5種原料制備功能紅曲米的性能比較

陳麗潔

(巴音郭楞職業技術學院，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

(巴音郭楞職業技術學院，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及洛伐他汀含量，尋找制備高色價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時間與色價，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，檢測其色價及洛伐他汀含量并對結果進行分析。結果顯示:對5種功能紅曲米性能進行比較，確定所需培養時間：大米8 d，小米8 d，小麥12 d，高粱米10 d，薏米7 d。色價：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。紅曲米發明已有一千多年歷史,李時珍在《本草綱目》中稱其為佳品,廣泛用于食品著色、食品發酵及中醫藥中[1]。目前紅曲米主要由南方作物秈米、稻米等發酵制得,針對其他種類尤其是北方地區廣泛種植的農作物為原料的制備及性能研究鮮有報道。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時間、色價、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)，古田縣紅曲研究實驗室；新鮮大米，產自河北唐山市唐海；新鮮小米，產自內蒙古赤峰；白色高粱米，產自陜西佳縣；薏米，從超市購買；小麥，產自河北唐山市灤南。

1.2 主要試劑

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

1.3 實驗儀器

YX280A高壓滅菌鍋，上海三申醫療器械有限公司；DNP-9082電熱恒溫培養箱，上海精宏實驗設備有限公司；DGG-101-1電熱鼓風干燥箱，天津天宇技術實業有限公司；25ml無菌針筒，上海三申醫療器械廠，Galanz-WP900S 微波爐，廣東格蘭仕集團有限公司。

2 實驗方法

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基、雙抗培養基、淀粉瓊脂培養基。分離培養基：在培養基中加入青霉素30 U/mL，鏈霉素30 U/mL。分離菌種：取紅曲米粒，直接放置于培養基中，平面皿5～6粒/個，溫度35 ℃，培養時間2～6 d。取2 g紅曲米經研磨后加入20 mL無菌水中，充分搖勻，用涂布棒蘸取上清液在培養基上均勻涂布，35 ℃培養2～6 d。每天觀察培養皿中菌的生長情況，待其萌發形成小菌落后進行標記，并移接至分離培養基，35 ℃培養2～6 d。重復分離純化，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

制備培養基，接種培養：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箱中，溫度為35 ℃進行培養，每天按時搖動錐形瓶一次使米粒疏散，培養12 d。

2.1.3 用購買紫紅曲菌制備紅曲

制備一級培養基，二級擴大培養基，活化菌種：將菌種取出后，放置在30 ℃的培養箱中24 h，觀察到菌區有明顯擴散后表示活化完成。紅曲的一級擴大培養：將培養基在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，關閉紫外燈，打開風機、照明開關，點燃酒精燈。將接種環在酒精火焰上滅菌。冷卻后，取少量活化后菌種置于一級擴大培養基中，搖勻(整個過程需在酒精燈周圍完成)。將接種好的培養基放在培養箱中37 ℃下培養7 d。紅曲的二級擴大培養:將培養好的一級培養液搖勻，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基中，搖勻，后放入培養箱中，在37 ℃下培養5 d。培養完成后，用滅菌后的玻璃棒打碎菌落，攪拌后得到二級細菌懸濁液。通過對比制備大米紅曲的色階及培養時間，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，用無菌針筒移取15 mL二級細菌懸濁液，搖勻后在設定溫度37 ℃的培養箱中，等到米粒全部發紅切開后無生心則表示培養完成，并記錄培養時間。

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 ℃。培養過程同2.2.1中大米的培養步驟。

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 ℃。培養過程同2.2.1中大米的培養步驟。

2.3 紅曲的色價測定

準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)計算色價[3]。紅曲米色價按公式(1)計算：

U=A×20

(1)

式中：U,色價；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

分別準確移取上述溶液1 mL置于4個10 mL容量瓶中，依次加入標準溶液0、1、2、3、4 mL，定容，搖勻靜置3 min，在251 nm下測定吸光度，并根據洛伐他汀標準曲線計算含量m1。將濾紙上物質轉移至圓底燒瓶中，按照上述提取方法分別進行第二次、第三次連續提取，測量吸光度，利用標準加入法計算得到含量分別為m2，m3。根據公式(2)計算洛伐他汀總含量。

m0=m1+m2+m3

(2)

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

3 結果及分析

3.1 紅曲米中分離紅曲霉菌制備紅曲

3.1.1 培養基

用紅曲米直接分離紅曲霉菌的培養基見圖1-a，雙抗培養基見圖1-b。在培養基上除紅曲霉以外，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左右就充滿了整個培養皿。此時，紅曲霉已不能從中直接分離純化，如圖1-c所示。

圖1 3種培養基Fig.1 The three media

3.1.2 紅曲霉菌種的確認

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

圖2 涂布在淀粉瓊脂培養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，按無菌操作法挑取少量菌種是將微生物樣品在固體培養基表面多次作“由點到線”稀釋而達到分離的目的，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間及其色價進行比較，以確定菌種。

培養時間比較。按照實驗2.1和2.2對紅曲進行培養，并持續觀察，至所有米粒變紅，內部米粒切開后同樣是紅色，并記錄培養時間，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。結果表明，自分離菌種培養紅曲的時間為12 d，購買紫紅曲菌種培養紅曲的時間為8 d。

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

根據2.3中的實驗步驟，及公式(1)計算出色價具體值，由表1可以看出，2種方法培養紅曲的色價有明顯的差異，大米A色價:20.64,大米B色價:30.45，綜合培養時間因素，選擇實驗購買的紫紅曲菌種進行后續實驗。

3.3 功能紅曲米的制備

按照“2.1.3”“2.2”實驗方法和步驟，進行功能性紅曲米的制備。由培養結果可以看出，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 紅曲培養時間的確定

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

表2 培養時間Table 2 Cultivation time

3.4.2 紅曲色價的測定

根據2.3中的實驗步驟，測定5種紅曲米的色價，并根據公式(1)計算出色價具體值，比較不同的米粒色價培養結果。由表3可以得出，薏米為原料制備紅曲時，色價較高，可以用來制備高色價的紅曲米。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

現代醫學研究表明,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、調節血脂作用[4]。洛伐他汀含量對紅曲的功能有較大影響。根據2.4中實驗步驟，測定紅曲中的洛伐他汀含量，記錄吸光度值并計算出總質量。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，使其優點與洛伐他汀的降血脂優點結合，可以豐富人們的飲食生活。尤其是高粱米，性能溫和，且價格便宜，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，適合大規模生產，由此實現了北方可以生產紅曲的愿望。

4 結論

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，確定所需培養時間：大米8 d，小米8 d，小麥12 d，高粱米10 d，薏米7 d。對應的色價為：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.紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的研究[J].中國抗生素雜志，1999，28(2)：18-20.

[3] GB/T492685—1996, 紅曲色價測定[S].北京:中國標準出版社.

[4] 陳運中，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表達的作用[J].中草藥, 2005, 36(5):713-715.

[5] 張樹丹, 李海濤. 以紅曲為原料保健食品中洛伐他汀的含量測定[J]. 中國當代醫藥, 2012, 19(29):5-7.

[6] LE BLOC’H J, PAUQUAI T, BOURGES C. 8-Authorised EU health claim for red yeast rice[J]. Foods, Nutrients and Food Ingredients with Authorised EU Health Claims, 2015, 2:139-151.

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