摘要：为了提高红曲霉（Monascus）GN01液态发酵产红曲红色素（MRPs）的产量，文章采用单因素实验法考察前体物和诱导剂的种类，以及添加量对红曲霉产MRPs的产量的影响。研究结果表明，前体物和诱导剂都有利于促进MRPs的产生，但促进程度存在一定的差异。作为前体物，CH3COONH4（1 g/L）和CH3COOK（3 g/L）的处理分别将MRPs的产量提升了2.96倍和1.54倍；作为诱导剂，ZnSO4（0.2 g/L）和曲拉通X-100（7%v/v）的处理分别将MRPs的产量提升了6倍和3倍，但曲拉通X-100的处理不利于红曲霉的生长。因此，CH3COONH4（1 g/L）和ZnSO4（0.2 g/L）的处理更有助于进一步提高MRPs的产量。

　　关键词：前体物；诱导剂；红曲红色素

　　红曲色素（MPs）是红曲霉发酵产生的一种天然食用色素[1]。其中，红曲红色素（MRPs）作为食品着色剂，具有生物安全性[2]、抗氧化性[3]和抑菌性等优势，能够在肉制品中替代亚硝酸盐[4]。

　　前体物和诱导剂是影响MRPs产量的重要因素。因此，本文采用单因素实验，以红曲霉菌体量和红曲红色素产量为指标，探究前体物CH3COONH4、CH3COOK和诱导剂ZnSO4、曲拉通X-100的添加对红曲霉产MRPs的影响，从而为提高MRPs的产量提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1菌株与试剂

　　红曲霉（Monascus）GN01来自湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室保藏。

　　葡萄糖、蛋白胨、可溶性淀粉、琼脂、NaNO3、KH2PO4、MgSO4、乳酸、ZnSO4、CH3COONH4、CH3COOK、曲拉通X-100均来自国药集团化学试剂有限公司。

　　马铃薯：市售。

　　1.2培养基

　　斜面培养基（g/L）：葡萄糖60，蛋白胨20，可溶性淀粉30，琼脂30；乳酸2~3滴，115℃条件下灭菌30 min。

　　液体种子培养基（g/L）：葡萄糖20，蛋白胨10，NaNO3 3，MgSO4 1，KH2PO4 1.5；用自来水溶解，取250 mL种子液置于500 mL锥形瓶中，121℃条件下灭菌20 min。

　　发酵培养基（g/L）：可溶性淀粉30，蛋白胨15，NaNO3 2，MgSO4 0.5，KH2PO4 1.5；用自来水溶解，取100 mL培养基置于250 mL锥形瓶中，121℃条件下灭菌20 min。

　　1.3方法

　　1.3.1培养方法

　　斜面培养：挑取一环红曲霉置于斜面培养基上，30℃培养7 d。

　　液体种子培养：从长好菌种的斜面上刮取菌丝接种至种子培养基中，30℃、180 r/min培养2 d。

　　发酵培养：将10%（V/V）的种子液接种到发酵培养基上，30℃、180 r/min培养7 d。

　　1.3.2乙酸盐的种类和添加量对MRPs产量的影响

　　在发酵培养基配方中，分别添加1 g/L、3 g/L、5 g/L、7 g/L、9 g/L的乙酸钾或乙酸铵，其他营养源和参数恒定。

　　1.3.3不同ZnSO4添加量对MRPs产量的影响

　　在发酵培养基配方中，分别添加0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L的ZnSO4，其他营养源和参数恒定。

　　1.3.4不同曲拉通添加量对MRPs产量的影响

　　在发酵培养基配方中，分别添加1%、3%、5%、7%、9%（V/V）的曲拉通，其他营养源和参数恒定。

　　1.3.5生物量的测定

　　生物量通过重力法测定。收集的菌丝体在通过预先称重的滤纸抽滤后，用蒸馏水洗涤3次，并在80℃下干燥至恒重。生物量浓度表示的是单位体积培养基的菌丝干重[5]。

　　1.3.6 MRPs产量的测定

　　使用紫外-可见分光光度计对MRPs进行定量。通过测量滤液在505 nm处的吸光度来评估MRPs产量。结果用相应波长（U/mL）的吸光度单位表示[5]。

　　2结果与分析

　　2.1不同乙酸盐种类和添加量对MRPs产量的影响
　　乙酸盐的种类和添加量对MRPs产量的影响如图1和图2所示。由图可知，CH3COONH4和CH3COOK的添加都促进了红曲霉菌丝体的生长和MRPs的生成，但是CH3COONH4的促进效果更显著。在红曲霉菌体量方面，随着CH3COONH4和CH3COOK添加量的增多，红曲霉菌体量逐渐增大，在CH3COONH4的添加量为1 g/L、CH3COOK的添加量为3 g/L时达到最大值，随后逐渐降低。在MRPs产量方面，随着CH3COONH4和CH3COOK添加量的增多，MRPs的产量呈现出先升高后降低的趋势，在CH3COONH4的添加量为3 g/L，CH3COOK的添加量为1 g/L时达到最大值，分别为160.8 U/mL、93.2 U/mL，分别是对照组的2.96倍和1.54倍。由此可见，乙酸盐有助于促进红曲霉菌丝体的生长和MRPs的产生。

　　2.2不同ZnSO4添加量对MRPs产量的影响

　　不同ZnSO4添加量对MRPs产量和生长的影响如图3所示。由图3可知，随着ZnSO4添加量的不断增多，MRPs产量和菌体量都呈现出先升高后降低的趋势，在ZnSO4的添加量为0.2 g/L时，MRPs产量达到最大值，为28.93 U/mL，是对照组的6倍；在ZnSO4的添加量为0.1 g/L时，红曲霉菌体量达到最大值，为11.68 g/L。由此可知，ZnSO4的添加不仅有利于红曲霉的生长，还显著提高了MRPs的产量。

　　2.3不同曲拉通X-100添加量对MRPs产量的影响

　　曲拉通X-100添加量对MRPs产量的影响如图4所示。由图4可知，曲拉通的添加大幅促进了MRPs的产生，但也限制了红曲霉的生长。随着曲拉通添加量的增多，MRPs的产量呈现出先升高后降低的趋势，在添加量为7%（V/V）时达到最大值，为165.93 U/mL，是对照组的3倍。红曲霉菌体量的生长则呈现出了完全不同的趋势，随着曲拉通添加量的增多，红曲霉的菌体量不断降低。由此可见，曲拉通X-100虽然可以有效提高MRPs的产量，但对红曲霉的生长有害。

　　3结论

　　前体物和诱导剂都对红曲红色素的产生有促进作用，但促进程度表现出了一定的差异。CH3COONH4和CH3COOK的添加都能为红曲霉发酵产MPRs提供初级前体CH3COO-。当CH3COONH4和CH3COOK的添加量分别为1 g/L和3 g/L时，红曲MRPs的产量达到最大，分别提升了2.96倍和1.54倍，表明CH3COONH4的促进效果更显著。并且ZnSO4和曲拉通X-100的添加都能诱导MRPs产生。当ZnSO4和曲拉通X-100的添加量分别为0.2g/L和7%（V/V）时，MRPs的产量达到最大，分别提升了6倍和3倍。但是，曲拉通X-100的添加不利于红曲霉的生长，且促进效果没有添加ZnSO4显著。因此，添加1g/L的CH3COONH4作为前体，或者添加0.2g/L的ZnSO4作为诱导剂，更能进一步提高红曲MRPs的产量。

　　参考文献

　　［1］信亚文,郑允权,石贤爱,等.红曲霉菌液相培养高产色素低产桔霉素的代谢调控研究［J］.工业微生物,2011,41(1):46-50.

　　［2］DARWESH O M,MATTER I A,ALMOALLIM H S,et al.Isolation and Optimization of Monascus ruber OMNRC45 for Red Pigment Production and Evaluation of the Pigment as a Food Colorant［J］.Appl Sci-Basel,2020,10(24):1-15.

　　［3］温学伟,马新,周立平,等.红曲抗氧化的研究进展［J］.食品工业科技,2011,32(2):376-378.

　　［4］MUKHERJEE G,SINGH S K.Purification and characterization of a new red pigment from Monascus purpureus in submerged fermentation［J］.Process Biochem,2011,46(1):188-192.

　　［5］AGBOYIBOR C,KONG W-B,ZHANG A-M,et al.Nutrition regulation for the production of Monascus red and yellow pigment with submerged fermentation by Monascus purpureus［J］.Biocatalysis and Agricultural Biotechnology,2019,21:1-7.