利用高能混合粒子场诱变选育高产Monacolin K、低产桔霉素的红曲霉菌株

利用北京正负电子对撞机直线加速器E2束流打靶产生高能混合粒子场,以64.3 Gy的剂量处理两株紫色红曲霉(Monascus Purpureus)M1和M2,经初筛、复筛后采用HPLC法检测诱变菌株中Monacolin K含量,并进行遗传稳定性实验,从而选育高产Monacolin K、低产桔霉素的突变株。结果表明:经混合粒子场辐照后,紫色红曲霉M1和M2分别筛选出43株和22株正突变株,突变率分别为74.64%和56.72%,其中正突变率分别为60.56%和32.84%。突变株M1-20、M2-4发酵液中Monacolin K含量分别达到了421.69 mg/L和406.68 mg/L,较出发菌株分别提高了142.14%和101.27%,经5次传代培养后产Monacolin K的能力仅下降了4.21%和1.65%,并且其发酵液中桔霉素的含量均在0.01~0.04 mg/L之间,与出发菌株相比,桔霉素含量均明显下降。高能混合粒子场可引起紫色红曲霉菌落形态及色泽发生改变,突变率高,可获得遗传性能稳定的突变株,是一种可应用到微生物诱变育种的新方法。     

高产Monacolin K红曲霉菌种的筛选及液态发酵条件优化

为了提高红曲霉（Monascus ）液态发酵生产Monacolin K的能力,一种新型的常压室温等离子体（ARTP）诱变技术被应用于产Monacolin K红曲霉菌株的诱变选育工作;同时,通过构巢曲霉（Aspergillus nidulans ）平板对峙培养的筛选方法,选育获得较初始红曲霉菌Monacolin K产量提高60%以上的突变菌株MP60-6。确定发酵培养基组成为甘油5%,米粉50 g/L,蛋白胨15 g/L,NaNO3 2 g/L,MgSO4 1 g/L,ZnSO4 2 g/L,KH2PO4 1.5 g/L,并进一步确定在发酵第3、第4天添加0.1%的乙酸和0.2%的柠檬酸,发酵第8天补加10%的甘油。在上述条件下发酵17 d后Monacolin K产量可以达到1 302 mg/L,为出发菌株产量的2.66倍。     

高产红曲色素和Monacolin K红曲霉菌的诱变选育

采用紫外-氯化锂复合诱变方法筛选高产红曲色素及Monacolin K的红曲霉菌株,最佳诱变条件为紫外诱变时长2min,氯化锂浓度0.6‰。对突变株菌落形态进行初筛,对红曲色素和Monacolin K含量检测进行复筛,并进行遗传稳定性实验,得到了高产红曲色素、Monacolin K且遗传稳定性能好的突变菌株QH12,其红曲色素色价达到2450U/g,Monacolin K产量达1.68mg/g,分别是原始菌株的1.84倍和4.67倍,相对于原始菌株有较大提高。     

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)。     

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。     

红曲色素高产菌的诱变选育与发酵优化

红曲红是一种由红曲霉生产的具有较高药用及营养价值的天然色素。为提高红曲红液态发酵产量,利用常压室温等离子体诱变技术(ARTP)对紫红曲霉（Monascus purpureus）LBBE进行诱变并优化了发酵条件。确定ARTP诱变条件为：红曲霉孢子浓度107个/mL、通气量10 SLM、功率80 W、诱变时间42 s。上述诱变条件下,经10轮诱变,红曲霉正向突变率从44.6 %降至3.8%,突变株LBBE-15的红曲红色价达到1 244 U/mL,较出发菌株提高1.26倍。红曲霉培养条件优化确定为：接种体积分数7%、硫酸锰1 g/L、初始pH 3.7。优化后的红曲红色价达到1 376 U/mL。50 L罐分批发酵显示,红曲红色价为642 U/mL。该研究结果为实现工业大规模生产提供了数据参考。     

常压室温等离子体诱变技术选育曲霉型豆豉发酵菌种研究

为了提高曲霉型豆豉曲醅中蛋白酶活力,本研究对实验室前期筛选得到的一株蛋白酶活力较高的Aspergillus oryzae NCU-110为原始菌株,采用常压室温等离子体(ARTP)技术进行诱变。结果表明:ARTP处理6min为最佳诱变时间,米曲霉致死率达到91.05%。对诱变处理的菌株进行两轮筛选及遗传稳定性验证实验后发现,突变株A.oryzae NCU-A55显示出高产中性蛋白酶活力和良好的遗传稳定性,酶活力较原始菌株提升了21.0%,达到741.6U/g;蛋白酶系对比实验进一步证实了突变株蛋白酶系以中性酶活力为主的特点,且酶系完整。在制曲60h后中性蛋白酶活力最高,达到958.8U/g,比原始菌株提升了14.7%;形态观察及产孢子能力对比,发现突变株具有菌丝生长速度加快、产孢子能力显著增强的有利表型。这些结果综合表明突变菌株A.oryzaeNCU-A55较高的产中性蛋白酶活性可能与其菌丝体快速生长及产孢子能力增强有关,且比较适合曲霉型豆豉的纯种发酵。     

ARTP诱变法提高蜡状芽孢杆菌中壳聚糖酶的产量

利用常温常压等离子体诱变(Atmospheric and Room Temperature Plasma, ARTP)蜡状芽孢杆菌,筛选获得酶活提升的菌株。结果表明,蜡状芽孢杆菌在种子液中培养6 h可达到对数期中后期,常温常压等离子体诱变时间为60 s时,蜡状芽孢杆菌的致死率达到85%,筛选得到一株壳聚糖酶活性提高13.19%的突变株,然后进行酶活稳定性验证,经六代培养的平均酶活为9.643367 U/mL,波动在5%之内,表明其产酶量高,稳定性强,可用于后续出发菌株。诱变后菌株经电镜观察,发现菌落形态无明显变化,但是菌株的个体形态发生了变化,比原始菌株细长,证明酶活提高是ARTP诱变起到的作用。     

高产类胡萝卜素酵母菌的诱变选育

从12株红酵母菌中筛选得到一株生物量和类胡萝卜素产量较高的菌株KC 8,以KC 8为出发菌株,依次经ARTP诱变、亚硝酸钠诱变、紫外诱变、紫外-亚硝酸钠复合诱变,再进行一轮ARTP诱变。测得KC 8类胡萝卜素产量为8.67 mg/L,26 S r DNA测序表明,该菌株与胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)100%相似性;最终从1 000株诱变存活菌株中筛选得到高产类胡萝卜素突变菌株K 4,产量为15.14 mg/L,为出发菌株的1.75倍,经高效液相色谱(HPLC)分析表明该菌株所产类胡萝卜素的主要成分为β-胡萝卜素。     

麦芽三糖生成酶高产菌株的选育

以蛾微杆菌(Microbacterium imperiale)Mebl-012菌株为出发菌株,利用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)和紫外复合诱变,筛选麦芽三糖生成酶高酶活菌株。将不同ARTP致死率下的菌悬液进行了混合,均匀涂布筛选平板进行初筛,之后用摇瓶发酵进行复筛,最终筛选出了一株麦芽三糖生成酶高产突变菌株Microbacterium imperiale Metp-57,酶活达到241.32 U/m L,较出发菌株Mebl-012(产量为116.43 U/m L)提高了107.26%。以ARTP诱变过程中筛选出的高产菌株Metp-57为出发菌株,进行紫外诱变处理,得到高产突变株Metu-24,其麦芽三糖生成酶酶活可达到408.41 U/m L,较原始菌株Mebl-012提高了250.77%,且遗传性状稳定。突变株Metu-24较原始菌株Mebl-012的生长速率有明显提高。以本实验麦芽三糖生成酶水解淀粉,制备的麦芽三糖糖浆中麦芽三糖占主要成分,含量达到46.7%。     

红曲霉发酵高温豆粕高产可溶性多肽

通过利用红曲霉发酵高温豆粕产生可溶性多肽,确定菌株对变性蛋白质有一定的分解作用;并采用紫外诱变红曲霉,经初筛和复筛,最终筛选出能高产可溶性多肽的菌株。结果表明：红曲霉发酵可分解高温豆粕中的蛋白质,并且产生分子质量介于7.8～20.1 kD的可溶性多肽。发酵120 h可产生（13.41±0.20） mg/mL的可溶性多肽,是原豆粕的3.60 倍。15 W紫外线灯35 cm处,搅拌条件下照射50 s,红曲霉的致死率为（82.70±2.20）%。在此诱变条件下得到一株高产可溶性多肽的突变红曲霉0501100菌株。该菌株在发酵豆粕96 h时产生的可溶性多肽含量达到（17.20±0.18） mg/mL,是原菌株在同等发酵时间条件下产生可溶性多肽的1.47 倍,是原豆粕的4.61 倍,缩短了发酵时间并且有较好的遗传稳定性。     

高产开环型monacolin K红曲霉菌株的筛选及其在红曲酒酿造中的应用

该研究采用38株红曲霉菌株固态发酵制备功能红曲米,采用高效液相色谱法测定红曲米中monacolin K和桔霉素含量,筛选高产开环型莫纳可林K(monacolin K)红曲霉菌株,通过形态观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定,并将其应用于红曲酒酿造,分析红曲酒的品质。结果表明,筛选得到1株高产开环型monacolin K、不产桔霉素的菌株ABQ2,经鉴定,其为丛毛红曲霉（Monascus pilosus）。采用该菌株发酵制备功能红曲米中的monacolin K含量达到25.10 mg/g,开环率为90.5%,且桔霉素未检出。采用菌株ABQ2酿造的红曲酒酒精度为12%vol,酸度为1.91 g/100 mL,monacolin K含量为0.48 mg/mL,其理化指标均符合相关行标要求;与小曲酒相比,红曲酒中总酯含量（433.65 mg/L）极显著增加（P<0.01）,其中乳酸乙酯和乙酸乙酯含量最高,高级醇类含量（145.52 mg/L）略低,主要为正丙醇、异丁醇、正戊醇、β-苯乙醇等。     

Characteristics of Monascus sp. isolated from Monascus fermentation products

To screen for the strains suitable for industrial applications, 15 Monacus sp. were isolated from various Monascus fermentation products. The isolated strains were belonging to Monascus pilosus, Monascus purpureus, Monascus albidulus, and Monascus femeus based on the ITS sequence and morphological characteristics. They produced globular and hyaline conidia, and red, orange, or hyaline ascomata except for M. fumeus, in which ascomata was not observed in malt extract media. Each strain produced monacolin K and citrinin at different levels on different media: 15.79–20.05 mg/L of monacolin K and 0–255 μg/L of citrinin in submerged culture of monacolin K producing media, 1.27–2.69 mg/L and about 507.4 μg/L in YES medium, 0–0.78 g/kg and 0–9.7 mg/kg in Monascus red rice products, suggesting that it is necessary to adopt the similar conditions to a specific application for screening as well. These various isolated strains would be great resources for industrial application to develop Monascus fermented functional products.     

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%。     

产洛伐他汀红曲菌的筛选及中药对其固态发酵的影响

经洛伐他汀（Monacolin K）抗性平板筛选和固态发酵实验验证,从红曲分离源中得到一株产洛伐他汀能力最强的菌株,并命名为M2-1,发酵12 d后其洛伐他汀产量可达1.472 mg/g（以干基计）。结合形态学特征和核糖体DNA内转录间隔区序列分析,将其鉴定为红色红曲菌（Monascus ruber）。考察15 种药食同源中药及其添加形式（药粉、药汁）对菌株M2-1固态发酵产洛伐他汀、色价等指标的影响,结果显示：陈皮粉、山楂粉、山楂汁、桑叶粉、丁香汁、黑胡椒汁、白芷粉制备药红曲效果最佳（P＜0.05）,其中陈皮粉红曲和山楂汁红曲的洛伐他汀和色价最高,分别为2.118 mg/g和320.12 U/g,分别较普通红曲提高43.89%和71.79%。本研究发现多种中药能够促进红曲菌产洛伐他汀和红曲色素,为进一步提升传统红曲的药食两用功能提供了新的思路。     

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。     

红曲菌的复合诱变及其固态发酵条件的优化

通过紫外线和LiCl对一株红曲菌MP进行复合诱变,并通过响应面法对其固态发酵条件进行优化分析。结果表明：在前期温度为30℃,后期温度为24℃,初始含水量为60%的条件下,Monacolin K的产量最高可达5.33mg/g。     

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。     

红曲霉的分离鉴定及红曲色素的测定

从不同红曲发酵产品中分离得到15株红曲霉纯培养菌株,经形态特征观察确定为红曲霉属(Monascus)中的4个种:红色红曲菌(M.ruber),紫色红曲菌(M.purpureus),红曲红曲菌(M.anka)及巴克红曲菌(M.barkeri)。从中发现一株具有较突出的红曲色素生产能力的菌株,用该菌种生产的红曲米色价为1532.69U/g。     

Preparation of Monascus-fermented ginkgo seeds: optimization of fermentation parameters and evaluation of bioactivity

Food Science and Biotechnology - In this study, a high monacolin K yield was achieved through solid-state fermentation of Ginkgo biloba seeds. Monascus purpureus suspension made from red yeast rice...