5種原料制備功能紅曲米的性能比較

陳麗潔

(巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 庫爾勒，841000)

5種原料制備功能紅曲米的性能比較

陳麗潔

(巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 庫爾勒，841000)

通過比較5種原料制備的功能紅曲米的色價(jià)及洛伐他汀含量，尋找制備高色價(jià)及高洛伐他汀含量紅曲米的原料。文中通過對比淀粉瓊脂培養(yǎng)基分離得到的紅曲霉與購買的紫紅曲菌種制備大米紅曲的培養(yǎng)時(shí)間與色價(jià)，確定制備功能紅曲米的菌種，再分別以大米、小米、小麥、白色高粱米和薏米為原料制備功能紅曲米，檢測其色價(jià)及洛伐他汀含量并對結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:對5種功能紅曲米性能進(jìn)行比較，確定所需培養(yǎng)時(shí)間：大米8 d，小米8 d，小麥12 d，高粱米10 d，薏米7 d。色價(jià)：大米30.45，小米20.42，小麥19.76，高粱米35.54，薏米39.80。主要功能成分洛伐他汀含量在15.34～31.92 mg/g，其中高粱米中洛伐他汀含量最高為31.92 mg/g。薏米適合制備高色價(jià)的紅曲米，高粱米更適合制備洛伐他汀含量高的紅曲米。

制備；功能紅曲米；性能；比較

紅曲米(red kojic rice)由紅曲霉(MonascuspupureusWent)寄生在米飯上繁殖,經(jīng)干燥后變成一種紫紅色干米粒,又稱紅曲、丹曲、赤曲等，具有降血脂、降血壓、降血糖、抗氧化的功效。紅曲米發(fā)明已有一千多年歷史,李時(shí)珍在《本草綱目》中稱其為佳品,廣泛用于食品著色、食品發(fā)酵及中醫(yī)藥中[1]。目前紅曲米主要由南方作物秈米、稻米等發(fā)酵制得,針對其他種類尤其是北方地區(qū)廣泛種植的農(nóng)作物為原料的制備及性能研究鮮有報(bào)道。本文利用高粱米、薏米、大米、小米、小麥為原料制備紅曲米并對其的培養(yǎng)時(shí)間、色價(jià)、洛伐他汀含量等比較。

1 材料與儀器

1.1 主要原料

紫紅曲菌種(生化試劑)，古田縣紅曲研究實(shí)驗(yàn)室；新鮮大米，產(chǎn)自河北唐山市唐海；新鮮小米，產(chǎn)自內(nèi)蒙古赤峰；白色高粱米，產(chǎn)自陜西佳縣；薏米，從超市購買；小麥，產(chǎn)自河北唐山市灤南。

1.2 主要試劑

酵母膏(分析純)，天津市津科精細(xì)化工研究所；MgSO4·7H2O(分析純)，天津市福晨化學(xué)試劑廠；KH2PO4(分析純)，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；KNO3(分析純)，天津市福晨化學(xué)試劑廠；濃HNO3(分析純)，天津市福晨化學(xué)試劑廠；葡萄糖(生化試劑)，天津光復(fù)精細(xì)化工研究所。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

YX280A高壓滅菌鍋，上海三申醫(yī)療器械有限公司；DNP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；DGG-101-1電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津天宇技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司；25ml無菌針筒，上海三申醫(yī)療器械廠，Galanz-WP900S 微波爐，廣東格蘭仕集團(tuán)有限公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 菌種選擇

2.1.1 從購買的紅曲米中分離紅曲霉菌

制備馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基、雙抗培養(yǎng)基、淀粉瓊脂培養(yǎng)基。分離培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入青霉素30 U/mL，鏈霉素30 U/mL。分離菌種：取紅曲米粒，直接放置于培養(yǎng)基中，平面皿5～6粒/個(gè)，溫度35 ℃，培養(yǎng)時(shí)間2～6 d。取2 g紅曲米經(jīng)研磨后加入20 mL無菌水中，充分搖勻，用涂布棒蘸取上清液在培養(yǎng)基上均勻涂布，35 ℃培養(yǎng)2～6 d。每天觀察培養(yǎng)皿中菌的生長情況，待其萌發(fā)形成小菌落后進(jìn)行標(biāo)記，并移接至分離培養(yǎng)基，35 ℃培養(yǎng)2～6 d。重復(fù)分離純化，直至得到單一菌落，制備菌液[2]。

2.1.2 用分離的紅曲霉菌制備紅曲

制備培養(yǎng)基，接種培養(yǎng)：無菌操作，用移液槍吸取1 mL 0.2%無菌冰醋酸紅曲霉菌菌液接入錐形瓶中，攪拌均勻，將接種后的米飯置于培養(yǎng)箱中，溫度為35 ℃進(jìn)行培養(yǎng)，每天按時(shí)搖動錐形瓶一次使米粒疏散，培養(yǎng)12 d。

2.1.3 用購買紫紅曲菌制備紅曲

制備一級培養(yǎng)基，二級擴(kuò)大培養(yǎng)基，活化菌種：將菌種取出后，放置在30 ℃的培養(yǎng)箱中24 h，觀察到菌區(qū)有明顯擴(kuò)散后表示活化完成。紅曲的一級擴(kuò)大培養(yǎng)：將培養(yǎng)基在123 ℃下高壓滅菌30 min，冷卻至室溫，打開超凈臺紫外燈，照射20 min，關(guān)閉紫外燈，打開風(fēng)機(jī)、照明開關(guān)，點(diǎn)燃酒精燈。將接種環(huán)在酒精火焰上滅菌。冷卻后，取少量活化后菌種置于一級擴(kuò)大培養(yǎng)基中，搖勻(整個(gè)過程需在酒精燈周圍完成)。將接種好的培養(yǎng)基放在培養(yǎng)箱中37 ℃下培養(yǎng)7 d。紅曲的二級擴(kuò)大培養(yǎng):將培養(yǎng)好的一級培養(yǎng)液搖勻，用滅菌后的玻璃棒攪拌，打碎菌群制備成菌落懸濁液。將二級培養(yǎng)基在123 ℃下高壓滅菌30 min，冷卻后移至超凈臺。用無菌針筒移取一級菌落懸濁液15 mL迅速注射到二級培養(yǎng)基中，搖勻，后放入培養(yǎng)箱中，在37 ℃下培養(yǎng)5 d。培養(yǎng)完成后，用滅菌后的玻璃棒打碎菌落，攪拌后得到二級細(xì)菌懸濁液。通過對比制備大米紅曲的色階及培養(yǎng)時(shí)間，確定菌種。

2.2 五種原料制備功能紅曲米

2.2.1 大米紅曲的制備

稱取100 g完整大米米粒，浸泡60 min，100 ℃蒸煮3～5 min，123 ℃下高壓滅菌30 min，冷卻至40～50 ℃。在超凈工作臺內(nèi)，用無菌針筒移取15 mL二級細(xì)菌懸濁液，搖勻后在設(shè)定溫度37 ℃的培養(yǎng)箱中，等到米粒全部發(fā)紅切開后無生心則表示培養(yǎng)完成，并記錄培養(yǎng)時(shí)間。

2.2.2 紅曲小米的制備

稱取50 g完整小米米粒，浸泡30 min，等到小米米粒吸水膨脹即可，123 ℃下高壓滅菌30 min，冷卻至40～50 ℃。其他同2.2.1中大米的培養(yǎng)步驟。

2.2.3 紅曲高粱的制備

稱取100 g完整高粱米粒，浸泡30 min，100 ℃蒸煮15 min，在123 ℃下高壓滅菌30 min， 冷卻至40～50 ℃。培養(yǎng)過程同2.2.1中大米的培養(yǎng)步驟。

2.2.4 紅曲薏米的制備

稱取50 g完整的薏米米粒，粒徑3～5 mm，浸泡30 min，100 ℃下蒸煮10 min，在123 ℃下高壓滅菌30 min， 冷卻至40～50 ℃。其他同2.2.1。

2.2.5 紅曲小麥的制備

稱取100 g完整小麥麥粒，浸泡24 h，100 ℃下蒸煮2 h，去掉小麥表面油皮，剩余的麥仁部分在123 ℃下高壓滅菌30 min，冷卻至40～50 ℃。培養(yǎng)過程同2.2.1中大米的培養(yǎng)步驟。

2.3 紅曲的色價(jià)測定

準(zhǔn)確稱取制備好的樣品0.200 0 g，研磨使其通過80目篩，加入75%乙醇定容到50 mL容量瓶中，搖勻后，置于溫度為60 ℃水浴鍋保溫，萃取2 h，取出后冷卻，定容。吸取上清液0.5 mL至于10 mL容量瓶中，加 75%乙醇定容，搖勻，靜置。用1 cm比色皿以75%乙醇為空白。在波長510 nm下采用分光光度法，測定樣品萃取稀釋液的吸光度值，并按公式(1)計(jì)算色價(jià)[3]。紅曲米色價(jià)按公式(1)計(jì)算：

U=A×20

(1)

式中：U,色價(jià)；A,萃取液吸光度。

2.4 紅曲中洛伐他汀含量的測定

2.4.1 提取

將制備好的紅曲米70 ℃下烘干2 h，平鋪在培養(yǎng)皿上，按照四分法取樣，取樣后研磨至全部通過80目篩，取過篩后的紅曲米1.000 g，加入72%的乙醇溶液(料液比為1∶45)，微波提取2.5 h，過濾后，濾液定容至50 mL容量瓶。

2.4.2 測定

分別準(zhǔn)確移取上述溶液1 mL置于4個(gè)10 mL容量瓶中，依次加入標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1、2、3、4 mL，定容，搖勻靜置3 min，在251 nm下測定吸光度，并根據(jù)洛伐他汀標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算含量m1。將濾紙上物質(zhì)轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，按照上述提取方法分別進(jìn)行第二次、第三次連續(xù)提取，測量吸光度，利用標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算得到含量分別為m2，m3。根據(jù)公式(2)計(jì)算洛伐他汀總含量。

m0=m1+m2+m3

(2)

式中：m0,洛伐他汀總質(zhì)量，mg；m1、m2、m3,3次提取測定的質(zhì)量，mg。

3 結(jié)果及分析

3.1 紅曲米中分離紅曲霉菌制備紅曲

3.1.1 培養(yǎng)基

用紅曲米直接分離紅曲霉菌的培養(yǎng)基見圖1-a，雙抗培養(yǎng)基見圖1-b。在培養(yǎng)基上除紅曲霉以外，還生長著許多雜菌，比如青霉根霉菌。而且該雜菌的生長較快，3 d左右就充滿了整個(gè)培養(yǎng)皿。此時(shí)，紅曲霉已不能從中直接分離純化，如圖1-c所示。

圖1 3種培養(yǎng)基Fig.1 The three media

3.1.2 紅曲霉菌種的確認(rèn)

涂布在淀粉瓊脂培養(yǎng)基上的菌落生長良好，表現(xiàn)為：菌落圓形，邊緣整齊，有放射狀條紋，質(zhì)地致密，中心部分突起，有褶皺，菌落初期為白色，老熟后變?yōu)樽霞t色，菌株產(chǎn)生的紅色素向四周呈輻射狀散開，并滲入周圍的培養(yǎng)基中，如圖2所示。根據(jù)培養(yǎng)基得到的菌落，與紅曲霉的屬征相對比，兩者基本吻合，故培養(yǎng)基分離得到的菌即為紅曲霉菌。

圖2 涂布在淀粉瓊脂培養(yǎng)基上的菌落生長情況Fig.2 Colong growth on starch agar medium

3.1.3 紅曲霉的純化

選用平整、圓滑的接種環(huán)，按無菌操作法挑取少量菌種是將微生物樣品在固體培養(yǎng)基表面多次作“由點(diǎn)到線”稀釋而達(dá)到分離的目的，如圖3所示。

圖3 平板劃線Fig.3 Streak plate method

3.2 確定菌種

通過使用購買紫紅曲菌種與從紅曲米中分離菌種制備大米紅曲的時(shí)間及其色價(jià)進(jìn)行比較，以確定菌種。

培養(yǎng)時(shí)間比較。按照實(shí)驗(yàn)2.1和2.2對紅曲進(jìn)行培養(yǎng)，并持續(xù)觀察，至所有米粒變紅，內(nèi)部米粒切開后同樣是紅色，并記錄培養(yǎng)時(shí)間，其中從紅曲米中分離菌種制備的記為大米A，購買紫紅曲菌種制備的記為大米B。結(jié)果表明，自分離菌種培養(yǎng)紅曲的時(shí)間為12 d，購買紫紅曲菌種培養(yǎng)紅曲的時(shí)間為8 d。

表1 大米的顏色和色價(jià)Table 1 Color and color value for the rice

根據(jù)2.3中的實(shí)驗(yàn)步驟，及公式(1)計(jì)算出色價(jià)具體值，由表1可以看出，2種方法培養(yǎng)紅曲的色價(jià)有明顯的差異，大米A色價(jià):20.64,大米B色價(jià):30.45，綜合培養(yǎng)時(shí)間因素，選擇實(shí)驗(yàn)購買的紫紅曲菌種進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.3 功能紅曲米的制備

按照“2.1.3”“2.2”實(shí)驗(yàn)方法和步驟，進(jìn)行功能性紅曲米的制備。由培養(yǎng)結(jié)果可以看出，4種米都呈紫紅色，且顏色較均勻。

3.4 功能紅曲米的性能比較

3.4.1 紅曲培養(yǎng)時(shí)間的確定

按照實(shí)驗(yàn)2.1.3和2.2 用購買紫紅曲菌種對大米、小米、小麥、薏米和高粱米進(jìn)行接種，其中小麥用時(shí)較長，其原因是麥皮有油性且較厚。因此，培養(yǎng)時(shí)間的長短與糧食品種有關(guān)。

表2 培養(yǎng)時(shí)間Table 2 Cultivation time

3.4.2 紅曲色價(jià)的測定

根據(jù)2.3中的實(shí)驗(yàn)步驟，測定5種紅曲米的色價(jià)，并根據(jù)公式(1)計(jì)算出色價(jià)具體值，比較不同的米粒色價(jià)培養(yǎng)結(jié)果。由表3可以得出，薏米為原料制備紅曲時(shí)，色價(jià)較高，可以用來制備高色價(jià)的紅曲米。且薏米本身也具有消腫、健脾去濕、舒筋除痹、清熱排膿等功效，因此，薏米是制備功能性紅曲較好的原料。另外，可利用這種紅曲米提取紅曲紅色素，做為更好的染色原料。

表3 大米、小米、小麥、薏米和高梁米的顏色和色價(jià)Table 3 Color and color value for the rice,millet,wheat,barley and sorghum

3.4.3 紅曲中洛伐他汀含量的測定

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,紅曲有效成分洛伐他汀 (Lov as-tatin) 是 3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A (HM G-Co A) 還原酶抑制劑,具有降低膽固醇、調(diào)節(jié)血脂作用[4]。洛伐他汀含量對紅曲的功能有較大影響。根據(jù)2.4中實(shí)驗(yàn)步驟，測定紅曲中的洛伐他汀含量，記錄吸光度值并計(jì)算出總質(zhì)量。比較5種米洛伐他汀含量，確定制備功能性紅曲的最佳原材料[5-6](表4)。

表4 各種樣品中洛伐他汀含量Table 4 Content of lovastatin in every sample

提取測定紅曲中功能成分洛伐他汀含量為15.34～31.92 mg/g，其中高粱米中洛伐他汀含量最高為31.92 mg/g。高粱米更適合制備紅曲米，原因是高粱米生長過程中胚乳松散，利于微生物擴(kuò)散，含有較多易吸收氨基酸，有利于微生物代謝及生長，因此，功能高粱紅曲米含有的洛伐他汀含量最高。本研究所制得的各種紅曲米中洛伐他汀含量排序：高粱米>薏米>大米>小米>小麥。

由于各種米對人體有不同的益處，利用紅曲霉菌可以將不同種類米制備成多樣的紅曲米，使其優(yōu)點(diǎn)與洛伐他汀的降血脂優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，可以豐富人們的飲食生活。尤其是高粱米，性能溫和，且價(jià)格便宜，在北方廣泛種植，因此可以選用高粱米作為制備紅曲的主要原料，適合大規(guī)模生產(chǎn)，由此實(shí)現(xiàn)了北方可以生產(chǎn)紅曲的愿望。

4 結(jié)論

分別以大米、小米、小麥、白色高粱米和薏米為原料，用紫紅曲菌種制備功能紅曲米，確定所需培養(yǎng)時(shí)間：大米8 d，小米8 d，小麥12 d，高粱米10 d，薏米7 d。對應(yīng)的色價(jià)為：大米30.45，小米20.42，小麥19.76，高粱米35.54，薏米39.80。洛伐他汀含量為：大米27.07 mg/g, 小米23.64 mg/g, 小麥15.34 mg/g，高粱米31.92 mg/g，薏米27.7 mg/g。由此可見，5種原料中薏米更適合制備高色價(jià)的紅曲米，而高粱米更適合制備洛伐他汀含量高的紅曲米。

[1] 金增輝.紅曲米和紅曲色素生產(chǎn)方法[J].糧食與油脂, 2005, 1(1):40-43.

[2] 王立新,莫海濤,石紅.紅曲霉固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)洛伐他汀的研究[J].中國抗生素雜志，1999，28(2)：18-20.

[3] GB/T492685—1996, 紅曲色價(jià)測定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[4] 陳運(yùn)中，陳春艷，張聲華.紅曲有效成分洛伐他汀對高脂小鼠血脂代謝及脂蛋白脂酶 mRNA表達(dá)的作用[J].中草藥, 2005, 36(5):713-715.

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Comparisonofredkojicricemadebyfivedifferentmaterials

CHEN Li-jie

(Bayingolin Vocational and Technical College，Korla 841000，China)

According to the color value and lovastatin content of functional red kojic rice prepared by 5 different raw material and the best raw material was selected. The culture time and color value of the red kojic rice prepared by starch agar medium and commercial made kojic rice as well as Monascus strain were selected. Then rice, millet, wheat, sorghum and Coix seed were used as raw material to prepare functional red kojic rice. The contents of color value and lovastatin were detected and compared. The results showed that the best culture timing were: 8 days for rice and millet, 12 days for wheat, 10 days for sorghum, 7 days for Coix seed. Color value were: rice 30.45, millet 20.42, wheat 19.76, 35.54 sorghum, Coix seed 39.80. The main functional components of lovastatin were 15.34-31.92 mg/g, and the highest content was in sorghum rice of 31.92 mg/g. Coix seed is suitable for preparation of higher color value of red kojic rice; and sorghum is more suitable for preparation of higher content of lovastatin monascus

preparation；functional red kojic rice; performance; comparison

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013573

碩士研究生(E-mail：1050626601@qq.com)。

2016-12-08，改回日期：2017-04-20