红曲色素的纯化、鉴定及光稳定性研究

论文摘要

红曲色素作为食品添加剂应用于食品着色历史悠久。红曲色素光稳定性差,该特性缩短了添加红曲色素食品的货架期。系统地研究红曲色素的成分结构,及其光褪色机理,具有重大的理论意义和现实意义。本文就以下方面的内容进行了研究。对比不同光照培养条件对红曲色素样品色度的影响。考察红曲色素的光稳定性,结果表明:有利于保持红曲样品的色价的光照条件顺序为,避光条件＞红色滤光片＞蓝色滤光片＞日光直射。采用柱层析法对红曲霉（Monascus M10）发酵液中的混合色素组分进行分离纯化,经紫外可见光谱、红外光谱、质谱、核磁共振氢谱鉴定,分离所得的两种红色素纯品分别为Rubropunctamine和Monascorubramine。光稳定性实验表明红曲色素光降解符合一级动力学反应,并且不受溶解氧的影响。Rubropunctamine和Monascorubramine的光褪色速率常数分别为0.3136 h-1和0.2720 h-1,均低于混合色素的0.4019 h-1。色素光降解的半衰期与色素浓度呈正相关性。利用色差计红曲色素的颜色进行评价。在光褪色反应的过程中,色素溶液的色饱和度逐渐减小,而色相角却基本不变,说明红曲色素对光不稳定。在日光辐射下,其物质结构遭到破坏,呈色物质逐渐减少,体系中新产生的物质对于色调无明显影响。使用二极管阵列检测器的高效液相色谱仪对两种色素纯品的光降解过程进行表征发现,Rubropunctamine和Monascorubramine对光敏感,光照后降解形成一种新的无色物质。结合Rubropunctamine和Monascorubramine的分子结构及光化学理论进行初步推断,两种色素的甲醇溶液受日光辐射后,脂肪族侧链首先在α-碳原子处发生断裂,成为自由基。同时,分子中的发色团α、β-不饱和酮体系及多个共轭双键体系遭到破坏,使其降解为无色的新物质,色素失去颜色。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 红曲概述
• 1.2 红曲色素
• 1.2.1 红曲色素的理化性质
• 1.2.2 红曲色素的安全性争议
• 1.3 光照对红曲霉代谢的影响
• 1.4 红曲色素的分离提取
• 1.4.1 红曲色素提取工艺的研究现状
• 1.4.2 红曲色素提取分离方法
• 1.5 红曲色素的光稳定性研究
• 1.5.1 红曲色素呈色机理
• 1.5.2 色素光褪色机理
• 1.5.3 照射光波的波长和分布对色素光褪色的影响
• 1.5.4 红曲色素的光稳定性研究现状
• 1.5.5 红曲色素光稳定性提高的方法
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要实验试剂及仪器设备
• 2.1.3 主要培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基本发酵工艺
• 2.2.2 菌种培养分析方法
• 2.2.3 萃取法初步分离红曲色素
• 2.2.4 对红曲黄色素组分的研究
• 2.2.5 对红曲红色素组分的研究
• 2.2.6 红曲色素的光稳定性研究
• 3 结果与讨论
• 3.1 菌种培养分析
• 3.1.1 生长代谢曲线分析
• 3.1.2 红曲色素色度评价
• 3.1.3 红曲色素的喷雾干燥
• 3.2 红曲色素的分离纯化
• 3.2.1 萃取法初步分离
• 3.2.2 对红曲黄色素组分的研究
• 3.2.3 对红曲红色素组分的研究
• 3.3 红曲色素的光稳定性研究
• 3.3.1 不同色光对红曲色素光稳定性影响的研究
• 3.3.2 Rubropunctamine 和 Monascorubramine光稳定性实验结果
• 3.3.3 光降解颜色评价
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢