红曲正交试验结果分析见表2
2、红曲红曲霉液态发酵优化的霉液正交设计试验
为了探讨红曲霉液态发酵的最适条件,采用七因素三水平对装液量、酵产及稳究接种量、色素培养时间、定性的研硫酸亚铁添加量及维生素B1添加量5个因素进行正交试验。红曲正交试验结果分析见表2。霉液
由表2极差分析可知,酵产及稳究D>E>B>C>A,色素即影响红曲霉液态发酵产色素的定性的研因素顺序为:硫酸亚铁添加量>维生素B1添加量>培养时间>接种量>装液量。根据各试验因子的红曲平均值,得到最佳组合为A3B2C3D1E3,霉液即:装液量为100mL/250mL,酵产及稳究培养时间为7d,色素接种量为9%,定性的研硫酸亚铁添加浓度为0.005mmol/L,维生素B1添加浓度为0.05%。
3、验证试验
由正交表得到的最佳组合(A3B2C3D1E3)与试验结果得到红曲色素产量最高的组合(A2B2C3D1E2)不一致,因此对两个组合进行验证试验,验证试验结果见表3。
由表3验证试验结果可知,组合A2B2C3D1E2与组合A3B2C3D1E3相比,前者对红曲霉液态发酵的效果更佳。即当培养装量为75mL/250mL,培养时间为7d,接种量为9%,硫酸亚铁添加浓度为0.005mmol/L,维生素B1的添加浓度为0.03%。在此条件下,红曲霉的色价可达714.80U/mL。
4、红曲色素稳定性研究
(1)pH对红曲色素稳定性的影响
由图6可知,在同一时间下,红曲色素的色价随着溶液中pH值的升高而呈先增后降的趋势,当pH为7时,红曲色价均达到最大值;在同一pH溶液中,红曲色素的色价基本上随着时间的延长呈先增后降的趋势,但是变化趋势不是很明显。因此,红曲色素最适保存的pH为7。
(2)光照对红曲色素稳定性的影响
由图7可知,不同光照对红曲色素色价的影响各不相同,在同一时间下,光照对红曲色素色价的影响如下:紫外光>自然光>18W日光>避光;对于同一种光照方式,红曲色素的色价均随着光照时间的延长而逐渐降低。因此,红曲色素避光保存的效果最佳。
(3)食品添加剂对红曲色素稳定性的影响
由图8可知,食品添加剂苯甲酸钠和亚硝酸钠对红曲色素具有一定的增色作用,但是添加一定量的EDTA会使红曲色素的色价降低,维生素C和双氧水对红曲色素的影响不大。
三、结论
试验对红曲霉的液体摇瓶发酵工艺进行了初步研究:考察了装液量、时间、接种量、金属离子及维生素等因素对红曲霉液体发酵产红曲色价的影响。结果表明:当培养装液量为75mL/250mL,培养时间为7d,接种量为9%,硫酸亚铁添加浓度为0.005mmol/L,维生素B1添加浓度为0.03%时最有利于红曲霉合成红曲色素,其色价可达714.80U/mL。从光照、pH和食品添加剂对红曲霉所产红曲色素的稳定性方面进行初步研究,研究结果发现,在同一时间下,红曲色素的色价随着溶液中pH值的升高而呈先增后降的趋势,当pH为7时,红曲色价均达到最大值;在同一pH溶液中,红曲色素的色价基本上随着时间的延长呈先增后降的趋势,但是变化趋势不是很明显。在同一时间下,光照对红曲色素色价的影响如下:紫外光>自然光>18W日光>避光;对于同一种光照方式,红曲色素的色价均随着光照时间的延长而逐渐降低。食品添加剂苯甲酸钠和亚硝酸钠对红曲色素具有一定的增色作用,但是添加一定量的EDTA会使红曲色素的色价降低,维生素C和双氧水对红曲色素的影响不大。这与全桂静等的研究结果相一致。
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