对自然的需求(而不是合成)色素和食品添加剂正在迅速增长。这其中的部分原因是,越来越多的消费者寻找最小加工食品,从合成化学防腐剂都是免费的。这也是因为他们是与营养和健康的好处。1一些比较著名的天然食品着色剂,包括花青素、类胡萝卜素、betalains,叶绿素,姜黄素,被认为是对健康有益的,因为它们的抗氧化活性。
天然色素可以从各种各样的植物,动物,微生物。颜料从微生物在植物和动物提供了许多好处,包括高收益、成本效益更好,更稳定,更容易处理。微藻类和真菌都很有希望产生一个广泛的水溶性biopigments在一个颜色数组。2这些包括代谢物如azaphilones黑色素,类胡萝卜素和醌类。
工业的注意力已经转向了丝状真菌,特别是,因为它们是简单的大规模培养。3着色剂源自于丝状真菌红曲霉sp。例如,ankaflavin canthaxanthin,商业以及Arpink红色已经可用™色素(天然红™从应变)青霉菌oxalicum var. armeniaca。然而,天然色素市场上目前仍然面临着一些缺点,如有限的可用性,不稳定性在光、热和pH值、低水溶性。
新能源
随着需求的增加,研究人员正在寻找新的天然色素来源。为此,他们采用先进的分析技术来识别小说色素成分,并研究其生物合成途径。
进一步发展的一个关键领域红曲霉色素丝状的,这是首次发现红曲霉真菌也发现青霉菌和Talaromyces真菌。4这些色素azaphilones,一群次生代谢物。其颜色从黄色、橙色、红色和曾经被用作传统食品中着色剂(酸奶、红酒、豆腐和肉)在东亚国家;他们也用于中药。
然而,有人担心红曲霉色素可以受真菌毒素污染,如橘霉素,不适合使用在食品和其他化合物,如monacolin K(红曲米中含有的活性化合物,通常是提取并用于降胆固醇药物)。这就是为什么研究集中在丝状真菌Talaromyces atroroseus(以前青霉菌purpurgenum),它分泌大量的红色和黄色红曲霉色素没有产生真菌毒素。这些色素的结构仍然是未知的。
现在丹麦技术大学的一个团队已经为一本小说群这些颜料和阐明它们的结构。5他们称之为atrorosins。
方法和结果
团队由托马斯Ostenfeld拉森发酵的液体培养t . atroroseus在介质组成的糖、盐和微量金属解决方案。生物反应器用于培养和成长颜料在pH值为4.5。的职业过程质谱仪(热费希尔科学)是用于样本l-liter生物反应器;它可以测量浓度的氧气、二氧化碳、乙醇、甲醇、氩气和氮气。
由此产生的液体是一种强烈的红色文化。研究人员分析了提取液体的使用超高液相色谱与二极管阵列检测和高分辨率的串联质谱(UHPLC-DAD-MS /,8经),发现大量的不同的颜料,包括未知的色素种类和几个已知红曲霉色素。
进一步分析显示,两个同分异构体的存在的橙色azaphilone PP-O。该团队使用反相高效液相色谱法产生足够的材料结构分析,然后转向NMR工作要么两PP-O同分异构体独联体——或者trans-double债券c - 2和颈- 3之间。的反式PP-O以前没有报道。
然后研究人员调查的一个主要未知的红色化合物,有相似的紫外可见吸收光谱的红红曲霉色素。首先,他们通过反相高效液相色谱法纯化它给暗红色无定形固体,然后计算出它的分子式(C26H29日没有9),确定其结构使用1 d和2 d核磁共振。
从核磁共振数据,研究小组推断这个化合物在结构上非常相似红曲霉色素PP-O PP-V,除了它含有氨基酸丝氨酸纳入isochromene /异喹啉系统。他们给这个新的化合物atrorosin年代。
然后,研究人员调查了是否t . atroroseus也可以将其他氨基酸加入到azaphilone核心。他们发现当种植发生与单个氨基酸作为唯一氮源的来源,在大多数情况下,次生代谢物概要文件主要包含一个红色化合物,相对应的atrorosin添加氨基酸。几(甘氨酸、半胱氨酸、苏氨酸和酪氨酸),其他颜色的化合物也被检测到。
结构小说的颜料
团队表明atrorosins是红色azaphilone颜料和衍生品的橙色的颜料独联体-PP-O。唯一的区别是,他们含有l -氨基酸,结合随机isochromene系统在增长。他们是独一无二的,因为颈- 1氧化完全到一个羧酸组。
值得注意的是,研究人员能够产生各种atrorosins补充生长媒体在发酵过程中各种氨基酸。他们发现只有脯氨酸氨基酸不纳入一个atrorosin。
橙色的前体PP-O是自然产生的独联体和反式,但是团队惊讶地发现atrorosins几乎完全是(99.5%)独联体—构成。他们推测,这可能是因为空间相互作用的氨基酸。颈- 1之间的斥力作用,羧酸和羧酸大氨基酸鼓励反式异构化的几乎完全顺式。
长期以来人们一直认为氨基酸可能成为纳入红曲霉色素通过亚胺(或席夫碱)中间下形成的基本条件。然而,丹麦团队发现,反应也在酸性条件下发生的。他们认为通过烯胺催化的反应可能发生而不是先前提出的亚胺。
此外,团队发现他们可以生产atrorosins从其他真菌,如t . albobiverticillius(以及独联体——和trans-PP-O);他们不排斥t . atroroseus。
引用和进一步阅读
- Tuli, h·S。et al。(2015)。微生物色素作为天然颜色来源:当前的趋势和未来的观点。Int。j .食品科学。技术。52岁,4669 - 4678页。doi: 10.1007 / s13197 - 014 - 1601 - 6
- Pombeiro-Sponchiado, s R。等,(2017)。生产黑色素的色素真菌及其生物技术应用,黑色素埃德•m . Blumenberg (InTech伦敦,英国的哲理),47 - 74页。doi: 10.5772/67375
- Mapari, S.A.S.et al。(2009)。识别潜在的安全承诺真菌细胞工厂生产酮化合物的天然食品着色剂使用chemotaxonomic原理。活细胞。细胞的事实。8 (24)。doi: 10.1186 / 1475-2859-8-24
- Vendruscolo F。et al。(2016)。红曲霉:现实的生产和应用微生物色素。生物科技:生物化学》。2016年1月,178(2),211 - 223页。doi: 10.1007 / s12010 - 015 - 1880 - z。
- Isbrandt T。et al。(2020)。Atrorosins:一个新子群的红曲霉色素Talaromyces atroroseus应用微生物学和生物技术,104年,页615 - 622。
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