紅曲色素是一種由紅麴黴屬的絲狀真菌經發酵而成的優質的天然食用色素，是紅麴黴的次級代謝產物。紅曲色素，商品名叫紅曲紅，是以大米、大豆為主要原料，經紅麴黴菌液體發酵培養、提取、濃縮、精製而成及以紅曲米為原料，經萃取、濃縮、精製而成的天然紅色色素。
基本介紹
- 中文名：紅曲色素
- 來源：紅麴黴屬
- 屬於：絲狀真菌
- 類型：天然食用色素
成分,組成,理化性質,性能,合成途徑,具體套用,前景展望,
成分
紅曲色素，又名紅曲紅，可由紅曲深層培養或從紅曲米中提取製得。紅曲色素有多種色素成分，一般粗製品含有18種成分，已確定結構的6種成分為：潘紅（紅色色素）C21H22O5，相對分子質量354.40；夢那紅（黃色色素）C21H26O5，相對分子質量358.43；夢那玉紅（紅色色素）C23H26O5，相對分子質量382.46；安卡黃素（黃色色素）C23H30O5，相對分子質量386049；潘紅胺（紫紅色色素）C21H23NO4，相對分子質量339.39；夢那玉紅胺（紫色色素）C23H27NO4，相對分子質量367.44。
組成
經元素定性、紫外線、紅外線和可見光吸收光譜分析以及核磁共振譜分析，結果認為紅曲色素是由化學結構不同、性質相近的紅、橙、黃3類色素組成，已知結構的有10種。套用價值主要集中在6種醇溶性的色素：紅色的紅斑紅曲胺、紅曲玉紅胺、橙色的紅斑紅曲素、紅曲玉紅素，黃色的安卡紅曲黃素、紅曲素。紅曲色素中的黃色成分約占5%，其性質比較穩定，但因其含量低，所以紅曲色素呈現紅色。
理化性質
紅曲色素呈深紫紅色粉末，略帶異臭，熔點為165~192℃。紅曲色素中的脂溶性色素均能溶於乙醚、氯仿、乙醇、醋酸、正己烷等溶劑中，其溶解度以醋酸最大，正己烷最低。常用的溶劑是乙醇和醋酸，乙醇濃度為75%~82%，醋酸濃度78%時對紅曲色素的溶解性最好。紅曲色素在水中的溶解度與水溶液的PH值有關。在中性或鹼性條件下極易溶解，而在pH4.0 以下的酸性範圍內或含5%以上鹽溶液中，其溶解度呈減弱傾向。紅曲色素含量低時其溶液呈鮮紅色，含量高時呈帶黑褐色並伴有螢光產生。對蛋白質的著色性能極好，一旦染著，雖經水洗，亦不掉色。
1 對pH的穩定性
pH對紅曲色素的影響較複雜，對紅曲色素中各組分影響也不盡相同。一般紅曲色素在中性範圍比較穩定，即使在加熱情況下也以中性為佳，不過在酸鹼2種情況下，偏鹼性比偏酸性為好，損失率較少。
2 熱穩定性
經研究證明，紅曲色素的熱穩定性較好，優於其他合成色素，在天然色素中其耐熱性能也屬優良。
3 光穩定性
紅曲色素的醇溶液受紫外線的影響較小，但日光能使色度降低。通過對紅曲色素中紅、橙、黃3類色素光穩定性實驗分析發現，紅曲色素中紅、橙、黃3類色素間光穩定性差別很大，黃色素的光穩定性最強，其次為紅色素，橙色素對光最不穩定。
4 對其他物質的穩定性質
實踐證明，紅曲色素不受常見金屬離子與氧化劑和還原劑的影響。
5 抗菌性
對食品中 54 種易污染的微生物進行抑菌試驗證明：紅曲色素對蠟狀芽胞桿菌、霉狀桿菌、枯草桿菌、金黃葡萄球菌、螢光假單胞桿菌有較強的抑制作用。
有研究紅曲色素對肉毒梭狀芽胞桿菌的抑制作用，證明其提取物可使肉毒梭狀芽胞桿菌的營養體細胞產生裂痕，在肉品生產中意義重大。
6 抗氧化
分別採用羥基自由基體系、超氧負離子自由基體系和二苯代苦味肼基自由體系3種抗氧化模型，驗證了紅曲色素的抗氧化活性，證明紅曲紅色色素和橙色色素都有很強的清除自由基能力，其中的紅色色素組分的抗氧化性最好。
性能
紅曲色素著色性能同紅曲米類似。對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌具有較強的抑制作用，對大腸桿菌、灰色鏈黴菌的抑制作用較弱，而對酵母、黴菌和黃色八疊球菌無抑制作用。
合成途徑
雖然紅曲色素一直是國內外學者研究的焦點，但是其合成機理尚未研究清楚。
有學者考察了不同胺基酸和短鏈脂肪酸等對色素合成的影響，結果表明纈氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、谷氨酸以及乙酸、丙酸等具有前體的作用，能夠刺激色素的生產，而且它們都具有轉化為聚酮合成前體的共同特徵。所以聚酮途徑被認為是紅曲色素合成的主要途徑。
也有學者考察了紅麴黴的代謝途徑，認為其代謝包括初級代謝和次級代謝。初級代謝主要產生不飽和脂肪酸、醇、酯等芳香化合物，次級代謝的產物主要有紅曲色素、Monacolin K、降血脂藥物-氨基丁酸、桔黴素、天然抗氧化劑黃酮酚等。
具體套用
1 在肉製品中的套用
由於紅曲色素具有良好的著色性能和較強的抑菌作用，可替代亞硝酸鹽作為肉製品著色劑，已廣泛地套用於肉製品中。紅曲色素與亞硝酸鹽的著色原理完全不同：亞硝酸鹽是與肌紅蛋白形成亞硝基肌紅蛋白，而紅曲色素是直接染色。兩者都能賦予肉製品特有的。肉紅色。和風味，抑制有害微生物的生長，延長保存期，但紅曲色素的套用安全性更高。在醃製類產品中添加紅曲色素後，完全可以將亞硝酸鹽量減少60%，而其感官特性和可貯性不受影響，顏色穩定性也遠優於原產品。
2 在調味品中的套用
糖化增香曲（醬油專用）就是以紅曲為出發菌種而製得的複合紅曲菌種，在醬油釀造中使用糖化增香曲，可使原料全氮利用率和醬油出品率明顯提高，同時醬油鮮艷紅潤、清香明顯、鮮而後甜，質量優於普通工藝醬油。
將紅曲色素粉直接加入到醬醅中參與發酵，研究發現明顯提高了醬油的紅色指數，改善了醬油的風味。
3 在酒類中的套用
丹溪紅麯酒是採取壓濾工藝生產的，保留了發酵過程中的粗蛋白、醋液、礦物質及少量的醛、酯等物質，具有香氣濃郁、酒味甘醇、風味獨特、營養豐富等特點。另外還有陸公紅、永春、琅峰山等種類的紅麯酒。
4 在醃製蔬菜中的套用
在傳統生產中常使用醬油作為著色劑加工醃菜，使醬醃菜的色澤更誘人。紅曲色素可以作為醃製蔬菜中外加色素，通過物理吸附作用滲入蔬菜內部。蔬菜細胞在醃製加工過程中，細胞膜變成全透性膜，蔬菜細胞就能吸附其他輔料中的色素而改變原來的顏色。
5 在麵製品生產中的套用
紅曲色素在麵製品生產中的套用，如生產紅曲餅乾、紅曲麵包、糕點、紅曲麵條等。
在麵包生產中，添加紅曲水浸提液時，其添加量的不同對紅曲麵包的色、香、味及口感影響不是很大，僅僅是隨添加量的增加，其顏色有所加深變紅。與直接添加紅曲粉相比，各方面均有較大改觀，尤其在香味方面，與不加紅曲提取液製成的麵包相比，更加清新獨特。
前景展望
儘管對紅曲色素的研究已取得較大進展，但其相關產品的存在成分不明確、衛生指標和真菌毒素桔黴素含量超標等問題，使紅曲色素等相關產品出口及套用受到限制。所以進一步分離鑑定紅曲色素的化學成分，研究紅曲色素生物合成的途徑，進而從分子水平上對紅麴黴產紅曲色素、桔黴素等代謝產物進行調控，開發生產成分確定、性能優異、高色價低桔黴素含量的色素產品，將是紅曲色素的研究方向。
