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高产MonacolinK红曲菌的诱变选育及其固态发酵条件的优化
摘要
MonacolinK是一种具有潜在治疗高胆固醇的药物活性的天然产物，红曲菌是其主要生产菌株。本研究通过诱变选育筛选出高产MonacolinK的红曲菌株，同时优化了其固态发酵的条件。诱变选育首先通过UV和化学诱变的方式对红曲菌进行处理，筛选出一株高产MonacolinK的优良菌株。然后通过单因素实验和响应面分析法对其固态发酵条件进行优化，得出最优条件为：温度30℃，初始pH6.5，碳源为50%玉米粉和50%木质素，氮源为0.2%酵母提取物，加入适量的菌种。在这些条件下，经过7天的发酵，该优良菌株的MonacolinK产量达到了10.12mg/g，比对照组提高了2.66倍。
关键词：MonacolinK；红曲菌；诱变选育；固态发酵
Abstract
MonacolinKisanaturalproductwithpotentialcholesterol-loweringdrugactivity,andredyeastriceisitsmainproducingstrain.Inthisstudy,ahigh-yieldMonacolinK-producingstrainofredyeastricewasselectedthroughmutationbreeding,andthesolid-statefermentationconditionswereoptimized.UVandchemicalmutagenesiswerefirstperformedtoscreenforanexcellentstrainofredyeastricethatproduceshighMonacolinK.Then,thesolid-statefermentationconditionswereoptimizedbysingle-factorexperimentandresponsesurfaceanalysis,andtheoptimalconditionsweredeterminedtobeasfollows:temperatureof30℃,initialpHof6.5,carbonsourceof50%cornflourand50%lignin,nitrogensourceof0.2%yeastextract,andappropriateamountofinoculum.Undertheseconditions,theMonacolinKyieldoftheexcellentstrainreached10.12mg/gafter7daysoffermentation,whichwas2.66timeshigherthanthatofthecontrolgroup.
Keywords:MonacolinK;redyeastrice;mutationbreeding;solid-statefermentation
引言
红曲菌是一种普遍存在于亚洲的一种真菌，被广泛用于制作发酵食品，如红曲米、红曲豆腐等。红曲菌中含有一种重要的天然产物——MonacolinK，其是一种烯酮型平面结构的物质，具有降低胆固醇、抗菌、免疫调节等作用。由于其天然产生，因此具有低毒性、低副作用等优点，逐渐被应用于高胆固醇病人的治疗中。
然而，由于红曲菌的生长环境和生长情况比较复杂，导致红曲米等制品中的MonacolinK含量有较大的差异。因此，为了提高MonacolinK的产量，探索优良菌株的筛选和生产条件的优化是非常必要的。
诱变选育是一种常用的改良微生物菌株的方法之一，通过对微生物进行化学、物理、基因等不同方式的处理，产生了新的有用菌株，提高产量或改善品质等效果。然后，通过对菌株进行固态发酵，可以达到生产高产物的效果。因此，本研究旨在利用诱变选育和固态发酵技术，筛选出高产MonacolinK的红曲菌株，并优化其生产条件，以提高MonacolinK的产量。
材料和方法
材料
红曲菌（Monascuspurpureus）菌株，UV灯，亚硝酸钠，NaNO3，酵母提取物，木质素，玉米粉等。
诱变选育
首先，选取红曲菌菌株进行UV和化学诱变，将其诱变后的孢子分别通过筛孔法进行分离。将单一的菌落移入含有100ml葡萄糖、20g米糠的液体培养基中进行培养，培养温度为30℃，转速为200rpm，发酵时间为7天。最后，通过比较各菌株的MonacolinK产量，筛选出产量最高的菌株。
固态发酵
选取优良红曲菌菌株进行固态发酵。首先将木质素和玉米粉分别与酵母提取物、NaNO3、亚硝酸钠配合，加入适量的水混合均匀后，下载到无菌烧瓶中。进行高压灭菌后，将产生热量的液体培养基中，引加适量的菌种，转动或摇动培养烧瓶进行固态发酵。在不同