固體發酵紅曲紅提取方法的探索

余幫榮

（廣東科隆生物科技有限公司，廣東江門 529000）

固體發酵紅曲紅提取方法的探索

余幫榮

（廣東科隆生物科技有限公司，廣東江門 529000）

紅曲紅作為一種食用型色素已經被深入而廣泛地應用于食品加工業以及其他生物領域，掌握科學的紅曲紅提取方法，才能有利于其高效提取。分析了醇提工藝以及超聲輔助法提取工藝，實驗研究得出超聲輔助工藝具有更大的優勢。

紅曲紅；醇提工藝；超聲輔助工藝；提取

紅曲紅提取工藝隨著現代科技的發展也正在逐漸走向發展與創新，傳統的提取一般選擇乙醇浸提工藝，然而，超聲波提取工藝則是對傳統提取工藝的優化發展與創新，能夠克服傳統提取工藝的弊端，提高提取效率和純度，保護紅曲紅色素完整結構等。

1 紅曲紅色素的特征與應用概況

紅曲紅屬于純自然的食用色素，一般采用微生物法從紅曲霉中提取。現有的紅曲紅色素不僅能夠食用，用在食品生產、加工中，能夠提高食品的色彩、光澤，讓食品保鮮，而且能夠降脂、降壓，已經被用在食品生產中。隨著國家食品安全標準的不斷嚴格，添加食品色素前提是要確保其安全性，紅曲紅作為一種天然色素得到了各個行業的認可，其中肉制品中較為普遍應用，紅曲色素的使用能夠確保肉制品的色澤、質地，并延長其保質期，不僅能夠保持食品味道鮮美，還能確保其色澤。

2 醇提紅曲紅色素的工藝和技術研究

2.1 材料與設備

紅曲米，必須重視其質量檢查，優選新鮮、無發霉、高純度米，要嚴格檢查其有無發霉、變質現象，含殼量較少。對其進行烘干處理，并粉碎處理，篩選。濃度為95%的乙醇，按照1∶1比例的HCl，同時，要準備光度計、電子天平、真空干燥設備。

2.2 工藝與方法

將已經經過干燥處理并呈粉末狀的紅曲米中添加特定比例的乙醇、水，使其達到規定的酸堿值，并將其放入恒溫水浴鍋內部，浸泡一段時間，這樣就能讓紅曲色素充分地溶解在提取液內，再經過濾提取就能獲得過濾液，檢測、分析濾液。實際的操作程序大致為：干燥→粉碎→研磨→浸泡→過濾→吸光度檢測。

選好的紅曲米第一個工藝環節就是干燥處理，干燥處理的方法就是利用干燥箱對紅曲米實施干燥處理，除掉其內部水分，干燥溫度要達到103℃，這樣才有利于紅曲米干燥達標，粉碎處理則主要通過研磨的方式將固體顆粒狀的紅曲米變成粉末，這其中要注意其溫度控制，待其降溫后才能研磨，而且要利用目篩進行篩選。將已經研磨的紅曲米粉末裝入燒杯內進行浸提，將乙醇注入80℃的水鍋內，浸提0.5h，會逐漸形成浸提液，對其實施過濾處理，就能獲得濾液。吸光度測試：最后一個環節則要對其進行吸光度的檢測，這一過程主要借助光度計，波長要達到520nm。

科研實驗室用于學校教師、研究生及部分本科生科研攻關。其特點是專業性強、儀器設備多、人員相對固定。但與科研單位相比，其人員結構存在著新手多、流動性大、人員在實驗室工作時間長、老帶新等問題。因此，科研實驗室的良好傳統、安全環保意識對新手來說至關重要，對實驗室涉及的有毒有害物質的認知、適當處理方式的熟悉、水電、防火防盜等是防控重點。

3 結果與討論

3.1 醇配比因素

經過實驗操作總結出，當溶液中的醇濃度增加時，提取液的吸光度也對應增強，然而，醇濃度不能持續增加，有一個最高點80%，之后吸光度則呈下滑趨勢。也就是說乙醇濃度超出合理標準則可能影響紅曲紅色素的提取，可能導致其消散。可以嘗試采用混合型提取劑，要控制好其內部乙醇的濃度，一般來說80%時為最佳提取。具體如下圖1所示：

圖1 醇配比與吸光度之間關系

3.2 溫度因素

實驗證實，紅曲紅浸提的溫度會影響吸光度，二者之間呈正相關，然而，溫度也有一個極限點，達到80℃時，對應的吸光度則逐漸下降，這主要是因為色素遇到高溫發生較為激烈、快速地運動所造成，導致色素的吸光度衰弱，對此要維持浸提溫度為80℃。

3.3 醇提時間

經過實驗得出，如果醇提時間為1h，則在40min時吸光度達到極致，如果超出這一時長，所提取的色素則可能遇到高溫發生降解，進而影響其吸光度。

3.4 醇提酸堿值

醇提過程中，溶液的酸堿值也會影響實驗效果，當pH＜2時，色素則將遭破壞，然而達到3，則體現出良好的吸光度，酸度也不能超高。

3.5 醇提次數

醇提過程中，提取一次能夠達到較好的吸光度，相對徹底地提取，如果提取兩次，則提取將降低，但是比提取3次更優。

3.6 小結

醇提紅曲紅色素會受到溫度、醇濃度、次數、酸堿值等的影響，經過反復性實驗、分析與總結得出：要掌握最佳的提取參數，分別為：溫度為80℃，時間為40min，提取次數為2次。

4 超聲輔助法提取紅曲紅

4.1 材料、設備

紅曲霉，經發酵、分離所得的菌體粉末。大米粉、玉米漿、葡萄糖、硝酸鈉、乳酸、純乙醇等。超聲波反應槽、全溫振蕩儀、光度計、恒溫水浴鍋等。

4.2 操作流程

采用體積分數達到70%的乙醇，在60℃條件下浸提2h，再以4 000r/min的速率離心旋轉10min。將溶液過濾，同時進行稀釋處理，使其達到一定的倍數，再采用70%乙醇來進行空白對比，通過比色皿各自于410nm與505nm波長位置來測試吸光度，所得數值同發酵液的稀釋倍數值作乘積，就能獲得胞內色價，胞內總色素的檢測：利用相同的乙醇溶液來浸泡菌體，溫度要達到60℃，而且浸提時間要控制在1h內，當發現溶液徹底清水。

4.3 紅曲紅提取的干擾性因素

4.3.1 乙醇體積分數

乙醇體積分數不同所帶來的提取效果不同，當體積分數上升，對應的提取液色價顯著上升，意味著紅曲色素難以在乙醇內溶解，隨著體積分數上升至70%，對應的提取色素色價值為極值，如果體積分數超出70%，對應的色價則下降，成因在于：當乙醇體積分數超出特定標準時，則可能損壞菌體的蛋白，對此選擇70%的乙醇體積分數。

4.3.2 料液比因素

由于乙醇溶劑持續填入，從中提出紅曲紅色價也慢慢上升，實驗發現料液比例為35∶1，色價值則一直為最理想極值，接著多填入乙醇，色價則對應下降，主要成因在于：超聲提取操作中，乙醇用量直接關系到菌體浸提。

4.3.3 超聲頻率

實際的紅曲紅超聲輔助提取實驗中，當超聲頻率為50kHz時，紅曲紅色價值為極值，此時如果繼續提升超聲頻率，色素提取量則下降，主要是由于超聲頻率的上升，對應的波長下降，加劇了對菌體的破壞。

4.3.4 超聲功率

超聲功率的上升，對應的紅曲色素色價也慢慢上升，達到320W時，紅曲紅色價則逐漸升至極值，此時如果增加超聲功率則色價開始降低。出現這些問題主要是由于超聲功率如果無限制上升，對應的空化作用擾亂了菌體結構、組織，導致其內部出現某種非色素顆粒，并融入了一些色素分子，一些分子發生沉淀，影響色素的提取。

4.3.5 超聲時間

超聲時間也是一大影響因素，當達到10～50min時，所提取的紅曲紅色價體現穩步增加的趨勢，特別是50min時，色價則提升至良好程度和水平，此時如果增加超聲時間，則不利于色素的提取。這說明因為超聲時間的持續增加，溶劑體積的滲透壓逐漸趨向于平衡狀態，使得紅曲色素也就不能跟隨溶劑逐漸朝著胞外拓展，導致色價無法持續上升。紅曲色素由于長期在高溫模式下，色素無法穩定、色價值也對應降低。對此選擇最合適的超聲時間50min。

4.3.6 實驗結論

超聲輔助提取紅曲紅色素，主要受到乙醇濃度、超聲功率、頻率、溫度以及時間的干擾和影響，要科學調節這些因素，使其達到最佳狀態，例如：超聲溫度為60℃，時間為50min，乙醇體積分數為70%。

5 總結

同傳統的醇提工藝相比，超聲輔助提取工藝具有更大的優勢，體現在：效率高、提取純度高、維持紅曲紅色素結構完整等，是對傳統的醇提工藝的進一步發展和優化。

[1] 全國標準物質管理委員會.標準物質定值原則和統計學原理[M].中國質檢出版社，2011.

[2] 王金字，董文賓，楊春紅，等.紅曲色素的研究及應用新進展[J].食品科技，2010（1）：245-248.

[3] 張帝.紅曲霉發酵產紅曲色素及其穩定性研究[D].蕪湖：安徽工程大學，2014.

E x p l o r a t i o n o n E x t r a c t i o n o f Mo n a s c u s R e d b y S o l i d F e r me n t a t i o n

Yu Bang-rong

Monascus red as a kind of edible pigment has been widely used in the food processing industry and other biological fields，master the scientific red yeast red extraction method，in order to facilitate its efficient extraction.In this paper，the alcohol extraction process and the ultrasonic assisted extraction process were analyzed.The experimental results show that the ultrasonic assisted process has a greater advantage.

red yeast red；alcohol extraction technology；ultrasonic assisted process；extraction

TQ920

A

1003-6490（2017）08-0074-02

2017-06-01

余幫榮（1973—），男，廣東江門人，工程師，主要從事食品添加劑的生產工作。