发酵制品:红曲色素具有预防癌症、抗菌活性,降低血糖水平和抗肿瘤等特性

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简介

红曲霉(Monascus)属于子囊菌,能产生耐热的子囊孢子,且红曲霉能在缺氧、高酸和高盐浓度下生存,是多种具有聚酮结构的次生代谢产物的产生菌。红曲色素和洛伐他汀是其主要代谢产物,其中红曲色素是一种天然的功能性色素,商品名叫红曲红,是以大米、大豆为主要原料,经红曲霉菌液体发酵培养、提取、浓缩、精制而成及以红曲米为原料,经萃取、浓缩、精制而成的天然红色色素。 红曲色素具有预防癌症、抗菌活性,降低血糖水平和抗肿瘤等特性 ,可在着色、调味和肉类保鲜中替代全部或部分的硝酸盐和亚硝酸盐。因此,红曲色素现除用于肉制品防腐着色外,已广泛应用于调味品、面制品、酒业等食品工业中。

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成分

红曲色素有多种色素成分,一般粗制品含有18种成分,已确定结构的6种成分为:潘红(红色色素)C21H22O5,相对分子质量354.40;梦那红(黄色色素)C21H26O5,相对分子质量358.43;梦那玉红(红色色素)C23H26O5,相对分子质量382.46;安卡黄素(黄色色素)C23H30O5,相对分子质量386.49;潘红胺(紫红色色素)C21H23NO4,相对分子质量339.39;梦那玉红胺(紫色色素)C23H27NO4,相对分子质量367.44。

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理化性质和活性

红曲制品对控制血胆固醇,降血压,控制肥胖和预防癌症的作用目前研究颇多。此外,有研究表明,红曲对骨密度和骨强度有增强作用。

莫纳可林是降血脂的经济、有效的药物,可由红曲霉、土曲霉经由固态发酵(SSF)和深层发酵(SMF)等方式产生。3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶是胆固醇合成的关键限速酶,莫纳可林因其与底物结构类似而对其产生竞争性抑制,因此作为治疗高胆固醇血症的常用药物,且能够降低低密度脂蛋白胆固醇含量。

γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳的非蛋白质的氨基酸,它是哺乳动物神经系统主要的抑制性的神经递质,参与脑循环生理活动。其具有降血压、镇静安神等功能。

1、对pH的稳定性:

pH对红曲色素的影响较复杂,对红曲色素中各组分影响也不尽相同。一般红曲色素在中性范围比较稳定,即使在加热情况下也以中性为佳,不过在酸碱2种情况下,偏碱性比偏酸性为好,损失率较少。

2、热稳定性:

红曲色素的热稳定性较好,优于其他合成色素,在天然色素中其耐热性能也属优良。

3、光稳定性:

红曲色素的醇溶液受紫外线的影响较小,但日光能使色度降低。通过对红曲色素中红、橙、黄3类色素光稳定性实验分析发现,红曲色素中红、橙、黄3类色素间光稳定性差别很大,黄色素的光稳定性最强,其次为红色素,橙色素对光最不稳定。

4、对其他物质的稳定性质:

红曲色素不受常见金属离子与氧化剂和还原剂的影响。

5、抗菌性:

有研究红曲色素对肉毒梭状芽胞杆菌的抑制作用,证明其提取物可使肉毒梭状芽胞杆菌的营养体细胞产生裂痕,在肉品生产中意义重大。

6、抗氧化:

分别采用羟基自由基体系、超氧负离子自由基体系和二苯代苦味肼基自由体系3种抗氧化模型,验证了红曲色素的抗氧化活性,证明红曲红色色素和橙色色素都有很强的清除自由基能力,其中的红色色素组分的抗氧化性最好。

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红曲霉色素的提取

非离子表面活性剂提取发酵是生产红曲霉色素的潜在方法。该方法通过分阶段分批补料方式,增加红曲霉色素的产量。第一阶段收集发酵的全细胞,第二阶段将全细胞作为生物催化剂来提取发酵生产色素。该过程利用的是非离子表面活性剂与极性弱的离子溶质形成混合胶束的特点。虽然该方法深层机制仍需进一步研究,但其可实现细胞密度高和颜料滴度高的优点。

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具体应用

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在肉制品中的应用

由于红曲色素具有良好的着色性能和较强的抑菌作用,可替代亚硝酸盐作为肉制品着色剂,已广泛地应用于肉制品中。红曲色素与亚硝酸盐的着色原理完全不同:亚硝酸盐是与肌红蛋白形成亚硝基肌红蛋白,而红曲色素是直接染色。两者都能赋予肉制品特有的肉红色和风味,抑制有害微生物的生长,延长保存期,但红曲色素的应用安全性更高。在腌制类产品中添加红曲色素后,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,颜色稳定性也远优于原产品。

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在调味品中的应用

糖化增香曲(酱油专用)就是以红曲为出发菌种而制得的复合红曲菌种,在酱油酿造中使用糖化增香曲,可使原料全氮利用率和酱油出品率明显提高,同时酱油鲜艳红润、清香明显、鲜而后甜,质量优于普通工艺酱油。将红曲色素粉直接加入到酱醅中参与发酵,研究发现明显提高了酱油的红色指数,改善了酱油的风味。

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在酒类中的应用

红曲酒是采取压滤工艺生产的,保留了发酵过程中的粗蛋白、醋液、矿物质及少量的醛、酯等物质,具有香气浓郁、酒味甘醇、风味独特、营养丰富等特点。

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在腌制蔬菜中的应用

红曲色素可以作为腌制蔬菜中外加色素,通过物理吸附作用渗入蔬菜内部。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。

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在面制品生产中的应用

在面包生产中,添加红曲水浸提液时,其添加量的不同对红曲面包的色、香、味及口感影响不是很大,仅仅是随添加量的增加,其颜色有所加深变红。与直接添加红曲粉相比,各方面均有较大改观,尤其在香味方面,与不加红曲提取液制成的面包相比,更加清新独特。

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