红曲霉发酵产物Monacolin K的研究进展与应用

Monacolin K是红曲霉发酵的次生代谢产物,能显著降低体内胆固醇的合成水平。主要综述了Monacolin K的理化性质、在抑制胆固醇合成方面的作用机制及红曲霉发酵过程中高产Monacolin K的途径,并对Monacolin K的发展前景进行了展望。     

广西红曲米中产Monacolin K红曲霉的分离及鉴定

研究了从广西红曲米中分离纯化得到的6株红曲霉菌株产Monacolin K的能力并对高产菌株进行鉴定。结果表明:6株红曲霉均具有产Monacolin K的能力,其中LH-M05发酵液中Monacolin K含量最高,达到了177.93mg/L。依据形态特征、生理生化特征和18SrDNA和28SrDNA D1/D2区序列将菌株LH-M05确定为紫色红曲霉(Monascus purpureus)。     

红曲菌Monacolin K合成基因的研究进展

聚酮化合物Monacolin K是一种高效的降胆固醇药物,由红曲菌和土曲霉次级代谢产生。早期以土曲霉为研究对象,揭示了相关的生物合成基因簇及其功能。近年来的研究发现,虽然Monacolin K在这2种产生菌中的生物合成途径完全相同,但红曲菌中Monacolin K相关的生物合成基因和土曲霉并不完全一致。对红曲菌功能基因组的深入研究,以及相应遗传转化体系的建立与完善,对进一步开发生产更多的聚酮化合物必将出现新的契机。     

Monacolin K的生产研究

人类对红曲霉的应用源于我国古代,但直到20世纪70年代,以Monacolin K为代表的多种红曲霉次级代谢产物在药用方面惊人的潜在价值才相继被发现,它们正成为国内外学者研究的热点。综合概述了各种发酵因素对红曲霉生产Monacolin K的影响及其在生产研究上的进展。     

酵母细胞影响红曲霉次生代谢产物的研究

通过红曲液体培养,研究酵母细胞对红曲霉次生代谢产物的影响.结果表明在红曲霉液体发酵中添加酿酒酵母细胞破壁液,亲水性色素提高了37.53%,疏水性色素提高了24.58%,Monacolin K增加了57.27%.     

功能性红曲发酵条件的优化

Monacolin K是红曲霉的一种次级代谢产物,能有效抑制人体内胆固醇的合成。 通过单因素试验确定红曲霉产生Monacolin K 的主要影响因素,并通过正交试验优化红曲霉发酵条件,获得Monacolin K的最大产量。结果表明,最佳固体发酵培养基组成为大米 38.5%,麸皮7.5%,水50%,葡萄糖2.5%,蛋白胨1.5%,pH值为5。最佳发酵条件为红曲霉在30 ℃培养36 h,将获得的种子液接种到固体 发酵培养基,先30 ℃培养3 d,然后在26 ℃培养15 d。在最佳条件下,莫纳可林K的产量为14.05 mg/g。     

低产桔霉素红曲霉菌种的选育研究

从16株红曲霉菌种中筛选出HS—9作为诱变育种的出发菌株，选育出的HS—9-125的桔霉素、Monacolin K和色价含量分别为0．65mg／kg、4．855mg／g和3580U／g，该红曲霉菌株可望用于高Monacolin K、高色价红曲的安全生产。     

产Monacolin K红曲霉筛选及响应面法优化发酵条件

采用紫外分光光度法初筛、高效液相色谱(HPLC)法复筛,从湘西原香醋醋醅中筛选产Monacolin K红曲霉,应用Box-behnken中心组合试验设计建立数学模型,进行响应面分析优化发酵条件。结果表明,初筛获得7株具有产Monacolin K能力的红曲霉,复筛选择产Monacolin K能力达157mg/L的M3菌株为优势菌株。响应面分析结果显示,最优发酵条件为:初始pH5.3、发酵温度25℃、摇瓶转速112r/min、发酵时间10.5d,在此条件下发酵液的Monacolin K质量浓度达354.68mg/L。     

红曲霉降胆固醇有效成分的研究

红曲霉以其能产生大量天然红色素的特性而著称于世，此外还能产生多种有效的生理活性物质。本文主要综述红曲霉生产胆固醇合成途径中的限速酶抑制剂－Monacolin K类物质的研究概况和进展。     

含Monacolin K黄酒的酿造及成分分析

利用含有Monacolin K麦曲进行含有Monacolin K黄酒的酿造,实验黄酒的酿造配方并对黄酒成品进行成分分析。确定黄酒的酿造配方,感官质量符合黄酒国家标准;产品成分分析表明:该黄酒总糖(以葡萄糖计)含量为26.1 g/L,酒精度为15.6%(v/v),总酸含量为5.1 g/L(以乳酸计),Monacolin K含量为0.080 mg/mL,pH值为4.1,氨基态氮含量为0.58 g/L,含有人体所必需的各种氨基酸。     

柠檬酸对紫色红曲菌液态发酵产Monacolin K能力的影响

为了提高红曲菌液态发酵产Monacolin K的能力,本文以实验室保藏的Monacolin K产量稳定的紫色红曲菌(Monascus purpureus)M1为试验菌株,拟在培养红曲菌的过程中添加不同浓度的柠檬酸,以分析其对红曲菌次级代谢产物合成的影响。通过扫描电镜对实验组与对照组的红曲菌菌丝体的超微结构进行观察、荧光定量PCR检测红曲菌Monacolin K合成关键基因的表达量的方法,进而探究提高Monacolin K产量的机理。结果表明:当添加的柠檬酸浓度在0.1%左右时,对Monacolin K产量促进效果最为明显,与原始培养基相比提高了2.71倍。扫描电镜的观察结果显示,实验组表面出现更多的褶皱,因此推测柠檬酸可能是通过提高红曲菌细胞膜通透性,将细胞合成的Monacolin K及时分泌到细胞外,细胞质中的Monacolin K浓度降低,进而分泌出细胞外的Monacolin K积累量增加。荧光定量PCR检测发现,添加柠檬酸的培养基中,红曲菌MonacolinK合成关键基因(mokA~mokI和LaeA)的表达量呈现一定的上升趋势,进而提高Monacolin K的产量。综上,Monacolin K在添加柠檬酸浓度为0.1%左右的培养基中产量最高,推测机理是柠檬酸改变了红曲菌细胞膜的通透性并提高了相关基因的表达量。     

双波长法用于荞麦红曲中Monacolin K提取工艺的研究

利用双波长法探讨荞麦红曲中Monacolin K的提取工艺。以Monacolin K得率为指标,通过单因素试验,初步探讨了各工艺参数对Monacolin K提取率的影响。在此基础上,使用正交试验优选了工艺参数。荞麦红曲中Monacolin K的适宜提取条件为:以65%乙醇为提取溶剂,料液比1:20,提取温度70℃,提取时间3h。该方法操作简单,提取时间短,提取效率高,为荞麦红曲中Monacolin K的提取提供了1种既简易可行又经济有效的方法。     

精氨酸等物质对紫色红曲菌产Monacolin K及红曲色素的影响

基于前期的非靶向代谢组学研究结果,在红曲菌发酵液原有营养成分的基础上添加精氨酸、L-苹果酸、D-葡萄糖、烟酰胺、α-酮戊二酸、苯丙氨酸、赖氨酸、焦磷酸硫胺素、黄素单核苷酸、L-乳酸等差异代谢物,对发酵第8天和第15天的红曲色素以及Monacolin K的产量进行了分析。结果表明:精氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸以及黄素单核苷酸的添加对Monacolin K产量的提高效果较好,推测氨基酸类物质的添加对Monacolin K产量有促进效果;其中精氨酸添加后效果最为显著,Monacolin K产量约为对照组的2.2~3.7倍。不同含量的烟酰胺对Monacolin K有不同的影响,低含量具有促进作用;而高含量则表现为抑制作用。赖氨酸、苯丙氨酸以及黄素单核苷酸对红曲色素提升效果较好,其中黄素单核苷酸可使红曲色素产量约提高至对照组的1.5~3.0倍。     

降胆固醇红曲霉菌种的筛选

∶固体培养基培养红曲霉,并对４０株红曲霉Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ．Ｋ 的产生性能进行了研究．采用薄层层析法进行初筛,获得了８ 株可能具有Ｍｏｎｃｏｌｉｎ Ｋ产生能力的菌株．再用高压液相色谱法对初筛阳性菌进行检测,证实其中３株具有较强的Ｍｏｎａｃｏｌｉｎ Ｋ 生产能力．     

Monacolin K在广东客家娘酒发酵过程中的动态变化

红曲中的Monacolin K包括酸型与内酯型2种成分,研究发现酸型对胆固醇生物合成中的关键酶HMG-CoA的抑制能力约是内酯型的1倍多.采用HPLC监测Monacolin K在广东客家娘酒发酵过程中的动态变化发现:在客家娘酒发酵3d～7d,酒液中Monacolin K含量迅速增加,7d后Monacolin K含量增加趋势平缓并维持在3mg/L左右,且内酯型比酸型Monacolin K高2％～8％,但在统计上无显著差异.娘酒中Monacolin K含量与酒度变化趋势极为相似,经SPSS相关性分析其相关系数为0.969在0.01水平显著相关.糖度与Monacolin K含量呈现负相关,其相关系数为-0.816在0.01水平显著相关.     

高产Monacolin K红曲霉菌株选育及发酵条件的优化

对产Monacolin K的红曲霉菌株进行了复合诱变后的筛选和发酵条件优化。通过紫外-亚硝酸钠复合诱变,得到一株高产Monacolin K的菌株3.991-7。通过单因素试验,以Monacolin K的产量为指标,确定出最佳发酵条件：接种量7%,pH值为4.5,培养温度为25 ℃,培养时间为10 d。在此最佳条件下,诱变菌株固态发酵后的Monacolin K的产量为9.06 mg/g。     

TLC薄层色谱法同步检测功能红曲中酸型和内酯型莫那呵啉K(MonacolinK)

功能红曲产品中的Monacolin—K包括酸型和内酯型两种成分。采用TLC法，以60％乙腈溶液作为提取剂，V（氯仿）：V（甲醇）：V（氨水）=25：3：1作为展开剂，以10％硫酸-乙醇溶液显色，紫外检测波长为365nm，可同步检测酸型和内酯型莫奈呵啉K。该法适用于任何含莫奈呵啉K的样品的检测，特别适用于大批量经常性的定性或半定量检测莫奈呵啉K。