到
347 U / mL。
发酵过程中
,pH
值和溶氧变化也基本与
10 L
罐中相似
。
发酵全程中
pH
值维持在
3郾 0
以上
,
在
24 h
之前菌体处于延滞期
,pH
值变化不大
;24 ~ 40
h
菌体处于对数生长期
,
随着菌体的快速生长及底
物碳源的不断利用
,pH
值迅速下降
;
随着氮源的不
断利用及发酵过程中乳酸的再利用
,
使得
pH
值呈
现波动状况
,
最终结束时
pH
值为
3郾 4。
溶氧全程在
15%
以上
,
说明所采用的通气量和搅拌转速足以维
持菌体生长所需的溶氧
。
同样在菌体达到最大值
时
,
溶氧最低为
17% ;
随着菌体生长变慢
,
需氧量降
低
,
溶氧逐渐呈现回升状态
,
最终结束发酵时溶氧在
62%
左右
。
总之
,50 L
罐中菌体生长和橙色素生产情况与
10 L
罐中采用较高通气量和适宜转速时结果一致
。
3摇
讨
摇
论
红曲橙色素的液态发酵法生产具有机械化
、
自
动化程度高
,
易于控制
,
生产色素含量高
,
杂质少
,
应
用范围广等优点
。
液态发酵时采用的培养基
、
培养
液
pH
值及溶氧等水平都会影响菌体生长和橙色素
的合成
,
因此
,
需要针对不同菌种及色素种类优化相
应的发酵条件
。
发酵液中的溶氧浓度是影响发酵的关键因素
,
对菌体的生长和色素的合成都有重要的影响
,
需要
根据氧的溶解特性及菌体对氧的需求
,
分析溶氧对
发酵和产物的影响
,
进而确定溶氧量的控制
,
使生产
效益最大化
[21]
。
红曲橙色素生物合成过程为典型的好氧发酵
,
溶氧水平的高低会直接影响色素色价
,
因此
,
在发酵
过程中需要不断通风和搅拌
。
本实验通过在
10 L
发酵罐中分别采用不同通气量和不同搅拌转速获得
不同溶氧水平
,
考察不同溶氧水平对红曲菌
w1
夏
生产橙色素的影响
,
结果发现不同通气量水平时
,
底
物消耗
、pH
值和
DO
的变化趋势相似
,
但最终橙色
素色价不同
,
基本上呈现出随通气量增加
,
色价呈现
上升趋势
;
搅拌转速升高
,
色价也随之升高
,
但涨幅
不大
;
该结果同样在
50 L
罐中得到验证
。 50 L
罐采
用所能设置的最大通气量
(1 颐 0郾 9)
和
200 r / min
搅
拌转速
,
菌体生长和橙色素合成结果均达到
10 L
罐
结果
。 50 L
罐中橙色素色价达到
347 U / mL,
远超过
目前文献上报道的液态发酵生产红曲色素的色价
123郾 8 U / mL
[22]
和
170郾 6 U / mL
[23]
。
4摇
结
摇
论
本实验结果可以说明
,
在红曲橙色素生产时
,
溶
氧是关键影响因素之一
,
而提高溶氧的措施就是提
高搅拌转速和增加通气量
。
应尽可能在不影响菌体
生长的前提下采用高的通气量和适宜的搅拌转速
。
较高的通气量和适宜的搅拌转速可以达到较高的溶
氧水平
,
以利于菌体生长和橙色素合成
。
影响红曲
橙色素生物合成的培养条件很多
,
除溶氧外
,
发酵液
的
pH
值控制
、
温度控制以及补料策略等都会对菌
体生长和色素形成产生影响
。
随着色素工业化生产
的要求的不断提高
,
可以在溶氧条件的基础上更科
学的优化其他发酵条件
,
将橙色素色价不断提高
。
参考文献
:
[1]摇 Rose M, Anderson C, Francielo V.
Monascus
pigment
production in bioreactor using a co鄄product of biodiesel as
substrate [J]. Tecnologia de Alimentos, 2013, 33(1):
9 - 13.
[2]摇 Hsu L C, Liang Y H, Hsu Y W. Anti鄄inflammatory prop鄄
erties of yellow and orange pigments from
Monascus
pur鄄
pureus NTU 568 [ J ]. Agric Food Chem, 2013, 61
(11): 2796 - 802.
[3]摇 Treiber L R, Reamer R A, Rooney C S, et al. Origin of
Monacolin
L. from
Aspergillus terreus
cultures [J]. J an鄄
tibiot, 1989, 42(1): 30 - 36.
[4]摇
宫慧梅
,
赵树欣
.
红曲中橙色素的研究
[ J].
食品研究
与开发
, 2002, 23: 24 - 26.
[5]摇
邹宇
,
侯红漫
.
红曲霉抑菌活性物质与桔霉素的研究
进展
[J].
食品研究与开发
, 2005, 26(1): 20 - 22.
[6]摇 Choe D, Lee J, Woo S, et al. Evaluation of the amine
derivatives of
Monascus
pigment with anti鄄obesity activi鄄
ties [J]. Food Chemistry, 2012, 134: 315 - 323.
[7]摇
郭红珍
,
王秋芬
,
马立芝
.
不同培养条件对红曲霉产红
曲色素的研究
[ J].
食品科学
, 2008,29 (1): 215 -
218.
[8]摇
邱鹏
,
袁永俊
,
豆剑伟
,
等
.
培养条件对红曲色素发酵
过程中生物量与色价的影响
[J].
广东化工
, 2015, 42
(2):10 - 12.
[9]摇
张智
,
滕婷婷
.
工业发酵中溶氧因素的探讨
[ J].
中
国酿造
,2008, 23(12): 4 - 6.
[10]摇
张慧娟
,
沈良俊
,
许赣荣
.
红曲橙色素的提取及其稳
定性研究
[J].
食品与发酵工业
, 2005, 31(12): 129 -
67
食品科学技术学报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
摇 2015
年
11
月
