红曲霉深层发酵法生产红曲红

1、红曲霉深层发酵法生产红曲红杨晓暾红曲红色素生产由固态转向液体深层发酵在中国是近10余年的事，而目前国内深层发酵生产红曲 红色素水平尚较低，多数厂家仍是利用红曲米提取生产红曲红色素。由于受条件限制（如设备、场地）、 发酵水平等因素的影响，产品的产量和质量均难以达到理想水平。因红曲红液体深层发酵是利用纯种 经一、二级种子罐培养后，直接进入发酵罐培养，故摸索和掌握适于红曲霉液体生长的最佳工艺条件 和配方是十分重要的，只有找到最适生产配方及工艺条件，才有希望突破固态法生产水平，从而降低 生产成本，提高生产效益，生产出高色价、高质量的红曲红产品，以满足当今市场需求。笔者从事红曲红研究及规模化生产多年，有

2、着丰富的生产经验。红曲红色素液体深层发酵工艺经十 余年研究发展，目前已达到相当高的生产水平，东莞市天益生物工程有限公司生产的红曲红无论从产 品质量或生产能力都居国内同行领先水平。我们的宗旨是科学技术为指导，坚持科技创新，严格加强 生产管理。具体作法主要有以下几个方面：一、筛选高色价、性能稳定的红曲霉菌种，是降低生产成本、提高红曲红液体深层发酵水平的关键所 在。我们公司除了按常规的霉菌分离方法之外，主要利用红曲霉的特性（耐酸性及抵抗酒精能力强等）。 具体做法是：用含乳酸0.7%、酒精约10%的麦芽汁或大米进行分离、纯化培养红曲霉，同时还对生 产菌种进行不同方式的诱变、驯化（如紫外诱变、酸热处理等

3、），以此来增强其逆境生存能力。经紫 外诱变处理510min；耐高温（5565C）、耐高压（0.8-1.0Mpa）、耐酸（pH2.0-3.0）等方面情况下 生长性能测试后，筛选出的高色价菌株，具有优良、稳定和培养粗放等特点，在生产上便于操作和应 用。除此之外，我们还特别注意保持菌种的强壮与新鲜，太嫩或太老均不可取（斜面菌种一般生长7-8d 为最佳）。不仅如此，我们还采取多种方式经常改变培养基配方用于菌种培养及保藏试验，以减少红 曲霉菌因多次传代而发生变异。为进一步验证其生产种性能是否优良、稳定，我们还经常进行摇瓶分 离试验、改变配方等，从中摸索出一整套相关的红曲霉生产试验配方，使生产工艺得到不断

4、改进与完 善，也使菌种在大生产中充分得以驯化，更加适应液体深层发酵，为生产稳定、质量提高打下坚实的 基础。经长期不懈的努力，严格把好菌种质量关，使生产水平稳中有升，发酵水平比两年前提供了近 1倍，产品总收率比原来提高了 20%，从而大大降低了生产成本，使产品在市场中更加有竞争力。二、制定合理的生产工艺及配方，是发酵高水平的重要前提。目前我公司红曲红液体深层发酵经不断摸索、改进后，已初步形成了一套较为成熟、完善的生产工 艺流程：平菠于斜面培养种子被培养 243h一-级种子建培养 ”弟 巾 二瓠种子罐培葬 一一发酵罐发酵 3卦*根椎压滤k浸泡滤渔C用-丽X酒楮浸泡搅拌28-3611 ） 再次压波其

5、空浓（回收酒精）喷雾干燥成粉状红曲红成品包展.其生产配方如下：（一）斜面与平板培养基：可溶性淀粉3%、麦芽糖3%、蛋白胨2%、琼脂2%，pH自然约5.0-5.5。（二）种子液体培养基组分：淀粉 3%、NaNO30.25%、KH2PO4 0.2-0.3%、MgSO47H2O 0.2%-0.3%、 黄豆粉1.0%、玉米浆1.5%。（三）发酵罐培养基组分：米粉6%-7%、黄豆粉2%-3%、NaNO3 0.2%-0.3%、KH2PO4 0.2-0.3%MgSO4-7H2O 0.2%-0.3%，用乳酸调节发酵液初始pH值为3.0-3.5。其中，碳源、氮源的比例一定要 协调，适宜的碳氮比对红曲霉生长及产色

6、都是非常关键的，当碳源过高时，发酵液偏黄，显橙红色重， 菌丝易衰老、孢子较多；当氮源过高时，发酵液偏紫、色暗、菌丝细长，且着色重，但较难提取。故 把握好发酵培养基的配方是非常重要的。此外，红曲霉菌是好气性菌株，其细胞的生长和色素产生都 要有足够的氧气，故通气量的大小对发酵过程的影响不可忽视。在发酵的3个时期（前期、中期、后 期）应有不同的要求：前期需氧量较小，即风量要适量；中期因菌体的大量繁殖，升温较快、耗氧较 多，需通入较大风量；后期则应适当减小风量，以利于代谢产物的生成和积累一一产色素高，及时处 理好深层发酵各个时期的风量大小是很重要的，只有不断地摸索和总结大规模生产经验，才能有效地 提高

7、生产发酵水平，为确保后处理收率高打下基础。三、加强红曲霉液体深层发酵的管理及质量监控根据我公司的生产经验，要搞好红曲霉液体深层发酵的管理及监控，首先，必须严格把好生产工艺 操作关。具体操作主要有一下几个方面：（一）灭菌：这一步是深层发酵的关键，空消、实消一定要严格把关，必须小心细致地检查各路管 道、阀门，以防止“死角”发生。（二）配料：一定要严格按照工艺配方执行，做到专人专职负责，绝对不可出差错。（三）负责发酵生产的操作工应进行岗前专业培训，严格按工艺操作程序，做好每项工作，特别是一、二级罐培养条件的控制（温度、压力、风量三要素），经显微镜观察菌种生长情况在决定是否接 入发酵罐（每一级种子液培

8、养时间一般为78h），菌丝粗壮、横隔明显、成网状则优良；若菌丝成 球状、细长或变形等，则会影响发酵水平，降低产品收得率。此外，在发酵过程中，要特别注意温度 和风量的控制，红曲霉菌产色素最适温度为32-35，一般控制在331C为佳，风量则根据发酵罐有 效体积计算，一般比值在1： 0.3-0.4左右较好，风量过大，促使红曲霉耗氧过快，菌体易衰老，发酵 代谢过快，产色素少；风量过小，则菌体生长慢，代谢产物少，发酵时间延长，能耗增加。由于控制 发酵过程中通风量在不同时期有不同要求，应根据具体发酵罐、发酵液中菌体生长情况而定。作者简介：杨晓暾，东莞市天益生物工程有限公司副总经理，华南理工大学生物工程专业

9、毕业，长期从事微生 物发酵生产及研制工作，曾获省科技进步奖2项。尤其在红曲霉液体深层发酵有丰富的生产经验。发 表工业发酵方面的论文多篇。红曲色素及其应用一、红曲在国内外的发展现状1.1食用色素发展现状食用色素是食品工业、制药工业和日化工业不可缺少的一类添加剂，按其来源可分为纯天然色素、 仿天然色素和合成色素三大类。近年，由于毒性问题，某些合成色素的应用受到了限制，因此，开发 和利用无毒或基本无毒的天然色素，日益受到人们的重视。开发天然色素，改善食品加工品质，是我 国食品添加剂工业“十五”期间的发展重点。中国列入GB-2760的食用着色剂有60钟，其中合成着色 剂13种，天然着色剂47种，已经成

10、为世界品种最多的生产和消费大国。由于在自然资源方面的优势，天然色素已成为食品着色剂的主力军。2004年合成色素产量2500吨， 产值1.9亿元，天然色素产量26.5万吨，产值11亿元，其中焦糖色素占80%以上，主要品种有辣椒红、红曲红、姜黄、栀子黄、高粱红等，其中红曲等产品一直是中国的传统出口产品。合成色素，是指自然界不存在，用化学合成制造的色素，如日落黄和食用黄色4号。仿天然色素， 是指天然存在色素结构，凭借化学合成或化学提取方法制成的色素，如红曲红色素、伊胡萝卜素、核 黄素和4-二酮伊胡萝卜素。纯天然色素，来自天然可食用原料，以适当的生物或食品加工方法生产的 有机色素，如红曲色素（红曲米粉

11、）。天然色素并不包括叶绿素铜和氨及糖类制得的焦糖色素，因为两者都是以化学修饰法生产，因此被 归类为仿天然色素。一般所说的天然色素包括“仿天然色素”和“天然色素”。合成色素的优点是色泽鲜艳，着色力强，不易褪色，用量较少，性能稳定。20世纪，由于合成色素 易于获取和价格低廉，其产量持续增加，不过科学界却对它的安全性提出质疑。的确，有部分合成色 素有损健康，许多国家现在已经陆续禁用，如1976年，美国和挪威都禁用了苋菜红，即食用红色2 号。天然色素的优点在于安全性高、来源丰富，而缺点是稳定性较差、着色力较低、成本较高。但因多 来自水果、蔬菜、动植物、微生物等天然物，对人体的安全性较高，有的天然色素本

12、身就是一种营养 素，具有一定的营养效果和药理作用，能更好的模仿天然物的颜色，色调较自然。基于以上原因而备 受推崇，近来发展很快，需求量呈不断增长的态势。我国许可使用的食用天然色素分类代码名称分类代码名称分类代码名称08.101甜菜红08.117萝卜红08.133酸枣色08.102姜黄08.118可可壳色08.134花生农红08.103红花黄08.119红曲米08.135葡萄皮红08.104紫胶红（虫胶红）08.120红曲红08.136蓝靛果红08.105越橘红08.121落葵红08.137藻蓝（淡/海水）08.106辣椒红08.122黑加仑红08.138植物碳黑08.107辣椒橙08.123栀

13、子蓝08.139密蒙黄08.108焦糖色（不加氨生产）08.124沙棘黄08.140紫草红08.109焦糖色（NH4SO3法）08.125玫瑰茄红08.041茶黄素08.110焦糖色（加氨生产）08.126橡子壳棕08.142茶绿素08.111红米红08.127NP红08.143柑橘黄08.112栀子黄08.128多穗柯棕胭脂树橙（红木素/降红木素）08.113菊花黄浸膏08.129桑椹红胭脂虫红08.114黑豆红08.130天然苋菜红天然伊胡萝卜素08.115高粱红08.131金缨子棕氧化铁红（黑）08.116玉米黄08.132姜黄素现在国内外对合成色素的限制越来越严格，而对天然色素的开发使

14、用是方兴未艾，已相继开发出在 食品中使用的水溶性和油溶性性天然色素几十种，商品化的产品也有十几种。改革开放20多年来， 我国开发出近七、八十种不同原料来源的食用天然色素。至1998年，列入“中华人民共和国国家标准 食品添加剂使用卫生标准GB2760-1996”中允许使用的食用天然色素有40多个品种，已经制定中华人 民共和国国家标准或行业标准的食用天然色素共有19个品种。红曲米及红曲粉，每年约产4000多吨； 红曲红，每年约产200多吨，辣椒油树脂及辣椒红，每年约产250吨；栀子黄，每年约产10吨；栀 子蓝，每年约产10吨，高粱红，每年约产45吨；可可壳棕，每年约产10吨；甜菜红，每年约产20

15、吨；虫胶红，每年约产45吨。国内对天然色素的需求量逐年上升。国外对天然色素的研究开发与应用力度更大。据估计，全球天然色素市场规模约为2.5亿美元（其 中美国占1.0亿美元），仿天然色素为1.9亿美元，市场年增长率约为5%-10%。在日本市场，天然已 成为色素的主流。在1995年5月食品卫生法修改后的目录中，日本许可使用的天然色素有97种。天 然色素市场规模达到200多亿日元，占食用色素市场的90%，其中红甘蓝色素年需求量约为90吨， 葡萄皮色素约100吨，萝卜红色素也有几十吨的需求量。我国食品行业是国民经济的支柱产业之一， 每年的产值几千亿。现在食用色素还主要以合成色素为主，随着我国经济的发展

16、，人民生活水平的提 高，食品中天然色素的比重会越来越大。1.2红曲的发展现状红曲生产及应用，在我国已有1000多年历史，是古代中国人民的伟大发明创造，是中华民族的科 学文化遗产。在日用本草、天工开物、本草纲目中均有记载。李时珍本草纲目谷部 第二十五卷记载：红曲甘、温、无毒，主治消食活血，健脾燥胃，治赤白痢下水谷。酿酒、破血生药 势。现代医学研究表明：红曲具有降低血胆固醇、降血脂、降血压、降血糖和抗疲劳，增强免疫力等 功能，红曲及制品主要用于医药、食品、日用化工、酿造领域，在肉制品、饮料、食品、酱油、红醋、 化妆品中也广泛使用，代替人工合成红色素。近年来，发现人工合成红色素具有致畸致突变的潜在危

17、 险，其安全性受到严重挑战，天然红色素日益受到国际上重视，红曲色素以其安全性和良好的稳定性 受到国际市场的青睐。因大多数天然红色素稳定性较差，且从动植物中提取生产成本较高，而红曲色 素可以经过生物技术发酵大规模生产，生产成本较低，所以极具市场竞争力。现代红曲研究是日本最先开始的，1979年日本学者远藤章教授从红色红曲霉中分离出一种命名为莫 那可林K（Monacolin K）的物质，后来被美国学者进一步证明Monacolin K是胆固醇合成酶HMG-CoA 的专一性抑制剂，能有效抑制胆固醇的合成，并开发为治疗高胆固醇血症、降血脂的药物。美、日、 法、德、比利时和我国的学者都对功能性红曲开展了大量

18、的研究，进一步研究发现红曲中除含有 Monacolin K外，还含有麦角甾醇、生物黄酮、皂甘、膳食纤维、氨基多糖等丰富的生理活性物质。1998年7月在法国图卢兹大学举办了“红曲的培养与应用专题研讨会”，会议汇集了来自世界各地的 30多位研究者。研讨会议题涉及到红曲色素的生产、红曲霉的次级代谢产物（Monacolin K）的功能 和桔霉素的毒性等。2000年10月，由浙江工业大学主办的“2000东方红曲国际学术研讨会”在我国举 行，与会代表国外20余名，国内40余名，大会宣读论文30余篇。红曲作为一种微生物发酵产品，被广泛应用于食品着色、食品发酵、中医药和饲料中。目前市场上 的红曲产品有红曲米、

19、红曲红、功能红曲、红曲酒（醋、酱油）、红曲豆腐、红曲茶等。我国的红曲 米和功能红曲已进入了国际市场，美国以食品辅料从中国进口功能红曲，欧洲则以食品配料名义从中 国进口红曲，用于火腿肠生产。目前市场上出售的降脂药物，有多种是红曲制剂。1.3红曲产品分类目前，根据生产工艺的不同，红曲产品主要有三种：1.3.1 红曲红色素采用液体深层发酵培养，所得色素纯度高、水溶性好，用于肉制品着色。1.3.2红曲米（粉）采用液-固培养发酵，含有多种色素组分和功能性组分。目前用于肉制品的着色、酒类（醋、酱油） 的发酵生产、红曲豆腐制作和作为医药原料用于药品保健品的生产。1.3.3医用原料（功能红曲）红曲发酵过程中产

20、生的Monacolin、y-氨基酪酸、麦角固醇等活性成分，具有降低血压、血脂、胆 固醇，抑制癌细胞生长的药理作用。目前市场上有很多降血脂类药物都不同程度上使用功能红曲。功 能红曲在医药上的应用已受到了各大医药厂家的重视。二、红曲的基本组成成份2.1色素组分红曲色素是一种复合色素，其主要组分为：红色素：红斑素、红曲红素紫色素：红斑胺、红曲红胺黄色素：红曲素、赤红曲黄素2.2生理活性组分及功能2.2.1药用物质：Monacolin K（J、L）、麦角固醇、a-氨基酪酸等1979年日本远藤章首次从红色红曲霉（M.ruber）中分离出具有抑制胆固醇合成限速酶HMG-CoA 还原酶活性的物质，命名为Mo

21、nacolin K。此后美国和日本的科学家用Monacolin K对动物进行了大 量试验，并对Monacolin K对动物肝细胞的影响进行了研究，结果表示，Monacolin K对动物是安全 的，他们研制的纯品药物洛伐他汀（Lovastatin）应用于临床观察后认为，洛伐他汀对人体也是安全的， 此药已在美国的一些医院里进行临床应用，我国市场上出售的降压灵也属此类药。我国的北大维信公司开发了“血脂康”，成都地奥公司开发了“地奥心血康”、“脂必妥”，均获得了较 大成功，其主要作用成分均为Monacolin K。1987年，小滨靖弘等研究发现，红曲具有降低血压的作用。经试验分析后，认为其降血压物质为

22、红 曲所产生的a-氨基酪酸和乙酰胆碱。红曲霉还具有其它的多种药理活性物质可以预防和治疗胆结石，前列腺肥大和肿瘤，还可以治疗胺 血症，可能是优良的防腐物质。2.2.2酶类：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等红曲霉在生长过程中能产生多种酶类，如淀粉酶、糖化酶、麦芽糖酶、蛋白酶、果胶酯酶等。有的 菌株还能产较高活性的蛋白酶。2.2.3其他抗菌成份。红曲霉素能够产生抗菌活性物质Monascidin A，它可以抑制蜡状芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌等食品 有害菌。三、红曲生产工艺及特点3.1传统固一固发酵传统工艺适合小型或家庭作坊式生产红曲。它是从明代宋应星的天工开物和李时珍的本草纲 目中红曲制作法发展演变而成，其主要

23、特点是地面培养红曲（或竹匾、曲盒培养）；工具设备简陋; 代代相传；红糟接种，达到选育和驯养的功效；采用大米为培养基（早稻米或晚稻米一最有利于红曲 的繁殖和色素的生成）；选择自然气温培养条件（节约能源，巧妙地采取堆积与分堆的办法，达到控 制品温的目的）；创造出分段补水法（以满足红曲霉固体培养所需水分的要求）。现在仍在应用于小红曲厂家或农村家庭副业红曲制造，如浙江义乌、兰溪、金华等地农村。3.2液态发酵（液一液发酵）此法主要用于生产水溶性的红曲红色素，在我国有十多年的历史。其主要特点是从种子培养到制曲 都处于液体环境，生产的色素发酵期短，色价高，水溶性好，产品收得率也较高。其生产工艺流程如下：平板

24、与斜面培养（7-8d）一种子液培养（24-26h）一一级种子罐培养（7-8h） 一二级种子罐培养（7-8h）一发酵罐培养（70-75h）一板框压滤一浸泡滤渣（用70%-80%酒精浸泡搅 拌约26-38h）一再次压滤一真空浓缩（回收酒精）一喷雾干燥（粉状红曲红）一成品包装3.3液固发酵（液一固发酵）先用种子罐液体培养种子，代替固体种曲接种，后用固体培养发酵，简称液一固法，适用于产量大 的红曲厂。它与传统生产工艺不同的是：纯种培养制种；提高发酵厚度（占地面积少，节省厂房）； 采用通风措施和自控设备装置来控制培养品温；利用烘干设备进行成品干燥等。同时，产品质量比较 稳定。这种液体种子培养法有利于实现

25、机械化，缩短种子培养时间，质量好，生长繁殖速度快等，提高了 红曲质量，同时有利于科学管理。四、红曲色素在肉制品加工中的应用4.1红曲色素的基本特点4.1.1对酸碱度稳定它的水溶液在pH11为橙色，pH12时呈黄色，也就是当酸碱度极度上升时，它的水溶液颜色才会发 生变色。但是红曲色素的乙醇溶液在酸碱度pH11时仍保持稳定的红色。不同pH值对色相的影响pH值8.2色相黄桔黄大红紫红暗澄清度沉淀清清清清稳定性差较好好好差4.1.2耐热性好在一般的肉类制品加工温度下（1300C）其颜色不会发生明显变化。此外，红曲色素和红曲红素 在酸碱度为中性范围内加热时也比较稳定。4.1.3耐光性好红曲色素和红曲红素

26、对日常光线是比较稳定的，红曲色素的乙醇溶液对紫外线相当稳定。但在太阳 光强烈直射下则色泽减弱。4.1.4不受金属离子的影响在1000倍稀释的红曲色素的溶液中加入0.01mol钙离子、镁离子、铜离子，经48小时以后，其红 曲色素的残存率均达97%以上。4.1.5不受氧化剂和还原剂的影响400倍稀释的红曲色素溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜色相同，没有变化。4.1.6着色性好红曲色素和红曲红素对原料的着色性好，尤其是蛋白质或含蛋白质较高的原料着色性更好。这些原 料一经着色后再用水洗也很难洗去。4.1.7安全性好红曲色素的安全性很好。动物试

27、验表明，食用红曲色素制作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现 象。4.2肉制品中可应用的几种天然着色剂的特性比较根据我国食品添加剂使用卫生标准（GB27601996）规定，在熟肉制品中可以应用的天然着 色剂有辣椒红、高粱红、红曲色素、胭脂虫红等。红曲色素除对光的稳定性较差以外，其他特性都较 好。胭脂虫红的各方面性质都较好，但色调偏紫；高粱红和辣椒红耐热性不如红曲色素和胭脂虫红， 并且高粱红色调发暗，辣椒红色调发黄。从经济效益上分析，达到肉制品色泽要求时，每吨肉制品需 要添加不同色素的成本分别为：红曲红25元，红曲色素粉为20元，辣椒红80元，高粱红107元， 胭脂虫红200元。在肉制品中添加红曲

28、色素是最经济最合适的。如下是几种色素的特点比较：名 称主要成分稳定性溶解度 (g/lOOnnl):光热氧微酸硬水植物 油:胭脂红合成色素好很好/好好12微溶微 溶L胭脂红 适用于红 肠肠衣好很好/好中（转 蓝）71微 溶辣红(*)好差中好好不 溶溶好好好好好好易 溶不 溶曷 溶2、高常 圈铅.铁屈 子成黑色脂虫红胭脂虫红 酸好好好好好（呈梏色沉淀（紫 色）溶不 溶溶红曲色素可极好好极好好好微溶溶溶4.3红曲色素粉与亚硝酸盐的使用比较红曲添加到肉制品中，可以部分代替肉制品中的发色剂一亚硝酸盐。红曲色素的原理是直接染色。 红曲色素具有与硝酸盐或亚硝酸盐相似的赋予肉制品良好的外观色泽和风味，抑制有害

29、微生物的生长 以延长保存期和防止食物中毒等功能，并且能赋予肉制品特有的“肉红色”，使产品的颜色更自然。德国肉类研究中心对此进行了研究和探索，结果表明，在腌制类产品添加红曲色素后，完全可以将 亚硝酸盐量减少60%，而其感官特性和可贮性不受影响。如果再进一步降低亚硝酸盐用量，则产品风 味略有别于原产品。添加红曲色素并减少60%的亚硝酸盐的产品，不仅色泽均匀，其颜色稳定性也远 优于原产品。研究人员证实了以1600mg/kg红曲色素为着色剂制作的发酵香肠，其颜色接近以 150mg/kg NaNO2为发色剂制作的发酵香肠。重要的还在于亚硝酸盐的大幅度减少，可使产品中亚硝 残留导致的亚硝胺类致癌物出现几率

30、大大下降，对健康意识较强的消费者来说，添加红曲色素加工的 产品显然更具有吸引力。4.4红曲色素的抑菌与防腐作用人们很早就知道红曲有一定的抑菌性，我国从古代起就将红曲用做食品保藏剂。红曲色素对肉毒梭 状芽孢杆菌(Clostridium botulinum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有较强的抑制作用有抑制作用，对大肠杆菌(Escherichia coli)、灰色链霉菌(Stereptomyces griseus)的抑制作用较弱。德国肉类研究中心对红曲米提取色素的研究。结果反映出红曲色素的抑菌效果取决于受抑菌群

31、、菌 群所处的基质，以及色素对菌群的作用时间，对红曲色素特别敏感的是几种杆菌和单核细胞。如果作 用时间较长，则金黄色葡萄球菌也能受到抑制。总的来讲，对革兰氏阳性菌的抑制性比对革兰氏阴性 菌强。在波罗维亚型香肠中红曲色素添加的推荐量为4000 ppm，将香肠切片后真空包装，于7C下贮 存时，红曲色素对有害乳酸菌的抑制作用比常规添加80 ppm亚硝酸钠的抑制作用强得多，而对致病 性单核细胞增生李司特菌(Listeria monocytogenes)两者抑制效果相等。在发酵香肠中无论是添加红曲色 素还是亚硝酸钠，均不会对有利的发酵乳酸菌起到抑制作用。4.5红曲色素的保健作用中医认为，在摄取含脂肪过高

32、，对机体不利的食物时，红曲提取物具有稳定脂肪代谢的保健作用。 在肉制品加工中，特别是脂肪含量较高的产品中显得尤为重要。红曲霉发酵在产生红曲色素时，也产 生了莫那可林(Monacolin K、L、J)和r一氨基酪酸等具有显著抑制胆固醇合成、降低人体血液中血 脂含量、降低血压的药物，以及丰富的麦角固醇、长链脂肪酸及多种抗菌活性物质，这些有益物质对 于高血脂病人、肥胖病人，有良好的保健作用。4.6红曲色素的使用方法产品种类建议使用量(以色价1000 u/g的产品计)建议使用方法肉制品0.33g/kg热水分散或用淀粉预混合后加入冰淇淋、饮料0.22g/kg用水或食用酒精溶解后加入鱼制品3 10g/kg

33、直接加入或用水溶解后加入辣椒酱0.6 1%直接加入或用水溶解后加入甜酱1.4 3.0%直接加入或用水(食用酒精)溶解加入酱鸡、酱鸭0.1 1.0%直接加入或用水（食用酒精）溶解加入0.8 2.0%腌制时加入4.7红曲色素在几种肉类制品中的使用方法红曲色素的使用可由应用厂家根据自己的工艺特点灵活使用，亦可根据下述参考方法使用。添加量 为 0.1-0.3%。4.7.1高温火腿肠类腌制过程中与亚硝酸盐（硝酸盐）一同添加参与腌制。或在搅拌工序中，与其他辅料一同添加混合 均匀。其他工艺不变。4.7.2灌肠制品在搅拌过程中与亚硝酸盐（硝酸盐）及其他辅料按比例添加进行搅拌，混合均匀。其他工艺不变。4.7.3

34、广式腊肠制馅过程中与亚硝酸盐（硝酸盐）及其他辅料按比例加入适量清水中进行溶解分散，再将处理好的 肉粒加入，搅拌混合均匀，进行腌制。其他工艺不变。红曲色素资源的利用现状与开发展望食用色素是食品工业、制药工业和日化工业不可缺少的一类添加剂，按其来源可分为天然色素和合 成色素两部分。近年，由于毒性问题，某些合成色素的应用受到了限制，因此，开发和利用无毒或基 本无毒的天然色素，日益受到人们的重视。开发天然色素，改善食品加工品质，是我国食品添加剂工 业“九五”期间的发展重点。红曲是具有我国特色的自然资源。我国是红曲的主要生产国，历史悠久，工艺成熟，生产潜力很大。 近年，由于国内消费结构的变化，红酒的消费

35、量逐年减少，导致红曲生产企业普遍不景气，亟待调整 产品结构。转产色素有利于这类企业的产品升级换代和提高经济效益。一、红曲色素的资源特点及其利用现状红曲色素以粮食为原料，是红曲菌培养过程的代谢产物，基本原料充足，可以满足长年大规模生产 的需要。一般情况下，以大米为原料，生产红曲米的回收率可达50%60%，红曲米的色素含量可达 5%10%，而其它天然色素在原料中的含量则大多在3%以下。由于原料含量较高，因而有利于减少 辅助原料消耗和设备占用率，降低生产成本。目前已经在浙江、广东、宁夏、江苏、上海等省、市形 成了年产近百吨红曲色素的生产能力，主要生产粉末状和液体红曲红色素。经过提取，制成红曲色素商品

36、，仅仅是近二三十年的事。随着科学研究的不断深入，红曲色素的应 用范围正在逐年扩大。一般情况下，红曲色素可用于各种肉制品、水产品、奶制品、植物蛋白、果品 的着色剂和质量改良剂。二、红曲色素衍生物的开发研究近年，我们在对红曲色素文献进行系统检索，对红曲色素的成分分析、分离方法、结构改性和性能 表征进行了一系列探讨的基础上，制备了一系列红曲色素衍生物，结果表明，红曲色素是一种具有广 泛开发前景的天然色素品种。2.1水溶性红曲红色素的制备红曲菌代谢过程中产生的红曲色素主要为水不溶性的红斑素和红曲红素，它们只溶于乙醇等有机溶 剂。在其分子中含有内酯键，将其碱解，生成羧酸盐，有利于提高其亲水性。采用这一方

37、法，我们解 决了红曲红色素的水溶性问题。针对水溶性红曲红色素不耐酸的问题，我们改进了制备工艺，使其耐 酸性得到改善。针对水溶性红曲色素亲水性强，容易潮解，不易干燥的问题，我们比较了多种实验方 案，探索出一种物耗低、操作简单的制备不含载体的粉末状水溶性红曲红色素的方法。通过实验，我 们确定了水溶性红曲红色素采用下述工艺路线制备：醇溶性红曲红色素一碱解一中和一过滤一浓缩一 后处理一真空干燥一粉碎一包装。2.2红曲红(TH型)色素的开发开发黄色素是扩大红曲色素品种的重要手段。在前期工作中，我们采用硼氢化钠还原红曲色素，得 到了黄色素。但受生产成本和安全性方面的制约，很难最终开发成工业产品。在这一基础

38、上，我们探 讨了各种还原、氧化、磺化条件对红曲色素显色性能的影响。结果表明，这些条件在不同程度上均能 使红曲红色素转化成黄色素。通过对反应条件、原材料物耗、对设备配套的要求、生成物的综合性能 等多种因素的综合比较，确定了以含硫化合物与红曲色素反应，生成黄色素。实验结果表明，以含硫化合物还原红曲色素，使红斑素和红曲红素分子中的环羰基还原成羟基；以 碱解使其分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，可以明显提高其亲水性，得到水溶性良好的黄色素。黄 色素制备工艺路线为：醇溶性红曲红色素一还原一过滤一浓缩一后处理一干燥一粉碎一包装。2.3红曲色素的提取方法及其工艺条件探讨红曲色素的分离提取方法直接影响其产品及后

39、续衍生产品的质量和效益。目前生产红曲色素主要采 用提取浓缩法或发酵液直接浓缩法，工艺复杂，产品不易干燥，而且纯度较低，耐酸性也不好。我们 采用浓缩结晶法从红曲中分离红曲色素，并探讨了溶剂浓度、温度、时间、物料用量比例等因素对色 素提取率的影响。结果表明，采用浓缩结晶法，避免了高浓度时红曲中溶解性糖类对浓缩干燥过程的 干扰，减少了杂质夹带，降低了物耗，提高了产品纯度。实践证明，这是一条切实可行的工艺路线， 其工艺流程如下：红曲米一浸提一过滤一预浓缩一脱杂质一浓缩一结晶一分离一粉碎一干燥一包装。2.4红曲色素衍生物的理化性能测定及稳定性比较经测试表明，我们制备的一系列红曲色素可适用于多种用途，其性

40、能指标如表1所示。将开发的水溶性黄色素的稳定性与现已规模生产的天然黄色素栀子黄和P胡萝卜素进行了比较， 结果表明，水溶性黄色素的主要优点是着色能力较强，热稳定性、耐氧化剂和耐还原剂的性能较好， 但是其耐光性较差。其基本性能与P胡萝卜素相近，而优于栀子黄。表1红曲色素衍生物性能比较指标醇溶性红色素水溶性红色素耐酸水溶性红色素水溶性黄色素Xmax(nm)500488488476溶解性溶于乙醇溶于水(pH5.5)、乙醇溶于水(pH3.0)溶于水(pH3.0)、乙醇色调色调均不随pH变化耐热性于100C下加热2h，吸光度下降率均低于5%耐光性光照对色素稳定性有一定影响，碱性条件下的光稳定性高于酸性条件

41、下金属离子 的影响对各种离子稳定Sn2+、Al3+、Fe3+基本上不影响稳定性Sn2+、Ca2+、Fe3+、Al3+不影响其稳定性2.5水溶性红曲红（TH型）色素毒性试验我们按照“食品安全毒理学试验方法”，进行了 LD50小鼠蓄积毒性试验，小鼠精子畸形试验，小鼠 微核试验和Ames试验，结果表明，开发的水溶性黄色素可以达到无毒水平。2.6试生产产品的应用通过比较可以发现，开发的水溶性黄色素的入max与合成色素日落黄十分接近，因而有可能取代这 种合成色素。将黄色素试用于芒果汁、水蜜桃汁等饮料，红色素试用于西瓜汁、肉松及其它饮料。结 果表明，无论在着色性能上，还是在稳定性上，均有良好的效果。三、红

42、曲色素资源开发展望目前，我国已经开发利用的天然食用色素品种较少，大多受生产条件和季节的限制，原料来源不稳 定，而且原料成分复杂，色素含量不高，生产成本高，不利于广泛推广。调节有机物分子中共轭链的长度，改变分子中助色基的种类，可能改变其显色性能。不同极性的基 团，则可能改变其溶解性。实验结果表明，红曲色素分子中的内酯键很容易由碱解打开，生成羧酸盐。 若将其进一步酯化，形成一系列羧酸酯，就有可能降低其分子极性，提高其亲酯性，得到一系列不同 溶解性的色素。采用还原法使红曲色素分子中的环羰基转化成羟基，改变共轭链的长度和助色基的类 型，得到黄色素。将这些方法结合，有可能得到一系列脂溶性的红色素或黄色素

43、。色淀法制备不同分 散性色素制品有助于改善色素的使用性能和稳定性。开发红曲色素色淀产品，也有助于拓宽这一产品 的应用范围。研究和开发红曲色素系列产品，提供具有我国特色的、溶解性配套的、稳定无毒的红曲红、黄色素 产品的生产方法，以便取代安全性较差的合成色素，对于保障人民身体健康，提高农副产品的经济价 值，均具有积极深远的意义。我国允许生产和使用的食用天然色素食用天然色素是指从植物、微生物、动物材料取得的天然食用着色物质。它们大多是从植物、微生物、动物可食部分用物理方法提取、纯化的食用着色剂。一般来说，食用 天然色素安全性高。例如从红辣椒中提取的辣椒红，由红曲霉菌通过微生物发酵制备的红曲红、由动 物胭脂虫体提取制备的胭脂虫红等食用天然色素。天然色素产品来源于生物材料。特别是来源于生物 可食部分，一般来说是安全性较高的。但是也要经过严格的毒理学试验和评价，也要进行严格的质量 和卫生指标的评估。当确实证明这个产品品种是安全的和有效的，经过全国食品添加剂标准化技术委 员会的审评，通过后才能被列入GB2760-19