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独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我同对本 研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯 他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名 彩欲 论文使用授权的说明 日期：溯多g 1 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 、 不保密，本论文属于不保密。日 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：獬 日期：如o 参占 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：勿懈 日期：b - o 参 占 指导教师亲笔签 b 凝：如 j 考jf 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 摘要 红曲菌在食物中的应用已有千年的历史，因其能够生成多种生理 活性物质而备受关注。近年研究发现，多种长期应用于工业生产的红 曲菌在产生色素和生理活性物质的同时，还可能代谢出一种真菌毒素 桔霉素。桔霉素对人体的侵害主要作用于肾脏，它不仅可能致畸、 导致肿瘤的发生，而且可能诱发基因突变，可能对红曲的进一步推广 利用带来不利影响。 本文采用工业生产的曲米，从中分离纯化红曲的出发菌株，进而 采用深层液体发酵，并研究其生长动力学，代谢特征及其不同发酵环 境下的表现。采用薄层层析结合生物影像软件和高效液相方法对桔霉 素进行检测，最低检出量为0 2 m g l 。 采用混合培养法进行红曲菌发酵培养，结果表明，分别添加黑曲 霉或米曲霉与红曲菌混合培养，能增加单位色价，分别比单一红曲菌 培养增力n 6 4 和3 5 ，但是，这种培养方法都可能增加红曲菌的桔霉素 代谢量，平均桔霉素代谢量由单一培养的1 8 1 m g l 上升至最高5 6 4 m g l ，达到单一培养水平的3 1 2 倍。这可能是工业生产的红曲中桔霉 素含量较高的原因之一。因此，单一红曲茵培养对抑制红曲菌的桔霉 素代谢量是有利的。 诱变作为菌种筛选的方法，可期望由紫外线、化学诱变剂等外界 因素导致d n a 的不定向畸变，进而获得优势菌株。本研究对红曲出发 菌株进行u v 、l i c l 和联合诱变，结果表明，联合诱变的效果优于单独 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 诱变，对红曲菌诱变正变率达3 2 8 ，远高于u v 诱变正变率1 0 3 和 l i e l 诱变正变率1 3 8 。经联合诱变筛选，获得一株产高色价的红曲 菌，其单位色价比出发菌株提高t 4 4 8 。 红曲为好气性菌，其菌丝体的生长和色价产生都需要有足够的氧 气，因此，红曲菌发酵过程中的溶解氧水平直接影响红曲的色价和桔 霉素的含量。桔霉素在分子结构上携带一个酸性基团，因此，其在合 成的过程中，对氧气的需求量相对较高。限制氧通量有利于抑制红曲 菌发酵过程中产生桔霉素。本研究探讨了红曲菌真空发酵条件，实验 表明，在无氧的环境下未见桔霉素生成。维生素c 作为抗氧化剂，可 与发酵环境中的氧结合，可限制红曲菌的摄氧量，抑制桔霉素的产生。 在v c 浓度为2 1 0 。m o l m l 环境下，桔霉素代谢量仅为0 7 8m g l 。v c 的加入可提高红曲菌在液体深层发酵中分散度，有利于红曲菌的生长 代谢。对红曲菌进行耐v c 培养后，筛选到期望的菌株，其最高单位色 价达4 0 1 6 单位，而桔霉素代谢量仅为0 7 0 2 m g l 。 关键词：红曲菌桔霉素培养诱变氧 福建农林大学硕士学位论文 红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 a b s t r a c t m o n a s c u sh a db e e n u s e dt op r e p a r er e dm o l dr i c ea sa n a t r ur a lf o o dp i g m e n t s a n da l s oa saf o o dp r e s e r v a t i v ef ora t h o u s a n dy e a r s t h ep h y s i o l o g i c a la c t i v es u b s t a n c ep r o d u c e d b ym o n a s c u s h a db e e nr e s e a r c h e d w i d e l y a tpr e s e n t h o w e v er 。m o s t0 fm o n a s c u s ，u s e di nl n d u s t r yw i d e l y w a s p r o v e d t o p r o d u c ec i t r i n i n w h i c h w a sam y c o t o x i n a c c o m p a n y i n g w i t hp i g m e n t sa n d p h y s i o i o g i c a | | y a c t i v e s u b s t a n c e k i d n e yw a st h et a r g e to r g a no fc i t r i n i n ，r e s u l t i n gi n n o to n l yt er a t o g e n c i t ya n dc a r c i n o g e n l c i t yb u ta l s om u t a g e n i c i t y tw a sa d v e r s e dt ot h ef a r t h e ru s e0 fm o n a s c u sp r o d u c t s m o n a s c u sw a ss e p a r a t e da n dp ur i f i c a t e df r o mi n d u s t r i a p r e p a r e dr e dm o l dr i c e ，t h e nc u l t i v a t e di nl i q o ur f e r m e n t a t i o n t h ed y n a m i c s ，m e t a b 0 i i z a b t ya n dr e p r e s e n t a t i o no fm o n a s c u s nd i f f e r e n te n v i r o n m e n tw e r ei n v e s t i g a t e t h ec i t r i n i npr o d u c t i o n nm o n a s c u s w a sd e t e c t e db yt l c i p pa n dh p l c ，t h ed e t e c t i o n m i to fc i t r i n i nw i t hh p l cw a so 2 m g l m i x e d c u i t i v a t e dm o n a s c u sw i t ho t h e rf u n g u s ，f o u n do u tt h a t tw a sb e n e f i tt oa c c u m u l a t i o n0 fm o n a s c u sp i g m e n tw h e n m o n a s c u sm i x e d c u i t i v a t e dw i t ha s p n i g e ra n da s p f l a v u s ，t h e c o n t e n to fm o n a s c u sp i g m e n ti nm i x e d c u l t u r ew o u l dr i c ht o 16 4 a n d13 5 。r e s p e c t l y b u tm i x e d c u l t u r ew o u l da l s o 3 塑垄坐楚查堂堡主堂垡丝塞堑鱼鱼壅主堕壁童塑型墨丛塑堡塑 e n h a n c et h em e t a b o l i s mo fc i t r i n i n t h ea v e r a g eo f a c c u m u l a t i o no fc i t r i n i nl nm i x e d c u t u r ew o u l du p e n h a n c ef r o m 1 8 1m g lt o5 6 4 m g li nm i x e d c u t i v a t ur e ，3 12t i m e so f s i n g i e c u i t i v a t ur e t h a tw a sa l s ot h ec a u s eo fh i g h e rc o n t e n to f c i t r i n i ni nr e dm o l dr i c ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o n t h er e f o r e ，s i n g l e c u l t i v a t ur ew a sa d v a n t a g e dt oa s t r i c ta c c u m u l a t i o no fc i t r i n i ni n m o n a s c u sf e r m e n t a t i o n u s em u t a t i o na sam e t h o dt os c r e e no u tw a n t e dm o n a s c u s f o u n do u tt h ee f f e c to fu n i t e m u t a t i o nm o r ec h o i c e n e s st h a n s i m p l e m u t a t i o no fu v a n dl i c i ，t h ep o s i t i v et a n s f o r m a t i o nr a t eo f u n i t e m u t a t i o nw a s3 2 8 。m u c h m o r e2 2 5 t h a nu va n d19 t h a nl i c l t h em o n a s c u sp i g m e n tp r o d u c t i o na b i l i t yw a s n cr e a s eb yu n i t e m u t a t i o n ，t h ep i g m e n ta c c u m u l a t i o no fo n e m o r a s c u sw a si n c r e a s e d4 4 8 t h a no r i g i n a lo n e a sm i c r o a r e o p h i l e ，t h em y c e l i a lgr o w p i g m e n tc o n t e n to f m o n a s c u sw a sm u c hm o r ed e p e n g d i n go no x y g e n ，t h er e f o r ，t h e c o n t e n to fm o n a s c u sp i g m e n ta n dc i t r i l i n w o u l db ed i r e c t l y n f l u e n c e db yt h eo dl e v e lo fm o n a s c u sf e r m e n t a t i o n w i t ha n a c i d i t yg r o u p ，c i t r i n i ns t r u c t u r ew a sm o r er e l yo nc o n c e n t r a t i o n o fo x y g e n ，t h em e n t a b o l i s mo fc i t r i n i nw o u l db ei n h i b i t e db y r e s t r i c t e do x y g e n a tn o n e o x y g e nf e r m e n t a t i o nc i t r i n i np r o d u c t w o u l dd i s a p p e a r e d a l s ot h ea d d i t i o no fv i t a m i nc ，r e a c t e dw i t h 4 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 o x y g e n ，w o u l di n h i b i t et h eo x y g e na b s or p t i o no fm o n a s c u s ，a n d r e d u c et h ea c c u m u l a t i o no fc i t r i n i n t h ed i s p er s i o n0 fm o n a s c u s n i q u o rf e r m e n t a t i o nw o u l db ei n c r e a s e db yt h ea d d i t i o no fv c n2 x10 - 4 m o l m l 。a n dt h ec o n t e n to fc i t r i n i nw o u l db er e d u c e dt o o 7 8 m g l a l s ov cs o m e k i n d sb e n e f i tt od e v e l o po fm o n a s c u $ m y c e l i a tr e a t m e n to fm o n a s c u sw i t hv c ，m o r ep i g m e n tw o u l d b em e t a b o l i z eb yt h em o f l s s c u 8 b u tt h ea c c u m u l a t i o n0 fc i t r i n i n w o u l db er e d u c e d f h em a x i m a ic u m u l a t i o no fm o n a s c u s p i g m e n tw o u l dr i c ht o4 016 w h i l et h ec o n t e n to fc i t r i n i nr e d u c e t oo 7 0 2 m g l k e yw o r d ：m o n a s c o s c i t r i n i nm i x e d c u l t i v a t ur em u t a t i o n o x y g e n 5 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉索抑制条件的探讨 i 综述 早在1 8 9 5 年，在西方学者w e n t 首次从我国的传统发酵食品红曲中分离出一种单子囊 菌( m o n a s c u s ) ，定名为紫色单子囊菌( m o n a s c u sp u r p u r e u s ) ，在这之前的1 8 8 4 年v a n t i e g h e m 口j 已经在真菌分类系统中建立了单子囊苗属( m o n a s c u s ) 。由于在我国可咀利用这 个属中的一些菌种或菌株培制红曲，所以在汉语中把这个属翻译为红曲菌属。 生产红曲，在我国历史悠久，可追溯到1 0 0 0 多年前。如北宋太祖时代，陶谷( 约在9 6 0 9 7 0 年间) 摘选隋、唐、五代时期的典故，编写的清异录中有“红曲煮肉”之说。元代吴瑞 ( 13 2 9 年) 著日用本草中记载“红曲酿酒破血行药势”。以上- - m j j 记载是目前所见最早 的文字证据。以上二则记载是目前所见昂早的文字证据。明代先后由李时珍和宋应罡编著的 本草纲目和天工开物两部世界名著中，既阐明红曲可入药。用于食品防腐和给食品 着色1 3 j ，此外，还对红曲培制的细节。如控温、控湿、通风等，都有详细的描述。直到现今， 这仍然是生产红曲必须掌握的要点。 近年来，在回归自然思潮的影响下，红曲产品在中西方世界都引起了注意，特别是可以 用天然红曲色素部分代替西方的肉制品工业中的发色剂一亚硝酸盐“1 ，由红曲菌( m o n a s c u s ) 发酵产生的红曲色素来源天然，安全性较佳，由此可能带来巨大的应用前景，为世人所关注。 1 9 7 9 年日本学者远藤章1 5 1 发现从毛红曲菌( m o n a s c u s p i l o s u s ) 、红色红曲菌( i v f r u b e r ) 和紫色红曲菌( a f p u r p u r e u s ) 中的一些菌株能产生一种名为m o n a c o l i nk 的生理活性物质， 它能竞争性抑制胆固醇合成酶( h m g c o a 还原酶) ，故可降低血脂。后来又相继发现这类 菌还能产生m o n a c o l i nj l x 等物质，都有降血脂作用 6 1 。这类物质和土曲霉( a s p e r g i l l u s t e r r e u s ) 产生的洛伐他汀( 1 0 v a s t a t i n ) 的化学结构相同，都属于被取代的六氢话萘内酯类化 合物【7 】。 近年来又发现红曲菌产生的y 一氨基丁酸( g a b a ) 可降血压。产生的类黄酮( f l a v o n i d s ) 为抗氧化剂鸭进一步又发现m o n a e o l i nk 还有抗癌和刺激骨骼形成等作用 9 1 。红皓菌产生的 红曲红素( m o n a s c o r u b i n ) 和红斑索( r u b r o p u n c t a t i n ) 分子结构中的羰基易与氨基结合，故 可治疗胺血症( a m m o n i e m i a ) 1 1 0 1 然而，法国学者b l a n c ”1 l 于1 9 9 5 年首次在红曲菌的培养物中检测出了一种对人畜有害的 真菌毒素桔霉素c i t r i n i n ，引起了国内外一些专家学者的关注。 1 1 红曲菌的生长形态与分类学 红曲菌是单子囊菌属( m o n a s c s ) 的真菌。因为其中一些种或菌株可以被用来培制红曲， 所以汉谱中将这个属命名为红曲菌。在真菌学中，我国对小型真菌有“菌”和“霉”两种称 谓。一般把发现了有性世代的称为“菌”，未发现有性世代的则称为“霉”。红曲中已观察到 有性世代，所以我们称之为“红曲菌” 1 2 o 按当代流行的分类学观点，生物可分为3 个域( d o m a i n ) ，真菌和动物、植物同归于真 核生物域。按1 9 9 5 年出版的真菌学著作真菌词典( d i c t i o n a r yo f f u n g i ) 第8 版的分类系 统，真菌( f u n g i ) 包括子囊菌f - j ( a s c o m y c o t a ) 。担子菌门( b c a i d i o m y c o t a ) 、壶菌门 ( c h y t r i d i o m y c o t a ) 和接台菌门( z y g o m y c o t a ) 等。在生物分类学中常用的术语为门、纲、 目、科、属、种。红曲菌则是真菌界( e u m y c o p h y t a ) 子囊菌门( a s c o m y e o t a ) 真子囊菌纲 ( e u a s c o m y c e t e s ) 散囊菌目( e u r o t i a l e s ) 或称为不整子囊菌目( p l e c t o m y c e c a l e s ) 红曲菌科 6 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉索抑制条件的探讨 ( m o n a s c a c e a e ) 。本科只有一个属即红曲菌属( m o n a s c u sv a nt i e g h e m ) 。 1 1 1 红曲菌属的形态学 红曲苗的形态学可分为个体形态和群体形态，即菌落( c o l o n y ) 等的形态。个体形态包 括菌丝无性世代，有性世代三方面。 囤1 i 折月红曲茸显徽形态( 摘自字田川和马场所发论文) f i g 1 1m i c r o s e o p l c a lc o n f i g u r a t i e l lo fm o n a s c u $ l u n i s p o r a s ( q u o t cf r o mp a p e ro fo d a g e w a b a b a ) o1 4 一幼年子囊杲一成熟的千囊果西 托一枝顶分生孢子 一子囊孢于 菌丝( h y p h a ) ：红曲菌的菌丝有横腩，是多细胞构造无色透亮或含深浅不同的红色 色素，或深浅不同的褐色色素。细胞多核用姬姆色素( g i e m s as t a i n ) 染色，细胞多核清晰 可见。细胞中大都具有黄色油滴( g u t t u l a t e ) 细胞壁光滑，但往往附有结晶的疣状物 ( c r y s t a l l i n ee n c r u s t a t i o n s ) 。菌丝具不规则的分枝，菌丝的直径3 - 6 pm 。菌丝之问常有网结 联合( a n a s t o m o s e ) 现象。 无性世代( a s e x u a lg e n e r a t i o n ) ：红曲菌的无性生殖产生分生孢子( c o n i d i a ) ，分生孢子 着生在菌丝顶端或侧面小梗项端。单生或以向基( b a s i p e t a l ) 的方式而形成链。分生孢子细 胞具有平截的基部，单细胞多核，含油滴，倒犁形( o b p y r i f o r m ) 或球形( g l o b o s e ) ，壁 光滑，通常透亮或含色素i j “。 有性世代( s e x u a lg e n e r a t i o n ) ：有性生殖产闭囊壳( c l e i s t o t h e c i u m ) ，过程是在一菌丝 顶端或侧枝顶端首先形成一个多核的雄器( a n t h e r i d i u m ) ，随后，在雄器下面的细胞以单轴 方式又生出一个细胞即雌性器官产囊器( a s c o g o n i u m ) 的前身。由于雌性器官的生长和发育 而将雄器向下推压，使雄器与柄托呈一定角度。这时雌性器官在顶部又产生一横膈膜分成 鼹个细胞，顶端的细胞为受精丝( t r i c h o g y n e ) ，另一细胞即产囊器，二者都含有几个细胞核。 当受精丝顶端与雄器接触后，接触点的细胞壁融解形成一孔，雄器内的细胞质与核通过受精 丝进入产囊器内，此时只进行质配，而细胞核则成队排列，并不结合。同时，在两性器官下 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 面生出许多纠缠在一起的茁丝将其保卫形成初期的闭囊壳。壳内的产囊器膨大，并长出许 多产囊丝。每个产囊丝形成许多双核细胞，核配于此时发生，经过核配的细胞即予囊母细胞。 每个子囊母细胞中的核经过三次分裂。形成8 个核，每核发育成一个单核的子囊孢子 ( a s c o s p o r e ) 。子囊母细胞变成子囊。故每个子囊都含有8 个子囊孢子。子囊壁在子囊孢子 成熟过程中即解体。初期闭囊壳内的子囊及孢子不是同时形成同时成熟，有的子囊孢子已散 开有的尚在发育中。成熟后的闭囊壳破裂后散出子囊孢子。子囊孢子萌发后形成多核的菌 丝。 红曲菌在培养过程中其无性生殖和有性生殖几乎同时发生，但分生孢子发育快而子囊 孢子发育慢。 1 1 2 红曲的生态习性 红曲菌是腐生菌，嗜酸，特别喜欢乳酸，故常出现在乳酸自然发酵的基物中，如青贮 饲料腐败的谷物，大曲，酿酒的醪液，泡菜，淀粉厂等都是它们繁殖的场所。此外，在树 脂及河流的淤积物中也有出现l l “。 红曲菌生长适应的温度范围很广，一般温度为1 5 3 84 c ，最适温度为2 5 3 4 。c ，生长 最适p h 为3 5 8 。能耐p h 2 5 ，耐醇达1 0 。红曲菡的成员太都是兼性嗜高渗透压的，例 如在含2 5 甘油的g 2 5 n 培养基上都能生长，红曲菌能利用淀粉、糊精、棉子糖、麦芽糖、 蜜二糖、纤维二糖、葡萄糖、甘露糖、术糖、l 阿拉伯糖、甘露醇、山犁醇、乙醇、甘油、 乳酸、苹果酸、琥珀酸、延胡索酸、柠檬酸为碳源。能同化硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵为氮源， 也能利用有机氮作为氮源。红曲菌产生多种酶类如葡萄糖淀粉酶、a 一葡萄糖苷酶或称麦 芽糖酶、蛋白酶等，红曲菌能自己合成生物素、泛酸、尼克酸、对氨基苯甲酸、肌醇、毗哆 醇、硫胺素、核黄素、麦角回醇等。 1 1 3 红曲菌属的分类学 红曲菌属的学名为m o n a s c u sv a nt i e g h e m 。它是18 8 4 年v a nr i e g h e m 由p d a 培养真菌 的污染物中，和由亚麻饼上分离得到两株真菌分别定名为m o n a s c u sr u b e r v a n t i e g h e m ( 红 色红曲菌) 和m o n a s c t t s m u c o r o i d e s v a i l t i e g h e m ( 毛霉状红曲菌) 而建立的属。1 9 3 1 年c l e m e n t s 和s h e a r 将m o n a s c u sr u b e r 作为该属的补选模式种，后被一些学者所接受。当初v a r l t i e g h e m 所看到的标本是成熟的闭囊壳，破裂后散出的都是子囊孢子而不见子囊，误以为只有一个子 囊，所以定名为单子囊菌m o n a s c u s 即m o n o a s c u s 。实际上红曲菌属闭囊壳内含有多个子囊， 然而该名称一直沿用到现在，中文名称是根据用途而定的。 自1 8 8 4 年v a n t i e g h e m 建红曲菌属至今文献中已有2 9 种种名的记载( 附表1 ) 。 1 1 3 1 佐藤喜吉的分类 佐藤利用在个培养基上生长情况和菌落特征来区分种【l “，也观察显微镜下茵丝、分生 孢子、被子器( 闭囊壳) 和子囊孢子的形态。他曾使用曲汁琼脂、麦芽汁琼脂、肉汁、牛奶、 马铃薯和面包等培养其分离物，观察培养特征和菌落特征。他制定的检索表如下： 1 菌丝中粒子不着色，因而菌落为白色，这类红曲菌再分为两部分 ( 1 ) 在菌落表面生白色气生菌丝 而”a l b i d u s 发白红曲菌 ( 2 )在菌落表面望权不生气生菌丝ma l b i d u s g l a b e r 光滑发白红曲菌 2 菌丝中的颗粒着色，因两菌落为红色，这类菌再分为两部分 福建农林大学硕士学位论文 红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 ( 1 )在菌落表面生气生菌丝mp i l o s u s 从毛红曲菌 ( 2 ) 在菌落表面完全不生气生菌丝ma n k a 红曲红曲菌 3 ，菌丝中粒子着色，菌丝体褐色，闭囊壳褐色，菌落灰黑色mf u l i g i n o s u s 烟色 红曲菌 1 1 3 2 饭冢广与林庆福的分类 1 9 8 0 年日本饭冢广( h i r o s h il i z u k a ) 和台湾林庆福( l i nc h f ) 曾就亚洲红曲菌及其特 征发表论文，他们利用p d a ，曲汁( k o j i - e x t r a c t ) 加乙醇和普氏液( p f e f f e r ss 0 1 ) 加n a c l 等观察其生理特征。用载玻片培养于显微镜下观察其个体形态特征，最后提出红曲菌分类的 检索表。 饭冢广和林庆福的红曲菌分类检索表 a 在p d a 上易形成被子器( p e r i t h e c i u m ) 即闭囊壳 a 在p d a 上菌落似熔岩状a n k a 群 a a 。用载片培养分生孢子链长且盘旋 ( a )产生色素ma n k a 红曲红曲菌 ( b ) 不产生或产很少色素膨a n k av a t r u b e l l u s 稍红红曲菌 a b 用载片培养分生孢子链通常较短且直 ( a )产生色素mk a o l i a n g 高粱红曲菌 b 在p d a 斜面上菌落成丛一b a r k e r i 群 b a 用载片培养分生孢子链长且盘旋 ( a ) 在含有6 n a c i 的普氏液中生长mb a r k e r i 巴克红曲菌 ( b )在含有6 n a c i 的普氏液中未见生长膨r u b e r 红色红曲菌 b b 用载片培养分生孢子链通常较短且直ma r a n e o s u s 蛛网状红曲菌 8 在p d a 上很少或不易形成被子器 a 在p d a 斜面上菌落似熔岩状_ p u r p u r e u s 群 a a 用载片培养分生孢子链长且盘旋 ( a )产生色素 ( a a ) 在含有3 0 l 醇的曲汁中生长m a j o r 常见红曲菌 ( a b ) 在含有3 0 乙醇的曲汁中不生长腻p u r p u r e u s 紫色红曲菌 b 在p d a 斜面上菌落丛状_ v i t r e u s 群 b a 用载片培养分生孢子链长且盘旋 ( a ) 产生色素m p u b i g e u s 软毛红曲菌 ( b )不产或产很少量色素 ( b a ) 在3 0 乙醇的曲汁中生长m p i l o s u s 丛毛红曲菌 ( b b ) 在含3 0 乙醇的曲汁中不生长 ( b b a ) 在含有6 n a c i 的普氏液中生长肘：v i t r e u s 透明红曲菌 ( b b b ) 在含有6 n a c i 的普氏液中不生长mv i t r e u sv a ts e r o r u b e s c e n s 变红透明红 曲菌 b b 。用载片培养分生孢子链较短且直 9 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 ( a )产生色素mr u b i g i n e s u s 锈色红曲菌 ( b ) 不产生色素ma l b i d u s 发自红曲菌 1 1 3 3 郝氏与皮特的分类 郝氏( h a w k s w o n h 。d l ) 与皮特( j ，i p i t t ) 于1 9 8 3 年发表了红曲菌新的分类。他 们根据培养特征和显微镜下的个体形态，观察了一些模式菌株和许多新分离的菌株，结果将 文献中记载的种名只承认了3 个种。他们拟订了下列2 个检索表。 检索表1 1 ) 在c y a 或m e a 上，2 5 ，培养7 d ，闭囊壳壁和分生孢子依旧透明无色，产橙色或 淡红色色素在c y a 或m e a 上，2 5 c ，培养7 d ，闭囊壳壁和分生孢子成熟后变成淡褐色， 无色或产灰褐色或绿褐色色素( 有时在c y a 、p d a 或其他培养基上老后形成淡红色色素) mr u b e r 红色红曲菌 2 ) 在m e a 上，2 5 ，培葬7 d ，菌落直径超过2 8 r a m ，菌丝通常无疣状结晶，子囊孢 子狭长( 5 7 ) ( 3 3 5 ) pm mp i l o s u s 丛毛红曲菌 在m e a 上，2 5 。c ，培养7 d ，菌落直径不超过2 8 r a m 。菌丝通常附有疣状结晶，子囊孢子较 宽( 6 7 ) ( 4 5 5 ) l a m m p u r p u r e u s 紫色红曲菌 检索表2 1 ) 在m e a 上，2 5 c ，培养7 d ，菌落直径不超过2 8 m m 艋p u r p u r e u s 紫色红曲菌 2 ) 在c y a 或m e a 上，2 5 ，培养7 d ，闭囊壳壁和分生孢子依旧透明无色，产橙色或 淡红色色素mp i l o s u s 丛毛红曲茁 3 ) 在c y a 或m e a 上，2 5 ，培养7 d ，闭囊壳壁和分生孢子成熟后通常变为褐色，产 灰褐色或绿褐色色素，有时在c y a 、p d a 或其他培养基上老后产淡红色色素mr u b e r 红 色红曲菌。 1 1 3 4 红曲菌分类菌种的的形态描述 1 ) m o n a s c u s p i l o s u s 正s a t ie x d h a w k s w , p i t t 丛毛红曲菌 在c y a 上，2 5 c ，7 d 。菌落直径1 5 2 5 m m ，形状由于生长速度不同有时不规则，平 坦，稀疏，质地隧缘的至丛卷毛状。菌丝体初白色，菌落成熟时变淡红色，无渗出液和可溶 性色素，背面淡粉红色。 在m e a 上，2 5 c ，7 d ，菌落直径3 0 4 0 m m ，平坦稀疏至中度密集，非常丛卷毛状 ( 3 5 m m ) ；菌丝体初白色，通常变为浅橙色至菌落成熟时为粉红色，无渗出液和可溶性色 素，背面边缘黄色，中央深橙色。 在g 2 5 n 上，2 5 c ，7 d 菌落直径1 4 1 8 r a m ，平坦，丛卷毛状，菌丝体白色，背面通 常无色。 菌丝体稍微稀疏的发育菌丝不规则地分枝，透明无色，明显具油滴，宽度通常3 5 l am ，壁光滑，偶尔具疣状结晶。分生孢子侧生在小梗上或菌丝顶端，单生或偶尔成短链， 倒梨形至球形，具油滴。壁光滑( 8 1 1 ) ( 7 9 ) pm 。间生的厚垣孢予和节孢子少见。 闭囊壳球形，单生在类似柄的菌丝上，直径2 5 5 5 p m ，包被透明无色，厚1 5 3 1 tr r l ，由 菌丝纠结成似囊的菌膜构成。子囊早期消失，子囊果变成充满密集孢子的囊壳。子囊孢子透 明无色，壁光滑，大小为( 5 7 ) x ( 3 3 5 ) um 。 0 福建农林人学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 2 ) m o n a s c u s p u r p u r e u sw e n t 紫色红曲菌 在c y a 上，2 5 ，7 d ，菌落直径1 2 1 8 r a m ，平坦，稀疏，表面质地通常丛卷毛状， 偶尔少量气生菌丝，菌丝体白色或淡红色，不同菌株或着生大量发育中的闭囊壳或大量分生 孢子，具小而清楚的渗出液，通常分泌可溶性色素，橙色或粉红色，背面淡色至粉红或橙红 色。 在m e a 上，2 5 。c ，7 d ，菌落直径1 5 2 2 m m ，平坦，稀疏至中度密集，有时具少量而 且短的气生菌丝，然而通常丛卷毛状，菌丝体初白色，随菌落成熟而变成橙色或红色，通常 橙红色，发育中的闭囊壳和分生孢子极多，橙色至暗橙色。 在g 2 5 n 上，2 5 ，7 d ，菌落直径8 4 1 5 m m ，通常溥而稀疏，有时中央丛卷毛状，色 泽嗣在c y a 上。 菌丝体稀疏至丰厚，菌丝不规则分枝，透明无色，具油滴，个别菌丝很粗壮，然而通 常宽3 4 5um ，壁上附有许多橙红疣状结晶。分生孢子单生或成链，着生在菌丝顶端或假轴 状分枝的侧枝顶端，倒梨形至球形，( 8 1 1 ) x ( 8 1 0 ) m 但是大的直径达1 6 i t m ； 闭囊壳单生在似柄的菌丝上，直径4 5 6 0 i t m ，包被透明无色，厚2 4u 1 1 3 。由菌丝结成似 囊的菌膜构成，子囊早期即消失，子囊孢子宽椭圆形( 6 7 ) x ( 4 5 5 ) i tm 。 3 ) m o n a a c u sr u b e r h t i e g h e m 红色红曲菌 在c y a 上，2 5 c ，7 d ，菌落直径2 0 3 2 m m ，偶尔1 5 r a m ，平坦，稀疏，表面质地丛 卷毛状，边缘完整或流苏状，菌丝体初白色，随闭囊壳和分生孢子的发育而变成褐色，老熟 后为深或暗褐色，无渗出液，有时产褐色可溶性色素，背面褐色至暗褐色近墨色。 在m e a 上，2 5 ，7 d ，菌落直径3 0 4 2 m m ，平坦而稀疏，边缘完整，有时有少量气 生菌丝。但通常为浓厚饿丛卷毛状( 2 4 m m ) ，菌丝体边缘白色，随生殖结构的发育而变化， 褐色或橙褐色，无渗出液，有时产橙色或褐色可溶性色素，背面边缘近香槟酒色。中央渐呈 橙色。 菌丝体稀疏奎丰厚，菌丝不规则分枝，粗细不一，透明无色至淡褐色，有时具油滴， 壁光滑大部3 6ui n 宽，分生孢子有时着生在侧梗上，通常着生在菌丝顶端。有些菌株 着生在假轴状分枝顶端，单生。但是有些菌株往往呈多达1 0 个分生孢子的链，倒梨形或球 形，具平截基部，成熟时变圆形，壁厚褐色几乎辨别不出基部，大小不同。直径1 0 w 1 4 i t m ，如里倒梨形则为( 1 0 1 8 ) x ( 8 1 4 ) 1 1 m ，大多菌株具厚垣孢子和节孢子，闭囊壳 球形，单生在类似柄的菌丝上，直径3 0 5 0um ，包被褐色，厚4i tn l ，由纠结的菌丝构成， 子囊果成熟后充满密集的孢子子囊孢子椭圆形，透明，光滑，( 5 6 5 ) x ( 4 4 5 ) um 。 1 2 红曲的应用价值 1 2 1 红曲发酵的主要代谢产物 1 2 1 1 红曲色素 红曲为人工培养，在自然界多存在于乳制品中。红曲的产地分布于我国福建、浙江、江 苏、台湾等省，其中福建省是我国红曲的主要产地，以古田红曲最为著名。红曲共有三大类， 即库曲、轻曲和色曲。库曲主要用于酿制黄酒、果酒和药酒，轻曲主要用于酿制腐乳、酱和 果酒等色曲主要用于食品着色。色曲型红曲菌具有很强的产色素能力，红曲色素作为天然 福建农林大学硕士学位论文红曲色素中桔霉素抑制条件的探讨 色素应用于食品着色历史悠久。可以用天然红曲色素部分代替西方的肉制品工业中的发色剂 亚硝酸盐，由红曲菌( m o n a s c u s ) 发酵产生的红曲色素来源天然，安全性较佳，由此可能 带来巨大的应用前景红曲色素分为黄色素、橙色素和紫红色素，其中黄色素包括红曲素 ( m o n a s c i n ) 和黄红曲素( a n k a f l a v i n ) 橙色素包括红斑红曲素( r u b r o p u n c t a t i n ) 和红曲玉红素 ( m o n a s c o r u b i n ) ，紫红色素包括红斑红曲胺( r u b r o p u n c t a m i n e ) 和红曲玉红胺( m o n a s c o r u b r a m i n e ) 。急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和致突变试验表明，红曲色素 无毒副作用和致突变作用i l ”。由于合成色素长期食用危害人体健康，发达国家对多种合成 色素开始禁止或严格限量使用。因此，天然食用色素越来越受欢迎。红曲色素具有良好的安 全性以及耐光、耐热、耐化学性良好，因而被广泛用于酿酒、制醋、制作红腐乳及卤肉、红 肠、糖果、果酱、果汁饮料、糕点等食品的着色。用红曲色素代替肉划品中亚硝酸盐用于发 色，里色效果好且稳定。 n h t - - n h i t n g i i l l i l l i c o i l u l b r j r - r - - t - l - _ - - f o r - - h r - _ i n t 图1 2 红曲色素化学结构式 f i g 1 2c h e m i c a lc o n f i g u r a t i o i lo fm o n a $ c u bp i g m c n t 红曲菌色素主要有6 种( 如图2 ) ：h a w s 等”报道的红斑索( r u b r o p u n c t a t i n ，1 ) ，由红 斑红曲菌( m o n a s c u sr u b r o p u n c t a t u s ，现并入m ，p i l o s u s ) 产生；f i e l d i n g 等“和k u m a s a l “ 等报道的红曲红素( m o n a s c o r u b i n ，2 ) ，由紫色红曲菌( m p u r p u r e u ) 产生；f i e l d i n g 等” 和k o b a y a s h i 等”报道的红斑胺素( r u b r o p u n c t a r a i n e ，3 ) 和红曲红胺素( m o n a s c o r u b r a m i n e ， 4 ) ，这2 种色素是分别由1 或2 与氨基结合而成：f i e l d i n g 等“”报道的红曲素( m n a s c i n ，5 ) ， 由锈色红曲菌啦r u b i g i n o s u s 。现属m p u r p u r e u s ) 产生；i n o u y e 等”报道的红曲黄素 ( m o n a s c o f l a v i n 即a n k a f l a v i n e ，6 ) 由紫色红曲菌( m p u r p u r e u s ) 产生。其中色素l 和2 为 橙色，3 和4 为紫红色，5 和6 为黄色。色素1 4 存在于细胞内或细胞壁上。色素5 。6 常分别伴 随色素1 ，2 而产生。文献中已报道的其它有关色素大都是色素1 或2 的衍生物。所以l 和2 在红 曲菌色素中居重要地位。它们分子结构中的色满环( c h r o m a n ) 中第2 位的氧原子，很容易被氨 基取代，取代后分别成为3 和4 。色素l 和2 具有活泼的羰基而容易与氨基反应，因而可用于治 疗胺血症( a m m o n i e m i a ) ，还可能是防癌的优良物质”1 。n o