红曲色素在食品中的应用
摘要:近年来,食品安全问题不断发生,引起了人们广泛的关注。寻找一种天然、无公害的食品添加剂已经成为人们的需求。红曲色素是中国传统的天然色素,具有营养、无毒等特性,是红曲霉次级代谢产物,并且可以作为食品添加剂被广泛地应用于各种食品行业中。
关键词:红曲色素;食品;应用
中图分类号:TS202.3 文献标志码:A doi:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2019.09.055
Application of Monascus Pigment in Food
SUN Ting1,WANG Feng2
(1. College of Life Science and Engineering,Northwest Minzu University,Lanzhou,Gansu 730124,China;
2. School of Chemical Engineering,Northwest Minzu University,Lanzhou,Gansu 730124,China)
Abstract:In recent years,food safety problems continue to occur,and have attracted extensive attention. It has become a demand for people to find a natural and pollution-free food additive. Monascus pigment is a traditional Chinese natural pigment. It has the characteristics of nutrition,non-toxicity and so on. It is a secondary metabolite of monascus,and can be widely apply to various food industries as a food additive.
Key words:monascus pigment;food;application
隨着生活品质的提高,食品添加剂已经逐渐成为人们日常饮食来源的重要组成部分。色素因能赋予食品悦目的色泽,增强人们的购买欲,而获得各行业的青睐[1]。由于化学合成色素的毒副作用,人们致力于天然色素的研究[2],红曲色素是红曲霉的丝状真菌发酵产生的天然色素[3],具有营养、无毒、对身体并无任何毒害作用和致突变作用等优点,广泛应用于肉品、调味品、酿酒等食品行业,因此红曲色素一直是天然食品色素研究的热点。
1 红曲色素的理化性质
红曲色素是液体或粉末或糊状物,略有气味;熔点约60 ℃,不溶于水、甘油,溶于乙醇、乙醚、冰醋酸[4],红曲色素中70%~80%为脂溶性色素,20%~30%为水溶性色素[5],与其他天然色素相比,红曲色素具有良好的热稳定性、软色调、蛋白质强着色力和广泛的pH值范围[6],虽然红曲色素有许多较好的理化特性,但还是存在着一些缺陷,如天然色素的稳定性比较差,且对光、热、霉菌敏感,容易分解、破坏等。因此,在红曲色素的提取和生产过程中,应尽可能避免这些因素使色素分解、破坏[7]。
2 红曲色素的生产
红曲色素的生产工艺有液体发酵和固体发酵 2种工艺。
2.1 液体发酵
红曲色素的生产工艺,已经由传统的固体发酵转向液体深层通气发酵,液体发酵极大地增加了色素的产率和纯度[8-9],与传统的固态发酵方法相比,液体深层发酵具有生产能力大、低杂质含量、易于机械化生产等优点[10],但是,初期投资大、技术要求高,而且在我国的可操作性不强[11],由于液态发酵法生产的红曲色素的色价都不高[12],因此对生产红曲色素的液体培养工艺进行优化成为了研究热点。
2.2 固体发酵
目前,国内大多学者仍采用固态发酵生产红曲色素,固体发酵作为我国传统的发酵工艺,虽然存在发酵产色素生产周期长且量较低等缺点。但是,与液体发酵相比,具有低的能量消耗,以及大规模发酵过程中往往不要求严格的消毒,培养基的组分简单,操作简易,且提取成本低的特点[13]。因为它可以克服液体发酵的不足,更容易投入生产,对红曲色素的固态发酵的创新性研究仍具有十分重要的意义。
3 在食品中的应用
3.1 在腊肉制品中的应用
在腊肉制品的加工过程中,为了使肉的色泽更加诱人、延长肉的保质期,常添加亚硝酸钠。将亚硝酸钠添加到肉制品中,既能使肉品颜色保持鲜泽,又能抑制肉毒杆菌毒素的生长,提高肉品的品质和风味,但过多摄入亚硝酸盐,会对人体造成危害,同时残留的亚硝酸根还会生成致癌物质,对人体有致癌作用[14],而由于红曲色素含有良好的着色性能和防腐性能[15],可广泛代替亚硝酸盐应用于腊肉制品。
红曲色素着色原理与亚硝酸盐的完全不同,亚硝酸盐是与肌红蛋白形成亚硝基肌红蛋白,而红曲色素是直接把肉制品染成红色,二者都可以给予肉制品色泽和风味,抑制有害微生物的生长,从而延长保质期[16-17]。但是,红曲色素是一种天然的食品着色剂,具有高安全性,对人体健康无害。王也等人[18]发现红色素以注射形式添加到肉制品中,添加量为肉质量的0.001%,便能从色泽、质构等角度达到亚硝酸盐的水平。德国肉类研究中心研究发现,在腌制类产品中添加红曲色素,可以减少亚硝酸盐的用量,且感官特性等可不受任何影响,从而使安全性提高[12]。
3.2 在香肠中的应用
香肠是将动物的肉绞碎成条状,再灌入肠衣制成的长圆柱体管状食品,王柏琴等人[19]研究红曲色素在香肠中的应用,发现在发酵香肠中添加1 600 mg/kg的红曲色素其颜色接近于150 mg/kg NaNO2为发色剂时制作的发酵香肠,且1个月内不变色。王大为等人[20]通过研究发现红曲色素的耐光性大大优于亚硝基色素,添加300 mg/kg红曲色素可显著提高正常亚硝酸钠用量(100 mg/kg)使产品腌肉色的强度和对光照的稳定性。综上所述,红曲色素也可作为着色剂应用于香肠肉制品中。
3.3 在调味品中的应用
利用红曲色素可制备各种功能性调味品,红曲除了含红色素之外还富含糖化酶、蛋白酶、酯化酶等,应用于酱油生产不仅可提高酱油的红色指数,它还可以改善物理和化学指标,如提高氨基酸、糖分等,增加酯香,改善风味[21]。武汉佳成生物公司发明专利——以红曲为出发菌株制得的复合红曲菌种作为糖化增香曲应用于酱油中,可提高酱油的品质,明显优于普通工艺酱油[22-23]。赵吉兴[24]通过研究发现,在酱油中添加0.2%的红曲色素,可明显提高酱油的色泽和红色指数,并且具有良好的光稳定性和热稳定性。
福建红曲老醋是以糯米、芝麻、红曲为原料,加入米量25%的古田红曲,通过液体发酵酿制而成,产品颜色棕黑,风味独特,在30多个国家均畅销[25-27]。文镜等人[28]在原有红曲醋的酿造工艺上,以功能红曲米作为原料制造功能红曲醋,得到的功能红曲醋具有一定的降血脂功能。
3.4 在酿酒行业的应用
红曲霉通过接种到煮熟的大米上,发酵培养而得的红曲,能够产生降血糖、降血压等功效的多种功能性成分,因而广泛应用于酿酒行业[29]。我国的福建、台湾等地有生产红曲酒的悠久历史[30],福州老酒是以糯米為原料和以红曲为糖化发酵剂,精酿而成,酒味醇厚;丹溪红曲酒通过加压过滤过程中产生的,保留大部分在发酵过程中的营养物质,并具有浓郁的香气,营养丰富。李永波等人[31]研究了红曲在制造红曲甜米酒过程中的稳定性,发现红曲色素在光照条件下容易分解,为了更好地保存红曲酒,红曲酒应避光保存。
3.5 在面制品中的应用
红曲主要用于生产红曲面包、饼干、面条等面制品[23],周凌霄等人[32]以红曲为辅助原料,经二次发酵研制出了色、香、味均能被人们所接受的红曲降血压面包。付丽芳等人[33]用小麦为原料,以红曲为辅助材料,添加辅料,进行二次发酵,可制成高档红曲降血压面包。陈晓园等人[34]将不同比例的红曲米和茯苓添加至馒头中,能较好地改善馒头的品质。
3.6 其他方面的应用
红曲色素除了应用于上述食品行业,还能用于腐乳的生产,使腐乳具有良好的外观和风味,还具有抗血压等作用;红曲色素应用于水产品时的作用与应用于肉制品时的作用相似,使水产品外观鲜艳、抑制微生物的生长,赋予产品良好的风味;红曲色素应用于饮料,有良好的着色能力和稳定性;红曲色素也被广泛用于香肠、糖果、果酱、水果茶、果汁、糖浆、糕点、冰激凌和仿生食品的着色。
4 结语
红曲色素一直是天然食品色素中国内外学者研究的热点,在欧盟和美国,红曲色素被认为是一种有潜力的食品添加剂[35],除了其在食品工业中的应用,红曲色素被广泛应用于医疗、化妆品、化工等行业。天然红曲色素代替化学合成色素应用于食品,化妆品和药品等行业已成为一种发展趋势。由于红曲色素具有众多优点,因此对红曲色素的研究开发仍具有很大的现实意义。
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