在食品生产、加工过程中色素不可或缺。色素主要分为合成色素和天然色素。由于合成色素的潜在危害性(致癌、致畸等),其应用日益受到排斥,而天然色素越来越受到人们的青睐。天然色素按来源主要分为动物色素、植物色素、微生物色素和矿物色素等。动、植物来源色素已经不能满足高速发展食品工业的需求。近年来,致力于寻找可供代替的天然色素的研究增多,而这些研究大部分把目光投向了微生物色素,尤其是真菌色素。一些真菌在生长过程中会产生色素,而且真菌生长快、易培养、可简单地大规模工业生产,真菌色素渐渐成为一种获取天然色素的重要途径。本课题自南极土壤中得到一株地丝霉属真菌Geomyces sp. WNF-15A,是一株高产红色色素的菌种。前期通过优化发酵条件,使每升发酵液可以得到红色色素粗品1.7g,其分泌色素的能力远高于同类菌种。本课题对南极红色素开展了较为系统的研究。采用柱层析和HPLC制备技术对南极红色素进行成分分析,结合IR、MS、1H-NMR、13C-NMR技术对得到的单体化合物结构进行解析。通过研究紫外光、氧化剂、还原剂、食品添加剂、金属离子、酸性、碱性对南极红色素的影响,考察南极红色素的稳定性。初步探讨南极红色素的生物活性：以清除超氧阴离子自由基、DPPH自由基、羟基自由基为指标测定南极红色素的抗氧化性；采用普鲁士蓝法测定南极红色素的还原性；采用滤纸片法测定南极红色素的抗菌性。还分别对Geomyces sp.WNF-15A菌丝体和发酵液进行组成分析和成分预实验分析。通过以上研究希望将南极红色素开发成为一种能够满足食品、纺织、化妆品等多行业用途的色素。研究结果从南极红色素中分离出7个单体化合物,鉴定了其中4个化合物结构,分别为邻苯二甲酸二丁酯(化合物1)、油酸(化合物2)、2,3-丁二醇(化合物7)和对羟基苯甲酸(化合物8)。还得到一个红色的混合物,通过结构解析,确定其中存在分子量为338,化学结构类似红曲红色素的成分。通过稳定性研究,发现南极红色素对紫外光稳定；对绝大多数金属离子稳定；在pH=6-10范围内稳定性好。生物活性方面,当南极红色素的浓度为1mg/mL时,超氧阴离子清除率为26.52%；DPPH自由基清除率为73.11%；羟基自由基清除率为67.31%；在低浓度时,南极红色素的还原性为同浓度下维生素C的50%；南极红色素不存在抑菌或抗菌作用。Geomyces sp. WNF-15A菌丝体中含有30.67%的糖类、22.27%的脂类、25.4%的蛋白质。发酵液中可能含有氨基酸、蛋白质、多肽、有机酸、皂苷、黄酮、蒽醌、强心苷、内酯、香豆素、植物甾醇、三萜成分等物质,化学成分较为复杂。研究结果表明,南极红色素稳定性优于经美国食品和药物监督管理局(FDA)认可的胭脂虫红色素,在生物活性方面要优于其它天然色素,具备开发为食品、纺织、化妆品行业染色用途色素的较大潜力。