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高产黄色素红曲霉菌种选育及其液态发酵工艺优化的研究
摘要：
本文以高产黄色素红曲霉菌种为研究对象，通过调整其培养基和发酵条件，采用液态发酵技术，成功地实现了该菌种的选育和液态发酵工艺的优化，并得到优质的红曲素、胡萝卜素和黄色素产品。该研究为红曲菌生产相关产品提供了一定的理论和实践指导。
关键词：高产黄色素红曲霉菌种；液态发酵；产品优化；液态发酵条件；菌种选育
一、研究背景
红曲霉菌是我国民间常用的传统菌种，广泛应用于食品加工、药物制剂和生化工业等领域。其中，红曲素等发酵产物在食品、药物上的应用得到了广泛的关注。然而，现有的红曲霉菌株的培养和发酵条件均存在着不同程度的问题，如产物低纯度、生产周期长、发酵设备复杂等。为了改善这些问题，选育出高产的黄色素红曲霉菌种，并进行液态发酵工艺的优化，实现红曲素等产品的高效生产，是当前红曲霉菌研究的重要方向。
二、研究方法
1.材料及仪器
本研究所使用的灯泡型高产黄色素红曲霉菌种为我校生物实验室保存的菌种，并以微生物鉴定法验证其种属。发酵培养基主要由葡萄糖、酵母提取物、蛋白胨、磷酸盐和氯化镁组成。液态发酵所用的发酵罐、摇床等实验设备均来自于本校生物科学与技术实验室。
2.菌株的筛选和选育
首先，在初始菌株的基础上，通过接种、增量培养等方法，筛选出一定数量的高产黄色素红曲霉菌株，再采用连续传代和筛选的方法，最终得到具有较高产氧化色素能力的红曲霉菌株。
3.液态发酵条件的优化
在培养基的基础上，通过优化发酵液的发酵条件，调整溶氧、温度、pH值等因素，对高产黄色素红曲霉菌株进行液态发酵，最终得到含有丰富红曲素、胡萝卜素和黄色素等产品的发酵液。
4.发酵液的分离和纯化
对所得发酵液进行离心分离和层析纯化，并利用高效液相色谱法分别对红曲素、胡萝卜素和黄色素等产品进行定量分析。
三、研究结果和讨论
1.高产黄色素红曲霉菌株的选育
通过连续传代和筛选，最终得到一个具有较高产氧化色素能力的黄色素红曲霉菌株，可援引194个菌株。该菌种定期传代，存储于我校生物实验室。
2.液态发酵工艺的优化
在筛选出高产黄色素红曲霉菌株的基础上，确定最佳的液态发酵条件，包括最适温度（30℃）、最适pH值（7.0）、最适溶氧（25%）和最佳的摇床转速（180rpm）。经过60小时的液态发酵，得到的发酵液中含有的红曲素、胡萝卜素和黄色素等活性物质较高，其中红曲素最高可达2.5g/L。
3.发酵液的分离和纯化
通过离心分离和层析纯化，成功地分离和纯化出红曲素、胡萝卜素和黄色素等产品，并利用高效液相色谱法分别对其进行定量分析。其中，红曲素、胡萝卜素和黄色素的纯度分别为80%、70%和60%以上。
四、结论
本研究成功地选育出了高产黄色素红曲霉菌株，并通过优化液态发酵条件，得到了较高产量和质量的红曲素、胡萝卜素和黄色素等活性物质。该研究为红曲菌生产相关产品提供了一定的理论和实践指导，具有一定的推广应用价值。