功能性红曲研究进展

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1、ｓｕｎｓｈｉｎｅ功能性红曲研究进展(2)红曲的生产工艺及MonacolinK和桔霉素的检测鲁佳慧刘昕王江海袁建平(中山大学国家教育部食品工程研究中心广州510275)摘要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和桔霉素的检测技术的进展将为功能性红曲的产品质量、安全使用及国际市场的开拓提供技术支撑。关键词红曲生产工艺MonacolinK桔霉素检测ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ红曲是我国的传统发酵产品，长期应用于食品

2、着色及作为药用。1979年以来，日本远藤章从红曲发酵液中发现并分离得到了一系列可显著抑制体内胆固醇合成的活性物质Monacolin类化合物，其中以MonacolinK的活性最为显著。药理学研究和临床试验表明红曲能有效降低体内总胆固醇以及甘油三酯、低密度脂蛋白水平，同时升高高密度脂蛋白水平，从而具有显著的降胆固醇及降血脂的作用[1~2]。红曲中Monacolin类化合物的发现使红曲被作为天然药物中抑制胆固醇合成和降血脂的首选药物，并受到世人瞩目。然而，真菌毒素桔霉素(Citrinin)的发现使功能性红曲的使用安全性受到了挑战。桔霉素是红曲菌的一种次级代谢产物，具有肾毒性，还可致畸、致癌和诱发基因

3、突变[3]。桔霉素的存在已成为我国功能性红曲应用和出口的瓶颈。因此，采用新型生产工艺、优化发酵条件、应用菌种筛选等现代技术，研发富含MonacolinK活性物质且不含桔霉素的功能性红曲必将成为生产功能性红曲技术革命的制高点。1功能性红曲的生产工艺1.1固态发酵传统红曲生产工艺主要是以大米为固态培养基，接种红曲菌菌种后发酵生产红曲。该方法工艺落后，劳动强度大，红曲产量低，质量不稳定，并且易受杂菌污染。80年代后，通风池法应用于红曲的生产，红曲产量和质量相对提高。圆盘制曲机的应用实现了红曲的自动化生产，并提高了红曲质量，在一定程度上减少了杂菌污染。但该设备投资较大，适合大型红曲生产企业应用。传统红

4、曲发酵工艺由于未能有效控制通风、温度、湿度等重要发酵条件，因此，所得红曲的色价和活性成分较低，且桔霉素污染严重。有学者[4]提出固态发酵中，在红曲菌菌丝体生长后期，代谢产物MonacolinK的积累达到最大。同时，由于淀粉质固态培养基料被红曲菌分泌的淀粉酶和糖化酶液化而出现基料通气环境恶化，菌丝体细胞壁被高渗透压葡萄糖液浸润，从而使其生长代谢出现变态反应，促使了桔霉素生成以抑制其它杂菌的生长。因此，现代固态发酵工艺的关键是控制发酵过程中菌种质量及物料含水量、通风量、培养温度及湿度等参数，从而有效提高红曲中MonacolinK的含量并抑制桔霉素的生成。刘昕[4]提出了一种通过调控红曲菌培养过程中

5、的培养温度、湿度及通风量来抑制桔霉素生成的方法，所获得的功能性红曲中MonacolinK含量高且未检测出桔霉素。ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ王立新[5]等经研究认为，固态发酵较液体发酵具有明显的优势。在确立的实验条件下，固态发酵的MonacolinK产率为液体发酵的20倍以上。因此在掌握固态发酵的规律基础上，设计合理的固态发酵反应系统，实现高效低耗的固态发酵生产，是功能性红曲产业化生产的有效途径。同时，该研究表明固态发酵过程中物料的初始含水量以50%为宜。含水量较高时，糖化酶活性增强，从而加快培养基料的糖化速率，不利于红曲中MonacolinK的积累。培养温度对促进红曲菌发酵过程中Mona

6、colinK的生成十分重要。恒温培养可获得比变温培养更高收率的菌体量和色素，而变温培养的MonacolinK产量更高。实验研究表明，在32°C温度下培养9d后，将温度降至25°C下培养14d，则更有利于MonacolinK的积累[6]。红曲为好气性菌，其菌丝体的生长和MonacolinK等次级代谢产物的产生都需要有足够的氧气。因此，适宜的溶解氧水平是一个非常重要的参数，它直接影响红曲中MonacolinK和桔霉素的含量。提高通风量有利于菌体生成和MonacolinK的产生，但同时桔霉素的含量也增加。因此，在满足溶氧需求的情况下，可采用低通风量[7]。固态发酵法是目前红曲生产中广泛使用的方法，较

7、液态发酵相比，固态发酵生产红曲具有投资少，产量大，生产经验丰富等优点，通过现代先进技术优化和改造发酵工艺，可望有效生产富含活性成分MonacolinK且不含桔霉素的功能性红曲。1.2液态发酵液态发酵红曲主要用淀粉、葡萄糖、甘油、黄豆粉、玉米浆和蛋白胨等培养基，采用常规标准深层发酵设备，如机械搅拌发酵罐等。近年来开发的适宜于高粘度发酵体系的气升式反应器，将更加有利于发酵过程的进行。液态培养基的碳源、