红曲霉深层发酵法生产红曲红杨晓暾红曲红色素生产由固态转向液体深层发酵在中国是近10余年的事，而目前国内深层发酵生产红曲红色素水平尚较低，多数厂家仍是利用红曲米提取生产红曲红色素。

由于受条件限制（如设备、场地）、发酵水平等因素的影响，产品的产量和质量均难以达到理想水平。

因红曲红液体深层发酵是利用纯种经一、二级种子罐培养后，直接进入发酵罐培养，故摸索和掌握适于红曲霉液体生长的最佳工艺条件和配方是十分重要的，只有找到最适生产配方及工艺条件，才有希望突破固态法生产水平，从而降低生产成本，提高生产效益，生产出高色价、高质量的红曲红产品，以满足当今市场需求。

笔者从事红曲红研究及规模化生产多年，有着丰富的生产经验。

红曲红色素液体深层发酵工艺经十余年研究发展，目前已达到相当高的生产水平，东莞市天益生物工程有限公司生产的红曲红无论从产品质量或生产能力都居国内同行领先水平。

我们的宗旨是科学技术为指导，坚持科技创新，严格加强生产管理。

具体作法主要有以下几个方面：一、筛选高色价、性能稳定的红曲霉菌种，是降低生产成本、提高红曲红液体深层发酵水平的关键所在。

我们公司除了按常规的霉菌分离方法之外，主要利用红曲霉的特性（耐酸性及抵抗酒精能力强等）。

具体做法是：用含乳酸0.7%、酒精约10%的麦芽汁或大米进行分离、纯化培养红曲霉，同时还对生产菌种进行不同方式的诱变、驯化（如紫外诱变、酸热处理等），以此来增强其逆境生存能力。

经紫外诱变处理5~10min；耐高温（55~65℃）、耐高压（0.8-1.0Mpa）、耐酸（pH2.0-3.0）等方面情况下生长性能测试后，筛选出的高色价菌株，具有优良、稳定和培养粗放等特点，在生产上便于操作和应用。

除此之外，我们还特别注意保持菌种的强壮与新鲜，太嫩或太老均不可取（斜面菌种一般生长7-8d 为最佳）。

不仅如此，我们还采取多种方式经常改变培养基配方用于菌种培养及保藏试验，以减少红曲霉菌因多次传代而发生变异。

为进一步验证其生产种性能是否优良、稳定，我们还经常进行摇瓶分离试验、改变配方等，从中摸索出一整套相关的红曲霉生产试验配方，使生产工艺得到不断改进与完善，也使菌种在大生产中充分得以驯化，更加适应液体深层发酵，为生产稳定、质量提高打下坚实的基础。

经长期不懈的努力，严格把好菌种质量关，使生产水平稳中有升，发酵水平比两年前提供了近1倍，产品总收率比原来提高了20％，从而大大降低了生产成本，使产品在市场中更加有竞争力。

二、制定合理的生产工艺及配方，是发酵高水平的重要前提。

目前我公司红曲红液体深层发酵经不断摸索、改进后，已初步形成了一套较为成熟、完善的生产工艺流程：（一）斜面与平板培养基：可溶性淀粉3％、麦芽糖3％、蛋白胨2％、琼脂2％，ｐH自然约5.0-5.5。

（二）种子液体培养基组分：淀粉3％、NaNO30.25%、KH2PO4 0.2-0.3％、MgSO47H2O 0.2％-0.3％、黄豆粉1.0％、玉米浆1.5％。

（三）发酵罐培养基组分：米粉6％-7％、黄豆粉2％-3％、NaNO3 0.2%-0.3％、KH2PO4 0.2-0.3％、MgSO4·7H2O 0.2％-0.3％，用乳酸调节发酵液初始pH值为3.0-3.5。

其中，碳源、氮源的比例一定要协调，适宜的碳氮比对红曲霉生长及产色都是非常关键的，当碳源过高时，发酵液偏黄，显橙红色重，菌丝易衰老、孢子较多；当氮源过高时，发酵液偏紫、色暗、菌丝细长，且着色重，但较难提取。

故把握好发酵培养基的配方是非常重要的。

此外，红曲霉菌是好气性菌株，其细胞的生长和色素产生都要有足够的氧气，故通气量的大小对发酵过程的影响不可忽视。

在发酵的3个时期（前期、中期、后期）应有不同的要求：前期需氧量较小，即风量要适量；中期因菌体的大量繁殖，升温较快、耗氧较多，需通入较大风量；后期则应适当减小风量，以利于代谢产物的生成和积累――产色素高，及时处理好深层发酵各个时期的风量大小是很重要的，只有不断地摸索和总结大规模生产经验，才能有效地提高生产发酵水平，为确保后处理收率高打下基础。

三、加强红曲霉液体深层发酵的管理及质量监控根据我公司的生产经验，要搞好红曲霉液体深层发酵的管理及监控，首先，必须严格把好生产工艺操作关。

具体操作主要有一下几个方面：（一）灭菌：这一步是深层发酵的关键，空消、实消一定要严格把关，必须小心细致地检查各路管道、阀门，以防止“死角”发生。

（二）配料：一定要严格按照工艺配方执行，做到专人专职负责，绝对不可出差错。

（三）负责发酵生产的操作工应进行岗前专业培训，严格按工艺操作程序，做好每项工作，特别是一、二级罐培养条件的控制（温度、压力、风量三要素），经显微镜观察菌种生长情况在决定是否接入发酵罐（每一级种子液培养时间一般为7—8h），菌丝粗壮、横隔明显、成网状则优良；若菌丝成球状、细长或变形等，则会影响发酵水平，降低产品收得率。

此外，在发酵过程中，要特别注意温度和风量的控制，红曲霉菌产色素最适温度为32-35℃，一般控制在33±1℃为佳，风量则根据发酵罐有效体积计算，一般比值在1：0.3-0.4左右较好，风量过大，促使红曲霉耗氧过快，菌体易衰老，发酵代谢过快，产色素少；风量过小，则菌体生长慢，代谢产物少，发酵时间延长，能耗增加。

由于控制发酵过程中通风量在不同时期有不同要求，应根据具体发酵罐、发酵液中菌体生长情况而定。

作者简介：杨晓暾，东莞市天益生物工程有限公司副总经理，华南理工大学生物工程专业毕业，长期从事微生物发酵生产及研制工作，曾获省科技进步奖2项。

尤其在红曲霉液体深层发酵有丰富的生产经验。

发表工业发酵方面的论文多篇。

红曲色素及其应用一、红曲在国内外的发展现状1.1 食用色素发展现状食用色素是食品工业、制药工业和日化工业不可缺少的一类添加剂，按其来源可分为纯天然色素、仿天然色素和合成色素三大类。

近年，由于毒性问题，某些合成色素的应用受到了限制，因此，开发和利用无毒或基本无毒的天然色素，日益受到人们的重视。

开发天然色素，改善食品加工品质，是我国食品添加剂工业“十五”期间的发展重点。

中国列入GB-2760的食用着色剂有60钟，其中合成着色剂13种，天然着色剂47种，已经成为世界品种最多的生产和消费大国。

由于在自然资源方面的优势，天然色素已成为食品着色剂的主力军。

2004年合成色素产量2500吨，产值1.9亿元，天然色素产量26.5万吨，产值11亿元，其中焦糖色素占80%以上，主要品种有辣椒红、红曲红、姜黄、栀子黄、高粱红等，其中红曲等产品一直是中国的传统出口产品。

合成色素，是指自然界不存在，用化学合成制造的色素，如日落黄和食用黄色4号。

仿天然色素，是指天然存在色素结构，凭借化学合成或化学提取方法制成的色素，如红曲红色素、β-胡萝卜素、核黄素和4-二酮β-胡萝卜素。

纯天然色素，来自天然可食用原料，以适当的生物或食品加工方法生产的有机色素，如红曲色素（红曲米粉）。

天然色素并不包括叶绿素铜和氨及糖类制得的焦糖色素，因为两者都是以化学修饰法生产，因此被归类为仿天然色素。

一般所说的天然色素包括“仿天然色素”和“天然色素”。

合成色素的优点是色泽鲜艳，着色力强，不易褪色，用量较少，性能稳定。

20世纪，由于合成色素易于获取和价格低廉，其产量持续增加，不过科学界却对它的安全性提出质疑。

的确，有部分合成色素有损健康，许多国家现在已经陆续禁用，如1976年，美国和挪威都禁用了苋菜红，即食用红色2号。

天然色素的优点在于安全性高、来源丰富，而缺点是稳定性较差、着色力较低、成本较高。

但因多来自水果、蔬菜、动植物、微生物等天然物，对人体的安全性较高，有的天然色素本身就是一种营养素，具有一定的营养效果和药理作用，能更好的模仿天然物的颜色，色调较自然。

基于以上原因而备受推崇，近来发展很快，需求量呈不断增长的态势。

我国许可使用的食用天然色素分类代码名称分类代码名称分类代码名称08.101 08.102 08.103 08.104 08.105 08.106 08.107 08.108 08.109 08.110 08.111 08.112 08.113 08.114 08.115 08.116 甜菜红姜黄红花黄紫胶红(虫胶红)越橘红辣椒红辣椒橙焦糖色(不加氨生产)焦糖色(NH4SO3法)焦糖色(加氨生产)红米红栀子黄菊花黄浸膏黑豆红高粱红玉米黄08.11708.11808.11908.12008.12108.12208.12308.12408.12508.12608.12708.12808.12908.13008.13108.132萝卜红可可壳色红曲米红曲红落葵红黑加仑红栀子蓝沙棘黄玫瑰茄红橡子壳棕NP红多穗柯棕桑椹红天然苋菜红金缨子棕姜黄素08.13308.13408.13508.13608.13708.13808.13908.14008.04108.14208.143酸枣色花生农红葡萄皮红蓝靛果红藻蓝(淡/海水)植物碳黑密蒙黄紫草红茶黄素茶绿素柑橘黄胭脂树橙(红木素/降红木素)胭脂虫红天然β-胡萝卜素氧化铁红(黑)现在国内外对合成色素的限制越来越严格，而对天然色素的开发使用是方兴未艾，已相继开发出在食品中使用的水溶性和油溶性性天然色素几十种，商品化的产品也有十几种。

改革开放20多年来，我国开发出近七、八十种不同原料来源的食用天然色素。

至1998年，列入“中华人民共和国国家标准食品添加剂使用卫生标准GB2760-1996”中允许使用的食用天然色素有40多个品种，已经制定中华人民共和国国家标准或行业标准的食用天然色素共有19个品种。

红曲米及红曲粉，每年约产4000多吨；红曲红，每年约产200多吨，辣椒油树脂及辣椒红，每年约产250吨；栀子黄，每年约产10吨；栀子蓝，每年约产10吨，高粱红，每年约产45吨；可可壳棕，每年约产10吨；甜菜红，每年约产20吨；虫胶红，每年约产45吨。

国内对天然色素的需求量逐年上升。

国外对天然色素的研究开发与应用力度更大。

据估计，全球天然色素市场规模约为2.5亿美元（其中美国占1.0亿美元），仿天然色素为1.9亿美元，市场年增长率约为5%-10%。

在日本市场，天然已成为色素的主流。

在1995年5月食品卫生法修改后的目录中，日本许可使用的天然色素有97种。

天然色素市场规模达到200多亿日元，占食用色素市场的90%，其中红甘蓝色素年需求量约为90吨，葡萄皮色素约100吨，萝卜红色素也有几十吨的需求量。

我国食品行业是国民经济的支柱产业之一，每年的产值几千亿。

现在食用色素还主要以合成色素为主，随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，食品中天然色素的比重会越来越大。

1.2 红曲的发展现状红曲生产及应用，在我国已有1000多年历史，是古代中国人民的伟大发明创造，是中华民族的科学文化遗产。