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我国红曲业成就有几何(上)
来源: 《华夏酒报》  2007-01-22 15:37 作者:傅金泉
     我国红曲生产与应用历史悠久,据唐代《初学记》引王粲《七释》就有“西旅游深、御宿素粲、瓜州红曲、参糅相半、软滑膏润,入口疏散”的记述。红曲的培养技术在酿造史上是独一无二的,红曲应用于医药和食品发酵,是我国古代伟大的发明和创造,在世界微生物史上有重要意义,是我国宝贵的科学文化遗产。近几十年,我国在采用现代高新技术改造传统红曲生产与应用方面取得新的成就,为经济建设和人类健康作出重大贡献,主要有以下方面。
     1 采用太空育种,培育红曲新菌种,开发航天生物制品———天曲
     中国空间技术研究院空间生物实验室主任、航天生物专家谢申猛博士,在联合国和平利用外层空间第47届年会上,作为中国政府代表,在会议上首次提出了利用航天生物技术研制他汀与硒的复合体的思路,并于2001年成功筛选出他汀含量成倍提高、耐硒性能显著增强的优质Monascus菌株(红曲菌),成为我国第一个航天生物制品———天曲,引起国内外的广泛关注。
     神舟一号飞船主要搭载的天曲母菌经地面筛选后,不但他汀产量提高了一倍多,耐硒能力显著增强,而且他汀的活性是胆固醇合成酶活性的10000倍,硒的抗氧化力是维生素E的400倍,是不含青桔霉素的天曲母菌。天曲是多种天然他汀与硒的有机复合体,而他汀与硒在地面上是无法有机复合的,实现他汀与硒的有机复合是航天生物技术对医学的重大贡献。
     他汀类制品是世界上公认的用于心脑血管病防治的首选药物,而硒是强力抗氧化剂和保肝因子,他汀与硒的复合,减小了它的副作用,是“太空健康食品”。为纪念“神舟”号创造的生物学奇迹,我国科学家将这株母菌命名为“天曲”。
     在太空环境中引起微生物诱变的主要因素是宇宙射线和微重力,其机理是:由于高能粒子的作用引起生物遗传物质的DNA的损伤而导致生物产生可遗传的变异。而微重力通过增强生物材料对诱变因素的敏感性,使染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生,微重力对生物的激素分布,钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。研究还表明,微重力可能干扰DNA损伤修复系统的正常运转。
     天曲牌益脂康片是我国第一个航天生物产业化基地东方红航天生物产业化基地生产的,该生产基地包括大型生物实验中心、中试车间和十万级超净生产厂房,可实现实验-研发-设计-试制-生产一条龙。产品严格按照国际GMP标准组织生产,具有国际领先水平。
     2 功能红曲的研究与应用
     红曲的医药价值早在明代李时珍巨著《本草纲目》中就有详细记载,它的引用资料是元代医学家朱丹溪著的《丹溪补遗》。
     北大维信生物科技有限公司是北京大学和新加坡资深跨国集团维信有限公司合资兴办的高科技企业,它致力于利用现代科技手段整理和挖掘祖国医药宝库,继承传统医学精华,生产由红曲精制而成的血脂康胶囊,其工艺具有科学性和独特性,它与普通红曲不同的是这种红曲含有胆固醇合成酶抑制剂Lovastatin,是一种降脂红曲,运用现代生物技术发酵而成。产Lovas-tatin的红曲霉菌种的筛选是以北京大学张茂良教授为首的课题组十年来的研究结晶,最终从80多种红曲菌株中获得一株高产稳产Lovastatin的菌株。
     血脂康胶囊中的化学组成较复杂,具有多种有效成分。目前,以Lovas-tatin作为质量控制标准,其定量方法用高效液相色谱方法,同时参照紫外分光光度法,具有极高的分析精密度和灵敏度。
     除此之外,课题组对其他降脂有效成分也进行了一系列的定性和定量研究。初步结果表明,血脂康胶囊中还含有不饱和脂肪酸、甾醇、异黄酮及其甙、皂甙及其甙元、Lovastatin类似物(开环形甙或与糖结合成甙)以及Se,Zn等微量元素。不饱和脂肪酸以单烯(油酸)和二烯酸(亚油酸)为主要组分。也检测到少量三烯、四烯及五烯组分。甾醇主要包含有B-sitosteroi,Campesterol和Stigtnasterol,Lo-vastatin类似物,在血脂康胶囊中有很高含量,但是开环形甙与糖结合形成的甙,尚需进一步研究。异黄和皂甙类有多种形式,对心血管疾病具有很好的防治疗效;同时,血脂康还可治疗由高脂血症和动脉粥样硬化引起的冠心病及其心血管疾病。
     中国中医研究院等对浙江义乌天然色素实业公司所产的红曲色素进行了动物试验。试验证明,红曲红色素的确能降低血脂。由此,结论认为,“有改善小鼠脂代谢紊乱的作用,表现为降文章来源华夏酒报低血清甘油三脂、降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇,升高高密度脂蛋白胆固醇的作用”。这说明红曲也有良好的保健功效。
     采用现代生物技术,筛选功能红曲的优良高产菌株,如浙江义乌章舸生物工程有限公司的9798红曲霉菌株、湖北武汉佳成生物科技有限公司等。由于优良的菌种和科学先进的工艺,使莫钠可林含量可达1 %以上,比以前提高了几十倍,达到较高的先进水平。培育新菌种,开发新产品,创造新工艺、研究新的有效成分仍然是今后功能红曲生产研究的课题和方向。
     在红曲保健产品开发方面已开始起步,如浙江义乌丹溪酒业有限公司生产的红曲酒和红曲醋等,其他还有红曲啤酒、红曲饼干、红曲蛋糕等。红曲保健食品还有待研究使其形成产业化,以满足我国广阔的市场需要,为人类健康服务。
     3高色价红曲技术和纯种红曲酿酒新技术
     随着我国科学技术的发展,红曲生产不断采用新菌种、新技术、新设备和新工艺,并对传统工艺不断进行技术改革和创新,使色曲和酒曲在质量和出曲率上有很大提高。如色曲的色价达到2000~4000 u/g,比GB4926-85红曲米的国家一级标准800提高了2.5~5倍。并生产偏红或偏黄的曲,以供不同的需要。
     武汉佳成生物科技有限公司、浙江义乌天然色素实业公司等都具有一定的生产规模。广东江门科隆生物技术有限公司、宁夏瑞德有限公司等,采用液体深层红曲发酵新技术生产红曲红,实现了红曲色素生产机械化,并制订了GB 15961-1995红曲红国家标准。这是我国红曲色素生产上的一项重大创新,特别是江门厂红曲霉深层发酵技术有很大提高。
     目前,我国红曲生产都采用厚层通风制曲法来替代传统红曲生产工艺。其特点:采用红曲霉纯种培养技术;曲池厚层制曲;利用通风装制和自动控温技术等。其优良红曲霉菌种有衢州3号(AS3·5902);浙江工大SM001,SM005;上海工业微生物所的P1248。中国科学院微生物所推广的11株红曲霉优良菌种,其中制色曲的有:AS3·913,AS3·914和AS3·983;可用作酿酒的有:AS3·555,AS3·920,AS3·976,AS3·986,AS3·987和AS3·2637。作色曲或酿酒兼用的有:AS3·972,AS3·986和AS3·987。在11株菌中AS3·555,AS3·976在分类上属变红红曲霉群外,其他各株均属红曲霉群。李钟庆先生还发现了新种,它为我国红曲生产纯种化提供优良菌种指明了发展方向,为我国红曲业作出了重大贡献。
     近年来,又研制采用液体红曲种子代替传统的代代相传的固体红曲接种新工艺。其优点是:液体红曲种子质量高于固体红曲种,繁殖力快而强,可缩短生产周期。如武汉、浙江、江苏、安徽等都采用此法。
     这种所谓“液体、固体两步法生产红曲”的方法,早在20世纪80年代初,上海市工业微生物研究所已研究成功并生产,研究成果文章发表在1980年《工业微生物》的第4期上。浙江工大魏培莲等的“红曲排液-固两步法生产红曲米的研究”文章发表于浙江工大周立平等主编的《2000东方红曲国际学术研讨会论文集》上。
     红曲霉所产生的有害真菌毒素———桔霉素,是我国古老红曲生产碰到的新问题,引起我国红曲业的极大关注和有关部门的研究。1981年,香港中文大学Hinchung.Wang等人首次分离出红曲中的一种抑菌因子,命名为Monascidin A。法国学者Philippe j.Blanc-T于1995年首次在红曲霉培养物中检测出桔霉素。江苏无锡轻工大学许赣荣先后发表文章,“红曲产品在欧州的合法地位、菌种分类及有害物质桔霉素”发表在《酿酒科技》1998年的第6期上和“浅谈红曲霉桔霉素”发表在《酿酒科技》1990年的第3期上,介绍了桔霉素的产生菌种(株),桔霉素的代谢途径;有关理化性质,以及如何控制产生的方法等,引起国内外的关注。
     目前,我国桔霉素的检测方法主要有高效液相色谱法、薄层层析法等。如中科院成都生物所赵海等,天津轻工业学院宫慧梅等都采用双向薄层层析法,称这种方法简单易行,容易掌握,该方法标准品的回收率为100 %,样品标准加样回收为85 %。中国食品发酵工业研究所提出采用微生物混合发酵法,但未能解决桔霉素问题。据浙工大周立平报道,1999年9月,PojoBlanc博士访问工大时,在红曲米生产企业现场取样红曲米(500 kg大米量/曲池,色价>2000 μ/g,回国后经HPLC测定,桔霉素含量低于1 μ/g,后又经用免疫附层析法测定,结果为0.07 μ/g。由此可见,通过菌种优选可以解决固体红曲的安全等问题。
     关于纯种红曲酿造黄酒,作者曾于1971年在《微生物》资料汇编第二集发表了《红曲和乌衣红曲研究初报》。经十几年生产实践证明是可行的,纯种红曲发酵中添加糖化酶和黄酒干酵母发酵,解决了传统红曲黄酒生产容易造成的酸败现象,并提高了出酒率。

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编辑:张怡
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