白果功能红曲固态发酵培养条件优化文献综述
2022-08-02 14:43:50
文献综述
红曲是红曲霉繁殖于大米或其它粮食作物上的制品,可作为药用和食品着色剂之用。研究发现红曲中含多种有效活性物质如酶类、脂肪酸、有机酸、红曲色素、Monacolin K、固醇类物质等。红曲色素具有耐热、耐光的特性,并对蛋白具有良好的着色性能,在高温烹饪、焙烤等食品行业具有广泛的应用前景。除此之外,红曲色素还可作为防腐剂替代亚硝酸盐应用于发酵食品生产。红曲霉代谢产物中Monacolin K具有降胆固醇的功能,gamma;-氨基丁酸具有降血压和预防老年痴呆的生理作用这些功能促进了红曲霉的研究与应用,使得功能红曲成为开发研究的热点。
1 红曲活性物质研究
1.1 天然红色素
红曲色素是红曲霉在生长代谢过程产生的红色天然色素。它被广泛用于清酒、酱油、腐乳、鱼肉、糕点、糖果、冷饮等食品的着色。通过固体和液体发酵两种方法培养红曲霉,可以在生产中大量提取红曲色素。
陈春艳[1]认为,长期作为食品着色剂的红曲色素,与合成色素相比具有性质稳定、耐热性强(100℃色调保持不变)、耐光和对蛋白质着色性极好等特点。另外,通过急性、亚急性、慢性毒性试验和致畸性试验,没有发现红曲色素有明显毒性和致畸作用,提示其作为食品色素安全性极高。红曲易培养,产色素能力强,安全性高,国外尤其是日本已广泛将其作为肉类、鱼、面、糖、果酱、果汁等食品着色剂。目前我国红曲主要应用于红曲酒配制、发酵食品(红曲腐乳、酱油、红曲糟制品等)、食品色素等。
红曲色素是红曲霉在生长代谢过程中产生的天然色素,与其它天然色素相比,具有热稳定性好,蛋白着色力强,色调柔和,对酸碱稳定等特性,还可以提高加工制品对光和氧稳定等优点。而且红曲色素无毒性、无致突变作用,安全性很高。另外,研究发现红曲色素是多种色素成分的混合物,从紫红色红曲霉产生的色素中可分离提纯出紫、红、黄三种色泽六种化学结构的色素。从红色红曲霉产生的色素中还可分离提纯出两种新的红曲色素。因此红曲可提供性能稳定、安全性高、品种多样的天然色素。
红曲菌具有很强的产色素能力,红曲色素作为天然色素应用于食品着色历史悠久。红曲色素分为黄色素、橙色素和紫红色素,其中黄色素包括红曲(Monascin)和黄红曲素(Ankaflavin),橙色素包括红斑红曲素(Rubropunctatin)和红曲玉红素(Monascorubin),紫红色素包括红斑红曲胺(Rubropunctamine)和红曲玉红胺(Monascorubramine)。
在食品生产、加工中,红曲红色素不仅能提高食品的色彩、光泽,让食品保鲜,而且能够降脂、降压。随着国家食品安全标准的不断提高,添加食品色素的前提是要确保其安全性,红曲红作为一种天然色素得到了各个行业的认可,尤其在肉制品中,红曲色素的使用能够提高肉制品的色泽、质地,并延长其保质期,更能够保持食品味道鲜美。随着技术的发展,红曲色素已经被应用到如医疗、美容、工业等领域,由此可见红曲红色素有着强势的发展势头。然而,从目前来看,我国的红曲色素在提取方面仍有不足,要想获得高浓度的红曲红色素,就必须优化提取工艺,和改善设备条件。
1.2 Monacolin K
红曲中含有的 Monacolin K能有效降低人体中的胆固醇。Monacolin K含量超过0.4%的红曲被称为功能红曲。作为胆固醇合成的抑制剂,它具有抑制胆固醇合成的功效,从而减少体内胆固醇的合成,调节人体内异常血脂是一种理想的降胆固醇和降血脂药物。此外还具有预防心脑血管疾病、抗肿瘤、预防老年痴呆和降低中风风险以及对肾脏免疫调节等作用。陈运中等[2]通过动物试验证明了Monacolin K具有抗疲劳作用,特别是对导致动脉硬化最严重的低密度脂胆固醇有优先降低的作用。对红曲霉发酵产生的Monacolin K的结构研究时发现,Monacolin K具有酸式和内酯式两种结构。同样,在红曲霉发酵产Monacolin K时也存在这两种结构。其中酸式Monacolin K结构与MG-CoA还原酶结构最为相似,在体内可以直接竟争性抑制其合成,从而能有效地抑制胆固醇的合成,而内酯式Monacolin K需经体内的羟基酯酶参与进而起到抑制胆固醇合成的作用。
黄勋[3]等以Monacolin K为指标接种红曲M1和GIM3.439共同发酵,发酵3d后,按3.0%的接种量接种已培养40 h的酵母种子液,在26℃的恒温培养箱中培养15d,发酵产品中Monacolin K含量达到2.22mg/g。原料经红曲霉、酿酒酵母和功能红曲发酵后,产品的色泽、风味非常好,干燥处理后香气浓郁。营养价值高,特别是gamma;-氨基丁酸的积累达到16.18mg/g。通过检测发酵产品中桔霉素含量为0.10mg/kg,黄曲霉毒素B1含量为3.4mu;g/kg,均在相关标准限量范围内。
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