固體發酵基質對紅曲霉色素產量的影響

黃嘉穎 鄭敬輝 乃孜熱·居爾艾提 馬 靜 陳軼霞 劉俊林

(西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州 730110)

0 引言

紅曲菌(Monascus spp.)，是真菌中的一個屬，紅曲科，由法國科學家Van Tieghem于1884年分類并命名，已報道有 12 種[1-2]，在我國已有數千年的應用歷史，是我國重要的微生物資源[3]。紅曲霉多能形成紅曲色素，其產生的紅曲色素是天然色素[4]，具有著色能力強、穩定性好、耐氧化劑和耐還原劑等優點，已經廣泛運用于各種食品添加劑中，在我國食品法規定中被允許作為食用色素使用[5]。

在對照組綜合方案治療的基礎上，再予溫針灸治療：取會陰穴，囑患者取仰臥位，常規會陰穴及局部消毒后，用一次性針灸針直刺2寸，待得氣后行提插捻轉，2 min后在針柄處插入長為2 cm的艾柱并點燃，每日治療1次，每次30 min。共治療1個月。

紅曲霉的培養基質有固態和液態2種。其中，固態發酵培養是生產紅曲色素最常用方法，與液體發酵相比具有操作簡單，大規模生產時無需嚴格地消毒，基質成分簡單、便宜，生產過程節水，提取紅曲色素的成本低，不會污染環境等優點。已報道的資料中，大多數是以大米為紅曲霉的發酵基質。但是大米作為一種主要的糧食作物，成本較高，不利于實現大規模的工業化生產。而且有些農業廢棄物、農產品副產物或高產農作物都具備作為紅曲霉固體發酵基質原料配料選擇的潛質，因此，以紅曲霉傳統發酵基質料的營養要求為標準，通過將它們進行合理配制，就有可能制備出適合紅曲霉的固體培養基。

1 紅曲霉固體發酵培養基的開發

1.1 以三七渣為主料的培養基開發

三七為五加科植物三七Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen的干燥根，是中國特有的名貴中藥材，具有活血化瘀、消腫止痛的功效，有“南國神草”的美譽。三七作為一種藥食同源植物，在中國的需求量特別大，每年加工生產都會產生大量的三七渣。

三七較為名貴，但被提取有效成分后的三七渣卻得不到有效利用，只有少部分添加于飼料中，大部分都被遺棄或焚燒，造成極大的浪費和對環境的污染。其實有效成分被提取后的三七渣中仍含有豐富的淀粉、蛋白質和氨基酸等營養成分，特別適合用作紅曲霉的發酵基質，用于生產紅曲色素，可以實現三七渣的有效利用。

研究表明，豆渣經過微生物發酵不僅能有效緩解這些不利因素，還可進一步提高其營養價值，是豆渣能被高效利用的有效途徑之一[6]。孔維寶等[7]采用單因素實驗和正交實驗，確定了以豆渣為基質的紫色紅曲霉固態發酵培養基。豆渣初始含水量50%，添加甘油6%、NaNO30.04%、KH2PO40.3%、MgSO40.2%、抗壞血酸2.2%；濕度控制為60%～65%、接種量8%、30 ℃發酵12 d時為最佳培養條件。在此條件下，發酵豆渣中的紅曲色素含量可達(6.03±0.11 mg /g)。因此，以豆渣為主料的培養基在生產紅曲色素時具有良好的可行性和經濟性。

1.2 以豆渣為主料的培養基開發

5）高考制度的改革。改變現有“一考定終身”的評價方式，引入多種評價標準，基礎學科教育引入形成性評價。考核中引入能力評定；在社會實踐活動中，不單單對實踐次數進行框定，更要求學生在活動過程中擔當不同的職位，承擔不同的任務，鍛煉不同的能力；相關競賽活動在關注學生成果的同時，也要注重學生在團隊中擔當的職務、解決的問題，引入團隊學生互評，避免出現團隊中所有學生都加分均等的情況；在工程技術課程方面，將其引入考核中，適當降低基礎課程評分所占比例。

市民社會如“洞穴”般，使深陷其中的市民無法擺脫周身的迷霧，無法正確認識自我的存在，更無論追尋精神的理想。20世紀20年代，一戰給歐洲帶來了物質與精神的雙重失落，信仰缺失、價值重估構成了這一時期知識分子的精神探索的主要內容。尤其對于黑塞而言，“無論是小說還是詩歌，都是他的心靈自傳”，因而《荒原狼》正是在此種環境下所作的一部探尋自我內心、為知識分子精神困境找尋出路的作品。

1.3 以麥麩為主料的培養基開發

麥麩，俗稱麥皮，常被用作飼料原料，但因其營養少，難以消化，不能被最大限度地利用，易造成資源浪費。以麥麩作為發酵基質，一方面在于其價格低廉，可以充分利用，另一方面在于麥麩本身含有豐富的抗氧化活性物質，以其為基質的紅曲霉可能比傳統的紅曲米的抗氧化活性高。如麥麩含有的β-葡聚糖是公認的降血脂物質，和紅曲霉發酵出來的洛伐他汀功能相同，二者在一起具有協同降脂的效果；麩皮含有豐富的多酚類物質，其含量大約為小麥的40倍，而多酚物質主要存在于小麥麩皮中[8]，多酚具有很強的抗氧化作用。以麥麩為基質發酵紅曲霉生產紅曲色素，最終得到的產物抗氧化活性增強。且近年來，小麥的年產量已經超過1億t，每年加工出小麥麩皮可達2000萬t，但大多沒有進行深加工和再利用。如果能充分利用麩皮進行深加工和綜合利用，將具有很高的經濟效益和社會效益[9]。

1.4 以大米混玉米為主料的培養基開發

玉米對環境要求沒有其它農作物高，在各個國家和地區都有種植，所以在農作物中玉米的總產量是最高的。且玉米除了是糧食作物外還是重要的飼料作物，成本比大米低。因此，可在培養基中添加玉米以減少大米的使用量。鄭虹等[10]通過優化，獲得最佳條件組合即大米和玉米粒配比1.5∶1，水添加量為40 ml，氯化銨添加量2 h，發酵時間為14 d時，所得紅曲色素的色價最高，可達1005.42 U//g。因玉米成本比大米低，故在基質中添加玉米后，可降低此培養基的生產成本。

2 結語

以上研究結果表明，利用三七渣、豆渣、麥麩及玉米替代大米做紅曲霉固態發酵培養基的主料，可以避免這些資源的浪費，減少環境污染，同時擴大了紅曲霉固態發酵基質的種類。通過紅曲霉發酵培養過程中基質的配比、基質中水的添加量、氮源的選擇、最適氮源的添加量、溫度、發酵時間等因素的優化，還可以明顯提高紅曲霉的產量和紅曲色素的質量。