红曲椰果液态发酵工艺条件的优化

１２０　２００６．ｖ０｜２７．ＮＯ．８　—　爨　惫≤０　食品工艺　红曲椰果液态发酵工艺条件的优化　黄艳，李从发，汪全伟，刘四新　（华南热带农业大学食品科学与工程系，海南儋州５７１７３７）　摘要：对红曲椰果液态发酵条件进行了研究，结果表明，产莫纳可林Ｋ的最佳条件为：马铃薯１５％、葡萄糖５％、　的红曲椰果。　ＮａＮＯ３０．２％、ＭｇＳＯ４０．１％、ＺｎＳＯ４０．１％、ｐＨ为６．０、于２６℃发酵１３　ｄ，得到莫纳可林Ｋ为１５２，００ｍｇ￣Ｌ，色价为１２８．３８眺　十　自　关键词：液态发酵；红曲椰果；莫纳可林Ｋ；色价　ＳＴＵＤＹ　ＯＮ　ＴＨＥ　ＬＩＱＵＩＤ　ＳＴＡＴＥ　ＦＥＲＭＥＮＴＡＴＩＯＮ　ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳ　０Ｆ　Ｍ０Ｍ　５Ｃ　一ＮＡＴＡ　ＣＯＭＰＬＥＸ　ＨＵＡＮＧ　Ｙａｎ，ＬＩ　Ｃｏｎｇ—ｆａ，ＷＡＮＧ　Ｑｕａｎ—ｗｅｉ，ＬＩＵ　Ｓｉ—ｘｉｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＦｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｒｏｐｉｃａｌ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，　Ｄａｎｚｈｏｕ　５７１７３７，Ｈａｉｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍｏｎａｓｃｕｓ—ｎａｔａ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｆｅ　ｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ：ｐａｔａｔｏ１５％，ｇｌｕｃｏｓｅ　５％，ＮａＮＯ３　０．２％，ＭｇＳＯ４　０．１％，ＺｎＳＯ４　０．１％，　ＰＨ　６．０。ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｆｏｒ　１３　ｄ　ａｔ　２６　ｏＣ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　ｋ　ｗａｓ　１５２．００　ｍｇ／Ｌ　ａｎｄ　ｃｏｌｏｒ　ｖａｌｕｅ　ｗａｓ　１２８．３８　／ｇ　ｄｒｙ　ｍｏｎａｓｃｕｓ－ｎａｔａ．　Ｋｅｙ　ＷＯｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ；，，　０ｎ（　ｃ￡　一ｎａｔａ；ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　ｋ：ｃｏｌｏｒ　ｖａｌｕｅ　椰果是以椰子水为主要原料，由微生物经液态发　酿酒等。１９７９年，日本学者远藤章［３１教授从红色红曲霉　酵形成于液体表面的凝胶膜状物，其主要成分是纤维　素【１１，故又称“高纤椰果”，英文名称“Ｎａｔａ”。由于椰果具　有独特的凝胶状质构，富有弹性，口感脆滑，咀嚼性好，　（Ｍｏｎａｓｃｕｓ　ｒｕｂｅｒ）中分离出一种命名为Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　Ｋ（莫　纳可林Ｋ）的活性物质，该物质近年来已开发研制成降　血脂药物。随着对红曲研究的不断深入，人们还发现也　是一种优良的高纤维食品原料，可广泛应用于各种椰　果食品的加工，如果冻、饮料、糖渍品、罐头、八宝粥等。　这些产品以其爽滑、脆嫩、细腻而有弹性的独特口感备　受消费者青睐。特别是由于椰果富含膳食纤维，具有减　具降血脂作用的莫纳可林系列物质　，可降血压的　．ｙ一氨基丁酸［６３，以及脂溶性维生素Ｄ：的前体一麦角　固醇　等生物活性物质。该物质近年来已开发研制成降　血脂药物。因此，利用高纤椰果和红曲的保健功能、独　肥，美容和防癌等［２１功能，在国际国内市场上一直畅销　不衰。海南现有椰果生产厂家近１００家，２００４年产量　４　０００万　以上，并逐年增加。因此，利用椰果优越的　保健性能，爽脆的口感，开发新型的，高附加值的保健　食品和相关产品，是发展椰果加工产业的必然趋势和　迫切需要。　特的质构和悦人的着色功能，开发新型的、高附加值的　保健食品或相关产品，对于推动海南椰果加工产业的　技术升级，促进海南椰果产品的出口增值，无论是从经　济效益，还是社会效益都具有重要的意义。　本实验利用红曲霉对椰果进行液态发酵，以制作　既有红曲功能又有椰果功效的多功能红曲椰果。　１材料与方法　红曲是我国的传统产品之一，主要用于食品着色、　基金项目：海南省教育厅高校科研资助项目（ＨｊＫｊ２００６２１）；华南热带　农业大学科技基金项目（Ｒｎｄ０５０８）　作者简介：黄艳（１９７８一），女（汉），硕士研究生，研究方向：应用微生物　技术。　１．１材料　１．１．１原料椰果购于海口某工厂　１．１．２菌种紫色红曲霉实验室保藏　１．１．３培养基　通讯作者　维普资讯 http://www.cqvip.com

食品工艺　一　一　蓬　≤　蠢　■　＿！＿！ｌ　！２Ｄ０６．ＶｏＬ２７．ＮＯ．８　＿＿＿＿！！＿　＿＿＝　＿１２　１　・　种子斜面培养基（ＰＤＡ培养基，ｇ／Ｌ）：马铃薯２００　ｇ，　蔗糖２０　ｇ，ｐＨ５．０～６．０。　在含有５％马铃薯培养基中分别加入不同浓度的　葡萄糖，发酵１２　ｄ后分离出红曲椰果，一部分测定红　曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量，一部分测定红曲椰果的　色价，结果如表２。　表２葡萄糖浓度对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量　及其色价的影响　摇瓶种子培养基（ｇ／Ｌ）：蛋白胨２５　ｇ，葡萄糖６０　ｇ，　ＮＡＮ０３　２ｇ，ＭｇＳＯ４１　ｇ，ｐＨ６．０。　液态发酵培养基（ｇ／ｔ，）：马铃薯１５０　ｇ，葡萄糖５　ｇ，　ＮａＮＯ３　２　ｇ，ＺｎＳＯ４　１　ｇ，ＭｇＳＯ４１ｇ，ｐＨ６．０。　１．１＿４主要试剂莫纳可林Ｋ标样（浙江海正药业），　乙醇、葡萄糖、蔗糖等为分析纯，乙腈、甲醇等为色谱纯。　１．１．５主要仪器Ａｎｇｉｌｅｎｔ　１　１００高效液相色谱仪、７２２　型紫外一可见分光光度计、ＺＤ一８８一Ｂ恒温振荡器、离　心机等。　１．２工艺流程　培养基一灭菌—接种—振荡培养（１５０　ｒ／ｍｉｎ，１０　ｄ）一红曲椰果　目　液体种　面种　菌种　１．３莫纳可林Ｋ含量的测定　１．３．１色谱条件色谱柱：ＺＯＲＢＡＸ　Ｅｃｌｉｐｓｅ　ＸＤＢ－－Ｃ１８　（１５０×４．６ｍｍ５　Ｌ）；柱温：室温；流动相：ｖ（乙腈）／ｖ（磷　酸溶液）＝６５／３５；进样量：１０　Ｌ；流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；检测　波长：２３８　ｎｍ。　１．３．２莫纳可林Ｋ含量的测定［８－－９１　１．４色价测定Ｉ】ｏ／　２结果与分析　２．１碳源的影响　在含有５％马铃薯的培养基中分别加入４％不同　的碳源，２５℃振荡培养１２　ｄ后取样出红曲椰果，用去　离子水轻轻洗掉椰果表面的杂质，一部分测红曲椰果　中莫纳可林Ｋ的含量，一部分测定红曲椰果中红曲红　色素的色价，结果如表１。　表１碳源对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　由表１可见，碳源对莫纳可林Ｋ的产量和红曲椰　果的色价影响很大，以甘油为碳源时红曲椰果的色价　最高，但莫纳可林Ｋ的含量较低，以葡萄糖为碳源时　虽然色价不是很高，但奠纳可林Ｋ的产量是最高的，　这与国内的报道［９－“１相符，均采用葡萄糖为碳源。因此，　以下研究均以葡萄糖为碳源。　２．２葡萄糖浓度的影响　由表２可明显看出，葡萄糖浓度为６％时红曲椰　果的色价最高，但红曲椰果中的奠纳可林Ｋ含量在葡　萄糖浓度为５％时达到最大值，因此，以５％葡萄糖为　最佳浓度。　高嘉安等【ｌｌ噪用蛋白胨和肉膏为氮源，得到莫纳　可林Ｋ的产量为４９．５　ｍｇ／Ｌ，而本实验采用马铃薯为氮　源，得到红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量为１１２．５４　ｍｇ／Ｌ，远高于４９．５　ｍ　Ｌ。这可能是由于马铃薯的营养　成分种类或同种成分的百分比高于蛋白胨，马铃薯富　含蛋白质（每１００　ｇ中含２．６　ｇ）、碳水化合物及Ｋ、Ｃａ、　ｖｃ等营养因子。　２．３马铃薯添加量的影响　在含有５％的葡萄糖培养基中，分别加入不同含　量的马铃薯，以确定马铃薯的最佳添加量。振荡培养　１２　ｄ后取样出红曲椰果，一部分测定红曲椰果中莫纳　可林Ｋ的含量，一部分测定色价，结果如表３。　表３马铃薯添加量对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量　及其色价的影响　由表３可知，随着马铃薯添加量的增高，红曲椰果　的色价也升高，即红曲椰果中的红曲色素含量升高，但　莫纳可林Ｋ的含量在马铃薯添加量为１５％时达到最　大值，为１４１．５６　ｍｇ／Ｌ。这说明提高马铃薯添加量有利　于红曲霉合成红曲色素，但莫纳可林Ｋ产量达到最大　值后，随马铃薯添加量的增大而降低，而赵树欣等　采　用酵母膏为氮源获得莫纳可林Ｋ的产量为６１．９９　维普资讯 http://www.cqvip.com

１２２　２ｏｏ６　ｖ　２７　ＮＯ　８　０　誊　誊　；　０　食品工艺　－　ｍｇ／Ｌ，这很可能以马铃薯为氮源要优于酵母膏或蛋白　胨，故以下研究马铃薯添加量１５％为宜。　２．４无机氮源的影响　在含有５％葡萄糖和１５％马铃薯的培养基中分　别加入０．２％不同的无机氮源，发酵１２　ｄ后，取出红曲　椰果，一部分测定红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量，一　部分测定红曲椰果的色价，结果如表４。　表４无机氮源对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　南表４可看出：加入不同的无机氮源均能使红曲　椰果的色价和莫纳可林Ｋ的含量有所提高，添加　（ＮＨ４）　Ｏ４所获得的红曲椰果的红色色素的色价最高　（１２７．１５　／ｇ干红曲椰果。虽然以ＮａＮＯ３无机氮源的色价　比其他的要低，但红曲椰果中莫纳可林Ｋ的产量为　１４３．５２　ｍｇ，ＬＪ，比其他无机氮源都要高，ＮＨ４Ｎ０，次之，且　ＮａＮＯ，更经济，综合以上因素来考虑，选择ＮａＮＯ　为无　机氮源最佳。　２．５接种量的影响　接种量是影响微生物代谢产物的一个比较重要的　因素，接种量过量抑制菌体的生长，微生物的代谢产物　随之减少；接种量不足就会造成材料利用率低，从而单　位材料中的代谢产物也降低。以６个不同接种量进行　研究，发酵１２　ｄ后取出红曲椰果，一部分测定红曲椰　果中莫纳可林Ｋ的含量，一部分测定红曲椰果的色　价，测定结果如图１。　ｌ５Ｏ　１４０　１３０　１２Ｏ　皿硎　如　１１０　｛　ｌ００　昌　星　９Ｏ　ｇ　８０　７０　接种量（％）　图１接种量对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　南图１可知，接种量越大红曲椰果的色价越高，并　在接种量为７．０％时达到最大值１３０．６４　／ｇ干红曲椰果，但　红曲椰果中的莫纳可林Ｋ含量在接种量为６．５％时达　到最大值１４６．９４　ｍｇｍ，虽然与陈哗等　及赵树欣等㈣的　研究结果（接种量为５％时产量最高）不同，但本试验　是以加入椰果前培养基体积分数来计算接种量的，若　以加入椰果后的体积计算，得到的结果很可能一致。因　此，以接种量为６．５％时效果最好。　２．６初始ｐＨ的影响　配置５．０、５．５、６．０、６．５、７．０　５个不同初始ｐＨ的发　酵培养基，发酵１２　ｄ后取出红曲椰果，一部分＿ｉ贝４定红　曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量，一部分测定红曲椰果的　色价，结果如图２。　１３０　１２５　１２０　皿Ⅲ】｛　１１５　缸　∞　加　ｍ　｛　１１０　号　昌　１０５　暑　ｇ　ｌＯＯ　５　５．５　６　６．５　７　初始ｐＨ　图２初始ｐＨ对红曲椰果中奠纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　结果表明：起始ｐＨ为６．０时，莫纳可林Ｋ的产量　最高１４３．２　ｍｇ／Ｌ，这与研究报道　］的结果一致，由图２　可知，发酵培养基的初始ｐＨ对红曲霉产生的莫纳可　林Ｋ有较大影响。红曲椰果的色价在ｐＨ为６．５时达到　最大值１２４．６５　／ｇ干红曲椰果。以提高莫纳可林Ｋ产量为　主要因素，故选ｐＨ６．０为最合适ｐＨ。　２．７金属离子的影响　在发酵培养基中加人０．１％的不同金属离子，发酵　１２　ｄ后取出红曲椰果，一部分测定红曲椰果中莫纳可林　Ｋ的含量，一部分测定红曲椰果的色价，结果见表５。　表５金属离子对红曲椰果中奠纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　由表５可知，金属离子对红曲霉的代谢产物——　莫纳可林Ｋ和红曲色素的形成均有促进作用，以锌离　子促进红曲色素的形成作用最为明显，这与许赣荣等　㈣报道的结果相一致；而镁离子对莫纳可林Ｋ的生成　有明显的促进作用，这与文献【ｌ３】的研究结果相一致。结　合两者，以添加镁离子和锌离子为最佳选择。　∞　维普资讯 http://www.cqvip.com

食品工艺　２．８培养温度的影响　∞　∞　如　囊　麓嚣萋　加：３印　如　２ＤＤ６．　２７Ｉ～ｏ．８　ｌ　２３一　说明长时间培养有利于提高红曲椰果的红曲色素产量　色价，但莫纳可林Ｋ的含量在第十ｊ天达到最大值　（１５２．００　ｍｇ／Ｌ），这与陈哗等旧的报道结果（发酵１４　ｄ产　根据现有的资料，产莫纳可林Ｋ的最适温度为　２５℃左右，本研究以２５℃、２６℃、２７℃、２８℃４个　不同温度进行研究，结果如图３。　缸　童　鑫　蛆］　篇　口　ｌ　温度（℃）　图３温度对红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　由图３可知，在所试温度范围内，红曲椰果的红色　色素的色价随温度的升高而增大，即在一定范围内　升高温度有利于红曲霉合成红曲色素，在２８℃时最　高，此时红曲椰果的色价为１０２．３６　／ｇ干红曲椰果。通常　利用发酵法生产红曲色素时，把温度控制在３０℃～３２　℃之间　，由结果可知，高于２６℃的温度不利于莫纳　可林Ｋ的积累。莫纳可林Ｋ的产量在２６℃时达到最　大值８８．９２　ｍｇｍ，这与陈晔等人Ｉ　３Ｊ报道的结果一致。因　此，选择２６℃为最佳发酵温度。　２．９发酵时间的影响　为了确定最佳培养时间，使所需代谢产物在某个　时间点达到最大值。因此从发酵培养的第四天开始，每　隔一天取一次样，第十天后每天取一次样，所取的样分　２部分，一部分测定红曲椰果中莫纳可林Ｋ的含量，一　部分测定红曲椰果色价，结果如图４。　缸　壹　昌　鲁　暑　培养时间（ｄ）　图４培养时间对红曲椰果中　莫纳可林Ｋ的含量及其色价的影响　由图４可见，发酵培养的时间对红曲椰果中莫纳可　林Ｋ的含量及其色价的影响很大，时间越长色价越高，　量达到最大值）相接近。因此，发酵时间以１３　ｄ为宜。　３结论与展望　结果表明在以下条件下：葡萄糖５％，马铃薯１５％，　ＮａＮＯ３０．２％，ＭｇＳＯ４０．１％，ＺｎＳＯ４０．１％，ｐＨ６．０，接种量　为６．５％，２６　ｏＣ振荡培养１３　ｄ。红曲椰果中ｍｏｎａｅｏｌｉｎ　ｋ　含量达到最大值１５２．Ｏ０　ｍｇ／Ｌ，其色价为１２８．３８　／ｇ干红　曲椰果。其中碳源、无机氮源、初始ｐＨ、培养温度以及接　种量对产物的影响很大，特别是马铃薯添加量与葡萄　糖浓度。　红曲椰果是一种多功能的保健食品，利用海南的　独特天然椰子资源，开发新型的、高附加值的保健食品　或相关产品。这种红曲椰果不仅具有红曲的降血脂、降　血压等作用，还有减肥、美容、防癌等功能，从而达到治　疗与保健的双重功效，造福于人类。　参考文献：　［１】刘四新，李枚秋，方仲根．椰子纳塔发酵条件研究［Ｊ】．食品与发酵工　业，１９９９，２５（１）：３６￣３９．　［２】Ｓａｔｙｅｎｄｒａ　Ｎ　Ｐ．Ｉｎｄｉａｎ　Ｃｏｃｏｎｕｔ［ＪＪ．１９９５，２６（１＆２）：１５．　［３　Ｊ　Ｅｎｄｏ　Ａ．Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　ｋ　ａ　ｎｅｗ　ｈｙｐ０ｃｈ０１ｅｓｔｅｒ０１ｅｍｉｃ　ａｇｅｎｔ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ａ　ｍ，ｏｎｏ．￥ｃｗ　ｓｐｅｃｉｅｓ￣］．Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ．１９７９，３４：３３４－３３６．　ｆ４１　Ｅｎｄｏ．Ａ．ｅｔ　ａ１．Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　Ｊ　ａｎｄ　Ｌ　ｎｅｗ　ｉｎｈｉｂｉｔｅｒｓ　ｏｆ　ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｅｌ　ｂｉｏｓｙｎ－　ｔｈｗｓｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙＭｏｎａｓｃｕｓ　ｎｉｂｅｒ［Ｊ］．Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ，１９８５，３８：４２０－－４２２．　［５】Ｅｎｄｏ．Ａ．ｅｔ　ａ１．Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　Ｍ　ａ　ｎｅｗ　ｉｎｈｉｂｉｔｅｒ　ｏｆ　ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｅｌ　ｂｉｏｓｙｎｔｈｗ—　ｓｉｓ［Ｊ］．Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ，１９８６，３９：１６７０－１６７３．　［６】杨涛，林清录，周俊清，等．红曲生理活性物质及其开发应用ｆＪ１．中　国食物与营养，２００５，（１）：２８～３０．　［７】陈松生，毛宁，陈哲超，等．红曲霉和麦角甾醇研究ｆＪＪ．食品与发酵　工业，１９９５，（６）：１８～２３．　［８】朱华，许赣荣，陈蕴．ＨＰＬＣ法测定红曲中酸型与内酯型莫纳可林　Ｋ含量ｆＪＪ．无锡轻工大学学报，２００３，２２（３）：４６～５２．　［９】Ｃｈｅｎｇ—Ｃｈａｉ　ＮＧ，Ｙｕａｎ—Ｔａｙ　Ｓｈｙａ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ－ｌｏｗｅｒｉｎｇ　Ｍｏｎａｓｃｕｓ—ｎａｔａ　ｃｏｍｐｌｅｘ［ＪＪ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏ～　ｇｙ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，２０：８７５－８７９．　［１０】陈运中．功能性红曲色素发酵工艺研究叫食品科学２ｏ０３２４　：８３～８７．　［１　１】高嘉安，郭东，王德辉，等．产莫纳可林ｋ红曲霉菌的筛选及发酵　条件的研究［ＪＪ．吉林农业大学学报，１９９７，（１９）：８５－９０．　［１２】赵树欣，汤卫华，乔长晟．添加酵母破壁液提高红曲霉Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ　Ｋ产率［ＪＪ．食品科学，２００４，２５（４）：１１９￣１２１．　［１３】陈哗，朱华，许赣荣．红曲霉９９０１液态发酵产莫纳可林Ｋ的发酵　条件ｆＪＪ．食品与发酵工业，２００４，３０（１）：５７－６１．　［１４］许赣荣，顾玉梅，吴苗叶，等．红曲的色调及发酵工艺条件对色调　的影响『ＪＪ．食品与发酵工业，２００２，２８（７）：１０～１４．　收搞日期：２００６—０８－０８