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红曲霉在中国的应用已经有一千多年的历史,它一直作为传统食品加工的神奇微生物。近年来,经过许多国内外学者的研究发现,红曲霉的代谢产物中主要有两种重要物质:红曲色素和Monacolin K。红曲色素在中国的应用历史已经是源远流长,它作为一种天然着色剂主要应用于酒、食品、医药和化妆品等领域。自1979年日本学者远藤章发现红色红曲霉(Monascus ruber)能产生降胆固醇的物质Monacolin K后,引起了国内外研究降脂红曲的热潮,红曲霉极大的药用价值已经逐渐得到了人们的重视。然而,我国虽然利用红曲霉历史悠久,但对于工业化发酵生产红曲色素和Monacolin K普遍存在产量低、生产成本高等问题,经济效益远远落后于发达国家。因此,提高红曲霉发酵产红曲色素和Monacolin K的产量具有非常重要的现实意义,对其工业化生产有一定的指导意义。本文对高产红曲色素和Monacolin K的菌株进行了筛选,并对二者的发酵工艺分别做了系统的优化,产量均有了很大的提高。具体研究结果如下:(1)本研究一共分离出11株红曲霉,并命名为MY-01-MY-11。这11株红曲霉分为4种:MY-01、MY-04-MY-08为紫色红曲霉(Monascus purpureus);MY-02和MY-09为丛毛红曲霉(Monascus pilosus);MY-03和MY-11为红色红曲霉(Monascus ruber);MY-10为血红红曲霉(Monascus sanguineus)。通过单因素实验,运用红曲霉液态发酵从分离出的11株红曲霉中筛选出一株特性稳定、产红曲色素高的出发菌株,为MY-03;运用红曲霉固态发酵从分离出的11株红曲霉中筛选出一株特性稳定、产Monacolin K高的出发菌株,为MY-01。(2)采用单因素实验、Plackett-Burman实验设计与响应面实验设计对红色红曲霉MY-03液态发酵产红曲色素工艺进行了优化,结果标明,菌株MY-03发酵产红曲色素的最佳培养基组成为:葡萄糖50g/L、蛋白胨58.07g/L、MgSO42g/L、NaNO32g/L、MnSO40.3g/L、ZnSO40.1g/L、装瓶量50.8mL(/250mL三角瓶)、接种量10%(V/V),于150r/min、30℃恒温培养7d。在此最佳条件下,红曲色素色价可达(342.24±2.88)U/mL,比基础培养基提高了86.9%。(3)采用单因素实验、Plackett-Burman实验设计与响应面实验设计对紫色红曲霉MY-01固态发酵产Monacolin K工艺进行了优化,结果标明,菌株MY-01发酵产Monacolin K的最佳培养基组成为:培养基初始含水量42.77%(v/w)、装瓶量46.26g/(250mL三角瓶)、接种量8.52%(v/w)、pH5、葡萄糖1%(w/w)、蛋白胨1%(w/w),于28℃恒温培养14d。在此最佳条件下,Monacolin K含量可达(16.67±0.36)mg/g,比基础培养基提高了47.7%。