低桔霉素高色价红曲色素的提取研究

臧 晋，赵 蓉，李 杰，孟大印

(南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳473000)

低桔霉素高色价红曲色素的提取研究

臧 晋，赵 蓉，李 杰，孟大印

(南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳473000)

以红曲米为原料采用两步提取法提取红曲色素，第一步提取去除桔霉素，第二步提取红曲色素。实验结果表明，第一步提取的最佳条件为提取溶剂乙酸乙酯、提取溶剂pH 2.5、提取温度50℃、提取时间60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次数3次。第二步提取的最佳条件为乙醇浓度85%、提取温度60℃、提取时间50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次数2次。采用上述最佳条件两步提取可得到低桔霉素高色价的红曲色素产品，红曲色素得率8.31%、色价18625U/kg、桔霉素含量1.37mg/kg，桔霉素含量低于红曲色素中桔霉素最低限量指标。

红曲色素，桔霉素，提取条件

红曲米 市售;桔霉素标准品 Sigma公司;乙腈、甲醇 色谱纯;乙酸乙酯、甲苯、氯仿、乙醇、磷酸、甲酸 分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

HP1100高效液相色谱仪、HPLC荧光检测器惠普公司;FW－100高速万能粉碎机 北京中兴伟业仪器有限公司;BS110S电子天平 北京赛多利斯天平有限公司;RE－52A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器有限公司;721可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 红曲米→粉碎→溶剂提取桔霉素→过滤→滤饼→乙醇提取色素→提取液→浓缩→干燥。

操作要点:红曲米经干燥粉碎，准确称取红曲米粉10g，按实验方案设计的条件进行回流提取，经过滤得滤液和滤饼，测定滤液中桔霉素的提取量后经真空浓缩回收溶剂。滤饼经真空干燥后用乙醇溶液提取红曲色素，按实验方案设计的条件进行回流提取，经过滤得滤液和滤饼，测定滤液中红曲色素的色价，滤液经真空浓缩、真空干燥得到红曲色素，测定所得红曲色素的色价和桔霉素残留量。

1.2.2 测定方法 桔霉素测定:采用 HPLC法［3］。HPLC仪为HP1100;色谱柱:Eclipse XDB Reversedphase C18，5μm，250mm×4.6mm;检测器:荧光检测器:(Ex331，Em500);流动相为乙腈和水(用磷酸调pH2.5):35∶65(v∶v);流速:1mL/min。桔霉素出峰时间:约18min。

红曲产品色价测定:采用国家标准(GB4926－85)［4］测定。色价计算公式:色价(CV)=OD505×稀释倍数(U/kg，或U/mL)。

1.2.3 桔霉素提取实验 设计一个4因素3水平的正交实验，根据前期单因素实验的结果，确定各因素的水平。考察溶剂种类、提取温度、提取时间、料液比对桔霉素提取效果的影响，正交实验因素水平表见表1。

采用正交实验所确定的提取条件，进一步考察提取溶剂、pH和提取次数对桔霉素提取效果的影响。

表1 桔霉素提取正交实验的因素及水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test on citrinin extraction

1.2.4 红曲色素提取实验［5］红曲米粉经溶剂浸提除去桔霉素，经过滤所得滤饼，用乙醇溶液提取红曲色素。设计一个4因素3水平的正交实验，根据前期单因素实验的结果，确定各因素的水平。考察提取温度、提取时间、乙醇浓度、料液比对红曲色素提取效果的影响，正交实验因素水平表见表2。

采用正交实验所确定的提取条件，进一步考察提取次数对红曲色素提取效果的影响。

对红曲色素提取液经真空浓缩、真空干燥得到红曲色素，测定所得红曲色素的色价和桔霉素残留量。

表2 红曲色素提取正交实验的因素及水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test on monascus color extraction

2 结果与讨论

2.1 桔霉素提取实验

2.1.1 正交实验 根据表1所设计的正交实验因素水平，选用L9(34)正交表安排实验，结果见表3。

由表3正交实验结果及极差R可以看出，影响桔霉素提取的各因素影响的主次顺序为:A＞C＞D＞B，即在各影响因素中，溶剂种类和提取时间对桔霉素提取量的影响较大。

通过比较正交实验的各组数值的分析，可以得出:最佳提取条件组合为A1B2C2D2，即桔霉素在乙酸乙酯为溶剂、提取温度50℃、提取时间60min、料液比1∶15(g∶mL)时，提取的效果最好。

表3 桔霉素提取正交实验结果Table 3 Results of orthogonal test on citrinin extraction

2.1.2 pH对桔霉素提取的影响 采用正交实验所确定的提取条件，用甲酸调溶剂的pH，考察提取溶剂pH对桔霉素提取效果的影响，结果见图1。

由图1可以看出，提取溶剂pH为2.5时，桔霉素的提取量最高。因此，提取溶剂最佳pH应采用2.5。

图1 pH对桔霉素提取的影响Fig.1 Effect of pH on citrinin extraction

2.1.3 提取次数对桔霉素提取的影响 采用正交实验所确定的提取条件，提取溶剂pH采用2.5，考察提取次数对桔霉素提取效果的影响，结果见图2。

由图2可以看出，提取次数为3时，可以达到桔霉素的最高提取量，再增加提取次数桔霉素的提取量增加很小。因此，最佳提取次数应采用3次。

综合以上实验结果，得出桔霉素的最佳提取条件为:提取溶剂乙酸乙酯，提取溶剂pH2.5、提取温度50℃、提取时间60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次数3次。

2.2 红曲色素提取实验

2.2.1 正交实验 红曲米粉经浸提除去桔霉素，经过滤所得滤饼经真空干燥后用于提取红曲色素。根据表2所设计的正交实验因素水平，选用L9(34)正交表安排实验，结果见表4。

图2 提取次数对桔霉素提取的影响Fig.2 Effect of extraction frequency on citrinin extraction

表4 红曲色素提取正交实验结果Table 4 Results of orthogonal test on monascus color extraction

由表4正交实验结果及其极差R可以看出，影响红曲色素提取的各因素影响的主次顺序为:C＞A＞B＞D，即在各影响因素中，乙醇浓度和提取温度对提取率的影响较大。

通过比较正交实验的各组数值，可以得出:最佳提取条件组合为A3B2C1D2，即乙醇浓度为85%、提取温度60℃、提取时间50min、料液比1∶20(g∶mL)。采用正交实验所确定的最佳提取条件组合A3B2C1D2进行了红曲色素提取的验证实验，经测定提取液色价为77.3(U/mL)，高于正交实验表4中九组实验结果。因此，可以证明正交实验所得出的最佳提取条件组合A3B2C1D2是可靠的。

2.2.2 提取次数对红曲色素提取的影响 采用正交实验所确定的最佳提取条件，考察提取次数对红曲色素提取效果的影响，测定提取液的色价，结果见图3。

由图3可以看出，提取次数为2时，可以达到红曲色素的最高提取量，再增加提取次数，红曲色素的提取量增加很小。因此，最佳提取次数应采用2次。

综合以上实验结果，得出红曲色素的最佳提取条件为:乙醇浓度为85%、提取温度60℃、提取时间50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次数2次。

图3 提取次数对红曲色素提取的影响Fig.3 Effect of extraction frequency on monascus color extraction

2.3 验证实验

准确称取红曲米100g，按上述实验所确定的最佳提取条件进行两步提取。第一步提取后经过滤得滤液和滤饼，滤液经测定桔霉素含量后真空浓缩回收溶剂，滤饼经真空干燥后用于第二步提取红曲色素。第二步提取后经过滤得滤液和滤饼，滤饼弃去，滤液经真空浓缩后真空干燥得红曲色素8.31g。经测定原料红曲米的桔霉素含量为48.72mg/kg、色价为2382U/kg，所得红曲色素的桔霉素含量为1.37mg/kg、色价为18625U/kg。结果表明，采用以上实验所确定的最佳条件两步法提取红曲色素，可显著降低色素中桔霉素含量、提高色素色价，其中桔霉素含量低于红曲色素中桔霉素最低限量指标2.0mg/kg。

3 结论

以红曲米为原料采用两步提取法提取红曲色素，第一步提取去除桔霉素的最佳条件为提取溶剂乙酸乙酯，提取溶剂pH2.5、提取温度50℃、提取时间60min、料液比1∶15(g∶mL)、提取次数3次。第二步提取红曲色素的最佳条件为乙醇浓度为85%、提取温度60℃、提取时间50min、料液比1∶20(g∶mL)、提取次数2次。采用上述最佳条件两步提取可得到低桔霉素高色价的红曲色素产品，红曲色素得率8.31%、色价18625U/kg、桔霉素含量1.37mg/kg，桔霉素含量低于红曲色素中桔霉素最低限量指标。

［1］许赣荣，李风琴，陈蕴，等.红曲霉桔霉素的检测方法及红曲霉产桔霉素的判别方法［J］.微生物学通报，2004，31(3): 16－20.

［2］陈蕴，许赣荣，虞慧玲.红曲桔霉素高效液相色谱测定条件的优化［J］.食品与发酵工业，2004，30(1):118－123.

［3］中国国家质量监督局.GB4926－85中华人民共和国红曲米国家标准［S］.1985.

［4］谢林明，励建荣.红曲色素的提取及其稳定性研究［J］.食品工业科技，2004，25(3):118－121.

［5］石鹤，陈丹丹，胡雄.红曲色素的提取研究［J］.湖北师范学院学报，2004，24(4):69－72.

Study on extraction condition of monascus color with low citrinin and high color value

ZANG Jin，ZHAO Rong，LI Jie，MENG Da－yin (College of Biology and Chemistry Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473000，China)

Tow step methods were used to extract monascus color from red Koji rice，the first step extraction was used to remove citrinin，the second step was used to extract monascus color.The results of experiments were obtained as follows:The optimal conditions of the first step extraction were:acetic ether as extracting solvent，pH 2.5，50℃ extracting temperature，60min extracting time，1∶15 the ratio of solid material to solvent，3 extracting frequencies.The optimal conditions of the second step extraction were:85%ethanol concentration as extracting solvent，60℃ extracting temperature，50min extracting time，1∶20 the ratio of solid material to solvent，2 extracting frequencies.Under above conditions，the monascus color with low citrinin and high color value could be obtained. The

rate of monascus color was 8.31%，with 18625U/kg color value and 1.37mg/kg citrinin content.

monascus color;citrinin;extracting conditions

TS201.2

B

1002－0306(2012)10－0284－03

红曲色素是红曲霉菌的次级代谢产物，红曲色素色泽鲜艳、稳定性好、着色力强，广泛应用于食品着色或酿酒，特别是欧美许多国家每年大量进口我国的红曲色素用于肉制品着色剂。但是近年来，研究证实红曲霉会产生对肾脏有毒害作用的真菌毒素桔霉素(Citrinin)［1］，使得红曲产品的食用安全性受到挑战，这极大限制了红曲色素的广泛应用和出口［2］。因此，开发生产无桔霉素或低桔霉素含量的红曲产品，具有重要的现实意义。本研究以红曲霉固态发酵产品红曲米为原料，根据桔霉素与红曲色素理化性质的差异，先用有机溶剂浸提除去桔霉素，再用乙醇溶液提取红曲色素，采用正交实验分别对两步提取条件进行了优化，显著降低了桔霉素含量，获得了低桔霉素高色价红曲色素产品，为开发生产食用安全的红曲色素提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

2011－09－05

臧晋(1964－)，男，硕士，教授，主要从事食品生物技术研究。

南阳理工学院2010院级科研基金项目(2010NY015)。