Tác động của quá trình lên men chìm và lên men rắn đến sản xuất phẩm màu và citrinin bởi Monascus purpureus

Springer Science and Business Media LLC - Tập 64 - Trang 385-394 - 2013
Liang Zhang1,2, Zhiqiang Li1, Bing Dai1, Wenxue Zhang3, Yongjun Yuan1
1Key Lab of Food Biotechnology of Sichuan Province, College of Bioengineering, Xihua University, Chengdu, P.R. China
2Sichuan Jiannanchun Group Co., Ltd, Mianzhu, Sichuan, P.R. China
3Department of Food Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu, P.R. China

Tóm tắt

Các phẩm màu Monascus, được sản xuất bởi nhiều loài Monascus, thường được sử dụng như một chất tạo màu tự nhiên và là phụ gia thực phẩm tự nhiên truyền thống, đặc biệt ở miền Nam Trung Quốc, Nhật Bản và Đông Nam Á. Hạn chế của việc sử dụng rộng rãi phẩm màu Monascus là do một trong những chất chuyển hóa thứ cấp của nó có tên gọi là citrinin. Mục tiêu của nghiên cứu này là điều tra ảnh hưởng của quá trình sản xuất phẩm màu và citrinin thông qua lên men chìm (SmF) và lên men rắn (SF) từ gạo (Oryza sativa L.) bởi Monascus purpureus AS3.531. Nhiệt độ và pH tối ưu cho quá trình lên men có sự khác biệt đáng kể giữa các phương thức lên men (35 °C, pH 5.0 cho SF và 32 °C, pH 5.5 cho SmF). Việc bổ sung 2% (w/v) glycerol vào môi trường có thể tăng cường sản xuất phẩm màu. Trong điều kiện tối ưu, mặc dù nồng độ citrinin sản xuất từ SmF (19.02 ug/g) cao hơn hơn 100 lần so với SF (0.018 ug/g), nhưng sản lượng phẩm màu từ SmF (7.93 U/g/g) có thể so sánh được với sản lượng từ SF (6.63 U/g/g). Điều này cho thấy rằng phương pháp lên men dường như là yếu tố chính ảnh hưởng đến sản lượng citrinin và yếu tố thứ yếu đối với sản xuất phẩm màu.

Từ khóa

#Monascus purpureus #phẩm màu #citrinin #lên men chìm #lên men rắn #Oryza sativa

Tài liệu tham khảo

Babitha, S., Soccol, C. R., Pandey, A. (2007) Solid-state fermentation for the production of Monascus pigments from jack fruit seed. Bioresource Technol. 98, 1554–1560. Blanc, P. J., Loret, M. O., Goma, G. (1995) Production of citrinin by various species of Monascus. Biotechnol. Lett. 17, 291–294. Chen, M. H., Johns, M. R. (1993) Effect of pH and nitrogen source on pigment production by monascus purpureus. Appl. Microbiol. Biotechnol. 40, 132–138. Dufossé, L., Galaup, P., Yaron, A., Arad, S. M., Blanc, P., Murthy, K. N. C., Ravishankar, G. A. (2005) Microorganisms and microalgae as sources of pigments for food use: a scientific oddity or an industrial reality?. Trends Food Sci. Technol. 16, 389–406. Hajjaj, H., Blanc, P., Groussac, E., Uribelarrea, J. L., Goma, G., Loubiere, P. (2000) Kinetics analysis of red pigment and citrinin production by Monascus ruber as a function of organic acid accumulation. Enzyme Microbial Technol. 27, 619–625. Hamdi, M., Blanc, P. J., Goma, G. (1996) Effect of aerations conditions on the production of red pigments by Monascus purpureus growth on prickly pear juice. Process Biochem. 31, 543–547. Jia, X. Q., Xu, Z. N., Zhou, L. P., Sung, C. K. (2010) Elimination of the mycotoxin citrinin production in the industrial important strain Monascus purpureus SM001. Metab. Eng. 12, 1–7. Juzlová, P., Martinková, L., Kren, V. (1996) Secondary metabolites of the fungus Monascus: a review. J. Ind. Microbiol. 16, 163–170. Lin, Y. L., Wang, T. H., Lee, M. H., Su, N. W. (2008) Biologically active components and nutraceuticals in the Monascus-fermented rice: a review. Appl. Microbiol. Biotechnol. 77, 965–973. Ma, J. Y., Li, Y. G., Ye, Q., Li, J., Hua, Y. J., Ju, D. J., Zhang, D. C., Cooper, R., Chang, M. (2000) Constituents of red yeast rice, a traditional Chinese food and medicine. J. Agric. Food Chem. 48, 5220–5225. Mapari, S. A. S., Nielsen, K. F., Larssen, T. O. (2005) Exploring fungal biodiversity for the production of water-soluble pigments as potential natural food colorants. Curr. Opin. Biotechnol. 16, 231–238. Matsui, T., Tsukahara, M., Shinzato, N., Namihira, T. (2009) Red yeast rice fermentation by selected Monascus spp. with deep-red color, lovastatin production but no citrinin, and effect of temperature shift cultivation on lovastatin production. New Biotechnol. 25 (Suppl.), S198. Meinicke, R. M., Vendruscolo, F., Moritz, D. E., Oliveira, D., Schmidell, W., Samohyl, R. W., Ninow, J. L. (2012) Potential use of glycerol as substrate for the production of red pigments by Monascus ruber in submerged fermentation. Biocatal. Agric. Biotechnol. 1, 238–242. Nimnoi, P., Lumyong, S. (2009) Improving solid-state fermentation of Monascus purpureus on agricultural products for pigment production. Food Bioprocess Technol. 4, 1384–1390. Pandey, A. (2003) Solid-state fermentation. Biochem. Eng. J. 14, 81–84. Pattanagul, P., Pinthong, R., Phianmongkhol, A., Tharatha, S. (2008) Mevinolin, citrinin and pigments of adlay angkak fermented by Monascus sp. Int. J. Food Microbiol. 126, 20–23. Sakurai, Y., Lee, T. H., Shiota, H. (1977) On the convenient method of glucosamine estimation in koji. Agric. Biol. Chem. 41, 619–624. Velmurugan, P., Hur, H., Balachandar, V., Kamala-Kannan. S., Lee, K. J., Lee, S. M., Chae, J. C., Shea, P. J., Oh, B. T. (2011) Monascus pigment production by solid-state fermentation with corn cob substrate. J. Biosci. Bioeng. 112, 590–594. Vendruscolo, F., Pitol, L. O., Carciofi, B. A. M., Moritz, D. E., Laurindo, J. B., Schmidell, W., Ninow, J. L. (2010) Construction and application a vane system in a rotational rheometer for determination of the rheological properties of Monascus ruber CCT 3802. J. Biotechnol. 2, 29–35. Wang, Y. Z., Ju, X. L., Zhou, Y. G. (2005) The variability of citrinin production in Monascus type cultures. Food Microbiol. 22, 145–148. Yongsmith, B., Kitprechavanich, V., Chitrandon, L., Chaisrisook, C., Budda, N. (2000) Color mutants of Monascus sp. KB9 and their comparative glucoamylase on rice solid culture. J. Mol. Catal. B: Enzym. 10, 263–272.