一株产黄色素红曲霉Monascus HB-5的生物学特性及发酵条件研究(英文)

研究了一株产黄色素的红曲霉菌株Monascus HB-5的生物学特性,并对其接种量、pH、碳源、氮源等主要发酵因素进行优化。结果表明该菌产出高浓度单一黄色素,色调为棕黄色,仅在370nm具有吸收峰。产黄色素最适发酵条件为接种量10%,pH4.6～5.7,温度30～32℃,适合的碳源为玉米粉,氮源为硝酸铵,摇瓶黄色素色价达200 U/ml。并对色素的稳定性及安全性进行了初步研究,橘霉素含量低于0.1mg/l。

亚麻籽水溶蛋白与红曲黄色素相互作用及其对色素稳定性的影响

红曲黄色素是常见的天然食用色素且具有多种生理功效,但其水溶性较差,且对光、热、酸碱敏感,限制了其在食品领域的广泛应用。以亚麻籽水溶蛋白(water-soluble flaxseed protein,FPW)为载体制备其与红曲黄色素的复合物,利用组合光谱分析技术研究两种红曲黄色素(monascin,MS和ankaflavin,AK)与FPW之间的相互作用行为,考察FPW同富含红曲黄色素的红曲色素(Monascus pigments,Mps)复合后,色素在水溶液中的分散性与稳定性变化情况。荧光光谱分析发现,MS和AK均以静态猝灭方式与FPW结合,且均只存在一个结合位点,FP W-AK体系的结合常数大于FP W-MS体系;热力学参数分析表明,维系FP W-MS体系的主要作用力为氢键和范德华力,维系FP W-AK体系的主要作用力为氢键和静电作用。同步荧光光谱、三维荧光光谱分析表明,MS或AK的加入使FPW的氨基酸残基微环境发生改变,从而引起FPW的构象改变。紫外-可见光谱和红外光谱研究结果进一步证明,MS和AK的添加使FPW的二级结构发生改变。此外,与FPW复合后,Mps在水中的分散性提高,且与不同浓度的FPW形成复合物后,在温度为25℃,光照强度为3900 Lux,光照时间为72 h时,与游离的Mps相比,FP W-Mps的保留率分别提高了9.53%、16.92%、31.37%;在温度为4、25、50℃的避光条件下,FP W-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了25.65%、22.04%、25.98%;在温度为25℃,pH值为3、5、7、9、11,避光条件下,FP W-Mps较游离的Mps的保留率分别提高了10.27%、12.96%、12.06%、17.82%、7.27%。与FPW复合后,在不同光照时间、温度和pH值条件下,Mps的保留率均增加,表明FPW可以提高Mps的光稳定性、热稳定性和酸碱稳定性。研究旨在为红曲黄色素稳定性研究提供新的思路。

高产红曲黄色素菌株的选育

利用紫外、硫酸二乙酯、氯化锂和亚硝基胍复合诱变的方法,选育到一株高产黄色素的红曲霉突变株MYM2。经过稳定性实验证明,诱变得到的菌株稳定性较好,液态发酵试验黄色素色价达到100U/mL以上,黄色素色调达到3.5左右。此黄色素在300nm^600nm波长之间只有一个在410nm附近的最大吸收峰,在pH3~8之间稳定性较好。当pH小于3时,红曲黄色素不稳定,黄色素溶液变混浊,放置后有沉淀产生。

红曲霉单产黄色素突变株的选育

在对红曲色素生产菌选育的过程中 ,得到了 9株在麦汁平板上不产红色素的突变株。对稳定性良好的 8株突变株进行固体发酵实验 ,两个样品呈黄色 ,其它呈白色。发酵样品在可见光谱范围内扫描 ,两黄色样品仅在 3 70nm处有一吸收峰 ,其它白色样品无吸收峰。单产黄色素突变株再经液体发酵实验 ,同样单产黄色素 。

铵盐对紫色红曲霉合成代谢红曲色素及桔霉素的影响

研究紫色红曲霉(Monascus purpureus)Y20液态发酵过程中不同铵盐对目的产物红曲色素及有害物质桔霉素的合成代谢的影响。在发酵培养基中添加不同铵盐,检测M.purpureus Y20发酵液中红曲红色素、红曲黄色素及桔霉素含量,分析其变化及原因。结果表明:M.purpureus Y20发酵过程中发酵液pH值相对较稳定,未添加铵盐的对照组发酵液基本维持在pH4.8;添加CH_3COONH_4、NH_4H_2PO_4、C_6H_5O_7(NH_4)_3的发酵液pH>6;添加NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4、NH_4Cl的发酵液初始pH<5.5,发酵过程中持续降低至pH2.5左右;含有0.3 mol/L NH_4^+的(NH_4)_2SO_4的发酵液中桔霉素含量降为0.05 mg/L,较对照组降低88.6%;含有0.1~0.3 mol/L NH_4^+的NH_4Cl发酵液中桔霉素含量降为0.05 mg/L;含有0.3 mol/L NH_4^+的NH_4NO_3发酵液未检出桔霉素,红曲黄色素含量较对照组升高31.0%、红曲红色素含量降低11.6%;添加CH_3COONH_4、NH_4H_2PO_4、C_6H_5O_7(NH_4)_3的发酵液无桔霉素检出,但菌体干质量较小,色价较低。因此,添加铵盐可影响发酵液pH值,影响M.purpureus Y20对营养物质吸收和代谢,改变红曲色素的组成比例和抑制桔霉素的生成;添加适量(NH_4)_2SO_4、NH_4Cl、NH_4NO_3有利于促进红曲黄色素的生物合成,阻碍桔霉素的生成。

氮源对红曲霉突变株产黄色素的影响

本文对诱变得到的红曲霉突变株MYM2产黄色素进行培养基氮源的优化,研究了几种常见的无机氮源和有机氮源对MYM2产黄色素的影响。结果表明,有机氮源玉米浆和无机氮源氯化铵有利于MYM2产黄色素,最佳质量分数均为1%左右,该条件下产黄色素色价分别达到84.12U/mL和72.17U/mL。使用这两种氮源混合来培养MYM2,最终黄色素产量达到96.51U/mL,其胞外色调和胞内色调都达到3以上。

响应面法优化培养基提高红曲黄色素的色调

在单因素研究基础上,选定葡萄糖、玉米粉、氯化钙、蛋白胨、磷酸二氢钾和硝酸铵等6个因素,用响应面法优化红曲霉突变株(Monascus ankamutantMYM2)的发酵培养基,提高红曲色素中的黄色素色调.研究发现,葡萄糖、硝酸铵和磷酸二氢钾对红曲黄色素色调的影响较显著,其对色调影响的最低质量浓度分别为14.2、6.7和5.7 g/L,红曲黄色素理论色调值为4.58.根据模型方程,重复实验5次,色调平均值为4.21,实验值与模型回归预测值之间的误差在可信度区域内,此时黄色素色价达88.14U/mL.

一株产黄色素红曲霉Monascus HB-5的生物学特性研究

研究了一株产黄色素的红曲霉菌株MonascusHB-5的生物学特性。气生菌丝发达,呈中间黄色、边缘白色的圆形隆起。该菌无性繁殖产生分生孢子,大小为(4～10)×(5～12)μm;有性繁殖形成球形子囊果,大小为(15～19)×(20～24)μm。该菌生长的最适pH为4.0～5.0,最适温度为30～32℃,适合的碳源为玉米粉,氮源为硝酸铵。该菌的发酵产物-黄色素的色调为棕黄色,仅在370nm处存在最大吸收峰,并对色素的稳定性及安全性进行了初步研究。

红曲黄色素的稳定性及提高光稳定性方法研究

本文对自行发酵制备的红曲黄色素的稳定性进行了较系统的研究,该色素在酸性条件下色泽鲜艳,耐热性相对较好。并对红曲黄色素的光稳定性及其提高方法进行了初步的探讨,0.03%的茶多酚对提高红曲黄色素的光稳定性作用显著,通过正交试验得出混合使用茶多酚、抗坏血酸和柠檬酸,对茶多酚的护色作用影响不大,所以使用茶多酚作为护色剂时,可以应用在含抗坏血酸、柠檬酸的食品中。

天然食用黄色素研究进展

目前,兼具营养保健功效的天然色素是色素发展的必然趋势。黄色素是一类重要的天然色素,占市场需求量的60%,具有广阔的开发实力及前景。文章主要以几种天然黄色素:栀子黄、姜黄、红花黄、红曲黄为例,对它们的来源、功效、应用状况及发展前景方面作了概括介绍。

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。

红曲色素的制备及HPLC和LC/MS检测方法

利用薄层层析的方法从红曲色素中分离精制出了多种红曲素。重点对红斑红曲素的HPLC定性定量检测方法进行了研究,并评价了其HPLC的检测效果。用萃取及薄层层析法分离到一种新的黄色素,其最大吸收波长为447nm,用LC-MS方法对其进行了研究,得到其分子量为389D;并建立了该种黄色素的HPLC定性检测方法。

常压室温等离子诱变选育高产橙、黄色素红曲菌研究

为了提高红曲菌(Monascus sp.)产橙、黄色素的性能,采用新型的常压室温等离子体(ARTP)诱变技术处理红曲菌WM951孢子悬液。结果表明,最佳照射时间为90 s,此时红曲菌突变效果最好,其孢子致死率为78%,形态突变率为14.2%。试验最终从15株突变菌株筛选得到1株高产橙、黄色素的突变菌株WM951M1,对该菌株的发酵产物进行色价检测分析,发现该突变菌株产橙、黄色素能力比出发菌株分别提高136%、43%,30℃培养10d后其固态发酵红曲米中橙、黄色素色价最大值分别为3 620、3300 U·g-1。出发菌和突变菌所产色素的全波长扫面图谱显示,突变菌所产色素最大吸收峰出现在465nm处,并在410 nm处也有吸收峰,说明该菌主要合成橙、黄色素。在传代培养的过程中,该突变菌株表现出良好的遗传稳定性及形态稳定性,不仅可应用于生产橙、黄色素,也可用于生产色调偏橙型红曲米,还能丰富红曲菌菌株库资源。

红曲色素产品国家标准及红曲黄色素检测方法的探讨

本文简介了国内外红曲色素产品标准的现状及有关技术指标。重点对涉及我国红曲色素的几个标准及红曲黄色素检测方法进行了探讨。根据我国红曲色素桔霉素的现状,建议可以根据不同的产品设定不同的桔霉素限量指标。综合红曲黄色素的全波长扫描结果、薄板层析结果和国外相关研究成果,提出在建立检测方法时应分别对天然红曲黄色素及其衍生物类型的红曲黄色素制定不同的检测波长,或者将波长设定在更大的范围之内;建议设定色调值这一定量指标。另外,现行红曲色素产品的国家标准中,有的定义包容性较差,建议修改,以利于红曲色素行业的多元化发展。

水溶性红曲黄色素的表征及其稳定性

以含硫化合物还原红曲色素,红斑素和红曲红素分子中的环羰基还原成羟基,得到水溶性红白曲黄色素.以 UV-Vis、IR和(?)H-^(13)CNMR对其结构进行了表征.该色素的吸光度随pH增大而略呈上升趋势,避光可明显提高其稳定性.除Mg^(2+)在pH9下使其溶液产生沉淀外,Sn^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(3+)和AI^(3+)均不影响其稳定性.不同pH和温度下加热实验结果表明,酸性条件对其热稳定性影响较大.

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F1和橙色组分F2,其中F1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F1和F2为材料,从光谱特征及色素残留率等方面分析了红曲黄色素和橙色素的pH、光和热稳定性。结果显示,红曲黄色素在pH2~9范围内稳定,红曲橙色素在pH2~4范围内稳定,当pH大于5时橙色素的特征吸收峰发生明显变化;红曲黄色素和橙色素的光稳定性均较好,紫外光照射270 min后,二者的特征吸收峰均未发生变化,色素残留率分别为70.4%±0.2%和64.4%±0.9%,明显高于姜黄色素(7.9%±0.7%);红曲黄色素的热稳定性优于红曲橙色素,80℃处理120 min后红曲黄色素的特征吸收峰不变,而红曲橙色素的吸收峰变化明显,且橙色素残留率(40.8%±1.9%)明显低于黄色素(87.4%±3.2%)和对照组姜黄色素(90.9%±4.5%)。结果表明,红曲黄色素是一种稳定性好的红曲色素组分,可用于高稳定性红曲色素产品的开发。

金属盐对红曲霉突变菌株代谢生成黄色素的影响

在本文中,研究了四种金属盐对红曲霉突变菌株代谢生成黄色素的影响。研究发现,氯化钙和硫酸锰比较有利于红曲霉突变菌株代谢生成黄色素,但本文中所用的四种金属盐对红曲霉突变菌株代谢生成桔霉素没有明显的促进或消除效果,在整个实验当中,发酵液中一直没检测到桔霉素的存在。

红曲黄色素固态发酵条件的研究

对氯化铵浓度、温度、接种量和装载量等四个因素对红曲黄色素固态发酵的影响进行了研究,确定了Monascus anka mutantMYM2固态发酵法生产黄色素的最佳培养条件为55%的初始含水量,三角瓶的装载量为18g籼米/250mL,添加0.2mmol/g的氯化铵,初始pH值为6.0,接种量为10%,30℃下培养10d。经过五次重复实验,得到黄色素的平均色价为665.78U/g,色调平均值为4.33,且样品中未检测到桔霉素。

水溶性红曲黄色素与2种天然黄色素的稳定性比较

测定和比较了水溶性红曲黄色素与栀子黄色素和胡萝卜素对热、还原剂、氧化剂和光的稳定性,结果表明,水溶性红曲黄色素具有较高的着色力,其稳定性与胡萝卜素相近,对热、还原剂和氧化剂较稳定,但是对光的稳定性较差.栀子黄色素除了在中性条件下耐光性稍好之外,其它稳定性均不如上述2种色素.

红曲黄色素的分离纯化与表征

采用硅胶柱层析法对菌体内醇溶性红曲黄色素进行分离、纯化,并对纯化后的红曲黄色素结构及纯度进行液相质谱鉴定表征,得到柱层析最佳洗脱条件:洗脱剂配比正己烷∶乙酸乙酯(v/v)=1∶8,上样量1.5 m L,洗脱流速50 m L/h。分离纯化所得的红曲色素经液相质谱检测含红斑胺素、红曲素、红斑素三种色素组分,采用相对定量法对分离所得的红曲黄色素组分进行纯度表征,结果显示其纯化保存率达85%。