紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀工藝條件研究

李晶等

摘 要：通過對洛伐他汀生產菌紅曲霉M7固態發酵工藝條件的研究，確定了固態發酵的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

關鍵詞：紅曲霉；洛伐他??；固態發酵

中圖分類號 TS201.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）17-29-02

Abstract：The fermentation conditions for Lovastatin production by Monascus M7 in solid fermentation were studied.The best solid fermentation conditions were determined：fermentation temperature，26～28℃；fermentation time，18～20d；medium water content，50%；natrual initial pH.

Key words：Monascus；Solid fermentation；Lovastatin

洛伐他汀是紅曲霉培養物中具有生理活性功能的產物之一，由于其是膽固醇合成限制酶3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶的抑制劑，可以抑制生物體內膽固醇的合成[1-2]，所以近年來洛伐他汀類藥物的開發一直是人們研究功能性紅曲的熱點。紅曲霉生產紅曲一般采用固態發酵技術，該方法具有投資少、產量大、生產技術成熟等優點，國內對紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的研究多有報道[3-6]。本實驗采用傳統的紅曲生產方法，利用地域原料優質資源進行紅曲霉固態發酵，對其產洛伐他汀的發酵工藝條件進行了研究和探索。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗菌種 洛伐他汀生產菌紅曲霉M7（由天津科技大學食品生物技術研究室提供）。

1.1.2 培養基 （1）斜面培養基：麥芽汁培養基，121℃滅菌20min。（2）種子液培養基（g/L）：葡萄糖50g，蛋白胨20g，NaNO3 10g，MgSO4·7H2O 5g，KH2PO4 10g，自來水1 000mL，121℃滅菌20min。（3）發酵培養基：將大米與蒸餾水以

1（g）∶1（mL）的比例浸泡過夜，瀝干水分，分裝入250mL三角瓶中，每瓶20g原料，20mL蒸餾水，121℃滅菌20min。

1.2 培養條件及方法 （1）斜面培養：挑取一環菌種接種于斜面培養基中，在32℃培養箱中培養6～8d，至菌絲長滿斜面。（2）種子液培養：取5mL無菌水加入到新鮮的斜面菌種中，將斜面上的孢子充分刮下，制成菌懸液，接種到裝有50mL種子培養基的三角瓶中，30℃ 180r/min培養36h，得到紅曲霉的種子液。（3）發酵培養：向發酵培養基中加入已調好濃度的種子菌懸液5mL，淋勻，置于28℃恒溫培養箱中培養。18～20d后取出烘干至恒重、粉碎，檢測洛伐他汀含量。

1.3 樣品處理 發酵樣品于40℃烘干至恒重，粉碎，過100目篩。準確稱取0.500 0g紅曲樣品，加入8mL75%乙醇，超聲30min，3 500r/min離心10min。用75%乙醇定容至25mL，經0.45μm濾膜過濾后檢測。

1.4 色譜條件 （1）洛伐他汀標樣：酸型和內酯型分別制備。（2）色譜柱：Agilent TC-C18（5μm，4.6mm×250mm）；流動相：乙腈∶水=7∶3；（3）檢測器：紫外檢測器，檢測波長為λ=237nm；（4）柱溫：25℃；流速：1mL/min；進樣量：20μL。

2 結果與分析

2.1 不同發酵溫度對洛伐他汀產量的影響 在實驗中設計了5個發酵溫度，分別為24℃、26℃、28℃、30℃、32℃，在不同溫度的培養箱中發酵培養18d，檢測洛伐他汀含量，實驗結果如圖1所示。由圖1可以看出，培養溫度對M7產洛伐他汀十分敏感，在26～28℃時最為合適，因此確定最佳發酵溫度為26～28℃。

2.2 不同發酵培養時間對洛伐他汀產量的影響 由圖2可以看出，洛伐他汀從第二天開始合成，隨著培養時間增加，產量逐漸增多，直到第18d達到最大值，隨后產量略有減少，所以確定最佳的發酵培養時間為18～20d。

2.3 不同發酵基質初始含水量對洛伐他汀產量的影響 水分是保證微生物生長繁殖的重要因素。實驗中對發酵基質初始含水量進行了設計研究，選取發酵基質初始含水量分別為30%、40%、50%、60%、70%，考察其對洛伐他汀產量的影響，結果見圖3。由圖3可以看出，當基質含水量達到50%時，洛伐他汀的產量達到最大值；當基質含水量低于50%時，物料干硬，菌體生長緩慢；當含水量超過50%時，洛伐他汀產量下降，過多的水分會導致基質物料黏結成團，容易感染雜菌，發酵進行困難，影響菌體的生長。

2.4 發酵基質初始pH值對洛伐他汀產量的影響 實驗中設計了5個發酵起始pH值，分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，在26℃培養箱中進行發酵培養，測定洛伐他汀產量，結果見表1。從表1可知，起始pH值在4.0～6.0時，洛伐他汀的產量較高，這一pH范圍也是紅曲發酵的自然pH，所以試驗中對發酵基質的初始pH值沒有作特殊要求，選擇自然pH值。

3 結論

利用紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀，在發酵過程中溫度、培養時間、基質初始含水量和基質初始pH的變化對洛伐他汀的產量有較大的影響。本試驗根據以上因素優化了紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

參考文獻

[1]Seraman S，Rajendran A，Thangavelu V.Statistical optimization of anticholesterolemic drug lovastatin production by the red mold Monascus purpureus[J].Food and bioproducts processing，2010，88（2/3）：266-76.

[2]Chang Y N，Huang J C，Lee C C，et al.Use of response surface methodology to optimize culture medium for production of lovastatin by Monascus rubber[J].Enzyme and microbial technology，2002，30（7）：889-894.

[3]甘鋒，唐建忠，王軒，等.響應面法優化紅曲霉固態發酵產Monacolin K工藝條件的研究[J].中國食品添加劑，2011（01）：131-136.

[4]殷軍帥，梁秋麗，方佳茂，等.紅曲霉固態發酵生產Monacolin K的工藝優化[J].食品研究與開發，2013，34（9）：79-84.

[5]董文賓，陶璐，張建華，等.紅曲霉菌固體發酵產 Monacolin K 工藝的優化[J].現代食品科技，2007，23（8）：32-35.

[6]楊歡歡，高冰，熊巍，等.紅曲霉固態發酵萌芽米條件的研究[J].中國釀造，2011（2）：134-136.

（責編：張宏民）endprint

摘 要：通過對洛伐他汀生產菌紅曲霉M7固態發酵工藝條件的研究，確定了固態發酵的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

關鍵詞：紅曲霉；洛伐他?。还虘B發酵

中圖分類號 TS201.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）17-29-02

Abstract：The fermentation conditions for Lovastatin production by Monascus M7 in solid fermentation were studied.The best solid fermentation conditions were determined：fermentation temperature，26～28℃；fermentation time，18～20d；medium water content，50%；natrual initial pH.

Key words：Monascus；Solid fermentation；Lovastatin

洛伐他汀是紅曲霉培養物中具有生理活性功能的產物之一，由于其是膽固醇合成限制酶3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶的抑制劑，可以抑制生物體內膽固醇的合成[1-2]，所以近年來洛伐他汀類藥物的開發一直是人們研究功能性紅曲的熱點。紅曲霉生產紅曲一般采用固態發酵技術，該方法具有投資少、產量大、生產技術成熟等優點，國內對紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的研究多有報道[3-6]。本實驗采用傳統的紅曲生產方法，利用地域原料優質資源進行紅曲霉固態發酵，對其產洛伐他汀的發酵工藝條件進行了研究和探索。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗菌種 洛伐他汀生產菌紅曲霉M7（由天津科技大學食品生物技術研究室提供）。

1.1.2 培養基 （1）斜面培養基：麥芽汁培養基，121℃滅菌20min。（2）種子液培養基（g/L）：葡萄糖50g，蛋白胨20g，NaNO3 10g，MgSO4·7H2O 5g，KH2PO4 10g，自來水1 000mL，121℃滅菌20min。（3）發酵培養基：將大米與蒸餾水以

1（g）∶1（mL）的比例浸泡過夜，瀝干水分，分裝入250mL三角瓶中，每瓶20g原料，20mL蒸餾水，121℃滅菌20min。

1.2 培養條件及方法 （1）斜面培養：挑取一環菌種接種于斜面培養基中，在32℃培養箱中培養6～8d，至菌絲長滿斜面。（2）種子液培養：取5mL無菌水加入到新鮮的斜面菌種中，將斜面上的孢子充分刮下，制成菌懸液，接種到裝有50mL種子培養基的三角瓶中，30℃ 180r/min培養36h，得到紅曲霉的種子液。（3）發酵培養：向發酵培養基中加入已調好濃度的種子菌懸液5mL，淋勻，置于28℃恒溫培養箱中培養。18～20d后取出烘干至恒重、粉碎，檢測洛伐他汀含量。

1.3 樣品處理 發酵樣品于40℃烘干至恒重，粉碎，過100目篩。準確稱取0.500 0g紅曲樣品，加入8mL75%乙醇，超聲30min，3 500r/min離心10min。用75%乙醇定容至25mL，經0.45μm濾膜過濾后檢測。

1.4 色譜條件 （1）洛伐他汀標樣：酸型和內酯型分別制備。（2）色譜柱：Agilent TC-C18（5μm，4.6mm×250mm）；流動相：乙腈∶水=7∶3；（3）檢測器：紫外檢測器，檢測波長為λ=237nm；（4）柱溫：25℃；流速：1mL/min；進樣量：20μL。

2 結果與分析

2.1 不同發酵溫度對洛伐他汀產量的影響 在實驗中設計了5個發酵溫度，分別為24℃、26℃、28℃、30℃、32℃，在不同溫度的培養箱中發酵培養18d，檢測洛伐他汀含量，實驗結果如圖1所示。由圖1可以看出，培養溫度對M7產洛伐他汀十分敏感，在26～28℃時最為合適，因此確定最佳發酵溫度為26～28℃。

2.2 不同發酵培養時間對洛伐他汀產量的影響 由圖2可以看出，洛伐他汀從第二天開始合成，隨著培養時間增加，產量逐漸增多，直到第18d達到最大值，隨后產量略有減少，所以確定最佳的發酵培養時間為18～20d。

2.3 不同發酵基質初始含水量對洛伐他汀產量的影響 水分是保證微生物生長繁殖的重要因素。實驗中對發酵基質初始含水量進行了設計研究，選取發酵基質初始含水量分別為30%、40%、50%、60%、70%，考察其對洛伐他汀產量的影響，結果見圖3。由圖3可以看出，當基質含水量達到50%時，洛伐他汀的產量達到最大值；當基質含水量低于50%時，物料干硬，菌體生長緩慢；當含水量超過50%時，洛伐他汀產量下降，過多的水分會導致基質物料黏結成團，容易感染雜菌，發酵進行困難，影響菌體的生長。

2.4 發酵基質初始pH值對洛伐他汀產量的影響 實驗中設計了5個發酵起始pH值，分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，在26℃培養箱中進行發酵培養，測定洛伐他汀產量，結果見表1。從表1可知，起始pH值在4.0～6.0時，洛伐他汀的產量較高，這一pH范圍也是紅曲發酵的自然pH，所以試驗中對發酵基質的初始pH值沒有作特殊要求，選擇自然pH值。

3 結論

利用紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀，在發酵過程中溫度、培養時間、基質初始含水量和基質初始pH的變化對洛伐他汀的產量有較大的影響。本試驗根據以上因素優化了紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

參考文獻

[1]Seraman S，Rajendran A，Thangavelu V.Statistical optimization of anticholesterolemic drug lovastatin production by the red mold Monascus purpureus[J].Food and bioproducts processing，2010，88（2/3）：266-76.

[2]Chang Y N，Huang J C，Lee C C，et al.Use of response surface methodology to optimize culture medium for production of lovastatin by Monascus rubber[J].Enzyme and microbial technology，2002，30（7）：889-894.

[3]甘鋒，唐建忠，王軒，等.響應面法優化紅曲霉固態發酵產Monacolin K工藝條件的研究[J].中國食品添加劑，2011（01）：131-136.

[4]殷軍帥，梁秋麗，方佳茂，等.紅曲霉固態發酵生產Monacolin K的工藝優化[J].食品研究與開發，2013，34（9）：79-84.

[5]董文賓，陶璐，張建華，等.紅曲霉菌固體發酵產 Monacolin K 工藝的優化[J].現代食品科技，2007，23（8）：32-35.

[6]楊歡歡，高冰，熊巍，等.紅曲霉固態發酵萌芽米條件的研究[J].中國釀造，2011（2）：134-136.

（責編：張宏民）endprint

摘 要：通過對洛伐他汀生產菌紅曲霉M7固態發酵工藝條件的研究，確定了固態發酵的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

關鍵詞：紅曲霉；洛伐他?。还虘B發酵

中圖分類號 TS201.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）17-29-02

Abstract：The fermentation conditions for Lovastatin production by Monascus M7 in solid fermentation were studied.The best solid fermentation conditions were determined：fermentation temperature，26～28℃；fermentation time，18～20d；medium water content，50%；natrual initial pH.

Key words：Monascus；Solid fermentation；Lovastatin

洛伐他汀是紅曲霉培養物中具有生理活性功能的產物之一，由于其是膽固醇合成限制酶3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶的抑制劑，可以抑制生物體內膽固醇的合成[1-2]，所以近年來洛伐他汀類藥物的開發一直是人們研究功能性紅曲的熱點。紅曲霉生產紅曲一般采用固態發酵技術，該方法具有投資少、產量大、生產技術成熟等優點，國內對紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的研究多有報道[3-6]。本實驗采用傳統的紅曲生產方法，利用地域原料優質資源進行紅曲霉固態發酵，對其產洛伐他汀的發酵工藝條件進行了研究和探索。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗菌種 洛伐他汀生產菌紅曲霉M7（由天津科技大學食品生物技術研究室提供）。

1.1.2 培養基 （1）斜面培養基：麥芽汁培養基，121℃滅菌20min。（2）種子液培養基（g/L）：葡萄糖50g，蛋白胨20g，NaNO3 10g，MgSO4·7H2O 5g，KH2PO4 10g，自來水1 000mL，121℃滅菌20min。（3）發酵培養基：將大米與蒸餾水以

1（g）∶1（mL）的比例浸泡過夜，瀝干水分，分裝入250mL三角瓶中，每瓶20g原料，20mL蒸餾水，121℃滅菌20min。

1.2 培養條件及方法 （1）斜面培養：挑取一環菌種接種于斜面培養基中，在32℃培養箱中培養6～8d，至菌絲長滿斜面。（2）種子液培養：取5mL無菌水加入到新鮮的斜面菌種中，將斜面上的孢子充分刮下，制成菌懸液，接種到裝有50mL種子培養基的三角瓶中，30℃ 180r/min培養36h，得到紅曲霉的種子液。（3）發酵培養：向發酵培養基中加入已調好濃度的種子菌懸液5mL，淋勻，置于28℃恒溫培養箱中培養。18～20d后取出烘干至恒重、粉碎，檢測洛伐他汀含量。

1.3 樣品處理 發酵樣品于40℃烘干至恒重，粉碎，過100目篩。準確稱取0.500 0g紅曲樣品，加入8mL75%乙醇，超聲30min，3 500r/min離心10min。用75%乙醇定容至25mL，經0.45μm濾膜過濾后檢測。

1.4 色譜條件 （1）洛伐他汀標樣：酸型和內酯型分別制備。（2）色譜柱：Agilent TC-C18（5μm，4.6mm×250mm）；流動相：乙腈∶水=7∶3；（3）檢測器：紫外檢測器，檢測波長為λ=237nm；（4）柱溫：25℃；流速：1mL/min；進樣量：20μL。

2 結果與分析

2.1 不同發酵溫度對洛伐他汀產量的影響 在實驗中設計了5個發酵溫度，分別為24℃、26℃、28℃、30℃、32℃，在不同溫度的培養箱中發酵培養18d，檢測洛伐他汀含量，實驗結果如圖1所示。由圖1可以看出，培養溫度對M7產洛伐他汀十分敏感，在26～28℃時最為合適，因此確定最佳發酵溫度為26～28℃。

2.2 不同發酵培養時間對洛伐他汀產量的影響 由圖2可以看出，洛伐他汀從第二天開始合成，隨著培養時間增加，產量逐漸增多，直到第18d達到最大值，隨后產量略有減少，所以確定最佳的發酵培養時間為18～20d。

2.3 不同發酵基質初始含水量對洛伐他汀產量的影響 水分是保證微生物生長繁殖的重要因素。實驗中對發酵基質初始含水量進行了設計研究，選取發酵基質初始含水量分別為30%、40%、50%、60%、70%，考察其對洛伐他汀產量的影響，結果見圖3。由圖3可以看出，當基質含水量達到50%時，洛伐他汀的產量達到最大值；當基質含水量低于50%時，物料干硬，菌體生長緩慢；當含水量超過50%時，洛伐他汀產量下降，過多的水分會導致基質物料黏結成團，容易感染雜菌，發酵進行困難，影響菌體的生長。

2.4 發酵基質初始pH值對洛伐他汀產量的影響 實驗中設計了5個發酵起始pH值，分別為4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，在26℃培養箱中進行發酵培養，測定洛伐他汀產量，結果見表1。從表1可知，起始pH值在4.0～6.0時，洛伐他汀的產量較高，這一pH范圍也是紅曲發酵的自然pH，所以試驗中對發酵基質的初始pH值沒有作特殊要求，選擇自然pH值。

3 結論

利用紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀，在發酵過程中溫度、培養時間、基質初始含水量和基質初始pH的變化對洛伐他汀的產量有較大的影響。本試驗根據以上因素優化了紅曲霉固態發酵生產洛伐他汀的最佳工藝條件為：發酵溫度26～28℃，發酵時間18～20d，發酵基質初始含水量50%，發酵基質初始pH值自然。

參考文獻

[1]Seraman S，Rajendran A，Thangavelu V.Statistical optimization of anticholesterolemic drug lovastatin production by the red mold Monascus purpureus[J].Food and bioproducts processing，2010，88（2/3）：266-76.

[2]Chang Y N，Huang J C，Lee C C，et al.Use of response surface methodology to optimize culture medium for production of lovastatin by Monascus rubber[J].Enzyme and microbial technology，2002，30（7）：889-894.

[3]甘鋒，唐建忠，王軒，等.響應面法優化紅曲霉固態發酵產Monacolin K工藝條件的研究[J].中國食品添加劑，2011（01）：131-136.

[4]殷軍帥，梁秋麗，方佳茂，等.紅曲霉固態發酵生產Monacolin K的工藝優化[J].食品研究與開發，2013，34（9）：79-84.

[5]董文賓，陶璐，張建華，等.紅曲霉菌固體發酵產 Monacolin K 工藝的優化[J].現代食品科技，2007，23（8）：32-35.

[6]楊歡歡，高冰，熊巍，等.紅曲霉固態發酵萌芽米條件的研究[J].中國釀造，2011（2）：134-136.

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