微生物色素研究进展

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微生物来源的天然产物研究进展天然产物;功能;应用;分析方法

天然产物是动物、植物以及微生物体内的组成成分或代谢产物，具有不同的生物学功能，在自然界中广泛存在。

例如，食用天然色素主要是从动植物组织中提取；抗生素主要是微生物产生的具有抗病原体功能的次级代谢产物。

目前，人们对许多天然产物的功能尚不了解，需要进一步进行探索研究。

微生物作为生态环境中广泛存在的一类群体，蕴藏的天然产物是有待发现的资源宝库。

1 天然产物概述1.1 天然产物种类天然产物主要包括萜类、甾体、香豆素类、酮类、抗生素、色素、有机酸、蒽醌、多糖、多肽、脂肪酸以及蛋白质等[1]。

近年来，研究人员关于新型天然产物开展了大量的研究工作，如尼瑞斯制药公司从海洋放线菌中发现的化合物NPI-3114 和NPI-3304 具有抗菌性[2]；或采用新技术提高产量，如重建菌株黑曲霉T132 发酵产酒精，将转化率提高到86.8%[3]。

在我国经济增长和丰富物种资源背景的推动下，天然产物的研究也获得了具有一些新类型、新结构的原创性成果。

1.2 天然产物功能天然产物本质为次级代谢产物，结构和化学成分复杂，需其他小分子作为底物经催化反应合成，具有一定的生物活性和功能[4]。

天然产物具有种类、结构和功能多样性的特点。

目前，天然产物在药物开发和代谢研究中应用广泛，可用作治疗剂、化妆品和农药等，这些产品多达千种。

例如，花生四烯酸可降低患肿瘤的风险，预防心脑血管病，可由嗜冷菌希瓦氏菌（Ac10）低温诱导生产[5]。

海洋中由于盐浓度高、压强大、温度低，使海洋微生物具有区别于陆生微生物的代谢途径，从而生产独特的天然产物，因此海洋生物是天然产物的主要资源宝库。

如海洋链霉菌（TPA0879）能够产生含有一个γ- 内酯的聚酮类化合物，可有效抑制癌细胞的扩散[6]。

由此可见，天然产物可用于医学治疗，或农业上用于防治有害生物，或用作药剂的模板物、引导物[4]。

目前，已有不同生物种属来源的天然产物被发现并应用，如分离于细菌的抗寄生虫药伊维菌素、抗肿瘤药物博莱霉素和阿霉素，分离于短皮酵母和桔霉的抗真菌药物等。

红曲色素生物合成、制粒及其理化性质研究进展

粮品工业Cereal and Food Industry 食品科技Vol.26,2019,No.5红曲色素生物合成、制粒及其理化性质研究进展郝佳■*,范丽影■*,许朵霞，袁英髦1,王少甲1,覃爱红2,曹雁平11.北京食5营养与人类健康高精尖创新中心北京工商大学食5学院北京市食5添加剂工程技术研究中心食5添加剂与配料北京高校工程研究中心北京市食5风味化学重点实验室食5质量与安全北京实验室(北京100048)2.广东天益生物科技有限公司(湛江524308)摘要：红曲色素是由微生物发酵生产的天然功能性色素，具有着色自然、安全性高等优点。

该文综述了红曲色素的组成、生物合成途径、喷雾干燥微胶囊制粒、理化性质的最新研究进展，旨在进一步对红曲色素的研究提供理论依据与实际生产借鉴。

关键词：红曲色素；生物合成；喷雾干燥制粒；理化性质中图分类号:TS202.3文献标识码:B文章编号：1672-5026(2019)05-030-05The progress of the research on the preparation of Monascus pigment,microcapsule spray granulating and is physical and chemical propertiesHao Jia1,Fan Liying1,Xu Duoxia1'*,Yuan Yinghao1,Wang Shaojia1,Qin Aihong2,Cao Yanping11.Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,College of Food and Chemical Engineering,Beijing Food Additives Engineering Technology Research Center,Food Additives and Ingredients PekingUniversity Engineering Research Center,Beijing Municipal Key Laboratory of Chemical Food Flavor,Food Qualityand Safety Lab in Beijing(Beijing100048)2.Guangdong Tianyi Biotechnology Co.Ltd,(Guangdong524308)Abstract:Monascus pigment is a natural functional pigment produced by microbial fermenta-tionwiththeadvantagesofnatural，highsecurity，etc ThispaperreviewedthereportsaboutthecompositionandbiosyntheticpathwayofMonascuspigment，spray-dryingpreparationofmicro-capsule，itsphysicalandchemicalproperties ItwasaimedtofurtherstudyontheMonascuspig-menttoprovidetheoreticalbasisandreferenceforpracticalproductionKeywords：Monascuspigment；biosynthesis；spray-drying；physicalandchemicalproper-ties收稿日期：2019-04-23基金项目：十三五国家科技计划项目申报中心重点研发计划(2016YFD0400802)；北京市科技计划课题(Z171100001317004)；“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804018)；科技创新服务能力建设(PXM2018_014213_000033,PXM2018_014213_ 000014)；2017年度创新基地培育与发展专项-重要食5添加剂绿色制造关键技术与新产5创伟i](Z171100002217019)。

微生物发酵法制备食用色素的研究进展

子蓝色素、蓝等）靛。食用天然色素主要是从动植物细胞和微生
物细胞中分离提取而获得，于由
系，在红色系中被人们研究较
多，应用普遍的是红曲色素，其次为黄色系和蓝色系色素及其
ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｏｉｌｇｎｓＰｒｄｃｄｂｉｒｂａｓａｃｏｒｓｎＥｄｂｅＰｉｍｅｔｏｕｅｙＭｃｏｉｌ
Ｆｒｎａｉｎｅｍｅｔｔｏ
ＹＩＹａｕ。Ｎ —ｈｉＺＨＡ０Ｃｈａｇｘｎｎ — ｉ
它色素。
食品工业和医药以及化妆品等方面。食用色素分为二大类：食
动植物原料的获取受到季节、气
用合成色素和食用天然色素。食用天然色素可以依据色素的色
调颜色，单的分为红色系（简胭脂红、菜红、曲色素、椒红甜红辣素与辣椒色素、子红色素等）栀、黄色系（色素、黄、金色黄姜郁
在大色系类的食用天然色
收稿日期：０卜（０２１）１７
酵方面做了很多的研究。黄林等［验得出，曲霉ＪＩ红Ｒ在最佳培养基组分下发酵得到红曲色素
色阶可达到２３４Ｕｍ。液态发０．／Ｌ
素中，研究进展最快的属红色
Ｋｅｒ：ｍｉｒｂａｅｍｅｔｔｎｄｂｅｐｇｎ；ｅｅｒｈｐｒｇｅｓｙｗｏｄｓｃｏｉｌｆｒｎａｉ；ｅｉｌｉｍｅｔｒｓａｃｏｒｓｏ

微生物发酵生产番茄红素的研究进展

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬｙｃｏｐｅｎｅＭｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素，呈红色，因最早发现于番茄中得名。主要存在于植物细胞的有色体中，其中番茄中含量最高，达３－１４ｍｇ／１００ｇ。而美国学者最近发现秋橄榄浆果所含的番茄红素相当于番茄的１．８倍［１］。
１１２：５１７～５２７．２３ＷｅｉＦ，Ｇｏｂｅｌｍａｎ－ＷｅｒｎｅｒＫ，ＭｏｒｒｏｌｌＳＭ，ｅｔａｌ．Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９９９，
１５３：１９２９～１９４８．２４ＢｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａＭＫ，ＧｏｎｚａｌｅｓＲＡ，ＫｒａｆｔＭ，ｅｔａｌ．ＰｌａｎｔＭｏｌＢｉｏｌ，
６６
生物技术通报ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｕｌｌｅｔｉｎ
２００６年第４期
１８ＢｅｒｅｎｙｉＭ，ＧｉｃｈｕｋｉＳＴ，ＳｃｈｍｉｄｔＪ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｏｒＡｐｐｌＧｅｎｅｔ，２００２，１０５：８６２～８６９．
１９ＬａｂｒａＭ，ＩｍａｚｉｏＳ，ＧｒａｓｓｉＦ，ｅｔａｌ．ＰｌａｎｔＢｒｅｅｄ，２００４，１２３：１８０～１８５．
番茄红素与其他类胡萝卜素一样，动物自身不能合成。由于番茄红素没有类似胡萝卜素那样的芷香环而没有ＶＡ活性，在过去一直不被重视。然而，近年研究发现其具有优越的生理功能：在类胡萝卜素中，其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作用是 β－胡萝卜素的２倍，维生素Ｅ的１００倍。同时还具有防病抗癌，增强机体免疫力和抗衰老等生理功能，在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途，具有较高的开发和应用价值。

有关色素的课题研究报告

有关色素的课题研究报告色素是一种广泛存在于动植物体中的有机物质，具有给物体染色或发色的作用。

在生物界中，色素起到了重要的生理功能，如保护、吸光、抗氧化等。

本报告将详细介绍有关色素的研究课题。

一、色素的分类色素可分为天然色素和合成色素两大类。

天然色素广泛存在于植物、动物和微生物体中，如叶绿素、胡萝卜素、脓酮等。

合成色素则是通过化学合成方法制备的，如食品添加剂中的黄色5号、红色2号等。

二、色素的合成色素的合成主要通过两种途径，即生物合成和化学合成。

生物合成是指色素在生物体内的合成过程，其中包括光合作用、车酸循环等。

化学合成则是通过人工合成方法合成色素，常用的方法有合成染料和合成颜料。

三、色素的应用色素在生活中有着广泛的应用。

在食品工业中，色素被用作食品添加剂，用于提高食物的色彩和吸引力。

在纺织工业中，色素起到染色作用，使织物获得丰富多彩的颜色。

此外，色素还被广泛应用于化妆品、油漆、油墨等行业。

四、色素的研究进展随着科技的不断发展，人们对色素的研究也取得了许多进展。

例如，针对食品添加剂中的合成色素，研究人员开始开发天然食品色素的替代品，以减少化学合成色素对人体健康的潜在风险。

此外，科学家还在研究中发现，某些色素具有抗氧化和抗炎作用，有望用于药物或保健品的开发。

综上所述，色素是一种具有重要生理功能的有机物质。

它们可以通过生物合成或化学合成的方式产生，并广泛应用于食品工业、纺织工业以及化妆品工业等领域。

当前的研究课题主要关注于天然食品色素的开发和色素的生物功能研究。

随着科技的进一步突破，我们相信色素的研究将为人类带来更多的惊喜和应用前景。

微生物色素研究进展

优点：溶剂比较便宜，设备简单，操作简单易行，提取率较高。
缺点：提取的产品质量较差，纯度较低，有异味或溶剂残留，影响产品的应用范围。
3、碱提取法
碱提法主要是应用碱对多种生物物质的影响作用，
其提取效率虽不如有机溶剂提取率高，但从经济角度和安全性考虑仍有应用价值。
4、酸提取法
用酸法提取微生物天然色素也是一种比较常用的方法，提取效果也比较好。
微生物发酵法
3 β-类胡萝卜素的生产菌
克拉克须霉菌三孢布拉霉红酵母
克拉克须霉菌
该菌通过诱变比较容易获得 β-类胡萝卜素生物合成途径不同阶段的酶缺失突变株，因此是研究β类胡萝卜素生物合成基因表达、代谢调控等方面的好材料。
但是此菌种的产量低，培养72h的生物量仅为45g/L, β-类胡萝卜素产量仅为2.6mg/L，没有经济价值。目前主要用于实验室研究使用。
四、微生物色素的发展趋势
利用遗传育种技术对野生菌株进行改造，选育适合工业发酵的高产量菌株。正在应用基因工程技术，把在食品和医药上有价值的微生物色素基因组，转移到已证明对人类无毒害，要求培养条件价廉，色素提取技术简便的实验菌株中，以解决在开发过程中存在的主要问题。
五、天然色素提取方法
400倍稀释的红曲色素的溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜色相同，没有变化。 ❖ 着色性好:红曲色素对蛋白质或含蛋白质较高的原料的着色性很好。这些原料一经着色后再用水洗也很难洗去。 ❖ 安全性好
红曲色素的安全性很好。动物试验表明，食用红曲色素制作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现象。
β-类胡萝卜素的应用——化妆品领域
在口红、胭脂等化妆品中添加β-类胡萝卜素色泽丰满自然，又能保护皮肤起抗氧化作用。

食品工业中微生物色素的研究进展

２０１４１川
—
Ｊ『１４
第３５卷筇１期
ＦｏｏｄＲｅｓｅａｒｃｈ轰ｌ》ｅｅｌｏｐｍｅｎｔ
交菇磷究筠释
专题论述
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１４．０１．０３１
害、安全性高的特点。利用微生物生产天然色素可以解决天然色素原料稀少、成本高昂等诸多问题，更有利于工业化生产本文介绍的微生物色素，有红曲色素、栀子色素、类胡萝ｌ，素、黑色素、靛蓝等，对其特性、菌种选育、提取方法等
进行了综述，并对各种微生物色素如何进行工业化生产提出了建议。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｉｇｍｅｎｔ；ｆｏｏｄｓａｆｅｔｙ；ｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅ；ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔ
食品工业中微生物色素的研究进展
杨双春，李春雨，潘一
（辽宁石油化：ｒ大学环境与生物工程学院，辽宁抚顺１１３００１）
摘要：天然色素是指从动物和植物组织及微生物（培养）中提取的色素，具有色泽自然鲜艳，营养价值高，无毒无
Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎｉｍａｌｓａｎｄｐｌａｎｔｓｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｃｕｈｉｖａｔｉｏｎ．Ｉｔｈａｓｍａｎｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｎａｔｕｒａｌｂｒｉｇｈｔｃｏｌｏｕｒａｎｄｌｕｓｔｅｒ，ｈｉｇｈｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｖａｌｕｅ，ａｖｉｒｕｌｅｎｔ，ｈａｒｍｌｅｓｓａｍｌｈｉｇｈｓａｆｅｔｙ．Ｉｔｉｓａｇｏｏｄｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｒｃｅａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｓ．Ｂｙｔｈｅｗａｙ，ｔｈｉｓｗａｙａｌｓｏｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｙｉｅｌｄｏｆｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｐｉｇｍｅｎｔ，ｍｏｎａｓｃｕｓｐｉｇｍｅｎｔ，ｇａｒｄｅｎｉａｐｉｇｍｅｎｔ，ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ，ｍｅｌａｎｉｎ，ｉｎｄｉｇｏｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｐｉｇｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｒｅｅｄｉｎｇｓｔｒａｉｎｓ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓｏｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｉｇｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．

色素在生物和医学中的应用及其新进展

色素在生物和医学中的应用及其新进展色素是一类广泛存在于自然界中的有色化合物，其种类繁多，包括植物色素、动物色素、微生物色素等。

色素不仅为生物提供了独特的颜色和美感，还在生物学和医学领域中发挥巨大作用。

一、色素在生物领域中的应用1、植物色素植物色素是植物体中的主要色素类别，包括叶绿素、类胡萝卜素、花青素等。

叶绿素是绿色植物叶片的主要色素，其可以吸收太阳光提供能量，参与光合作用。

而类胡萝卜素和花青素则可以帮助植物进行光保护和花色调控。

此外，植物色素还可以应用于食品、药品、化妆品等多个领域中。

如类胡萝卜素被广泛应用于营养保健品和防晒化妆品中，花青素则作为天然色素广泛应用于食品、化妆品等领域中。

2、动物色素动物色素包括黑色素、类红色素、黄色素等。

其中，黑色素是皮肤和眼中的主要色素，参与皮肤色泽调控、眼球光学调节等生理功能。

此外，黑色素还是生物防护机制的重要组成部分，能够抵御紫外线的损伤。

类红色素和黄色素主要存在于昆虫、节肢动物等生物中，参与生物色彩保护、性选择、捕食等行为。

3、微生物色素微生物色素是微生物体内的色素类别，包括类蓝素、类胡萝卜素、类黏菌素等。

这些色素具有广泛的应用前景，如类蓝素可以帮助治疗心血管疾病和抑制细菌生长，类胡萝卜素可以用于生物染料和食品保鲜等，类黏菌素则被用于抗菌、抗肿瘤等方面。

二、色素在医学领域中的应用及新进展1、黑色素在癌症治疗中的应用黑色素是皮肤和眼中的主要色素，其含量与癌症的发生密切相关。

近年来，科学家发现黑色素在癌症治疗中具有重要作用，可以通过靶向黑色素实现癌细胞的选择性杀死。

目前，已有一些黑色素针对性的抗肿瘤药物被开发出来，并已进入临床试验阶段。

2、花青素在抗氧化和预防疾病中的应用花青素是植物体内的一类天然色素，具有很强的抗氧化作用，可以预防疾病的发生。

近年来，研究发现花青素还能够预防老年痴呆症、高血压等疾病的发生，且具有较好的生物学安全性。

这些研究成果为花青素的开发和应用提供了新思路。

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济价值。目前主要用于实验室研究使用。
三孢布拉霉菌
它属于毛霉目，笋霉科三饱霉属的菌种，生长十
分迅速，生物量高，培养48h每L发酵液可获50g 以上的干菌体。
产色素的能力强，培养5-6d，总胡萝卜素产量在
1g/L 以上，其中 80-90%为β-类胡萝卜素。该菌
是实现工业生产的好菌种。国际上实验室水平已
品包装
液固发酵（液－固发酵）
先用种子罐液体培养种子，代替固体种曲接种，后用固体培养发酵，简称液─固法，适用于产量大的红曲厂。它与传统工艺生产不同的是：纯种培养制种；提高发酵厚度（占地面积少，节省厂房）；采用通风
措施和自控设备装置来控制培养品温；利用烘干设备
进行成品干燥等。同时，产品质量比较稳定。这种液体种子培养法有利于实现机械化，缩短种子培养时间，质量好，生长繁殖速度快等，提高了红曲质量，同时有利于科学管理。
色或不呈色，但使培养基呈色，称水溶性色素。
微生物色素是一种次生代谢产物，一般是在菌体
生长后期开始合成，其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质，菌体的生长过程受到限制
时被启动的。
一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体
失去合成这种物质的能力后照常生长。
微生物色素是由色素基因编码的酶决定的，具有种的特性。色素合成酶对底物的特异性不高，某一种酶的催化活动被外界因素或内部因素抑制时，就会产生完全不同的色泽。
点是地面培养红曲（或竹匾、曲盒培养），工具设备
简陋，代代相传。现在仍应用于小红曲厂家或农村家
庭副业红曲制造，如浙江省义乌、兰溪、金华等地农村。其生产工艺流程如下：
液态发酵（液－液发酵）
此法主要用于生产水溶性的红曲红色素，在我国有十多年的历史。其主要特点是从种子培养到制曲都处于液体环境，生产的色素发酵期短，色价高，水溶性好，产品收得率也较高。
点。
微生物色素的数量，远远超过已知植物色素的数量，但许多有食用价值的微生物色素至今开发应用甚少。尽管产色素的微生物数量甚多，然而在发酵过程中，产生色素的同时，也往往产生毒素。毒素由磷脂、碳水化合物、蛋白质或蛋白质复合物组成，在胞内或分泌到胞外，使发酵液成份较复杂，提纯色素工艺要求较高，常规方接很难得到较纯的产品。野生菌株色素产量一般都比较低，作为生产菌不仅增加提纯的困难，而且也增加产品的投资，减少了盈利。作为一种新开发的微生物色素，不仅纯度要求较高，其毒理学试验要求也较高，产品不易得到认可。而不像植物色素那样，因为植物色素提取过程简单方便，许多都是农副产品，经过深加工后制得的天然色素的安全性高。
C21H22O5
354
Me O O Me O O
红曲玉红胺
Monascorubramin e
COC H 7 15
Me NH
红色
C23H27NO5
381
O O Me O O
COC
红斑红曲胺
Rubropunctamine
5
H 11 Me NH
红色
C21H23NO4
353
O O Me O
安卡红曲黄素
Ankaflavin
日本广井忠夫等认为还有5-6种色素成分存在于红曲色素中。
表1 红曲色素的种类
色素种类色素颜色橙色分子式 C23H26O5 分子量 382
O O Me O
结构式
COC 7 H 15 O Me
红曲玉红素
Monascorubrin
红斑红曲素
Rubropunctatin
COC H 11 5
橙色
耐热性好
在一般的加工温度下其颜色不会发生明显变化。在酸碱度为中性范围内加热时也比较稳定。
耐光性好
红曲色素对日常光线是比较稳定的，乙醇溶液对紫外线相当稳定。在太阳光强烈直射下则色泽减弱。
2 红曲色素的基本特点（二）
不受金属离子的影响在1000倍稀释的红曲色素的溶液中加入0.01mol钙离子、镁离子、铜离子，经48小时以后，其红曲色素的残存率均达97 ％以上。不受氧化剂和还原剂的影响 400倍稀释的红曲色素的溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜色相同，没有变化。着色性好:红曲色素对蛋白质或含蛋白质较高的原料的着色性很好。这些原料一经着色后再用水洗也很难洗去。安全性好红曲色素的安全性很好。动物试验表明，食用红曲色素制作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现象。
四、微生物色素的发展趋势
利用遗传育种技术对野生菌株进行改造，选育适合工业发酵的高产量菌株。正在应用基因工程技术，把在食品和医药上有价值的微生物色素基因组，转移到已
证明对人类无毒害，要求培养条件价廉，色素提取技
术简便的实验菌株中，以解决在开发过程中存在的主要问题。
五、天然色素提取方法
培养基成分对色素产生影响很大，不仅包括培养基的
性质，而且还有培养时间，尤其是培养基的pH对色素的性质和强度有显著的影响。因此，不同种类的菌株可能需要不同的适合于产色素的培养基。
二、微生物色素的应用
食品工业中:天然色素
纺织工业中：织物的染色
三、微生物色素的优势
食用天然色素：
基本是植物色素，主要是从植物组织中提取
有甲醇、乙醇、丙酮、石油醚等。优点：溶剂比较便宜，设备简单，操作简单易行，提取率较高。缺点：提取的产品质量较差，纯度较低，有异味
或溶剂残留，影响产品的应用范围。
3、碱提取法
碱提法主要是应用碱对多种生物物质的影响作用，
其提取效率虽不如有机溶剂提取率高，但从经济
角度和安全性考虑仍有应用价值。
Hale Waihona Puke COC 7 H 15黄色
C23H30O5
386
Me O O O Me O
COC 5 H 11
梦那红曲素
Monascin
Me O
黄色
C21H26O5
358
O O Me O
红曲色素的基本特点（一）
对碱度稳定当酸碱度极度上升时，它的水溶液颜色才会发生变色，乙醇溶液在酸碱度pH11时仍保持稳定的红色。
水提法
有机溶剂提取法
碱提取法
酸提取法
超临界CO2萃取法
微波萃取法
1、水提法
水提法是最早采用的一种提取方法。该方法所需
要的设备比较简单，比较容易操作。效率比较低，时间长，目前很少单独采用，而是与其他方法如微波、超声波等结合使用。
2、有机溶剂萃取法
是目前微生物色素提取最常用的方法。常用溶剂
其生产工艺流程如下：
平板与斜面培养（7－8天）→ 种子液培养（24－26小时） → 一级种子罐培养（7－8小时）→ 二级种子罐培养（7－8
小时）→ 发酵罐发酵（70－75小时）→ 板框压滤浸泡滤
渣（用70％－80％酒精浸泡搅拌约28－36小时）→ 再次压滤真空浓缩（回收酒精）→ 喷雾干燥成粉状红曲红→ 成
六、微生物色素发酵工艺研究进展
固定化细胞技术
菌种联合培养
色素高产突变株的选育
产天然色素基因工程菌的构建
七、主要的微生物色素
红曲色素 β-类胡萝卜素黑色素靛蓝
（一）红曲色素
红曲色素是红曲霉在生长过程中产生的一
系列色素的总称，它是世界上目前唯一一种用微生物发酵生产的食用色素。红曲色素在红曲霉所产生的代谢产物中研究最早、研究最多，长期以来作为食品着色剂使用。与已知的其它天然色素相比，它有很多优点。
极少是动物和微生物色素植物色素缺点：产生天然色素的许多植物都是热带植物，原料来源不易保证。有人提出采用植物细胞的培养技术，可从根本上解决原料的供给，产出质量稳定的产品。但目前这种
方法在经济上造价较高，仍行不通。另一方面用细胞培养技
术生产天然色素还有许多技术问题尚未解决。利用微生物工业发酵来生产色素，有可能克服上述存在的缺
的高。
微生物发酵法
3 β-类胡萝卜素的生产菌
克拉克须霉菌
三孢布拉霉
红酵母
克拉克须霉菌
该菌通过诱变比较容易获得 β-类胡萝卜素生物
合成途径不同阶段的酶缺失突变株，因此是研究 β-类胡萝卜素生物合成基因表达、代谢调控等方
面的好材料。
但是此菌种的产量低，培养72h的生物量仅为4-
5g/L, β-类胡萝卜素产量仅为2.6mg/L，没有经
3 红曲色素的应用
红曲色素由于具有许多天然色素的优
点，在食品加工业中具有广泛的应用。主要应用于肉制品、面制品以及饮料和调味料的着色。
4 红曲生产工艺
传统固－固发酵液态发酵（液－液发酵）
液固发酵（液－固发酵）
传统固－固发酵
传统工艺适合小型或家庭作坊式生产红曲。其主要特
4、酸提取法
用酸法提取微生物天然色素也是一种比较
常用的方法，提取效果也比较好。
酸法提取需要消耗大量的酸，提取废液对
环境污染比较大，且如果pH值调节不好会对色素的结构及稳定性产生影响。
5、超临界CO2流体萃取法
超临界二氧化碳流体萃取是近二十年发展起来的
一种新型物质分离、精制技术。它兼备有气体低粘度、高扩散和流体的高密度、大溶解度两方面的特点。由于超临界CO2，提取工艺简单，能耗低，萃取
（二）β-类胡萝卜素
β -胡萝卜素是多种胡萝卜素中的一种，是维生
素的前体，也称维生素原，它的稀溶液呈橙黄色至黄色。 β -胡萝卜素广泛存在于植物、藻类和真菌中，但动物和人体内不能合成胡萝卜素，必须从外界摄
取。
1 β-类胡萝卜素的应用——食品领域
是重要的食品添加剂和食品强化剂，主要用作色素和营养强化剂。广泛用作黄色着色剂以代替油溶性焦油系着色剂。常用于奶油、干酪、蛋黄酱、食用油脂、人造奶油、起酥油、糕点和面包等。在果汁中与维生素C合用，可提高稳定性。为使其分散于水中，可采用梭甲基纤维素等作为保护胶体制成胶粒化制剂，从而广泛用于橘汁等清凉饮料、糕点、冰淇淋、干酪等食品中。