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《红曲霉生产洛伐他汀的技术发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、红曲霉发酵生产MonacolinK的工程技术研究进展摘要：红曲的药用价值和保健功效日益引人关注，其中洛伐他汀作为红曲主要的调脂因子成为科研热点和红曲产业发展的重点。概述红曲洛伐他汀的发现、用途、生产方法、提纯、检测方法、毒性物质问题以及生产现状进行综述。关键词:红曲霉、洛伐他汀、检测、提取、桔霉素1.前言1.1MonacolinK的发现及结构式MonacolinK是目前较好的降低人体血液中胆固醇的药剂,具有降胆醇、降血脂的作用,又叫洛伐他汀(lovastatin),存在于红曲霉及其它真菌如Pleurotus，Phoma，penicillium中。生产所使用的菌种主要有两
2、类:红曲霉和土曲霉,东方国家如日本及我国多采用红曲霉,欧美等国的研究多采用土曲霉川,最近几年,美国也开始意识到中国食品红曲中的药用价值。其结构式为：分子式为C24H36O5,Mr为404。1979年,日本学者远藤章首先从红色红曲霉菌Monascusruber中发现某些能产生强力抑制胆固醇合成的活性物质,命名为MonacolinK,MonacolinK类物质不仅可以降低胆固醇,而且对重症胆固醇血症患者也极为有效,特别是对导致动脉硬化最严重的低密度蛋白胆固醇有优先降低的作用,其中以MonacolinK抑制HMG一COA还原酶的活性最高川。1980年,美国Albert等从土曲
3、霉中发现了与MonacolinK相同的物质侧,命名为mevinolin,现称作洛伐他汀(Lovastatin)。但是采用土曲霉发酵,菌株的安全性对下游工程的技术要求较高,因此提取收率较低。由药用红曲霉制成的制剂具有较强的降血脂能力,副作用较低于Lovastatin制剂。近些年来,我国开展了红曲霉降血脂生理活性物质的研究。1.2MonacolinK的基本性状见表1。1.3MonacolinK抑制胆固醇合成的作用机理生物化学的研究表明,胆固醇合成的关键步骤是甲经戊酸的合成(见结构式)。其中影响最大的是3一羟基一3甲基一戊二酰CoA〔HMG一CoA〕还原酶,它是胆固醇合成代谢
4、中的限速酶,各种因素对胆固醇合成的调节主要是通过对HMCCoA还原酶活性的影响来实现的。MonacolinK的空间结构与HMG一CoA的结构非常相似,且对HMG一CoA还原酶的亲和力比HMG一CoA强1万倍,所以它能竟争性地与IIMG一CoA还原酶结合,从而抑制胆固醇合成。这类物质的浓度只要达到0.001一0.005μg/ml,胆固醇的合成就会受阻,即人体血液中含有MOnacolinK在1一5μg/L时会产生降低胆固醇功效阁。成年人血液量为20L,所需MonacolinK有效剂量为100μg,若菌株MonacolinK发酵液含量为47.1μg/ml,服用3而发酵液即可满
5、足要求[1]。1.功能红曲的生产方法2.1固态发酵传统红曲生产工艺主要是以大米为固态培养基，接种红曲菌菌种后通过发酵生产红曲。该方法工艺落后，劳动强度大，红曲产量低，质量不稳定，并且易受杂菌污染。80年代后，通风池法应用于红曲的生产，红曲产量和质量相对提高。圆盘制曲机的应用实现了红曲的自动化生产，并提高了红曲质量，在一定程度上减少了杂菌污染。传统红曲发酵工艺由于未能有效控制通风、温度、湿度等重要发酵条件，因此，所得红曲的色价和活性成分较低，且桔霉素污染严重。刘昕[2]提出在固态发酵中，代谢产物MonacolinK在红曲菌菌丝体生长后期的积累达到最大。同时，由于淀粉质固态
6、培养基料被红曲菌分泌的淀粉酶和糖化酶液化而出现基料通气环境恶化，菌丝体细胞壁被高渗透压葡萄糖液浸润，从而使其生长代谢出现变态反应，促使桔霉素的生成以抑制其它杂菌的生长。因此他提出了一种通过调控红曲菌培养过程中的培养温度、湿度及通风量来抑制桔霉素生成的方法，所获得的功能性红曲中MonacolinK含量高且未检测出桔霉素。王立新等[3]认为固态发酵法较液体发酵法具有明显的优势。在确定的实验条件下，固态发酵法所得的MonacolinK产率为液体发酵法的20倍以上。因此在掌握固态发酵规律的基础上，设计合理的固态发酵反应系统，实现高效低耗的固态发酵生产，是功能性红曲产业化生产的有
7、效途径。同时，该研究表明固态发酵过程中物料的初始含水量以50%为宜。含水量较高时，糖化酶活性增强，从而提高培养基料的糖化速率，不利于红曲中MonacolinK的积累。培养温度对促进红曲菌发酵过程中MonacolinK的生成十分重要。恒温培养可获得比变温培养更高收率的菌体量和色素，而变温培养的MonacolinK产量更高。实验研究表明，在32°C温度下培养9d后，将温度降至25°C下培养14d，则更有利于MonacolinK的积累[4]。红曲为好气性菌，其菌丝体的生长和MonacolinK等次生代谢产物的产生都需要有足够的氧气。因此，适宜的
