摘 要

化学合成色素，以着色力强、价格低廉而被广泛应用。但因其中含有致癌物，存在安全隐患，故许多合成色素先后被禁用。随后被天然食品色素取而代之。利用微生物生产天然色素是一种可靠绿色环保的方式，其中红曲霉菌已成为主要研究方向，这主要归因于其在价格和稳定性上优于其他来源的天然色素。利用红曲霉固态发酵生产红曲色素虽历史悠久，但固态发酵工艺生产率低，不适应大规模工业化生产。液体发酵法是较为理想的方法。但该方法存在色素产率低、提取成本高等不足。因此提高色素生产率是主要攻关方向。本研究采用无机材料来影响红曲霉液态发酵生产红曲色素，以期提高其色素生产能力。本研究包括红曲霉业态发酵条件的优化、无机材料的合成、色素的提取以及无机材料对色素生产的影响等方面的内容。

关键词：天然食品色素、红曲霉、无机材料、液态发酵。

Abstract

Chemical synthesis of pigment is widely used because of strong tinting strength and low price.But because of containing carcinogens, unsafe, so many synthetic pigment has been disabled.Then they been replaced with natural food pigment.Using microorganism to produce natural pigment is a kind of reliable green environmental protection way, the red aspergillus has become a main research direction, and this can be attributed to its stability in price and superior to the other sources of natural pigment.Using the solid-state fermentation of monascus producing monascus pigment has a long history, but solid state fermentation productivity is low, not adapt to the large-scale industrial production.It is a ideal method to liquid fermentation. But this method exists low pigment production rate, extraction of the high cost. Thus raise the productivity of pigment is the main research direction.This research adopts the inorganic materials to influence the liquid fermentation of monascus producing monascus pigment, in order to improve the pigment production capacity. This research includes the optimization of fermentation conditions of monascus forms, the synthesis of inorganic materials, the extraction of pigment and inorganic material effect on the pigment production, etc.

Keywords:natural food pigment、monascus、Inorganic materials、liquid fermentation

目 录

摘要 2

Abstract. 4

1绪论 6

1.1红曲霉和红曲色素 6

1.2无机材料 7

1.3红曲霉发酵过程中生物量和色价的关系 8

1.4微生物色素存在的问题 8

1.5选题思想 9

2实验部分 10

2.1实验原理 10

2.2实验仪器和试剂 11

2.3培养基 11

2.4.实验方法 12

2.4.1红曲霉的活化、纯化 12

2.4.2红曲霉孢子悬浮液的制备 12

2.4.3 红曲霉的发酵 12

2.4.4无机纳米材料的制备 12

2.4.5无机材料对红曲霉的影响 12

2.4.6遗传性的测试 13

2.4.7生物量的测定 13

2.4.8色价的测定 13

3实验结果和分析 15

3.1红曲霉的活化、纯化 15

3.2无机纳米材料的制备 16

3.3无机材料对红曲霉的影响 16

3.3.1 20nm二氧化硅纳米颗粒对红曲霉的影响 16

3.3.2 100nm二氧化硅纳米颗粒对红曲霉的影响 19

3.3.3 酸性硅溶胶（20%）对红曲霉的影响 22

3.3.4 碱性硅溶胶（20%）对红曲霉的影响 23

3.4 遗传性的测试 25

4.总结和展望 26

4.1总结 28

4.2展望 28

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 红曲霉和红曲色素

红曲霉 （Monascus purpureus Went.） 中文别名 红曲、红糟、红大米。散囊菌目中的一属子囊菌曲霉科真菌。存在于树木、土壤和堆积物等。在麦芽汁琼脂培养基上生长良好，菌落初为白色，老熟后变成淡粉色、紫色或灰黑色。多形成红色。红曲可用于酿酒、制醋、做豆腐乳的着色剂和调味剂，也可做中药^[1]。

食品天然色素中，红曲色素一直是国内外学者研究的焦点。因其含有两种黄色素（梦那红，安卡黄素）、两种红色素（潘红、梦那玉红）及两种紫色素（潘红胺、梦那玉红胺），而且色素对pH、温度、金属离子氧化还原剂等较其他天然色素稳定。因此它就一种优良的食品天然色素。日本学者对其进行毒性试验证明：红曲色素安全无毒。我国毛宁等对色素提取液进行分析，证明提取液中，不含黄曲霉毒素，可用于糕点、肉罐头、糖果、药片染色。中国食品发酵工业研究所王柏琴等人将红曲色素用在发酵香肠中，代替亚硝酸盐发色，用1.6mg/g红曲色素制作的颜色，更接近于用0.15mg/gNaNO₂，取得很好的效果^[2]。

红曲色素在乙醇浓度82%或者醋酸浓度78%时，对红曲色素的溶解性最好。水溶液呈中性或碱性条件下，溶解性较好，对热稳定性较好。