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概述

1.1. 红曲霉

红曲霉在中国应用已有上千年的历史，作为中国传统食品的发酵用菌。红曲霉是自然界中普遍存在的一类丝状腐生真菌，嗜醇喜酸，且好氧，尤为喜爱乙醇和乳酸，生长的最适条件为pH为3.5~5，生长最适温度为32℃~35℃；能耐10%乙醇。红曲霉菌大对数都能在有氧的条件下生长，适应范围大，且喜爱高渗透压。大曲、糟醅、酿酒醪液、制曲作坊等都是适于它们生长的场所。随着现代生物技术的进步，红曲霉生物特性的研究和应用范围越来越广泛，尤其是在酒行业、医药保健品方面日益引起人们的重视和研究兴趣。

红曲霉菌

1.2 红曲

红曲是将红曲霉菌接种到蒸煮过的大米上通过发酵而得到的产品，是紫红色或棕红色米颗粒，根据我国历史上的记载，红曲就被称作“红米”、“丹曲”等，红曲米有以下几个特点：碳源物质丰富；可储存红曲霉生长所需要的水分；红曲霉和酵母共生，使用方便；大米发酵产生的酸性物质有益于红曲霉生长；通过红曲米保藏酵母菌贺红曲霉的方式是一个好办法，至今依然用此原理和方法保藏曲霉菌等。

红曲原料：红曲米

红曲既可以作为中药，又可以充当食品，是一种在亚洲国家常用的食品着色剂和膳食材料。红曲主要应用于酿酒行业、肉制品、食品、调味品、中药制品等多方面。近几年来，科学家们研究发现，红曲具有降血压、降胆固醇、降血糖、健脑、抗焦虑等功效，因此红曲保健食品已成为国内外的研究热点和广泛关注点。

红曲的生物活性产物及功能

红曲霉是一种利用发酵技术制动天然食品添加剂和保健品的微生物。其次级代谢产物多种多样，包括红曲色素、莫纳可林K、γ-氨基丁酸、酯化酶和糖化酶、黄酮酚等多种功能性成分。这些成分具有多方面的保健效果，如降血脂、降血压、降血糖、抗疲劳、健脑、抗癫痫、抑菌、增强免疫力等。其中，红曲色素作为红曲霉的主要颜色素，在食品中广泛应用，既能够美化食品颜色，还能维护人体健康。而莫纳可林K则作为一种天然的HMG-CoA还原酶抑制剂，能够降低胆固醇和血脂值，预防心血管疾病。此外，红曲霉还能促进生长发育和消化系统的健康，以及预防和治疗肥胖、高血压等疾病。综上所述，红曲霉具有多重保健功能和广泛应用前景。

2.1 红曲色素

红曲色素是利用红曲霉在生长代谢过程中产生的可食用天然色素，是一类具有生理活性功能的聚酮类色素，属于复合色素。相比其他天然色素，红曲色素具有较好的理化性质和稳定性。

在pH值稳定性方面，红曲色素颜色随pH值的变化而变化较小。在pH值为11.0时，红曲色素的乙醇溶液仍然可以保持稳定的红色。在热稳定性方面，红曲色素表现出杰出的特性。在100℃加热3小时以及在120℃加热1.5小时，其保存率均可达到84%以上。并且，随着温度降低20℃，耐热时间可增加一倍。在食品中常见的金属离子Ca2+、Mg2+、Cu2+几乎不影响红曲色素的含量。即使在含0.1%过氧化氢、亚硫酸钠和抗坏血酸等物质的环境下，红曲色素的残存含量率也可以达到95%以上。在化学性质上，红曲色素不仅安全性良好而且耐化学腐蚀性也很好。下表为已知的所有红曲色素结构。

基于这些优秀的特性，红曲色素在食品生产中具有广阔的应用前景。红曲色素不仅可以作为天然色素用于酿酒、制作红腐乳、红肠、卤肉、糕点、果酱、果汁饮料、糖果等食品的着色以及色彩改善，使食品颜色更加鲜艳，食欲更为诱人，而且红曲色素使用方便、价位适中。此外，红曲色素可用于延长肉制品的保质期，其抑制有害生物生长的效果愈加显著。同时，红曲色素的使用没有亚硝酸盐的副作用，因此对于进口规定极为严格的一些国家市场具有特别的优势。总的来说，红曲色素在食品营养方面有多重功能，具有天然、多功能营养等多种优点，具有广阔的应用前景。

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2.2 莫纳可林K（Monacolin K）

Monacolin K是红曲霉发酵过程中的一种次级代谢产物。早在1979年，日本学者Endo教授就从红曲霉发酵液中分离出莫纳可林K，该物质化学结构包含一种不饱和三环内酷化合物，与体内HMG-CoA 的结构十分相似，是HMG-COA还原酶的天然抑制物，对胆固醇合成过程具有抑制作用。因此，Monacolin K在临床应用中被用于降血脂、降胆固醇等功效，能够有效预防冠心病、心肌梗塞等心血管疾病的发病率和死亡率。

另外，美国Albers等人从土曲霉的发酵产物中也提取出了与 Monacolin K 的化学结构相似的物质，即洛伐他汀（Lovastatin），具备同样的生物活性。目前，众多研究表明， Lovastatin 具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抗炎症等多种功效。除了能有效降低胆固醇水平，降低高胆固醇导致的心血管疾病风险之外，Lovastatin还能够保持正常的肺血管紧张度，改变由缺氧导致的肺血管收缩和血管重构，并保护内皮细胞（FC）和肌细胞，起到抗疲劳、治疗心绞痛和心肌梗死、预防中风和老年痴呆症、降低骨折概率、免疫调节等作用。

随着临床数据的不断积累和相关研究的深入，Monacolin K被广泛应用于预防和治疗不同类型的疾病。需要注意的是，虽然 Monacolin K和 Lovastatin都有较好的降胆固醇、降血脂功效，但也都存在一些不良反应，例如肝毒性、肌肉细胞坏死等。因此，在使用这些化合物时，要严格控制剂量、搭配合理的营养成分，并遵医嘱使用，以确保疗效和安全性的最大化体现。

2.3 γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸是一种高生理活性的氨基酸，也是红曲霉发酵过程中合成的次级代谢产物。该物质是哺乳动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质。相关研究表明，γ-氨基丁酸可以调节中枢神经系统，影响脊髓的运动中枢神经系统，从而达到扩张血管、促进血压降低的效果。γ-氨基丁酸还是一类改善脑功能、健康抗焦虑、旺盛脑部活动、治疗癫痫病的药物。

近年来，越来越多的研究发现，γ-氨基丁酸的作用远不止于此。最新的研究还显示，γ-氨基丁酸可以有效改善肾机能和肝机能，治疗偏瘫、记忆障碍、儿童智力发育迟缓和精神幼稚病等疾病。与此同时，γ-氨基丁酸还能起到增强记忆、缓解脑疲劳、改善睡眠、提高免疫力、调节血糖等多种神奇功效。因此，越来越多的人开始关注γ-氨基丁酸，将其作为保健品和药物的配方成分。

需要指出的是，虽然γ-氨基丁酸有着多种神奇功效，但其过量摄入也会对身体造成一定的伤害。因此，在选择γ-氨基丁酸相关产品时，应注意控制摄入量并搭配合理的营养成分，以保障健康和安全。此外，γ-氨基丁酸的来源也需要得到严格的控制和检测，以避免不必要的食品安全问题。

2.2 桔霉素

桔霉素（citrinin）是一种有害的真菌次生代谢产物，主要由红曲、青霉及部分曲霉等真菌所产生。1995年，法国的Blanc通过多种方法确诊了红曲霉发酵产物Monascidin A是桔霉素这种真菌毒素，这也使得全球各国对于红曲的安全性引起了高度关注。

桔霉素的一大有害性主要表现在肾脏毒性方面。桔霉素对于肾脏细胞线粒体造成影响，破坏了钙离子平衡以及支配细胞能量的电子传递系统，引起肾脏肿大，小管扩张，尿液量增加以及上皮细胞坏死等疾病。此外，一些研究显示，桔霉素会对小鼠的卵母细胞成熟和早期胚胎发育能力产生不良影响。归咎于其可能引发细胞凋亡的氧化应激作用。此外，桔霉素也可能引起其他病症，如呕吐、腹泻、肝损害以及致畸等。

为了避免桔霉素对人体的严重危害，需要采取一些有效的控制措施。人们需要注重对红曲食品的选择和质量监测，避免不同搭配和品质差异的红曲对身体的损伤。此外，在生产和处理过程中，可采用分离提取技术等方式，减少或去除桔霉素的含量。在食品加工中，应严格控制使用量和方式，并避免超出安全标准的限度。同时，人们在食用红曲相关产品时，需要戒除过量食用的习惯，避免过度摄入可能带来的危害。仅当控制措施得以有效实施时，红曲食品才能在保障健康的前提下发挥出更多的营养价值和功能作用。

红曲酶在酿酒行业中的应用

红曲霉作为一种微生物，在酿酒领域中有着重要的应用价值。它能够在酿造过程中对啤酒和黄酒等酒类的风味产生显著影响，而且某些成分还具备一定的保健功能。

3.1 啤酒酿造中红曲霉的应用