红曲霉菌生物代谢成分的研究进展_周波
红曲的研究_生产及应用
瘀 ,健脾消食 ,治疗产后恶露不尽 ,瘀滞腹痛 ,食积饱 胀 ,赤白下痢及跌打损伤 。”近几年 ,国内外学者对红 曲的药理活性物质研究越来越多 ,并取得了伟大成就。 1979 年日本的远滕章从红色红曲霉 (M. ruber) 中发现 了一种能强力抑制胆固醇合成的药理活性物质 ,定名 为 Monacolink。Monacolink 是胆固醇合成限速酶 32羟 基232甲基戊二酰辅酶 A( HM G2COA) 还原酶的抑制剂 。 所以 Monacolink 的存在能显著降低人或动物的血脂浓 度。通过日本人的研究 ,红曲不仅有降低血胆固醇的 功效 ,还有降血糖、降血压、防癌功效。
我国蔬菜加工业领域不可缺少的有机组成部分 ,蔬菜 加工业信息网络及数据库的快速建设与完善 ,有利于 技术创新系统及知识应用系统的核心 —蔬菜加工企 业能迅速掌握国内外技术发展动态及了解国内外蔬 菜加工产品的市场情况 ,及时调整产品生产结构及销 售策略 ,开展技术创新 ,更新 、优化产品品种 ;同时还 可为知识创新系统的主体 —国家科研机构及大学提 供开展基础及应用基础研究的目标 ,以获得新的基础 科学及技术科学知识 ,为技术创新提供理论依据 。
015 % 焦磷酸
加热至
红曲米
钠水溶液
浸泡
100 1～
℃ 3mi
n
过滤
滤渣
液体红曲色素 →干燥 →粉状红曲色素 。
滤液 1 再次提取
滤液 2
混合 分离 浓缩
90 年代以来 ,国内外研究用液体深层发酵法生 产红曲色素方面也有重大突破 ,如宁夏轻工业设计研
实验三红曲色素提取
1
红曲霉菌 红曲 红曲色素
2
3
红曲霉菌 红曲霉菌是一种对人 类有益的真菌，红曲霉 菌能使大米发酵制成红 曲米。 红曲霉菌菌丝具有横 隔、多核、分枝较多且 不规律。 由红曲霉接种于大米
特性：
红曲菌是腐生真菌，生长的最适pH为3.5-5，能耐 pH3.5，尤嗜乳酸。 生长温度为26-42℃，最适温度为32-35℃；能耐 10%乙醇。 能合成生物素、泛酸、尼克酸硫胺素、核黄素等。 还能产生色素、乙醇、琥珀酸及少量乳酸、醋酸 等。红曲菌的液化型α-淀粉酶的活性弱，而糖化 型β-淀粉酶的活性较强，故可用来生产红色麦芽 糖。红曲菌的蛋白酶的活性较高。 红曲霉可代谢生成多种酶类，有葡萄糖淀粉酶、 葡萄糖苷酶、蛋白水解酶、酯化酶等。
• 5．成品质量检查
•
外观检查 : 曲粒表层光滑紫红, 曲粒中心呈玉色, 不得有空心和红心。曲粒断面菌丝均匀，具有红曲特有的 曲香, 不得有酸气等不正常气味。 • 生物与理化项目检查: 水分12%以下 , 容量 (l00mL)44.5～46.5g, 淀粉含量５９％～６２%, 无细菌 和其他霉菌污染。
红曲色素 红曲色素是一种由红曲霉 属的丝状真菌经发酵而成的 优质的天然食用色素，是红 曲霉的次级代谢产物。 红曲色素，红曲色素分为 黄色素、橙色素和紫红色素。 商品名叫红曲红，是以大米、 大豆为主要原料，经红曲霉 菌液体发酵培养、提取、浓 缩、精制而成，或者是以红 曲米为原料，经萃取、浓缩、
红曲色素
2、将红曲粉放于 500mL 三角瓶中, 加入提 取液(丙酮 : 水 =80:20)200-300mL；
3、室温下摇动10-15min左右，过滤；
4、在旋转蒸发仪中减压蒸去丙酮( 尚有水分， 60℃ )；
红曲霉高产菌株筛选及固态发酵研究
红曲霉高产菌株筛选及固态发酵研究一、红曲霉高产菌株筛选红曲霉高产菌株的筛选是通过对红曲霉种群中的亚种和突变株进行筛选鉴定，选择出产麹酸效率较高的优良菌种，以提高发酵产品的产量和品质。
在红曲霉高产菌株筛选中，常用的方法有生化培养基筛选法、遗传工程策略筛选法等。
（一）生化培养基筛选法生化培养基筛选法是通过调整培养基成分，筛选出产麴酸效率较高的菌株。
由于不同的红曲霉菌株对培养基成分的需求不同，可以通过改变不同的碳源、氮源、矿物质盐等成分，以增强产麴酸菌株的生长和代谢能力。
利用这种方法，研究人员可以筛选出一些优良的红曲霉高产菌株，为固态发酵生产提供了重要的菌种资源。
（二）遗传工程策略筛选法遗传工程策略筛选法是利用分子生物学技术对红曲霉进行基因改造，通过引入外源基因或改变内源基因结构，从而增强产麴酸的合成能力。
通过这种策略，研究人员可以获得具有高产麴酸能力的红曲霉菌株，为固态发酵生产提供了新的途径和方法。
二、红曲霉固态发酵研究红曲霉固态发酵是一种利用红曲霉在固态培养基上生长和代谢的发酵工艺，广泛应用于食品工业和药品工业。
在固态发酵工艺中，红曲霉通过在固态培养基上生成麹酸、酶和其他有益物质，从而提高了产品的附加值和市场竞争力。
固态发酵研究对于红曲霉发酵产品的优化和改良具有重要的理论和实际价值。
（一）固态发酵工艺优化固态发酵工艺优化是通过调节发酵条件和控制因素，提高红曲霉在固态培养基上的生长和代谢效率。
固态发酵工艺优化主要包括温度、湿度、通气量、pH值等因素的控制和调节。
通过优化固态发酵工艺，可以获得具有高产麹酸能力的红曲霉菌株，从而提高产品的产量和品质。
（二）固态发酵产品改良固态发酵产品改良是通过调整固态培养基成分，提高红曲霉发酵产品的品质和功能。
固态发酵产品改良可以通过调整碳源、氮源、矿物质盐等成分，增强产品的营养价值和生物活性物质含量。
通过这种方法，可以获得具有更高附加值和更广市场应用前景的红曲霉固态发酵产品。
红曲霉高产菌株筛选及固态发酵研究
红曲霉高产菌株筛选及固态发酵研究红曲霉（Monascus spp.）是一种能够产生红色素的真菌，广泛应用于米酒、食品着色和制取红曲米等工业生产中。
红曲霉高产菌株的筛选和固态发酵研究对于提高红曲霉的生产效率和产品质量具有重要意义。
本文将对红曲霉高产菌株筛选及固态发酵研究进行探讨。
一、红曲霉高产菌株筛选1. 红曲霉高产菌株的选择红曲霉高产菌株的筛选是通过将已有的红曲霉菌株进行筛选和培养，以获得具有高产色素和其他相关代谢产物的菌株。
通常采用的方法有：采用可溶性淀粉或葡萄糖等作为碳源，进行培养和发酵实验；在不同的培养条件下，如温度、pH值等条件下进行培养实验，通过检测发酵产物的数量和质量来筛选出高产菌株。
2. 分子生物学方法在高产菌株筛选中的应用随着分子生物学技术的发展，如PCR、基因克隆、基因表达等技术的应用，可以通过对红曲霉菌株进行基因分析，筛选出具有高产色素和其他相关代谢产物的菌株。
分子生物学方法不仅可以准确地鉴定菌株类型，还可以帮助筛选出更加适合工业生产的高产菌株。
3. 发酵产物分析通过对红曲霉菌株的培养和发酵产物的分析，可以鉴定出产色素和其他相关代谢产物的菌株。
通过对产物的数量和质量的测定和分析，可以筛选出高产菌株。
二、红曲霉固态发酵研究1. 固态发酵培养基的优化固态发酵的培养基是影响红曲霉生长和代谢产物产生的重要因素。
常用的固态发酵培养基包括糯米、黄米、小麦等。
固态发酵培养基的优化可以通过调整碳源、氮源、微量元素和水分等因素，以提高红曲霉的生长和代谢产物的产量。
2. 发酵条件的优化在固态发酵过程中，温度、pH值、通气量等发酵条件对红曲霉的生长和代谢产物的产生有重要影响。
通过调整这些发酵条件，可以提高红曲霉的生产效率和产品质量。
3. 发酵产物的提取和分离固态发酵产生的红色素和其他相关代谢产物需要进行提取和分离。
常用的方法包括有机溶剂提取、分液柱色谱分离等。
通过这些方法，可以获取纯度较高的红色素和其他相关代谢产物。
红曲霉及蛋白酶的研究进展
红曲霉及蛋白酶的研究进展陈芳，绍敏，孙来玉（湖州师范学院生科院，浙江，313000）摘要：红曲霉(monasucs)是我国最早应用于食品加工的有益真菌之一，主要集中应用在传统酒曲、制醋、着色、防腐等领域，国外红曲霉主要应用于肉品加工及其他食品着色方面。
红曲霉可产生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、酯化酶、果胶酯酶、麦芽糖酶等酶类；其药理活性物质可抑制胆固醇活性、降血压物质和麦角固醇。
利用红曲霉可生产纯红曲及添加红曲提取物的胶囊、红曲口服液以及酒、醋、酱油、腐乳以及食品添加剂和饲料等。
关键词：蛋白酶；红曲蛋白酶；研究进展Monascus Research and proteaseChenfang,Shaoming,Snulaiyu（Life Science, Huzhou Teachers College，Zhejiang,313000）Abstract: Monascus (monasucs) is the earliest used in food processing is one of the beneficial fungi, mainly used in the traditional wine yeast, vinegar, coloring, preservative and other fields, mainly used in Monascus foreign meat processing and other aspects of food coloring . Monascus can produce amylase, glucoamylase, protease, esterifying enzyme, pectin esterase, enzymes maltose enzymes; its pharmacologically activesubstances can inhibit the activity of cholesterol, lower blood pressure material and ergosterol. Used to produce pure red yeast Monascus red yeast extract and the addition of the capsules, oral liquid, and red yeast rice wine, vinegar, soy sauce, fermented bean curd, and food additives and feed.Key words: protease; red yeast protease; Research中图分类号：R282.71 文献标识码:A文献编号:1006-5687(2011)02-0065-03红曲霉(monasucs)是我国最早应用于食品加工的有益真菌之一，应用历史悠久，主要集中应用在传统酒曲、制醋、着色、防腐等领域，而在国外红曲霉主要应用于肉品加工及其他食品的着色上。
纳豆红曲胶囊活性成分及其保健功能研究进展
纳豆红曲胶囊活性成分及其保健功能研究进展慕琦;向凌云;赵艳岭;周伏忠;冯菲;宁萌;陈晓飞【摘要】纳豆红曲胶囊是以保健红曲和纳豆冻干粉为原料制成的保健食品,不仅含有红曲的活性物质,如红曲色素、Monacolin K、麦角甾醇、γ-氨基丁酸等,还含有纳豆的活性成分如纳豆激酶、纳豆菌、维生素K2、异黄酮等,因此纳豆红曲胶囊具有传统红曲和纳豆的双重保健功效,具有降血脂、溶栓、抗心脑血管疾病、抗菌、抗癌等功能.本文对红曲和纳豆的主要活性成分及其保健功效作了简单的介绍,并对其发展前景进行了展望.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2018(036)010【总页数】7页(P1562-1568)【关键词】纳豆红曲胶囊;纳豆;红曲;活性成分;保健功能【作者】慕琦;向凌云;赵艳岭;周伏忠;冯菲;宁萌;陈晓飞【作者单位】河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州450008;河南省科学院生物研究所有限责任公司,郑州 450008【正文语种】中文【中图分类】R286高脂血症是各种原因导致的血浆中总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和/或低密度脂蛋白（LDL-C）过高和/或高密度脂蛋白（HDL-C）过低的一种全身脂代谢异常，是引起人类动脉粥样硬化等疾病的主要危险因素，可引起冠心病（包括心肌梗死、心绞痛、猝死），脑梗塞及周围动脉疾病等心脑血管疾病，而这些疾病是威胁人类健康的头号杀手，据世界卫生组织统计，每年约有1700万人死于心脑血管疾病，占全球总死亡率的30%左右.统计表明，我国2015年60岁及以上的人口已经达到了2.22亿，占全国总人口的16.15%.预计到2020年，60岁以上老年人将有约2.48亿，老龄化水平达17.17%；至2025年，60岁以上老年人口将升至3亿，此时我国将彻底成为超老龄化国家.而由高脂血症引起的一系列心脑血管疾病在中老年人群中发病率高，危害大，病情凶险，是导致中老年人死亡的主要原因，且随着饮食习惯的调整和生活压力的增大，血脂异常呈逐渐年轻化的趋势.同时，随着社会的发展，人们对生活质量的要求逐渐增高，具有降血脂、溶栓、预防心脑血管疾病类功能的保健食品市场需求量巨大，因此相关保健食品和药物的研发备受关注.纳豆红曲胶囊是以纳豆和红曲为主要原料制成的保健食品，具有纳豆和红曲的双重生物活性，是目前公认的辅助降血脂保健药物，开发前景十分广阔.红曲又称红曲米、丹曲，是以大米为原料，经红曲霉（Monascus spurpureus）发酵而成的一种紫红色米曲，是我国历史悠久的传统食、药两用型中药材，本草纲目记载：红曲主治“消食活血、健脾燥胃、治赤白痢下水谷、酿酒破血行药势及产后恶血不尽”等，2010版药典上也描述：红曲具有活血祛瘀、健脾消食、化浊降脂等功效.红曲色素可以应用于酿酒、腐乳、食醋、食品色素等食品工业，此外，红曲中因含有Monacolin K、多种不饱和脂肪酸、氨基酸、微量元素、异黄酮、麦角甾醇等多种活性物质，所以还具有降胆固醇、降血脂、降血压、抗突变、提高人体免疫力、防腐、保鲜等多种生物活性［1-4］，因此受到东亚甚至欧洲一些发达国家的广泛关注，国内外专家对红曲的功能性、安全性、药用价值以及作用机理，分子结构等进行了广泛而深入的研究，并取得了令人瞩目的成果［5-7］.纳豆是大豆蒸煮后经纳豆菌发酵而成的，起源于我国，经唐代鉴真和尚传播至日本［8-10］，后成为日本的传统食品.纳豆菌是人体益生菌，生长繁殖过程中可以产生多种生理活性物质，如纳豆激酶（NK）、超氧化物歧化酶（SOD）、γ-多聚谷氨酸（γ-PDA）、异黄酮、2，6-吡啶二羧酸、皂苷素、生育酚、维生素K2 等，因此纳豆具有溶栓、降压、降脂、降糖、抑菌、抗氧化、改善胃肠道环境、防止骨质疏松、预防阿尔茨海默病、延缓衰老等功能［11-13］，自1987年日本学者Sumi在纳豆中发现NK以来，纳豆及NK的保健营养作用受到全世界相关学者的广泛关注［14］.纳豆红曲胶囊不仅含有红曲的活性物质（如红曲色素、Monacolin K、麦角甾醇、γ-氨基丁酸等），还含有纳豆的活性成分（如纳豆菌、纳豆激酶、维生素K2、异黄酮等），因此具有传统红曲和纳豆的双重保健功效，其降血脂、溶栓、抗心脑血管疾病、抗菌、抗癌等作用非常显著.本文分别对纳豆红曲胶囊中纳豆和红曲的主要活性成分及其保健功效的研究进展进行了阐述.1 红曲的活性成分及其保健功效1.1 红曲色素红曲色素是红曲霉在发酵过程中产生的聚酮类次级代谢产物，是多种色素的总称，主要由化学结构不同、性质相近的红、橙、黄三种色素构成，目前发现的红曲色素有54种［3，15-16］已知结构的有10种，其中研究较深入的色素主要有6种，分别为红色的红曲玉红胺（Monascorubramine）和红斑红曲胺（Rubropunctamine），橙色的红曲玉红素（Monascorubrin）和红斑红曲素（Rubropunctatin），及黄色的红曲素（Monascin）和安卡红曲黄素（Ankaflavin）.大量报道指出，红曲色素除了在食品工业上可以作为天然色素外，还具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗血脂与动脉粥样硬化、抗疲劳、抗阿兹海默症、抗突变和脂肪变性等作用.1.1.1 抗菌活性有研究指出，红曲色素对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌的抑制能力大于对大肠杆菌和灰色链球菌等革兰氏阴性菌的抑制能力［17-18］，屈炯等［19］也发现，红曲橙色素组分对革兰氏阳性菌（如李斯特菌、金黄色葡萄球菌）有显著的抑制效果，对大肠杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌等革兰氏阴性菌也具有一定的抑制作用，Kim等［20］的研究表明，红色的红曲玉红胺和红斑红曲胺不仅有抗细菌的活性，同时也能抗真菌和酵母，且红曲色素的衍生物相对色素本身，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有更强的抑菌活性.1.1.2 抗氧化活性活性氧和自由基是目前公认的如癌症、冠心病、动脉粥样硬化、炎症、糖尿病、帕金森症等100多种疾病的发病原.连喜军等［21］研究了红曲色素组分对·OH的清除作用，发现红曲红色素抗氧化性最强，黄色素次之，橙色素抗氧化活性最弱；屈炯等［19］采用·O2-、·OH和DPPH 3种模型，分别测定了红曲色素不同组分的抗氧化活性，其结果与连喜军不同，发现红色组分和橙色组分均有显著的抗氧化活性，其中红色组分的抗氧化效果较好，在40 μg/m L质量浓度下，对DPPH、·OH和·O2-的清除率分别达64%、32%和34%，而黄色组抗氧化功能相对较弱［22］.1.1.3 抗肿瘤活性国内外学者关于红曲色素的抗肿瘤活性也进行了大量的研究，Akihisa等［23］发现黄色的红曲素对小鼠皮肤癌变有抑制作用；Su等［24］发现安卡红曲黄素对肝癌Hep G2和肺腺癌A549细胞具有细胞毒性，而对正常纤维细胞则没有毒性；屈炯等［19］也对红曲色素进行了较系统的体外抗肿瘤试验，发现橙色组分对SPZ/0、Hela和Hep G2等肿瘤细胞有较强的抑制作用；现已证实，红曲黄素可以通过细胞凋亡机制抑制肝癌细胞Hep2的活力，是一种抗癌剂；Rong-Jane Chen等［25］发现，从红曲中分离的一种结构和色素Monascin类似的黄色素Monascuspiloin（MP），对两种前列腺癌细胞——雄激素依赖型细胞LNCaP和雄激素非依赖型细胞PC-3均有抑制作用，且还可以通过提高LNCaP 的凋亡和促进PC-3的细胞自吞噬作用抑制前列腺癌细胞的增长.1.1.4 降血脂活性 Jeun等［26］研究了红曲色素对胆固醇合成限速酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）的抑制能力，结果发现苏氨酸红曲色素衍生物和红曲橙色素对该酶的抑制能力较强，分别为38%和36%，其他4种氨基酸衍生物对该酶的抑制能力也可达23%以上［27］.Lee C等［28-29］曾报道，黄色的红曲素成分可以显著提升血清高密度脂蛋白水平，而安卡红曲黄素在降低低密度脂蛋白水平和减少肝脏堆积胆固醇上的效果显著.1.2 Monacolin K1979年日本远藤章等首次从M.ruber发酵液中分离出一种对HMG-CoA还原酶具有强抑制作用的物质，称为Monacolin K（又称洛伐他汀），随后又陆续从红曲霉中分离出与Monacolin K结构相似的几种活性物质，分别命名为Monacolin L、X、J和Dihydromonacolin L，统称为他汀类物质［30］.1.2.1 降血脂活性自Monacolin K发现以来，目前已从红曲菌发酵产物中分离到Monacolin L、Monacolin J、Monacolin K、Monacolin M和Monacolin X等11种Monacolin类化合物.该类化合物是HMG-CoA还原酶的竞争性抑制剂，对HMG-CoA还原酶均有强烈的抑制作用，而HMG-CoA还原酶是TC合成的关键酶，因此Monacolin类化合物可以有效降低血液中的TC水平［31］，其中Monacolin K对HMG-CoA还原酶的抑制效果最好.Monacolin K分为内酯式和酸式两种结构，化学合成的Monacolin K为内酯式的，在体内需首先水解成相应的酸式才能发挥药效，因此长期使用会增加肝肾的负担，有腹痛、腹泻、便秘、恶心、呕吐及消化不良等副作用.而天然红曲中的Monacolin K多为酸式，其空间结构与体内的HMG-CoA更接近，因此其对胆固醇合成的抑制活性约是内酯式的两倍［7］. 大量研究表明［28，31-33］，红曲中的Monacolin K及其类似物可以同时降低 TC、TG、LDL-C并升高HDL-C，从而起到综合降血脂的作用，是目前世界公认的降血脂药物.1.2.2 抗癌活性体外抗人肝癌细胞药理研究表明［7］，Monacolin K能抑制肝癌细胞的分裂，并显著抑制体外培养肝癌细胞的增殖，即Monacolin K可明显抑制人肝癌细胞的生长和代谢.另有研究显示［34］，Monacolin K可以抑制NB4、HL-60、KG-1、K562等白血病细胞的增殖并诱导其凋亡.Wen-Bin Zhong等［35］研究发现，Monacolin K还可以抑制甲状腺癌未分化细胞的增殖.随着研究的深入，人们逐渐发现Monacolin K还具有保护肾脏、抗菌、抗炎、预防老年痴呆，预防中风，抗疲劳等生物功能［1，36］，此处不再赘述.1.3 麦角甾醇麦角甾醇又称麦角固醇，是脂溶性维生素D2的前体，经紫外照射后可以转化为维生素D2，而维生素D2在调节生命代谢上有重要的生理功能，可以显著促进孕妇和老年人对Ca、P的吸收，从而有效预防老年人常见病骨质疏松症，还能预防和治疗婴幼儿维生素D2缺乏引起的佝偻病，且对骨折，骨结构，龋齿等病症也有很好地预防和治疗作用［36］.因普通食品中的维生素D2含量非常少，因此在食品中添加红曲，可以预防和治疗人类维生素D2缺乏症.1.4 γ-氨基丁酸（γ-GABA）γ-GABA是Kohama等［37］于1987年从丛毛红曲霉IFO 4520发酵的红曲中分离得到的水溶性化合物，经自发性高血压大鼠降压活性检测发现，该化合物具有显著的降血压活性，其降压活性可以耐180℃高温.研究表明［30，38］，γ-GABA具有降血糖的作用，且还是大脑的一种化学传递物质，可以调节大脑兴奋与抑制，从而治疗各种癫痫病；此外，γ-GABA还具有促进记忆力、延缓衰老、防治贫血、抗抑郁等生物功能.1.5 桔霉素桔霉素（又称桔青霉素，citrinin）也是红曲霉在发酵过程中产生的一种次级代谢产物，该产物是一种真菌毒素，具有肾毒性和肝毒性，可以引起实验动物肾脏肿大、尿量增多、肾小管扩张及上皮细胞变性坏死等症状，还能诱发肿瘤、致畸和突变［21，39-40］.目前我国市面上大部分红曲产品都不同程度的含有桔霉素，而桔霉素现已成为许多国家食品污染的严格控制指标，日本、德国等国家明确提出，从中国进口红曲必须要有安全生产菌种和不含桔霉素的证明.因此桔霉素的出现严重阻碍了红曲的应用，已经成了红曲产品走向国际的最大障碍.相关学者为控制红曲产品中的桔霉素水平，在诱变、改造、筛选不产桔霉素菌株，优化发酵条件，以及理化方法去除桔霉素等方面进行了大量的研究.而从可操作性看，选育不产桔霉素的优良菌株，从源头上杜绝桔霉素的产生尤其重要［41］.2 纳豆的活性成分及其保健功效2.1 纳豆激酶2.1.1 溶栓和治疗心脑血管疾病活性 1987年日本学者Sumi等首次在纳豆中分离出一种具有强烈溶栓功能的碱性蛋白酶，将其命名为纳豆激酶（nattokinase，NK），NK是一种水溶性的单链多肽丝氨酸蛋白酶，可直接作用于纤维蛋白，增加纤维蛋白降解产物的量，并明显缩短优球蛋白的溶解时间（ELT），提高优球蛋白纤溶活性，降低PAI等纤溶酶原激活抑制因子的活性，刺激静脉内皮细胞产生纤溶酶原激活剂（t-PA），激活尿激酶原转化为尿激酶，同时提高内源性纤溶酶的量和活性［42-44］，从而既可以溶解体内外已经形成的血栓，又可以抑制新血栓的产生，因此具有非常显著的抗血栓作用，有研究表明［11］，NK的溶栓效果是血纤溶酶的4倍，长期服用可以有效预防和控制血栓.且NK具有安全性高、成本低、生产工艺简单、口服有效、半衰期长等优点，克服了传统血栓溶解药物口服性差、价格昂贵、并发症多的缺点，有望成为第一个口服型溶栓药物［45］.NK作为辅助溶栓的保健食品，在欧美和日本已经盛行了20多年［46］，在日本年产值近2000亿日元［9］，且有不断增加的趋势；在欧美等发达国家也越来越受欢迎.Fujita［47］通过家兔实验也发现，NK有显著的溶解血栓作用，并在一定剂量范围内具有良好的量效关系.慕娟等［48］研究发现，健康人口服NK，可以显著缩短ELT，增加血栓溶解面积和血栓分解产物，从而证实NK不仅可用于静脉注射，口服给药也有很好的效果.郭婷等［49］通过小鼠和家兔口服NK发现，无论是体内还是体外，NK均有较强的抗凝溶栓功能，且因有较高的稳定性，NK作用时间较长，其在人体内的活性半衰期远远超过目前临床上常用的溶栓剂.2.1.2 其他生物活性 NK除了具有溶解血栓、预防和治疗心脑血管疾病、降血压等活性外，还具有抗氧化、抗线虫、抗疲劳、防骨质疏松、防阿尔茨海默病、治疗玻璃体视网膜疾病、调节肠胃，保肝护肝、解酒，降血糖等功能［50-53］，有研究表明［54］，NK可以通过抑制血管内壁的增厚与老化，降低血脂水平，还可以升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）调节脂质代谢，从而起到抗脂质过氧化和调节脂肪的作用，且NK分子既有亲水性，又有亲油性，因此具有良好的乳化特征，可以使脂肪乳化，从而缓解脂肪肝症状；此外，喝酒前服用纳豆激酶，可以预防因饮酒过量引起的肝损伤，从而提高对酒精的耐受力.2.2 纳豆菌纳豆菌是用以制备纳豆的发酵菌，是20世纪从纳豆中分离出来的一组人体肠道益生菌株，属于枯草芽孢杆菌的一个亚种［55］.纳豆菌是美国食品药品管理局（FDA）公布的40种益生菌之一［56］，目前该菌在国内外被广泛应用于生物制药、农业、畜牧业等行业［57］.2.2.1 抗菌活性关于纳豆菌的抗菌活性，早在日本江户时代出版的《本朝时鉴》中就有记载：“纳豆消毒、进食”.纳豆菌生命力非常强，可在人体肠道内定殖，且在其生长繁殖过程中可以产生多种抗菌活性物质，如γ-多聚谷氨酸、β-糖苷酶7-谷氨酸、2，6-吡啶二羧酸、杆菌肽、多黏菌素、细菌素、干扰素和类细菌素等，从而对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、霉菌及酵母均有显著的拮抗性，可以强烈抑制沙门氏菌、原发性大肠杆菌（O-157、O-111、O-144）、伤寒菌、副伤寒菌、痢疾杆菌、结核菌、葡萄球菌及绿脓杆菌等多种致病菌的生长［54，56］，具有广谱抗菌作用，并能使葡萄球菌肠毒素、霍乱菌毒素等失活.2.2.2 调节胃肠道纳豆菌耐酸碱和高温，经过加工和胃酸环境仍能保持活性，且在人体肠道定殖的过程中，可以产生乳酸、醋酸，这些物质连同纳豆菌被食用进入消化系统后，可以降低肠道pH，抑制引起肠内异常发酵的腐败菌和致病菌的生长，从而可以预防食物中毒.纳豆菌还可以分泌一些功能性大豆低聚糖（如水苏糖、棉子糖、蔗糖等）；食用后进入消化系统可促进乳酸菌和双歧杆菌的增殖，预防痢疾、肠炎、便秘等；纳豆菌还可以产生大量的酶（蛋白酶、淀粉酶、脂酶、纤维素酶和脲酶等），这些酶也可以有效地发挥作用，维持人体肠道中的微生态平衡，从而为肠功能的正常运转提供保证［58］.目前，纳豆菌在日本已经被批准为肠道益生菌，可以作为健胃药品上市.除上述功能外，纳豆菌可以有效破坏或杀死癌细胞，并可以通过刺激免疫系统诱发产生干扰素起到抗癌的功效；还能提高机体巨噬细胞的活性，增强机体免疫力，并加强吞噬细胞的吞噬能力［51］.2.3 维生素K2越来越多的证据表明，维生素K2在预防因年龄增长导致的骨量丢失方面起着保护的作用［59］.纳豆中所含维生素K2的量，是其他各种干酪所含维生素K2量的100多倍，并存在于纳豆外面的黏性物质中，这些黏性物质的主要成分是果糖和γ-多聚谷氨酸（γ-PGA），而γ-PGA可在维生素K2的参与下与Ca离子偶合，提高人体对钙的吸收，并参与骨钙蛋白的合成，骨钙蛋白可以调节骨骼中的钙磷代谢，从而促进未成年人的骨生长，并维持老年人的骨密度，因此老年人常吃纳豆可以预防骨质疏松和骨折［60-62］.日本一项对绝经后女性人群的调查也发现，常吃纳豆的女性，其髋骨和股骨颈的骨密度显著大于不常吃纳豆的女性［63］.此外，有报道指出，维生素K2是合成与血液凝固有关蛋白的必需因子，具有促凝血作用［64］；其还可以与寡糖偶合，从而增加机体对营养物质的利用率［51］.2.4 异黄酮纳豆发酵产品中富含异黄酮，如染料木素、染料木苷和infrabin等，这些物质有强烈的裂解功能，可以抑制癌细胞的增殖，研究表明，大豆异黄酮可以预防和治疗前列腺癌［55］，因此认为纳豆具有抗癌作用［65］；有报道指出，染料木素可以促进大鼠成骨细胞的功能活性，防止骨质疏松；众所周知，大豆异黄酮有抗氧化活性，而Hu［66］等的研究表明，纳豆中的苷元型异黄酮对DPPH的清除活性是大豆异黄酮的20倍.此外，异黄酮还有调节血脂血糖、降血压、抗病毒、免疫调节等功能［67］.3 展望目前，国内外广泛使用的降脂药物是他汀类药物（如洛伐他汀、匹伐他汀、辛伐他汀、阿托伐他汀等），其对血脂异常疗效显著，但长期使用可以引起肝肾损害、横纹肌溶解、停药反跳等副作用.因此，具有降血脂和预防心脑血管疾病功能的保健食品，是目前医药和功能食品部门的研发热点之一.纳豆红曲胶囊，兼具纳豆和红曲的生物活性成分，其功效更加显著［68］.现有报道指出，纳豆和红曲的活性成分还具有协同作用，二者的复方比任一单方均具有更明显的降脂效果［69］；纳豆红曲胶囊人体试食试验的总有效率，也显著高于仅服用红曲降脂的总有效率，这可能是两者的有效成分相辅相成，取长补短，从而使纳豆红曲胶囊具有更好的降血脂、降血糖、降血压、预防动脉硬化及冠心病等功效［36，70-72］.纳豆和红曲均为我国传统食品，现已证明以其制成的保健食品——纳豆红曲胶囊具有显著的降血脂作用［36，68］.其中纳豆菌是FDA公布的益生菌，该菌在目前国内外被广泛应用于生物制药、农业、畜牧业等各个行业，因此纳豆的安全性已经得到全世界的认可；但红曲中因可能含有真菌毒素——桔霉素而使其安全性备受质疑，这也是其走向国际市场的最大障碍，因此选育不产桔霉素的优良菌株从源头上杜绝桔霉素的产生，是目前国内外学者亟待解决的问题.若能解决上述安全问题，纳豆红曲胶囊必将为人类带来巨大的经济和社会效益.【相关文献】［1］陈义光，彭德姣，田宏现.红曲及红曲霉的研究与应用［J］.湖北农学院学报，2000，20（2）：188-191.［2］王玲，吴君林，吴清平.红曲降血脂功能的研究及应用概况［J］.食品工业科技，2014，35（8）：387-393.［3］周文斌，贾瑞博，李燕，等.红曲色素组分、功效活性及其应用研究进展［J］.中国酿造，2016，35（7）：6-10.［4］张秀媛，何扩，石后，等.响应面法优化小米红曲制备工艺及其抗肿瘤活性研究［J］.中国粮油学报，2015，30（3）：19-23.［5］ PATAKOVA P.Monascus secondary metabolites：production and biological activity ［J］.J Ind Microbiol 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功能红曲与红曲色素的研究进展
已逐 渐运 用在 医药行业 。 Ｊ
１ ． 角 固醇 ． ２麦 ４
麦角 固醇 （ ｒｏｔｒ１ Ｅｇ ｓ ｏ）是维生素 Ｄ 的前体 ，当它受到 ｅ 紫外线照射后转化为维生素 Ｄ。维生素 Ｄ 是 防治婴幼儿佝 偻病 ，对促进孕妇和老年人钙磷的吸收有明显 的生理作用 ， 是一种重要的药品。 自然界 中维生素 Ｄ 的含量很有限，普 通食 品中的含量就更少， 因而需要适 当补充， 尤其是婴 幼儿 。
红 曲霉 ，从而可 以在 生产 中大量提取 红曲色素 。
１ ． 类 ２酶
抑制剂 ，即 Ｍｏ ａｏｉ Ｋ４ ｎｃｌ Ｉ。此后 ，美 国和 日本的科学家用 ｎ Ｊ Ｍｏ ａｏｉ Ｋ对动物进行 了大量试验 ，并对 Ｍｏ ａｏｉ ｎｃｌ ｎ ｎｃ ｌ Ｋ对 ｎ 动物肝细胞的影响进行 了研究 。结果显示 ，Ｍｏ ａｏｉ Ｋ对 ｎｃｌ ｎ 动物 是安全 的，他们研制 的纯 品药物 洛伐他 汀（ ｏ ａｔｔ ） Ｌ ｖｓ ｉ ａｎ 应用于 临床观察后认为 ， 洛伐他汀对人 体也是安全的 ， 此药
３ｈｄｏ ｙ３ｍｅ ｙｇｕ ｒｌ ｏ ｅ ｕｔ ｅ Ｃ １１ ．８ 的 －ｙ ｒｘ 一一 ｔ ｌｌｔ ｙ— Ａ ｒｄ ｃａ ，Ｅ ．．．８ ） ｈ ａ Ｃ ｓ １
红 曲色 素是红 曲霉在 生长代 谢过程产 生的红色天然色
素 。它被广泛用于清洒、酱油、腐乳、鱼肉、糕点、糖果、
冷饮等食品的着色 。 可以通过 固体和液体发酵两种方法培养
水解率高，能节约粮食 ，降低成本 ，提高产品质量 。红 曲含
有淀粉酶、糖化酶 ，我 国福建、台湾、浙江等东南沿海诸省
红曲霉
产酯 1991年，江苏双洋酒厂对本厂的 大曲进行微生物分离时，分离出一 株红曲霉，所分离的红曲霉具有极 强的产酯能力，该厂定名为"红曲酯 化霉"。人们应用"红曲酯化霉"培养 浓香型酒的强化大曲，在生产应用 中取得了良好的。在传统曲工艺基 本不变的情况下，可以大幅度提高 大曲的糖化力、发酵力、液化力和 酯化力。人们从麦曲中分离红曲霉 菌株扩大培养应用于食醋酿造，在 原醋液加入红曲浸液，浸渍后总酸 有所降低，但氨基酸态氮、还原糖、 无盐固型物均有提高。红曲霉胞外 脂酶具有较强的催化已酸乙酯合成 的能力
上世纪八十年代初，稽亭村的红曲就已被邻近的县市知晓。到稽亭来收购红曲的“曲商人”日益增 多，最早的有嗓县、新昌、东阳等地。稽亭的丁予章乘着改革开放的春风，抓住了机遇，在村子里 率先创办了红曲厂。由于当时厂子规模小，无法生产大量的红曲，丁予章就提供技术和原材料，作 为一条致富路发动村民家家户户加工红曲。当时稽亭村有400多户村民从5月初到11月，天天加工红 曲，最多的时候一年加工大米2万担（即100吨）。1985年稽亭成为金华地区红曲米专业村，稽亭 的红曲享誉江浙一带，天台、武义、龙游、龙泉……的“曲商人”纷至沓来。 然而费时费力费场地的传统红曲制作技巧，越来越让丁予章感到难以施展拳脚。要让红曲从小村走 向都市，走向世界，就必需拓宽原有的思路。1988年丁予章开始研究红曲红色素，天然色素有限公 司应运而生。1995年他对传统的红曲米加工进行了技术改造，成功地发明了超厚层发酵，设立了中 国红曲米发酵一流的工艺和设备，节省劳动力80%，卫生指标明显提高，场地利用率增加了五倍。 每道生产程序几乎都让机器取代了，古老的红曲作坊变得生机勃勃。据不完全统计，金华地区五分 之三的早粕米都成为加工红曲的原材料。去年天然色素有限公司产值3800多万，98％出口创汇，销 往日、韩、欧盟等29个国家。 稽亭村的丁予章以他的高科技产品走出了村庄，走向了世界。然而稽亭村的大部分村民仍困守在红 曲的传统制作坊里。丁林钱说，制作红曲是门“烫人”手艺活，在炎热的季节与滚烫的饭打交道， 太辛苦。因此如今稽亭村已有一部分人出去做生意，只有一半的农户在家做红曲。加工大米少的约 有2500公斤，最多的约为10000公斤。村民收入以千元到上万元不等。尽管收入与付出无法成正比， 然而以农业为主的村民们已经满足了。 红曲的传统制作犹如老人，慢慢地到了垂暮之年。但愿随着经济的发展，会有更多的丁予章似的人 物给红曲制作注入新的活力，让这个红曲飘香的地方永留芬芳。
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/01234105 6507 （ 见图 8 ） 在红曲产品中是一类具 有抗氧化功能的主要物质， 在体外 /99: ・实验检测 中有抗氧化特性以及对四氯化碳导致的小鼠损伤有
［$ ， #; ］ 保护作用 。 进 一 步 研 究 发 现， 一定量 （ %< =
图 .& S6CHT>1>C6D0C * 和 S6CHT>1>C6D0C + 的化学结构图
［! ］ 化并已经研究清楚其化学结构的包括莫纳可林 、 色 ［% ］ ［E ］ ［# ］ ［& ］ 素 、二 氢 莫 纳 可 林 、桔 霉 素 、 BDAD 、 ［’ ］ I2J38;J2+ 5+21 等， 这些物质根据其部分用途和生
就是抑制胆固醇生物合成中的关键酶 LMB) 9-D 还 原酶 （ E) 羟基 ) E ) 甲基 ) 戊二酰基 ) 辅酶 D 还原酶， E) ,?18-N?. ) E ) J3:,?. 7.;:58?. 9-D 831;+:5>3 ） 的活性。 最初 发 现 密 实 菌 素 （ +-JO5+:24 ， MP ) %E’A ） 能抑制
结构类似物莫纳可林 Q 的治疗效果更好， 莫纳可林
［ !! ］ Q 因此而被广泛研究 。
莫纳可林 Q 最初在 !"#$%&’% (’)*( 和 +%,*(-.//’%
［ !% ］ ， 然后被 M38+K 公司产业商品化并命 0*((*’% 中发现 ［ !E ］ 名为洛伐它汀 （ .-=5>:5:24 ） 。莫纳可林 Q 的代谢合 ［ !# ］ 成途径及其同系物都已研究清楚 。其同系物种类
3$ 红曲色素
3"!$ 红曲色素成分的研究
红曲色素是红曲霉在生长过程中产生的次级代 谢 产 物，属 于 聚 酮 类 色 素，主 要 包 括 橙 色 素 （ ’>C6D5>34E30C2 （ *CI6J?6K0C2 和 和 F4E3>G4C5H6H0C2 ） 、黄 色 素 ’>C6D50C2 ） 、 红 色 素
［ !$ ］ LMB) 9-D 还原酶的活性 ， 然后才发现密实菌素的
物学功能进行划分， 一般分为生物活性成分、 毒素和 色 素。 然 而 这 样 的 划 分 并 不 是 很 合 理，比 如 D4K5/.5=24 色素一直为一种着色剂， 而现在发现它具
［G ］ 。并且不同的发酵方式得到的 有一些生物学功能
下有酸型和内酯型两种形态， 其结构式如图 ! 。
非常复杂且受培养方式的影响， 本文就对红曲霉菌 代谢成分的研究状况做一定的论述。
"! 红曲中的生物活性代谢成分
"9"! 降胆固醇的成分: 莫纳可林 6
目前治疗高胆固醇血症和高脂血症有效的方法
图 !( 莫纳可林 Q 两种形态的动态平衡
"9#! 二氢莫纳可林
［ #. ］ 的 )*+*+ 受体 。
图 $& 新红曲红色素的化学结构图
日 本 R62M6I0 +0> ! 0C74DH3N 公 司 生 产 的 S6CHT>1>C6D0C * 和 S6CHT>>C6D0C + 混 合 物 黄 色 素 产品， 其分子结构见图 .［%% ］。
图 ,& !! 氨基丁酸的化学结构式
响细胞凋亡相关联的机制对癌细胞株 （ 如 :2G)% 和 *-8B ） 有选 择 性 细 胞 毒 性， 但是对正常成纤维细胞
［. ］ （ 如 ’FQ ! - 和 YZ ! ,; ） 有很低的毒性 。在 对
F P Q. :#- ， A!M?45>DN?34E3>G4C5H610C2； F P Q- :## ， A!M?45>DN?1>C6D5>34E3610C2。 图 -& 两种复合红色素的分子结构
发酵产物其生理代谢活性完全不一样。研究表 明， 通过液态发酵得到的红曲代谢物对鸡胚胎有毒性和 致畸性， 但是通过固态发酵得到的代谢物对鸡胚胎
［H ］ 没有明显的毒性或致畸性 。更有研究者报道， 不同
包括莫纳可林 R、 莫纳可林 P 和莫纳可林 M， 对减少
［ !& ］ 胆固醇的合成也很有效 。莫纳可林 Q 在酸性条件
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.02.090
周! 波" ， 朱明军# ， 梁世中# （ !" 中南林业科技大学食品科学与工程学院， 湖南长沙 #!$$$# ； %" 华南理工大学生物科学与工程学院， 广东广州 &!$$$’ ）
摘( 要： 对红曲霉菌代谢成分的研究状况进行了论述， 尤其是对红曲霉菌生物活性代谢成分、 色素以及桔霉素的国内 外研究进展进行了详细的阐述， 并对未来红曲霉菌研究的重点进行了展望。 关键词： 红曲霉菌， 生物活性代谢成分， 色素， 桔霉素
波长的光影响了红曲菌代谢生成次级代谢产物的成 分， 当培养红曲菌发酵时， 把培养的三角瓶放黑暗环 境或暴露于红光 （ ’E&4J） 或蓝光 （ #G$4J ） 下时， 红光 能促进红色素和桔霉素的代谢生成， 而蓝光能促进 BDAD 的代谢生成， 同时不同波段的光能影响红曲菌
［F ］ 的生长及孢子的形成 。这说明红曲霉菌代谢成分
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表 !" 在 #$% 培养基上红曲菌种的生长特性及其桔霉素的形成 红曲菌种类 !* "#$"#$%#& +,-. !* ’()$*+,-#& 4*5*67--8- 9 $*)*:7;-7;< !* $#.%$ ?@,’A !* "#$"#$%#& +,-. !* (*-*&")$,& C<7’7D7 9 :7E7 !* ",((%-& 4*5*67--8!* $#.%$ ?@,’A !* "*()&#& G*%7.8 ,H I*J7DKLD*9 4@.. !* &,-/#*-0#& 4*5*67--8- NE<OPP7A 9 :*N*NEE7L !* ,#$,-1*,2#& Q*)@ 申请人 :@8R8R&8LS’ （ 日本） V@A@;7. #7,’7K@ J7KK8 W@K,-KK （ 日本） 江南大学 中山大学 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 食品工业发展研究所 （ 中国台湾） 申请日 !MMBTFBT!0 =FFBTF=T=3 =FF0TFBT0F =FF0TF/T!F =FF!TF2T=B =FF0TF/T=M =FF=T!=T0F 公开号 U4/=/BM/2TN U4=FFB0=!!/3 6V!BB2>F0 6V!B2F>=3 C%330>B3/ C%=FFBFB/2B= 6V!>!!MB= #$% 上生长特性 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 灰白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基暗黑棕色 浅灰白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 浅白色菌丝体， 培养基浅黄色 棕色菌丝体， 培养基红色 浅白色菌丝体， 培养基橙红色 桔霉素 （ &’ ( )） /01023 =!> !>= !>B 32 B2F 3>1!3F !=/1!3M /2 =0M
［ %B!,< ］ ’>C6D5>34E30C2 最 有 效 。 在 小 鼠 模 型 中，
曲色素 成 分 被 分 离 出 来， 其化学结构也已被研究 清楚。 :6LL6L 等分离出了两种水溶性复合红色素， 是单 一色素和培养基中的谷氨酸复合而成的， 命名为 A! M?45>DN?34E3>G4C5H610C2 和 A ! M?45>DN?1>C6D5>34E36O
［ #B ］ 特性归结于其是异羟肟酸基团的电子受体 。
图 8& /01234105 6507 的化学结构式
图 ;& ’>C6D54D>C2D * 和 ’>C6D54D>C2D + 的化学结构图
而国内对于红曲黄色素的研 究， 华南理工大学
［ %8!%. ］ 的相关学者对此研究得比较深且系统 ， 但很多实
泰国学者通过光分析与核磁共振数据推导红曲 霉 !"#$%&’% ($")*$#+ U+%<’#<V% 代谢生成的黄色素 ’>C6D54D>C2D * 和 ’>C6D54D>C2D + 的结构， 其结构式
［ %, ］ ： 如下 （ 见图 ; ）
%<< "1>? @ "） 的 /01234105 6507 能 有 效 抑 制 A*/9: 和离子依赖导致的小鼠肝胀微体过氧化， 其抗氧化
［ %< ］ ， 其结构见图 - 。 10C2
’>C6D50C 能减少通过过氧化硝酸或紫外诱变使 X9*
［ ,# ］ 上升而导致皮肤癌的出现几率 。有研究者发现红
曲黄色素 ’>C6D50C 及其衍生物对小鼠 X 细胞有免疫
［ ,% ］ ， 并 且 ’>C6D50C 是 一 种 肿 瘤 化 学 抑 制 抑制 作 用 ［ ,, ］ ［ ,8 ］ 剂 ， 但 对 :2G)% 没 有 毒 性 。 *CI6J?6K0C 通 过 影
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［ #$ ］ 可林! " 对胆固醇的合成也有很好的抑制效果 。
中国研究 者 %<<. 年 从 红 曲 菌 代 谢 生 成 的 色 素