固体发酵基质对红曲霉色素产量的影响

黄嘉颖 郑敬辉 乃孜热·居尔艾提 马 静 陈轶霞 刘俊林

(西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730110)

0 引言

红曲菌(Monascus spp.)，是真菌中的一个属，红曲科，由法国科学家Van Tieghem于1884年分类并命名，已报道有 12 种[1-2]，在我国已有数千年的应用历史，是我国重要的微生物资源[3]。红曲霉多能形成红曲色素，其产生的红曲色素是天然色素[4]，具有着色能力强、稳定性好、耐氧化剂和耐还原剂等优点，已经广泛运用于各种食品添加剂中，在我国食品法规定中被允许作为食用色素使用[5]。

在对照组综合方案治疗的基础上，再予温针灸治疗：取会阴穴，嘱患者取仰卧位，常规会阴穴及局部消毒后，用一次性针灸针直刺2寸，待得气后行提插捻转，2 min后在针柄处插入长为2 cm的艾柱并点燃，每日治疗1次，每次30 min。共治疗1个月。

红曲霉的培养基质有固态和液态2种。其中，固态发酵培养是生产红曲色素最常用方法，与液体发酵相比具有操作简单，大规模生产时无需严格地消毒，基质成分简单、便宜，生产过程节水，提取红曲色素的成本低，不会污染环境等优点。已报道的资料中，大多数是以大米为红曲霉的发酵基质。但是大米作为一种主要的粮食作物，成本较高，不利于实现大规模的工业化生产。而且有些农业废弃物、农产品副产物或高产农作物都具备作为红曲霉固体发酵基质原料配料选择的潜质，因此，以红曲霉传统发酵基质料的营养要求为标准，通过将它们进行合理配制，就有可能制备出适合红曲霉的固体培养基。

1 红曲霉固体发酵培养基的开发

1.1 以三七渣为主料的培养基开发

三七为五加科植物三七Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen的干燥根，是中国特有的名贵中药材，具有活血化瘀、消肿止痛的功效，有“南国神草”的美誉。三七作为一种药食同源植物，在中国的需求量特别大，每年加工生产都会产生大量的三七渣。

三七较为名贵，但被提取有效成分后的三七渣却得不到有效利用，只有少部分添加于饲料中，大部分都被遗弃或焚烧，造成极大的浪费和对环境的污染。其实有效成分被提取后的三七渣中仍含有丰富的淀粉、蛋白质和氨基酸等营养成分，特别适合用作红曲霉的发酵基质，用于生产红曲色素，可以实现三七渣的有效利用。

研究表明，豆渣经过微生物发酵不仅能有效缓解这些不利因素，还可进一步提高其营养价值，是豆渣能被高效利用的有效途径之一[6]。孔维宝等[7]采用单因素实验和正交实验，确定了以豆渣为基质的紫色红曲霉固态发酵培养基。豆渣初始含水量50%，添加甘油6%、NaNO30.04%、KH2PO40.3%、MgSO40.2%、抗坏血酸2.2%；湿度控制为60%～65%、接种量8%、30 ℃发酵12 d时为最佳培养条件。在此条件下，发酵豆渣中的红曲色素含量可达(6.03±0.11 mg /g)。因此，以豆渣为主料的培养基在生产红曲色素时具有良好的可行性和经济性。

1.2 以豆渣为主料的培养基开发

5）高考制度的改革。改变现有“一考定终身”的评价方式，引入多种评价标准，基础学科教育引入形成性评价。考核中引入能力评定；在社会实践活动中，不单单对实践次数进行框定，更要求学生在活动过程中担当不同的职位，承担不同的任务，锻炼不同的能力；相关竞赛活动在关注学生成果的同时，也要注重学生在团队中担当的职务、解决的问题，引入团队学生互评，避免出现团队中所有学生都加分均等的情况；在工程技术课程方面，将其引入考核中，适当降低基础课程评分所占比例。

市民社会如“洞穴”般，使深陷其中的市民无法摆脱周身的迷雾，无法正确认识自我的存在，更无论追寻精神的理想。20世纪20年代，一战给欧洲带来了物质与精神的双重失落，信仰缺失、价值重估构成了这一时期知识分子的精神探索的主要内容。尤其对于黑塞而言，“无论是小说还是诗歌，都是他的心灵自传”，因而《荒原狼》正是在此种环境下所作的一部探寻自我内心、为知识分子精神困境找寻出路的作品。

1.3 以麦麸为主料的培养基开发

麦麸，俗称麦皮，常被用作饲料原料，但因其营养少，难以消化，不能被最大限度地利用，易造成资源浪费。以麦麸作为发酵基质，一方面在于其价格低廉，可以充分利用，另一方面在于麦麸本身含有丰富的抗氧化活性物质，以其为基质的红曲霉可能比传统的红曲米的抗氧化活性高。如麦麸含有的β-葡聚糖是公认的降血脂物质，和红曲霉发酵出来的洛伐他汀功能相同，二者在一起具有协同降脂的效果；麸皮含有丰富的多酚类物质，其含量大约为小麦的40倍，而多酚物质主要存在于小麦麸皮中[8]，多酚具有很强的抗氧化作用。以麦麸为基质发酵红曲霉生产红曲色素，最终得到的产物抗氧化活性增强。且近年来，小麦的年产量已经超过1亿t，每年加工出小麦麸皮可达2000万t，但大多没有进行深加工和再利用。如果能充分利用麸皮进行深加工和综合利用，将具有很高的经济效益和社会效益[9]。

1.4 以大米混玉米为主料的培养基开发

玉米对环境要求没有其它农作物高，在各个国家和地区都有种植，所以在农作物中玉米的总产量是最高的。且玉米除了是粮食作物外还是重要的饲料作物，成本比大米低。因此，可在培养基中添加玉米以减少大米的使用量。郑虹等[10]通过优化，获得最佳条件组合即大米和玉米粒配比1.5∶1，水添加量为40 ml，氯化铵添加量2 h，发酵时间为14 d时，所得红曲色素的色价最高，可达1005.42 U//g。因玉米成本比大米低，故在基质中添加玉米后，可降低此培养基的生产成本。

2 结语

以上研究结果表明，利用三七渣、豆渣、麦麸及玉米替代大米做红曲霉固态发酵培养基的主料，可以避免这些资源的浪费，减少环境污染，同时扩大了红曲霉固态发酵基质的种类。通过红曲霉发酵培养过程中基质的配比、基质中水的添加量、氮源的选择、最适氮源的添加量、温度、发酵时间等因素的优化，还可以明显提高红曲霉的产量和红曲色素的质量。