红曲色素及其在食品工业中的应用.pdf

中国食品添加剂 C h i n a F o o d A d d i ti v e s 2 0 0 4 N o 4 红曲色素及其在食品工业中的应用 赵 燕 温辉 梁胡晓波(南昌大学食品科学教育部重点实验室，南昌3 3 0 0 4 7)摘要：红曲色素是一种天然食用色素。从古到今，它在食品工业中有着广泛的应用。本文从其来源和主 要成分、性质和特点、应用、发展趋势四个方面对红曲色素作了阐述，并着重于它在食品工业中的应用。关键词：红曲色素，应用，食品 Mo n a s c u s Co l o r a n d I t s Ap p l i c a t i o n i n F o o d I n d u s t r y (T h e K e y L a b o f F o o d S c i e n c e o f M O E，N a n c h a n g U n i v e r s i t y，N a n c h a n g 3 3 0 0 4 7)A b 鼬 瞅：M o ms e u s C o l o u r i s a k i n d 0 f n a t u r a l f o o d c 0 F r o m a n c i e n t ti m e s t o t h e p r e s e n t，i t h a s b e e n w i d e l y u s i I 1g i n f o o di n d u s t r y I nt h e a r ti c l e，I e l a b o r a t e di t f r o mf o u r a s p e c t s：S o u e e a n dma i ni n g r e d i e n t s，c h a r a c t e r i s t i c，a p p l i c a t i o n，t r e n d 0 f d e v e l o p me n t。a n d I p u t e mp h a s i s O i l i t s a p p l i c a o n i n f o o d a d u s t r y Ke y w0 b：Mo n a s c m c o l o r，Ap p l i c a ti o n，F o o d 1 前言 食用色素是以食品着色为 目的的食品添加 剂-1 J，按其来源来分可分为天然和合成两类 2 2。随 着人们崇尚自然、安全第一的心理要求，天然色素 的发展相当迅速。从下面这几个数据我们就可以 看出这一点：中国 1 9 9 6年合成色素的产量为 8 0 0 吨，而天然色素的产量约达 1 万吨。天然色素最大 的优点就是相对的安全性较高，缺点是染色较弱，稳定性较差，使用剂量较大 3。据报导，天然色素 中产量最大的是焦糖色素，继它之后的就是我们即 O 潘红素(红斑素)将详细叙述的红曲色素。它是有天然色素的一般 特性，同时又具有自己的特点，作为一种天然色素，不仅具有着色性，而且还有抗菌功能和保健功能，与人们对食品添加剂的安全、天然、多功能的要求 是十分一致的。2 红曲色素的来源和主要成分 红曲色素来源于微生物，是红曲霉的菌丝所分 泌的色素 1,4 。它的主要成分有六种，其中有红色 色素、黄色色素和紫色色素各两种，它们的化学组 成和结构如下：红色色素 O 红曲红素(梦那玉红)维普资讯 http:/ 中国食品添加剂 C lu n a F o o d A d d i ti v e s 2 0 0 4 N o 4 O O C OCs Ht l O 黄色色素 O COCv HI s O 红曲素(梦那红)紫色色素 红曲黄素(安卡黄素)COCs HI I O 潘红胺(红斑胺)从不同菌种得到的红曲色素，其组成是有区别 的。例如：从赤红曲霉获得的是红曲素及红曲黄 素；从紫红曲霉获得的是红曲红素和潘红素；从左 藤玉红红曲霉获得是红曲素L4 J。上述六种色素成 分的物理化学性质互不相同，具有实际应用价值的 主要是醇溶性的红色色素：红斑素和红曲红素。3 红曲色素的性质和特点 3 1 红曲色素的一般性质 红曲色素为红色或暗红色液体或粉末或糊状 物。略有异臭；熔点约 6 o；溶于乙醇、乙醚、冰醋 酸，不溶于水、甘油。用 p H 2 9的缓冲液对红曲 色素进行试验，可以认为对 p H值稳定；耐热性强(1 0 0 以上)，其醇溶液对紫外线相当稳定，但日光 可降低其色度；对金属 离子(例：0 O l m o L L的 c a 2 、M 、F e 2 、C u 2 等)稳定；几乎不受 0 1 的 过氧化氢、维生素 C、亚硫酸钠等氧化还原剂影响，但遇氯褪色；对蛋 白质的染色性好 5,6 J。L D 5 0：2 0 g k g(4,鼠，经口)，7 g k s(,鼠，腹腔注射)L5 J。3 2 红曲色素的防腐作用 红曲的抑菌抗菌作用，早在 天工开物 下卷就 O COCv HI 5 O 红曲红胺(梦那玉红胺)有这样记载：世间的鱼肉是最容易腐败的，但薄涂 红曲，即使在盛夏也不变质，经十天蛆蝇不近，色味 不减，盖奇药也【，8 J。日本远藤章氏用红曲霉 固体培养物和液体发酵液对十四种微生物进行抑 菌试验和徐尔尼等的红曲霉发酵液的抑菌试验9 9，结果表明：对蜡状芽孢杆菌、荧光假单孢菌、苦草芽 孢杆菌、金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用；其 次对绿脓杆菌、鸡白痢杆菌、大肠杆菌、变形杆菌有 抑制作用；而对八叠球菌、啤酒酵母、草莓酵母、产 黄青霉菌等菌不抑制，但能强烈抑制黑曲霉分生孢 子的形成。与乳酸链球菌素、山梨酸钾联合作用可 抑制肉毒梭状芽孢杆菌 的生长。上述试验证 明红 曲霉菌在生长代谢过程中可以产生具有杀菌或抑 菌作用的活性物质，他们的实验已证明抗菌活性物 质中部分是色素成分 6,7,8,1 0 。3 3 红曲色素的医疗保健作用 红曲色素除了有防腐作用以外，还具有医疗保 健功能。李时珍 本草纲目 有“消食活血，健脾强 胃”之说【8 l，另据现在国内外有关研究证明，红曲色 素有降低血清中的甘油三酯、降低胆固醇、改善紊 乱的脂质代谢、防止动脉硬化等保健作用 6,1 1 。9 1 维普资讯 http:/ 中国食品添加剂 C h i n a E A d d i t iv e s 2 0 0 4 N o 4 4 红曲色素在食品工业中的应用 自古以来，我国就已用红曲色素着色各种食 品 ，我国 食品添加剂使用卫生标准(G B 2 7 6 0 一 一1 9 9 6)规定：红曲色素可在各种肉制品、水产品、配制酒、冰棍、饼干、果冻、膨化食品、调味类罐头、奶制品、植物蛋 白、果品中按生产需要适量使用_ 2 J2。现着重介绍红曲色素在肉制品、红腐乳、酒、醋、水 产品的应用。4 1 红曲色素在肉制品中的应用 肉的呈色物质主要是肌红蛋白，在鲜肉中肌肉 蛋白同空气中的氧气结合形成鲜红色，但氧合肌红 蛋白受热就会变成灰褐色的高铁肌红蛋白 1 3 。在 高温长时间加热时所发生的完全褐变，还有诸如糖 焦化作用和羰氨反应等发生。通常肉制品生产 中 应用亚硝酸盐腌制肉，使肉制品在加热后形成较稳 定的红色，以刺激人们的食欲；同时还能起到防腐 和增加风味的作用。但现已证明亚硝酸盐是强烈 致癌物亚硝胺的前提物质。我国食品卫生法对它 的使用有严格的限制。多年来人们力图寻找适 当的代替品，研究证明 红曲是理想的替代物。在发酵香肠、午餐肉、通脊 烤肉、圆火腿等西式肉制品中添加适量红曲色素替 代亚硝酸盐作着色剂，其产品色泽红润均匀一致；而且12 1 感细腻、风味独特、安全耐藏_ 7 ，耐日光性高 于亚硝基色素；同时由于红曲色素对脂肪代谢有促 进作用，故将它用于肉制品更具有积极意义。所以 红曲色素在肉制品的加工中的应用越来越广泛。以发酵香肠为例：发酵香肠是通过接种乳酸菌进行发酵而制成 的肉制品，它 的加工 具有严 格 的工艺参 数和条 件_ 6 14 J。发酵香肠同其他种类的香肠一样，在传统 的加工方法中，加入了亚硝酸盐。但考虑到亚硝酸 盐的潜在危害，有研究人员改用红曲色素作发酵香 肠的发色剂，结果显示：以 1 6 0 0 p p m红 曲色素为着 色剂制作的发酵香肠其颜色接近于 1 5 0 p p m亚硝酸 钠为发色剂制作的发酵香肠 6 ；以红曲色素制作的 发酵香肠在4 C 条件下贮存，一个月内不变色。虽 然用量较亚硝酸钠多，但安全性高。同时采用 1 6 0 0 m g k g 红曲色素与乳酸链球菌或山梨酸钾混 合，发现对肉毒梭状芽孢杆菌有明显的“毒害”作 用，使营养细胞破裂_ 6 J。9 2 也就是说，利用红曲色素作发酵香肠的发色 剂，可部分代替亚硝酸盐的用量，不仅能达到亚硝 酸钠制作的颜色，对肉毒梭状芽孢杆菌还有抑制作 用。4 2 红曲色素在豆腐乳中的应用 豆腐乳是我国的民族发酵食品，被欧美各国称 为“中国乳酪”。因为豆腐干经过有益微生物发酵 后，蛋 白质水解成多种氨基酸以及醇类、酯类、有机 酸、芳香呈味物质，形成豆腐乳特有的色香味风格。且营养十分丰富，易被人体消化吸收。而红腐乳是 腐乳中最受消费者喜爱的品种，是腐乳类 中的上 品，更是一种保健食品。因为红腐乳中选用的天然 色素红曲色素不仅提供了色素和各种酶类，使 产品表面形成诱人食欲的红色，内部形成多种香气 和香味成分 1 0,1 5 ，而且具有降血压、降胆固醇和血 糖的功能。红腐乳是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 发酵制成的传统品。其制作工艺流程如下 1 5 ：大豆一水浸泡一磨浆一滤浆一煮浆一点浆(加 凝结剂)一养花一压榨一划块一腐乳坯一接种(毛 霉或根霉)培菌腌坯(加食盐)一装坛 加配料(黄 酒或米酒+面曲+红曲红粉+调味剂)一成熟一 成品 4 3 红 曲色素在酒中的应用 我 国福建的红老酒(老红酒)、台湾的红露酒的 生产有悠久的历史。它们是将糯米先蒸煮，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。其酒精含量一般在 1 8 左右，其具有爽快的香味和香气，而且长时间 贮藏也不变质，反而风味更佳 1 0,1 1 。在国外，日 本新泻县生产的红酒以鲜红的色泽 为特征，该产品色泽和功能性兼顾。但存在着在调 整香味时不能使用活性炭、红曲特有香味的保持和 酿造过程中哪个阶段添加红曲、红曲色素的褪色等 问题。其中最困难的是如何防止产品中天然红色 素的褪色_ 1。日本清酒与红露酒、老红酒相比，酒 度和酸度要低些。4 4 红曲色素在醋中的应用 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、疏松不结团)，拌人米 量2 5 的古田红曲(内含糖化酶、酒化酶等多种酶 维普资讯 http:/ 中国食品添加剂 C h i n a F o o d A d d i ti v e s 2 0 N o 4 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 3 O 多个国家_ 1。4 5 红曲色素在水产品中的应用 红曲色素应用在腌制的鱼、虾上的作用和原理 与在肉制品中是一致的：既作着色剂，又作为抑菌 剂，同时可以产生鲜美的味感。在我国，红曲色素 被应用于水产品的加工上，食品添加剂使用卫生 标准(G B 2 7 6 01 9 9 6)规定其用量为 0 5 一 1 O。在 E t 本，它被广泛应用于水产熟制品(蟹、虾的仿制品等)、煮章鱼、咸桂子鱼等的着色_ 6 j。除应用上述几类食用物质之外，红曲色素还可 用于各种调味品、禽类、果酒、辣椒酱、甜酱、糕点等 食品，具体不赘述。但它不宜用于新鲜蔬菜、水果、鲜鱼、海带。在使用红曲色素时应注意：因为它在使用中会 逐渐变成红棕色，溶解度、色价也会下降，在 p H值 4 0以下或盐溶液中可能产生沉淀，p H值 9 0以上 可能会出现絮状物，所以有它参与加工的某些产品 应尽快食用。5 红曲色素在应用中的趋势 从前文所述的该色素的性质可以看出，它有两 大特点就是耐E t 光性和水溶性较差，限制了它的使 用。我想如果对它进行结构上的修饰以改善它的 性能，就可扩大其使用范围，充分利用它的优点。有学者就此提出了四种改性方案，改性方法和结果 如下 6 ：(1)潘红素或红曲红素与牛磺酸反应：反应后，在低 p H值下比原色素的耐光性增强，而且水溶性 也上升。(2)碱解：由于红曲色素的分子中含有内酯键，将其碱解，可生成羧酸盐，有利于提高其水溶性，从 而得到水溶性色素。(3)用甘氨酸(G l y)或谷氨酸(G l u)修饰：水溶 性较好，且用 G l y 修饰工业成本较 G l u 修饰低。(4)碱性氨基酸作用于红曲色素：耐 E t 光性增 强。以上改性方案在进一步的研究之中。除对红曲色素进行改性，扩大其应用范围外，我认为它的另一个发展趋势就是充分利用它的保 健作用，把它合理地添加到食品中，研究和开发新 型保健食品。6 结语 天然食用添加剂红曲色素是红曲霉的菌 丝所分泌的色素。具有对 p H稳定，耐热性强等很 多其他天然色素无可比拟的优点。从古到今，在制 酒、红腐乳、肉制品、水产品等方面得到广泛的应 用。它还有保健作用，对在保健食品中的应用及新 型保健食品的研发具有十分积极的意义。如果对 其结构进行合理修饰，增强水溶性和耐 E t 光性，它 的应用范围将越来越广阔。参考文献 1 天津轻工业学院食品工业教学研究室 食品添加剂(修订 版)M 轻工业出版社，1 9 8 5：1 0 2 1 0 7 2 温辉梁、黄绍华、刘崇波主编 食品添加剂生产技术与应用 配方 M 江西科技出版社，2 O O 2：1 3 3，2 0 5 2 0 7 3 凌关庭主编 天然食品添加剂手册 化学工业出版社，2 O O 0：2 8 6 4 刘钟栋主编 食品添加剂原理及应用技术 中国轻工业出版 社，2 0 0 0 t 1 3 9 1 4 3 5 范继喜主编 实用食品添加剂 天津科学技术出版社，1 9 9 3：9 O 6 刘毅、宁正样 红曲色素及其在肉制品中的应用 食品与机 械，1 9 9 9，(7)：2 8 3 0 7 马立安，江涛 红曲的功能及其应用 中国酿造，2 0 0 1，(4)：1 4 1 5 8 陈运中 红曲的功能性及其应用 中国酿造，2 0 0 1，(5)：5 6 9 徐尔尼、许杨 红曲霉发醇液抑菌作用的探讨 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