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红曲色素作为食品添加剂应用于食品着色已有着悠久的历史。在红曲色素的混合物中,从感官上来看,黄色素是最为鲜艳夺目的色素,目前在国内仅限于小样试制,尚未实现大规模生产,在食品及其它领域的应用目前也未得到充分的开发研究;但因其颜色较为独特、醒目,在众多需要着色剂的产品中都可以找到其应用前景,是值得开发的红曲色素品种。所以系统的研究如何开发红曲黄色素这一品种,提高发酵法生产黄色素的产量,具有重大的理论意义和现实意义。
本论文以红曲霉突变株(Monascus anka mutant MYM2)为生产菌种,从提高黄色素色价入手,运用固态发酵的方法对该突变株进行发酵条件及提取工艺的优化,探索简便、高产、优质的红曲黄色素的固态发酵技术路线,为大规模的固态发酵生产红曲黄色素提供有利的理论依据。
首先研究了红曲黄色素的发酵生产工艺,通过单因素及正交实验,确定了Monascusanka mutant MYM2固态发酵生产黄色素的最佳培养方案为:以籼米为发酵基质,NH4Cl(0.2mmol/g)为添加氮源,装载量18g/250mL,初始pH6.0,初始含水量55%,接种量10%,培养温度30℃,发酵10d。红曲黄色素色价由优化前的119.78 U/g增加到665.78 U/g,提高了5.56倍,色调为4.33且样品中未检测出桔霉素。
对红曲黄色素的提取工艺进行了研究,确定最佳的提取条件是:以80%的乙醇溶液为萃取剂,乙醇溶液用量为30mL/0.5g发酵产物,60℃下保温萃取1.5h。红曲黄色素的色价由665.78 U/g提高到967.8U/g,色价提高45.4%。
对红曲黄色素的稳定性进行了研究:在pH3.0-8.0范围内较稳定,pH3.0时色泽最明亮;热稳定性较好,60℃下3h,保存率在90%以上,100℃下1h保存率在80%以上;在常见的几种金属离子中,红曲黄色素对Fe3+、Zr12+稳定,Na+、K+、Ca2+基本稳定,Cu2+不稳定;在室内自然光漫射下比较稳定,35d后色素的保存率为65%。