Màu sắc và hương vị là những tín hiệu được cảm nhận bằng các giác quan và cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá một loại thực phẩm nào đó có hấp dẫn hay không. Do đó, để đáp ứng nhu cầu của thị trường, chất tạo màu nhân tạo đã được sử dụng ngày càng nhiều. Tuy nhiên, mối quan tâm lớn là các chất tạo màu tổng hợp từ hóa học gây hại cho sức khỏe của con người và môi trường như gây ung thư, quái thai và khó phân hủy. Để giải quyết tình trạng này, chất tạo màu tự nhiên là giải pháp tối ưu thay cho các chất tổng hợp nhân tạo. Việc sản xuất các sắc tố tự nhiên có thể được thực hiện bằng cách chiết xuất từ các loài thực vật hoặc tổng hợp bằng cách lên men thông qua việc nuôi trồng nấm mốc, nấm men và tảo. Việc sử dụng các vi sinh vật để sản xuất sắc tố dễ dàng hơn so với sản xuất từ thực vật. Trong đó, nấm đã được chứng minh là một trong những nguồn sắc tố tự nhiên thay thế tốt nhất. Nấm có những lợi thế vượt trội so với thực vật như không phụ thuộc vào mùa, phát triển dễ dàng và nhanh chóng trong môi trường nuôi cấy rẻ tiền, sản xuất các sắc tố với các màu khác nhau và các sắc tố có tính ổn định, hòa tan và dễ dàng xử lý.

Từ lâu, nấm mốc Monascus đã được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc, Nhật Bản và các nước Đông Nam Á, trong đó gạo mốc đỏ được lên men nhờ nấm Monascus được ghi nhận là thực phẩm truyền thống có màu tự nhiên lâu đời nhất. Ở các nước, gạo mốc đỏ được sản xuất bởi nhiều loài khác nhau như M. purpureus, M. ruber, M. anka và M. pilosus. Tuy nhiên, theo y học cổ truyền Trung Quốc, M. purpureus là loại nấm dược liệu duy nhất được chấp nhận cho quá trình lên men gạo mốc đỏ. Trong quá trình lên men, các loài Monascus tạo ra nhiều chất chuyển hóa thứ cấp như sắc tố và monacolin. Sáu loại sắc tố polyketide tạo ra từ nấm Monascus có màu từ vàng tươi đến đỏ đậm nên được ứng dụng rộng rãi như làm chất tạo màu thực phẩm tự nhiên, chất bảo quản, thực phẩm bổ sung và trong y học cổ truyền. Các sắc tố này có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như chống ung thư, kháng khuẩn, chống lại các bệnh tiểu đường và béo phì.

Hình: minh họa (Nguồn: internet)

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định các điều kiện nuôi cấy thích hợp cho khả năng sinh sắc tố và monacolin K từ chủng nấm mốc Monascus purpureus NBRC 4485. Khả năng phát triển cũng như sinh sắc tố và monacolin K của chủng M. purpureus NBRC 4485 được đánh giá trên các loại cơ chất khác nhau bao gồm gạo huyết rồng, gạo tím than, gạo lứt trắng, gạo trắng, gạo trắng Nhật, bắp và đậu nành. Điều kiện sinh sắc tố và monacolin K của chủng M. purpureus NBRC 4485 được đánh giá thông qua việc xác định các nhân tố trong quá trình lên men bán rắn bao gồm độ ẩm môi trường (30, 40, 50, 60, 70% w/v), mật độ giống chủng (104, 105, 106 bào tử/g) và thời gian nuôi cấy (8 đến 24 ngày).

Kết quả cho thấy gạo lứt trắng là cơ chất thích hợp nhất trong các nguồn cơ chất thử nghiệm với hàm lượng sắc tố vàng, sắc tố đỏ và monacolin K cao nhất đạt được lần lượt là 3.057,8 AU/g, 1.781,0 AU/g và 1.329,3 µg/g. Các điều kiện thích hợp để nuôi cấy nấm M. purpureus NBRC 4485 trên môi trường gạo lứt trắng được xác định với độ ẩm môi trường ban đầu là 40% w/w, mật số giống chủng 106 bào tử/g cơ chất khô và nuôi cấy trong 22 ngày. Hàm lượng sắc tố vàng, sắc tố đỏ và monacolin K đạt được tương ứng ở mức 6.750,2 AU/g, 4.960,9 AU/g và 2.089,3 µg/g.