生命科學

火紅的紅麴

近年來,市面上出現許多紅麴製品,聲稱含有保健功能,究竟其保健功效從何而來?

撰文/楊嘉慧
審稿/潘子明(台灣大學生化科技學系教授)

生命科學

火紅的紅麴

近年來,市面上出現許多紅麴製品,聲稱含有保健功能,究竟其保健功效從何而來?

撰文/楊嘉慧
審稿/潘子明(台灣大學生化科技學系教授)

  近年來,紅麴的保健功效逐漸被證實,市面上的紅麴產品也日漸增多,除了傳統的紅糟肉、紅露酒之外,現在還有紅麴吐司、紅麴餅乾、紅麴酒粕面膜等,這些紅麴製品,均含有紅麴菌(Monascus purpureus)發酵所產生的物質。

  紅麴菌是一種廣泛存在於穀類、河川沉積物等處的黴菌,它由長形細胞接連成菌絲,再由菌絲集合成菌絲體。之所以被稱為紅麴菌,是因為培養數日後,菌絲會由白色逐漸變成橘紅色。


紅麴菌產生的酵素與代謝物


  培養紅麴時,經常以穀物(例如稻米)當培養基質。製程是洗米、瀝乾、蒸米,再接種紅麴菌於熟米中,之後翻攪、調節溫度(約35℃),經7~10天發酵完成即可收麴。發酵過程中,紅麴菌會分泌多種酵素,將培養基質中的醣類、蛋白質、脂肪分解,產生所謂「一級代謝物」與「二級代謝物」(註),二級代謝物中便有許多具保健功效的分子。

  紅麴產生的酵素包括澱粉分解酵素、果膠分解酵素、核醣核酸分解酵素等,通常應用在發酵食品或醃漬魚、肉、豆腐等食品中,可以產生特殊香氣。紅露酒就是利用當中的酵素來進行發酵。


紅糟的製程與一般製麴方式不同,它是紅麴菌先於在來米中發酵,之後將產物(大圖)乾燥,再加入含糯米及水的甕中,經一個月以上的發酵熟成。這種發酵方法會產生較多具有揮發性及富含香氣的物質,但不容易產生具保健功能的代謝產物。(影像來源:大圖/潘子明、小圖/宜蘭酒廠)


紅露酒(即老紅酒)是經過兩次發酵的產品,第一次的發酵過程與米酒一樣,先將米煮熟(需加入較多水份,與製高粱酒的蒸熟不同),冷卻至30℃後,加入糖化菌,讓澱粉轉變成葡萄糖,再加入酵母菌發酵。酵母菌發酵完成後,經過蒸餾即成米酒。若要做成紅露酒,米酒要進行第二次發酵,即加入已經由紅麴菌預先發酵的糯米,發酵完後,經過濾、壓榨、靜置純化即成紅露酒。(影像來源:宜蘭酒廠)


  一級代謝物主要有不飽和脂肪酸、醇及酯類化合物,可應用在美容保養品,例如市面上的紅麴多酚美白乳液、紅麴酒粕面膜、紅麴胺基酸洗髮精等,即是萃取紅麴菌的一級代謝物製成。二級代謝物中,最被大家熟知的是紅麴色素(分紅色素、橙色素及黃色素),它應用在蛋白質食品上,如肉類,可產生極佳的著色效果,如紅糟肉就是將肉品浸泡在紅麴菌與糯米混合發酵的紅糟中。

  二級代謝物中,有不少具有生理活性的物質,一般聲稱紅麴具有降血壓、降血糖、降血脂、防癌等功效,幾乎都是來自二級代謝物。例如可抑制膽固醇合成的monacolin K、具降血壓功效的γ胺基丁酸(GABA)、能抑制癌細胞生長的紅麴色素等。值得注意的是,二級代謝物中還包含對肝、腎有毒性的橘黴素(citrinin),有研究人員發現注射橘黴素於雞胚胎中,會造成雞胚胎腦畸形、腳變形、眼球凸出等;注射橘黴素於狗的腹腔會導致嘔吐,嚴重時還會出現脫水、電解質失調等反應。

  目前衛生署規定市售紅麴食品的橘黴素含量不得超過2 ppm(1 ppm為百萬分之一),在購買紅麴食品時,一定要檢視標示上註明的橘黴素含量,並盡量挑選有認證標章的產品,如GMP工廠製造、SNQ國家品質標章。此外,有些紅麴食品富含水份,如紅糟,容易受雜菌污染而變質,開封後最好存放於冰箱。


為了控制發酵時的溫度、濕度及避免雜菌進入,目前台灣多採用密閉式的發酵槽製麴(左圖)。不過,台灣紅麴產品的紅麴原料有八成以上來自東南亞及中國大陸等地,有些工廠是在開放式的環境下發酵(右圖),不但容易混入雜菌,環境的溫度、濕度也不易控制,有可能因此產生較多的橘黴素。(影像來源:潘子明)





註:一級代謝物是微生物在快速繁殖時合成製造的產物,是維持微生物生長所需的養份,例如不飽和脂肪酸;而二級代謝物多半是微生物在死亡速率與繁殖速率相當時產生,它對生命的維持無明顯功能,且只產生於特定某些微生物,例如紅麴菌產生的色素。




橘黴素不要來!


  橘黴素可抑制革蘭氏陽性菌如鏈球菌、芽孢桿菌等食物腐敗菌的生長,但本身也是毒性物質,食用過量會對肝、腎等組織器官造成傷害,因此在紅麴食品的製程中,必須想辦法降低橘黴素的產生。

  目前降低橘黴素的方法為照射放射線及使用化學變異誘導劑,讓紅麴菌的下一代基因發生突變,再從中挑選出橘黴素產量少的菌株。例如財團法人食品工業發展研究所的紅麴菌株M011及台灣大學生化科技學系使用之菌株NTU 568,就是透過物理方法與化學方法讓紅麴菌突變,再從中挑選出優良菌種。其中,編號M011是會產生大量黃色素及少量橘黴素的紅麴菌,可安心用於食品色素;NTU 568培養到第9天後,會開始產生橘黴素,因此,在橘黴素尚未出現之前收麴,也能避免產生橘黴素。

  此外,改善發酵條件也是控制橘黴素的方法之一,例如調配培養基的成份,可改變橘黴素生成的代謝路徑。有研究發現,發酵過程若降低氮源含量並提高碳源含量,可降低橘黴素的生成。此外,發酵環境的pH值控制在4.5以下,也能有效抑制橘黴素的生成。






參考資料

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《發現紅麴新價值》,潘子明著,健康世界出版


延伸閱讀

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〈哪種紅麴食品具保健功效?〉,楊嘉慧撰文,科學Easy Learn網路版

〈專訪中央研究院院長翁啟惠:台灣的生技產業有機會!〉,李名揚採訪,《科學人》2008年9月號

《發酵技術概論》,黨建章著,新文京出版

高中必修科目《基礎生物》