專利名稱：發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種姜黃色素的生產(chǎn)方法，尤其是一種發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法。
背景技術(shù)：
姜黃素是從姜黃屬植物姜黃、莪術(shù)、郁金中提取的一種天然黃色素，是一種二酮類物，主要包括單體姜黃素(curcumin)、去甲氧基姜黃素(demethoxycurcumin)、二去甲氧基姜黃素(bisdemethoxycurcumin)。姜黃素具有良好的著色性和分散性，并且具有特種芳香味，不溶于冷水，耐酸，遇堿立即變紅，對光和熱具有良好的穩(wěn)定性，無毒、副作用，目前廣泛應(yīng)用于食品添加劑和染料中。姜黃素具有抗癌、護(hù)肝的功能療效，越來越被人們認(rèn)可，開發(fā)利用前景非常樂觀。姜黃色素是姜黃素經(jīng)過調(diào)配后的一種產(chǎn)品，但因姜黃素屬于一種水不溶、油不溶的物質(zhì)，不容易被人體吸收和利用，所以市場上存在的水溶性姜黃色素，大都依靠乳化劑來進(jìn)行乳化調(diào)配。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，以得到不含乳化劑的水溶性姜黃色素。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述生產(chǎn)步驟其采用下述生產(chǎn)步驟(I)在米根霉菌種發(fā)酵液中加入姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液，然后發(fā)酵培養(yǎng)；培養(yǎng)完畢后將菌絲體過濾，得到濾液；(2)所述的濾液用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，得到萃取液；(3)將萃取液濃縮、干燥，即得水溶性姜黃色素。
本發(fā)明所述步驟(I)中，姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液為20 40mg/mL。所述姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液的加入體積為米根霉菌種發(fā)酵液重量的1% 4%。
本發(fā)明所述步驟(I)中的培養(yǎng)方式為恒溫?fù)u床發(fā)酵培養(yǎng)；所述培養(yǎng)溫度為26 30°C，轉(zhuǎn)速為130 150轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵時間為100 120小時。
本發(fā)明所述步驟(2)中采用逆流混合萃??；所述萃取溫度為35 42°C，萃取次數(shù)為I 4次,單次萃取時間為20 40min,單次乙酸乙酯用量為所述濾液的O. 5 2倍。
本發(fā)明所述步驟(3)中萃取液采用80 85 °C常壓濃縮、脫味， 在-O. 07 -O. 09Mpa、50 60°C的條件下真空干燥。
本發(fā)明所述步驟(I)中采用下述方法培養(yǎng)米根霉菌種發(fā)酵液先將米根霉菌株在 PDA培養(yǎng)基斜面培養(yǎng)，得到米根霉母種；再將米根霉母種轉(zhuǎn)接到液體培養(yǎng)基中，恒溫?fù)u床培養(yǎng)，即可得到米根霉菌種發(fā)酵液。所述的PDA培養(yǎng)基斜面中加入有培養(yǎng)基重量O. 1% O. 5% 的無機(jī)鹽類；所述的液體培養(yǎng)基由下述重量百分含量的原料制成為土豆?jié){1% 10%、葡萄糖1% 8%、無機(jī)鹽類O. 1% O. 5%和余量水。所述的PDA培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基中的無機(jī)鹽類均為磷酸二氫鉀和/或硫酸鎂。所述的斜面培養(yǎng)的條件為在26 V 30°C恒溫培養(yǎng)70 90小時；所述恒溫?fù)u床培養(yǎng)的條件為培養(yǎng)溫度26 30°C，轉(zhuǎn)速130 150轉(zhuǎn)/分鐘，培養(yǎng)時間為20 30小時。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明選用米根霉(Rhizopus oryzae)，利用微生物發(fā)酵對姜黃素分子進(jìn)行修飾，在姜黃素原有分子基礎(chǔ)上增添了糖苷鍵，使水油不溶的姜黃素增大了分子極性，從而得到水溶性的姜黃素，更利于人體吸收利用。本發(fā)明不添加任何形式的乳化劑，即可得到水溶性姜黃素，具有工藝簡單，產(chǎn)品純度高， 易被人體吸收、療效更好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
下述實(shí)施例中的米根霉(根霉菌Rhizopus oryzae)購自中國普通微生物菌種保藏管理中心，菌株保藏編號cgmcc3. 6919，原始編號3. 851。
實(shí)施例1 :本發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法的工藝步驟如下所述。
制備PDA培養(yǎng)基試管斜面5支，加入培養(yǎng)基重量O. 1%的助長因子磷酸二氫鉀，高壓滅菌，無菌條件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株,28°C培養(yǎng)70小時,可見白色絨毛狀菌絲布滿斜面；制備液體培養(yǎng)基30瓶(500mL三角瓶)，每瓶裝液體200g，6000g培養(yǎng)基中的各原料占培養(yǎng)基質(zhì)量比例如下土豆1%打漿、葡萄糖5%、助長因子磷酸二氫鉀O. 3%、余量為水，分裝后，蓋口滅菌，無菌條件下接種，每支試管接6個三角瓶，然后放置在搖床上，130 轉(zhuǎn)/分鐘、28°C培養(yǎng)24小時，長滿絮狀菌絲體即為米根霉菌種發(fā)酵液；在無菌條件下，每瓶加入米根霉菌種發(fā)酵液重量1%的濃度為20mg/mL的姜黃素乙醇溶液，繼續(xù)培養(yǎng)100小時， 培養(yǎng)溫度28°C、搖床轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分鐘；培養(yǎng)完成后，過濾收集濾液，用O. 5倍濾液體積的乙酸乙酯，在35°C萃取4次，每次萃取30min ;合并乙酸乙酯層萃取液，采用80°C常壓濃縮、 脫味，在-O. 09Mpa、50°C條件下真空干燥，得成品llOOmg，粉碎，即得水溶性姜黃 色素。經(jīng)驗(yàn)證，在IOOmL水中可溶解IOg本實(shí)施例所得的水溶性姜黃色素。
實(shí)施例2 :本發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法的工藝步驟如下所述。
制備PDA培養(yǎng)基試管斜面8支，加入培養(yǎng)基重量0. 35%的加入助長因子硫酸鎂，高壓滅菌，無菌條件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株，30°C培養(yǎng)86小時,可見白色絨毛狀菌絲布滿斜面；制備液體培養(yǎng)基48瓶(500mL三角瓶)，每瓶裝液體200g，9600g培養(yǎng)基中的各原料占培養(yǎng)基質(zhì)量比例如下土豆10%打漿、葡萄糖1%、助長因子磷酸二氫鉀0. 25%和硫酸鎂0. 25%、余量為水，分裝后，蓋口滅菌，無菌條件下接種，每支試管接6個三角瓶，然后放置在搖床上，150轉(zhuǎn)/分鐘、30°C培養(yǎng)20小時，長滿絮狀菌絲體即為米根霉菌種發(fā)酵液；在無菌條件下，每瓶加入米根霉菌種發(fā)酵液重量2%的濃度為40mg/mL的姜黃素丙酮溶液，繼續(xù)培養(yǎng)110小時，搖床轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘、培養(yǎng)溫度30°C ;培養(yǎng)完成后過濾，收集濾液，用I 倍濾液體積的乙酸乙酯，在38°C萃取3次，每次萃取時間為20min ;合并乙酸乙酯層萃取液， 在82°C常壓濃縮、脫味，在-0. 08Mpa、55°C條件下真空干燥，得成品7500mg，粉碎，即得水溶性姜黃色素。經(jīng)驗(yàn)證，在IOOmL水中可溶解7g本實(shí)施例所得的水溶性姜黃色素。
實(shí)施例3 :本發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法的工藝步驟如下所述。
制備PDA培養(yǎng)基試管斜面10支，加入培養(yǎng)基重量0. 3%的助長因子磷酸二氫鉀和培養(yǎng)基重量0. 2%的硫酸鎂,高壓滅菌，無菌條件下接入根霉菌Rhizopus oryzae菌株；在26°C培養(yǎng)90小時，可見白色絨毛狀菌絲布滿斜面；制備液體培養(yǎng)基60瓶(500mL三角瓶)， 每瓶裝液體200g，12000g培養(yǎng)基中的各原料占培養(yǎng)基質(zhì)量比例如下土豆6%打漿、葡萄糖 8%、助長因子硫酸鎂O.1、余量為水，分裝后，蓋口滅菌，無菌條件下接種，每支試管接6個三角瓶，然后放置在搖床上，140轉(zhuǎn)/分鐘、26°C培養(yǎng)30小時，長滿絮狀菌絲體即為米根霉菌種發(fā)酵液；在無菌條件下，每瓶加入米根霉菌種發(fā)酵液重量4%的濃度為30mg/mL的姜黃素丙酮溶液，繼續(xù)培養(yǎng)120小時，搖床轉(zhuǎn)速140轉(zhuǎn)/分鐘、培養(yǎng)溫度為26°C ;培養(yǎng)完成后過濾，收集濾液，用2倍濾液體積的乙酸乙酯，在42°C萃取I次，萃取時間為40min ;合并乙酸乙酯層萃取液，采用85°C常壓濃縮、脫味，在-O. 07Mpa，60°C條件下真空干燥，得成品14000mg，粉碎，即得水溶性姜黃色素。經(jīng)驗(yàn)證，在IOOmL水中可溶解9g本實(shí)施例所得的水溶性姜黃色素。
實(shí)施例4 :本發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法的工藝步驟如下所述。
除了將姜黃素乙醇溶液替換為姜黃素丙酮溶液以外，其余與實(shí)施例1相同。所得的水溶性姜黃色素可在IOOmL水中可溶解llg。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于，其采用下述生產(chǎn)步驟(1)在米根霉菌種發(fā)酵液中加入姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液，然后發(fā)酵培養(yǎng)；培養(yǎng)完畢后將菌絲體過濾，得到濾液；(2)所述的濾液用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，得到萃取液；(3)將萃取液濃縮、干燥，即得水溶性姜黃色素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述步驟 (O中，姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液濃度為20 40mg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液加入體積為米根霉菌種發(fā)酵液重量的1% 4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述步驟 (O中的培養(yǎng)方式為恒溫?fù)u床發(fā)酵培養(yǎng)；所述培養(yǎng)溫度為26 30°C，轉(zhuǎn)速為130 150轉(zhuǎn) /分鐘，發(fā)酵時間為100 120小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述步驟(2)中采用逆流混合萃??；所述萃取溫度為35 42°C，萃取次數(shù)為I 4次，單次萃取時間為20 40min，單次乙酸乙酯用量為所述濾液的O. 5 2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述步驟(3)中萃取液采用80 85°C常壓濃縮、脫味，在-O.07 -O. 09Mpa、50 60°C的條件下真空干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一 6任意一項所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于，所述步驟(I)中采用下述方法培養(yǎng)米根霉菌種發(fā)酵液先將米根霉菌株在PDA培養(yǎng)基斜面培養(yǎng)，得到米根霉母種；再將米根霉母種轉(zhuǎn)接到液體培養(yǎng)基中，恒溫?fù)u床培養(yǎng)，即可得到液體米根霉菌種發(fā)酵液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述的PDA 培養(yǎng)基斜面中加入有培養(yǎng)基重量O. 1% O. 5%的無機(jī)鹽類；所述的液體培養(yǎng)基由下述重量百分含量的原料制成為土豆?jié){1% 10%、葡萄糖1% 8%、無機(jī)鹽類O. 1% O. 5%和余量水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于所述的PDA 培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基中的無機(jī)鹽類均為磷酸二氫鉀和/或硫酸鎂。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其特征在于，所述的斜面培養(yǎng)的條件為在26°C 30°C恒溫培養(yǎng)70 90小時；所述恒溫?fù)u床培養(yǎng)的條件為培養(yǎng)溫度26 30°C，轉(zhuǎn)速130 150轉(zhuǎn)/分鐘，培養(yǎng)時間為20 30小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)酵法生產(chǎn)水溶性姜黃色素的方法，其采用下述生產(chǎn)步驟(1)在米根霉菌種發(fā)酵液中加入姜黃素丙酮溶液或姜黃素乙醇溶液，然后發(fā)酵培養(yǎng)；培養(yǎng)完畢后將菌絲體過濾，得到濾液；(2)所述的濾液用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，得到萃取液；(3)將萃取液濃縮、干燥，即得水溶性姜黃色素。本方法選用米根霉，利用微生物發(fā)酵對姜黃素分子進(jìn)行修飾，在姜黃素原有分子基礎(chǔ)上增添了糖苷鍵，使水油不溶的姜黃素增大了分子極性，從而得到水溶性的姜黃素，更利于人體吸收利用。本方法不添加任何形式的乳化劑，即可得到水溶性姜黃素，具有工藝簡單，產(chǎn)品純度高，易被人體吸收、療效更好的特點(diǎn)。
文檔編號C12R1/845GK103014067SQ20121051192
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者盧慶國, 李想, 李鳳飛, 劉俊峰, 楊文江 申請人:晨光生物科技集團(tuán)股份有限公司