高产Monacolin K红曲菌株的复合诱变及固态发酵法研究

论文摘要

红曲是中国及周边国家的传统发酵产品，自古以来被认为具有药食同源之功。20世纪70年代，研究者在红曲菌发酵产物中发现了一种胆固醇合成抑制剂-MonacolinK，它与土曲霉中发现的lovastatin系同一物质，具有抑制生物体内胆固醇合成途径中关键酶HMG-CoA还原酶活性的作用，从而调节生物体内异常血脂。鉴于MonacolinK研究价值与商业价值，如何提高红曲菌产品中的Monacolin K含量成为研究的重点。本课题研究目的是提高功能性红曲的Monacolin K产量，研究结果如下：（1）从红曲粉中分离出4株红曲菌，编号分别是M-H1、M-H2、M-H3及M-H4，将其纯化，通过薄层层析（TLC）法检测各红曲菌株固态发酵萌芽米中的酸型和内酯型Monacolin K，初步筛选出可以产Monacolin K的2支，再采用高效液相色谱（HPLC）法准确检测Monacolin K含量，从而复筛出Monacolin K产量最高的一支红曲菌M-H2，其产量为2.12mg/g。利用形态观察等常用的霉菌鉴定方法对此株进行鉴定，该菌株为红色红曲菌。（2）以蛋白质和糖分含量较高且富含γ-氨基丁酸特性的萌芽米（发芽糙米）作为红曲菌固态发酵底物，再额外添加不同的碳源、氮源和金属离子，研究这三种因素对Monacolin K在发酵过程中代谢积累的影响。结果表明：以甘油为碳源，蛋白胨为氮源，无机盐选用ZnSO4，对Monacolin K的合成有促进作用，根据正交试验确定甘油浓度0.2%，蛋白胨浓度0.15%，ZnSO4的添加量为0.0005g/g米，为最优配比。（3）将红曲菌M-H2作为出发菌株，对其进行紫外线和LiCl复合诱变处理，结合抑菌圈筛选，获得Monacolin K产量较高的菌株M-H4-3。对此菌株M-H4-3进行遗传稳定性试验，将其接种在麦芽汁培养基上连续传代至第五代，每代均接种到萌芽米上进行固态发酵培养。利用HPLC对发酵样品进行检测，结果显示菌株M-H4-3性能稳定，其产量高达4.02mg/g，比出发菌株相比提高近两倍。（4）通过响应面法对红曲菌M-H2的固态发酵条件进行优化分析，结果表明：在前期温度T1为30℃，后期温度T2为24℃，初始含水量为60%的条件下，MonacolinK的产量最高可达5.33mg/g。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 红曲菌
• 1.1 红曲菌的分类
• 1.2 红曲菌的生理生化特点
• 1.3 红曲菌的代谢产物
• 2. 红曲
• 2.1 色素红曲
• 2.2 酿造用红曲
• 2.3 功能性红曲
• 3. 红曲固态发酵技术的研究现状
• 3.1 固态发酵法的优缺点
• 3.2 固态发酵影响因素
• 3.3 红曲固态发酵法的研究现状
• 4. 研究的目的、意义及主要内容
• 4.1 目的与与意义
• 4.2 论文研究的主要内容
• 第二章 红曲菌的选育
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 单菌落培养结果
• 2.2 载玻片培养结果
• 3 结论
• 第三章 发酵产物中 Monacolin K 测定方法的研究
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 标准曲线的绘制
• 2.2 精密度实验
• 2.3 样品含量测定及分析
• 3 结论
• 第四章 红曲菌固态发酵基质配方的优化
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 辅加碳源的影响
• 2.2 辅加氮源的影响
• 2.3 辅加无机盐的影响
• 2.4 培养基组分的正交优化
• 3 结论
• 第五章 理化复合诱变选育 Monacolin K 高产红曲菌株
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 紫外线复合 LiCl（0.8‰）诱变对菌株的影响
• 2.2 复合诱变实验结果
• 2.3 遗传稳定性试验
• 3 结论
• 第六章 红曲菌固态发酵条件的优化
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 前期发酵温度对 Monacolin K 产量的影响
• 2.2 后期发酵温度对 Monacolin K 产量的影响
• 2.3 初始含水量对 Monacolin K 产量的影响
• 2.4 固态发酵条件的响应面分析
• 2.5 拟合优化的验证
• 3 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果