探究紅曲米的最適紅曲接種量

萬 樂 冀鵬翼 程金新

（中國人民警察大學，河北 廊坊 065000）

紅曲是一種歷史悠久的中國傳統發酵食品，被中醫認為是一種珍貴的保健品，也被廣泛應用于食物加工烹飪。

近年研究發現，紅曲發酵過程可以獲得各類活性代謝產品。由于紅曲霉的活性代謝產物豐富，并具有特定的功能，其中某些代謝產物對人類有藥用價值，但某些代謝產物具有毒性，對人體有害。其中，桔霉素具有一定的代表性，東亞以及一些歐洲國家對此較為關注，并進行了深入研究。

在近年的研究中，紅曲菌的代謝產物和其代謝產物的抗氧化能力被廣泛地運用到動物（如斷奶仔豬、山羊等）、植物（如燕麥、苦蕎、金釵石斛、紫蘇葉等）、真菌（香菇等）以及人體的各個方面（如人體經絡電壓等），紅曲制品也越來越多（如紅曲餅干、紅曲米、紅曲酒等），筆者從紅曲米入手，再經過微生物、發酵等相關知識，想探究出紅曲米的最適紅曲接種量，從而發揮紅曲米的最大功效。

在今年的研究中，可以了解到，桔霉素的檢測方法主要有抑菌圈法、高效毛細管電泳法、氣相色譜-質譜法（GCMS）以及高效液相色譜-串聯質譜法（HPLC-MS/MS）等。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設備

材料包括Tween80、葡萄糖、魚粉蛋白胨、YeastExtrac、KCl、FeSO·7HO、大米、甲醇、碳酸鈉、蘆丁、沒食子酸、乙醇、福林酚試劑、NaNO、AlCl、NaOH、DPPH、抗壞血酸、Tris、EDTA·2Na、鹽酸溶液、鄰苯三酚、乙腈、甲酸、磷酸、超純水。

儀器設備包括單人單面凈化工作臺、LRH-150B生化培養箱、HC-2066高速離心機、紫外可見分光光度計：unic、ATX124電子天平、CDE-220E2果汁機、Agilent1200高效液相色譜系統（配置四元梯度泵、在線真空脫氣機、自動進樣器、熒光檢測器）；Agilent6410液相色譜-三重四級桿串聯質譜CitriTsetTM免疫親和柱，免疫親和凈化裝置、桔霉素標準溶液。

甲醇、乙腈、甲酸和磷酸均為色譜純，其余試劑為分析純。

桔霉素標準溶液：用乙腈將一定量的桔霉素標準儲備溶液稀釋10倍，制成標準溶液，于4℃冰箱中保存。

1.2 試驗方法

先浸米，把米瀝干，再把瀝干之后的大米滅菌，分別把2%、4%、6%、8%、10%紅曲菌接種到相同量的大米上，然后發酵7天。把發酵好的大米分別進行烘干、研磨、過篩的操作，把五種接種量的大米粉末樣品各取0.02g放入試管中，然后加入5mL80%乙醇溶液于45℃下水浴提取1h，待測提取液制作完畢。

吸取100μL適當稀釋的樣液于比色管中，然后加入50μL福林酚試劑，混勻，反應3min~8min，再吸取150μL20%NaCO溶液加入比色管中，再加700μL水定容至1mL，混勻，室溫下靜置20min后，于UV-2802S型紫外可見分光光度計中波長為765nm處測得吸光值，然后通過制作好的沒食子酸溶液濃度的標準曲線計算出各接種量下樣液總多酚的含量。

吸取100μL適當稀釋的酒樣于比色管中，加入蒸餾水定容至500μL，再依次加入5%NaNO30μL，搖勻后靜置反應5min，之后再加入10%AlCl30μL，搖勻后靜置6min，依次加入200μL 4% 的 NaOH，搖勻后，繼續添加240μL70%乙醇定容至1mL，靜置反應20min，于UV-2802S型紫外可見分光光度計中波長為510nm處測吸光值，然后通過制作好的蘆丁溶液濃度的標準曲線計算出各接種量下的樣液總黃酮的含量。

吸取50μL適當稀釋的樣液加入比色管中，然后加入400μL60μmDPPH溶液，充分搖勻后，于室溫下，放于暗處，靜置反應30min后，在UV-2802S型紫外可見分光光度計中515nm下測吸光值，再根據以下公式計算出各接種量下的樣液DPPH自由基清除力。

DPPH 自由基清除率（）的計算公式如下。

式中：是空白樣的吸光度值；是樣品的吸光度值。

根據樊祥，禇慶華，伊雄海等人測定紅曲米中桔霉素含量的免疫親和層析凈化-高效液相色譜法，先配置桔霉素標準溶液，再創造色譜條件，然后用研磨好的紅曲米制作樣液，再通過一定的試驗方法（先用研磨好的紅曲米融入一定量的甲醇磷酸溶液，然后再過濾，再用磷酸進行稀釋，制作出待測樣液，再將試驗裝置連接好，加入樣液，調節試驗裝置開始試驗，然后用乙腈洗脫，將洗脫液收集到進樣小瓶），來測定樣液中桔霉素的含量。之后再進行討論分析，討論內容包括色譜條件的選擇、標準曲線和測定下限、樣品分析、質譜確認。最后再進行統計，將各接種量下的紅曲米的桔霉素含量作為縱軸，紅曲霉菌接種量作為橫軸，制作出直方圖，來更清晰地看出紅曲米桔霉素含量和紅曲霉菌接種量之間的關系，由此來得出更直觀更有說服力的結論。

色譜條件：Kromasil100-10C18色譜柱（250mm×4.6mm，5μm）；流動相：甲酸（1+99）溶液與乙腈以體積比1∶1混合的溶液，超聲脫氣30min，流量1.0mL/min，進樣量50μL。

熒光檢測：激發波長350nm，發射波長500nm。

液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）條件：COPCELLPAKC 18色譜柱（50mm×2.0mm，3μm）；流動相：A為甲酸（0.1+99.9）溶液B為甲酸-乙腈（0.1+99.9）溶液梯度洗脫；流量0.4mL/min。

電噴霧電離模式，多反應監測（MRM）模式，母離子m/z251.1，子離子m/z233.1和m/z215.3；毛細管電壓4.00kV，去溶劑溫度350℃，去溶劑氣流量10L/min，霧化器壓力0.34MPa，碰撞能量：母離子m/z251.1，碎裂成子離子m/z233.1須電離能量11eV，碎裂成m/z215.3需要電離能量19eV。

2 結果與討論

2.1 總多酚的測定

隨著紅曲菌接種量增大，總多酚含量先削減，后增大，再削減，從表1可以看出，紅曲霉菌接種量為2%時，樣品總多酚含量為14.55μg/mL；紅曲霉菌接種量為4%時，樣品總多酚含量為7.13μg/mL；紅曲霉菌接種量為6%時，樣品總多酚含量為32.85μg/mL；紅曲霉菌接種量為8%時，樣品總多酚含量為138.11μg/mL；紅曲霉菌接種量為10%時，樣品總多酚含量為137.58μg/mL。從圖1可以看出，總體上呈現紅曲霉菌接種量增添，樣品總多酚含量增添的趨勢。為了更好地探究紅曲霉菌最佳接種量，為工業生產提供理論依據，在該試驗的試驗結果中應重點關注紅曲霉菌接種量為8%和10%時的樣品總多酚含量。隨著紅曲霉菌接種量的增添，8%接種量下的樣品總多酚含量卻比10%接種量下的高，猜測是由于紅曲霉菌接種量越多，其操縱大米基質的養分不竭，滋生發展代謝，導致多酚的含量呈上升趨勢，但由于紅曲霉菌接種量的增添，毒素的含量也增添，導致8%紅曲霉菌接種量下的總多酚含量最高。

表1 各接種量下紅曲米總多酚含量數據

圖1 紅曲米接種量與總多酚含量統計圖

2.2 總黃酮的測定

隨著紅曲菌接種量增大，總黃酮含量先削減，后增大，再削減，從表2可以看出，紅曲霉菌接種量為2%時，樣品總黃酮含量為2.73μg/mL；紅曲霉菌接種量為4%時，樣品總黃酮含量為1.22μg/mL；紅曲霉菌接種量為6%時，樣品總黃酮含量為5.48μg/mL；紅曲霉菌接種量為8%時，樣品總黃酮含量為25.06μg/mL；紅曲霉菌接種量為10%時，樣品總黃酮含量為24.87μg/mL并且從圖2可以看出，總體上呈現出，隨著紅曲霉菌接種量的增添，樣品總黃酮含量增添的趨勢。為了更好地探究紅曲霉菌最佳接種量，為工業生產提供理論依據，在該試驗的試驗結果中應重點關注8%和10%接種量下總黃酮的含量。跟著紅曲霉菌接種量的增添，8%接種量下的樣品總黃酮含量卻比10%接種量下的高，猜測是由于紅曲霉菌接種量越多，其操縱大米基質的養分不竭，滋生發展代謝，導致多酚的含量呈上升趨勢，但由于紅曲霉菌接種量的增添，毒素的含量也增添，導致8%紅曲霉菌接種量下的總黃酮含量最高。

表2 各接種量下紅曲米總黃酮含量數據

圖2 紅曲米接種量與總黃酮含量統計圖

2.3 DPPH自由基清除力的測定

DDPH自由基較為穩定，溶于甲醇溶液顯紫黑色，經實驗室波長掃描顯示，在515nm波長處有強吸光值。從圖3可以看出，隨著紅曲菌的接種量增大，DPPH自由基斷根率先削減，后增添，再削減，如紅曲霉菌接種量為2%時，DPPH自由基斷根率為31%；紅曲霉菌接種量為4%時，DPPH自由基斷根率為26%；紅曲霉菌接種量為8%時，DPPH自由基斷根率為71%；紅曲霉菌接種量為10%時，DPPH自由基斷根率為65%，但總體上顯現隨紅曲霉菌接種量增添而增添的趨向。為了更好地探究紅曲霉菌最佳接種量，為工業生產提供理論依據，在該試驗的試驗結果中應重點關注8%和10%接種量下的DPPH自由基清除率。隨著紅曲霉菌接種量的增加，8%接種量下的樣品DPPH自由基清除率卻比10%接種量下的高，推測紅曲菌接種量越大，生長繁殖越旺盛，產生的抗氧化物質（如多酚、黃酮等）基本呈上升趨勢，但可能因為紅曲霉菌接種量的增加，毒素的含量也增加，所以8%接種量下的DPPH自由基清除率最高。

圖3 紅曲米接種量與DPPH自由基清除率統計圖

2.4 桔霉素含量的測定

從圖4可以看出，隨著紅曲菌接種量增大，桔霉素含量先削減，后增添，再削減，如紅曲霉菌接種量為2%時，桔霉素含量為0.0081μg/L；紅曲霉菌接種量為4%時，桔霉素含量為0.073μg/L；紅曲霉菌接種量為8%時，桔霉素含量為0.0094μg/L；紅曲霉菌接種量為10%時，桔霉素含量為0.0191μg/L，但總體上顯現隨紅曲霉菌接種量增添而增添的趨向。為了更好地探究紅曲霉菌最佳接種量，為工業生產提供理論依據，在該試驗的試驗結果中應重點關注8%和10%接種量下桔霉素的含量。隨著紅曲霉菌接種量的增加，8%接種量下的樣品桔霉素含量相比2%到6%接種量下的樣品桔霉素含量增加的不多，10%接種量下的樣品桔霉素含量卻驟然增加，推測是由于紅曲霉菌接種量的增加，代謝產物含量增加，刺激了桔霉素含量的增加。

圖4 紅曲米接種量與桔霉素含量統計圖

3 結論

固態發酵過程中，接種量的多少決定著菌體生長的強弱以及利用底物進行代謝的快慢。大米接種一定量的紅曲菌后，其總多酚、總黃酮和抗氧化能力得到提高，效果最好的是8%接種量下的大米，總多酚含量達到了138.11μg/mL，總黃酮的含量達到了25.06μg/mL，DPPH自由基斷根率到達了71%；同時，當接種量到達10%時桔霉素含量急劇增加，更能說明8%接種量更為合適。根據試驗數據，該文對紅曲霉培養裝置進行了初步設計，該裝置的功能是為紅曲霉提供最適宜的生長環境，控制紅曲霉產生的毒素含量。該課題研究出的紅曲最適接種量成果可為開發兼具風味和保健功能的紅曲產品提供理論依據，并可應用于實際生產，同時該課題研究也為如何發揮出紅曲制品的最大功效作出了貢獻，不只探究紅曲米的最適紅曲接種量，還可以探究紅曲納豆的最適紅曲接種量和紅曲餅干的最適紅曲接種量等；可以從紅曲霉菌的接種量多少來提高紅曲制品的功效，還可以從控制、減少桔霉素等毒素的含量來提高紅曲制品的安全性。