红曲降脂醋发酵条件初探及活性成分分析
2006-12-02 23:13:15   来源：本站原创   评论：0 点击：

（三峡大学生物工程研究所，湖北 宜昌  443003；2.宜昌市药品监督管理局，湖北 宜昌  443000）

 

基金项目：2002年湖北省教育厅科学研究项目(SDI200236)

关键词：红曲；发酵；醋；Lavostatin

摘  要：以大米为原料，通过红曲发酵、酒精发酵和醋酸发酵等步骤，对降脂醋发酵工艺条件进行了初步探索，并对所制出的降脂醋中的氨基酸与降脂活性成分进行了测定，实验说明红曲降脂醋富含多种氨基酸与降脂活性物质，有一定的保健功能。

 

红曲自古以来就是药食两用佳品，具有性温、味甘、无毒的特点。在传统的红曲应用中，可用于生产红曲酒、制醋、豆腐乳、天然红色素等^[1]。早在《本草纲目》、《兽医本草》、《天工开物》中就对红曲的医药用途有了记载。近年来的研究发现在红曲霉发酵过程能产生一种很强的降脂活性物质Lavostatin^[2]，尤其在液体发酵中，发酵液中含有较高的Lavostatin。因此，我们以红曲霉为Lavostatin产生菌，通过醋酸液体深层发酵的方式，对红曲降脂醋的发酵条件进行了初步探索，并测定了该醋中氨基酸和Lavostatin的含量。

1 材料与方法

1.1 主要材料

1.1.1 菌种

    红曲霉：以As3.972为出发菌株，经诱变选育而成，由本校微生物实验室提供并保藏。

醋酸菌：As1.41，由本校微生物实验室提供并保藏。

酿酒干酵母（安琪牌）、大米等：均为市售。

化学分析试剂：均为分析纯。

1.1.2 培养基

红曲霉种子培养基：蔗糖2%、蛋白胨5%、可溶性淀粉5%、冰醋酸0.2%，溶于水中，121℃灭菌30min。

醋酸菌种子培养基：葡萄糖1%、酵母膏0.5%、丙三醇3%，溶于水中，116℃灭菌20min。。

发酵培养基：大米粉10%、NaNO₃0.2%、MgSO₄0.1%、KH₂PO₄0.25%、FeSO₄0.01%，溶于水中，121℃灭菌30min。

1.2 主要仪器

    台式恒温振荡器、10L全自动发酵罐、高压液相色谱仪、氨基酸自动分析仪等。

1.3 分析测定方法^[3-4]

还原糖（以葡萄糖计）含量测定：廉爱农法。

    酒精含量测定：比重法。

    成品醋的检测：按GB18187-2000执行。

氨基酸含量测定：用6mol/LHCl，110℃水解18h，再用日立835-50氨基酸自动分析仪进行测定。

洛伐他汀含量测定：采用高压液相色谱法，HPLC为Beckman，Goldensystem，色谱柱为ODSC₁₈柱，流动相为乙腈:水=75:25，流速lmL/min，紫外检测波长为238nm。洛伐它汀标准品由宜昌市药品监督管理局提供，标准溶液及分析样品的制备处理，参见文献^[1]。

1.4 工艺流程

红曲降脂醋的发酵分为3个阶段，首先利用红曲霉对大米浆进行液化和糖化，然后加入酵母菌进行酒精发酵，再利用醋酸菌进行醋酸发酵，其工艺流程如下。

 

  

红曲霉→扩大培养    干酵母   扩大培养←醋酸菌

                      ↓          ↓        ↓ 

大米→清洗→粉碎→灭菌→液化→糖化→酒精发酵→醋酸发酵→过滤→装瓶→灭菌→陈酿→成品

2 试验内容与结果

通过摇瓶培养对发酵工艺条件进行初步摸索，在接种量（5%）的条件下，选用L₉(3⁴)正交设计表对摇床转速、发酵培养基初始pH值、发酵温度等条件进行正交试验，各因子及水平的设计见表1。

表1  摇瓶发酵工艺参数水平设计

以发酵所产生的醋酸含量为指标进行分析，结果见表2。

表2  摇瓶发酵结果及分析    g/100mL

从表2中可以看出，在该试验中，各因子对形成醋酸的影响顺序为：发酵初始pH值>摇床转速>发酵温度。由级差分析可知，试验组合A₂B₂C₃效果最好。因此，初步确定发酵工艺参数为：摇床转速180r/min，发酵初始pH5.4，发酵温度28℃。参照此工艺条件，在10L全自动发酵罐中发酵得到了6.72 g/100mL醋酸含量的发酵液。

3 操作要点

3.1 菌种扩大培养及活化

以5%的接种量，分别将红曲霉、醋酸菌斜面菌种接入红曲霉种子培养基、酸菌种子培养基中，置28℃进行摇床培养，温度控制在28℃～30℃，摇床转速控制在180r/min，培养5d～7d，备用。酵母菌按要求活化。

3.2 红曲发酵

    大米经清洗，按1:9的比例加水粉碎，添加相关成分，制成浆液，装入10L发酵罐，装量6L，121℃灭菌30min，冷却后按5%接种量接入液体红曲霉，利用红曲霉所产生的酶对大米进行液体和糖化，控制温度28℃，搅拌转速180r/min，罐压40kPa，空气流速1:0.4vvm，培养5d，得红曲发酵液，其还原糖含量可达到13%左右。

3.2 酒精发酵

向红曲发酵液中，按5%比例接入预先活化好的干酵母，28℃进行酒精发酵，搅拌转速为180r/min，罐压40kPa，由于该阶段对溶氧的需求相对较少，所以控制空气流速1:0.2vvm，培养3d，即可，此时发酵液中酒精含量可达6.4%左右，酸度为1.3%，残糖为2.0%。

3.3 醋酸发酵

酒精发酵结束后，按5%的比例接入醋酸菌液体种子，于28℃进行醋酸发酵，搅拌转速为180r/min，罐压50kPa，空气流速1:0.5vvm，培养5d。

3.4 过滤

    将上述发酵醪液用四层纱布进行粗滤，以除去菌丝，之后再用滤纸精滤，即得澄清透明的红曲生醋。

3.5 装瓶、灭菌、陈酿

    定量装瓶封盖，装瓶后，立即用巴氏消毒法进行灭菌，冷却后陈酿50d左右，即得成品。

4 红曲醋质量指标

4.1 感观指标

成品红曲醋应为红褐色，澄清透明、有光泽、均匀一致、无沉淀、无悬浮物，酸味柔和纯正、绵长，无异味。

4.2 理化指标

总酸（以醋酸计）：≥6.0g/100mL；可溶性无盐固形物：≥0.5g/100mL。

4.3 卫生指标

大肠杆菌：≤3个/100mL；致病菌：不得检出。

5 红曲醋中氨基酸及洛伐他汀含量分析

用氨基酸自动分析仪对红曲醋中各种氨基酸含量进行分析测试，结果见表3。

表3  红曲醋中氨基酸含量     mg/100mL 

由表3可见，红曲醋中富含有多种氨基酸，每100mL发酵滤液中总氨基酸含量为236.99mg，必需氨基酸含量为109.68mg。

通过HPLC对红曲醋进行分析测定，可知红曲醋中降脂活性物质洛伐他汀含量为：43mg/100mL。

6 小结

在本试验条件下，红曲降脂醋的发酵条件为：红曲发酵阶段，罐温28℃，搅拌转速180r/min，罐压40kPa，空气流速1:0.4vvm，培养5d；酒精发酵阶段，罐温28℃，搅拌转速180r/min，罐压40kPa，空气流速1:0.2vvm，培养3d；醋酸发酵阶段，罐温28℃，搅拌转速180r/min，罐压50kPa，空气流速1:0.5vvm，培养5d。用该方法生产红曲降脂醋具有口感纯正，风味独特，富含多种氨基酸与生物活性物质。若经后期调配勾兑降低其酸度并添加甜味物质制成饮料后，可开发出一种含降脂活性物质的保健饮品，以满足特殊人群的需要，有一定的市场前景。

 

参考文献：

[1] 高  红.试论红曲在我国传统食品和食疗保健中的作用[J].四川食品与发酵.1997,(3)：6～10.

[2] 王立新、莫海涛、石  红.红曲霉固态发酵生产洛伐他汀的研究[J]．中国抗生素.1999,24（4）：96～100.

[3] 天津、大连、无锡轻工业学院编著.工业发酵分析[M].北京：轻工业出版社，1980.

[4] GB18187-2000酿造食醋标准[S].北京：中国标准出版社，2000,9.

 

 

Elementary Investigates on Fermentation Conditions of Monascus Vinegar with Cutting Fat Down and Analysis of Active Components

SHAO Wei¹,TANG Ming¹,GUAN Wen-jing²

(1.Institut of Biotechnology, Three Gorges University, Yichang,Hubei 443003,China;2. Drug Administration of Yichang, Yichang,Hubei 443001,China)

Abstract:Using rice as raw material, the fermentation conditions were investigated by fermentation of Monascus, Yeast and Acetobacter. Amino acids and active components-Lavostatin were analysed in this vinegar, experiments indicated that Monascus vinegar has rich in amino acid and Lavostatin, and has some health care functions.

Key words:Monascus;fermentation;vinegar;Lavostatin