高产红曲黄色素菌株的选育及发酵氮源的优化

【作者】 周波； 朱明军； 王菊芳； 浦跃武； 吴振强； 梁世中；

【机构】 华南理工大学生物科学与工程学院；

【摘要】 红曲是一种具有东方色彩的传统产品,在我国已有数千年的应用历史。红曲色素作为一种天然色素,其安全性高,经急性毒性试验、慢性毒性试验以及致突变性实验都证明无毒性,也无致畸变作用,故红曲色素现已广泛应用于各种食品着色剂^[1]。在食品安全问题日益受到关注的今天,由此类天然色素取代人工合成色素的前景广阔。红曲色素属于聚酮类色素,由6种结构相近的成分组成,其中,Ankaflavine与Monascin为黄色素,Rubropunctatine与Monascorubrine是橘黄色素,Rubropunctamine与Monascorubramine为红色素。其中黄色素作为一类主要的食用色素的品种,通常占市场需求量的60%,故红曲黄色素的开发研究具有广阔的前景及重大的经济效益。日本目前已实现了红曲黄色素的工业化生产,产品名为日本天然No393。而国外的专利和文献报道,选育出的菌株液态发酵的色价和色调水平都比较高,适合工业化生产^[3,4]。但国内目前尚无工业化生产的报道,还仅仅停留在菌种选育阶段,或通过复杂的后处理进行小批量生产,同时选育出的菌株液态发酵水平偏低,文献报道色价不到20单位^[1,2]。因此菌种的选育是关键问题。本文利用紫外、硫酸二乙酯、氯化锂和亚硝基胍复合诱变的方法,对本实验室保存的一株红曲霉菌（Monascus）进行物理和化学复合诱变,选育到一株较高产黄色素的红曲霉突变株MYM2。经过稳定性实验证明,诱变得到的菌株稳定性较好,液态发酵试验黄色素色价最高达100 U/mL以上。此黄色素在300-600 nm波长之间只有一个在410 nm的特征吸收峰,在pH 3-8之间稳定性较好。当pH值小于3时,红曲黄色素不稳定,色素溶液变混浊,放置后有沉淀产生。为提高诱变得到的红曲霉突变株MYM2产黄色素的发酵水平,进行了培养基氮源的优化,研究了几种常见的无机氮源和有机氮源对MYM2产黄色素的影响。结果表明,有机氮源玉米浆和无机氮源氯化铵有利于MYM2产黄色素,最佳氮源浓度均为1%左右,该条件下产黄色素色价分别达到84.12（U/mL）和72.17（U/mL）。使用这两种氮源混合来培养MYM2,最终黄色素产量达到116.51（U/mL）,其胞外黄色素色调和胞内黄色素色调都达到3以上。通过进一步对碳源等培养基配方和发酵条件的优化研究,红曲霉突变株MYM2有望作为工业生产菌株用于规模化发酵生产红曲黄色素。更多还原