[发明专利]一种利用固定化酶制备红曲红色素的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种红曲色素的制备方法，特别涉及一种利用固定化酶制备红曲红色素的方法。

背景技术

随着食品工业的发展和人们生活水平的日益提高，食品色素作为食品添加剂中重要的组成部分已经越来越受到人们的重视，特别是近几年，随着国民对食品安全问题的重视，采用天然色素代替合成色素已是大势所趋。红曲红色素作为农产品的深加工产品，安全性高，稳定性好，具有良好的开发应用前景。

中国发明专利ZL200510044948.8公开了一种利用酶解法提取水溶性红曲色素的方法，本发明的一种利用酶解法提取水溶性红曲色素的方法，包括如下步骤：红曲米→浸泡碱解→加热糊化→酶解→过滤分离→酸沉淀→洗涤→中和→干燥→粉碎→包装。该发明以红曲米为原料，经浸泡碱解，加热糊化，酶解、酸沉淀等工艺，提取水溶性红曲色素。该专利采用游离的酶液进行酶解，由于游离酶溶解于反应体系中，使酶无法从反应体系中分离回收，导致红曲红色素的生产成本高，不利于连续的工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种以红曲霉菌液体发酵液为原料，通过均化、固定化酶酶解、酸沉淀富集，制备红曲红色素的方法。有效地分散、破碎、乳化、混合发酵液，提高后续酶解效率，同时让菌体中的红曲红色素充分释放出来，提高色素浸提得率；并解决决传统工艺中酶液不易分离回收，纯化富集过程复杂，成本高，产品色价低的问题，并可提高资源利用率。

本发明以红曲霉菌液体发酵液为原料，通过均化、固定化酶酶解、碱化、过滤得红曲红色素溶液；红曲红色素溶液通过酸沉淀，沉淀洗涤中和、脱水、干燥，即得到红曲红色素。

首先，利用胶体磨处理红曲菌发酵液，利用流体物料受离心力的作用, 强制通过在高速相对运动的定子与转子之间进行剪切、磨擦、高频震动, 有效地进行粉碎、乳化、均质、分散、混合等, 从而获得精细加工的物料，促使菌体中的色素组分充分的释放出来，同时有利于提高后期酶解的效率。

利用固定化复合酶对发酵液进行酶解处理，一方面其中的蛋白酶可以使发酵液体系中的蛋白质迅速水解成可溶性的蛋白片段，明显改善红曲红色素的水溶性，有效提高产品的品质；另一方面，淀粉酶和/或果胶酶和/或纤维素酶和/或木聚糖酶和/或β—葡聚糖酶可以促使菌体细胞壁降解，增加菌体透性，有利于红曲红色素组分的释放，进而提高了资源的利用率。过程通过回收固定化酶，实现酶的循环利用，降低物耗。

酶解液经过碱化，使其中的红曲色素分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，促使色素组分溶于溶液体系，提高红曲红色素的收率。

碱化结束后，过滤除去其中的不溶物，得到红曲色素溶液。然后利用酸沉淀使红曲红色素从反应液中沉淀出来，实现富集的目的；再经碱中和溶解的方法，使红曲红色素酸沉淀物生成易溶于水的羧酸盐，提高色素的水溶性和均匀性，得到红曲红色素。

其转化过程如下：

                                                

本发明一种利用固定化酶制备红曲红色素的方法，具体步骤如下：

（1）固定化酶的制备

高分子化合物载体加水配制成15 g/L ～100g/L浓度的溶液，在温度为20℃～60℃条件下，搅拌，使其溶解；然后加入与高分子化合物载体质量比为1：1～1：50的酶，搅拌均匀，置于20℃～60℃的恒温摇床上，振荡0.5h～6h；将上述混合液逐滴滴入0.1mol/L～2.5 mol/L的氯化钙溶液中，在3℃～5℃条件下静置30min～150min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，并用0.08 mol/L ～0.3 mol/L的氯化钠溶液洗涤，抽滤除去游离水分，收集得到的凝胶小球即为固定化酶；

   （2）红曲红色素的制备

①原料：以红曲霉菌液体发酵液为原料；

②均化：将发酵液进胶体磨研磨，碎细度在0.1μm～10μm, 胶体磨作用时间为5 min~120min，得均化后液体；

③酶解：调节步骤②均化后的液体至pH 4.0～ pH 6.0，然后向其中加入步骤（1）制备的固定化酶进行酶解，固定化酶与均化液的质量比为1：1～1：100，酶解条件为20℃～70℃，酶解时间为1h～48h；

④固定化酶回收：将步骤③酶解处理后的反应液粗过滤，回收固定化酶，同时得到滤液即为酶解液；

⑤碱化：向步骤④得到的酶解液中加碱液，调节酶解液至pH 8.0～ pH13.0，碱液浓度为0.5mol/L～10.0 mol/L。