固體發(fā)酵基質(zhì)對紅曲霉色素產(chǎn)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(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)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(xué)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(shù)千年的應(yīng)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(chǎn)生的紅曲色素是天然色素[4]，具有著色能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、耐氧化劑和耐還原劑等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各種食品添加劑中，在我國食品法規(guī)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(chǔ)上，再予溫針灸治療：取會陰穴，囑患者取仰臥位，常規(guī)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(zhuǎn)，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(yǎng)基質(zhì)有固態(tài)和液態(tài)2種。其中，固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)是生產(chǎn)紅曲色素最常用方法，與液體發(fā)酵相比具有操作簡單，大規(guī)模生產(chǎn)時無需嚴(yán)格地消毒，基質(zhì)成分簡單、便宜，生產(chǎn)過程節(jié)水，提取紅曲色素的成本低，不會污染環(huán)境等優(yōu)點。已報道的資料中，大多數(shù)是以大米為紅曲霉的發(fā)酵基質(zhì)。但是大米作為一種主要的糧食作物，成本較高，不利于實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。而且有些農(nóng)業(yè)廢棄物、農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物或高產(chǎn)農(nóng)作物都具備作為紅曲霉固體發(fā)酵基質(zhì)原料配料選擇的潛質(zhì)，因此，以紅曲霉傳統(tǒng)發(fā)酵基質(zhì)料的營養(yǎng)要求為標(biāo)準(zhǔn)，通過將它們進(jìn)行合理配制，就有可能制備出適合紅曲霉的固體培養(yǎng)基。

1 紅曲霉固體發(fā)酵培養(yǎng)基的開發(fā)

1.1 以三七渣為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

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(yù)。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(chǎn)都會產(chǎn)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(fèi)和對環(huán)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(zhì)和氨基酸等營養(yǎng)成分，特別適合用作紅曲霉的發(fā)酵基質(zhì)，用于生產(chǎn)紅曲色素，可以實現(xiàn)三七渣的有效利用。

研究表明，豆渣經(jīng)過微生物發(fā)酵不僅能有效緩解這些不利因素，還可進(jìn)一步提高其營養(yǎng)價值，是豆渣能被高效利用的有效途徑之一[6]?？拙S寶等[7]采用單因素實驗和正交實驗，確定了以豆渣為基質(zhì)的紫色紅曲霉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)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(fā)酵12 d時為最佳培養(yǎng)條件。在此條件下，發(fā)酵豆渣中的紅曲色素含量可達(dá)(6.03±0.11 mg /g)。因此，以豆渣為主料的培養(yǎng)基在生產(chǎn)紅曲色素時具有良好的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

1.2 以豆渣為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

5）高考制度的改革。改變現(xiàn)有“一考定終身”的評價方式，引入多種評價標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)學(xué)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(shù)進(jìn)行框定，更要求學(xué)生在活動過程中擔(dān)當(dāng)不同的職位，承擔(dān)不同的任務(wù)，鍛煉不同的能力；相關(guān)競賽活動在關(guān)注學(xué)生成果的同時，也要注重學(xué)生在團(tuán)隊中擔(dān)當(dāng)?shù)穆殑?wù)、解決的問題，引入團(tuán)隊學(xué)生互評，避免出現(xiàn)團(tuán)隊中所有學(xué)生都加分均等的情況；在工程技術(shù)課程方面，將其引入考核中，適當(dāng)降低基礎(chǔ)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(rèn)識自我的存在，更無論追尋精神的理想。20世紀(jì)20年代，一戰(zhàn)給歐洲帶來了物質(zhì)與精神的雙重失落，信仰缺失、價值重估構(gòu)成了這一時期知識分子的精神探索的主要內(nèi)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(huán)境下所作的一部探尋自我內(nèi)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(yǎng)基開發(fā)

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

1.4 以大米混玉米為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

玉米對環(huán)境要求沒有其它農(nóng)作物高，在各個國家和地區(qū)都有種植，所以在農(nóng)作物中玉米的總產(chǎn)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(yǎng)基中添加玉米以減少大米的使用量。鄭虹等[10]通過優(yōu)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(fā)酵時間為14 d時，所得紅曲色素的色價最高，可達(dá)1005.42 U//g。因玉米成本比大米低，故在基質(zhì)中添加玉米后，可降低此培養(yǎng)基的生產(chǎn)成本。

2 結(jié)語

以上研究結(jié)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(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的主料，可以避免這些資源的浪費(fèi)，減少環(huán)境污染，同時擴(kuò)大了紅曲霉固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)的種類。通過紅曲霉發(fā)酵培養(yǎng)過程中基質(zhì)的配比、基質(zhì)中水的添加量、氮源的選擇、最適氮源的添加量、溫度、發(fā)酵時間等因素的優(yōu)化，還可以明顯提高紅曲霉的產(chǎn)量和紅曲色素的質(zhì)量。