红曲菌(Monascus spp.)在我国已有两千多年的应用历史,作为我国较早的药食两用微生物,红曲发酵的代谢产物可制成各种红曲产品,并有着不同的用途与功能。红曲菌发酵产生的有益代谢产物中,应用最为广泛的是红曲色素(Monascus pigments, MPs)和莫纳可林K(monacolin K, MK)。MPs用作着色剂,可制成可食用色素,MK可用于调节人体胆固醇、高血压、高血脂水平。MK主要是通过在一定程度上限制3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的合成途径,进而达到对血脂的调节作用。近年来,如何提高功能红曲中MK的产量成为红曲相关研究的热点问题。如优化红曲菌的发酵条件、促进红曲菌发酵过程中MK产生的相关因子研究等。有研究表明,红曲菌在其生长过程中会由于激素的作用产生微量的cAMP,进而用于调节细胞内的生理活动与物质代谢,促进红曲菌次级代谢产物的产生。另外,碳源不仅对红曲菌的生长有影响,还对红曲菌合成次级代谢产物有一定的影响。
研究发现,甘油对红曲菌的生长代谢有一定的促进作用,且在红曲菌发酵的培养基中使用复合碳源,能够显著提高MK的产量。红曲菌在以甘油为碳源时,未出现碳代谢抑制的现象,而在快速利用碳源如以葡萄糖为碳源时则经常出现碳代谢抑制现象。前期研究表明,在液态培养基中添加甘油可显著促进红曲菌产MK,并且对MK的结构基因以及调节基因有一定的上调作用,但作用机制并不清楚。红曲菌在不同碳源的合成培养基中产MK的量各有不同,且越来越多的研究开始转向以复合碳源的培养基促进红曲菌产MK。