微生物色素研究进展

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微生物来源的天然产物研究进展天然产物;功能;应用;分析方法

天然产物是动物、植物以及微生物体内的组成成分或代谢产物，具有不同的生物学功能，在自然界中广泛存在。

例如，食用天然色素主要是从动植物组织中提取；抗生素主要是微生物产生的具有抗病原体功能的次级代谢产物。

目前，人们对许多天然产物的功能尚不了解，需要进一步进行探索研究。

微生物作为生态环境中广泛存在的一类群体，蕴藏的天然产物是有待发现的资源宝库。

1 天然产物概述1.1 天然产物种类天然产物主要包括萜类、甾体、香豆素类、酮类、抗生素、色素、有机酸、蒽醌、多糖、多肽、脂肪酸以及蛋白质等[1]。

近年来，研究人员关于新型天然产物开展了大量的研究工作，如尼瑞斯制药公司从海洋放线菌中发现的化合物NPI-3114 和NPI-3304 具有抗菌性[2]；或采用新技术提高产量，如重建菌株黑曲霉T132 发酵产酒精，将转化率提高到86.8%[3]。

在我国经济增长和丰富物种资源背景的推动下，天然产物的研究也获得了具有一些新类型、新结构的原创性成果。

1.2 天然产物功能天然产物本质为次级代谢产物，结构和化学成分复杂，需其他小分子作为底物经催化反应合成，具有一定的生物活性和功能[4]。

天然产物具有种类、结构和功能多样性的特点。

目前，天然产物在药物开发和代谢研究中应用广泛，可用作治疗剂、化妆品和农药等，这些产品多达千种。

例如，花生四烯酸可降低患肿瘤的风险，预防心脑血管病，可由嗜冷菌希瓦氏菌（Ac10）低温诱导生产[5]。

海洋中由于盐浓度高、压强大、温度低，使海洋微生物具有区别于陆生微生物的代谢途径，从而生产独特的天然产物，因此海洋生物是天然产物的主要资源宝库。

如海洋链霉菌（TPA0879）能够产生含有一个γ- 内酯的聚酮类化合物，可有效抑制癌细胞的扩散[6]。

由此可见，天然产物可用于医学治疗，或农业上用于防治有害生物，或用作药剂的模板物、引导物[4]。

目前，已有不同生物种属来源的天然产物被发现并应用，如分离于细菌的抗寄生虫药伊维菌素、抗肿瘤药物博莱霉素和阿霉素，分离于短皮酵母和桔霉的抗真菌药物等。

红曲色素生物合成、制粒及其理化性质研究进展

粮品工业Cereal and Food Industry 食品科技Vol.26,2019,No.5红曲色素生物合成、制粒及其理化性质研究进展郝佳■*,范丽影■*,许朵霞，袁英髦1,王少甲1,覃爱红2,曹雁平11.北京食5营养与人类健康高精尖创新中心北京工商大学食5学院北京市食5添加剂工程技术研究中心食5添加剂与配料北京高校工程研究中心北京市食5风味化学重点实验室食5质量与安全北京实验室(北京100048)2.广东天益生物科技有限公司(湛江524308)摘要：红曲色素是由微生物发酵生产的天然功能性色素，具有着色自然、安全性高等优点。

该文综述了红曲色素的组成、生物合成途径、喷雾干燥微胶囊制粒、理化性质的最新研究进展，旨在进一步对红曲色素的研究提供理论依据与实际生产借鉴。

关键词：红曲色素；生物合成；喷雾干燥制粒；理化性质中图分类号:TS202.3文献标识码:B文章编号：1672-5026(2019)05-030-05The progress of the research on the preparation of Monascus pigment,microcapsule spray granulating and is physical and chemical propertiesHao Jia1,Fan Liying1,Xu Duoxia1'*,Yuan Yinghao1,Wang Shaojia1,Qin Aihong2,Cao Yanping11.Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,College of Food and Chemical Engineering,Beijing Food Additives Engineering Technology Research Center,Food Additives and Ingredients PekingUniversity Engineering Research Center,Beijing Municipal Key Laboratory of Chemical Food Flavor,Food Qualityand Safety Lab in Beijing(Beijing100048)2.Guangdong Tianyi Biotechnology Co.Ltd,(Guangdong524308)Abstract:Monascus pigment is a natural functional pigment produced by microbial fermenta-tionwiththeadvantagesofnatural，highsecurity，etc ThispaperreviewedthereportsaboutthecompositionandbiosyntheticpathwayofMonascuspigment，spray-dryingpreparationofmicro-capsule，itsphysicalandchemicalproperties ItwasaimedtofurtherstudyontheMonascuspig-menttoprovidetheoreticalbasisandreferenceforpracticalproductionKeywords：Monascuspigment；biosynthesis；spray-drying；physicalandchemicalproper-ties收稿日期：2019-04-23基金项目：十三五国家科技计划项目申报中心重点研发计划(2016YFD0400802)；北京市科技计划课题(Z171100001317004)；“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804018)；科技创新服务能力建设(PXM2018_014213_000033,PXM2018_014213_ 000014)；2017年度创新基地培育与发展专项-重要食5添加剂绿色制造关键技术与新产5创伟i](Z171100002217019)。

微生物发酵法制备食用色素的研究进展

子蓝色素、蓝等）靛。食用天然色素主要是从动植物细胞和微生
物细胞中分离提取而获得，于由
系，在红色系中被人们研究较
多，应用普遍的是红曲色素，其次为黄色系和蓝色系色素及其
ＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｏｉｌｇｎｓＰｒｄｃｄｂｉｒｂａｓａｃｏｒｓｎＥｄｂｅＰｉｍｅｔｏｕｅｙＭｃｏｉｌ
Ｆｒｎａｉｎｅｍｅｔｔｏ
ＹＩＹａｕ。Ｎ —ｈｉＺＨＡ０Ｃｈａｇｘｎｎ — ｉ
它色素。
食品工业和医药以及化妆品等方面。食用色素分为二大类：食
动植物原料的获取受到季节、气
用合成色素和食用天然色素。食用天然色素可以依据色素的色
调颜色，单的分为红色系（简胭脂红、菜红、曲色素、椒红甜红辣素与辣椒色素、子红色素等）栀、黄色系（色素、黄、金色黄姜郁
在大色系类的食用天然色
收稿日期：０卜（０２１）１７
酵方面做了很多的研究。黄林等［验得出，曲霉ＪＩ红Ｒ在最佳培养基组分下发酵得到红曲色素
色阶可达到２３４Ｕｍ。液态发０．／Ｌ
素中，研究进展最快的属红色
Ｋｅｒ：ｍｉｒｂａｅｍｅｔｔｎｄｂｅｐｇｎ；ｅｅｒｈｐｒｇｅｓｙｗｏｄｓｃｏｉｌｆｒｎａｉ；ｅｉｌｉｍｅｔｒｓａｃｏｒｓｏ

微生物发酵生产番茄红素的研究进展

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬｙｃｏｐｅｎｅＭｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素，呈红色，因最早发现于番茄中得名。主要存在于植物细胞的有色体中，其中番茄中含量最高，达３－１４ｍｇ／１００ｇ。而美国学者最近发现秋橄榄浆果所含的番茄红素相当于番茄的１．８倍［１］。
１１２：５１７～５２７．２３ＷｅｉＦ，Ｇｏｂｅｌｍａｎ－ＷｅｒｎｅｒＫ，ＭｏｒｒｏｌｌＳＭ，ｅｔａｌ．Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９９９，
１５３：１９２９～１９４８．２４ＢｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａＭＫ，ＧｏｎｚａｌｅｓＲＡ，ＫｒａｆｔＭ，ｅｔａｌ．ＰｌａｎｔＭｏｌＢｉｏｌ，
６６
生物技术通报ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｕｌｌｅｔｉｎ
２００６年第４期
１８ＢｅｒｅｎｙｉＭ，ＧｉｃｈｕｋｉＳＴ，ＳｃｈｍｉｄｔＪ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｏｒＡｐｐｌＧｅｎｅｔ，２００２，１０５：８６２～８６９．
１９ＬａｂｒａＭ，ＩｍａｚｉｏＳ，ＧｒａｓｓｉＦ，ｅｔａｌ．ＰｌａｎｔＢｒｅｅｄ，２００４，１２３：１８０～１８５．
番茄红素与其他类胡萝卜素一样，动物自身不能合成。由于番茄红素没有类似胡萝卜素那样的芷香环而没有ＶＡ活性，在过去一直不被重视。然而，近年研究发现其具有优越的生理功能：在类胡萝卜素中，其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作用是 β－胡萝卜素的２倍，维生素Ｅ的１００倍。同时还具有防病抗癌，增强机体免疫力和抗衰老等生理功能，在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途，具有较高的开发和应用价值。

有关色素的课题研究报告

有关色素的课题研究报告色素是一种广泛存在于动植物体中的有机物质，具有给物体染色或发色的作用。

在生物界中，色素起到了重要的生理功能，如保护、吸光、抗氧化等。

本报告将详细介绍有关色素的研究课题。

一、色素的分类色素可分为天然色素和合成色素两大类。

天然色素广泛存在于植物、动物和微生物体中，如叶绿素、胡萝卜素、脓酮等。

合成色素则是通过化学合成方法制备的，如食品添加剂中的黄色5号、红色2号等。

二、色素的合成色素的合成主要通过两种途径，即生物合成和化学合成。

生物合成是指色素在生物体内的合成过程，其中包括光合作用、车酸循环等。

化学合成则是通过人工合成方法合成色素，常用的方法有合成染料和合成颜料。

三、色素的应用色素在生活中有着广泛的应用。

在食品工业中，色素被用作食品添加剂，用于提高食物的色彩和吸引力。

在纺织工业中，色素起到染色作用，使织物获得丰富多彩的颜色。

此外，色素还被广泛应用于化妆品、油漆、油墨等行业。

四、色素的研究进展随着科技的不断发展，人们对色素的研究也取得了许多进展。

例如，针对食品添加剂中的合成色素，研究人员开始开发天然食品色素的替代品，以减少化学合成色素对人体健康的潜在风险。

此外，科学家还在研究中发现，某些色素具有抗氧化和抗炎作用，有望用于药物或保健品的开发。

综上所述，色素是一种具有重要生理功能的有机物质。

它们可以通过生物合成或化学合成的方式产生，并广泛应用于食品工业、纺织工业以及化妆品工业等领域。

当前的研究课题主要关注于天然食品色素的开发和色素的生物功能研究。

随着科技的进一步突破，我们相信色素的研究将为人类带来更多的惊喜和应用前景。

微生物色素研究进展

优点：溶剂比较便宜，设备简单，操作简单易行，提取率较高。
缺点：提取的产品质量较差，纯度较低，有异味或溶剂残留，影响产品的应用范围。
3、碱提取法
碱提法主要是应用碱对多种生物物质的影响作用，
其提取效率虽不如有机溶剂提取率高，但从经济角度和安全性考虑仍有应用价值。
4、酸提取法
用酸法提取微生物天然色素也是一种比较常用的方法，提取效果也比较好。
微生物发酵法
3 β-类胡萝卜素的生产菌
克拉克须霉菌三孢布拉霉红酵母
克拉克须霉菌
该菌通过诱变比较容易获得 β-类胡萝卜素生物合成途径不同阶段的酶缺失突变株，因此是研究β类胡萝卜素生物合成基因表达、代谢调控等方面的好材料。
但是此菌种的产量低，培养72h的生物量仅为45g/L, β-类胡萝卜素产量仅为2.6mg/L，没有经济价值。目前主要用于实验室研究使用。
四、微生物色素的发展趋势
利用遗传育种技术对野生菌株进行改造，选育适合工业发酵的高产量菌株。正在应用基因工程技术，把在食品和医药上有价值的微生物色素基因组，转移到已证明对人类无毒害，要求培养条件价廉，色素提取技术简便的实验菌株中，以解决在开发过程中存在的主要问题。
五、天然色素提取方法
400倍稀释的红曲色素的溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜色相同，没有变化。 ❖ 着色性好:红曲色素对蛋白质或含蛋白质较高的原料的着色性很好。这些原料一经着色后再用水洗也很难洗去。 ❖ 安全性好
红曲色素的安全性很好。动物试验表明，食用红曲色素制作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现象。
β-类胡萝卜素的应用——化妆品领域
在口红、胭脂等化妆品中添加β-类胡萝卜素色泽丰满自然，又能保护皮肤起抗氧化作用。

食品工业中微生物色素的研究进展

２０１４１川
—
Ｊ『１４
第３５卷筇１期
ＦｏｏｄＲｅｓｅａｒｃｈ轰ｌ》ｅｅｌｏｐｍｅｎｔ
交菇磷究筠释
专题论述
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１４．０１．０３１
害、安全性高的特点。利用微生物生产天然色素可以解决天然色素原料稀少、成本高昂等诸多问题，更有利于工业化生产本文介绍的微生物色素，有红曲色素、栀子色素、类胡萝ｌ，素、黑色素、靛蓝等，对其特性、菌种选育、提取方法等
进行了综述，并对各种微生物色素如何进行工业化生产提出了建议。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｉｇｍｅｎｔ；ｆｏｏｄｓａｆｅｔｙ；ｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅ；ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔ
食品工业中微生物色素的研究进展
杨双春，李春雨，潘一
（辽宁石油化：ｒ大学环境与生物工程学院，辽宁抚顺１１３００１）
摘要：天然色素是指从动物和植物组织及微生物（培养）中提取的色素，具有色泽自然鲜艳，营养价值高，无毒无
Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎｉｍａｌｓａｎｄｐｌａｎｔｓｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｃｕｈｉｖａｔｉｏｎ．Ｉｔｈａｓｍａｎｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｎａｔｕｒａｌｂｒｉｇｈｔｃｏｌｏｕｒａｎｄｌｕｓｔｅｒ，ｈｉｇｈｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｖａｌｕｅ，ａｖｉｒｕｌｅｎｔ，ｈａｒｍｌｅｓｓａｍｌｈｉｇｈｓａｆｅｔｙ．Ｉｔｉｓａｇｏｏｄｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｒｃｅａｎｄｈｉｇｈｃｏｓｔｓ．Ｂｙｔｈｅｗａｙ，ｔｈｉｓｗａｙａｌｓｏｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｙｉｅｌｄｏｆｎａｔｕｒａｌｐｉｇｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｐｉｇｍｅｎｔ，ｍｏｎａｓｃｕｓｐｉｇｍｅｎｔ，ｇａｒｄｅｎｉａｐｉｇｍｅｎｔ，ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ，ｍｅｌａｎｉｎ，ｉｎｄｉｇｏｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｐｉｇｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｒｅｅｄｉｎｇｓｔｒａｉｎｓ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓｏｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｉｇｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．

色素在生物和医学中的应用及其新进展

色素在生物和医学中的应用及其新进展色素是一类广泛存在于自然界中的有色化合物，其种类繁多，包括植物色素、动物色素、微生物色素等。

色素不仅为生物提供了独特的颜色和美感，还在生物学和医学领域中发挥巨大作用。

一、色素在生物领域中的应用1、植物色素植物色素是植物体中的主要色素类别，包括叶绿素、类胡萝卜素、花青素等。

叶绿素是绿色植物叶片的主要色素，其可以吸收太阳光提供能量，参与光合作用。

而类胡萝卜素和花青素则可以帮助植物进行光保护和花色调控。

此外，植物色素还可以应用于食品、药品、化妆品等多个领域中。

如类胡萝卜素被广泛应用于营养保健品和防晒化妆品中，花青素则作为天然色素广泛应用于食品、化妆品等领域中。

2、动物色素动物色素包括黑色素、类红色素、黄色素等。

其中，黑色素是皮肤和眼中的主要色素，参与皮肤色泽调控、眼球光学调节等生理功能。

此外，黑色素还是生物防护机制的重要组成部分，能够抵御紫外线的损伤。

类红色素和黄色素主要存在于昆虫、节肢动物等生物中，参与生物色彩保护、性选择、捕食等行为。

3、微生物色素微生物色素是微生物体内的色素类别，包括类蓝素、类胡萝卜素、类黏菌素等。

这些色素具有广泛的应用前景，如类蓝素可以帮助治疗心血管疾病和抑制细菌生长，类胡萝卜素可以用于生物染料和食品保鲜等，类黏菌素则被用于抗菌、抗肿瘤等方面。

二、色素在医学领域中的应用及新进展1、黑色素在癌症治疗中的应用黑色素是皮肤和眼中的主要色素，其含量与癌症的发生密切相关。

近年来，科学家发现黑色素在癌症治疗中具有重要作用，可以通过靶向黑色素实现癌细胞的选择性杀死。

目前，已有一些黑色素针对性的抗肿瘤药物被开发出来，并已进入临床试验阶段。

2、花青素在抗氧化和预防疾病中的应用花青素是植物体内的一类天然色素，具有很强的抗氧化作用，可以预防疾病的发生。

近年来，研究发现花青素还能够预防老年痴呆症、高血压等疾病的发生，且具有较好的生物学安全性。

这些研究成果为花青素的开发和应用提供了新思路。

微生物在医药领域的应用与研究进展

微生物在医药领域的应用与研究进展微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌和病毒等。

多年来，微生物在医药领域的应用与研究取得了显著的进展，为人们的健康带来了巨大的益处。

本文将从抗生素、疫苗、生物染料和基因工程等方面，介绍微生物在医药领域的应用和最新研究进展。

一、抗生素的应用与研究进展抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌的药物，被广泛应用于临床医学。

青霉素是世界上第一种广谱抗生素，由毛霉属真菌产生。

随后，许多种由微生物产生的抗生素相继被人们发现和利用。

例如，链霉菌产生的青霉素、庆大霉素和红霉素及链霉素；放线菌属真菌产生的新霉素、四环霉素和卡那霉素等。

然而，随着抗生素的广泛应用，细菌的耐药性问题逐渐凸显。

细菌通过基因突变或获得抗生素耐药基因而产生耐药性。

为了对抗多药耐药细菌，科学家们通过分析微生物的基因组和转录组，研究微生物产生抗生素的机制及其耐药性基因的传播途径。

这些研究将为开发新的抗生素和抗菌药物提供重要依据。

二、疫苗的应用与研究进展疫苗是一种能够刺激人体产生免疫反应，预防疾病的生物制剂。

微生物在疫苗的开发中起到了重要的作用。

典型的例子是葡萄球菌和流感病毒等。

目前，科学家们正致力于开发新型疫苗，以对抗新兴和重大传染病。

例如，基于细菌和病毒基因工程技术的亚单位疫苗、重组蛋白亚单位疫苗和基因工程载体疫苗等。

微生物学的研究对于新型疫苗的开发和改良起到了重要的推动作用。

三、生物染料的应用与研究进展生物染料是一种由微生物产生的天然色素，具有多种应用潜力。

传统的染料主要由合成方法获得，但合成染料的制备过程对环境有害且成本较高。

与之相比，生物染料具有天然、环保和可再生等显著优势。

微生物通过代谢产生的色素可用于纺织、食品、化妆品和药物等领域。

例如，青霉素发酵过程中的降解产物可以用作染料；红曲霉（Monascus）菌产生的红曲色素可以用于制备食品添加剂。

研究人员还利用基因工程技术改良微生物的染料合成能力，进一步扩大了生物染料的应用范围。

微生物色素的研究进展

微生物色素的研究进展摘要：天然色素天然色素与人工合成色素相比有无毒、安全性高、色泽自然鲜艳、并有很高的营养价值和药理功能等优越性, 日益受到重视和青睐。

而利用微生物资源生产天然色素, 克服以动植物为原料生产天然色素的诸多缺点, 并且易于工业化。

因此, 采用微生物生产天然色素将逐渐成为天然色素来源的主流。

本文介绍了几种微生物色素以及他们的提取和应用。

关键词：微生物色素;色素种类，应用19 世纪中期以前, 人们应用比较粗制的天然色素作为主要的色素。

1856 年, Perkins 等首次合成了苯胺紫, 随着科技的进步和工业的发展, 合成色素迅速取代了天然色素在食品中的地位。

但随着毒理学的发展, 人们意识到合成色素不仅无任何营养价值, 而且污染大, 毒副作用严重。

因此, 开发更为安全高效的色素生产技术成为亟待解决的难点之一。

微生物能产生种类繁多的天然色素, 通过微生物发酵生产色素不受资源、环境和空间的限制, 是一种有效的天然色素生产途径。

国内外对微生物天然色素的生产进行了大量研究, 但主要集中于高产菌株的选育、培养条件的优化和产物的提取等方面。

由于传统的微生物发酵法制备色素存在所得色素价格较低、提纯工艺复杂及成本高等不足, 因此, 从分子水平阐释色素生物合成途径, 分离色素合成关键酶基因, 通过基因工程技术来改变微生物色素的组成和含量, 构建色素高产工程菌将是未来微生物色素生产和发展的主要方向。

本文概述了微生物色素的生物合成和遗传工程的研究进展, 为微生物色素的大规模生产提供参考。

微生物色素是一种次生代谢产物，一般是在菌体生长后期开始合成，其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质，菌体的生长过程受到限制时被启动的。

一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体失去合成这种物质的能力后照常生长。

1 天然色素的提取方法天然色素的主要提取方法有有机溶剂提取法，碱提取法，超临界CO萃取法，2微波萃取法等。

以下是几种常见提取方法的简单介绍。

微生物发酵产赤霉素的研究进展

2016年第35卷第11期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3611·化工进展微生物发酵产赤霉素的研究进展彭辉1，施天穹1，聂志奎2，郭东升1，黄和1，纪晓俊1（1南京工业大学生物与制药工程学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京 211816；2江西新瑞丰生化有限公司，江西新干 331300）摘要：赤霉素为植物五大激素之一，对植物生长具有多种生理作用，如调控植物的茎干延长、种子发芽、打破种子休眠、诱导开花等。

目前赤霉素已经广泛应用于农业、林业、酿造业等，具有很大经济效益和市场前景。

赤霉素的工业化生产主要通过藤仓赤霉液体发酵。

尽管赤霉素具有多样性的应用及巨大的经济效益，但高生产成本严重制约其广泛的应用。

本文首先介绍了赤霉素的生物合成途径以及赤霉素合成基因表达的调控机制，随后重点总结了赤霉素发酵过程的菌种、营养因素、发酵参数、发酵工艺以及下游分离提纯工艺等研究进展。

同时指出未来的研究重点在于利用新型的诱变方法与分子生物学方法选育高产菌株以及发酵工艺的革新，以提高赤霉素的产量，降低发酵成本，促进赤霉素的大规模应用。

关键词：赤霉素；萜类；发酵；藤仓赤霉中图分类号：Q 939.97 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）11–3611–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.034Fermentative production of gibberellins：a reviewPENG Hui1，SHI Tianqiong1，NIE Zhikui2，GUO Dongsheng1，HUANG He1，JI Xiaojun1（1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering，College of Biotechogy and Pharmaceutical Engineering，Nanjing Tech University，Nanjing 211816，Jiangsu，China；2Jiangxi New Reyphon Biochemical Co.，Ltd.，Xingan 331300，Jiangxi，China）Abstract：Gibberellins（GAs）are one of the five plant hormones which play an important role in plant growth and development. They affect stem elongation，seed germination，elimination of dormancy，flowering and so on. Gibberellins have been widely used in the agriculture，forestry and brewing industries，and have brought great economic benefits. The industrial production of gibberellins is based on submerged fermentation by Fusarium fujikuroi. Although gibberellins have a diversity of applications and huge economic benefits，high production costs severely restrict their widespread application. This review summarizes the metabolic pathway and the regulatory mechanism for gibberellins biosynthesis. Also，the strains，nutritional factors，fermentation conditions，fermentation techniques and separation and purification process are discussed in detail. Meanwhile，it is pointed out that the focus of future research should be placed on screening high-yield strains as well as improving fermentation technology，in order to reduce the production cost and achieve large-scale application of gibberellins.Key words：gibberellins；terpene；fermentation；Fusarium fujikuroi赤霉素（gibberellins，简称GAs），是一种天然的植物生长调节剂，属于生物体内的一类四环二萜类化合物，至今已发现136种，总称赤霉素类（GAs）。

生物染料的研究进展和应用

生物染料的研究进展和应用生物染料是指从生物体内提取的天然颜料，包括植物、细菌、真菌和昆虫等。

与化学合成染料相比，生物染料具有环保、天然、无毒、可降解等优点，因此在纺织、食品、化妆品、医药等领域应用前景广阔。

近年来，生物染料的研究热度逐渐升温，下面就生物染料的研究进展和应用做一些介绍。

一、植物染料植物染料常常来源于植物果实、花朵、根茎、叶子等部位，例如大叶女贞提取的紫色染料，龙舌兰叶子中的黄色素等。

植物染料具有天然、环保、微波辐射可促进提取等优点。

研究表明，一些植物染料不仅能染色，还具有抗氧化、抗菌、防晒等功能。

二、微生物染料微生物染料是指从细菌、真菌等微生物中提取的染料，例如赤芍二苷酸、利福平青霉素等。

微生物染料具有高效、可定制、可抗光变色等特点，但需要解决生长速度和生产成本等问题。

三、昆虫染料昆虫染料常常来源于某些昆虫的体内，例如蟹壳素是从壳蟹中提取的染料。

昆虫染料具有温和、无毒、无异味等特点，但产量有限，价格偏高。

生物染料的应用一、纺织业生物染料因为其环保、天然的特点，得到了纺织业的广泛应用。

生物染料不仅能够染出稳定的颜色，而且使得纺织品光泽度更高、滑爽度更好，并且一些生物染料还具有杀菌、抗氧化等功能。

二、化妆品生物染料已经被广泛应用于化妆品行业中。

在彩妆产品颜色方面，大部分采用的是合成染料，但是随着环保意识的增强，越来越多的品牌开始将天然、生物源染料应用于彩妆产品中。

三、食品生物染料在食品工业中也得到了广泛的应用。

食品染色剂可以用于调色和保鲜作用，在一些果汁、西点、糖果等中广泛被应用。

总结生物染料是一种具有重要前景的颜料。

目前的研究表明生物染料具有广泛的应用前景，同时也面临着一系列的瓶颈问题。

未来，生物染料的大规模应用需要在成本、产量等方面进一步优化，同时也需要更好地解决其稳定性和易性等问题。

卟啉代谢途径高价值产物及其微生物合成研究进展

卟啉代谢途径高价值产物及其微生物合成研究进展随着对卟啉生物合成和代谢途径的研究不断深入，越来越多的高价值代谢产物被发现，这些产物不仅在医药、化工等领域具有广泛应用，同时也被广泛运用在环境保护等方面。

本文将就卟啉代谢途径高价值产物及其微生物合成的研究进展进行综述。

一、卟啉代谢途径及其产物卟啉是生物体内的一种重要的天然生物色素，其在生物体内担任着多种生物学功能。

卟啉代谢途径主要包括：卟吩酸（ALA）路径、THB途径、Shemin途径、Chlorophyll途径等。

卟吩酸通常是作为卟啉合成途径的起始化合物，而后续的合成路径则各有特点和特有的酶促反应。

通过对卟啉代谢途径的研究，我们发现，除了卟啉自身以外，其代谢途径中还存在大量的高价值化合物，下面我们将陆续介绍这些产物和其生物学功能。

1. 卟啉类化合物卟啉类化合物包括各种卟啉类色素，如叶绿素、细菌叶绿素等。

这类化合物在植物、细菌等生物体内都起着至关重要的作用。

例如，叶绿素在光合作用中扮演着重要角色，而细菌叶绿素则可以被用于生物柴油的合成等领域。

2. 卟吩酸类化合物卟吩酸类化合物中，最为重要的是δ-卟吩酸和鞘氨醇卟吩酸。

这些化合物在医药、化工等领域具有广泛应用。

例如，鞘氨醇卟吩酸可以被用于白血病治疗，而δ-卟吩酸则可以用于光敏剂、化学试剂等领域。

3. 卟氨酸类化合物卟氨酸类化合物包括多种间系卟胱氨酸和缬氨酸。

这些化合物在免疫、生物学等领域具有重要的应用价值，例如间系卟胱氨酸可以用于体外诊断试剂。

4. 卟啉类代谢产物卟啉类代谢产物主要包括多种乙酰化卟胺、滴定阴离子等。

这些化合物在医学、环境保护等领域具有广泛应用，例如滴定阴离子可以被用于环境中的卟啉类有机污染物检测。

二、微生物合成卟啉代谢产物微生物在卟啉代谢途径中起着重要的作用。

利用微生物合成卟啉代谢产物可以实现代谢途径的定向调控和高效产物合成。

下面将介绍最新的微生物合成卟啉代谢产物的研究进展。

1. 合成δ-卟吩酸的微生物株最近的研究表明，一些细菌能够高效地合成δ-卟吩酸。

细菌的色素实验报告

细菌的色素实验报告细菌的色素实验报告引言：细菌是微生物界中最为广泛存在的一类生物，它们以其微小的身躯在我们周围无处不在。

然而，细菌的多样性和潜在的应用价值却往往被人们所忽视。

本次实验旨在探究细菌色素的特性及其可能的应用价值，通过实验结果的观察和分析，进一步了解细菌的多样性和生物学特性。

实验材料和方法：本次实验所需材料包括培养基、试管、移液管、显微镜等。

首先，我们从实验室中提供的细菌菌种中选取了数种不同类型的细菌，分别进行培养。

接着，将细菌培养液分别加入不同的培养基中，以观察其生长情况。

随后，我们使用显微镜对培养好的细菌样本进行观察，并记录下其形态特征和颜色变化。

实验结果：经过一段时间的培养，我们观察到不同细菌菌种在不同培养基上呈现出了明显的色素变化。

其中，某些细菌在特定培养基中呈现出红色、绿色、黄色等不同的颜色。

这些色素的产生可能与细菌的生物代谢过程中的产物有关。

通过显微镜观察，我们还发现不同细菌的形态特征存在差异，有的呈球状，有的呈杆状，这也与其色素的产生有一定的关联。

讨论与分析：细菌色素的产生是细菌生物学特性的一部分，其产生的机制与细菌的代谢过程密切相关。

在特定的生长环境中，细菌通过代谢产生的物质可能会与培养基中的成分发生反应，从而导致颜色的变化。

这种色素的产生可能与细菌的营养需求、氧气浓度、温度等因素有关。

因此，通过观察细菌的色素变化，我们可以更深入地了解其生长环境和代谢特性。

细菌色素的应用潜力也是本次实验的一个重要方面。

色素在生物学、医学、食品工业等领域具有广泛的应用价值。

细菌色素可以用于生物染料的制备，如细菌产生的红色色素可以用于染色实验中。

此外，在食品工业中，细菌色素也可以用于食品的着色，为食品增添美观和吸引力。

此外，细菌色素还可以作为生物传感器的标记物，用于检测环境中的污染物质等。

结论：通过本次实验，我们成功地观察到了细菌色素的产生和变化，并对其应用潜力进行了初步的探讨。

细菌色素的产生与细菌的代谢过程密切相关，通过观察细菌的色素变化，我们可以进一步了解其生物学特性和多样性。

微生物色素的合成与应用研究

微生物色素的合成与应用研究微生物色素之所以被广泛关注和研究，是因为它们能够对人类生产生活和医学领域做出巨大的贡献。

在这篇文章中，我们将介绍微生物色素的合成与应用研究，为你揭开微生物色素背后的神秘面纱。

一、微生物色素的概述微生物色素是生物合成的，其在微生物中扮演着重要的生理和生态角色。

微生物色素的种类繁多，常见的微生物色素包括类胡萝卜素、葫芦巴黄素、葡萄糖胞外多糖、蝇虎素、吗啉红素、金黄色素等。

这些微生物色素种类不同，在化学结构、发色性质及生物活性等方面均存在巨大的差异，而它们的合成路径也是各自不同的。

二、微生物色素的合成微生物色素的生物合成途径十分复杂，包括途经多个关键酶催化的反应步骤，其中包括多种化学反应，例如羟基化反应、羧化反应、烷基化反应等。

通过这些反应，微生物色素的原料化合物被合成为色素。

目前，人们研究了多种微生物色素的合成途径，其中最为典型的就是类胡萝卜素的生物合成途径。

类胡萝卜素是一种广泛存在于植物和微生物中的胡萝卜素，它具有很好的抗氧化和保健作用。

类胡萝卜素的生物合成途径包括三个主要的反应阶段：脂肪酸合成阶段、异戊二烯合成阶段和类胡萝卜素合成阶段。

在类胡萝卜素合成阶段，类胡萝卜素结构由8个异戊二烯单元（IPP）和3个二异戊烯单元（DMAPP）合成而成，具体的反应路线如下图所示：通过实践证明，微生物色素生物合成途径的探索不仅有助于解释微生物色素的化学结构和生物活性，也可以为合成新的类胡萝卜素类天然产物的生产提供参考。

三、微生物色素的应用由于微生物色素在生物体内具有重要的生理生态功能以及与健康密切相关的保健功能，因此这些生物素已经成为人们广泛关注的研究热点，而这也为微生物色素在生产和应用层面上的发挥提供了良好的支撑。

目前，微生物色素在光伏材料、荧光染料、生物传感、医疗诊断和治疗等领域中都有着广泛的应用。

例如，金黄色葡萄球菌产生的金色素就广泛应用于化妆品、纺织品染色等领域；氨基芘则被广泛应用于环境光污染监测、荧光染料、高效传感器等方面。

黑色素形成机理、生物学功能和应用开发的研究进展

生物资源2020,42(6 ):652〜659Biotic Resources综述DOI ： 10. 14188/j. ajsh. 2020. 06. 006黑色素形成机理、生物学功能和应用开发的研究进展陈海雁，陈向东，俞黎挪(武汉大学生命科学学院学院，湖北武汉430000)摘要：黑色素（melanin)是一类化学结构极其复杂、非均质的酚类或吲哚类物质聚合体，是自然界中M为丰富的天然色素，广泛存在于各种动物、植物和微生物中根据合成途径和中间代谢产物的不同，黑色素主要可分为为真黑索（eumelanin)、棕黑素（pheomelanin)、异黑色素（allomelanin)三大类。

其中异黑色素又包括脓黑素（pyomelanin)、1, 8 _二轻基萘(dihydroxyna丨Aalene,DHM)黑色素等基于黑色素的生化功能，它们在1:业、医药、农业中都有广泛用途，是重要的生物资源.木文主要介绍天然黑色素在动植物和微生物中的合成途径、生物学功能以及有潜力的获取方法和应用前景关键词：黑色素；合成途径；酪氨酸酶；提取；应用中图分类号：Q939.97 文献标识码：A 文章编号：2096-3491(2020)06-0652-08B iosynthesis, function and applications of m elaninCHEN Haiyan , CHEN Xiangdong" , YU Lishan(College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430000, Hubei, China)Abstract ：M elanin is a kind of phenol or indole polymers which is heterogeneous with extremely complex chemical structure . It is the most abundant natural pigment and widely exists in various anim als, plants and microorganisms. The main types of melanin are eum elanin, pheom elanin and allomelanin. A m ong them, allomelanin includes pyomelanin and 1,8-dihydroxynaphthalene (D H N) melanin. Based on the biochemical function, melanin is widely used in industry, medi cine and agriculture as im portant biological resources. This paper focuses on the biosynthesivS and biological function of ncitural melanin in anim als, plants and m icroorganism s as well as the potential acquisition m ethods and applications.Key w ord s：m elanin；biosynthesis；tyrosinase；extraction；application〇引言黑色素（m elanin)是一类化学结构极其复杂、非均质的酚类或吲哚类物质聚合体，是自然界中最为丰富的天然色素，广泛存在于各种动物、植物和微生物中。

微生物对食品中的色素生成和降解

微生物对食品中的色素生成和降解随着人们对食品品质和安全的要求越来越高，食品中的色素生成和降解过程备受关注。

微生物在这个过程中的作用不可忽视，它们不仅可以参与食品色素的生成，还能促进色素的降解。

本文将探讨微生物在食品中色素生成和降解方面的作用和影响。

一、微生物参与食品色素的生成食品中的色素生成可以通过微生物的代谢过程实现。

微生物的生长和代谢活动会产生各种代谢产物，其中包含着具有色素特性的化合物。

以下是微生物参与食品色素生成的几个典型例子：1. 发酵过程中的微生物产生的色素在食品发酵过程中，微生物的代谢活动会产生一些特殊的色素。

比如，在红曲米酒的酿造过程中，红曲霉菌的生长会释放出红曲色素，使得米酒呈现出红色。

此外，乳酸菌的代谢过程也会产生一些色素，为酸奶等乳制品赋予了丰富的颜色。

2. 微生物产生的色素添加剂为了提高食品的色彩和吸引力，食品生产企业常常使用微生物合成的色素添加剂。

比如，番茄红色素是由微生物发酵生产的，可以用于某些饮料和食品中作为天然色素。

二、微生物促进食品色素的降解除了参与食品色素的生成外，微生物还可以促进食品色素的降解，从而影响食品的色彩稳定性。

以下是微生物促进色素降解的几个典型例子：1. 微生物代谢酶的作用微生物代谢酶能够降解一些食品中的色素，使其失去颜色。

比如，一些细菌和真菌中的酪氨酸酶可以将酪氨酸降解为一氧化碳和氨基酸，从而降解一些色素。

2. 微生物代谢产物的作用微生物生长和代谢过程中产生的一些代谢产物也能够影响食品中色素的稳定性。

比如，酵母菌发酵产生的乙醇、酸菌发酵产生的酸等能够改变食品中色素分子的结构，从而降解色素。

三、微生物对食品色素生成和降解的影响微生物在食品中色素生成和降解过程中起到了重要的作用，对食品的质量、色彩、营养等方面都有一定的影响。

1. 质量和安全性微生物生成的色素可能会对食品的质量和安全性产生影响。

一些食品中的微生物产生的代谢产物可能具有毒性，对人体健康有害。

胆色素及其衍生物的生物合成及研究进展

胆色素及其衍生物的生物合成及研究进展胆色素是一种紫红色的天然色素，广泛存在于动物、植物和微生物中。

它在生物界中发挥着重要的物理、化学和生物学功能。

在动物体内，胆色素主要存在于胆汁和红细胞中，是由血红素在体内代谢产生的。

而在植物中，胆色素则参与了光合作用和营养物质的转运等生理过程。

此外，在微生物中，胆色素的产生与其竞争和适应不同环境有关。

胆色素的生物合成已经成为当前生物学领域的研究热点。

在细胞内，胆色素的合成是一个复杂的过程，涉及到多个酶和基因的协同作用。

目前，研究人员已经初步掌握了胆色素的生物合成途径和关键酶，认为胆色素的合成主要包括三个步骤：血红素的合成、血红素的去金属化和胆色素的环合反应。

血红素的合成是胆色素生物合成的第一步。

血红素是体内最重要的色素之一，是由铁离子和卟啉结合而成的黑色氧化铁卟啉配合物。

血红素的合成是一条复杂的途径，涉及多个基因的表达调控和各种酶的催化作用。

在血红素的合成过程中，一个关键的酶是δ- 氨基莫尼酸叠氮酶(PBG-D)，它是一种专门催化δ- 氨基莫尼酸（ALA）转化为卟啉的酶。

此外，过氧化物酶也是血红素生物合成途径中一个关键的酶，在体内催化血红素的合成和稳定。

血红素的去金属化是胆色素生物合成的第二步。

在细胞内，血红素通常是由血红素氧合还原酶(HO)催化成胆绿素。

此外，苯丙环酮氧合酶(PPO)也是血红素的去金属化过程中一个重要的酶，它是一种同源催化酶，在细胞内广泛存在。

胆色素的环合反应是胆色素生物合成的第三步，它涉及到多个酶的协同作用。

重要的酶包括桥胆烷合成酶、羟乙基桥胆烷合成酶、羧基桥胆烷合成酶等，它们能够催化胆色素的形成。

此外，卡曼胆红质合成酶(KDHC)也是胆红素合成途径中一个重要的酶，催化胆红素的合成。

总之，胆色素的生物合成途径非常复杂，涉及到多个基因和酶。

虽然研究人员已经取得了一定的进展，但是我们仍然需要进一步深入研究，以更好地理解胆色素的生物合成过程。

随着越来越多的研究人员对胆色素的合成和应用进行了深入探究，胆色素及其衍生物的研究已经成为了当前领域的热点话题。

微生物合成生物色素的机制与应用

微生物合成生物色素的机制与应用生物色素是一种天然有机颜料，通常存在于植物、动物和微生物中。

与化学合成颜料相比，生物色素具有环保、生物降解性、发色亮丽且不易脱落等优点，并因此成为各个领域的研究热点。

微生物合成生物色素是一种新型的生物合成技术，本文将会探讨微生物合成生物色素的机制与应用。

一、微生物合成生物色素的机制微生物合成生物色素的机制是利用微生物体内的代谢途径合成生物色素。

微生物体内有许多代谢途径，例如菌体内的五碳糖合成途径、异戊烷代谢途径和叶酸合成途径等，这些途径中的酶可将微生物体内的产物转化为生物色素。

其中最常见的生物色素合成方式是酵母菌在细胞内合成的呈现鲜艳红色的胡萝卜素（Carotenoids）。

这种酶催化的反应中，酵母菌体内的异戊烷代谢途径会转化为蕃茄红素（Lycopene），而随后再深度氧化才能生成β-胡萝卜素（β-Carotene）等生物色素。

除了酵母菌以外，其他微生物体内的代谢途径也可以生成生物色素，例如生物荧光素的合成就来自于细菌体内，这种生物色素的合成需要靠一个叫做荧光素酶的酶来催化，而荧光素酶可帮助原生质体从氧气当中提取高能荧光素分子，再通过化学反应，将荧光素分子转化为蓝色、绿色或红色的生物荧光素。

二、微生物合成生物色素的应用微生物合成生物色素的应用非常广泛，许多工业领域都在使用这种技术。

以下是几个微生物合成生物色素的应用例子。

1. 食品颜料食品添加剂是微生物合成生物色素的最大用途之一。

与化工颜料相比，生物色素通常具有无毒、易于降解、环保的优点。

合成的微生物色素可以让食品呈现出不同的颜色，既美观又安全。

例如：蕃茄红素可作为一种食品红色素，而β-胡萝卜素则可作为一种食品黄色素。

同时，蓝藻也被广泛应用于食品颜料中。

2. 医学领域微生物合成生物色素被广泛用于医学领域，例如诊疗、预防疾病等。

许多生物荧光素的合成工艺被用于生物学研究，这些生物荧光素可以通过荧光显微镜来观察细胞的活动。

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济价值。目前主要用于实验室研究使用。
三孢布拉霉菌
它属于毛霉目，笋霉科三饱霉属的菌种，生长十
分迅速，生物量高，培养48h每L发酵液可获50g 以上的干菌体。
产色素的能力强，培养5-6d，总胡萝卜素产量在
1g/L 以上，其中 80-90%为β-类胡萝卜素。该菌
是实现工业生产的好菌种。国际上实验室水平已
品包装
液固发酵（液－固发酵）
先用种子罐液体培养种子，代替固体种曲接种，后用固体培养发酵，简称液─固法，适用于产量大的红曲厂。它与传统工艺生产不同的是：纯种培养制种；提高发酵厚度（占地面积少，节省厂房）；采用通风
措施和自控设备装置来控制培养品温；利用烘干设备
进行成品干燥等。同时，产品质量比较稳定。这种液体种子培养法有利于实现机械化，缩短种子培养时间，质量好，生长繁殖速度快等，提高了红曲质量，同时有利于科学管理。
色或不呈色，但使培养基呈色，称水溶性色素。
微生物色素是一种次生代谢产物，一般是在菌体
生长后期开始合成，其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质，菌体的生长过程受到限制
时被启动的。
一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体
失去合成这种物质的能力后照常生长。
微生物色素是由色素基因编码的酶决定的，具有种的特性。色素合成酶对底物的特异性不高，某一种酶的催化活动被外界因素或内部因素抑制时，就会产生完全不同的色泽。
点是地面培养红曲（或竹匾、曲盒培养），工具设备
简陋，代代相传。现在仍应用于小红曲厂家或农村家
庭副业红曲制造，如浙江省义乌、兰溪、金华等地农村。其生产工艺流程如下：
液态发酵（液－液发酵）
此法主要用于生产水溶性的红曲红色素，在我国有十多年的历史。其主要特点是从种子培养到制曲都处于液体环境，生产的色素发酵期短，色价高，水溶性好，产品收得率也较高。
点。
微生物色素的数量，远远超过已知植物色素的数量，但许多有食用价值的微生物色素至今开发应用甚少。尽管产色素的微生物数量甚多，然而在发酵过程中，产生色素的同时，也往往产生毒素。毒素由磷脂、碳水化合物、蛋白质或蛋白质复合物组成，在胞内或分泌到胞外，使发酵液成份较复杂，提纯色素工艺要求较高，常规方接很难得到较纯的产品。野生菌株色素产量一般都比较低，作为生产菌不仅增加提纯的困难，而且也增加产品的投资，减少了盈利。作为一种新开发的微生物色素，不仅纯度要求较高，其毒理学试验要求也较高，产品不易得到认可。而不像植物色素那样，因为植物色素提取过程简单方便，许多都是农副产品，经过深加工后制得的天然色素的安全性高。
C21H22O5
354
Me O O Me O O
红曲玉红胺
Monascorubramin e
COC H 7 15
Me NH
红色
C23H27NO5
381
O O Me O O
COC
红斑红曲胺
Rubropunctamine
5
H 11 Me NH
红色
C21H23NO4
353
O O Me O
安卡红曲黄素
Ankaflavin
日本广井忠夫等认为还有5-6种色素成分存在于红曲色素中。
表1 红曲色素的种类
色素种类色素颜色橙色分子式 C23H26O5 分子量 382
O O Me O
结构式
COC 7 H 15 O Me
红曲玉红素
Monascorubrin
红斑红曲素
Rubropunctatin
COC H 11 5
橙色
耐热性好
在一般的加工温度下其颜色不会发生明显变化。在酸碱度为中性范围内加热时也比较稳定。
耐光性好
红曲色素对日常光线是比较稳定的，乙醇溶液对紫外线相当稳定。在太阳光强烈直射下则色泽减弱。
2 红曲色素的基本特点（二）
不受金属离子的影响在1000倍稀释的红曲色素的溶液中加入0.01mol钙离子、镁离子、铜离子，经48小时以后，其红曲色素的残存率均达97 ％以上。不受氧化剂和还原剂的影响 400倍稀释的红曲色素的溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜色相同，没有变化。着色性好:红曲色素对蛋白质或含蛋白质较高的原料的着色性很好。这些原料一经着色后再用水洗也很难洗去。安全性好红曲色素的安全性很好。动物试验表明，食用红曲色素制作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现象。
四、微生物色素的发展趋势
利用遗传育种技术对野生菌株进行改造，选育适合工业发酵的高产量菌株。正在应用基因工程技术，把在食品和医药上有价值的微生物色素基因组，转移到已
证明对人类无毒害，要求培养条件价廉，色素提取技
术简便的实验菌株中，以解决在开发过程中存在的主要问题。
五、天然色素提取方法
培养基成分对色素产生影响很大，不仅包括培养基的
性质，而且还有培养时间，尤其是培养基的pH对色素的性质和强度有显著的影响。因此，不同种类的菌株可能需要不同的适合于产色素的培养基。
二、微生物色素的应用
食品工业中:天然色素
纺织工业中：织物的染色
三、微生物色素的优势
食用天然色素：
基本是植物色素，主要是从植物组织中提取
有甲醇、乙醇、丙酮、石油醚等。优点：溶剂比较便宜，设备简单，操作简单易行，提取率较高。缺点：提取的产品质量较差，纯度较低，有异味
或溶剂残留，影响产品的应用范围。
3、碱提取法
碱提法主要是应用碱对多种生物物质的影响作用，
其提取效率虽不如有机溶剂提取率高，但从经济
角度和安全性考虑仍有应用价值。
Hale Waihona Puke COC 7 H 15黄色
C23H30O5
386
Me O O O Me O
COC 5 H 11
梦那红曲素
Monascin
Me O
黄色
C21H26O5
358
O O Me O
红曲色素的基本特点（一）
对碱度稳定当酸碱度极度上升时，它的水溶液颜色才会发生变色，乙醇溶液在酸碱度pH11时仍保持稳定的红色。
水提法
有机溶剂提取法
碱提取法
酸提取法
超临界CO2萃取法
微波萃取法
1、水提法
水提法是最早采用的一种提取方法。该方法所需
要的设备比较简单，比较容易操作。效率比较低，时间长，目前很少单独采用，而是与其他方法如微波、超声波等结合使用。
2、有机溶剂萃取法
是目前微生物色素提取最常用的方法。常用溶剂
其生产工艺流程如下：
平板与斜面培养（7－8天）→ 种子液培养（24－26小时） → 一级种子罐培养（7－8小时）→ 二级种子罐培养（7－8
小时）→ 发酵罐发酵（70－75小时）→ 板框压滤浸泡滤
渣（用70％－80％酒精浸泡搅拌约28－36小时）→ 再次压滤真空浓缩（回收酒精）→ 喷雾干燥成粉状红曲红→ 成
六、微生物色素发酵工艺研究进展
固定化细胞技术
菌种联合培养
色素高产突变株的选育
产天然色素基因工程菌的构建
七、主要的微生物色素
红曲色素 β-类胡萝卜素黑色素靛蓝
（一）红曲色素
红曲色素是红曲霉在生长过程中产生的一
系列色素的总称，它是世界上目前唯一一种用微生物发酵生产的食用色素。红曲色素在红曲霉所产生的代谢产物中研究最早、研究最多，长期以来作为食品着色剂使用。与已知的其它天然色素相比，它有很多优点。
极少是动物和微生物色素植物色素缺点：产生天然色素的许多植物都是热带植物，原料来源不易保证。有人提出采用植物细胞的培养技术，可从根本上解决原料的供给，产出质量稳定的产品。但目前这种
方法在经济上造价较高，仍行不通。另一方面用细胞培养技
术生产天然色素还有许多技术问题尚未解决。利用微生物工业发酵来生产色素，有可能克服上述存在的缺
的高。
微生物发酵法
3 β-类胡萝卜素的生产菌
克拉克须霉菌
三孢布拉霉
红酵母
克拉克须霉菌
该菌通过诱变比较容易获得 β-类胡萝卜素生物
合成途径不同阶段的酶缺失突变株，因此是研究 β-类胡萝卜素生物合成基因表达、代谢调控等方
面的好材料。
但是此菌种的产量低，培养72h的生物量仅为4-
5g/L, β-类胡萝卜素产量仅为2.6mg/L，没有经
3 红曲色素的应用
红曲色素由于具有许多天然色素的优
点，在食品加工业中具有广泛的应用。主要应用于肉制品、面制品以及饮料和调味料的着色。
4 红曲生产工艺
传统固－固发酵液态发酵（液－液发酵）
液固发酵（液－固发酵）
传统固－固发酵
传统工艺适合小型或家庭作坊式生产红曲。其主要特
4、酸提取法
用酸法提取微生物天然色素也是一种比较
常用的方法，提取效果也比较好。
酸法提取需要消耗大量的酸，提取废液对
环境污染比较大，且如果pH值调节不好会对色素的结构及稳定性产生影响。
5、超临界CO2流体萃取法
超临界二氧化碳流体萃取是近二十年发展起来的
一种新型物质分离、精制技术。它兼备有气体低粘度、高扩散和流体的高密度、大溶解度两方面的特点。由于超临界CO2，提取工艺简单，能耗低，萃取
（二）β-类胡萝卜素
β -胡萝卜素是多种胡萝卜素中的一种，是维生
素的前体，也称维生素原，它的稀溶液呈橙黄色至黄色。 β -胡萝卜素广泛存在于植物、藻类和真菌中，但动物和人体内不能合成胡萝卜素，必须从外界摄
取。
1 β-类胡萝卜素的应用——食品领域
是重要的食品添加剂和食品强化剂，主要用作色素和营养强化剂。广泛用作黄色着色剂以代替油溶性焦油系着色剂。常用于奶油、干酪、蛋黄酱、食用油脂、人造奶油、起酥油、糕点和面包等。在果汁中与维生素C合用，可提高稳定性。为使其分散于水中，可采用梭甲基纤维素等作为保护胶体制成胶粒化制剂，从而广泛用于橘汁等清凉饮料、糕点、冰淇淋、干酪等食品中。