红曲的研究、生产及应用

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1、红曲的研究 、生产及应用沈士秀( 宁夏轻工业设计研究院 ,银川 750001)摘 要 阐述红曲研究 、生产及应用的发展与现状 ,介绍红曲生理活性物质研究的进展 。关键词 红曲 红曲色素 红曲霉 生理活性红曲是以大米为主要原料 ,经红曲霉 ( Monascus)发酵而制成的一种紫红色米曲 。红曲在我国出现的历史至少可以追溯到十世纪的宋朝 ,在食品及药物上的应用已有近千年 ,它是祖国宝贵的科学遗产 。近年来 ,由于人们已经认识到合成色素有毒副作用 ,因此天然色素日益受到重视 ,特别是具有保健功能的天然红曲色素代替合成色素应用于食品 、化妆品 、药品的着色已引起全球的关注 。自红曲中生理活性物质的药

2、理价值被发掘以来 ,国内外众多专家学者对红曲的功能性 、安全性 、防腐抑菌性以及其作用机理 、分子结构、代谢途径等进行了深入研究 ,取得了令人瞩目的成果 。本文仅对红曲的研究 、生产及应用的发展与现状做一个综合性介绍 。1 红曲与红曲霉红曲有库曲 、轻曲 、色曲三个品种 。库曲主要用于酿制黄酒 、 、果酒 药酒 ;轻曲主要用于酿造腐乳 、酱 313 注重质量 ,积极与国际接轨 ,实施名牌战略 ,走集团化的道路 ,实现产业化 。蔬菜加工企业要把产品质量放在首位 ,从标准化抓起 ,建立 、健全严格的全程质量保证体系 ;同时将关键危害点分析与控制 ( HAC2CP) 与良好作业规范 ( GM P)

3、等管理方法引入蔬菜生产及加工领域 ,以提高产品质量 ,创立品牌 ,打入国际市场 ;对国际上通行的检测标准和方法 、商标注册 、产品标签及包装要引起足够的重视 ,并采取积极措施 ,以保证我国蔬菜加工出口产品符合国际市场的标准 ,具有竞争力 。此外 ,蔬菜加工业要加快由粗放经营向集约化经营的转变 ,建立现代企业制度 ,条件较好的企业 ,应组建行业集团 ,实现产、加 销一体化经营 ,形成规模效益 ,实施品牌战略 ,不仅要占据国内市场 ,更为主要的是要在国际市场上占有竞争优势 ,我国即将加入 W TO ,这一点尤为重要 。加强并重视蔬菜加工业信息网络的建设 。作为菜、果酒 、药酒 ,食品着色 ; 色曲

4、主要用于食品着色 。它们生产的不同之处主要是菌种 、发酵周期等的区别。红曲性温 、 、味甘 无毒 ,历来是深受我国人民喜爱的一种红色天然色素和多功能中药 。红曲霉 ( Monascus) 在真菌分类学上属于子囊菌纲 ( Ascomycetes) ,真子囊菌亚纲 ( Euascomycetes) ,曲霉目 ( Plectascales) ,曲霉科 ( Eurotiaceae ) 。该属霉菌在国内报道的有 17 种 ,中国科学院微生物菌种保藏管理委员会正式收集的重要红曲霉有 8 种 48 个菌株 ,日本有 40 多种 。2 红曲及红曲色素的生产红曲的生产红曲产地分布于我国福建 、浙江 、广东 、江

5、苏 、台湾等省 ,其中福建省是我国红曲主要产地 ,以古田红曲最为著名 。我国蔬菜加工业领域不可缺少的有机组成部分 ,蔬菜加工业信息网络及数据库的快速建设与完善 ,有利于技术创新系统及知识应用系统的核心 蔬菜加工企业能迅速掌握国内外技术发展动态及了解国内外蔬菜加工产品的市场情况 ,及时调整产品生产结构及销售策略 ,开展技术创新 ,更新 、优化产品品种 ;同时还可为知识创新系统的主体 国家科研机构及大学提供开展基础及应用基础研究的目标 ,以获得新的基础科学及技术科学知识 ,为技术创新提供理论依据 。总之 ,面向 21 世纪的我国蔬菜加工业充满了希望与挑战 。随着我国综合国力的进一步增强及国际间技术

6、交流合作的广泛及深入 ,在我国广大从事蔬菜产业的工作者不懈努力下 ,相信在不远的将来 ,我国的蔬菜加工业将在国家经济建设及国际经济舞台上发挥出其巨大的作用 。食品工业科技Science and Technology of Food IndustryVol . 22 , No. 1 ,2001传统红曲的生产是以大米为原料 ,经过浸米 、蒸为固体发酵提供了稳定的种子 。饭、冷却后 ,接种红曲霉种子 ,通过固体培养法制取红 212 红曲红色素的生产曲 。但操作繁琐 ,劳动强度大 ;表层地面培养占地面红曲色素是多种无毒色素成分的混合物 ,在所有积多 ,产量低 ;技术难度大 ,质量不稳定 。已知的天然色

7、素中 ,其安全性是很优良的 。通过急性80 年代以来 ,随着厚层通风法生产红曲技术的毒性试验表明 ,小白鼠的口服毒性试验即使以实验可研究成功 ,使固体发酵法生产红曲工艺初步实现了机能的最大剂量 20g/ kg ,也无死亡例 。小白鼠腹腔注械化 ,连续化和部分自动化 ,红曲生产进入了大批量射的 LD50 为 2000mg/ kg ,通过亚急性毒性试验 、慢性工业化生产阶段 。厚层通风制曲采用大罐浸米 ,蒸饭毒性试验和致变性试验也都证明红曲红色素没有毒机蒸饭 ,厚层通风制曲 ,微机控制温度等技术 ,使产品性和致变作用 ,安全性极高 。质量稳定 , 色价高 , 产量大 。出曲率由 52 %提高到将红

8、曲色素用有机溶剂提取 、分离 ,可以得到紫60 %以 上 , 投 料 量 增 加 了 1 倍 , 生 产 周 期 缩 短 了色针状结晶 、红色针状结晶和黄色片状结晶 ,经过元30 % ,大大减轻了劳动强度 。素定性 、熔点测定 、光谱分析和核磁共振谱分析 ,已确厚层通风生产红曲的工艺流程如下 :认出红曲色素中的 6 种成分 ,这 6 种成分化学性质相保藏种 斜面活化 一级曲种 近 ,结构略有不同 ,分别是红斑胺 、红曲红胺 、红斑素 、浸泡 磨浆 二级曲种浆红曲红素 、红曲素 、红曲黄素 。根据菌种不同 ,培养条件不同 ,制取工艺不同 ,可大米 浸泡 沥干 蒸熟 凉饭 接种 以分别得到脂溶性

9、、醇溶性和水溶性三类红曲色素 。发酵 烘干 检验 分级 包装 成品其中水溶性红曲色素用途最广 。水溶性红曲色素可近几年 ,许多生产厂家采用了液体 、固体两步法从固体发酵法生产的红曲中制取 ,也可以从液体深层生产红曲的技术 。即用液体种子进行固体培养制造发酵法制取 。从固体发酵法生产的红曲中提取红曲红曲 ,此法较简便 ,质量也有保证 ,既缩短了发酵周期色素的工艺如下 :又提高了成品的色价 。生产用种子做到了纯种制备 ,015 % 焦磷酸加热至钠水溶液 100 红曲米浸泡 1 3min 过滤 滤液 1混合 分离 浓缩滤渣 再次提取 滤液 2液体红曲色素 干燥 粉状红曲色素 。年代以来 ,国内外研究

10、用液体深层发酵法生 90 产红曲色素方面也有重大突破 ,如宁夏轻工业设计研产红曲色素取得很大进展 。如日本可以利用不同生究院研究的液体深层发酵法生产红曲色素的技术已产菌株 ,不同培养基和不同工艺条件生产出溶解性和实现工业化生产 ,不论在生产规模 ,还是技术经济指色调各不相同的多种红曲产品 。这些产品可以满足标上 ,均达到了世界先进水平 。液体深层发酵法生产不同的需要 。但日本这类红曲产量低 ,常规用途的红红曲色素的工艺如下 :曲仍需大量从我国进口 。我国在液体深层发酵法生保藏种大米 、辅料大米 、辅料大米 、辅料副产品斜面活化一级种子摇瓶二级种子摇瓶接种配料一级种子罐实消冷却配料二级种子罐实消

11、冷却配料发酵罐实消冷却发酵液粉碎干燥滤渣压滤滤液沉淀压缩空气冷却除菌成品 包装 干燥 分离强的优点 。红曲色素的色调不象其它天然色素那样与其它天然食用色素相比 ,红曲色素具有稳定性 86 一级种子培养 接种 二级种子培养 接种 发酵空气过滤器空气过滤器空气过滤器食品工业科技Science and Technology of Food IndustryVol . 22 , No. 1 ,2001易随 p H 的改变而发生显著变化 ,在 p H112 范围内的最大吸收波长在 480520nm 之间 ,p H11 时仍呈现红色 。红曲色素耐热性强 ,加热到 100120 依然稳定 。对紫外线相当稳定

12、 ,不易褪色 ,只是在太阳光直射下 ,色度才有所降低 ,红曲红色素几乎不受金属离子 、氧化剂和还原剂的影响 。3 红曲在食品工业的应用传统的红曲主要用于酿酒 ,制做红腐乳 ,用做食品着色剂及肉类的保存剂等 。我国福建 、台湾等地的红曲酒生产有悠久的历史 。红曲酒是将糯米先蒸煮 ,然后接种糖化菌和酵母 ,添加原料酒 、红曲和水发酵后经压榨 、 、澄清 贮存 ,调配而成的 。在台湾 ,红曲酒称为红露酒或老红酒 ,酒精含量一般为 18 %左右 。其具有爽快的香味和涩味 ,长年贮放不变质 。福建红曲老醋是选用糯米 、 、芝麻 红曲为原料 ,将糯米蒸熟 ( 米饭熟透 ,均匀 ,蔬松不结团 ) ,拌入米量

13、25 %的古田红曲 ( 内含糖化酶 、酒化酶等多种酶系 ) ,经液体发酵酿制而成 。产品色泽棕黑 ,酸而不涩 ,香中带甜 ,风味独特 ,畅销 30 多个国家 。红腐乳是将硬质豆腐切成一定大小的方块 ,接种毛霉经前期发酵和盐渍 ,再加入红曲霉经后期密封发酵制成的传统调味品 。红腐乳在后期发酵过程中 ,利用红曲提供的色素和多种酶类 ,使产品表面形成诱人食欲的红色 ,内部形成多种香气和香味成份 。近几年来 ,随着水溶性红曲红色素的问世 ,使其在肉制品中的应用范围越来越广。尤其在通脊烤肉、圆火腿、午餐肠、火腿肠等西式肉制品中的应用。在目前肉制品加工中 ,为了满足产品的出品率及品质的要求 ,需要添加一定

14、数量的蛋白和添加剂 ,这些添加剂会对产品的颜色产生不好的影响 ,因此需通过添加色素来弥补 ,而红曲红色素可水溶 ,在腌制液及注射液中分散性好 ,颜色与天然肉色相适 ,易于调配 ,且对热稳定 。因此红曲红色素在肉制品中得到了广泛应用。据文献报道 ,利用红曲红色素作发酵香肠的发色剂 ,可部分替代亚硝酸盐的用量 ,不仅能达到用亚硝酸钠制作的颜色 ,对肉毒梭状芽孢杆菌还有抑制作用 。红曲及红曲色素还广泛用于红肠 、 、 、糖果 果酱 果茶、果汁饮料 、 、 、糖浆 糕点 冰淇淋 、面食及仿生食品加工中的着色 。此外 ,红曲还可用于酱油 、白酒 、味噌 、日本清酒 、豆腐糕等的生产 。4 红曲的医疗保健

15、作用我国古代所著的日用本草 本草备要 医林、 、篡要 本草纲目 、等均有红曲药效的记载 。我国出版的中药大辞典将红曲的主要药效归纳为“活血化瘀 ,健脾消食 ,治疗产后恶露不尽 ,瘀滞腹痛 ,食积饱胀 ,赤白下痢及跌打损伤 。近几年 ,国内外学者对红”曲的药理活性物质研究越来越多 ,并取得了伟大成就 。1979 年日本的远滕章从红色红曲霉 ( M. ruber) 中发现了一种能强力抑制胆固醇合成的药理活性物质 ,定名为 Monacolink。Monacolink 是胆固醇合成限速酶 32 羟基 232 甲基戊二酰辅酶 A ( HM G2COA) 还原酶的抑制剂。所以 Monacolink 的存在

16、能显著降低人或动物的血脂浓度。通过日本人的研究 ,红曲不仅有降低血胆固醇的功效 ,还有降血糖 、降血压、防癌功效。在我国 ,以红曲为主要成份的药物已正式面市 ,如北大维信的“血脂康”,成都地奥的“地奥心血康”等 ,已造福于广大患者 。5 红曲的抗菌性物质研究有人用红曲霉固体培养物和液体发酵液对 14 种微生物进行抑菌试验 。结果发现其对蜡状芽孢杆菌 、枯草杆菌 、金黄色葡萄球菌 、萤光假单胞杆菌有较强的抑制作用 ;对绿脓杆菌 、大肠杆菌有一定的抑制作用 ;对八叠球菌 、啤酒酵母 、产黄青霉不抑制 ;对黑曲霉分生孢子的形成有强烈的抑制作用 。以上试验证明红曲霉在其生长代谢过程中能产生广谱杀菌和抑菌生理活性物质 。中国食品发酵研究所的一项科研成果使红曲同时具有着色和抗菌防腐的双重功效 ,目前已完成中试 。6 结论与展望红曲历史悠久 ,是中国先民的一项伟大发明 ,自古以来就是一种药食同源的大众化食品添