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功能性红曲固态发酵洛伐他汀工艺的响应面优化
摘要：红曲菌在我国有着一千多年的应用历史，红曲在酿酒、腐乳、食醋、食品色素、中药等方面都有着广泛的应用。近年来以降胆固醇物质洛伐他汀为主要成分的功能性红曲正日益受到保健品市场的青睐，而如何提高红曲发酵产品中洛伐他汀的含量也成为了制约功能性红曲行业发展的主要技术难题。本课题将通过单因素试验研究影响红曲固态发酵洛伐他汀的主要因素，在单因素试验结果的基础上，运用Design-Expert软件，利用Box-Behnken试验优化功能性红曲固态发酵工艺条件，并通过HPLC检测发酵红曲中的洛伐他汀含量。
1.红曲研究现状
1.1简介
红曲菌属真菌（Monascus spp.）接种于大米，经固态发酵得到的制品即为红曲[1]。红曲是我国传统的食药两用发酵产品，被广泛应用于食品着色、酒类糖化发酵、肉类保鲜、降脂保健医疗等各个领域[2]。红曲菌在发酵过程中能代谢产生红素色素、水解酶类、洛伐他汀（Monacolin K）、麦角固醇、γ-氨基丁酸等多种有益物质[2-4]。其中，红曲色素是一类天然、安全的食品着色剂，普遍存在于红曲产品中，其有效成分通常以色价表示[5]；洛伐他汀为一种关键的降脂功效成分，临床研究表明，洛伐他汀红曲具有降脂效果显著、无不良反应等优点[6-7]。然而，并非所有红曲菌属真菌都能代谢产生洛伐他汀，从目前报道来看[3]，主要以红色红曲菌（M. ruber）、紫色红曲菌（M. purpureus）和丛毛红曲菌（M. pilosus）3 个种为主，其野生菌株的洛伐他汀固态发酵产量一般在0.53～2.80 mg/g。
1.2 红曲抑制胆固醇合成的药用机制
除去传统的作为食品色素应用于食品行业，近年来，红曲的药用功效也引起了全世界的广泛关注。
自1979年以来，日本学者远藤章教授等人从红曲中分离出一种能降低人体血液中胆固醇的有效物质,并且命名为Monacolin-k（洛伐他汀）,从此给功能性红曲有调节血脂作用提供了科学的依据。人体中约70%的胆固醇由自身合成，合成过程主要包括五大步骤：(1)乙酰-CoA缩合转化成 HMG-CoA；(2)HMG-CoA在 HMG-CoA还原酶的催化作用下合成甲基二羟戊酸(MVA)；(3)MVA转化成异戊烯醇焦磷酸酯 (IPP)；(4)IPP转化成鲨烯；(5)鲨烯最终合成胆固醇。整个合成途径中，HMG-CoA还原酶是控制合成速度的关键酶，因此抑制该酶的活性即能有效减少或阻断体内胆固醇的合成[8]。
红曲中的发酵产物是一类天然的HMG-CoA还原酶抑制剂，因此能显著抑制体内胆固醇的合成。另外，细胞表面的特异性低密度脂蛋白(LDL)受体合成率与细胞内胆固醇含量呈负相关关系。红曲发酵产物能降低细胞内胆固醇含量，因而代偿性地使细胞膜内LDL受体的数量增加、活性增强，从而降低LDL和TG(甘油三酯)的水平，表现出显著降低血清总胆固醇(TC)和降低血脂的作用。[9]
2.研究方法
2.1 2.1红曲的固态发酵工艺
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