红曲色素综述研究

红曲色素综述研究

摘要

红曲霉素是红曲霉的重要次级代谢产物，但是截至到今天很少有人系统的对其进行总结分析，本文将弥补这一空白，实现红曲霉素的最细致的发掘探讨。重点阐述了红曲霉素分离，生物活性，化学结构等，并简要介绍了几个基本外界因素对它生成的影响

一红曲色素简介

食品天然色素中，红曲色素一直是国内外学者研究的焦点。因其含有两种黄色素（梦那红，安卡黄素）、两种红色素（潘红、梦那玉红）及两种紫色素（潘红胺，梦那玉红胺），而且色素对6 F值、温度、金属离子氧化还原剂等较其他天然色素稳定，因此它是一种优良的食品天然色素。日本学者对其进行毒性试验证明：红曲色素安全无毒。我国毛宁等对色素提取液进行分析，证明提取液中，不含黄曲霉毒素。可用.糕点、肉罐头、糖果、药片染色。中国食品发酵工业研究所王柏琴等将红曲色素用在发酵香肠中，代替亚硝酸盐发色，用红曲色素制作的颜色，更接近，取得很好的效果。红曲色素的性质

红曲色素在乙醇浓度82%或者醋酸浓度78%时，对红曲色素的溶解性最好。水溶液呈中性或碱性条件下，溶解性较好，对热稳定性较好。

,红曲色素的生产

红曲色素是由红曲霉属的丝状真菌经发酵而合成的天然色素，是红曲霉的次级代谢产物。傅亮研究认为红曲色素在红曲霉菌代谢过程中有特殊的生理功能，在营养良好的培养基中培养时，红曲霉合成的红曲色素可以作为一种能量储存物质，当培养基营养缺乏时，红曲霉可同化色素，延缓细胞衰老、自溶过程。因此，对红曲色素的提取必须选择合理的发酵时期，终止发酵，进行提取色素。

红曲色素的安全性

天然色素，它性质稳定，又具有耐热性强（在的高温下色调保持不变）、耐光性和对蛋白质着色性极好等特点，而对红曲色素安全性的研究（毒理试验）则证明，食用红曲色素安全无毒，是值得大力推广的食用天然色素。以黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2 +作标准液，对照红曲霉培养物的提取液进行薄层层析，比较Rf值，结果提取液中不含黄曲霉毒素。古泉快夫等利用红曲色素进行毒性试验，试验表明，小白鼠口服最大剂量为18g/kg，没有引起死亡，而腹腔注射红曲色素Ld 50在4g/kg以上；慢性毒性试验是将!10%.红曲色素发酵液稀释10倍，每天喂食小白鼠40ml共7个月，结果未见异常。

二红曲色素理化性质的研讨

红曲色素是红曲霉在生长代谢过程中产生的天然色素。红曲色素是多种色素成分的混合物，以颜色的不同可分为黄色素、橘黄色素及红色素3类；以溶解性不同可分为水溶性色素和脂溶性色素两类。红曲色素作为一种天然色素，安全性高，经急慢性毒性实验及致畸、突变实验都证明其无毒，故红曲色素已广泛应用于各种食品和化妆品中[5-7]。1932 年，

Nishikawa 首次从紫色红曲霉等培养物中分离了黄色和橘黄色晶体。随后将红曲色素用有机溶剂提取分离，经元素定性、熔点测定，紫外、红外和可见光吸收光谱以及核磁共振谱分析，认为红曲色素是由化学结构不同、性质相近的红、黄橘黄 3 类不同色素组成的混合色素[5-6] 。红曲色素属于聚酮类（polyketide）色素，主要由 6 种结构相近的成分组成，其中，monascin （1）与ankaflavin（2）为黄色素，rubropunctatin（3）与monascorubrin（4）为橘黄色素，，rubropunctamine（5）与monasco- rubramine（6）为红色素。

最大紫外吸收波长为417～427 nm和498～525 nm。为了得到氨基酸色素衍生物，在Monascus sp. J101 的培养液中添加0.7%的L/D-氨基酸、乙酰化L-氨基酸或二肽，培养48 h后得到了一系列的色素衍生物，并对其进行了一系列脂肪酶抑制活性检测。L-tryptophane 和L-tyrosine色素衍生物的脂肪酶抑制活性较高，IC50 分别为61.2、103 μmol/L。为了提高活性，对氨基酸进行了二次修饰之后添加到培养液中，得到了一系列的色素衍生物，其中L-Tyo-OEt 和L-Leu-OEt 色素衍生物活性最高，IC50 分别为（13.8±0.3）、（12.2±0.2）μmol/L。通过以上活性检测得出如下结论：1）色素衍生物是非竞争性地抑制脂肪酶；2）具有芳香环和乙氧基的色素衍生物的脂肪酶抑制活性较高；3）L-Leu-OEt 色素衍生物特异性地抑制胰脂肪酶活性。同年，Lian 等从红曲高产色素菌株红色红曲霉102w 培养液中分离得到了一个赖氨酸衍生的红色素（35）。在Monascus sp. KCCM10093的培养过程中，添加了13 种氨基酸并得到了相应的氨基酸衍生物，对其进行HMG-CoA还原酶抑制活性检测，结果表明苏氨酸和亮氨酸色素衍生物的HMG-CoA还原酶抑制活性最高，分别为38%、35%。这些色素衍生物均可降低23%～27%的动脉硬化指数（atherogenic index）。

药理研究表明，红曲色素具有广泛的生物活性。Yasukawa 等[9]研究表明，安卡红曲霉代谢的色素对12-O-十四酰佛波-13-乙酸酯（TPA）诱发的小鼠癌变有抑制作用，而这些红曲色素中monascorubrin是最有效的。Akihisa 等[10]发现monascin 对过氧亚硝酸盐或紫外光照引发的并通过TPA 作为促发剂而诱发的小鼠皮肤癌变有抑制作用。Su 等研究发现，ankaflavin 对肝癌HepG2 和肺腺癌A549 细胞具有细胞毒性，其IC50为15 g/mL 左右，而对正常纤维细胞MRC-5 和WI-38 并没有毒性。Martinkova等研究表明，橘黄色素rubropuntatin和monascorubrin 对细菌、酵母和丝状真菌具有抗菌活性，而且可抑制枯草杆菌Bacillus subtilis 和热带念珠菌Candida pseudotropicalis 的生长。黄色素monascin 和ankaflavin 对小鼠脾脏T 细胞具有免疫抑制活性。除了上述6种主要色素以外，近年来科学家们从红曲代谢产物中陆续分离得到了许多其他色素化合物。1992 年，Sato 等[14]首次从红曲霉诱变株中分离了具有furanoisophthalide 新骨架的黄色素类化合物xanthomonasin A（7）和xanthomonasin B（8）。Akihisa 等发现xanthomonasins A、B具有较强的NO清除活性。Izawa 等研究表明，xanthomonasin A与B（3∶2）的混合物对诱变剂Trp-P-2（NHOH）具有较强的抗突变功能。1996 年，Hossain 从紫色红曲霉IFO30878液体培养液中分离了具有新型共轭吡喃-香豆素（conjugated pyrano-coumarin）骨架的一系列黄色素monankarins A～F（9～14），其中monankarins A～D对单胺氧化酶（monoamine oxidase，MAO）具有抑制活性。活性检测结果表明，monankarin C 和monankarin A 抑制作用较强，其IC50 分别为10.7 μmol/L 和15.5 μmol/L。进而对monankarin C 进行小鼠大脑和肝脏中MAO-A 和MAO-B 选择性抑制活性检测，结果表明monankarin C 对小鼠大脑中MAO-B 的抑制作用具有较高的选择性，但对肝脏中MAO并没有选择性。Jongrungruangchok 等从M. kaoliang Iizuka H. & Lin C. F. 二次诱变株发酵的大米中，分离得到了黄色素monascusone A （15）、monascusone B （16）及已知化合物FK17-P2b2（17）。Campoy 等利用添加己酸的培养液，液体培养高产色素诱变株紫色红曲霉IB1，其代谢产物中分离得到了一个黄色素4-[2, 4-dihydroxy-6-(3- hydr-