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红曲色素是一种由微生物产生的具有广泛应用前景的天然色素,近年来随着红曲色素研究的深入,水溶性红曲色素和红曲黄色素的优势日益凸显,所以对水溶性黄色素的开发研究具有重大的理论意义和经济效益。本文主要从高产水溶性黄色素红曲菌选育、高产菌发酵条件的优化以及发酵液色素的分离纯化和特性几个方面进行研究,为今后水溶性黄色素的理论研究和生产开发提供依据。本文针对红曲色素生产过程的关键问题,从红曲优势菌株选育出发,紫外诱变筛选出一种高产水溶性黄色素而不产桔霉素的优质菌Monascus ruber CGMCC 10910,其产水溶性黄色素能力比原始菌提高了72.37%。通过红曲发酵培养基组分(碳源、氮源)和高密度培养方式,研究高细胞密度发酵对红曲代谢(产水溶性黄色素低产或不产桔霉素)的影响及其代谢调控机制。实验结果表明:红曲发酵培养基中的碳氮源能够影响菌体生长以及胞内外色素组成,其中无机氨基氮与葡萄糖的组合更有利于红曲水溶性黄色素的合成。水溶性红曲黄色素在高葡萄糖浓度和低氧化还原电(ORP)值下能大量积累,然而在补料发酵后期高葡萄糖浓度会反而导致黄色素的转化或降解,推测该现象可能与发酵液中氧化还原水平和高糖应激反应有关。本文考察不同极性大孔树脂、离子交换树脂、活性炭和硅胶等吸附介质对高糖发酵液中的水溶性红曲黄色素的吸附分离性能。实验结果表明:非极性大孔吸附树脂DA201-C对发酵液中水溶性红曲黄色素有很好的吸附解吸性能,经该树脂动态吸附与解吸后,水溶性红曲黄色素的回收率可达96.99%,脱盐率可达99.44%,脱糖率可达92.52%。树脂初步分离得到的水溶性红曲黄色素再经过柱层析、薄层层析和制备液相等一系列精制分离,可得到成分较单一的水溶性黄色素C(纯度98%以上,色价18996.96AU387/g)。理化性质分析发现水溶性黄色素C在低pH(2.0)条件下很稳定,同时在太阳光和日光灯下也有较好的稳定性,但是应避免长期在紫外或高温环境中保存;生物活性分析发现该色素有一定的抗氧化性和降血糖作用,对α-葡萄糖苷酶抑制的IC50大约为2.15AU387/mL;同时在食品添加剂稳定性实验中发现柠檬酸和维生素C在一定程度上可提高该色素的热稳定性和光稳定性,而其它几种添加剂对色素的稳定性也无明显影响。