红曲中桔霉素的发酵,分离,纯化现状与改良

桔霉素
1.4桔霉素的发酵 桔霉素的发酵 研究结果表明, 在液态培养时, 提高通风量会促使桔霉素 的生成。对于通风量和搅拌转速来说,前者的影响更大。因 此在足溶氧需求的情况下,应尽可能采用低通风量。较高的 氮源含量, 会强化桔霉素的生成; 在液态培养基中,不同的氨 基酸扮演着不同的角色。谷氨酸和丙氨酸可强化桔霉素的 生成, 而缬氨酸、组氨酸、色氨酸、亮氨酸可消除桔霉素 的生成。在液态培养中, 苹果酸是一个不可忽视的代谢产 物。分批补料(葡萄糖) 情况下, 苹果酸积累, 桔霉素大量产 生。
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1.3桔霉素的毒性 桔霉素的毒性 桔霉素(Citrinin)是一种真菌毒素，具有肾毒性， 也被称为肾毒(nephrotoxin)。它是真菌产生的次 生代谢产物，对肾有毒害作用。桔霉索能减少肾 皮质和肝细胞中线粒体磷酸化的效率，抑制与呼 吸链有关的几种酶系的活性，减少线粒体基质中 的钙离子水平，影响膜转移和氧化还原系统，可 引起肾脏肿、尿量增多、肾小管扩张、上皮细胞 变性坏死等症状，属于中等偏剧毒
总结
作为目前世界上唯一微生物发酵生产的天然色素， 红曲色素符合食品着色剂“天然、营养、多功能”的 发展方向，具有很好的应用前景。虽然目前对红曲色 素研究已取得较大进展，但生产的产品存在成分不明 确、质量不均一等问题，进一步分离鉴定其化学成分， 从分子水平上对红曲菌产色素、桔霉素等代谢产物进 行调控，发展液态工业化生产工艺，开发生产成分确 定、性能优异、色调多样的色素产品，将是红曲色素 研究的发展方向，另外建立色素成分检测方法，加强 红曲色素安全性研究，建立国际适用的红曲色素质量 标准将是红曲色素进一步开发应用的重要保障。
红曲色素的前景
红曲色素是红曲霉在生长代谢过程产生的红色天 然色素。因人工合成红色素具有致畸、致突变的潜在 危险，其安全性受到严重质疑，天然红曲色素日益受 到国际市场的重视。目前红曲及红曲色素主要应用于 酿酒、酿醋、食品着色及肉类的保存、制作腐乳等， 目前国内将其用作酿造红曲酒的糖化剂，年需求量超 过1万t。
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1.5桔霉素的分离 桔霉素的分离 红曲中桔霉素的分离方法 取红曲米粉----用甲醇溶解----超声一小时----离心 20min。3000R/min----取上清液—真空浓缩-----点样---展层----挂下桔霉素对应的荧光斑点----收集斑点---甲醇溶解----过滤后取滤液----挥干甲醇----用苯跟环己 烷的混合溶液溶解----挥干溶剂----得桔霉素
红曲的药食性
它是药食两用食品，在中国已有一千多年历史。早在 古代它已被广泛应用于食品着色、酿酒、发酵、中药方面。 近年来，随着对红曲中生物活性物质研究不断发展，各国 学者对其进行深入而广泛研究，发现红曲能产生许多令人 瞩目次级代谢产物，如红曲色素、胆固醇抑制剂，及具有 降血压、抗菌、降血氨、抗肿瘤、降血糖等生理活性成分， 使传统红曲增添新的内涵。一种天然物质能同时具有多项 生物活性实属罕见，因此开发红曲新功能现已成为各国研 究热点。
红曲色素的发酵
长期以来，我国及东南亚一些国家和地区多采用传统 的固态发酵法，目前较多的停留在手工作坊形式。该方法 生产红曲色素能耗低、设备要求简单、成本较低、废水废 涪少、不易造成二次污染，但是操作繁琐，劳动强度大， 生产周期长目前产品质量稳定性不高，不适宜大规模机械 化生产。 20世纪90年代以来国内外在红曲色素的液态发酵生产 方面做了大量工作，研究已取得突破性进展。液态发酵生 产的红曲红色素，主要成分是水溶性的“复合色素”。采 用这种生产方式具有周期短、产量高、杂质少、产品质量 稳定等优点，有助于实现生产白动化，提高产品质量稳定 性，扩大生产规模。
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1.5桔霉素的提纯 桔霉素的提纯 桔霉素有酸式和内酯式两种构象．在水溶液中呈 酸性，能与碱反应生成盐。在桔霉素发酵液的分离 中．加入饱和碳酸氢钠溶液与氯仿层中的桔霉素反应 形成桔霉素钠盐．溶于水溶液中．再加入盐酸与桔霉 素钠盐反应．制备出桔霉素．然后再用氯仿把桔霉素 从水溶；夜中萃取．分离出来，重结晶．最后可得到 纯的桔霉索。
红曲中色素和桔霉素的发酵、 分离、纯化现状与进展
制作人：王欢 王树琦
红曲的历史渊源
红曲又称红曲米，是一种生物红色原材料商品， 其发明至今已有一千多年历史，它是以稻米蒸熟后接 种红曲霉发酵，使真菌互相扩散传播、发酵、繁殖生 长、产生红色素，大米饭变成深色干米糕。红曲外表 呈棕红色、质脆、断面红色，微有淡酸气味。 结构式：
桔霉素的发现
桔霉素(Citrinin)是一种真菌毒素，1995 年法国学者 Blanc在红曲霉的培养物中检测出一种对人畜有害的真 菌毒素———橘霉素引起了国内外一些专家学者的关 注，并对红曲霉产橘霉素的问题进行了深入研究。
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1.1桔霉素的理化性质 桔霉素的理化性质
桔霉素含一个羧基, 有两种形式: 离子态和非离子态(羧基和相邻的酮基及羟基形 成分子内氢键) ,其分子式为C13 H14O5 , 分子量250。在无水乙醇或苯- 环己烷 中结晶呈柠檬黄针状结晶, 溶点: 175 ℃。溶于热酒精、乙酸乙酯、苯、丙酮、 氯仿,在二乙醚和乙醇中微溶,不溶于水 结构式为：
红曲中色素的提取
菌体干湿状况对色素提取的影响在实验中发现， 将过滤得到的湿液进行 浓缩时，因含水过多，有机溶剂蒸发慢。而将湿菌体 于103℃干燥24h，再将干燥菌体碾磨成粉末，浸提速 度明显高于湿菌体，目的浸提液色价也明显提高，进 行浓缩时所需时间短、温度低，避免了因长时间浓缩 而使红曲色素发生部分聚合反应，导致浓缩液结块产 生沉淀而变性。因此将菌体烘干后进行色素提取效果 较好。
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1.5桔霉素的分离 桔霉素的分离 桔霉素在加热热时会热分解．所以加热去除红曲产品中 的桔霉素来说．是一种有效的方法，但是加热同时会破坏 红曲色素，降低红曲的色价，而且桔霉素的分解点在172℃ 左右，如果加热到这么高的温度时，红曲色素也大部分被 破坏了。用微波处理红曲产品，可以高效地减少桔霉素含 量．高火处理5min．可减少红曲产品中的桔霉素，但是微 波仍然会使红曲色素在处理中减少。 从红曲中桔霉素的合 成途径中．可见。其中有多步反应是还原反应而在制备桔 霉素的过程中．发现桔霉素在空气中容易氧化．化学方法 则多用H2O2进行脱毒，培养过程产生过氧化物复合酶有 助于分解桔霉素 。