121℃，20min灭菌，放置斜面(斜面高度大概为试管高度三分之一)冷却至凝固。
[0013](2)红曲霉种子液培养基：
[0014]葡萄糖30g/L，蛋白胨20g/L，硝酸钠2g/L,七水硫酸镁1g/L，磷酸二氢钾1g/L，初始pH自然，加入适量蒸馏水后，加热搅拌溶解，分装于500mL三角瓶中，每瓶装液体100mL，121℃，20min灭菌，冷却备用。
[0015]2、红曲霉菌种活化:将冰箱保藏的红曲霉(来源于中科院微生物研究所)斜面菌种在室温下放置5h后，接入新配制的红曲霉斜面种子培养基中，于恒温培养箱中30℃静置培养7天；将培养的红曲霉斜面菌种切成5mm
×
5mm大小块状，取5块菌种接入100mL新配制的红曲霉种子液培养基(装于500mL三角瓶)中，30℃，150rpm条件下培养2天待用。
[0016]3、液态培养基制备及发酵条件为：液体发酵培养基为20～60g/L桑叶粉、15～75g/L葡萄糖、5～25g/L蛋白胨、1g/L七水硫酸镁和2g/L磷酸二氢钾，将种子液以接种量为8％(v/v)接入液态发酵培养基中，在26℃～36℃和180本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征在于：(1)将红曲霉制备成种子液；(2)将得到的红曲霉种子液以接种量为8％(v/v)接种在以桑叶为底物的液态培养基内，发酵，获得发酵液。2.根据权利要求1所述的高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征在于，所述的以桑叶为底物的液态培养基含有20～60g/L桑叶粉、15～75g/L葡萄糖、5～25g/L蛋白胨，1g/L七水硫酸镁和2g/L磷酸二氢钾。3.根据权利要求1所述的一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的发酵条件为26℃～36℃，180r/min转速下发酵192h。4.根据权利要求1所述的高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征在于，所述的以桑叶为底物的液态培养基含有40g/L桑叶粉、45g/L葡萄糖、15g/L蛋白胨，1g/L七水硫酸镁和2g/L磷酸二氢钾。5.根据权利要求1所述的一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征在于，发酵条件为32℃，180r/min转速下发酵192h。6.根据权利要求1所述的一种高产γ
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氨基丁酸和红曲色素的发酵液的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊强，王彪，吴琼英，张晓伟，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：