红曲色素提取及分离纯化研究

红曲色素是由红曲霉发酵生产的天然食用色素,其作为添加剂在食品特别是肉品工业中有很好的应用前景。文章较全面地介绍了红曲色素的组成、提取及分离纯化技术,并对红曲色素的研究方向和前景进行了展望,为进一步研究和开发红曲色素提供理论依据。     

红曲色素的研究及应用新进展

红曲色素是我国传统的由红曲霉发酵生产的天然食用色素,具有天然、营养、多功能等多重优点,故其作为添加剂在食品特别是肉品工业中有很好的应用前景。较全面地介绍了红曲色素的组成及性质,并对红曲色素的生物合成途径及其在食品行业中的应用进行综述。     

红曲色素发酵生产过程桔霉素控制技术研究进展

红曲色素作为天然色素已广泛应用于食品行业,而桔霉素污染会对其食品安全性造成严重影响,也对其出口造成很大障碍。该文总结了红曲色素发酵生产过程中桔霉素控制相关研究进展,包括无桔霉素或低桔霉素的菌种选育,培养基优化,发酵过程参数控制等手段来控制或消除桔霉素,以期为有效减少桔霉素生成,提高红曲色素产品的安全性提供参考和借鉴。     

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。     

不同诱变方法对紫红曲霉产红色素的影响

比较了微波、超声波、氯化锂3种不同诱变方法单独和复合诱变对纯种紫红曲霉产红曲色素的影响.结果表明复合诱变比单一诱变效果好,其中超声波诱变35min、微波20s、氯化锂浓度为1.4‰时复合诱变得到的1株菌,其发酵液色价由原始菌株的3.02u/mL提高到了3.86u/mL,相对于原始菌株增加了27.8%.     

红曲液态发酵生产橙、黄色素及其色调研究

从大量红曲菌中初选出了10株菌落颜色偏黄的菌株,并对其摇瓶发酵所得到的色素提取液进行了分析,探究了其色素的特性。对色素提取液做了全波长扫描,测定了各发酵液色素的吸收峰所对应的波长和OD值,并计算了色价和色调。通过发酵条件的控制,这10株红曲菌的发酵液中主要色素是黄色素、橙色素或橙黄二者所组成的混合色素,而没有红色素。从中挑选出高产黄色素和橙色素的红曲菌株Monascus sp.961和Monascus sp.W1,其发酵液色价分别为200U/mL(黄色素)和436U/mL(橙色素),并对其色素提取液做了硅胶薄层层析分离,进一步明确了这2株红曲菌所产色素的类型。此研究为红曲黄、橙色素的大规模生产开发及应用奠定基础。      

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。     

米醋废渣发酵红曲色素的条件研究

对米醋废渣主要成分进行了分析,其中干燥质量损失为66.89%,酒精度为4.15%vol,干物质中粗蛋白、粗淀粉、粗纤维、粗脂肪含量分别为63.83%、7.55%、10.77%、9.02%。以米醋废渣为发酵培养基对8株红曲霉进行了筛选,得到一株红曲色素产量较高的红曲霉MS-5,其色素合成周期显著短于同条件下的大米培养基。通过单因素及正交试验对米醋废渣红曲色素发酵工艺进行了优化,结果表明,最佳工艺参数为葡萄糖添加量5%,氯化铵添加量1.5%,初始水含量50%,初始pH值6.0,发酵时间6 d。在此条件下红曲色素发酵产量可达（1 252.5±47） U/g。     

紫苏叶对红曲菌产色素和莫纳可林K及抗氧化物的影响

以高产莫纳可林K（MK）及红曲色素（MPs）、不产桔霉素的丛毛红曲菌（Monascus pilosus）MS-1为实验菌株,优化已有的固态发酵工艺,考察添加紫苏叶对红曲菌产MPs、MK及抗氧化物的影响。结果表明,添加10%紫苏叶时MPs和MK的产量最高（P＜0.05）。添加紫苏叶及紫苏叶提取液均可显著促进菌株MS-1产MPs和MK（P＜0.05）,但两种添加方式对菌株MS-1产MPs及MK的影响无显著差异（P＞0.05）。添加紫苏叶后色价和MK产量可分别达211.73 U/g和8.15 mg/g,分别为对照的1.35和1.36倍。紫苏红曲粗提物的DPPH清除率显著高于对照（P＜0.05）,可达48.71%。然而,紫苏红曲中迷迭香酸含量仅为0.032 mg/g,而紫苏叶中迷迭香酸含量高达14.71 mg/g。添加紫苏叶不仅可促使红曲菌产MPs及MK,还可能促使红曲菌产抗氧化物质,从而提高其发酵产物的抗氧化能力。     

N+离子注入筛选高产色素的红曲菌株及其发酵条件的研究

以色素产生菌紫色红曲菌M5(Monascus purpureus)为出发菌株,运用N+离子束注入对其进行诱变选育,当诱变的能量为10keV,剂量为1.56×1015ions/cm2时,致死率为71.2%,经平板分离纯化和摇瓶筛选,获得一株突菌株M532,其液态发酵摇瓶的红色素达336U/mL,黄色素达321U/mL,相比于原菌株提高了121%,经多次传代稳定性试验证明其发酵传代稳定性良好;在5L的发酵罐中进行放大实验,红色素的产量为238U/mL,黄色素为224U/mL.以大米作培养基,其固态发酵的红色素产量达到7620U/g,黄色素达6590U/g.     

A facile macroporous resin-based method for separation of yellow and orange Monascus pigments

The yellow Monascus pigments (YMPs) named monascin and ankaflavin and the orange Monascus pigments (OMPs) named rubropunctatin and monascorubrin are two groups of bioactive components in a mixture state in the Monascus fermented products. In order to separate these two groups of bioactive pigments, a facile macroporous resin-based method was developed. The weak-polar resin CAD-40 was selected from the seven tested macroporous resins as it revealed better properties for the adsorption and desorption of the YMPs and OMPs. Then, CAD-40 resin was used for column-chromatographic separation. After eluted by 4 bed volumes of ethanol, the yellow group (monascin and ankaflavin) and the orange group (rubropunctatin and monascorubrin) were successfully separated and purified, with an increased content from 49.3% and 44.2% in the crude pigment extract to 85.2% and 83.0% in the final products, respectively. This method would be helpful for the large-scale separation and purification of Monascus pigment products with specific bioactivity.     

萃取-吸附法分离萃取发酵液中红曲黄色素

萃取发酵是红曲色素发酵生产的一种新技术,可促进胞内色素分泌到胞外,但存在发酵液中红曲色素与萃取剂（表面活性剂Triton X-100）难以分离纯化的问题。本研究采用三氯甲烷萃取结合碱性S-8树脂吸附的方法,分离了发酵液中黄色素和表面活性剂。通过该方法色素的回收率达到64.5%,表面活性剂的去除率为97.47%。在有机溶剂中,树脂对黄色素吸附的过程符合Freundlich热力学吸附平衡模型和准二级动力学模型。吸附的黄色素用含0.5%（w/v）盐酸的甲醇溶液被有效洗脱,总洗脱率达到79.48%。该方法为萃取发酵液中红曲黄色素的有效分离纯化提供了新途径。      

氨基酸对红曲霉突变菌株合成代谢黄色素和橘霉素的影响

本实验研究了氨基酸对红曲黄色素合成代谢的影响.结果表明,除了酪氨酸（4 g/L）和甘氨酸（1 g/L）明显有利于黄色素合成代谢外,其余所选氨基酸都不利于黄色素的合成代谢或影响不明显,随着各种氨基酸的添加量从1g/L增加到6g/L,黄色素色价减少量都≥20％,有些黄色素减少量甚至达到83.15％（如苯丙氨酸）.甘氨酸添加量为6g/L时,橘霉素的合成代谢量是对照组的6.61倍,提高561％,橘霉素生成量为3.37 mg/L,其余氨基酸能明显消除橘霉素的合成代谢或影响不明显.从工业化生产黄色素角度考虑,通过添加4g/L的酪氨酸不仅有利于红曲霉突变菌株合成代谢黄色素,还能降低橘霉素的代谢生成量.     

不同红曲菌中红曲色素与橘霉素的比较分析

红曲菌可产生红曲色素（Monascus pigments,Mps）等多种有益的次级代谢产物,但部分红曲菌产生的橘霉素（citrinin,CIT）引起了人们对红曲产品安全性的关注。本研究以22?株红曲菌（含14?株模式菌株）为研究材料,通过复合萃取剂前处理方法和超高效液相色谱法分析其发酵红曲米中Mps和CIT含量,结果表明13?株菌可同时产生Mps和CIT,4?株菌只产生CIT不产生Mps,5?株菌既不产Mps也不产CIT,Mps产量最高的菌株是紫色红曲菌3.4443,CIT产量最高的菌株是橙色红曲菌3.4384。利用主成分分析发现在产Mps和CIT的红曲菌株中,黄、橙色素与橘霉素呈正相关,而红色素与橘霉素呈负相关。该结果可为系统分析红曲菌株代谢产物差异,高产Mps产品开发提供参考。     

基于代谢途径提高红曲黄色素生成及控制橘霉素产生的研究

基于红曲霉菌合成代谢红曲色素和橘霉素的代谢机理,研究了几种化学物质对红曲霉突变菌株合成代谢红曲黄色素和橘霉素的影响。研究结果表明,一定量的生物素、乙酸钙和乙酸锌有利于红曲霉突变菌株合成代谢黄色素。不论辛酸添加量多少和添加时间或早或晚,对于红曲霉突变菌株的生长及其合成代谢黄色素都有明显不利的影响,但是一定量辛酸的添加有利于红色素的合成代谢,在一定程度上也能明显消除橘霉素的合成代谢。     

紫外-化学诱变筛选高产莫纳可林K或色素的红曲菌株

为获取能稳定高产莫纳可林K（MK）或红曲色素（MPs）的红曲菌株,以不产桔霉素的丛毛红曲菌（Monascus pilosus）MS-1为 出发菌株,经紫外诱变、氯化锂化学诱变及紫外-氯化锂复合诱变分别得到红曲菌11株、2株和3株,对16株诱变菌进行复筛和遗传稳 定性试验研究,得到4株产MPs或MK能力提高且遗传稳定性较好的诱变菌株。 其中诱变菌株ZWS5产MPs总色价为1 476.25 U/g,与出 发菌株MS-1相比产MPs能力提高了23.36%;诱变菌株ZWN2、LHL1和FH2的MK产量分别为7.34 mg/g、7.03 mg/g、和7.16 mg/g,比出发 菌株MS-1产MK能力分别提高了27.65%、22.26%和24.52%。     

红曲色素抑菌作用的研究

探讨了红曲色素对细菌、放线菌、酵母、霉菌的抑制作用，实验证明，红曲色素对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用，对大肠杆菌、灰色链霉菌的抑制作用较弱，而对酵母、霉菌、黄色八叠球菌无抑制作用。     

碳、氮源对红曲黄色素色价和色调值的影响

本文对红曲黄色素发酵条件进行了探究,红曲菌sjs-6发酵所得红曲黄色素,仅在420 nm处有单吸收峰。不同碳源种类对色素产量有较大影响,对产色素种类影响不大;氮源对黄色素种类和产量均有较大影响,有机氮源可促使橙、红色素的产生,而无机氮源更有利于单产黄色素。发酵进程曲线显示,72¹20 h,菌体量处于稳定水平,是红曲菌sjs-6产黄色素的关键时期,120 h之后随着碳源耗尽,菌体自溶,产色素能力下降,色价保持稳定。通过正交实验可得,当以6%（w/v）玉米淀粉为碳源,0.4%（w/v）硫酸铵为氮源时,培养基初始p H为5.0,发酵温度为30℃时,发酵144 h,黄色素色价可达378 U/m L。产量是国内现有报道水平（110 U/m L）的3倍多。由于菌株非突变株,具有较好的稳定性。由此,为实现红曲黄色素的工业化生产奠定了基础。      

红曲黄色素和红曲橙色素的稳定性研究

为了研究不同色素组分的稳定性差异,利用大孔树脂柱层析分离得到了黄色组分Fl和橙色组分F2,其中Fl主要含有红曲素(monascin)和安卡红曲黄素(ankaflavin),F2主要含有红曲玉红素(monascorubrin)和红斑红曲素(rubropunctatin).以Fl和F2为材料,从光谱特征及色素残留率等方面分...     

基于Illumina Hiseq高通量测序红曲霉转录组学分析

分别以铵态氮、亚硝态氮为氮源培养安卡红曲霉（Monascus anka）GZUM-25,采用Illumina二代测序平台（Illumina Hiseq）对红曲霉GZUM-25进行转录组测序分析,分析不同氮源条件下调控红曲霉菌丝生长和产色素的差异表达基因,并对基因进行GO功能富集及KEGG通路富集分析。结果表明,从铵态氮和亚硝态氮培养下的安卡红曲霉GZUM-25基因组中共获得95个差异表达基因,其中,上调基因有37个,下调基因有58个。差异表达基因主要富集的功能为生物学过程、细胞组分和分子功能,富集的通路为磷酸肌醇代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯乙烯降解、氨基苯基酸酯降解。