Een initiatief van :




Wageningen Universiteit





Sitekeuring.NET Award

Food-Info.net> Onderwerpen > Literatuurverslagen

Ang-kak

Verslag Literatuurrecherche T30.

Wageningen Universiteit

SAMENVATTING

1. INLEIDING 1
2. MICRO-ORGANISMEN 2
3. SECUNDAIRE METABOLIETEN 3
3.1 Pigmenten
3.2 Citrinine
3.3 Monacoline K
4. HET PRODUCTIEPROCES VAN ANG-KAK 5
4.1 Traditionele productie proces
4.2 Industriële productie
5. BIOLOGISCHE WERKING 10
5.1 Toxiciteit
5.2 Cholesterolverlagende werking
5.3 Bloeddrukverlagende werking
5.4 Anti-mutageniteit
6. TOEPASSINGEN VAN ANG-KAK 11
6.1 Kleurstof
6.2 Smaakstof
6.3 Fuctional food of voedingssupplement
7. CONCLUSIE 13
LITERATUURLIJST 14


Samenvatting


Ang-kak is de Chinese term voor rode rijst. Traditioneel wordt voor de productie van Ang-kak de Ascomyceet Monascus purpureus gebruikt. Tegenwoordig worden ook Monascus ruber en Monascus pilosus gebruikt. Karakteristiek voor deze soorten is de productie van verschillende rode, gele en oranje pigmenten. Het productieproces van Ang-kak is een vaste stof fermentatie maar deze wordt steeds vaker vervangen door submerged cultures of er worden andere substraten gebruikt zoals tapioca zetmeel of afval van de rietsuiker productie. Er is steeds meer belangstelling voor de biologische werking van Ang-kak. Verschillende onderzoekers maken melding van een cholesterol- en bloeddrukverlagende of antimutagene werking. Dit biedt verschillende mogelijkheden voor de toepassing van Monascus of Monascus metabolieten in functional foods. Daarnaast kunnen de pigmenten van Monascus worden toegepast als kleurstof in verschillende levensmiddelen en bestaan er eventueel mogelijkheden om met Monascus in de toekomst op grote schaal aromacomponenten te produceren. Helaas lijken de toepassingsmogelijkheden te worden beperkt of bemoeilijkt door de productie van het mycotoxine citrinine.

1. Inleiding


Ang-kak is de Chinese term voor rode rijst. Andere namen voor Ang-kak zijn Anka, Angkhak, Ang-quac, Aga-koji, Anka koji. (Wood, 1985) In Japan wordt het ook wel Beni koji of Sekihan genoemd (Pederson, 1979). Traditioneel wordt Ang-kak gemaakt door verschillende stammen van de soort Monascus te laten groeien op gekookte of gestoomde rijst. Als het mycelium door de hele rijstkorrel is gegroeid worden de korrels gedroogd en vaak verpoederd. Bij de fermentatie worden verschillende rode pigmenten gevormd.
De oudste documentatie over het gebruik van rode rijst in China dateert van 800 na Christus uit de tijd van de Tang Dynastie (Heber et al ., 1999). Het gedroogde eindproduct, een sterk rood-gekleurde rijst met een nootachtige smaak is uitermate lang houdbaar (Fink-Gremmels, 1994). De jaarlijkse productie van Monascus pigmenten in Japan is ongeveer 600 ton (Lee et al ., 1995), de jaarlijkse productie in China wordt zelfs geschat op 15.000 ton (Nout en Aidoo, 2000)

Ang-kak wordt in Azië al eeuwenlang gebruikt als kleur en smaakstof; maar ook als conserveringsmiddel voor bijvoorbeeld gefermenteerde vis, rijst wijn, rood vlees en de Chinese Likeur Kaolang (Wood, 1985). In Azie worden producten bereid met Ang-kak niet alleen gewaardeerd om hun smaak en houdbaarheid, maar ook om hun vermeende gezondheidsbevorderende werking. Ten tijde van de eerste Ming Dynastie werd rode rijst al geprezen om haar positieve invloed op de bloedcirculatie (Heber et al., 1999). Tegenwoordig zijn er vele voedingsupplementen op de markt die gemaakt zijn van gefermenteerde rode rijst.

Doel van deze literatuurstudie is het verzamelen van informatie over het bereidingsproces, de soort Monascus , de pigmenten, de biologische werking en eventuele andere onvermoede aspecten van Ang-kak.


2. Micro-organismen


Traditioneel wordt voor de productie van Ang-kak de Ascomyceet Monascus purpureus gebruikt. Tegenwoordig worden voor industriële toepassingen ook Monascus ruber en Monascus pilosus gebruikt omdat deze schimmels ook de gewenste pigmenten produceren. De taxonomie van het geslacht Monascus en de gebruikte synoniemen zijn weergegeven in tabel 1.

Tabel 1:
Taxonomie van het geslacht Monascus, met de erkende soorten en de corresponderende synoniemen (Hawksworth en Pitt, 1983)



M. pilosus M. purpureus M. ruber
M. pubigerus M. albidus Physomyces heterosporum
M. purpureo M. anka M. heterosporus
M. rubropunctatum M. araneosus Eurotiopsis gagonii
M. serorubeszenz M. kaoliang Allescheria gagonii
M. major M. barberi
M. rubiginosus M. fuliginosus
M. vini M. olei
M. vitreusBachusia terricola


Monascus behoort tot de Trichocomaceae en is sterk verwant met de soorten Eupenicillium en Aspergillus die tot dezelfde familie behoren. Berbee et al. (1995) hebben onderzoek gedaan naar de onderlinge verwantschap binnen de familie van de Trichomaceae door het ribosoomaal DNA te vergelijken. De resultaten van dit onderzoek wezen uit dat het DNA van Monascus sterk verwant is met dat van de Dichlaenoideae en dat Monascus op grond hiervan in deze familie zou kunnen worden geplaatst. Deze verwantschap was erg verrassend omdat de uiterlijke kenmerken van de schimmel erg verschillen met die van de andere familieleden van de Dichlaenoideae.

3. Secundaire metabolieten


3.1 Pigmenten


Voor de productie van Angkak worden verschillende soorten schimmels van het geslacht Monascus gebruikt. De meest bekende is Monascus purpureus , maar ook Monascus ruber en Monascus pilosus produceren pigmenten (Fink-Gremmels en Leistner, 1989) De belangrijkste zes pigmenten zijn: 1. rubropunctatine, 2. monascorubrine, 3. rubropunctamine, 4. monascorubramine, 5. monascine en 6. ankaflavine (Blanc et al.,1994). De structuurformules van de genoemde pigmenten zijn te vinden in figuur 2.

Figuur 2: structuur van de zes belangrijkste vrije pigmenten van Monascus

De pigmenten hebben verschillende kleuren; rood (1 en 2), oranje (3 en 4) en geel (5 en 6) De lipofiele moleculen kunnen reageren met amino-groepen van eiwitten of aminozuren waardoor water oplosbare pigmenten worden gevormd (Hajjaj et al .,1999).

3.2 Citrinine


Monascus ruber en purpureus produceren beide citrinine. Dit mycotoxine is een product van de polyketide route en werkt als antibioticum tegen Gram+ bacteriën. Omdat de stof toxisch is voor de nieren is de toepassing als antibioticum beperkt en wordt bij de productie van Ang-kak geprobeerd om de hoeveelheid citrinine zo laag mogelijk te houden. De hoeveelheid citrinine die wordt geproduceerd is afhankelijk van de samenstelling van het medium waarin de schimmel zich bevindt en met name van de beschikbaarheid van zuurstof. Citrinine wordt ook geproduceerd door onder andere Penicillium en Aspergillus. (Hajjaj et al ., 1999).

3.3 Monacoline K


In de jaren zestig is veel onderzoek gedaan naar de stoffen die de gezondheidsbevorderende werking van Ang-kak zouden veroorzaken. Bij dit onderzoek werd de groep der monacolinen geïsoleerd. Het vermoeden bestond dat deze een anti-bacteriële werking zouden hebben. Dit bleek echter niet het geval te zijn (Fink-Gremmels, 1994).

Later bleek dat Monacoline K de vetstofwisseling beïnvloedt. Het Monacoline K heeft in tegenstelling tot de pigmenten geen tetrahydrofuranon ring en er is dus geen directe structuurverwantschap (Fink-Gremmels en Leistner, 1989). Monacoline K en een aantal sterk gerelateerde stoffen remmen de werking van 3-hydroxy-3-methylglutaryl co-enzym A (HMG-CoA) wat een cruciale rol speelt in de synthese van cholesterol in het menselijk lichaam. (Heber et al ., 1999)


4. Het productieproces van Ang-kak

4.1 Traditionele productie proces


Het productieproces van Ang-kak is een vaste stof fermentatie en is beschreven door Nout en Aidoo (2000). Gepolijste rijstkorrels worden 24 uur geweekt, vervolgens gekookt of gestoomd en geïnoculeerd met sporen van Monascus purpureus . Na incubatie van een week bij 25 tot 30 ºC worden de korrels gedroogd en meestal verpulverd (figuur 1).

De luchtvochtigheid is een kritieke parameter. Als de rijst tijdens de fermentatie te nat is groeien de korrels aan elkaar en bestaat het eindproduct niet uit de karakteristieke losse korrels. Als er te weinig water is groeit de schimmel daarentegen niet goed wat ook een product van slechte kwaliteit oplevert (Gray, 1970). In plaats van rijst kan ook brood, maïs of graan worden gebruikt (Hajjaj et al ., 1999)

Gray (1970) heeft de productie van Ang-kak op laboratoriumschaal beschreven. De rijst wordt geweekt, geautoclaveerd, gekoeld en geïnoculeerd met sporen van Monascus purpureus . Tijdens de incubatie (3 weken 25 tot 32ºC) moet de rijst vochtig blijven; maar niet doorweekt. Belangrijk is dat de korrels regelmatig worden geschud zodat ze niet aan elkaar vastgroeien. Aan het eind van de fermentatie zijn de korrels volledig doorgroeid met mycelium en purperrood van kleur.

4.2 Industriële productie


Bovenstaande manier van produceren is niet geschikt voor productie op industriële schaal. Wood (1985) beschrijft op gedetailleerde wijze hoe Ang-kak in Taiwan op grote schaal wordt geproduceerd. 42 kilo gewassen en gepolijste rijst wordt 3 uur in water geweekt en vervolgens 1 uur gestoomd. De afgekoelde rijst wordt in een tank geïnoculeerd met 24 kilo entmateriaal, gemengd met 75 liter water en 4 dagen geïncubeerd. Deze culture kan dan worden gebruikt als entmateriaal voor 1500 kilo rijst. Deze rijst wordt na wassen onder hoge druk een uur gestoomd (0,2 kg/cm2). Daarna wordt gekoeld tot 40 ºC en besproeid met water. Dan wordt 30 minuten gestoomd en vervolgens gekoeld tot 36 ºC. De rijst wordt in een grote tank gemengd met 35 liter entculture. Tijdens incubatie wordt de temperatuur langzaam opgevoerd tot 42 ºC. Bij de volgende stap wordt het mengsel uitgespreid op bamboe koji matten. Om uitdroging te voorkomen worden de matten tijdens de acht dagen durende fermentatie drie keer gedompeld in water. Als de fermentatie voltooid is wordt het product gedroogd tot het 7 tot 10% vocht bevat. De opbrengst van de gedroogde Ang-kak is ongeveer 45% van de gebruikte rijst.
Tegenwoordig wordt bij de industriële productie vrijwel nooit meer vaste stof fermentatie gebruikt. Het proces is geoptimaliseerd waardoor de opbrengst beduidend verhoogd kan worden. Hiervoor wordt meestal een rijst of een ander substraat in oplossing gebracht. (Lee et al ., 1995). Deze submerged cultures zijn een zeer gangbare manier van produceren. Een geoptimaliseerd proces wordt beschreven door Kang en Jung (1995). De hoogste pigment productie vond plaats bij 25 ºC; pH 6.0 en een incubatie van 7 dagen. De C en N bron waren rijstpoeder en pepton respectievelijk in een concentratie van 2% en 0,5%. De hoeveelheid biomassa was maximaal bij 32,5 ºC, de concentratie pepton moet dan hoger zijn dan bij maximale pigment productie. Door de culture te roeren wordt de beschikbaarheid van zuurstof verbeterd en hierdoor wordt de pigmentproductie vertienvoudigd.
Tapioca zetmeel zou een goed alternatief voor rijst zijn omdat het goedkoop, kleurloos en goed fermenteerbaar is. Er zijn echter enkele technische problemen die het gebruik van tapioca zetmeel in een submerged proces vermoeilijken. Door de hoge viscositeit van het ruwe zetmeel in oplossing is de maximale beginconcentratie relatief laag. Ook de concentratie zetmeel in de aanvoer van een fed batch installatie kan niet erg hoog zijn. Bovendien wordt in een viskeuze oplossing de zuurstof toevoer verslechterd. Deze problemen kunnen worden ondervangen door het ruwe zetmeel te bewerken met enzymen. Deze extra bewerking brengt echter nogal wat kosten met zich mee en het risico van microbiële besmetting. Lee et al . (1995) vonden hiervoor een oplossing door gebruik te maken van een blok gegeleerd tapioca zetmeel in een oplossing waarin zich alle overige componenten van het medium en bevonden. De gel had een concentratie van 400 g/l. Monascus (sp. B683) vertoonde gedurende 170 uur vrijwel lineaire groei en bereikte een biomassa concentratie van 37,5 g/l. De eindoplossing had een optische dichtheid van 145 OD (optische dichtheid). In een andere batch met tapioca in oplossing bereikte een maximale biomassa concentratie van 8 g/l. Toen werd overgegaan op een fed batch proces nam de hoeveelheid biomassa toe tot 16 g/l; de geproduceerde hoeveelheid pigment was 70 OD.

Chiu en Chan (1992) gebruiken een bijproduct van de rietsuikerproductie als substraat voor de groei van Monascus purpureus (IAM 8081). Bagasse (uitgeperst en gedroogd suikerriet) werd gesuspendeerd en geïnoculeerd met M. purpureus . De resultaten werden vergeleken met een culture met het synthetische medium PGY. De proef werd uitgevoerd met stilstaande en roterende vaten. Hieruit bleek dat het suikerrietafval een goed substraat is, maar dat het proces nog geoptimaliseerd dient te worden teneinde een grotere opbrengst te krijgen. De roterende vaten bleken de groei in zeer belangrijke mate te bevorderen. Door de verbeterde zuurstoftoevoer werd 2 tot 3 keer zoveel pigment geproduceerd. Bij hetzelfde onderzoek werd ook gekeken wat het effect van een kleine hoeveelheid maïsolie is. Na toevoeging van 0,6% olie verdubbelde de hoeveelheid geproduceerd pigment en reduceerde de hoeveelheid biomassa met 50%. Door de groei te remmen wordt waarschijnlijk de pigmentproductie gestimuleerd. Bij grotere hoeveelheden olie nam de hoeveelheid biomassa weer toe en daalde de pigmentproductie. Helaas wordt in het artikel niet ingegaan op het mechanisme wat hieraan ten grondslag ligt.

Hajjaj et al . (1999) hebben de invloed van O2 en CO2 op de productie van rood pigment en citrinine bestudeerd. Hiervoor werd een cultuur van Monascus ruber (ATCC 96218) in een in eerdere studies geoptimaliseerd synthetisch medium gebruikt. De stikstofbron in dit medium was natriumglutamaat. De hoeveelheid O2 en CO2 werd ingesteld door de beluchting en de roersnelheid te variëren.
Na afloop van het onderzoek werd geconcludeerd dat beluchting èn roersnelheid zeer belangrijke parameters zijn. Secundaire metabolieten worden alleen onder aërobe omstandigheden geproduceerd. Als zuurstof een beperkende factor is neemt de productie van alcohol toe en die van biomassa, pigment en citrinine af. De pigment/citrinine ratio was hoger onder deze anaërobe condities maar de pigment concentratie bleef laag. De productie van citrinine was maximaal bij de batch met de hoogste roersnelheid èn maximale beluchting (respectievelijk 250 rpm en 2,0 vvm). Onder deze omstandigheden was de productie 6,83 mg citrinine per gram biomassa. De citrinine die onder aërobe omstandigheden wordt geproduceerd is toxisch en is dus niet geschikt om in voedingsmiddelen te kunnen worden toegepast. De onderzoekers willen in vervolgonderzoek proberen om de productie van het toxische citrinine te verlagen en de hoeveelheid rood pigment te vergroten.


5. Biologische werking


5.1 Toxiciteit


Fink-Gremmels en Leistner (1989) onderzochten de acute toxiciteit van een methanol extract van M. purpureus DSM 1379. Er werd voor methanol gekozen omdat hiermee een kwantitatieve extractie van de pigmenten het best mogelijk is. De pigmenten werden geëxtraheerd uit commercieel verkrijgbare Ang-kak uit Taiwan die op traditionele wijze was geproduceerd. Om de acute toxiciteit te onderzoeken kregen muizen een orale dosis van 5 en 10 g/kg lichaamsgewicht van een zeer geconcentreerd Ang-kak extract. Een hogere dosering was technisch niet haalbaar. De muizen bleken na zeven dagen bij autopsie geen schade te hebben ondervonden van de hoge dosering Ang-kak extract. Helaas was ten tijde van dit onderzoek nog geen melding gemaakt van de productie van de toxische secundaire metaboliet citrinine. Het is daarom niet onderzocht of de gebruikte extracten ook citrinine bevatten.

In een onderzoek naar de samenstelling van Ang-kak door Ma et al . (2000) werd wel onderzocht of citrinine kon worden gedetecteerd. Commercieel verkrijgbare preparaten gefermenteerd met M. purpureus Went werden onderzocht op de aanwezigheid van citrinine. Voor de analyse van de preparaten werd gebruik gemaakt van een HPLC methode gekoppeld aan een fluorescentie detector. Er werd geen citrinine gedetecteerd boven de detectielimiet van 0,1 ng/g.

Ook Sabater-Vilar et al . (1999) testten verschillende commercieel verkrijgbare producten gefermenteerd met Monascus . Ook hier werd gebruik gemaakt van een gevoelige HPLC methode maar hier werd wél citrinine aangetroffen. Het mycotoxine werd gedetecteerd in alle monsters, variërend in een concentratie van 0,2 tot 17,1 µg/g. Alhoewel de resultaten niet eenduidig zijn lijkt cintrinine dus wel aanwezig te zijn in commercieel verkrijgbare producten en is voorzichtigheid geboden bij de toepassing van dergelijke producten in de levensmiddelenindustrie.

5.2 Cholesterolverlagende werking


In het onderzoek van Fink-Gremmels en Leistner (1989) werd gekeken naar de cholesterolverlagende werking van de methanoloplosbare componenten van Ang-kak bij ratten. Hiervoor werden ratten gebruikt die door een speciaal dieet een verhoogde triglyceride concentratie en licht verhoogde serumcholesterol en HDL-cholesterol waarden hadden. De dieren kregen het extract in verschillende doses toegediend. Dit resulteerde in een directe dosisafhankelijke daling van de triglyceridenwaarde en cholesterolspiegel. Later ontstond er een verschil tussen de mannelijke en vrouwelijke dieren. Bij de mannelijke dieren werd na twintig dagen alleen in de hoogste dosisgroep een significante vermindering in de tricgyceridenwaarde en de cholesterolspiegel waargenomen, in tegenstelling tot de vrouwelijke dieren waar in alle dosisgroepen nog een significante verlaging van beide concentraties werd geconstateerd. De HDL-cholesterol waarde was wel bij alle dieren verlaagd. Het is onduidelijk of deze verlagingen worden veroorzaakt door de pigmenten of door andere methanol oplosbare componenten in het extract. De biologische werking van het M. purpureus extract kan volgens deze resultaten dus een bijdrage leveren aan de stabilisering van de vetstofwisseling.

Heber et al . (1999) verrichtten in Amerika een zeer uigebreide studie naar de het effect van een rode rijst voedingssupplement op het cholesterolgehalte in het bloed. Het onderzoek werd gedaan nadat bij verschillende Chinese en Japanse onderzoeken veelbelovende resultaten werden geboekt. Het doel van de studie was: onderzoeken wat de effectiviteit en veiligheid van een op de markt verkrijgbaar rode rijst voedingssupplement is op het cholesterol gehalte bij een Amerikaanse populatie. De studie werd gedaan bij 83 personen die allen een dieet van de American Heart Association volgden (30% van de energie werd geleverd door vet, waarvan 10% verzadigd, maximaal 300 mg cholesterol per dag). Alle proefpersonen hadden een verhoogd cholesterol gehalte en werden hiervoor nog niet eerder behandeld. Een deel van de groep kreeg dagelijks 2,4 gram rode rijst poeder in een capsule, de rest van de proefpersonen kreeg een placebo. Het totaal cholesterol gehalte van de placebo groep was significant hoger dan dat van de andere groep; respectievelijk 6.57 ± 0.93 mmol/l, en 5.38 ± 0.80 mmol/l (x ± SD). Ook de LDL cholesterolconcentratie en de hoeveelheid triacylglycerol waren significant verminderd. De conclusie van het onderzoek was dat rode rijst het cholesterolgehalte in het bloed significant verlaagt en wel dusdanig dat kan worden uitgesloten dat dit effect werd veroorzaakt door een veranderd voedselpatroon. Er werd geen melding gemaakt van bijwerkingen. De daling van het cholesterolgehalte was te groot om te worden veroorzaakt door alleen Monacoline K. Dit werd geconcludeerd na vergelijking met onderzoeken die zijn gedaan met lovastatine; wat een andere naam is voor Monacoline K. Waarschijnlijk wordt het effect veroorzaakt door (de wisselwerking tussen) alle Monacolinen of andere in het supplement aanwezige stoffen.

5.3 Bloeddrukverlagende werking


Enkele Japanse onderzoekers maken melding van een bloeddrukverlagende werking van Monascus pilosius . Tsuji et al. (1992a) vergeleken rijst gefermenteerd met Aspergillus oryzae met rijst gerfermenteerd met M. pilosius (beni-koji). De rijst werd toegediend bij ratten met een spontaan verhoogde bloeddruk. Beide soorten rijst bleken de bloeddruk 7-15% te verlagen, de werking van M. pilosius was sterker dan die van A. oryzae . Helaas is van het artikel alleen de samenvatting beschikbaar en hieruit wordt niet duidelijk of gebruik werd gemaakt van een controlegroep of dat de bloeddrukverlaging is gerelateerd aan de bloeddruk aan het begin van het experiment. Beide producten hadden geen invloed op het glucose en cholesterol gehalte in het bloed, plasma tryglyceriden en het mineralen metabolisme.

In een vervolgonderzoek van Tsuji et al . (1992b) werden drie verschillende extracten van beni-koji met M. pilosius met elkaar vergeleken. De extracten werden wederom toegediend aan ratten met een spontaan verhoogde bloeddruk. Alle extracten werkten bloeddrukverlagend, maar de werking was sterker bij het extract dat was gemaakt met heet water. De conclusie van het onderzoek was dat de bloeddrukverlagende componenten oplosbaar zijn in water en onoplosbaar in n-butanol en ethylacetaat.

In 1995 werd de werking van de wateroplosbare componenten bij twaalf proefpersonen met een verhoogde bloeddruk onderzocht (Inoue et al ., 1995). Hierbij werd een significante daling van zowel de systolische als de diastolische bloeddruk en het totaal serumcholesterol waargenomen.

5.4 Anti-mutageniteit


Veel natuurlijke kleurstoffen blijken een antimutagene werking te bezitten Voorbeelden hiervan zijn chlorophyl, curcumine en ß-caroteen. Izawa et al (1997) hebben de antimutageniteit van verschillende andere natuurlijke kleurstoffen waaronder die van de rode en gele pigmenten uit Monascus onderzocht. Hiervoor werd een in-vitro test gebruikt waarbij de invloed van de te onderzoeken stof op een carcinogeen heterocyclisch amine kan worden vastgesteld. In de Ames Salmonella test vertoonden beide pigmenten geen mutageniteit en zij verminderden de mutageniteit van verschillende heterocyclisch aminen en een gekookt vlees extract. Het mechanisme wat hieraan ten grondslag ligt is nog niet opgehelderd.

Bij een onderzoek (Aniya et al ., 1999) naar de anti-oxidatieve werking van 40 van uit Japanse levensmiddelen afkomstige schimmels was M. anka de sterkste antioxidant. De schimmel werd daarom gebruikt voor een in vivo onderzoek waarbij werd gekeken naar het effect van M. anka op een kunstmatig geïnduceerde lever beschadiging bij ratten door een toxische stof. De resultaten wezen uit dat het extract van M. anka vrije radicalen verwijderde en de kunstmatig geïnduceerde leverintoxicatie verminderde.


6. Toepassingen van Ang-kak


6.1 Kleurstof


De pigmenten van Monascus kunnen worden toegepast als kleurstof in verschillende levensmiddelen. Zij kennen een breed toepassingsgebied in het Verre Oosten. De laatste jaren is de belangstelling voor natuurlijke kleurstoffen en dus ook die voor Monascus pigmenten sterk toegenomen. Zij zouden een goede vervanging kunnen zijn voor bijvoorbeeld natriumnitriet; dat kan worden gebruikt om vlees te kleuren. Fabre et al . (1993) hebben onderzocht of de kleurstoffen afkomstig van Monascus ruber de sensorische kwaliteit van verschillende vleesproducten beïnvloeden. Zij vergeleken het gekleurde vlees daartoe met vlees dat was gekleurd met traditioneel gebruikte stoffen. De Monascus pigmenten bleken enigszins gevoelig voor hoge temperaturen, licht en lage pH. De rode pigmenten bleken minder stabiel dan de oranje en gele pigmenten. De kleurveranderingen verschilden niet significant met de kleurverandering van de traditioneel gekleurde producten. Verder werden smaaktesten gedaan met een getraind sensorisch panel. De algemene trend was dat het vlees gekleurd met de Monascus pigmenten beter van smaak en textuur was. De conclusie was dat pigmenten van Monascus ruber ; indien toegestaan betere additieven zijn dan de traditioneel gebruikte stoffen zoals natriumnitriet en ascorbinezuur.

6.2 Smaakstof


Er is niet alleen een groeiende vraag naar natuurlijke kleurstoffen, maar ook naar natuurlijke smaakstoffen. Monascus purpureus is een interessant organisme voor de productie van flavour componenten (Peters et al., 1993). Het kan vetzuren via de ß-oxidatie route metaboliseren tot ketonen en secundaire alcoholen. Peters et al . (1993) hebben onderzoek gedaan naar het regulatiemeganisme van de vetzuurafbraak. Deze kennis is nodig om in de toekomst eventueel op grote schaal aroma componenten te kunnen produceren. Het bleek dat de vetzuren tot en met laurinezuur konden worden afgebroken en dat dit alleen gebeurde tijdens de lag periode van de groei. Verhoging van de glucose of sucroseconcentratie stimuleerde de oxidatie van vetzuren maar verkorte de lag periode. Er zijn verschillende hypotheses over het werkingsmechanisme hiervan, maar er zal nog zeer veel vervolgonderzoek moeten worden gedaan.

6.3 Voedingssuplement of functional food


De gezondheidsbevorderende componenten bieden mogelijkheden voor de toepassing van Monascus of Monascus metabolieten in functional foods. De purperrode kleur zou voor deze toepassingen misschien een probleem op kunnen leveren. Er zijn al diverse voedingssuplementen op de markt waarin Monascus of extracten van Monascus in verwerkt zijn. De fabrikanten claimen dat hun producten cholesterolverlagend werken. Op www.Herbaldave.com wordt een - volgens de fabrikant erg krachtig - extract genaamd Nature's Sunshine Cholester-Reg aangeboden. Er wordt informatie gegeven over onderzoeken die uitgewezen hebben dat rode rijst extract cholesterolverlagend werkt. Ook op www.kiwihealth.com en www.reynoldsoffice.com wordt dit gedaan. In januari 2000 waren de kosten van 60 capsules NSP Hongqu dat wordt verkocht door de firma Reynolds $19.95. Per dag moeten twee tot drie capsules worden ingenomen.

In 1998 verbood de US FDA een capsule met rode rijst met de merknaam Cholestin die werd verkocht als cholesterol verlagend voedingssupplement. Volgens de FDA heeft producent Pharmatex het traditionele fermentatieproces dusdanig gemanipuleerd dat het product een hoge concentratie lovastatine oftewel Monacoline K (HMG-CoA reductase inhibitor ) bevat. Fabrikant Merck produceert een medicijn met de merknaam Mevacor waarin de werkzame stof eveneens lovastatine is. Volgens de FDA resulteert een dagelijkse dosis Cholestin in een inname van 5 mg lovastatine, terwijl een dagelijkse dosis Mevacor 20 tot 80 mg lovastatine bevat. Cholestin moet daarom worden gezien als een medicijn en mag dus niet als een voedingssupplement worden verkocht (McCarthy, 1998).


7. Conclusie


Ang-kak is een gefermenteerd rijstproduct uit Azië. Traditioneel is het een vaste stof fermentatie van gestoomde rijst met Monascus purpureus . Het proces is op verschillende manieren geoptimaliseerd en tegenwoordig worden andere productiemethoden en substraten gebruikt. Recent is er veel belangstelling voor de biologische werking en een aantal toepassingen van Ang-kak.

Verschillende onderzoekers maken melding van een cholesterol- en bloeddrukverlagende of anti-mutagene werking. Daarnaast kunnen de pigmenten van Monascus worden toegepast als kleurstof in verschillende levensmiddelen en bestaan er eventueel mogelijkheden om met Monascus in de toekomst op grote schaal aromacomponenten te produceren. Verschillende onderzoekers maken melding van de productie van het mycotoxine citrinine en daarom is voorzichtigheid geboden bij de toepassing van Ang-kak of metabolieten van Monascus in levensmiddelen.


Literatuurlijst


Aniya Y, Yokomakura T, Yonamine M, Shimada K, Nagamine T, Shimbukuro M, Gibo H. 1999. Screening of antioxidant action of various moulds and protection of Monascus anka against experimentally induced liver injuries of rats. General Pharmacology . 32:225-231.

Berbee ML, Yoshimura A, Sugiyama J, Taylor JW. 1995. Is Penicillium monophyletic?. Mycologia . 8:210-222.

Blanc PJ, Loret MO, Santerre AL, Pareilleux A, Prome D, Prome JC, Laussac JP, Goma G. 1994. Pigments of Monascus . Journal of Food Science . 59:862-865.

Chiu SW, Chan SM. 1992. Production of pigments by Monascus purpureus using sugar cane bagasse in roller bottle cultures. World Journal of Microbiology and Biotechnology . 8:68-70.

Fabre CE, Santerre AL, Loret MO, Baberian R, Pareilleux A, Goma G, Blanc PJ. 1993. Production and food applications of the red pigments of Monascus ruber . Journal of Food Science . 58:1099-1102, 1110.

Fink-Gremmels J, Leistner L. 1989. Biologische wirkungen von Monascus purpureus . Fleischwirtschaft . 69:115-116, 121-122.

Fink-Gremmels J. 1994. Hylemorfisme: materie en vorm. Tijdschrift voor diergeneeskunde . 119:426-432.

Gray WD, 1970. The use of fungi as food and in food processing . Durban SA: Butterworth & Co.

Hajjaj H, Blanc PJ, Groussac E, Goma G, Uribelarrea JL, Loubiere P. 1999. Improvement of red pigment/citrinin production ratio as a function of environmental conditions by Monascus ruber. Biotechnology and Bioengineering . 64:497-501.

Han O, Mudgett RE. 1992. Effects of oxygen and carbon dioxyde partial pressures on Monascus growth and pigment production in solid state fermentations. Biotechnol. Prog . 8:5-10.

Hawksworth DL, Pitt JI. 1983. A new taxonomy for Monascus species based on cultural and microscopical characters. Australian Journal of Botanics . 31:51-61.

Heber D, Yip I, Ashley JM, Elashoff DA, Elashoff RM, Go YLW. 1999. Cholesterol-lowering effects of a proprietary Chinese red-yeast-rice- dietary supplement. American Journal of Clinical Nutrition . 69:231-236.

Inoue K, Mukaiyama Y, Tsuji K, Tanabe N, Tarui S, Takahashi M. 1995. Effects of Beni-koji Extracts on Blood Pressure in Primary Hypertensive Volunteers. 53:263-271.

Izawa S, Harada N, Watanabe T, Kotokawa N, Yamamoto A, Hayatsu H, Arimoto-Kobayashi S. 1997. Inhibitory effects of food coloring agents derived from Monascus on the mutagenicity of hetrocyclic amines. Journal of Agricultural and Food Chemistry . 45:3980-3984.

Kang, SK, Jung, ST. 1995. Pigment production and color differences of liquid beni-koji under submerged cultural conditions. Korean Journal of Applied Microbiology and Biotechnology . 23:472-478.

Lee Y, Chen D, Chauvatcharin S, Seki T, Yoshida T. 1995. Production of Monascus pigments by a solid liquid state culture method. Journal of Fermentation and Bioengineering . 79:516-518.

Ma J, Li Y, Ye Q, Li J, Hua Y, Ju D, Zhang D, Cooper R, Chang M. 2000. Constituents of red yeast rice, a traditional Chinese food and medicine. Journal of Agricultural and Food Chemistry . 48, 5220-5225.

McCarthy M. 1998. FDA bans red yeast rice product. The Lancet . 351, 1637.

Nout MJR, Aidoo KE, Asian fungal fermented food. In: The Mycota . ed. Osiewacz, HD. In press.

Pederson CS, 1979. Microbiology of Food Fermentations . Westport, Connecticut: Avi publishing company.

Peters N, Panitz C, Kunz. 1993. The influence of carbohydrate dissimilation on the fatty acid metabolism of Monascus purpureus. Applied Microbiology and Biotechnology . 39:589-592.

Sabater-Vilar M, Maas RFM, Fink-Gremmels J. 1999. Mutagenicity of commercial Monascus fermentation products and the role of citrinin contamination. Mutation Research . 444 (1): 7-16.

Tsuji K, Ichakawa T, Tanabe N, Abe S, Tarui S, Nakagawa Y. 1992a. Effects of two kinds of koji on blood pressure in spontaneously hypertensive rats. Journal of the Agricultural Chemistry Society of Japan . 66:1241-1246.

Tsuji K, Tchikawa T, Tanabe N, Obata H, Abe S, Tarui S, Nakagawa Y. 1992b. Extraction of hypotensive compounds from wheat beni-koji. Journal of Japanese Society of Food Science and Technology . 39:913-918.

Wood BJB, ed. 1985. Microbiology of fermented foods . Volume 2. Essex: Elsevier Applied Science Publishers LTD.




European Masters Degree in Food Studies - an Educational Journey


Master in Food Safety Law



Food-Info.net is an initiative of Wageningen University, The Netherlands