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《紅曲霉生產(chǎn)洛伐他汀的技術(shù)發(fā)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、紅曲霉發(fā)酵生產(chǎn)MonacolinK的工程技術(shù)研究進(jìn)展摘要：紅曲的藥用價(jià)值和保健功效日益引人關(guān)注，其中洛伐他汀作為紅曲主要的調(diào)脂因子成為科研熱點(diǎn)和紅曲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。概述紅曲洛伐他汀的發(fā)現(xiàn)、用途、生產(chǎn)方法、提純、檢測方法、毒性物質(zhì)問題以及生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。關(guān)鍵詞:紅曲霉、洛伐他汀、檢測、提取、桔霉素1.前言1.1MonacolinK的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)式MonacolinK是目前較好的降低人體血液中膽固醇的藥劑,具有降膽醇、降血脂的作用,又叫洛伐他汀(lovastatin),存在于紅曲霉及其它真菌如Pleurotus，Phoma，penicillium中。生產(chǎn)
2、所使用的菌種主要有兩類:紅曲霉和土曲霉,東方國家如日本及我國多采用紅曲霉,歐美等國的研究多采用土曲霉川,最近幾年,美國也開始意識到中國食品紅曲中的藥用價(jià)值。其結(jié)構(gòu)式為：分子式為C24H36O5,Mr為404。1979年,日本學(xué)者遠(yuǎn)藤章首先從紅色紅曲霉菌Monascusruber中發(fā)現(xiàn)某些能產(chǎn)生強(qiáng)力抑制膽固醇合成的活性物質(zhì),命名為MonacolinK,MonacolinK類物質(zhì)不僅可以降低膽固醇,而且對重癥膽固醇血癥患者也極為有效,特別是對導(dǎo)致動(dòng)脈硬化最嚴(yán)重的低密度蛋白膽固醇有優(yōu)先降低的作用,其中以MonacolinK抑制HMG一COA還原酶的活性最高
3、川。1980年,美國Albert等從土曲霉中發(fā)現(xiàn)了與MonacolinK相同的物質(zhì)側(cè),命名為mevinolin,現(xiàn)稱作洛伐他汀(Lovastatin)。但是采用土曲霉發(fā)酵,菌株的安全性對下游工程的技術(shù)要求較高,因此提取收率較低。由藥用紅曲霉制成的制劑具有較強(qiáng)的降血脂能力,副作用較低于Lovastatin制劑。近些年來,我國開展了紅曲霉降血脂生理活性物質(zhì)的研究。1.2MonacolinK的基本性狀見表1。1.3MonacolinK抑制膽固醇合成的作用機(jī)理生物化學(xué)的研究表明,膽固醇合成的關(guān)鍵步驟是甲經(jīng)戊酸的合成(見結(jié)構(gòu)式)。其中影響最大的是3一羥基一3甲
4、基一戊二酰CoA〔HMG一CoA〕還原酶,它是膽固醇合成代謝中的限速酶,各種因素對膽固醇合成的調(diào)節(jié)主要是通過對HMCCoA還原酶活性的影響來實(shí)現(xiàn)的。MonacolinK的空間結(jié)構(gòu)與HMG一CoA的結(jié)構(gòu)非常相似,且對HMG一CoA還原酶的親和力比HMG一CoA強(qiáng)1萬倍,所以它能竟?fàn)幮缘嘏cIIMG一CoA還原酶結(jié)合,從而抑制膽固醇合成。這類物質(zhì)的濃度只要達(dá)到0.001一0.005μg/ml,膽固醇的合成就會(huì)受阻,即人體血液中含有MOnacolinK在1一5μg/L時(shí)會(huì)產(chǎn)生降低膽固醇功效閣。成年人血液量為20L,所需MonacolinK有效劑量為100μg
5、,若菌株MonacolinK發(fā)酵液含量為47.1μg/ml,服用3而發(fā)酵液即可滿足要求[1]。1.功能紅曲的生產(chǎn)方法2.1固態(tài)發(fā)酵傳統(tǒng)紅曲生產(chǎn)工藝主要是以大米為固態(tài)培養(yǎng)基，接種紅曲菌菌種后通過發(fā)酵生產(chǎn)紅曲。該方法工藝落后，勞動(dòng)強(qiáng)度大，紅曲產(chǎn)量低，質(zhì)量不穩(wěn)定，并且易受雜菌污染。80年代后，通風(fēng)池法應(yīng)用于紅曲的生產(chǎn)，紅曲產(chǎn)量和質(zhì)量相對提高。圓盤制曲機(jī)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了紅曲的自動(dòng)化生產(chǎn)，并提高了紅曲質(zhì)量，在一定程度上減少了雜菌污染。傳統(tǒng)紅曲發(fā)酵工藝由于未能有效控制通風(fēng)、溫度、濕度等重要發(fā)酵條件，因此，所得紅曲的色價(jià)和活性成分較低，且桔霉素污染嚴(yán)重。劉昕[2]提出
6、在固態(tài)發(fā)酵中，代謝產(chǎn)物MonacolinK在紅曲菌菌絲體生長后期的積累達(dá)到最大。同時(shí)，由于淀粉質(zhì)固態(tài)培養(yǎng)基料被紅曲菌分泌的淀粉酶和糖化酶液化而出現(xiàn)基料通氣環(huán)境惡化，菌絲體細(xì)胞壁被高滲透壓葡萄糖液浸潤，從而使其生長代謝出現(xiàn)變態(tài)反應(yīng)，促使桔霉素的生成以抑制其它雜菌的生長。因此他提出了一種通過調(diào)控紅曲菌培養(yǎng)過程中的培養(yǎng)溫度、濕度及通風(fēng)量來抑制桔霉素生成的方法，所獲得的功能性紅曲中MonacolinK含量高且未檢測出桔霉素。王立新等[3]認(rèn)為固態(tài)發(fā)酵法較液體發(fā)酵法具有明顯的優(yōu)勢。在確定的實(shí)驗(yàn)條件下，固態(tài)發(fā)酵法所得的MonacolinK產(chǎn)率為液體發(fā)酵法的20倍
7、以上。因此在掌握固態(tài)發(fā)酵規(guī)律的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高效低耗的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，是功能性紅曲產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的有效途徑。同時(shí)，該研究表明固態(tài)發(fā)酵過程中物料的初始含水量以50%為宜。含水量較高時(shí)，糖化酶活性增強(qiáng)，從而提高培養(yǎng)基料的糖化速率，不利于紅曲中MonacolinK的積累。培養(yǎng)溫度對促進(jìn)紅曲菌發(fā)酵過程中MonacolinK的生成十分重要。恒溫培養(yǎng)可獲得比變溫培養(yǎng)更高收率的菌體量和色素，而變溫培養(yǎng)的MonacolinK產(chǎn)量更高。實(shí)驗(yàn)研究表明，在32°C溫度下培養(yǎng)9d后，將溫度降至25°C下培養(yǎng)14d，則更有利于MonacolinK的積累[4
8、]。紅曲為好氣性菌，其菌絲體的生長和MonacolinK等次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生都需要有足夠的氧氣。因此，適宜的
