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。

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。

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。

红曲霉发酵生产Monacolin K的研究进展

红曲中的Monacolin K,作为一种抑制胆固醇合成的活性物质,是公认的降低胆固醇的理想药剂,具有高效、低毒、安全的特点。对红曲霉发酵生产Monacolin K的研究进展进行了综述,阐述了Monacolin K的理化性质,对Monacolin K抑制胆固醇合成的作用机理进行了论述,并综述了如何提高Monacolin K含量的途径和检测方法,叙述了毒性物质桔霉素的产生原因和解决方法。

界面上红曲霉的生长及Monacolin K的产生

采用界面培养方法 ,对红曲霉的生长及其代谢产物的生成进行了研究。结果表明 ,采用界面培养方法 ,红曲霉的生物量、产量与温度的关系 ,同以大米为基质的固态发酵过程相似。这说明以界面培养法来简化传统的固态发酵过程是合理的。在界面上 ,红曲霉仍表现为顶端生长 ,在恒温条件下可获得比变温培养多的菌体量及色素 ,但变温培养可获得较多的MonacolinK。

红曲中莫纳可林K(Monacolin K)的研究进展

莫纳可林K(MonacolinK)是红曲中的重要活性物质,是很好的胆固醇合成抑制剂。笔者联系国内外的文献对其性质、药理作用、提取方法、测定方法以及目前提高红曲中MonacolinK含量的方法等方面进行了阐述。

基于两阶段L-谷氨酸添加的功能性红曲产酸式Monacolin K的发酵工艺优化

为提高功能性红曲发酵产物中降脂活性物质酸式莫纳可林K(Monacolin K)的含量,优化功能性红曲固态发酵工艺,以紫色红曲菌(CGMCC No.18110)作为发酵菌种,酸式Monacolin K作为目标产物,采用基于两阶段L-谷氨酸添加的固态发酵工艺,在单因素试验结果的基础上,利用Box-Behnken试验优化功能性红曲固态发酵工艺条件。根据单因素试验结果选择大豆粉添加量、常温发酵阶段L-谷氨酸添加量和低温发酵阶段L-谷氨酸添加量作为主要影响因素。由响应面数据分析得出最佳工艺条件为大豆粉添加量2%(质量分数)、常温发酵阶段L-谷氨酸添加量2%(质量分数)、低温发酵阶段L-谷氨酸添加量4%(质量分数)、装料量150 g、接种量15%、发酵时间22 d(常温30℃发酵3 d,低温20℃发酵19 d,并在低温发酵5 d后再次添加L-谷氨酸),此条件下发酵成品酸式Monacolin K含量达到6.848 mg/g。该实验还对发酵过程中红曲菌的形态进行了扫描电镜观察,结果显示,L-谷氨酸能影响红曲菌的菌丝体形态和生殖方式。

双向薄层层析测定红曲中Monacolin K

采用双向薄层层析法,对红曲产品中MonacolinK的提取方法以及第1展开剂和第2展开剂分别进行了研究。结果表明,采用乙酸乙酯为提取剂,以正己烷:乙酸乙酯:无水乙醚:甲酸(20:1:5:0.5)为第1展开剂,以正己烷:氯仿:无水乙醚(30:1:5)为第2展开剂,红曲产品提取液的MonacolinK能很好地分离和检测。在此基础上对22个红曲样品进行了分析,结果显示,其中12个样品均高低不一地含MonacolinK。

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。

HPLC法测定红曲霉发酵样品中Monacolin K的含量

利用HPLC法对红曲霉发酵样品中MonacolinK的测定方法进行了研究。以V (甲醇 )∶V(0 18%磷酸 ) =77∶2 3为流动相 ,流速 0 6mL/min ,检测波长 2 3 7nm ,用外标法进行定量 ,相对标准偏差和平均回收率分别为 0 .2 7%和 98 92 %。用甲醇提取红曲米样品 ,摇床振荡 (3 0℃ ,2 0 0r/min) 2 5～ 3h可将MonacolinK提取完全。红曲霉摇瓶发酵产生的MonacolinK有 5 0 %以上存在于发酵滤液中 ,因此可以直接取滤液进行分析。该方法简便有效 。

红曲霉中Monacolin K的应用研究

20世纪70年代从红曲霉培养液中分离出了一种能够抑制胆固醇合成的活性物质,命名为莫纳可林K(Monacolin K),由于其在保健作用和药用方面的潜在价值成为了国内外学者研究的热点。文中论述了红曲霉中Monacolin K的特点以及应用研究的进展。

红曲的生产工艺及Monacolin K和桔霉素的检测

综述红曲的生产工艺及MonacolinK和桔霉素的检测方法,指出采用新型生产工艺、优化发酵条件和应用菌种筛选等现代技术是生产既富含活性成分MonacolinK又不含桔霉素的功能性红曲的重要途径,同时预示MonacolinK和桔霉素检测技术的进展将为功能性红曲产品的质量、安全使用及国际市场的开拓提供技术支撑。

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,Na NO32 g/L,Mg SO41 g/L,Zn SO42 g/L,KH2PO41.5 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。

低桔霉素且产Monacolin K红曲菌株的筛选与鉴定

对福建古田地区不同来源的红曲样品进行分离纯化,结合固态发酵进行定向筛选,并通过菌落形态特征观察、分子生物学手段进行初步的分类鉴定.获得一株功能红曲菌株NW3-2,其固态发酵产品中桔霉素的含量低于国家有关有毒物质的最低检测标准,酸式和内酯式Monacolin K含量分别为3.20和2.47 mg·g-1.

HPLC法测定红曲中酸型与内酯型Monacolin K

功能性红曲产品中的MonacolinK包括酸型和内酯型两种成分.采用HPLC法,色谱柱为ZORBAXSBC 18,5μm,250mm×4.6mm,柱温28℃,V(乙腈)∶V(0.1g/dL磷酸水溶液)=65∶35为流动相,紫外检测器波长为238nm,可同时对酸型和内酯型的MonacolinK进行定量检测,线性关系和重复性均满足要求.固体红曲样品可以用甲醇直接萃取,液态的红曲样品在甲醇萃取之前需调整pH值6～7,测定结果能反映原样品中两种形态MonacolinK的含量.色素对MonacolinK检测存在一定影响,但对于多数功能性红曲色价低、MonacolinK高的特点,这一影响作用较轻,可以忽略.

添加酵母破壁液提高红曲霉Monacolin K产率

红曲霉生长过程中分别添加酵母破壁液、酵母和酵母乏液,均能提高MonacolinK的产量,其相应的MonacolinK产量分别为48.06、43.64和44.79mg/L,是对照的1.38、1.26、1.29倍。当在红曲霉发酵初始添加酵母破壁液、添加量为2.7%(v/v),MonacolinK的产量可达61.93mg/L。通过发酵过程中菌体量变化的观察,发现添加酵母破壁液的主要作用是提高菌体量和改善红曲霉的代谢,进而提高MonacolinK的产量。

红曲霉中Monacolin K的研究进展

本文主要综述了MonacolinK的特性、药理作用及应用价值 。

红曲霉菌产Monacolin K固体发酵条件的优化

对Monacusspp.3的固体发酵生产MonacolinK的培养条件和培养基进行了优化.考察了物料厚度、起始含水量、发酵时间、起始pH值等发酵条件,以及大米培养基中添加附加碳源、氮源、磷酸盐等的影响.结果表明,固体发酵的培养条件为:物料(大米)厚度在4cm以下,起始pH值自然,培养温度32℃,相对湿度60%～70%,发酵时间为12d;经单因素和正交试验得适宜的发酵培养基为:大米100g,甘油0.2g,玉米浆0.15g,起始含水量50%.且以此优化条件固体发酵培养,MonacolinK产量稳定在1.4mg/g左右,最高产量为1.6mg/g.

mok E基因过表达对红曲霉Monacolin K产量、菌丝及孢子形态的影响

红曲霉中mok E基因是红曲霉次级代谢产物Monacolin K生物合成的一个相关基因,mok E基因表达量与Monacolin K产量呈正相关。以mok E基因为目的基因,构建红曲霉mok E基因过表达工程菌株,通过逆转录实时荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription-quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-q PCR)确定mok E基因过表达转化子,对转化子Monacolin K产量进行测定,同时利用扫描电镜,对野生型红曲霉M1及转化子菌丝、孢子进行观察。结果表明:以潮霉素抗性基因为筛选标记,成功得到240个转化子,对其中9个转化子进行mok E基因表达量测定,有3株转化子mok E基因表达量增加,分别为T2、T8、T9转化子,确定其为mok E基因过表达转化子;T2、T8、T9转化子内酯型Monacolin K产量分别为2 159.7、4 177.6、3 365.7μg/g,与野生型红曲霉Monacolin K产量(1 447.8μg/g)相比,分别提高了49.2%、188.5%及132.5%。扫描电镜结果显示,mok E基因过表达,对红曲霉的菌丝体、孢子形态及生殖方式均有影响。

红曲霉菌种选育及固态发酵法生产Monacolin K研究

以紫红曲霉(Monascus purpureus)No.1为出发菌株,对该菌受制霉菌素影响的情况进行了研究,经紫外线诱变筛选得到1株具有稳定遗传性状的抗药性突变株AS.12,并对其产Monacolin K的发酵条件进行了摸索和研究,结果表明,在最佳的发酵条件下,物料厚度4cm,初始含水量50%,温度28℃,发酵12d,Monacolin K含量达2.186mg/g红曲干粉。