摘要
红曲色素是红曲霉发酵所产生的次级代谢产物，在我国作为食品着色剂应用于食品领域已经有两千多年的历史。红曲色素根据色调可分为红色色素、橙色色素和黄色色素，目前国内市场对黄色色素的需求约占60％。此外，对比合成色素与植物色素，红曲黄色素具有生产成本低、安全性高、稳定性高等优势，同时还具有抗炎、抗肿瘤和抗氧化等生理活性。基于此，本论文以单产水溶性红曲黄色素突变菌株M.purpureusH14为研究对象，考察大孔吸附树脂分离水溶性红曲黄色素的过程及效果;研究该红曲黄色素的环境稳定性、化学结构以及细胞抗氧化活性;最后，研究该色素分子对米粉品质特性、感官特性和储藏保质的影响。本论文的主要研究结果如下: (1)考察了 7种树脂作为吸附介质对水溶性红曲黄色素的吸附解吸性能，并建立了静态和动态吸附分离体系。确定了大孔树脂LX-3020作为水溶性红曲黄色素分离的最佳吸附树脂。最佳静态吸附条件为温度25℃、料液比为1∶25～1∶30、低酸性条件(pH=4),吸附量达370.75 U/g,吸附率达80.61％;最佳静态解吸条件为温度25℃70％(v/v)乙醇-水洗脱液、低碱性条件(pH=8),色素解吸率达93.30％;当动态条件设置为上样浓度50 U/mL、上样流速与解吸流速均为1Bv/h时，最大回收率可达到75.21％。最后，通过等温吸附和吸附动力学方程拟合曲线，分析大孔树脂LX-3020对该黄色素的吸附与解吸机制，表明色素分子在树脂上发生多分子层吸附并以化学吸附为主。 (2)水溶性红曲黄色素对pH、热、光和金属离子等环境因素具有良好的稳定性,并通过结构鉴定确定了该水溶性红曲黄色素为C21H27NO7S。色素整体的色调稳定性良好，一直保持黄色色调(除在高浓度的Ca2+、Cu2+离子溶液外);该色素在pH4-8范围、25-100℃热处理、光照、Na+、K+等金属离子处理下表现出良好的色价稳定性。最后，UHPLC-ESI-MS分析表明该黄色素由红曲黄色素组成，分别为monascusone B和C21H27NO7S。基于monascusone B为醇溶性色素，由此确定了水溶性红曲黄色素为 C21H27NO7S。 (3)C21H27NO7S具有良好的细胞抗氧化活性。在2.5mg/mL浓度下，水溶性红曲黄色素溶液的DPPH自由基清除率达到93.32％的VC单位。在1.5 mg/mL时，水溶性红曲黄色素的ABTS自由基清除率达到71.99的VC单位。在2.5 mg/mL时，水溶性红曲黄色素的总抗氧化能力达到VC单位的64.16％。细胞实验表明，水溶性红曲黄色素对HUVECs无毒性。根据ROS检测结果，H2O2组荧光强度大，存在大量ROS,而保护组荧光浅，荧光点数量也更少;对荧光强度进行半定量分析，H2O2的荧光强度明显高于对照组，而保护组荧光强度明显下降，恢复到接近正常水平;保护组SOD含量为693.15U/mg较H2O2组SOD含量403.53U/mg显著升高;保护组细胞内MDA含量达到2.03nmol/mg蛋白，H2O2组细胞内MDA含量6.46nmol/mg相比显著降低。说明水溶性红曲黄色素可以降低细胞内ROS水平;提高HUVEC细胞内SOD水平、减轻细胞脂质的过氧化损伤，降低细胞内MDA含量，可提高HUVEC氧化损伤后的抗氧化能力。 (4)添加该红曲黄色素能显著改变米粉的质构、蒸煮、色差、感官特性。研究不同的色素添加量对米粉的品质特性的影响。结果表明，当水溶性红曲黄色素的添加量为200 mg/100 g时，L*值降低了 10.14％为78.52,a*值和b*值分别提高为9.55(5.41倍)和73.63(6.74倍)，硬度、黏附性和嚼劲分别降低24.35％、77.35％和34.49％;当添加量为120 mg/100 g时风味变化最显著，得分最高，表明水溶性红曲黄色素能显著影响米粉的感官特性。最后，对比空白组，添加120 mg/100 g红曲黄色素的米粉在30℃放置48 h时，菌落总数减少约90％,表明添加水溶性红曲黄色素能够增加米粉的储藏保质期。
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