红曲色素和桔霉素代谢调控方法的研究进展

在食品安全问题日益受到关注的今天,取代人工合成色素的天然色素具有广阔的市场前景。红曲色素是国际范围内生产量及使用量最大的天然食用色素之一,广泛应用于肉制品加工和水产品加工领域的着色。福建红曲以品质优、色价高的特点,在国内外享有极高声誉,但在红曲霉代谢过程中同时会合成真菌毒素桔霉素,使红曲色素在使用中存在安全隐患。我国红曲色素产品中桔霉素含量普遍偏高,制约了我国红曲产品的出口和使用领域的拓展。红曲色素和桔霉素合成呈伴生现象,常出现提高红曲色素产量的同时,桔霉素含量也相应提高的情况,因此调控红曲霉代谢过程中促进红曲色素的产生同时抑制桔霉素的产生成为解决这一矛盾的关键。文章介绍了国内外红曲色素和桔霉素的代谢调控方法的研究概况,主要包括菌种选育、发酵工艺优化及基因工程等来达到调控目的,通过掌握红曲菌代谢调控网络,研究红曲菌产桔霉素的代谢途径及途径中的代谢机制,进而综合分析调控红曲霉合成代谢桔霉素存在的问题并提出应对措施,对推动红曲产品的出口和红曲产业的健康发展具有重要意义。     

红曲菌中桔霉素的控制策略及研究进展

红曲菌在我国的使用历史悠久,其在食品添加剂、发酵食品、酿酒和中药等方面应用广泛。目前,虽然液 态发酵技术基本解决了红曲色素产品中的桔霉素含量高的问题,但固态发酵红曲米产生的桔霉素含量高的问题依然 是制约红曲企业及产业发展的主要技术难题之一。本文对红曲菌代谢产物中桔霉素的毒性、限量标准、检测方法、 合成途径及调控基因进行了综述,并从传统方法和生物方法两个层面阐述了控制红曲菌中桔霉素含量的主要策略, 旨在为有效降低红曲菌中桔霉素的含量和促进红曲产业健康发展提供参考。     

高效液相色谱(HPLC)法分析大米红曲中的桔霉素

本文探讨了大米红曲色素中桔霉素的高效液相色谱检测方法,并研究了影响红曲中桔霉素含量的一些因素。结果表明:红曲色素经预处理后以2%冰醋酸水和甲醇为流动相(2%冰醋酸水:甲醇=70:30)时,桔霉素能很好地与其他红曲色素成分分开;选育得到的15株红曲菌种中,11号和14号菌株产生的红曲色素中没有检测到桔霉素;液体发酵产物中桔霉素含量显著低于固体发酵法;干燥方法对桔霉素含量有一定的影响,但没有达到显著性差异。     

红曲菌主要代谢产物检测方法研究进展

红曲菌能产生多种代谢产物,这些代谢产物大多具有一定的生理活性,而桔霉素是一种真菌毒素。文章对红曲菌主要代谢产物Monascolins K、红曲色素、麦角甾醇、γ-氨基丁酸和桔霉素的检测方法进行归纳总结,以期对红曲菌代谢产物的研究开发提供参考。     

两种红曲菌固态发酵产莫纳可林K和桔霉素的比较

红曲菌可产生具有降血脂功能的莫纳可林K,但部分菌株产生的桔霉素引起了人们对红曲产品安全性的担忧。选取11株紫色红曲菌和10株红色红曲菌,通过高效液相色谱法分析各菌株固态发酵所产红曲米中莫纳可林K和桔霉素的含量。结果表明,11株紫色红曲菌和4株红色红曲菌可产生桔霉素,1株紫色红曲菌和9株红色红曲菌可产生莫纳可林K。其中5株红色红曲菌所生产的红曲中莫纳可林K和桔霉素含量符合QB/T 2847—2007《功能性红曲(米粉)》。该结果可为修改红曲产品相关标准提供有价值的信息。     

红曲中红曲菌的鉴定及优质菌的筛选

红曲由红曲菌发酵而得,为提高红曲质量,需对红曲菌进行分离鉴定并筛选优质菌株,而当前红曲菌的鉴定方法和优质菌的筛选方法仍有不足。为此,本文在构建红曲菌菌株库的基础上,对比形态学鉴定和分子生物学鉴定对红曲菌物种鉴定的异同,通过相关性分析提出合理鉴定方案,同时对不同形态学分型的菌株测定色素和桔霉素产量,结合产量换算方法筛选出优质红曲菌。结果:单个红曲中可能存在多株形态不同的红曲菌,以44个红曲样本为菌源构建了45个不同形态学分型,共计148株红曲菌的菌株库。形态学分析表明多数红曲菌与紫色红曲菌、橙色红曲菌及丛毛红曲菌形态相似,而ITS rDNA测序和18S rDNA测序易将未知红曲菌匹配至紫色红曲菌、丛毛红曲菌和红色红曲菌。相关性分析表明ITS rDNA测序相比于18S rDNA测序更接近于形态学分析结果。由于ITS rDNA测序的基因对比库中可参照菌株的种类与数量较多,在多种鉴定方法存在结果差异时,建议优选ITS rDNA测序结果。最后同时参考色素产量、桔霉素产量、桔霉素产量与色素产量之比值3个指标筛选出高产色素(83.3 U/mL)和低产桔霉素(81.5 ng/mL)的菌株红曲菌MZT27,以黄色素与总色素的比值筛选出高产黄色素的菌株红曲菌MZT39(黄色素占比70.06%)。本文旨在为红曲霉种质资源的挖掘和红曲质量的提升提供借鉴。     

高产色素红曲菌的选育及摇瓶发酵培养基优化

红曲菌发酵生产食用色素被认为是微生物发酵法生产天然色素行业中最成功的范例之一,如何提高红曲菌发酵生产色素的水平吸引了越来越多的关注。本实验以紫色红曲菌(Monascus purpureus)H1102为出发菌株,在优化原生质体制备条件的前提下,对红曲菌采用原生质体紫外诱变,获得了一系列菌体形态、色素产量发生变化的突变株。经高渗平板初筛,液态摇瓶发酵复筛一系列实验获得了一株高产色素,且桔霉素含量仅0.62 mg/L的紫色红曲菌H1102-5,并对发酵培养基做了优化实验,优化后的摇瓶实验发酵液色价可达514U/mL,相对于出发菌株提高了121%,为红曲色素的大规模发酵生产奠定了基础。     

红曲霉菌株固态发酵特性的比较研究

以籼米为固态培养基分别对8株红曲菌的发酵特性进行研究,比较其产糖化酶、产色素以及产桔霉素的能力,筛选出可应用于红曲黄酒酿造的优良红曲霉菌株。结果表明不同红曲菌的菌株特性存在显著性差异,成曲中橙色红曲菌(M.aurantiacus)B5菌株具有最低的产桔霉素能力,较高的产色素和产糖化酶能力,其桔霉素产量9.06μg/g,醇溶性总色价420.82 U/g,水溶性总色价117.6 U/g,产糖化酶酶活力410.7 U/g。B5菌株是可应用于红曲黄酒酿造的优良红曲菌。跟踪菌株B5在制曲过程中代谢产糖化酶、色素及桔霉素能力的变化情况,综合各个指标的变化趋势得出制曲最佳时间为9 d。     

红曲菌深层发酵产业化现状与展望

红曲是中国特色的传统发酵产品,用途广泛,作为添加剂在肉类及食品工业中有很好的应用前景,也是保健品或药品的重要原料.阐述了红曲的发展历程、红曲菌液体深层发酵的产业化现状,红曲色素和功能红曲生产方法的发展;从菌种、配方、工艺等方面进行深入研究,解决深层发酵行业中目前存在桔青霉素含量超标的共性问题,努力达到色素高产,实现桔青...     

不产桔霉素高产红曲色素的基因工程红曲菌株构建

以一株高产红曲色素的紫色红曲菌（Monascus purpureus）J01为研究对象,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导 的T-DNA转化技术,敲除紫色红曲菌株J01基因组中的桔霉素合成关键基因pksCT,构建一株不产桔霉素高产红曲色素的红曲菌株。 结果表明,通过菌落形态观察和生物量测定得出,菌株J42与菌株J01的菌落形态及生物量无显著性差异（P＞0.05）;经高效液相色谱（HPLC）与液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）分析得出,菌株J01的桔霉素含量为5.1mg/kg,pksCT基因敲除菌株J42菌丝体中未检测到 桔霉素;菌株J42的黄色素,橙色素和红色素色价分别为1 877 U/g、773 U/g、1 068 U/g,显著高于菌株J01（P＜0.01）,并且菌株J42的红 曲色素总色价为415 U/mL,是原始菌株的1.56倍,成功构建了一株不产桔霉素高产红曲色素的生产菌株J42。     

红曲霉产色素和桔霉素影响因素的研究进展

红曲霉是我国应用广泛的微生物菌种,其次级代谢产物在食用和药用方面有重要的利用价值。其中红曲色素广泛应用于食品着色和酿酒,但是红曲霉也会产生对肾脏有毒害作用的真菌毒素桔霉素,因此很有必要找出与高产红曲色素低产桔霉素相关的影响因素。从菌种、培养基(氮源、碳源、金属离子、pH值)、培养条件(光照、温度、氧溶度)等方面综述了高产红曲色素低产桔霉素的影响因素与培养条件,以便于开发生产高产红曲色素低产桔霉素的产品。     

高产橙黄色素低产桔霉素红曲菌的液态发酵条件优化

红曲菌在发酵过程中产生多种次级代谢产物,其中红曲色素作为一种使用历史悠久的天然色素,广泛应用于食品、医药、化妆品等行业领域中。但伴随着红曲色素的合成,会产生具有肾毒性的真菌毒素——桔霉素,使红曲色素的应用受到限制。为找到最佳培养基成分及培养条件,提高红曲色素产量的同时,降低桔霉素含量,以色素色价、菌体干重、桔霉素含量为考察指标进行筛选。结果表明,红曲菌高产橙黄色素、低产桔霉素的最佳发酵条件为:可溶性淀粉60 g/L,氮源为10 g/L(NH₄)₂SO₄,2 g/L K₂HPO₄,2. 0 g/L MgSO₄,0. 02 g/L Zn SO4;装液量50 m L/250 m L,初始p H 3,转速200 r/min,在28℃下培养5 d。在此工艺条件下,橙、黄色素分别比之前提高了6倍和4倍,桔霉素含量降低了30%。     

8株红曲菌生产特性研究

采用固态和液态两种发酵方法对8株野生红曲菌进行发酵,分析对比其产色素能力、产生理活性物质莫纳可林(Monacolin K)能力及产桔霉素情况,以筛选出可在发酵食品工业上安全应用的优良红曲菌菌株。结果表明:8株红曲菌生产特性存在显著性差异,其中L2菌株红曲色素产量和Monacolin K产量最高,而真菌毒素桔霉素产量最低,是一株可安全应用于发酵食品工业的优良菌株。     

玉米芯水解液发酵生产红曲色素的研究及条件优化

红曲霉是用于生产红曲色素的一类重要真菌,但红曲霉还会产生桔霉素,因此在控制桔霉素的前提下增强色素合成是目前研究的热点。玉米芯是一种分布广泛的农业废弃物,研究选用玉米芯水解液为碳源,考察其对红曲霉液态发酵时生物量、桔霉素和红曲色素水平的影响,并对发酵条件进行了优化。结果显示,玉米芯水解液是红曲霉发酵的良好碳源,当水解液中葡萄糖为40g/L,木糖为30g/L,暗光培养并添加辛酸时,桔霉素产率仅为27μg/L,红曲色素色价(OD510nm)高达268。     

以合成桔霉素的关键基因为靶标的PCR检测方法与UPLC法检测红曲中桔霉素含量的一致性分析

为了解菌株中桔霉素生物合成基因与其发酵产品红曲中桔霉素含量的相关性,本实验以25株不同来源的红曲菌为研究对象,以桔霉素合成的关键基因为标靶,设计6对引物进行PCR扩增;同时采用传统生产工艺制备红曲,采用免疫亲和柱纯化与UPLC结合的方法测定红曲中桔霉素的含量。对比PCR扩增结果与UPLC检测结果表明,PCR方法得到的结果与UPLC检测结果具有高度一致性,即PCR扩增桔霉素合成关键基因为阳性的菌株,其发酵制备的红曲中桔霉素含量超过了QB/T 2847-2007功能性红曲米(粉)的桔霉素限量标准50 μg/kg,而PCR结果中桔霉素合成关键基因为阴性的,桔霉素含量均低于仪器检测限15.92 μg/kg,远低于QB/T 2847-2007功能性红曲米(粉)的桔霉素限量标准。结果表明,本研究采用的PCR方法可以作为判断传统工艺条件下生产的红曲产品中桔霉素是否超标的依据,也为了解菌株分泌桔霉素的能力提供了基本信息。     

三种红曲菌固态发酵产桔霉素及桔霉素生物合成相关基因的比较

采用高效液相色谱-荧光检测法测定了3种22株红曲菌所产红曲中的桔霉素含量,并用2对引物通过PCR和测序的方法检测了这22株红曲菌的桔霉素生物合成相关基因pksCT和ctnA的分布情况,探讨了两者的相关性,旨在为筛选低产甚至不产桔霉素的红曲菌菌株提供信息。研究表明,11株紫色红曲菌和4株红色红曲菌可产生桔霉素,pksCT和ctnA扩增阳性; 6株红色红曲菌未检出桔霉素,pksCT扩增阳性,但ctnA扩增阴性; 1株血红红曲菌的pksCT在扩增的编码区有1个单碱基缺失,且ctnA扩增阴性,未检出桔霉素。结果表明,基因组中同时存在有功能的pksCT和ctnA基因与3种红曲菌的固态发酵产物桔霉素检测阳性结果相关。     

红曲发酵加工工艺及桔霉素控制研究进展

红曲是红曲霉以大米为基质发酵而来的产品,富含红曲色素、monacolin K(MK)和γ-氨基丁酸等功能性代谢产物。桔霉素是红曲霉在代谢过程中所产生的一种真菌毒素,摄入桔霉素可对肾脏、肝脏、心脏和生殖系统产生毒性作用。本文对红曲发酵技术、桔霉素检测技术及控制技术等方面进行阐述,分析当前红曲发酵生产尚存的不足之处,并对红曲霉未来研究方向及红曲工业前景作出展望,以期为红曲生产提供参考。     

不同液态发酵基质对红曲霉产红曲色素及桔霉素的影响

在前期分离纯化出的10株红曲霉基础上,以18种液体培养基对10株红曲霉进行发酵培养,通过分光光度计和质谱分析仪测 定各发酵液中红曲色素和桔霉素含量,分析不同地区红曲霉的红曲色素和桔霉素的代谢特性,筛选出高产红曲色素低产桔霉素的 红曲霉菌株。 结果表明,产红曲色素最适的液体培养基配方为葡萄糖3%、蛋白胨1%,其中新疆地区红曲霉所产红曲色素量最高,为 6.81×10-2 mg/mL;新疆地区红曲霉仅在18种培养基中的面筋碱性蛋白酶水解液+葡萄糖发酵液中产生了桔霉素,而红曲霉ZBX天津 在所有培养基发酵液中均未产生桔霉素。     

不产桔霉素红曲菌选育的研究进展

以往的研究大多是希望通过发酵过程控制降低红曲产品中桔霉素,但实际上这条技术路线是行不通的.将基因工程技术的成果,应用于不产桔霉素红曲菌的选育,应当是可行的.本文较为系统的介绍了国内外在不产桔霉素红曲菌的筛选,基因工程菌的构建的最新研究成果.     

红曲产品桔霉素定量检测技术研究进展

桔霉素是红曲霉在代谢过程中产生的一种具有肾毒性的真菌毒素,普遍存在于我国红曲产品中。随着其毒性和代谢机理研究的逐渐深入,近年各国纷纷提出了对红曲产品中桔霉素的限量标准。而红曲产品成分复杂、色素含量高,桔霉素因含量微量而定量检测困难,如何建立准确、可靠、灵敏、快速的红曲产品桔霉素定量检测技术就成为食品安全关注的研究热点。本文对红曲产品桔霉素定量检测技术的研究现状和应用前景进行了比较和分析。