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原來做“紅酒”的訣竅,竟是這種紅色霉菌

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原來做“紅酒”的訣竅,竟是這種紅色霉菌

發布日期:2019-08-21 作者: 點擊:

發酵,在中國可謂是歷史悠久。早在新石器時代的仰韶文化時期,已過上農業定居式生活的祖先們就開始以農業生產之余的谷物為原料,利用微生物發酵來獲取最為原始的酒精飲料。早期先民們發現,蒸煮過的谷物長時間放置后會產生甜味,再過一段時間又會產生酒味,這就是人們在主動釀酒之前所意識到的谷物自然成酒現象。

經過長期對食物自然發酵的模擬、實踐和觀察,老祖宗發現“曲”是釀酒的關鍵,而“曲”其實就是霉菌酵母等微生物及其谷物培養基的混合物。制曲是讓霉菌繁殖定居于最初的谷物培養基上,并且使曲包含相關微生物擴大、繁殖和發酵所需的酶系及代謝原料,在后續發酵生產中曲就能起到給發酵原料接種的作用。

紅曲紅.jpg

釀酒時發酵分為兩個步驟:首先是米曲霉、黑曲霉、根霉、紅曲霉等霉菌把發酵原料中的淀粉轉化為單糖,這一步被稱為“糖化”;接著,酵母以糖化產生的單糖為原料進一步發酵產生酒精,這一步則是“酒化”。

糖化過程中,部分霉菌其實也能產生少量酒精,但各類霉菌的主要作用還是為后續酒化過程提供酒化原料單糖,并提供適合酵母發酵、抑制雜菌生長的適宜環境(如pH等),同時還能分解蛋白質等營養物,產生人們所需的次級代謝產物如各類風味物質和色素。


紅曲是何許菌也?

今天介紹的紅曲霉(Monascus)正是在制曲及發酵釀造中利用到的一類霉菌,由此制出的“曲”即為“紅曲”,明代《天工開物》又稱“丹曲”,英語則直呼其為“Red Yeast Rice”或“Red Mould”。早在三國時期,建安七子之一王粲的詞賦《七釋》中就有對紅曲用于食物的記載,“西旅游梁,御宿素餐,瓜州紅曲,摻揉相半,軟滑膏潤,入口流散”,這里的“瓜州”即今天的揚州,在魚米之鄉物產豐饒的揚州,用大米等糧食來釀制紅曲自然也不足為奇。

常見用于紅曲的紅曲霉屬真菌隸屬子囊菌門,除最普遍的紫紅曲霉(M. purpureus)外,還包括紅色紅曲霉(M. ruber)、安卡紅曲霉(M. anka)等。其實紅曲霉在我國發酵釀造工藝中主要作為輔助菌種使用,原因在于以紅曲霉為主的紅曲相較其他酒曲糖化和其酒化能力都略顯遜色,在實際發酵生產中需要額外添加別的酒曲來完成糖化及酒化工作。因而品質上佳的紅曲為培養有黑曲霉、米曲霉等霉菌的混合曲,被稱為烏衣紅曲或黃衣紅曲。

紅曲霉次級代謝產生的色素主要有6種,依顏色不同分為3類,分別是紅色色素:紅曲紅胺、紅斑胺;橙色色素:紅曲紅素、紅斑素;黃色色素:紅曲素、安卡黃素。根據生產實踐中使用的具體菌株不同,發酵中色素產生的比例會有所差異,從而帶來發酵產物顏色的變化。


紅曲,能好怎?

在食品發酵領域,紅曲霉及其色素的主要用于釀酒、釀米醋、制作腐乳、腌制肉類等方面,常見產品如福建連江元紅酒、臺灣紅露酒、紹興紅方腐乳、福建永春紅曲醋、紅糟肉等,有時甚至直接用作保健食品或茶飲料。我國傳統的紅曲酒在釀制中通過添加紅曲,加上后期貯存時的化學反應,能夠形成誘人的紅色或琥珀色,這或許就是紅曲賦予紅曲酒的最大魅力。

而在沒有人造色素和辣椒的一千多年前,要制作擁有鮮艷紅色的紅豆腐乳,紅曲就成了最佳選擇。此外,紅曲霉的各類水解酶分解大豆中的營養物質還產生了各種鮮美風味,也使得紅豆腐乳成為了國人的佐餐佳品。

在現代食品加工業中,亞硝酸鹽常被用于肉類腌制,既起到給肉制品著色保持紅潤色彩的作用,又能抑菌防腐,但長期的亞硝酸鹽攝入對人體潛在的危害卻為此蒙上了陰影。研究表明,紅曲霉的相關代謝產物能抑制多種細菌生長,因此有學者認為,可以在香腸等肉制品的加工制作中引入紅曲霉發酵,在一定程度上替代肉制品中亞硝酸鹽的添加,起到著色和防腐的作用。


和諾獎竟然也扯上了關系

千百年來紅曲霉始終與我們的“吃”有關,但其實紅曲霉不僅能在食物上發揮作用,還有著巨大的藥用價值,紅曲霉還因此與諾貝爾獎扯上了關系。

上世紀七十年代早期,科學家從桔青霉(Penicillium citrinum)中分離出了第一種他汀類藥物美伐他汀(Mevastatin),而他汀類藥物具有明顯的降血脂作用。1979年,日本的遠藤章教授從紅色紅曲霉(M. ruber)中分離出一種活性化學物(Monacolin K),同時期的美國科學家從土曲霉(Aspergillus terreus)中分離出了Mevinolin,而后默克公司開發出了降血脂藥洛伐他汀(Lovastatin)。后來的研究發現,Monacolin K、Mevinolin與Lovastatin其實是同一種物質,并且是最初從桔青霉中分離出的Mevastatin的衍生物,就這樣紅曲霉走上了現代醫藥學之路。

故事到這里尚未結束。1985年的諾貝爾生理學或醫學獎被聯合授予Michael S. Brown教授和Joseph L. Goldstein教授,以表彰他們在膽固醇代謝調節方面的研究貢獻。兩位教授的發現之一便是,上述這些真菌的活性代謝物能夠競爭性抑制HMG Co-A還原酶的活性。HMG Co-A還原酶是膽固醇合成通路中的限速酶,對膽固醇合成的作用十分關鍵,抑制了它也就抑制了膽固醇的合成,因此包括來源于紅曲霉的Monacolin K在內的這些真菌代謝物就顯著降低了人體血液中的膽固醇含量。

在此基礎上各國已經開發出許多成熟的降血脂藥物,這對于因患高血脂癥并引發多種心腦血管疾病的患者而言是莫大的福音,如國內的血脂康就是由紅曲制成的膠囊。


且慢,紅曲有毒?

介紹到這里,我們已經知道紅曲霉既能造福吃貨和酒鬼,又能治病救人拿諾獎了,但故事依然沒有結束。

1981年,香港學者Hin-Chung Wong首次從紅曲霉中分離出了一種活性抗菌成分Monascidin A,1995年法國Blanc教授團隊證實Monascidin A與桔霉素(Citrinin)是同一種物質,而桔霉素雖有抑菌效果,卻早已被認定為一種具有腎臟毒性和肝臟毒性的真菌毒素。眼看紅曲霉輝煌菌生的一世英名眼看就要毀在Monascidin A這種毒素的手里了。

但客觀來看,大家也不必對此太過擔憂。Monascidin A并不是紅曲霉發酵產物中大量產生的物質,尤其是在發酵流程和真菌育種技術日臻成熟的今天,我們已經能通過控制原料、改良技術參數和選育低毒菌株來有效避免毒素的產生,從而讓紅曲霉能一直在推杯換盞間向吃貨們散發它那迷人的紅色光芒。


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關鍵詞:紅曲紅,紅曲菌

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