一种天然色素-红曲色素的综述 (2).doc

一种天然色素：红曲色素摘要：红曲色素是天然色素中的一种, 它是酮类的衍生物1，由红曲霉菌的菌丝体分泌。本文对红曲色素的分类、结构、理化性质、功能、提取、应用等进行简单介绍。关键词：天然色素、红曲色素；1 介绍1.1 分类中文名称：红曲色素，红曲红，红曲红色素等；英文名称：Monasucs Red。目前研究知道红曲色素包含有超过20种的色素，其中已探明的有10种，因此该项的研究也是较热门、势在必行的。这10种色素有：4种水溶性色素；6种醇溶性色素：红曲红色素：红斑胺、红曲红胺2；红曲橙色素：红斑素、红曲红素；红曲黄色素：红曲素、红曲黄素3；1.2 结构1.2.1六种红曲色素结构式：1.2.2 水溶性色素红外光谱：2 基本性质物理性质：深紫红色粉末，略带异臭，熔点165-192；溶于乙醇、乙醚、醋酸等，在水中的溶解度与溶液的pH关。化学性质：稳定性：在中性pH范围内较稳定，较耐热，光稳定性差别较大，不受常见金属离子与氧化剂和还原剂的影响。抗菌性：对蜡状芽胞杆菌、霉状杆菌、枯草杆菌、金黄葡萄球菌、荧光假单胞杆菌有较强的抑制作用，其提取物可使肉毒梭状芽胞杆菌的营养体细胞产生裂痕【4】。抗氧化性：红曲红色色素和橙色色素都有很强的清除自由基能力。其中红色色素组分的抗氧化性最好【5】。3 功能（药理作用）3.1 抗氧化性活性氧自由基能引起脂质过氧化、组织损伤、细胞功能衰退或丧失，因而导致人体许多疾病，一些红曲色素能能拮抗体内过量的自由基，避免组织的氧化损伤，从而预防相关疾病的发生，维护人体健康【6】。3.2 抗疲劳长期以来，人们一直认为红曲具有消除疲劳，增强体力的作用。目前为止，人们更倾向于认为红曲色素在抗疲劳方面表现出了显著的活性。经实验发现，服用醇溶性红曲红色素的小鼠与对照组小鼠相比，其游泳时间明显延长，运动后的血清尿素N含量降低，肝糖原的含量升高，这表明醇溶性红曲红色素具有改善小鼠运动耐力的作用，可能是红曲抗疲劳作用的重要因子。3.3 抑制脂肪酶具有高脂肪酶抑制活性的红曲色素衍生物对脂肪酶有抑制作用的活性部位为氨基酸部分的酯基，衍生物中的芳香环和乙酯明显地增强了结合位点与脂肪酶的亲和力【7】。3.4调节血氨功能红曲中的红曲红素和红斑素可有效治疗动物高血氨症及其他与氨有关的疾病，这可能是由于红曲色素中的橙色素具有活泼的羰基，易与氨基作用所致【8】。3.5 抗肿瘤，抑制突变从红曲中分离出红斑素，通过对抗炎症反应起到抑制肿瘤作用。提取出的色素可以抑制TPA 一种诱发小鼠癌变的物质【9】。另外，有报道表明红曲红色素和红曲黄色素具有抑制突变的作用，推测它们能通过加速分解致畸剂，起到抑制突变的作用。4 培养及提取 来源：红曲色素是一种由红曲菌属的丝状真菌红曲菌经发酵而成的优质的天然食用色素，是红曲菌的次级代谢产物。是以大米、大豆为主要原料，经红曲菌液体发酵培养、提取、浓缩、精制而成的天然红色色素。4.1 红曲霉菌的培养红曲色素是由红曲霉经固体或液体培养生产的一种天然食用色素。故红曲色素的合成，关键在于红曲酶的培养，下面介绍红曲酶的几种常见的培养方法。4.1.1固体培养方案：其工艺流程可简化为安卡红曲浅盘培养曲公槽曲种曲种槽红曲。现在红曲霉的培养, 以通风式自动制曲机进行固体培养为主体。用面包粉为培养基比用米做培养基的色素生成量增加5 6 倍, 而且培养日期缩短到7 天。( 用米培养需9 天) 。此外, 用面包粉培养的红曲比用米培养红曲易提取色素, 且原料价格低廉。4.1.2液体培养方案：由液体深层培养生产红曲色素过程中，其最适条件: 培养基的pH 6.6 , 温度25 , 碳源是葡萄糖或乙醇; 氮源是多脉酵母膏, 谷氨酸单钠或酪酰氨基酸, 甘氨酸,L一苏氨酸, L一精氨酸, L一丙氨酸和L一酪氨酸。这些是促进色素生成的最佳物质。在深层培养中, 菌丝体形状与色素的生产量密切相关。如果菌丝体球形, 色素的生成量最高。4.2 红曲色素的合成途径红曲中可产生三类聚酮类化合物, 它们的生物合成途径在起始时是相同的, 都首先以丙二酰CoA和乙酰CoA 进行缩合得到二酮化合物。之后洛伐他汀（其中一种）的合成途径就开始不同, 而在红曲色素和桔霉素的合成过程中, 则从二酮化合物起继续与丙二酰CoA进行二次缩合得到四酮化合物, 以后它们的合成途径则开始分歧10、11、12。4.3 红曲色素的提取与检测谢林明等人13用萃取法提取红曲色素，用正交法优化了萃取工艺，得出用80% 乙醇、在80下萃取30 min、pH 值为4 和萃取次数为2 次时，红曲色素的提取率达1225%。唐明和邵伟等人14通过CO2超临界萃取法萃取红曲米中红曲色素，得到萃取最佳条件: 红曲米原料颗粒直径为03 mm、萃取温度为50、萃取压力为20 MPa、CO2流量为10 kg /h 和萃取时间为4 h。张金彪和周碧青等人15认为可以用碱解法制备水溶性红曲红色素，碱解过程可使红斑素和红曲红素分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，提高其亲水性。当反应体系中NaOH 与红曲色素用量比例为113 时，碱解过程可在15 min 内完成。红曲色素通常以色价计量，为提高色价，人们做了大量研究，对红曲霉进行固定化培养，为其生长提供了立体空间，有利于色素产量提高及提取。王克明等16研究结果表明，以聚乙烯醇( PVA) 为载体固定化的细胞颗粒机械强度高，红曲色素产量高，尤其是通过添加活性碳解除产物抑制作用后，固定化细胞发酵时色素产量比游离细胞提高904%。采用超声波处理可以使红曲霉菌生长更为分散，更容易释放代谢产物，而不致代谢产物影响菌体生长，从而提高产量，杨胜利等17的研究表明，当超声波作用时间为2 min 左右时，红曲霉产色素能力提高30%以上。崔莉和胡晓丹等18用液相色谱法，用ShimPack HRCODS 色谱柱，甲醇水溶液( 8020)为流动相，流速10 mL /min，检测波长394nm，以自制的2 种色素标准品定性定量，对红曲色素中的红曲素和安卡红曲黄素进行了检测。5 红曲色素在食品中的应用5.1 在肉制品中形成较稳定的红色，以刺激人们的食欲；同时还能起到防腐和增加风味的作用【5】。5.2 在调味品中酿造酱油中使用的糖化增香曲就是以红曲为出发菌种而制得的复合红曲菌种，可使原料全氮利用率明显提高，质量优于普通工艺酱油。5.3 在酒类中红曲酒保留了发酵过程中的粗蛋白、醋液、矿物质及少量的醛、酮等物质，具有香气浓郁、酒味甘醇、风味独特、营养丰富等特点。5.4 在腌制品中红曲色素可以作为腌制蔬菜中外加色素。蔬菜细胞在腌制加工过程中，细胞膜变成全透性膜，蔬菜细胞就能吸附其他辅料中的色素而改变原来的颜色。5.5 在焙烤制品中生产红曲饼干、红曲面包、红曲面条等。在面包生产中，添加红曲水浸提液时，其颜色有所加深变红。与直接添加红曲粉相比，各方而均有较大改观，尤其在香味方而，与不加红曲提取液制成的面包相比，更加清新独特。总结：利用红曲霉菌生产红曲米和红曲色素的生产和应用已有上千年的历史, 其用途包括食品领域、医用领域等各个行业。近年来对红曲色素的性质的研究会更加的深入，如醇溶液性色素的水溶化法的研究极大地促进红曲色素的应用。随着食品加工业的不断发展, 红曲色素在不仅食品行业中还有其他行业中的应用将会更加的广泛，同时这种天然色素的性质、功能将得到更大的研究并利用。参考文献：1 黄梅丽等 食品色香味化学 北京: 轻工业出版社, 1984 3 42 Hajjaj, H., A.Klaebe, P.J.Blanc et al, Production and identification of N- glucosylrubropunctamine and N- glucosyl monascorubramine from Monascus rubber and the occurrence of electron donoracceptor complexes in these red pigments. Appl.Environ. Microbiol, 1997, 63:27612678.3 B. Yongsmith, W. Tabloka, W. Yongmanitchai et al.,Culture conditions for yellow pigment formation by Monascus sp.KB 10 grown on cassava medium.World Journal of Microbiology and Biotechnlogy, 1993, 9:8590.4 董明盛, 等.红曲霉抑菌作用的探讨J.中国调味品,1991,(1): 11- 12.5 王柏琴. 红曲色素在发酵香肠中代替亚硝盐发色的应用J. 食品与发酵工业,1995,(3):60- 61.6 连喜军，等 各类抗氧化剂对红曲红色素中红色素的护色作用J 中国食品添加剂，2004，( 1) : 61627 Masaaki. production,purification and properties of acid proteinase from Genus MonascusJ.日本食品工业学会志, 1991, (10): 954- 961.8 Endo A.Monacolin K.Anew hypocholesteroiemic agent produced by Monascus species J .J.Antibiotics.1979.32( 8) : 852854降低血糖9 童群义，高孔荣. 红曲色素抑菌作用的研究J. 食品工业科技，1997（5）：5-6.10 Hassan Hajjaj Alain Klab , Grard Goma, etal Med iumchainfatty acids affect Citrinin production in the filam entous fungus Monascus rubber J App l Environ Microbiol 2000, 66 ( 3): 1120 112511 H assan H ajja ,j A la in K lab , Marie O Lore t, etal Biosynthetic pathway o f Citrin in the filamentous fungus Monascus ruber as revealed by 13C nuclear magnetic resonance J App lEnviron Microbiol 1999, 65( 1): 311 31412 B. Yongsmith, W. Tabloka, W. Yongmanitchai et al., Culture conditions for yellow pigment formation by Monascus sp.KB 10 grown on cassava medium.World Journal of Microbiology and Biotechnlogy, 1993, 9:8590.13 谢林明，等 红曲色素的提取及其稳定性研究J 食品工业科技， 2004， 25( 3) : 11812114 唐明，等 红曲米中红曲色素CO2超临界萃取研究J 现代食品科技，2005，21( 2) : 565815 张金彪，等 水溶性红曲红色素的制备与