精氨酸等物质对紫色红曲菌产Monacolin K及红曲色素的影响

朱倩倩，张 函，王海蛟，李颖慧，焦 梓，石嘉辰，王成涛,2，张 婵,2，*

(1.北京工商大学 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心，北京 100048,2.北京工商大学 北京市食品添加剂工程技术研究中心，北京 100048)

红曲历史悠久，盛产于福建，最为著名的是古田红曲，常应用于黄酒酿造、食品发酵以及色素生产等领域[1-2]。红曲菌发酵可产生多种次级代谢产物，如Monacolin K[3]、红曲色素[4]、γ-氨基丁酸[5]以及真菌毒素桔霉素[6]等，红曲色素是红曲菌在次级代谢过程中产生的一种由多种聚酮化合物组成的混合物[7]。天然红曲色素具有抗菌、抗氧化等生物活性，具有广泛的应用前景。

Monacolin K也是一种有益的次级代谢产物，是具有生理活性的聚酮类物质，1979年日本远藤章教授在红色红曲菌(Monascusruber)发酵液中首次发现，并发现其可以减少胆固醇合成[8]。但由于Monacolin K产量较低，极大限制了红曲菌的应用。目前提高Monacolin K产量的方法主要有2种：一是通过优化发酵条件或者改进培养基组分[3]；二是通过基因工程手段，如基因敲除及过表达等方法[9-10]。

实验前期以野生型菌株M1为实验菌株，通过在培养基中添加谷氨酸，发现Monacolin K产量提高了3.5倍[11]。利用HPLC-MS检测代谢物，进行非靶向代谢组学分析，发现添加和未添加谷氨酸的2组发酵液样本中共检测到上千种差异代谢物，根据筛选标准(FC>2、P<0.05、VIP>1)，最终筛选到可能与次级代谢产物Monacolin K的合成有关的10种物质，分别是精氨酸、L-苹果酸、D-葡萄糖、烟酰胺、α-酮戊二酸、苯丙氨酸、赖氨酸、焦磷酸硫胺素、黄素单核苷酸、L-乳酸。因此基于前期研究工作，选择这10种物质进行发酵实验，检测其对紫色红曲菌中Monacolin K和红曲色素产量的影响。