倪 斌，张 辉，邱华振

(1.上海金枫酒业股份有限公司，上海 200063；2.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093）

红曲色素是红曲霉菌在大米中培养发酵而成，也是红曲霉的次级代谢产物[1]。商品名也叫红曲米，广泛应用于调味品、腌制品、酒类、面制品行业中。同时，红曲色素是多种色素的混合物，其中主要含黄色素、红色素和橙色素[2]。本试验通过选取不同品牌的红曲米从温度、pH 值、光照条件对萃取出的红曲色素所含的3 种色素对照试验数据进行系统的分析[3]，综合选取最优质稳定的红曲米品种，对后期红曲黄酒产业化生产维护色价的稳定性奠定一定的技术基础。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

原料：国内不同品牌的红曲米；市售。

仪器设备：DNP-9272电热恒温培养器，上海精宏实验设备有限公司；DS-673 电子计重秤，上海寺冈电子有限公司；分光光度仪UV-1600PC，上海美谱达仪器有限公司；立式恒温震荡摇床，上海一恒仪器有限公司；PB-10 普及型pH 计，德国sigma 公司；TM050 碾米机，江苏秉宏生物科技有限公司；5810离心机，德国Eppendorf公司。

1.2 实验方法

1.2.1 红曲色素溶液的制备

从6 个样品中各自称取0.10 g 样品分别装入50 mL 比色管中，振荡摇匀后放入恒温水浴锅，温度为30 ℃，水浴30 min 后取出。将混合液移入80 mL 离心管中，5000 r/min 离心10 min。离心后取上清液20 mL 分两组分别加入2 个10 mL 比色管中作为平行数据，共6组，做好标记。

本实验所测Abs 值分3 个波长即λ=410 nm、λ=465 nm 和λ=510 nm，其中λ=410 nm 所测得值为红曲色素中黄色素的Abs 值，可代表黄色素含量，λ=465 nm 所测得值为红曲色素中橙色素的Abs 值，可代表橙色素含量，λ=510 nm 所测得值为红曲色素中红色素的Abs 值，可代表红色素含量。分别计算3种不同颜色的色素损失率。

1.2.2 不同温度对红曲色素稳定性影响

将6 组比色管放入恒温水浴锅，温度条件分别为100 ℃、90 ℃、80 ℃、70 ℃、60 ℃、50 ℃，均水浴加热3.5 h。完成后取出冷却至常温，分别从反应完成的样液和原始样液取样加入石英比色皿中并放入紫外分光光度仪，在3 个波长（410 nm、465 nm、510 nm）下测量样品的Abs值。

1.2.3 不同pH值条件对红曲色素稳定性影响

滴加标准氢氧化钠溶液并利用电子pH 计读数，调整溶液按不同pH 值条件进行实验，分别为12、10、8、6、4、2，稳定后静置反应3.5 h，利用上述实验方法计算Abs值。

1.2.4 不同光环境对红曲色素稳定性影响

根据上述实验方法，用移液枪将清液分为3 份各15 mL，加入标记好的透明试管中并封口。原样液先用紫外分光光度仪测量3个波长的Abs值并记录。6 组18 个样品分成3 个大组，按表1 进行分组。按表1 分组后，第一组6 个样品暴露放置于紫外光照射下，第二组6 个样品暴露放置于自然光照射下，第三组6 个样品则移入6 个棕色试管中并使用锡箔纸完整包裹后放入避光环境下，每隔24 h 对18个样品进行Abs值的测量。

表1 样品在不同光环境条件下的Abs值测量

1.2.5 红曲色素损失率的测定

按照上述实验步骤内容进行实验，记录的数据结果均为Abs 值，通过测得的Abs 值来表示水溶性红曲色素的浓度，记录实验前原始样液的Abs 值和反应后样液的Abs 值进行相关数据计算与分析，得出相应结论，本实验主要计算水溶性红曲色素的损失率，以得到相关结论。

损失率的计算公式为：

式中：A 为测得原样液的Abs 值；Ā为两个经过试验后的样液的Abs平均值。

1.2.6 红曲色素色价的测定

实验测得6 种不同样品的初始样液吸光值，为了比较其各自间优劣，在此引入色价这一概念，即通过色素含量作为选定标准之一。

色价的定义：也称比吸光度，是指天然食用色素，其1 %浓度的溶液、透过1 cm 比色皿在其最大吸收峰处的吸光度值。色价的单位：U/mL或U/g。

色价的计算公式：

式中：λnm 表示该物质溶解在合适溶剂中的最大吸收波长，通过光谱图获得；A 表示吸光度值；m表示样品质量，单位为克（g）；f表示稀释倍数。

2 结果与分析

2.1 不同红曲米样品色价分析

测定6 种样品中红曲红色素、红曲橙色素和红曲黄色素的色价，结果如图1、图2 和图3 所示。图1 为6 种红曲米样品中的红曲黄色素的平均色价，可知样品5 的黄色素色价最高，为44.3 U/g，其次为样品2 和样品4；图2 为6 种红曲米样品中的红曲橙色素的平均色价，可知样品5 的橙色素色价最高，为38.8 U/g，其次是样品4 和样品2，样品1 色价最低，仅为21.7 U/g；图3 为6 种红曲米样品中的红曲红色素的平均色价，即样品5 的红色素色价最高，为44.6 U/g，其次是样品2 和样品4，可见样品5 的红色素色价也超过其他5 个样品，由于红曲黄酒发酵最终呈现明亮鲜红的颜色，故红曲红色素为本文筛选红曲米样品以及色素的首要色素。综合以上讨论可知，样品5 中不仅具有最高的红曲红色素含量，同时亦显示出较高的橙色素和黄色素色价。

图1 不同红曲米所含黄色素的平均色价

图2 不同红曲米所含橙色素的平均色价

图3 不同红曲米所含红色素的平均色价

2.2 不同温度对红曲色素稳定性分析

许多天然色素的稳定性都会随温度改变而受到影响，其中大部分色素的结构在环境温度升高后会逐渐被破坏，导致样品褪色，红曲色素也不例外。由图4—图6 可知，样品1 的红曲色素对高温处理较为稳定，损失率最低，而样品6 中的红曲色素高温处理则较为敏感，损失率最高。虽然样品1对温度处理具有较好的稳定性，但样品1 中的红曲红色素色价较低，70 ℃处理前后的色价分别为16.45 U/g 和11.7 U/g，而样品5中的红曲红色素色价最高，经过温度处理前后损失的色价分别为42.1 U/g和15.7 U/g。

图4 不同样品的黄色素损失率

图5 不同样品的橙色素损失率

图6 不同样品的红色素损失率

红色素作为本实验最关注的核心内容，总体趋势仍然是随着加热温度的不断上升，损失率总体也上升。根据图中数据计算结果观察发现，红曲色素中红色素的耐热稳定性明显不如黄色素和橙色素，在当加热温度超过90 ℃时，6 个样品的红色素损失率均大于60%，在60 ℃以下的耐热稳定性表现良好，损失率均低于35 %，且最低损失率为9.1 %。样品1的损失率总体仍为最低，样品3、样品4、样品5的损失率较为稳定且随温度变化不大。

2.3 不同pH值对红曲色素稳定性的影响

不同pH 值环境下红曲色素的稳定性表现均不同，已有研究表明，红曲色素在溶液呈弱酸或弱碱性时稳定性较好，而在强酸强碱环境下其结构容易遭到破坏。不同pH 值对红曲色素稳定性的影响结果见图7、图8、图9。可知，随着环境溶液酸碱性由中性逐渐变为强酸性或强碱性时，6 种红曲米样品的损失率总体也呈上升趋势，在pH2 及pH12 时，3种色素损失率均较高，且当pH12 时，色素的损失率明显高于pH2 时的色素损失率，可知红曲色素在强碱性环境下稳定性较差。同时，红曲色素对强酸强碱环境比较敏感，尤其是红色素。红曲黄酒模拟发酵实验的pH值一般在4～7之间，当pH4时，样品1的原色价与试验后色价分别为28.35 U/g和19.8 U/g，而样品5 的原色价和试验后色价分别为49.1 U/g 和38 U/g，在当pH6 时，样品1 的原色价与试验后色价分别为41.2 U/g和31.95 U/g，而样品5的原色价和试验后色价分别为64.25 U/g和48.2 U/g。因此，样品5在该实验中结果优于样品1。

图7 不同样品的黄色素损失率

2.4 不同光环境对红曲色素稳定性的影响

由图10—图18 可知，不同光照条件对红曲色素的稳定性影响差异较大，避光时，红曲色素的损失率较低，其次为紫外光，而自然光会造成较大的红曲色素损失。

图8 不同样品的橙色素损失率

图9 不同样品的红色素损失率

图10 避光条件下不同样品的黄色素损失率

图11 自然光条件下不同样品的黄色素损失率

图12 紫外光条件不同样品的黄色素损失率

图13 避光条件下不同样品的橙色素损失率

图14 自然光条件下不同样品的橙色素损失率

图15 紫外光条件不同样品的橙色素损失率

图16 避光条件下不同样品的红色素损失率

从红曲黄色素的稳定性影响结果可知，避光条件下不同样品的色素损失率最低，放置96 h 为最佳稳定时间，样品6 在避光条件下的黄色素损失率最低，仅为9.1 %；紫外光照下，样品6 的色素损失率最低，仅为28.9 %。而自然光照射条件下，所有样品的黄色素损失率均较高，可见自然光对红曲黄色素的稳定性影响较大，自然光照射下，红曲黄色素极易分解。

图17 自然光条件下不同样品的红色素损失率

图18 紫外光条件不同样品的红色素损失率

从红曲橙色素的稳定性影响结果可知，避光条件下橙色素的损失率也处于较低水平，说明避光条件对橙色素的稳定性也起到积极作用。紫外光照条件下，样品色素损失率均成线性上升趋势，相较之在避光条件下上升不明显。而自然光照射条件下样品橙色素的损失率均达到相当高的数值水平，在放置96 h 后，各样品色素损失率均在50 %～70 %之间，说明自然光条件对橙色素同样产生破坏，而最低损失率为60.1%。

从红曲红色素的稳定性影响结果可知，避光条件下红色素的损失率也处于较低水平。样品6 的红色素损失率最低为10.1%。紫外光照条件下，样品色素损失率均成线性上升趋势，上升趋势有限。而自然光照射条件下样品红色素的损失率均达到相当高的数值水平，在放置96 h 后，各样品色素损失率均在60%～80%之间，最低为64.6%，

红色素作为本实验研究的重要组分，在自然光光照下的损失率较高，表明自然光对红曲色素稳定性影响较大，且显著高于紫外线，红曲色素对自然光敏感度很强，在保存时需要注意避光保存[4]。

3 结论

3.1 红曲米中所含红曲红色素作为关注点，因为形成的红曲黄酒呈现鲜红的红曲红色素含量作为优质红曲黄酒的选定标准，红曲色价作为设定红曲色素含量的首要指标，选取的样品5 不仅红曲红色素含量最高，同时也显示出较高的橙色素和黄色素色价。

3.2 红曲红色素随着温度上升损失率明显增加，其耐热性不如黄色素和橙色素。酒体在温度60 ℃以下，红曲色素相对稳定，色价损失率相对较低。

3.3 红曲色素的pH4～pH10 时红曲色价相对稳定。特别是相对偏酸的环境下，红曲色价值性对较高，橙色素和黄色素相对色价损失率偏低，而碱性环境下，红曲色价损率较大。

3.4 不同光环境下红曲色素稳定性各不相同，相对避光条件对红曲色素稳定性损失率更低，自然光条件对红曲色素的稳定性损失率更大。