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      紅曲霉產(chǎn)紅曲色素工藝優(yōu)化

      2017-08-13 19:40:21鄭春明梅璐
      安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年17期
      關(guān)鍵詞:正交試驗

      鄭春明 梅璐

      摘要[目的]優(yōu)化紅曲米生產(chǎn)工藝,提高紅曲米紅曲色素含量。 [方法]以加水量(A)、滅菌溫度(B)、滅菌時間(C)、浸泡時間(D)作為試驗因素,設(shè)計4因素3水平正交試驗,優(yōu)化米飯制作方式。[結(jié)果]4種因素均對紅曲菌產(chǎn)紅曲色素產(chǎn)量具有極顯著影響,最優(yōu)組合為A1B2C2D2,即加水量30 mL、滅菌溫度121 ℃、滅菌時間23 min、浸泡時間24 h,在此條件下紅曲色階達(dá)2 884 U/g。 [結(jié)論]該研究對紅曲米生產(chǎn)企業(yè)具有實踐指導(dǎo)意義。

      關(guān)鍵詞紅曲霉;紅曲色素;正交試驗

      中圖分類號TS264.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611(2017)17-0062-02

      Abstract[Objective] To optimize rice making process and improve the content of monascus pigment. [Method] Selecting water addition (A), sterilization temperature (B), sterilization time(C),soaking time (D) as experimental factors, L9 (34) orthogonal test was used to optimize rice making process. [Result] Four factors all had very significant effect on the yield of monascus pigments , the optimal combination was A1B2C2D2, namely water addition of 30 mL, sterilization temperature of 121 ℃, sterilization time of 23 min, immersion time of 24 h. The levels of monascus reached 2 884 U/g in this condition.[Conclusion] The study has great practical significance for monascus rice production enterprises.

      Key wordsMonascus;Monascus pigment;Orthogonal test

      基金項目浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)項目(2014R461005)。

      作者簡介鄭春明(1983—),男,浙江臺州人,副教授,碩士,從事微生物、統(tǒng)計學(xué)、組織培養(yǎng)等研究。

      收稿日期2017-04-19

      紅曲米既可作為食品添加劑使食品鮮艷悅目,又具有較好的降血壓和降血脂作用,副作用極低。據(jù)目前生產(chǎn)紅曲米的企業(yè)報道,紅曲米產(chǎn)量遠(yuǎn)未飽和,仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)[1-4]。

      紅曲米生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,不僅可使紅曲米的質(zhì)量和產(chǎn)量大幅上升,從而給企業(yè)帶來更大的利潤,也會使紅曲米的市場價格降低,給消費者帶來福音。關(guān)于紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的固態(tài)發(fā)酵試驗[1,4-12]較多,但對于米飯制作工藝對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素產(chǎn)量的影響研究鮮見報道。

      在炊飯前,先將大米用清水浸泡適當(dāng)時間,再用猛火煮飯,這樣制作出來的飯松軟可口,香氣四溢,令人食欲大開。不同方式制作出來的米飯也會影響到紅曲霉的生長和發(fā)育,進(jìn)一步影響到紅曲色素的產(chǎn)生。筆者就米飯制作方式對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的影響進(jìn)行研究,旨在提高紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的含量,為紅曲米生產(chǎn)企業(yè)提供理論依據(jù)。

      1材料與方法

      1.1材料

      1.1.1儀器。

      電子天平,PTX-FA210;立式壓力蒸汽滅菌器,YXO-LS-50G;手提式壓力蒸汽滅菌鍋,YXQ-SG41.280;全溫振蕩培養(yǎng)箱,QYC-2102C;潔凈工作臺,SW-CJ-2F;紫外分光光度計,UV-5100;高速冷凍離心機,HC-3018R;超聲波細(xì)胞粉碎機;隔音箱,IN92-IZN;電熱恒溫水浴鍋,HH-S11-2S;數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱,DHG-9070AS。

      1.1.2菌種。

      紅曲霉菌種來自浙江大學(xué),經(jīng)多次篩選培育,編號zjedu03。

      1.1.3培養(yǎng)基。

      PDA液體培養(yǎng)基:新鮮土豆(去皮)200 g/L,葡萄糖20 g/L,自然pH。

      PDA+0.4%牛肉膏:新鮮土豆(去皮)200 g/L,牛肉膏4 g/L,葡萄糖20 g/L,瓊脂粉15 g/L,自然pH。

      1.2方法

      1.2.1菌種制備。

      ①菌種活化。

      取冷藏的菌種→倒入5 mL無菌水洗下菌種→吸取剛洗下來的菌種液0.5 mL/皿→涂布接種至裝有PDA培養(yǎng)基的平板中→28 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)3 d。

      ②菌種擴大培養(yǎng)。

      用無菌水沖淋平板,制成菌落懸濁液接種至250 mL錐形瓶中→接種至裝有PDA液體培養(yǎng)基的三角燒瓶中→28 ℃、200 r/min搖床培養(yǎng)3 d。

      1.2.2米飯制作。

      根據(jù)資料查閱,以加水量、滅菌溫度、滅菌時間和浸泡時間作為試驗因子,每個因子取3個水平并按照隨機排序(表1),每瓶放20 g大米,按照正交試驗設(shè)計表L9(34)進(jìn)行試驗(表2)。

      1.2.3紅曲米制作。

      將培養(yǎng)后的目標(biāo)菌種,按10%的接種量接種至上述米飯中,置于28 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),經(jīng)過7~10 d培養(yǎng),即得到紅曲米。

      1.2.4紅曲色素的吸光度檢測及色價計算。

      通過分光光度法,在505 nm下測定紅曲米的吸光度并計算其色階[13]。

      1.3數(shù)據(jù)分析

      使用Microsoft Excel 2013 sp1軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

      2結(jié)果與分析

      由表2可知,各試驗因子的主次依次為A、C、B、D,即大米加水量對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的影響最大,其次是滅菌時間,再次是滅菌溫度,浸泡時間影響最小。紅曲霉產(chǎn)紅曲色素最優(yōu)方案為A1B2C2D2,即加水量30 mL、滅菌溫度121 ℃、滅菌時間23 min、浸泡時間24 h,即試驗號2。在此條件下,平均紅曲色素色階達(dá)2 884 U/g。

      方差分析結(jié)果表明,A、B、C、D 4個因素對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的影響極顯著,PA=1.489 88×10-10

      3結(jié)論與討論

      (1)該試驗結(jié)果表明,A1B2C2D2為紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的最佳組合,即加水量30 mL(即水米比為1.5∶1.0)、滅菌溫度121 ℃、滅菌時間23 min、浸泡時間24 h,其紅曲色素的產(chǎn)量達(dá)2 884 U/g(試驗號2),較潘嫣麗等[11]紅曲色素色階最高370 U/g高7倍多。但上述方案是在表 1給定的因素和水平條件下得到的,若不限定試驗水平,有可能得到更理想的試驗方案。

      加水量和浸泡時間均隨著因素水平的加大而呈上升態(tài)勢,因此,增加加水量和浸泡時間2種因素的水平,紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的量可能再增加。因此,該試驗中,A1和D2不一定是最佳水平。B、C因素取第二水平,已經(jīng)接近最佳了,低于或高于該水平,紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的量均下降,但可在試驗水平范圍內(nèi)再做調(diào)整。因此,當(dāng)所選的因素和水平不恰當(dāng)時,該方案可能達(dá)不到試驗?zāi)康摹_@時可對所選的因素和水平做一些調(diào)整,以找到更優(yōu)方案。

      (2)A、B、C、D 4種因素的F值遠(yuǎn)大于高度顯著的臨界F值(F0.01(2,9)=8.02),說明紅曲霉產(chǎn)紅曲色素對這4種試驗因子非常敏感。另外,A、B、C、D 4種因素的P值遠(yuǎn)小于臨界檢測水平α=0.01,也說明A、B、C、D 4種因素的變化對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的影響顯著。

      另外,試驗號2為試驗號6(463 U/g)的7倍多,是試驗號5的4倍多,說明4種試驗因子水平的不同組合,對紅曲霉產(chǎn)紅曲色素的影響極顯著。

      在一定范圍內(nèi),隨著加水量和浸泡時間的增加,制作出來的米飯松軟、香氣四溢。大米加水量增加,有利于米粒充分吸脹,為即將啟動物質(zhì)轉(zhuǎn)化的酶促反應(yīng)提供了必要條件。浸泡時間長,有利于米粒內(nèi)大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘男》肿游镔|(zhì),這種米飯的可溶性物質(zhì)增加,易被紅曲霉吸收利用,有利于紅曲霉生長和產(chǎn)紅曲色素。另外,滅菌溫度和滅菌時間均會對米飯的營養(yǎng)成分產(chǎn)生破壞作用,滅菌溫度越高、滅菌時間越長,則米飯中的營養(yǎng)成分被破壞得越多,這不利于紅曲霉的生長和產(chǎn)紅曲色素。因此,適當(dāng)控制滅菌時間和溫度十分必要。研究表明,水分過少則米飯干硬、發(fā)黃,加水量大一些、浸泡時間長一些,制作出來的米飯松軟,紅曲霉在其上生長好,米飯的紅色深,紅曲霉色階高。滅菌時間及溫度不但影響米飯滅菌是否徹底,而且影響米飯質(zhì)量,只有合適的滅菌時間和溫度,紅曲霉產(chǎn)紅曲色素才能達(dá)到最大。該研究最佳組合:加水30 mL、滅菌溫度121 ℃、滅菌時間23 min、浸泡24 h。

      參考文獻(xiàn)

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