水溶性功能红曲粉的制备、稳定性及应用研究

论文摘要

含莫纳可林K(Monacolin K)的红曲产品具有明显的抑制胆固酵合成和降血脂的功效。目前市场上的降脂红曲产品类型主要是固态发酵方法生产的功能性红曲米粉,除了含有降脂功效的Monacolin K之外,还含有大量的残余淀粉,由于其水溶性差,无法直接添加到液态食品中使用,因此常用红曲粉胶囊作为保健品或药品的终端产品形式,这很大程度上限制了功能性红曲的使用范围。目前市场上对功能性红曲产品的需求不断增加。本课题以功能性红曲米为原料,制备水溶性功能红曲产品,并对这一产品中的主要功能性成分Monacolin K在液体中的稳定性和水溶性功能红曲的应用进行了研究。本文以红曲菌9908作为生产菌株,研究了其固态发酵工艺条件。通过单因素和正交实验确定最优发酵条件如下:培养基配方:基质装料量80 g/L(大米与小米比例7:3);100 g物料中,初始加水量70 mL,葡萄糖和玉米浆添加量分别为10 g和4 g;拌料水初始pH值3。发酵工艺条件:采用1 L三角瓶,接种量0.40 mL/g(以物料质量计)、温度为先30℃培养4 d后26℃培养、发酵时间20 d,所产功能性红曲米中Monacolin K含量可达5100 mg/kg,比优化前Monacolin K产量提高了一倍,且红曲米中未检测出桔霉素,达到工业化生产要求。为制备水溶性功能红曲产品,对功能性红曲米的浸提工艺进行了详细研究,确定了最优提取条件:60%乙醇总用量15 mL/g于60℃下分三次浸提红曲米,总浸提时间60 min,红曲米中Monacolin K提取率最高达90.6%。同时研究了多罐组逆流浸提工艺在提取红曲米Monacolin K中的应用,研究表明采用三罐组逆流浸提工艺,在相同工艺参数下与单罐三次提取相比,可节省1/3的提取时间,少用37.1%的加热水蒸汽用量,提取率提高了1.2%。研究了红曲Monacolin K在水溶液中的稳定性,实验发现红曲Monacolin K在水溶液中的热稳定性较好,100℃下处理60 min,其水溶液中Monacolin K损失5%左右,酸型Monacolin K所占比例基本无变化。酸性环境下,酸型Monacolin K易向内酯型转化,使水溶液中红曲Monacolin K的溶解度下降,同时对溶液中Monacolin K有破坏作用。pH值位于6.0~7.0时,溶液中的Monacolin K含量及类型较稳定。长时间的光照可促进水溶液中Monacolin K的降解。食盐、氨基酸、维生素C(Vc)均可降低红曲Monacolin K的溶解度,但对水溶液中酸型Monacolin K所占比例影响甚微。适当的蔗糖浓度可提高红曲Monacolin K在水溶液中的溶解度,但对Monacolin K结构转化无作用。使用水溶性功能红曲粉制备红曲饮料醋和红曲酒,实验结果表明红曲饮料醋热稳定性不好,100℃下加热30 min,溶液中Monacolin K损失率可达46.3%,酸型Monacolin K所占比例基本无变化。醋液酸度对醋液中Monacolin K的稳定性有影响,选用酸度50 g/L以下的饮料醋较好。长时间光照可促进溶液中Monacolin K的降解。红曲酒在长时间的存放和光照条件下,溶液中Monacolin K含量及酸型Monacolin K所占比例几乎无变化,稳定性较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 红曲及其活性物质研究概况
• 1.2 降脂功能性红曲研究进展
• 1.2.1 降脂功能性红曲主要活性物质Monacolin K 的结构及理化性质
• 1.2.2 降脂红曲Monacolin K 的降胆固醇药理及特点
• 1.3 降脂功能性红曲的生产及应用现况
• 1.4 立题意义及研究思路
• 1.5 论文主要研究内容
• 第二章 红曲菌9908 固态发酵生产红曲米的发酵条件研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 菌种
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 培养方法
• 2.2.5 Monacolin K 测定及计算方法
• 2.2.6 桔霉素测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同原料对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.2 装料量对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.3 基质初始加水量对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.4 培养温度对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.5 发酵过程中湿度对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.6 不同氮源及添加量对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.7 葡萄糖添加量对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.8 拌料水初始pH 对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.9 接种量对Monacolin K 产量的影响
• 2.3.10 发酵时间对 Monacolin K 产量的影响
• 2.3.11 正交实验优化红曲菌9908 产Monacolin K 培养基
• 2.3.12 功能性红曲米粉桔霉素检测
• 2.4 结论
• 第三章 水溶性功能红曲制备工艺的研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料与试剂
• 3.2.2 Monacolin K 的检测方法
• 3.2.3 水溶性功能红曲制备工艺
• 3.2.4 三罐组逆流提取工艺在提取红曲Monacolin K 中的应用
• 3.2.5 浸提液喷雾干燥
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 浸提物的选择
• 3.3.2 乙醇浓度对红曲Monacolin K 提取率及Monacolin K 结构的影响
• 3.3.3 浸提次数对红曲Monacolin K 提取率的影响
• 3.3.4 固液比对红曲Monacolin K 提取率的影响
• 3.3.5 浸提时间对红曲Monacolin K 提取率的影响
• 3.3.6 浸提温度对红曲Monacolin K 提取率的影响
• 3.3.7 三罐组逆流提取工艺在提取红曲Monacolin K 中的应用
• 3.3.8 水溶性功能红曲和普通红曲水溶液的外观比较
• 3.4 结论
• 第四章 红曲Monacolin K在水溶液中的稳定性研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 功能性红曲Monacolin K 溶解性能的初步测定
• 4.3.2 加热温度对水溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.3 加热时间对溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.4 pH 值对水溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.5 光照和存放时间对水溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.6 维生素 C（Vc）对溶液中 Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.7 氨基酸溶液中对Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.8 蔗糖对溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.3.9 食盐对溶液中Monacolin K 稳定性的影响
• 4.4 结论
• 第五章 功能性红曲饮料醋和红曲酒的开发初探
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 材料与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 不同种类食醋可溶解的Monacolin K 浓度
• 5.3.2 加热温度和时间对红曲饮料醋的影响
• 5.3.3 不同酸度对红曲饮料醋的影响
• 5.3.4 光照和存放时间对红曲饮料醋的影响
• 5.3.5 光照和存放时间对红曲酒的影响
• 5.4 结论
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果