红曲菌固态发酵产红曲色素和Monacolin K条件研究

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1、跬压料技大学 论文题目： 红曲菌固态发酵产红曲色素和M o n a c o f i nK 条件研究 申请学位学科：工学 所学学科专业：食品科学 培养单位：生命科学与工程学院 硕士生： 指导老师： 王金字 董文宾教授 2 0 1 0 年5 月 R ES E A R Ho NP I G M E N TA N DM o N A Co L I NK P R o D U C T I o NB YS o L I D S T A T E DF E R M E N T A T I o N o FM o N A S C U S AT h e s i sS u b m i t t e dt o S h a a n

2、 x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y i nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n tf o rt h eD e g r e eo f M a s t e r ofEngin，e，e，r，ing T h e s i sS u p e r v i s o r ：P r o f e s s o r D o n gW e n - b i n M a y , 2 0 1 0 红曲菌固态发酵产红曲色素和M o n a c o l i

3、 nK 条件研究 摘要 红曲菌固态发酵技术起源于我国，已有悠久的历史。其主要用于发酵生 产红曲色素。作为安全性较高的食用天然色素，红曲色素被用来代替人工合 成色素广泛应用于医药、食品、日用化工等诸多领域。后来有研究发现红曲 菌发酵可产生降低胆固醇的物质M o n a c o l i nK ，国内外学者掀起了针对降脂 红曲的研究热潮，其药用价值开始逐渐得到人们的重视。但进一步研究发现， 红曲产品中还可能有桔霉素伴生。而后者是一种真菌毒素，以肾脏为作用靶 器官，毒性较大。这使得红曲产品的安全性受到质疑，因此本论文旨在进一 步优化红曲霉固态发酵生产食用色素和M o n a c o l i nK 工艺

4、条件，为提高我国 工业化生产技术水平提供依据。本论文主要完成的研究内容如下： 1 通过对试验所用的三种红曲菌种进行筛选，初步确定菌种C 为产红曲 色素的最佳菌种，需对其进行深入研究。 2 通过单因素试验研究红曲种C 固态产红曲色素的工艺条件，得出确定 培养基含水量、乳酸含量、接种量和搅拌次数为影响红曲菌种C 发酵的主 要因素，对之进行正交试验研究，得出最佳组合为W 1 R 1 0 2 J 3 即培养基含水 量5 0 ，乳酸含量1 ，接种量1 2 ，培养过程中每日搅拌2 次时，所得产 物色价最高为1 6 0 8 5 0 U g ，桔霉素含量为2 6 3 5 8 m g g 。 3 选取水浴温度、

5、水浴时间和溶剂乙醇的浓度三个因素，对红曲色素 的提取条件进行三水平的正交试验研究，得出：较优的提取组合为乙醇浓度 为7 0 、在8 0 下水浴2 h ，此时提取液的色价最高为1 2 6 5 0 0 U g 。 4 以发酵时间、培养基含水量、乳酸添加量和控温方式为条件，通 过单因素试验研究红曲菌种C 产M o n a c o l i nK 的条件，得出： 在发酵第1 3 d 时产物中M o n a c o l i nK 达到最大2 9 3 5 m g g ，此时桔霉素 含量为4 1 3 6 0m g g ； 5 0 为最佳含水量，此时M o n a c o l i nK 含量最大为3 0 5 0

6、 m g g ，产物中 桔霉素含量也较低； 前7 d 发酵温度为3 0 ，后降至2 5 ，发酵产物中M o n a c o l i nK 桔霉素 R ES E A R Ho NP I G M E N TA N DM o N A C o L I NK P R o D U C T I o N B YS o L I D l _ S T A T E DF E R M E N T A T I o N o FM o N A S C U S A B S T R A C T T h ee a r l i e s tt e c h n o l o g yo fs o l i d - s t a t e df e

7、 r m e n t a t i o no fM o n a s c u sw a sf r o m C h i n a I tw a sm a i n l yu s e df o rp r o d u c i n gm o n a s c u sp i g m e n t s A sar e l a t i v e l ys a f e ， n a t u r ea n de d i b l ep i g m e n t ，i n s t e a do fs y n t h e t i cp i g m e n t ，m o n a s c u sp i g m e n t sW a s w

8、 i d e l yu s e di nm a n yf i e l d s ，s u c ha sm e d i c i n e ，f o o d ，d a i l yc h e m i c a la n dS Oo n L a t e ra n o t h e rm o n a s c u sp r o d u c tM o n a c o l i nKw a sd i s c o v e r e d ，w h i c hc a n e f f e c t i v e l yl o w e rc h o l e s t e r o li nt h eb l o o d A f t e rt

9、 h a t ，t h es c h o l a r sa l lo v e rt h e w o r l ds e to f fa nu p s u r g eo ft h em o n a s c u sr e s e a r c h I t sm e d i c i n a le f f e c ts t a r t e dt o g e tp e o p l e Sa t t e n t i o n H o w e v e rb yf u r t h e rr e s e a r c h ，i nt h em o n a s c u sp r o d u c t w a s f o u

10、 n dc i t r i n i n ，w h i c hw a sak i n do fm y c o t o x i nw i t hh d n e ya st a r g e to r g a n A n d t h i sd i s c o v e r ym a d et h es a f e t yo fm o n a s c s up r o d u c tc a l li nq u e s t i o n S o ，t h em a i n p u r p o s eo ft h et h e s i si s t os t u d yt h ef e r m e n t a

11、t i o nt e c h n o l o g yo fp i g m e n ta n d M o n a c o l i nKb ys o l i df e r m e n t a t i o no fM o n a s c u s 1 1 1 em a i nr e s u l t sa r ea s f o l l o w s ： 1 I nt h ee x p e r i m e n t ，b ys c r e e n i n gt h eM o n a c u su s e d ，M o n a c u sCw a s r e g a r d e da st h eb e s t

12、f o rm o n a s c u sp i g m e n t sa n dn e e d e df u r t h e rr e s e a r c h ， 2 T h r o u g hs i n g l e f a c t o re x p e r i m e n tt h ec o n d i t i o no fM o n a s c u sp r o d u c i n g m o n a s c u sa n dM o n a c o l i nKw a ss t u d i e d A n dt h er e s u l ti s ：T h ef e r m e n t a

13、 t i o no f M o n a s c u sw a sm a i n l ye f f e c t e db yw a t e rc o n t e n t ，l a c t i ca c i dc o n t e n t ，c h u r n i n g t i m e sa n di n o c u l u ms i z e A f t e rt h a t ，o r t h o g o n a lt e s tw a sd o n e ，w i t ht h e c o n c l u s i o n ：t h eb e s tc o n d i t i o nW a sW l

14、 R i 0 2 J 3 ，t h a t St os a y , w i t hw a t e rc o n t e n t 50 ，l a c t i ca c i dc o n t e n t1 ，i n o c u l u ms i z e10 ，i nt h ep r o d u c t ，c o l o rv a l u ew a s t h eh i g h e s t16 0 8 5 U g ，a n dc o n t e n to fc i t r i n i nw a s2 6 3 5 8 m g g 3 晰t ht e m p e r a t u r ea n dt i

15、m eo fw a t e rb a t ha n dc o n c e n t r a t i o no fe t h a n o l ， t h ee x t r a c t i o nc o n d i t i o no fm o n a s c u sp i g m e n t sw a ss t u d i e db ya no r t h o g o n a lt e s t w i t ht h r e ef a c t o r sa n dt h r e el e v e l s T h ec o n c l u s i o nc o u l d I V 目录 摘重荽I A B S T R A C T I I I 第一章文献综述1 1 1 红曲菌简述1 1 1 1 红曲菌分类及形态1 1 1 2 红曲菌生理生化特征1 1 2 红曲菌代谢产物1 1 2 1 初级代谢产物1 1 2 2 次级代谢产物