低桔霉素高色價紅曲色素的提取研究

臧 晉，趙 蓉，李 杰，孟大印

(南陽理工學院生物與化學工程學院，河南南陽473000)

低桔霉素高色價紅曲色素的提取研究

臧 晉，趙 蓉，李 杰，孟大印

(南陽理工學院生物與化學工程學院，河南南陽473000)

以紅曲米為原料采用兩步提取法提取紅曲色素，第一步提取去除桔霉素，第二步提取紅曲色素。實驗結果表明，第一步提取的最佳條件為提取溶劑乙酸乙酯、提取溶劑pH 2.5、提取溫度50℃、提取時間60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次數3次。第二步提取的最佳條件為乙醇濃度85%、提取溫度60℃、提取時間50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次數2次。采用上述最佳條件兩步提取可得到低桔霉素高色價的紅曲色素產品，紅曲色素得率8.31%、色價18625U/kg、桔霉素含量1.37mg/kg，桔霉素含量低于紅曲色素中桔霉素最低限量指標。

紅曲色素，桔霉素，提取條件

紅曲米 市售;桔霉素標準品 Sigma公司;乙腈、甲醇 色譜純;乙酸乙酯、甲苯、氯仿、乙醇、磷酸、甲酸 分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司。

HP1100高效液相色譜儀、HPLC熒光檢測器惠普公司;FW－100高速萬能粉碎機 北京中興偉業儀器有限公司;BS110S電子天平 北京賽多利斯天平有限公司;RE－52A旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器有限公司;721可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 紅曲米→粉碎→溶劑提取桔霉素→過濾→濾餅→乙醇提取色素→提取液→濃縮→干燥。

操作要點:紅曲米經干燥粉碎，準確稱取紅曲米粉10g，按實驗方案設計的條件進行回流提取，經過濾得濾液和濾餅，測定濾液中桔霉素的提取量后經真空濃縮回收溶劑。濾餅經真空干燥后用乙醇溶液提取紅曲色素，按實驗方案設計的條件進行回流提取，經過濾得濾液和濾餅，測定濾液中紅曲色素的色價，濾液經真空濃縮、真空干燥得到紅曲色素，測定所得紅曲色素的色價和桔霉素殘留量。

1.2.2 測定方法 桔霉素測定:采用 HPLC法［3］。HPLC儀為HP1100;色譜柱:Eclipse XDB Reversedphase C18，5μm，250mm×4.6mm;檢測器:熒光檢測器:(Ex331，Em500);流動相為乙腈和水(用磷酸調pH2.5):35∶65(v∶v);流速:1mL/min。桔霉素出峰時間:約18min。

紅曲產品色價測定:采用國家標準(GB4926－85)［4］測定。色價計算公式:色價(CV)=OD505×稀釋倍數(U/kg，或U/mL)。

1.2.3 桔霉素提取實驗 設計一個4因素3水平的正交實驗，根據前期單因素實驗的結果，確定各因素的水平。考察溶劑種類、提取溫度、提取時間、料液比對桔霉素提取效果的影響，正交實驗因素水平表見表1。

采用正交實驗所確定的提取條件，進一步考察提取溶劑、pH和提取次數對桔霉素提取效果的影響。

表1 桔霉素提取正交實驗的因素及水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test on citrinin extraction

1.2.4 紅曲色素提取實驗［5］紅曲米粉經溶劑浸提除去桔霉素，經過濾所得濾餅，用乙醇溶液提取紅曲色素。設計一個4因素3水平的正交實驗，根據前期單因素實驗的結果，確定各因素的水平。考察提取溫度、提取時間、乙醇濃度、料液比對紅曲色素提取效果的影響，正交實驗因素水平表見表2。

采用正交實驗所確定的提取條件，進一步考察提取次數對紅曲色素提取效果的影響。

對紅曲色素提取液經真空濃縮、真空干燥得到紅曲色素，測定所得紅曲色素的色價和桔霉素殘留量。

表2 紅曲色素提取正交實驗的因素及水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test on monascus color extraction

2 結果與討論

2.1 桔霉素提取實驗

2.1.1 正交實驗 根據表1所設計的正交實驗因素水平，選用L9(34)正交表安排實驗，結果見表3。

由表3正交實驗結果及極差R可以看出，影響桔霉素提取的各因素影響的主次順序為:A＞C＞D＞B，即在各影響因素中，溶劑種類和提取時間對桔霉素提取量的影響較大。

通過比較正交實驗的各組數值的分析，可以得出:最佳提取條件組合為A1B2C2D2，即桔霉素在乙酸乙酯為溶劑、提取溫度50℃、提取時間60min、料液比1∶15(g∶mL)時，提取的效果最好。

表3 桔霉素提取正交實驗結果Table 3 Results of orthogonal test on citrinin extraction

2.1.2 pH對桔霉素提取的影響 采用正交實驗所確定的提取條件，用甲酸調溶劑的pH，考察提取溶劑pH對桔霉素提取效果的影響，結果見圖1。

由圖1可以看出，提取溶劑pH為2.5時，桔霉素的提取量最高。因此，提取溶劑最佳pH應采用2.5。

圖1 pH對桔霉素提取的影響Fig.1 Effect of pH on citrinin extraction

2.1.3 提取次數對桔霉素提取的影響 采用正交實驗所確定的提取條件，提取溶劑pH采用2.5，考察提取次數對桔霉素提取效果的影響，結果見圖2。

由圖2可以看出，提取次數為3時，可以達到桔霉素的最高提取量，再增加提取次數桔霉素的提取量增加很小。因此，最佳提取次數應采用3次。

綜合以上實驗結果，得出桔霉素的最佳提取條件為:提取溶劑乙酸乙酯，提取溶劑pH2.5、提取溫度50℃、提取時間60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次數3次。

2.2 紅曲色素提取實驗

2.2.1 正交實驗 紅曲米粉經浸提除去桔霉素，經過濾所得濾餅經真空干燥后用于提取紅曲色素。根據表2所設計的正交實驗因素水平，選用L9(34)正交表安排實驗，結果見表4。

圖2 提取次數對桔霉素提取的影響Fig.2 Effect of extraction frequency on citrinin extraction

表4 紅曲色素提取正交實驗結果Table 4 Results of orthogonal test on monascus color extraction

由表4正交實驗結果及其極差R可以看出，影響紅曲色素提取的各因素影響的主次順序為:C＞A＞B＞D，即在各影響因素中，乙醇濃度和提取溫度對提取率的影響較大。

通過比較正交實驗的各組數值，可以得出:最佳提取條件組合為A3B2C1D2，即乙醇濃度為85%、提取溫度60℃、提取時間50min、料液比1∶20(g∶mL)。采用正交實驗所確定的最佳提取條件組合A3B2C1D2進行了紅曲色素提取的驗證實驗，經測定提取液色價為77.3(U/mL)，高于正交實驗表4中九組實驗結果。因此，可以證明正交實驗所得出的最佳提取條件組合A3B2C1D2是可靠的。

2.2.2 提取次數對紅曲色素提取的影響 采用正交實驗所確定的最佳提取條件，考察提取次數對紅曲色素提取效果的影響，測定提取液的色價，結果見圖3。

由圖3可以看出，提取次數為2時，可以達到紅曲色素的最高提取量，再增加提取次數，紅曲色素的提取量增加很小。因此，最佳提取次數應采用2次。

綜合以上實驗結果，得出紅曲色素的最佳提取條件為:乙醇濃度為85%、提取溫度60℃、提取時間50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次數2次。

圖3 提取次數對紅曲色素提取的影響Fig.3 Effect of extraction frequency on monascus color extraction

2.3 驗證實驗

準確稱取紅曲米100g，按上述實驗所確定的最佳提取條件進行兩步提取。第一步提取后經過濾得濾液和濾餅，濾液經測定桔霉素含量后真空濃縮回收溶劑，濾餅經真空干燥后用于第二步提取紅曲色素。第二步提取后經過濾得濾液和濾餅，濾餅棄去，濾液經真空濃縮后真空干燥得紅曲色素8.31g。經測定原料紅曲米的桔霉素含量為48.72mg/kg、色價為2382U/kg，所得紅曲色素的桔霉素含量為1.37mg/kg、色價為18625U/kg。結果表明，采用以上實驗所確定的最佳條件兩步法提取紅曲色素，可顯著降低色素中桔霉素含量、提高色素色價，其中桔霉素含量低于紅曲色素中桔霉素最低限量指標2.0mg/kg。

3 結論

以紅曲米為原料采用兩步提取法提取紅曲色素，第一步提取去除桔霉素的最佳條件為提取溶劑乙酸乙酯，提取溶劑pH2.5、提取溫度50℃、提取時間60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次數3次。第二步提取紅曲色素的最佳條件為乙醇濃度為85%、提取溫度60℃、提取時間50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次數2次。采用上述最佳條件兩步提取可得到低桔霉素高色價的紅曲色素產品，紅曲色素得率8.31%、色價18625U/kg、桔霉素含量1.37mg/kg，桔霉素含量低于紅曲色素中桔霉素最低限量指標。

［1］許贛榮，李風琴，陳蘊，等.紅曲霉桔霉素的檢測方法及紅曲霉產桔霉素的判別方法［J］.微生物學通報，2004，31(3): 16－20.

［2］陳蘊，許贛榮，虞慧玲.紅曲桔霉素高效液相色譜測定條件的優化［J］.食品與發酵工業，2004，30(1):118－123.

［3］中國國家質量監督局.GB4926－85中華人民共和國紅曲米國家標準［S］.1985.

［4］謝林明，勵建榮.紅曲色素的提取及其穩定性研究［J］.食品工業科技，2004，25(3):118－121.

［5］石鶴，陳丹丹，胡雄.紅曲色素的提取研究［J］.湖北師范學院學報，2004，24(4):69－72.

Study on extraction condition of monascus color with low citrinin and high color value

ZANG Jin，ZHAO Rong，LI Jie，MENG Da－yin (College of Biology and Chemistry Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473000，China)

Tow step methods were used to extract monascus color from red Koji rice，the first step extraction was used to remove citrinin，the second step was used to extract monascus color.The results of experiments were obtained as follows:The optimal conditions of the first step extraction were:acetic ether as extracting solvent，pH 2.5，50℃ extracting temperature，60min extracting time，1∶15 the ratio of solid material to solvent，3 extracting frequencies.The optimal conditions of the second step extraction were:85%ethanol concentration as extracting solvent，60℃ extracting temperature，50min extracting time，1∶20 the ratio of solid material to solvent，2 extracting frequencies.Under above conditions，the monascus color with low citrinin and high color value could be obtained. The

rate of monascus color was 8.31%，with 18625U/kg color value and 1.37mg/kg citrinin content.

monascus color;citrinin;extracting conditions

TS201.2

B

1002－0306(2012)10－0284－03

紅曲色素是紅曲霉菌的次級代謝產物，紅曲色素色澤鮮艷、穩定性好、著色力強，廣泛應用于食品著色或釀酒，特別是歐美許多國家每年大量進口我國的紅曲色素用于肉制品著色劑。但是近年來，研究證實紅曲霉會產生對腎臟有毒害作用的真菌毒素桔霉素(Citrinin)［1］，使得紅曲產品的食用安全性受到挑戰，這極大限制了紅曲色素的廣泛應用和出口［2］。因此，開發生產無桔霉素或低桔霉素含量的紅曲產品，具有重要的現實意義。本研究以紅曲霉固態發酵產品紅曲米為原料，根據桔霉素與紅曲色素理化性質的差異，先用有機溶劑浸提除去桔霉素，再用乙醇溶液提取紅曲色素，采用正交實驗分別對兩步提取條件進行了優化，顯著降低了桔霉素含量，獲得了低桔霉素高色價紅曲色素產品，為開發生產食用安全的紅曲色素提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

2011－09－05

臧晉(1964－)，男，碩士，教授，主要從事食品生物技術研究。

南陽理工學院2010院級科研基金項目(2010NY015)。