CN102586119A - 一种功能红曲菌株及其功能青稞红曲制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功能红曲菌株，分类命名为红曲(Monascus purpureus Went)，所述菌株由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏，保藏号是CCTCC NO：M2011387；本发明还公开了该红曲菌株通过发酵制备功能青稞红曲的方法和应用。本发明利用我国青藏高原独特的青稞采用固态发酵方法，制备生产具有天然Monacolin K物质的功能青稞红曲；本发明方法不需要制备青稞麦芽、不用粉碎青稞、糊化、保温糖化等工艺，减少发酵生产工作量；该天然功能青稞红曲可以制成片剂、胶囊剂、分散剂、微粉化剂或微丸，该天然产物可用于制备各种药物或保健食品；本发明方法制备的功能青稞红曲及其组合物对治疗、预防或对高血脂症的预防保健具有明显疗效。

Description

一种功能红曲菌株及其功能青稞红曲制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，尤其属于一种红曲发酵技术利用领域，特别涉及利用青稞发酵制备功能青稞红曲技术及其应用。 

背景技术

随着人们生活水平的提高和人口老龄化加剧，高脂血症的发病率逐年上升，高脂血症主要表现为血清胆固醇TC、甘油三酯TG升高，高密度脂蛋白胆固醇HDL-C降低、低密度脂蛋白(LDL)升高的一种全身脂代谢异常，因脂质代谢紊乱引起的高脂血症，已成为脂肪肝、冠心病和动脉粥样硬化等常见病的重要发病因素。 

目前临床上常用降血脂的药物主要有以下几类：3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A，HMG-CoA)还原酶抑制剂(他汀类、statin)、胆汁酸螯合剂(bile acid sequestrants)、烟酸(nicotinic acid，niacin)及其衍生物、苯氧芳酸类或称贝特类(fibrates)、鱼油制剂(多不饱和脂肪酸)等。理想的降脂药是两种作用机理不同的药物联合用药。目前他汀类药物已成为治疗高胆固醇血症最常用的处方药物。现已上市他汀药物有：洛伐他汀(lovastatin)、辛伐他汀(simvastatin)、普伐他汀(pravastatin)，阿托伐他汀(atovastatin)等。目前，为了使降脂作用更全面，往往需要服用两种不同作用机理的降脂药物。如他汀类药物降低甘油三酯，升高高密度脂蛋白胆固醇的药物治 疗不够理想，需联合贝特类治疗，增加了治疗成本和副作用。 

青稞红曲是将传统的红曲菌种与高原青稞作物为原料发酵制成。红曲在我国有悠久的药用和食用的历史，它具有活血化瘀止痛之效果。1979年，Endo等发现某种特殊红曲霉的红曲中含有莫纳可林(Monacolin)系列物质，有抑制人体胆固醇生物合成过程中羟甲戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA还原酶)的作用，这种红曲被称为降脂红曲，也称为功能性红曲。其中MonacolinK(洛伐他汀，lovastatin)抑制胆固醇合成作用效果最强，目前发现约有十余种Monacolin K结构类似物，他汀类物质开环结构是Monacolin类调脂药物的活性形式。Monacolin K开环结构能与HMG-CoA还原酶直接结合而抑制胆固醇在体内的合成，而不需要体内羟基酸脂酶参与水解，不增加肝、肾的负担，即能发生降脂作用，目前的实验和临床表明，不会对人体产生任何副作用。人体产生羟基酸脂酶的能力有较大的个体差异，有的人甚至完全没有，因此闭环的降脂作用在不同病人身上差异悬殊。 

日本学者研究表明，红曲霉培养物主要含有的脂肪酸是软脂酸、油酸、亚油酸。宋洪涛采用气相色谱分析，结果表明不饱和脂肪酸含量达64％-77％，多烯不饱和脂肪酸含量达16％-27％。多不饱和脂肪酸是一类含有两个或两个以上双键，碳原子数位16-22的直链脂肪酸，人体三种必须脂肪酸为亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。近几年的研究显示不饱和脂肪酸具有降血脂、降低胆固醇、抑制脂肪的合成、预防类风湿关节炎、预防肿瘤和糖尿病、及机体免疫等许多方面的作用，日常食品中三种人体必须脂肪酸的含量很低，不足以满足人体所需。Juzlova等在研究红曲霉的代谢产物时发现红曲 霉能产生脂肪酸，其中有二十二种饱和脂肪酸，十四种单烯酸，两种二烯酸和亚油酸，其中亚油酸占整个脂肪酸的80％。 

青稞是西藏高原地区的主要粮食作物，据西藏自治区农牧科学院资料介绍，青稞是世界上麦类作物中β-葡聚糖最高的作物，据检测青稞β-葡聚糖平均含量为6.57％，优良品种可达8.6％，是小麦平均含量的50倍。β-葡聚糖的活性结构是由葡萄糖单位组成的多聚糖，它能够活化巨噬细胞、嗜中性白血球等，从而提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体的含量，全面提高机体的免疫系统。β-葡聚糖可以减少肠道粘膜与致癌物质的接触和间接抑制致癌微生物作用来预防结肠癌；通过降血脂和降胆固醇的合成预防心血管疾病；通过控制血糖防治糖尿病。青稞红曲结合红曲的特性与青稞的生理特性，不但具有抑菌、防腐、抗氧化、保健等多种功能，更富含β-葡聚糖，具有降血脂和降胆固醇的作用预防心血管疾病，有效控制血糖防治糖尿病。 

γ-氨基丁酸(GABA)是一种广泛分布于动植物、微生物体内，天然存在的非蛋白质氨基酸。1987年，滨靖弘等经研究发现，红曲具有降低血压的作用，经试验分析后，认为其降血压物质为红曲霉所产生的γ-氨基丁酸(GABA)。1992年，迁启介及其同事利用SHR大白鼠(本态性高血压症大鼠)进行了一系列实验，发现米曲霉及红曲霉，尤其是红曲霉具有很强的降血压作用，经实验分析后，也认为红曲中的降血压物质为γ-氨基丁酸，主要存在于红曲发酵物中。γ-氨基丁酸是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经递质，具有降血压、治疗癫病、镇静安神、增强记忆、控制哮喘、 调节激素分泌、促进生殖和活化肝肾等多种生理功能。 

红曲菌培养已广泛应用于多种领域，利用青稞进行红曲培养也有研究和报道，中国专利CN200910307756.X公开了一种利用青稞进行红曲培养的方法，但采用的是全液态发酵培养方法，全液态发酵培养方法步骤多，生产周期长，控制难，成本较高，不适应不断增长的需要，目前一直需要研究探索一种更方便，产天然Monacolin K物质、γ-氨基丁酸(GABA)、β-葡聚糖、麦角固醇等活性物质的功能青稞红曲制备方法。 

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种功能红曲菌株及其功能青稞红曲制备方法和应用。本发明要解决的第一个问题是提供一种功能红曲菌株；本发明要解决的另一个问题是提供一种利用功能红曲菌株进行青稞固态发酵制备功能青稞红曲的方法；本发明要解决的另一个问题是提供上述固态发酵制备的功能青稞红曲及其组合物；本发明要解决的另一个问题是提供上述固态发酵制备的功能青稞红曲及其组合物在制备治疗或预防高血脂症药物和制备预防高血脂症保健品中的用途。 

本发明通过以下技术方案实现： 

本发明提供的功能红曲菌株，分类命名为红曲霉YW04(Monascus purpureus Went YW04)，所述菌株是由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏的保藏号是CCTCC NO：M2011387的菌株，保藏日期是2011年11月13日，中国典型培养物保藏中心CCTCC地址：中国，武汉，武汉大学。 

本发明的功能红曲菌株是从土壤中分离得到，其微生物学特征是： 

形态特征：菌丝初生长后逐渐变成紫红色，有绒毛状气生菌丝，边缘 不整齐，背面有皱褶呈褐红色；菌丝有隔，具有分枝，含橙紫红色颗粒，闭囊壳呈球形，在分枝的顶端产生单个或成串的分生孢子，孢子呈球形或椭圆形。 

生理生化特征：在条件PH3.4-5，生长温度范围是20-35℃，最适温度25-33℃下生长良好，能利用碳源葡糖糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉进行发酵，在玉米粉、PDA培养基上生长一般；可利用有机、无机氮源，对铵盐利用较好，具有产天然红曲色素和Monacolin K的特点。 

功能青稞红曲制备方法，包括以下步骤： 

(1)培养基的制备：按下列配方制备培养基，葡糖糖10-40g/L，麦芽糖10-40g/L，蛋白胨10-45g/L，牛肉膏0.5-3g/L，氯化钙0.05-1g/L，余量水，调节PH6.0±1.0，在121℃灭菌30min； 

(2)在无菌条件下，将红曲霉种子接入(1)步骤制备的培养基，于30-40℃，湿度在50-60％条件下培养5-7天得红曲霉生产种；上述功能红曲是由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏的保藏号是CCTCC NO：M2011387的菌株； 

(3)营养液的制备：按下列配方制备营养液，甘油50-120g/L，牛肉膏50-80g/L，磷酸氢二钠5-15g/L，磷酸二氢钠5-15g/L，氯化钙0.5-10g/L，硫酸镁0.5-10g/L，余量水； 

(4)选用新鲜、无霉变的西藏青稞，发酵前先洗净，按每1KG青稞加入1L步骤(3)制备的营养液，混合均匀，在121℃灭菌30分钟，备用； 

(5)将步骤(2)得生产种溶于无菌水中，再按每百份重量青稞加生 产种2％-15％重量份的比例接种到步骤(4)灭菌冷却的青稞中，混合均匀； 

(6)发酵，温度控制在31-34℃，相对湿度控制在60-90％内，发酵8天后，温度控制在25-26℃，相对湿度控制在70-85％内，发酵到第10天时，按液固比8％加入步骤(3)制备的营养液，所述液固比的液体是制备好的营养液，固是青稞，液固比是以重量的比例计，即100重量份的青稞加8重量份的营养液，发酵培养到16天结束，发酵在第4天或第5天时，每天翻动2次，以保持物料发酵均匀； 

(6)干燥，将发酵好的功能青稞红曲放于曲盘中，厚度不超过4厘米，加热温度80℃干燥4-6小时，得到功能青稞红曲成品。 

一种上述方法制备的功能青稞红曲，功能青稞红曲含有洛伐他汀4-30mg/g、不饱和脂肪酸2-6mg/g，具有生理功能的β-葡聚糖10-30mg/g，γ-氨基丁酸2-8mg/g。 

所述开环结构的洛伐他汀占总洛伐他汀的百分比是10-80％，所述不饱和脂肪酸为油酸和亚油酸。 

按所述功能青稞红曲干物质重量1％-99％组成的功能青稞红曲组合物，其中功能青稞红曲粉碎至100-200目，组合物其他成分是天麻、红花、红景天、藏丹参、三七、加上药学上可以加入的辅料或辅助性成分。 

所述功能青稞红曲组合物可以制成片剂、胶囊剂、分散剂、微粉化剂或微丸。 

本发明还提供上述功能青稞红曲组合物在制备治疗或预防高血脂症药物中的用途和在制备预防高血脂症保健品中的用途。 

本发明的有益性，本发明利用我国青藏高原独特的青稞采用固态发酵方法，制备生产具有独特品质的功能青稞红曲；本发明方法不需要制备青稞麦芽、不用粉碎青稞、糊化、保温糖化等工艺，减少发酵生产工作量，缩短生产周期，提高了原料生物利用率；本发明采用变温培养操作和后期培养时添加营养液程序，变温培养操作和后期培养时添加营养液能使红曲霉在变温条件下延长并积累代谢物质Monacolin K的增加，后期培养时添加营养液能满足菌体长时间生长代谢所需的营养，有利于代谢产物如Monacolin K的积累；本发明方法制备的功能青稞红曲及其组合物对治疗、预防或对高血脂症的预防保健具有明显疗效。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。 

实施例1 

功能青稞红曲制备方法，包括以下步骤： 

(1)培养基的制备：按下列配方制备培养基，葡糖糖10-40g/L，麦芽糖10-40g/L，蛋白胨10-45g/L，牛肉膏0.5-3g/L，氯化钙0.05-1g/L，余量水，调节PH6.0±1.0，在121℃灭菌30min； 

(2)在无菌条件下，将红曲种子接入(1)步骤制备的培养基，于30-40℃，湿度在50-60％条件下培养5-7天得红曲霉生产种；红曲种子是由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏的保藏号是CCTCC NO：M2011387的 菌株； 

(3)营养液的制备：按下列配方制备营养液，甘油50-120g/L，牛肉膏50-80g/L，磷酸氢二钠5-15g/L，磷酸二氢钠5-15g/L，氯化钙0.5-10g/L，硫酸镁0.5-10g/L，余量水； 

(4)选用新鲜、无霉变的西藏青稞，发酵前先洗净，按每1KG青稞加入1L步骤(3)制备的营养液，混合均匀，在121℃灭菌30分钟，备用； 

(5)将步骤(2)得生产种溶于无菌水中，再按2％-15％的量接种到步骤(4)灭菌冷却的青稞中，混合均匀； 

(6)发酵，温度控制在31-34℃，相对湿度控制在60-90％内，发酵8天后，温度控制在25-26℃，相对湿度控制在70-85％内，发酵到第10天时，按液固比8％加入步骤(3)制备的营养液，所述液固比的液体是制备好的营养液，固是青稞，液固比是以重量的比例计，即100重量份的青稞加8重量份的营养液，发酵培养到16天结束，发酵在第4天或第5天时，每天翻动2次，以保持物料发酵均匀； 

(6)干燥，将发酵好的功能青稞红曲放于曲盘中，厚度不超过4厘米，加热温度80℃干燥4-6小时，得到功能青稞红曲成品。 

实施例2 

功能青稞红曲片剂的制备： 

取本发明制备的功能青稞红曲100-200份，干燥粉碎80-200目后，加入微晶纤维素14-28份，微粉硅胶4-8份，硬脂酸6-12份，乳糖4-8份，搅拌混合均匀后过14目筛，然后制粒，于60℃干燥，在冷却后颗 粒再过16目筛，合格颗粒加入硬脂酸镁0.3-0.6份，混匀后压制成片，既得，上述各成分份数为重量份数。 

实施例3 

功能青稞红曲胶囊的制备： 

取本发明制备的功能青稞红曲100-200份，干燥粉碎80-200目后，加入微粉硅胶11-22份，混合后装入空心胶囊制成胶囊，上述各成分份数为重量份数。 

实施例4 

功能青稞红曲软胶囊的制备： 

取本发明制备的功能青稞红曲100-200份，干燥粉碎80-200目后，加入大豆油100-200份，蜂胶11-22份，混合均匀制成软胶囊，上述各成分份数为重量份数。 

实施例5 

功能青稞红曲微丸的制备方法： 

取本发明制备的功能青稞红曲400-500份，干燥粉碎80-200目后，加入200-250份辅料淀粉粉末混匀，加入适量的70％乙醇为润湿剂，制成软材，通过微丸机制备成丸，上述各成分份数为重量份数。 

实施例6 

功能青稞红曲与其他药物组合物的制备 

分别取藏药材红景天、藏丹参各200-300份，经水浸提干燥后得提取物，取该提取物100-300份，取本发明制备的功能青稞红曲100-300份， 干燥粉碎80-200目后，充分混合均匀，装入空心胶囊制成胶囊，上述各成分份数为重量份数。 

实施例7 

分别取藏药材红景天、藏丹参、三七各100-150份，经水浸提干燥后得提取物，取该提取物100-300份，取辅料乳糖50-100份，适量70％乙醇为润湿剂，取本发明制备的功能青稞红曲100-300份，干燥粉碎80-200目，混合均匀后压制成片或通过微丸机制备成丸，上述各成分份数为重量份数。 

实施例8 

功能青稞红曲组合物有效性实验： 

实验设133mg/kg.BW、400mg/kg.BW、800mg/kg.BW三个剂量组，同时设模型对照组，每组10只雄性SD大鼠。分别取低、中、高三个剂量组分别称取6.67g、20.00g、40.00g受试物上述功能青稞红曲粉末，各加蒸馏水定容至500mL混匀，冰箱保存备用。高脂饲料按78.8％基础饲料、1％胆固醇、10％蛋黄粉、10％猪油和0.2％胆盐混合而成。 

实验方法：试验采用脂代谢紊乱模型法-预防性给受试物法，将40只雄性SD大鼠用基础饲料在实验环境下喂养5天后，禁食16小时采尾血测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度胆蛋白胆固醇(HDL-C)水平。根据TC水平将动物随机分成四组，每组10只。三个剂量组在给予高脂饲料的同时给予不同剂量的受试物，模型对照组给予高脂饲料的同时给予蒸馏水，每天按10ml/kg.BW经口灌胃一次，连续30天，每周称一次体重，调整 灌胃量。于实验结束时禁食16小时处死动物取血测定血清中的TC、TG及HDL-C的含量。 

表1：功能青稞红曲对大鼠体重的影响 

由表1可见，三个剂量组与模型对照组大鼠的初始体重经方差齐性检验，方差齐(P＞0.05)，且方差分析结果(P＞0.05)，表明各组动物的初始体重是均衡的。三个剂量组动物的中期体重和结束时体重与模型对照组比较，经统计学处理，均无显著差异(P＞0.05)。 

表2：功能青稞红曲对大鼠TC、TG及HDL-C的影响 

注：料表示与试验前模型对照组比较P＜0.01；*表示与试验后模型对照组比较P＜0.05 

由表2可知，模型对照组试验后的TC、TG值与试验前比较均有极显著性 升高(P＜0.01)，表明模型建立是成功的，实验系统可靠。三个剂量组试验后TC、TG及HDL-C值与试验后的模型对照组比较，可见中、高剂量组的TC降低有显著性差异(P＜0.05)，低、高剂量组的TG降低也有显著性差异(P＜0.05)，而三个剂量组试验后的HDL-C值与试验后的模型对照组比较则无显著性差异(P＞0.05) 

结论：用功能青稞红曲连续30天经口灌胃给予SD大鼠后，动物生长良好，对动物体重和高密度脂蛋白胆固醇无显著影响，能显著降低血清总胆固醇及甘油三酯含量，说明对动物具有辅助降血脂功能。 

Claims (8)

1.一种功能红曲菌株，其特征是：所述功能红曲菌株是由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏的保藏号是CCTCC NO：M2011387的菌株。

2.一种功能青稞红曲制备方法，其特征是：所述功能青稞红曲由权利要求1所述的功能红曲菌株发酵制备，包括以下步骤：

(1)培养基的制备：按下列配方制备培养基，葡糖糖10-40g/L，麦芽糖10-40g/L，蛋白胨10-45g/L，牛肉膏0.5-3g/L，氯化钙0.05-1g/L，余量水，调节PH6.0±1.0，在121℃灭菌30min；

(2)在无菌条件下，将功能红曲种子接入(1)步骤制备的培养基，于30-40℃，湿度在50-60％条件下培养5-7天得功能红曲生产种；所述功能红曲是由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏的保藏号是CCTCC NO：M2011387的菌株；

(3)营养液的制备：按下列配方制备营养液，甘油50-120g/L，牛肉膏50-80g/L，磷酸氢二钠5-15g/L，磷酸二氢钠5-15g/L，氯化钙0.5-10g/L，硫酸镁0.5-10g/L，余量水；

(4)选用新鲜、无霉变的西藏青稞，发酵前先洗净，按每1KG青稞加入1L步骤(3)制备的营养液，混合均匀，在121℃灭菌30分钟，备用；

(5)将步骤(2)得生产种溶于无菌水中，再按每百份重量青稞加生产种2％-15％重量份的比例接种到步骤(4)灭菌冷却的青稞中，混合均匀；

(6)发酵，温度控制在31-34℃，相对湿度控制在60-90％内，发酵8天后，温度控制在25-26℃，相对湿度控制在70-85％内，发酵到第10天时，按液固比8％加入步骤(3)制备的营养液，发酵培养到16天结束，发酵在第8天或第9天时，每天翻动2次，以保持物料发酵均匀；

(6)干燥，将发酵好的功能青稞红曲放于曲盘中，厚度不超过4厘米，加热温度80℃干燥4-6小时，得到功能青稞红曲成品。

3.一种权利要求2方法制备的功能青稞红曲，其特征是：所述功能青稞红曲含有洛伐他汀4-30mg/g、不饱和脂肪酸2-6mg/g、具有生理功能的β-葡聚糖10-30mg/g、γ-氨基丁酸2-8mg/g。

4.根据权利要求3所述的功能青稞红曲，其特征是：所述开环结构的洛伐他汀占总洛伐他汀的百分比是10-80％，所述不饱和脂肪酸为油酸和亚油酸。

5.根据权利要求3或4所述的功能青稞红曲，其特征是：按所述功能青稞红曲干物质重量1％-99％组成的功能青稞红曲组合物，其中功能青稞红曲粉碎至100-200目，组合物其他成分是天麻、红花、红景天、藏丹参、三七、加上药学上可以加入的辅料或辅助性成分。

6.根据权利要求5所述的功能青稞红曲，其特征是：所述功能青稞红曲组合物可以制成片剂、胶囊剂、分散剂、微粉化剂或微丸。

7.根据权利要求6所述的功能青稞红曲，其特征是：所述功能青稞红曲组合物在制备治疗或预防高血脂症药物中的用途。

8.根据权利要求6所述的功能青稞红曲，其特征是：所述功能青稞红曲组合物在制备预防高血脂症保健品中的用途。