5种原料制备功能红曲米的性能比较

陈丽洁

(巴音郭楞职业技术学院，新疆 库尔勒，841000)

5种原料制备功能红曲米的性能比较

陈丽洁

(巴音郭楞职业技术学院，新疆 库尔勒，841000)

通过比较5种原料制备的功能红曲米的色价及洛伐他汀含量，寻找制备高色价及高洛伐他汀含量红曲米的原料。文中通过对比淀粉琼脂培养基分离得到的红曲霉与购买的紫红曲菌种制备大米红曲的培养时间与色价，确定制备功能红曲米的菌种，再分别以大米、小米、小麦、白色高粱米和薏米为原料制备功能红曲米，检测其色价及洛伐他汀含量并对结果进行分析。结果显示:对5种功能红曲米性能进行比较，确定所需培养时间：大米8 d，小米8 d，小麦12 d，高粱米10 d，薏米7 d。色价：大米30.45，小米20.42，小麦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为31.92 mg/g。薏米适合制备高色价的红曲米，高粱米更适合制备洛伐他汀含量高的红曲米。

制备；功能红曲米；性能；比较

红曲米(red kojic rice)由红曲霉(MonascuspupureusWent)寄生在米饭上繁殖,经干燥后变成一种紫红色干米粒,又称红曲、丹曲、赤曲等，具有降血脂、降血压、降血糖、抗氧化的功效。红曲米发明已有一千多年历史,李时珍在《本草纲目》中称其为佳品,广泛用于食品着色、食品发酵及中医药中[1]。目前红曲米主要由南方作物籼米、稻米等发酵制得,针对其他种类尤其是北方地区广泛种植的农作物为原料的制备及性能研究鲜有报道。本文利用高粱米、薏米、大米、小米、小麦为原料制备红曲米并对其的培养时间、色价、洛伐他汀含量等比较。

1 材料与仪器

1.1 主要原料

紫红曲菌种(生化试剂)，古田县红曲研究实验室；新鲜大米，产自河北唐山市唐海；新鲜小米，产自内蒙古赤峰；白色高粱米，产自陕西佳县；薏米，从超市购买；小麦，产自河北唐山市滦南。

1.2 主要试剂

酵母膏(分析纯)，天津市津科精细化工研究所；MgSO4·7H2O(分析纯)，天津市福晨化学试剂厂；KH2PO4(分析纯)，天津市北方天医化学试剂厂；KNO3(分析纯)，天津市福晨化学试剂厂；浓HNO3(分析纯)，天津市福晨化学试剂厂；葡萄糖(生化试剂)，天津光复精细化工研究所。

1.3 实验仪器

YX280A高压灭菌锅，上海三申医疗器械有限公司；DNP-9082电热恒温培养箱，上海精宏实验设备有限公司；DGG-101-1电热鼓风干燥箱，天津天宇技术实业有限公司；25ml无菌针筒，上海三申医疗器械厂，Galanz-WP900S 微波炉，广东格兰仕集团有限公司。

2 实验方法

2.1 菌种选择

2.1.1 从购买的红曲米中分离红曲霉菌

制备马铃薯琼脂培养基、双抗培养基、淀粉琼脂培养基。分离培养基：在培养基中加入青霉素30 U/mL，链霉素30 U/mL。分离菌种：取红曲米粒，直接放置于培养基中，平面皿5～6粒/个，温度35 ℃，培养时间2～6 d。取2 g红曲米经研磨后加入20 mL无菌水中，充分摇匀，用涂布棒蘸取上清液在培养基上均匀涂布，35 ℃培养2～6 d。每天观察培养皿中菌的生长情况，待其萌发形成小菌落后进行标记，并移接至分离培养基，35 ℃培养2～6 d。重复分离纯化，直至得到单一菌落，制备菌液[2]。

2.1.2 用分离的红曲霉菌制备红曲

制备培养基，接种培养：无菌操作，用移液枪吸取1 mL 0.2%无菌冰醋酸红曲霉菌菌液接入锥形瓶中，搅拌均匀，将接种后的米饭置于培养箱中，温度为35 ℃进行培养，每天按时摇动锥形瓶一次使米粒疏散，培养12 d。

2.1.3 用购买紫红曲菌制备红曲

制备一级培养基，二级扩大培养基，活化菌种：将菌种取出后，放置在30 ℃的培养箱中24 h，观察到菌区有明显扩散后表示活化完成。红曲的一级扩大培养：将培养基在123 ℃下高压灭菌30 min，冷却至室温，打开超净台紫外灯，照射20 min，关闭紫外灯，打开风机、照明开关，点燃酒精灯。将接种环在酒精火焰上灭菌。冷却后，取少量活化后菌种置于一级扩大培养基中，摇匀(整个过程需在酒精灯周围完成)。将接种好的培养基放在培养箱中37 ℃下培养7 d。红曲的二级扩大培养:将培养好的一级培养液摇匀，用灭菌后的玻璃棒搅拌，打碎菌群制备成菌落悬浊液。将二级培养基在123 ℃下高压灭菌30 min，冷却后移至超净台。用无菌针筒移取一级菌落悬浊液15 mL迅速注射到二级培养基中，摇匀，后放入培养箱中，在37 ℃下培养5 d。培养完成后，用灭菌后的玻璃棒打碎菌落，搅拌后得到二级细菌悬浊液。通过对比制备大米红曲的色阶及培养时间，确定菌种。

2.2 五种原料制备功能红曲米

2.2.1 大米红曲的制备

称取100 g完整大米米粒，浸泡60 min，100 ℃蒸煮3～5 min，123 ℃下高压灭菌30 min，冷却至40～50 ℃。在超净工作台内，用无菌针筒移取15 mL二级细菌悬浊液，摇匀后在设定温度37 ℃的培养箱中，等到米粒全部发红切开后无生心则表示培养完成，并记录培养时间。

2.2.2 红曲小米的制备

称取50 g完整小米米粒，浸泡30 min，等到小米米粒吸水膨胀即可，123 ℃下高压灭菌30 min，冷却至40～50 ℃。其他同2.2.1中大米的培养步骤。

2.2.3 红曲高粱的制备

称取100 g完整高粱米粒，浸泡30 min，100 ℃蒸煮15 min，在123 ℃下高压灭菌30 min， 冷却至40～50 ℃。培养过程同2.2.1中大米的培养步骤。

2.2.4 红曲薏米的制备

称取50 g完整的薏米米粒，粒径3～5 mm，浸泡30 min，100 ℃下蒸煮10 min，在123 ℃下高压灭菌30 min， 冷却至40～50 ℃。其他同2.2.1。

2.2.5 红曲小麦的制备

称取100 g完整小麦麦粒，浸泡24 h，100 ℃下蒸煮2 h，去掉小麦表面油皮，剩余的麦仁部分在123 ℃下高压灭菌30 min，冷却至40～50 ℃。培养过程同2.2.1中大米的培养步骤。

2.3 红曲的色价测定

准确称取制备好的样品0.200 0 g，研磨使其通过80目筛，加入75%乙醇定容到50 mL容量瓶中，摇匀后，置于温度为60 ℃水浴锅保温，萃取2 h，取出后冷却，定容。吸取上清液0.5 mL至于10 mL容量瓶中，加 75%乙醇定容，摇匀，静置。用1 cm比色皿以75%乙醇为空白。在波长510 nm下采用分光光度法，测定样品萃取稀释液的吸光度值，并按公式(1)计算色价[3]。红曲米色价按公式(1)计算：

U=A×20

(1)

式中：U,色价；A,萃取液吸光度。

2.4 红曲中洛伐他汀含量的测定

2.4.1 提取

将制备好的红曲米70 ℃下烘干2 h，平铺在培养皿上，按照四分法取样，取样后研磨至全部通过80目筛，取过筛后的红曲米1.000 g，加入72%的乙醇溶液(料液比为1∶45)，微波提取2.5 h，过滤后，滤液定容至50 mL容量瓶。

2.4.2 测定

分别准确移取上述溶液1 mL置于4个10 mL容量瓶中，依次加入标准溶液0、1、2、3、4 mL，定容，摇匀静置3 min，在251 nm下测定吸光度，并根据洛伐他汀标准曲线计算含量m1。将滤纸上物质转移至圆底烧瓶中，按照上述提取方法分别进行第二次、第三次连续提取，测量吸光度，利用标准加入法计算得到含量分别为m2，m3。根据公式(2)计算洛伐他汀总含量。

m0=m1+m2+m3

(2)

式中：m0,洛伐他汀总质量，mg；m1、m2、m3,3次提取测定的质量，mg。

3 结果及分析

3.1 红曲米中分离红曲霉菌制备红曲

3.1.1 培养基

用红曲米直接分离红曲霉菌的培养基见图1-a，双抗培养基见图1-b。在培养基上除红曲霉以外，还生长着许多杂菌，比如青霉根霉菌。而且该杂菌的生长较快，3 d左右就充满了整个培养皿。此时，红曲霉已不能从中直接分离纯化，如图1-c所示。

图1 3种培养基Fig.1 The three media

3.1.2 红曲霉菌种的确认

涂布在淀粉琼脂培养基上的菌落生长良好，表现为：菌落圆形，边缘整齐，有放射状条纹，质地致密，中心部分突起，有褶皱，菌落初期为白色，老熟后变为紫红色，菌株产生的红色素向四周呈辐射状散开，并渗入周围的培养基中，如图2所示。根据培养基得到的菌落，与红曲霉的属征相对比，两者基本吻合，故培养基分离得到的菌即为红曲霉菌。

图2 涂布在淀粉琼脂培养基上的菌落生长情况Fig.2 Colong growth on starch agar medium

3.1.3 红曲霉的纯化

选用平整、圆滑的接种环，按无菌操作法挑取少量菌种是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀释而达到分离的目的，如图3所示。

图3 平板划线Fig.3 Streak plate method

3.2 确定菌种

通过使用购买紫红曲菌种与从红曲米中分离菌种制备大米红曲的时间及其色价进行比较，以确定菌种。

培养时间比较。按照实验2.1和2.2对红曲进行培养，并持续观察，至所有米粒变红，内部米粒切开后同样是红色，并记录培养时间，其中从红曲米中分离菌种制备的记为大米A，购买紫红曲菌种制备的记为大米B。结果表明，自分离菌种培养红曲的时间为12 d，购买紫红曲菌种培养红曲的时间为8 d。

表1 大米的颜色和色价Table 1 Color and color value for the rice

根据2.3中的实验步骤，及公式(1)计算出色价具体值，由表1可以看出，2种方法培养红曲的色价有明显的差异，大米A色价:20.64,大米B色价:30.45，综合培养时间因素，选择实验购买的紫红曲菌种进行后续实验。

3.3 功能红曲米的制备

按照“2.1.3”“2.2”实验方法和步骤，进行功能性红曲米的制备。由培养结果可以看出，4种米都呈紫红色，且颜色较均匀。

3.4 功能红曲米的性能比较

3.4.1 红曲培养时间的确定

按照实验2.1.3和2.2 用购买紫红曲菌种对大米、小米、小麦、薏米和高粱米进行接种，其中小麦用时较长，其原因是麦皮有油性且较厚。因此，培养时间的长短与粮食品种有关。

表2 培养时间Table 2 Cultivation time

3.4.2 红曲色价的测定

根据2.3中的实验步骤，测定5种红曲米的色价，并根据公式(1)计算出色价具体值，比较不同的米粒色价培养结果。由表3可以得出，薏米为原料制备红曲时，色价较高，可以用来制备高色价的红曲米。且薏米本身也具有消肿、健脾去湿、舒筋除痹、清热排脓等功效，因此，薏米是制备功能性红曲较好的原料。另外，可利用这种红曲米提取红曲红色素，做为更好的染色原料。

表3 大米、小米、小麦、薏米和高梁米的颜色和色价Table 3 Color and color value for the rice,millet,wheat,barley and sorghum

3.4.3 红曲中洛伐他汀含量的测定

现代医学研究表明,红曲有效成分洛伐他汀 (Lov as-tatin) 是 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶 A (HM G-Co A) 还原酶抑制剂,具有降低胆固醇、调节血脂作用[4]。洛伐他汀含量对红曲的功能有较大影响。根据2.4中实验步骤，测定红曲中的洛伐他汀含量，记录吸光度值并计算出总质量。比较5种米洛伐他汀含量，确定制备功能性红曲的最佳原材料[5-6](表4)。

表4 各种样品中洛伐他汀含量Table 4 Content of lovastatin in every sample

提取测定红曲中功能成分洛伐他汀含量为15.34～31.92 mg/g，其中高粱米中洛伐他汀含量最高为31.92 mg/g。高粱米更适合制备红曲米，原因是高粱米生长过程中胚乳松散，利于微生物扩散，含有较多易吸收氨基酸，有利于微生物代谢及生长，因此，功能高粱红曲米含有的洛伐他汀含量最高。本研究所制得的各种红曲米中洛伐他汀含量排序：高粱米>薏米>大米>小米>小麦。

由于各种米对人体有不同的益处，利用红曲霉菌可以将不同种类米制备成多样的红曲米，使其优点与洛伐他汀的降血脂优点结合，可以丰富人们的饮食生活。尤其是高粱米，性能温和，且价格便宜，在北方广泛种植，因此可以选用高粱米作为制备红曲的主要原料，适合大规模生产，由此实现了北方可以生产红曲的愿望。

4 结论

分别以大米、小米、小麦、白色高粱米和薏米为原料，用紫红曲菌种制备功能红曲米，确定所需培养时间：大米8 d，小米8 d，小麦12 d，高粱米10 d，薏米7 d。对应的色价为：大米30.45，小米20.42，小麦19.76，高粱米35.54，薏米39.80。洛伐他汀含量为：大米27.07 mg/g, 小米23.64 mg/g, 小麦15.34 mg/g，高粱米31.92 mg/g，薏米27.7 mg/g。由此可见，5种原料中薏米更适合制备高色价的红曲米，而高粱米更适合制备洛伐他汀含量高的红曲米。

[1] 金增辉.红曲米和红曲色素生产方法[J].粮食与油脂, 2005, 1(1):40-43.

[2] 王立新,莫海涛,石红.红曲霉固态发酵生产洛伐他汀的研究[J].中国抗生素杂志，1999，28(2)：18-20.

[3] GB/T492685—1996, 红曲色价测定[S].北京:中国标准出版社.

[4] 陈运中，陈春艳，张声华.红曲有效成分洛伐他汀对高脂小鼠血脂代谢及脂蛋白脂酶 mRNA表达的作用[J].中草药, 2005, 36(5):713-715.

[5] 张树丹, 李海涛. 以红曲为原料保健食品中洛伐他汀的含量测定[J]. 中国当代医药, 2012, 19(29):5-7.

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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

硕士研究生(E-mail：1050626601@qq.com)。

2016-12-08，改回日期：2017-04-20