微生物色素的研究进展

天然产物是动物、植物以及微生物体内的组成成分或代谢产物，具有不同的生物学功能，在自然界中广泛存在。

例如，食用天然色素主要是从动植物组织中提取；抗生素主要是微生物产生的具有抗病原体功能的次级代谢产物。

目前，人们对许多天然产物的功能尚不了解，需要进一步进行探索研究。

微生物作为生态环境中广泛存在的一类群体，蕴藏的天然产物是有待发现的资源宝库。

1 天然产物概述1.1 天然产物种类天然产物主要包括萜类、甾体、香豆素类、酮类、抗生素、色素、有机酸、蒽醌、多糖、多肽、脂肪酸以及蛋白质等[1]。

近年来，研究人员关于新型天然产物开展了大量的研究工作，如尼瑞斯制药公司从海洋放线菌中发现的化合物NPI-3114 和NPI-3304 具有抗菌性[2]；或采用新技术提高产量，如重建菌株黑曲霉T132 发酵产酒精，将转化率提高到86.8%[3]。

在我国经济增长和丰富物种资源背景的推动下，天然产物的研究也获得了具有一些新类型、新结构的原创性成果。

1.2 天然产物功能天然产物本质为次级代谢产物，结构和化学成分复杂，需其他小分子作为底物经催化反应合成，具有一定的生物活性和功能[4]。

天然产物具有种类、结构和功能多样性的特点。

目前，天然产物在药物开发和代谢研究中应用广泛，可用作治疗剂、化妆品和农药等，这些产品多达千种。

例如，花生四烯酸可降低患肿瘤的风险，预防心脑血管病，可由嗜冷菌希瓦氏菌（Ac10）低温诱导生产[5]。

海洋中由于盐浓度高、压强大、温度低，使海洋微生物具有区别于陆生微生物的代谢途径，从而生产独特的天然产物，因此海洋生物是天然产物的主要资源宝库。

如海洋链霉菌（TPA0879）能够产生含有一个γ- 内酯的聚酮类化合物，可有效抑制癌细胞的扩散[6]。

由此可见，天然产物可用于医学治疗，或农业上用于防治有害生物，或用作药剂的模板物、引导物[4]。

目前，已有不同生物种属来源的天然产物被发现并应用，如分离于细菌的抗寄生虫药伊维菌素、抗肿瘤药物博莱霉素和阿霉素，分离于短皮酵母和桔霉的抗真菌药物等。

粮品工业Cereal and Food Industry 食品科技Vol.26,2019,No.5红曲色素生物合成、制粒及其理化性质研究进展郝佳■*,范丽影■*,许朵霞，袁英髦1,王少甲1,覃爱红2,曹雁平11.北京食5营养与人类健康高精尖创新中心北京工商大学食5学院北京市食5添加剂工程技术研究中心食5添加剂与配料北京高校工程研究中心北京市食5风味化学重点实验室食5质量与安全北京实验室(北京100048)2.广东天益生物科技有限公司(湛江524308)摘要：红曲色素是由微生物发酵生产的天然功能性色素，具有着色自然、安全性高等优点。

该文综述了红曲色素的组成、生物合成途径、喷雾干燥微胶囊制粒、理化性质的最新研究进展，旨在进一步对红曲色素的研究提供理论依据与实际生产借鉴。

关键词：红曲色素；生物合成；喷雾干燥制粒；理化性质中图分类号:TS202.3文献标识码:B文章编号：1672-5026(2019)05-030-05The progress of the research on the preparation of Monascus pigment,microcapsule spray granulating and is physical and chemical propertiesHao Jia1,Fan Liying1,Xu Duoxia1'*,Yuan Yinghao1,Wang Shaojia1,Qin Aihong2,Cao Yanping11.Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health,College of Food and Chemical En­gineering,Beijing Food Additives Engineering Technology Research Center,Food Additives and Ingredients PekingUniversity Engineering Research Center,Beijing Municipal Key Laboratory of Chemical Food Flavor,Food Qualityand Safety Lab in Beijing(Beijing100048)2.Guangdong Tianyi Biotechnology Co.Ltd,(Guangdong524308)Abstract:Monascus pigment is a natural functional pigment produced by microbial fermenta-tionwiththeadvantagesofnatural，highsecurity，etc ThispaperreviewedthereportsaboutthecompositionandbiosyntheticpathwayofMonascuspigment，spray-dryingpreparationofmicro-capsule，itsphysicalandchemicalproperties ItwasaimedtofurtherstudyontheMonascuspig-menttoprovidetheoreticalbasisandreferenceforpracticalproductionKeywords：Monascuspigment；biosynthesis；spray-drying；physicalandchemicalproper-ties收稿日期：2019-04-23基金项目：十三五国家科技计划项目申报中心重点研发计划(2016YFD0400802)；北京市科技计划课题(Z171100001317004)；“十三五”时期北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划(CIT&TCD201804018)；科技创新服务能力建设(PXM2018_014213_000033,PXM2018_014213_ 000014)；2017年度创新基地培育与发展专项-重要食5添加剂绿色制造关键技术与新产5创伟i](Z171100002217019)。

子 蓝 色素 、 蓝 等 ） 靛 。食 用 天 然 色 素 主 要 是 从 动 植 物 细 胞 和 微 生
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Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｏ ｉ ｌ ｇ ｎ ｓＰｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｉｒ ｂａ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｅｄ ｂ ｅＰｉｍｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ｙ Ｍ ｃ ｏ ｉｌ
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ＹＩ Ｙａ ｕ 。 Ｎ —ｈ ｉ ＺＨＡ０ Ｃｈａ ｇ ｘ ｎ ｎ — ｉ
它色素。
食 品 工 业 和 医 药 以 及 化 妆 品 等 方 面 。食 用 色 素 分 为 二 大 类 ： 食
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用合成色素和食用天然色素 。食 用 天 然 色 素 可 以 依 据 色 素 的 色
调颜 色 ， 单 的分 为红 色 系（ 简 胭 脂 红 、 菜 红 、 曲 色 素 、 椒 红 甜 红 辣 素 与 辣 椒 色 素 、 子 红 色 素 等 ） 栀 、 黄 色 系 （ 色 素 、 黄 、 金 色 黄 姜 郁
在 大色 系类 的食 用 天然 色
收 稿 日期 ：０ 卜 （ ０ ２１ ） １ ７
酵方面做 了很多的研究。黄林等 ［ 验得出 ， 曲霉 Ｊ Ｉ 红 Ｒ在最佳 培 养 基 组 分 下 发 酵 得 到 红 曲 色 素
色 阶可达 到 ２ ３４Ｕ ｍ 。液 态 发 ０． ／Ｌ
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Ｋｅ ｒ ：ｍｉｒ ｂ ａ ｅ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｄ ｂ ｅ ｐ ｇ ｎ ； ｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｙ ｗｏ ｄｓ ｃ ｏ ｉｌｆｒ ｎ ａｉ ；ｅ ｉ ｌ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｏ

Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ： Ｌｙｃｏｐｅｎｅ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素， 呈红色， 因最早发现于番茄中得名。主要存在于植 物细胞的有色体中， 其中番茄中含量最高， 达 ３－ １４ｍｇ／１００ｇ。 而 美 国 学 者 最 近 发 现 秋 橄 榄 浆 果 所 含 的 番 茄 红 素 相 当 于 番 茄 的 １．８ 倍［１］。
１１２： ５１７～５２７． ２３ Ｗｅｉ Ｆ， Ｇｏｂｅｌｍａｎ－Ｗｅｒｎｅｒ Ｋ， Ｍｏｒｒｏｌｌ ＳＭ， ｅｔ ａｌ． Ｇｅｎｅｔｉｃｓ， １９９９，
１５３： １９２９～１９４８． ２４ Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａ ＭＫ， Ｇｏｎｚａｌｅｓ ＲＡ， Ｋｒａｆｔ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ，
６６
生物技术通报 Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ
２００６ 年第 ４ 期
１８ Ｂｅｒｅｎｙｉ Ｍ， Ｇｉｃｈｕｋｉ Ｓ Ｔ， Ｓｃｈｍｉｄｔ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅｏｒ Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ， ２００２， １０５： ８６２～８６９．
１９ Ｌａｂｒａ Ｍ， Ｉｍａｚｉｏ Ｓ， Ｇｒａｓｓｉ Ｆ， ｅｔ ａｌ． Ｐｌａｎｔ Ｂｒｅｅｄ， ２００４， １２３： １８０～ １８５．
番茄红素与其他类胡萝卜素一样， 动物自身不 能 合 成 。由 于 番 茄 红 素 没 有 类 似 胡 萝 卜 素 那 样 的 芷 香 环 而 没 有 ＶＡ 活 性 ， 在 过 去 一 直 不 被 重 视 。然 而 ， 近年研究发现其具有优越的生理功能： 在类胡萝卜 素中， 其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作 用 是 β－胡 萝 卜 素 的 ２ 倍 ， 维 生 素 Ｅ 的 １００ 倍 。同 时 还具有防病抗癌， 增强机体免疫力和抗衰老等生理 功 能 ， 在 食 品 、化 妆 品 以 及 医 药 领 域 具 有 重 要 用 途 ， 具有较高的开发和应用价值。

文章编号：2096-0387 (2018) 04-0106-03第4卷第4期 生物化工Vol.4 No.42018 年 8 月Biological Chemical EngineeringAug. 2018微生物发酵法生产灵菌红素的研究进展王颖，赵凯+(黑龙江大学，黑龙江哈尔滨150010)摘要：灵菌红素（Prodigioslns ，PG )是一种生物碱类次级代谢产物，仅出现在细菌生长的后期阶段。

近年来，P G 及其 合成衍生物在治疗癌症方面具有一定的药用潜力，PG 能诱导多种癌细胞凋亡，同时对肿瘤细胞具有一定的特异性作用，而对 正常细胞敏感度低或无毒性，表明PG 具有靶向性抗肿瘤细胞增殖的作用，因此，PG 是真实的治疗药物。

文章归纳了关于PG 三 个方面的内容：微生物灵菌红素研究现状、灵菌红素产生菌发酵条件优化、生物合成途径，为构建高产灵菌红素菌株提供理论 指导。

关键词：灵菌红素；发酵；细胞凋亡;调节机制 中图分类号：T Q 920.6文献标志码：AProgress on Production of Prodigiosin by Microbial FermentationWang Ying , Zhao Kai *(Heilongjiang University , Heilongjiang Harbin 150010)Abstract : Prodigiosins (PG ) is an alkaloid secondary metabolite , occurs only in the later stages of bacterial growth . In recent years , PG and its synthetic derivatives have certain medicinal potential in the treatment of cancer , PG can induce apoptosis in a variety of cancer cells , and at the same time found that PG tumor cells have a certain specific role , while the sensitivity to normal cells is low Or no toxicity , indicating that PG has the effect of targeting anti-tumor cell proliferation . Therefore , PG is a real therapeutic drug . The article summarizes the three aspects of PG [should explain which three aspects ]: the status of microbial lycopene research , optimization of fermentation conditions of lycopene-producing bacteria , biosynthetic pathway , for the construction of high - yielding lycopene The strain provides theoretical guidance .Key words ： Prodigiosin ; Fermentation ; Apoptosis ; Regulation mechanism灵菌红素（Prodigiosins , PG ) 式为 C 2〇H 25N 30，分子量为323.196 8 g /mol ,其骨架特征是含有一个甲 基的三吡咯环的大共轭体系，其中两个环直接连接， 第三个环是通过甲基相连的环状结构[1_2]。

有关色素的课题研究报告色素是一种广泛存在于动植物体中的有机物质，具有给物体染色或发色的作用。

在生物界中，色素起到了重要的生理功能，如保护、吸光、抗氧化等。

本报告将详细介绍有关色素的研究课题。

一、色素的分类色素可分为天然色素和合成色素两大类。

天然色素广泛存在于植物、动物和微生物体中，如叶绿素、胡萝卜素、脓酮等。

合成色素则是通过化学合成方法制备的，如食品添加剂中的黄色5号、红色2号等。

二、色素的合成色素的合成主要通过两种途径，即生物合成和化学合成。

生物合成是指色素在生物体内的合成过程，其中包括光合作用、车酸循环等。

化学合成则是通过人工合成方法合成色素，常用的方法有合成染料和合成颜料。

三、色素的应用色素在生活中有着广泛的应用。

在食品工业中，色素被用作食品添加剂，用于提高食物的色彩和吸引力。

在纺织工业中，色素起到染色作用，使织物获得丰富多彩的颜色。

此外，色素还被广泛应用于化妆品、油漆、油墨等行业。

四、色素的研究进展随着科技的不断发展，人们对色素的研究也取得了许多进展。

例如，针对食品添加剂中的合成色素，研究人员开始开发天然食品色素的替代品，以减少化学合成色素对人体健康的潜在风险。

此外，科学家还在研究中发现，某些色素具有抗氧化和抗炎作用，有望用于药物或保健品的开发。

综上所述，色素是一种具有重要生理功能的有机物质。

它们可以通过生物合成或化学合成的方式产生，并广泛应用于食品工业、纺织工业以及化妆品工业等领域。

当前的研究课题主要关注于天然食品色素的开发和色素的生物功能研究。

随着科技的进一步突破，我们相信色素的研究将为人类带来更多的惊喜和应用前景。

优点：溶剂比较便宜，设备简单，操作简单易行， 提取率较高。
缺点：提取的产品质量较差，纯度较低，有异味 或溶剂残留，影响产品的应用范围。
3、碱提取法
碱提法主要是应用碱对多种生物物质的影响作用，
其提取效率虽不如有机溶剂提取率高，但从经济 角度和安全性考虑仍有应用价值。
4、酸提取法
用酸法提取微生物天然色素也是一种比较 常用的方法，提取效果也比较好。
微生物发酵法
3 β-类胡萝卜素的生产菌
克拉克须霉菌 三孢布拉霉 红酵母
克拉克须霉菌
该菌通过诱变比较容易获得 β-类胡萝卜素生物合 成途径不同阶段的酶缺失突变株，因此是研究β类胡萝卜素生物合成基因表达、代谢调控等方面 的好材料。
但是此菌种的产量低，培养72h的生物量仅为45g/L, β-类胡萝卜素产量仅为2.6mg/L，没有经 济价值。目前主要用于实验室研究使用。
四、微生物色素的发展趋势
利用遗传育种技术对野生菌株进行改造，选育适合工 业发酵的高产量菌株。正在应用基因工程技术，把在 食品和医药上有价值的微生物色素基因组，转移到已 证明对人类无毒害，要求培养条件价廉，色素提取技 术简便的实验菌株中， 以解决在开发过程中存在的主 要问题。
五、天然色素提取方法
400倍稀释的红曲色素的溶液中，添加100mg/kg抗坏血酸、 亚硫酸钠或过氧化氢，经48小时，其溶液的颜色仍和最初颜 色相同，没有变化。 ❖ 着色性好:红曲色素对蛋白质或含蛋白质较高的原料的着色性 很好。这些原料一经着色后再用水洗也很难洗去。 ❖ 安全性好
红曲色素的安全性很好。动物试验表明，食用红曲色素制 作的食物均未发现任何急性、慢性中毒现象。
β-类胡萝卜素的应用——化妆品领域
在口红、胭脂等化妆品中添加β-类胡萝卜素色泽 丰满自然 ，又能保护皮肤起抗氧化作用。

２ ０ １ ４ １川
—
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第３ ５卷 筇 １期
Ｆ ｏ ｏ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ轰 ｌ 》 ｅ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ
交菇磷究筠释
专题 论述
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ６ ５ ２ １ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ３ １
害、 安 全性 高的特点。 利 用微 生物 生产 天然色素 可以解决天然 色素 原料稀 少、 成本 高昂等诸 多问题 ， 更有利 于工业化 生产 本文介绍的微生物色素， 有红曲色素 、 栀子 色素 、 类胡萝 ｌ ， 素、 黑色素 、 靛蓝等 ， 对其特性 、 菌种选 育、 提取 方法等
进 行 了综 述 ， 并 对 各 种微 生物 色素 如 何进 行 工 业化 生产 提 出 了建议 。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ； ｆ ｏ ｏ ｄ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ；ｆ ｏ ｏ ｄ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ；ｆ ｏ ｏ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ；ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ
食品工业中微生物色素的研究进展
杨双春 ， 李春雨 ， 潘一
（ 辽宁石油化 ： ｒ大学 环境与生物工程学院 ， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ １ ）
摘 要： 天然 色素是指从动物和植物 组织及微 生物 （ 培养 ） 中提取 的 色素 ， 具有 色泽 自然鲜艳 ， 营养价值 高， 无毒 无
Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｉ ｍａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｓ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｃ ｕ ｈｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｍａ ｎ ｙ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｂ ｒ ｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ｏ ｌ ｏ ｕ ｒ ａ ｎ ｄ ｌ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ，ｈ ｉ ｇ ｈ ｎ ｕｔ ｒ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ，ａ ｖ ｉ ｒ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ，ｈ ａ ｒ ｍｌ ｅ ｓ ｓ ａ ｍｌ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎｔ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｃ ａ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ．Ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｙ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｗａ ｙ ａ ｌ ｓ ｏ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ，ｍｏ ｎ ａ ｓ ｃ ｕ ｓ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ，ｇ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ａ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ，ｃ ａ ｒ ｏ ｔ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｓ ，ｍ ｅ ｌ ａ ｎ ｉ ｎ，ｉ ｎ ｄ ｉ ｇ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ． Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｐ ｉ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｂ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｓ ， ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ， ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｍｅ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ａ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ａ ｌ ｐ ｉ ｇ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．

色素在生物和医学中的应用及其新进展色素是一类广泛存在于自然界中的有色化合物，其种类繁多，包括植物色素、动物色素、微生物色素等。

色素不仅为生物提供了独特的颜色和美感，还在生物学和医学领域中发挥巨大作用。

一、色素在生物领域中的应用1、植物色素植物色素是植物体中的主要色素类别，包括叶绿素、类胡萝卜素、花青素等。

叶绿素是绿色植物叶片的主要色素，其可以吸收太阳光提供能量，参与光合作用。

而类胡萝卜素和花青素则可以帮助植物进行光保护和花色调控。

此外，植物色素还可以应用于食品、药品、化妆品等多个领域中。

如类胡萝卜素被广泛应用于营养保健品和防晒化妆品中，花青素则作为天然色素广泛应用于食品、化妆品等领域中。

2、动物色素动物色素包括黑色素、类红色素、黄色素等。

其中，黑色素是皮肤和眼中的主要色素，参与皮肤色泽调控、眼球光学调节等生理功能。

此外，黑色素还是生物防护机制的重要组成部分，能够抵御紫外线的损伤。

类红色素和黄色素主要存在于昆虫、节肢动物等生物中，参与生物色彩保护、性选择、捕食等行为。

3、微生物色素微生物色素是微生物体内的色素类别，包括类蓝素、类胡萝卜素、类黏菌素等。

这些色素具有广泛的应用前景，如类蓝素可以帮助治疗心血管疾病和抑制细菌生长，类胡萝卜素可以用于生物染料和食品保鲜等，类黏菌素则被用于抗菌、抗肿瘤等方面。

二、色素在医学领域中的应用及新进展1、黑色素在癌症治疗中的应用黑色素是皮肤和眼中的主要色素，其含量与癌症的发生密切相关。

近年来，科学家发现黑色素在癌症治疗中具有重要作用，可以通过靶向黑色素实现癌细胞的选择性杀死。

目前，已有一些黑色素针对性的抗肿瘤药物被开发出来，并已进入临床试验阶段。

2、花青素在抗氧化和预防疾病中的应用花青素是植物体内的一类天然色素，具有很强的抗氧化作用，可以预防疾病的发生。

近年来，研究发现花青素还能够预防老年痴呆症、高血压等疾病的发生，且具有较好的生物学安全性。

这些研究成果为花青素的开发和应用提供了新思路。

微生物在医药领域的应用与研究进展微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌和病毒等。

多年来，微生物在医药领域的应用与研究取得了显著的进展，为人们的健康带来了巨大的益处。

本文将从抗生素、疫苗、生物染料和基因工程等方面，介绍微生物在医药领域的应用和最新研究进展。

一、抗生素的应用与研究进展抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌的药物，被广泛应用于临床医学。

青霉素是世界上第一种广谱抗生素，由毛霉属真菌产生。

随后，许多种由微生物产生的抗生素相继被人们发现和利用。

例如，链霉菌产生的青霉素、庆大霉素和红霉素及链霉素；放线菌属真菌产生的新霉素、四环霉素和卡那霉素等。

然而，随着抗生素的广泛应用，细菌的耐药性问题逐渐凸显。

细菌通过基因突变或获得抗生素耐药基因而产生耐药性。

为了对抗多药耐药细菌，科学家们通过分析微生物的基因组和转录组，研究微生物产生抗生素的机制及其耐药性基因的传播途径。

这些研究将为开发新的抗生素和抗菌药物提供重要依据。

二、疫苗的应用与研究进展疫苗是一种能够刺激人体产生免疫反应，预防疾病的生物制剂。

微生物在疫苗的开发中起到了重要的作用。

典型的例子是葡萄球菌和流感病毒等。

目前，科学家们正致力于开发新型疫苗，以对抗新兴和重大传染病。

例如，基于细菌和病毒基因工程技术的亚单位疫苗、重组蛋白亚单位疫苗和基因工程载体疫苗等。

微生物学的研究对于新型疫苗的开发和改良起到了重要的推动作用。

三、生物染料的应用与研究进展生物染料是一种由微生物产生的天然色素，具有多种应用潜力。

传统的染料主要由合成方法获得，但合成染料的制备过程对环境有害且成本较高。

与之相比，生物染料具有天然、环保和可再生等显著优势。

微生物通过代谢产生的色素可用于纺织、食品、化妆品和药物等领域。

例如，青霉素发酵过程中的降解产物可以用作染料；红曲霉（Monascus）菌产生的红曲色素可以用于制备食品添加剂。

研究人员还利用基因工程技术改良微生物的染料合成能力，进一步扩大了生物染料的应用范围。

素稳定 ， 但其含量少 ， 所以仍使 用红色素。红 曲色素中的红、 紫 两种色素分离效果不好 ， 一般混合使用 。
１２ 红曲色素的性质 － １． ． １红曲 色素的一般性质 ２
通风、 自动控温的办法 ， 使红 曲的生产 达到机械化 、 纯种 化 ， 做
到采用厚层 机械 通风 制曲 ， 每平方米可投料 １ ｋ ， ０～１ ｇ生产周 １ 期 从原来 的 ７ ｄ缩 短 到 ５ 。人 均 日产 量 由 ２ ０ ｇ增 加 到 ｄ ５ｋ ５ ０ ｇ 提高劳动效率 一倍 ， ０ｋ， 每批 只需增加工业 电 ５ ＫＷ， ０ 每生 产一吨红曲可增利 １ 元 ， ６ 所生产的红曲成品颜色鲜艳 、 曲粒色 度均匀 。 表里一致 。 各项 指标 均达到和超过老工艺标 准。
【 文章编号 】 １０— ６３ ０７ ２ ０ １ — １ ０３ ２７（ ０） — ０７ ０ ２ ０
红曲色素为 耐热性较强。用其乙醇溶液在 Ｉ ０Ｃ Ｏ ￣加热 １ ｈ ． ５ 或 １ ０Ｃ ２ ￣加热 ０ ｈ 色素保存 率在 ９ ％以上。在 １０Ｃ ． ， ５ ２ ０ ￣加热 ３ ｈ 或 １ ０Ｃ ２ ￣加热 １ ｈ 色素保存率在 ８ ％以上 。红 曲色素 的这种 ． 。 ５ ４ 热稳定性 ， 对于食品加工更是具有实际意义。 １ ．． 受常见金属离子与氧化剂和还原剂 的影响 ．２４不 ２ 红曲色素几乎不受金属离子 的影 响。几 乎不受 ０１ ． ％的过
合成色素 的数量 已大大减少 ， 因此进一 步开发利用红 曲色素有 着十分重要 的现实意义Ｉ 由于微生物所产色素的安全性较高 ， ＇ － ｌ 。 因而表现出较大优越性。
用红 曲霉 固体培养物和液 体发酵液对微 生物进行抑 菌试 验。 结果 表明 ： 蜡状芽孢杆菌 、 对 萤光假单孢 杆菌 、 枯草芽孢杆 菌、 金黄色葡萄球菌具有较 强的抑制作 用 ； 其次对绿脓杆菌 、 鸡 自痢杆 菌、 大肠杆菌 、 变形杆菌有抑制作用 。

2016年第35卷第11期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3611·化工进展微生物发酵产赤霉素的研究进展彭辉1，施天穹1，聂志奎2，郭东升1，黄和1，纪晓俊1（1南京工业大学生物与制药工程学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京 211816；2江西新瑞丰生化有限公司，江西新干 331300）摘要：赤霉素为植物五大激素之一，对植物生长具有多种生理作用，如调控植物的茎干延长、种子发芽、打破种子休眠、诱导开花等。

目前赤霉素已经广泛应用于农业、林业、酿造业等，具有很大经济效益和市场前景。

赤霉素的工业化生产主要通过藤仓赤霉液体发酵。

尽管赤霉素具有多样性的应用及巨大的经济效益，但高生产成本严重制约其广泛的应用。

本文首先介绍了赤霉素的生物合成途径以及赤霉素合成基因表达的调控机制，随后重点总结了赤霉素发酵过程的菌种、营养因素、发酵参数、发酵工艺以及下游分离提纯工艺等研究进展。

同时指出未来的研究重点在于利用新型的诱变方法与分子生物学方法选育高产菌株以及发酵工艺的革新，以提高赤霉素的产量，降低发酵成本，促进赤霉素的大规模应用。

关键词：赤霉素；萜类；发酵；藤仓赤霉中图分类号：Q 939.97 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）11–3611–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.034Fermentative production of gibberellins：a reviewPENG Hui1，SHI Tianqiong1，NIE Zhikui2，GUO Dongsheng1，HUANG He1，JI Xiaojun1（1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering，College of Biotechogy and Pharmaceutical Engineering，Nanjing Tech University，Nanjing 211816，Jiangsu，China；2Jiangxi New Reyphon Biochemical Co.，Ltd.，Xingan 331300，Jiangxi，China）Abstract：Gibberellins（GAs）are one of the five plant hormones which play an important role in plant growth and development. They affect stem elongation，seed germination，elimination of dormancy，flowering and so on. Gibberellins have been widely used in the agriculture，forestry and brewing industries，and have brought great economic benefits. The industrial production of gibberellins is based on submerged fermentation by Fusarium fujikuroi. Although gibberellins have a diversity of applications and huge economic benefits，high production costs severely restrict their widespread application. This review summarizes the metabolic pathway and the regulatory mechanism for gibberellins biosynthesis. Also，the strains，nutritional factors，fermentation conditions，fermentation techniques and separation and purification process are discussed in detail. Meanwhile，it is pointed out that the focus of future research should be placed on screening high-yield strains as well as improving fermentation technology，in order to reduce the production cost and achieve large-scale application of gibberellins.Key words：gibberellins；terpene；fermentation；Fusarium fujikuroi赤霉素（gibberellins，简称GAs），是一种天然的植物生长调节剂，属于生物体内的一类四环二萜类化合物，至今已发现136种，总称赤霉素类（GAs）。

生物染料的研究进展和应用生物染料是指从生物体内提取的天然颜料，包括植物、细菌、真菌和昆虫等。

与化学合成染料相比，生物染料具有环保、天然、无毒、可降解等优点，因此在纺织、食品、化妆品、医药等领域应用前景广阔。

近年来，生物染料的研究热度逐渐升温，下面就生物染料的研究进展和应用做一些介绍。

一、植物染料植物染料常常来源于植物果实、花朵、根茎、叶子等部位，例如大叶女贞提取的紫色染料，龙舌兰叶子中的黄色素等。

植物染料具有天然、环保、微波辐射可促进提取等优点。

研究表明，一些植物染料不仅能染色，还具有抗氧化、抗菌、防晒等功能。

二、微生物染料微生物染料是指从细菌、真菌等微生物中提取的染料，例如赤芍二苷酸、利福平青霉素等。

微生物染料具有高效、可定制、可抗光变色等特点，但需要解决生长速度和生产成本等问题。

三、昆虫染料昆虫染料常常来源于某些昆虫的体内，例如蟹壳素是从壳蟹中提取的染料。

昆虫染料具有温和、无毒、无异味等特点，但产量有限，价格偏高。

生物染料的应用一、纺织业生物染料因为其环保、天然的特点，得到了纺织业的广泛应用。

生物染料不仅能够染出稳定的颜色，而且使得纺织品光泽度更高、滑爽度更好，并且一些生物染料还具有杀菌、抗氧化等功能。

二、化妆品生物染料已经被广泛应用于化妆品行业中。

在彩妆产品颜色方面，大部分采用的是合成染料，但是随着环保意识的增强，越来越多的品牌开始将天然、生物源染料应用于彩妆产品中。

三、食品生物染料在食品工业中也得到了广泛的应用。

食品染色剂可以用于调色和保鲜作用，在一些果汁、西点、糖果等中广泛被应用。

总结生物染料是一种具有重要前景的颜料。

目前的研究表明生物染料具有广泛的应用前景，同时也面临着一系列的瓶颈问题。

未来，生物染料的大规模应用需要在成本、产量等方面进一步优化，同时也需要更好地解决其稳定性和易性等问题。

卟啉代谢途径高价值产物及其微生物合成研究进展随着对卟啉生物合成和代谢途径的研究不断深入，越来越多的高价值代谢产物被发现，这些产物不仅在医药、化工等领域具有广泛应用，同时也被广泛运用在环境保护等方面。

本文将就卟啉代谢途径高价值产物及其微生物合成的研究进展进行综述。

一、卟啉代谢途径及其产物卟啉是生物体内的一种重要的天然生物色素，其在生物体内担任着多种生物学功能。

卟啉代谢途径主要包括：卟吩酸（ALA）路径、THB途径、Shemin途径、Chlorophyll途径等。

卟吩酸通常是作为卟啉合成途径的起始化合物，而后续的合成路径则各有特点和特有的酶促反应。

通过对卟啉代谢途径的研究，我们发现，除了卟啉自身以外，其代谢途径中还存在大量的高价值化合物，下面我们将陆续介绍这些产物和其生物学功能。

1. 卟啉类化合物卟啉类化合物包括各种卟啉类色素，如叶绿素、细菌叶绿素等。

这类化合物在植物、细菌等生物体内都起着至关重要的作用。

例如，叶绿素在光合作用中扮演着重要角色，而细菌叶绿素则可以被用于生物柴油的合成等领域。

2. 卟吩酸类化合物卟吩酸类化合物中，最为重要的是δ-卟吩酸和鞘氨醇卟吩酸。

这些化合物在医药、化工等领域具有广泛应用。

例如，鞘氨醇卟吩酸可以被用于白血病治疗，而δ-卟吩酸则可以用于光敏剂、化学试剂等领域。

3. 卟氨酸类化合物卟氨酸类化合物包括多种间系卟胱氨酸和缬氨酸。

这些化合物在免疫、生物学等领域具有重要的应用价值，例如间系卟胱氨酸可以用于体外诊断试剂。

4. 卟啉类代谢产物卟啉类代谢产物主要包括多种乙酰化卟胺、滴定阴离子等。

这些化合物在医学、环境保护等领域具有广泛应用，例如滴定阴离子可以被用于环境中的卟啉类有机污染物检测。

二、微生物合成卟啉代谢产物微生物在卟啉代谢途径中起着重要的作用。

利用微生物合成卟啉代谢产物可以实现代谢途径的定向调控和高效产物合成。

下面将介绍最新的微生物合成卟啉代谢产物的研究进展。

1. 合成δ-卟吩酸的微生物株最近的研究表明，一些细菌能够高效地合成δ-卟吩酸。

细菌的色素实验报告细菌的色素实验报告引言：细菌是微生物界中最为广泛存在的一类生物，它们以其微小的身躯在我们周围无处不在。

然而，细菌的多样性和潜在的应用价值却往往被人们所忽视。

本次实验旨在探究细菌色素的特性及其可能的应用价值，通过实验结果的观察和分析，进一步了解细菌的多样性和生物学特性。

实验材料和方法：本次实验所需材料包括培养基、试管、移液管、显微镜等。

首先，我们从实验室中提供的细菌菌种中选取了数种不同类型的细菌，分别进行培养。

接着，将细菌培养液分别加入不同的培养基中，以观察其生长情况。

随后，我们使用显微镜对培养好的细菌样本进行观察，并记录下其形态特征和颜色变化。

实验结果：经过一段时间的培养，我们观察到不同细菌菌种在不同培养基上呈现出了明显的色素变化。

其中，某些细菌在特定培养基中呈现出红色、绿色、黄色等不同的颜色。

这些色素的产生可能与细菌的生物代谢过程中的产物有关。

通过显微镜观察，我们还发现不同细菌的形态特征存在差异，有的呈球状，有的呈杆状，这也与其色素的产生有一定的关联。

讨论与分析：细菌色素的产生是细菌生物学特性的一部分，其产生的机制与细菌的代谢过程密切相关。

在特定的生长环境中，细菌通过代谢产生的物质可能会与培养基中的成分发生反应，从而导致颜色的变化。

这种色素的产生可能与细菌的营养需求、氧气浓度、温度等因素有关。

因此，通过观察细菌的色素变化，我们可以更深入地了解其生长环境和代谢特性。

细菌色素的应用潜力也是本次实验的一个重要方面。

色素在生物学、医学、食品工业等领域具有广泛的应用价值。

细菌色素可以用于生物染料的制备，如细菌产生的红色色素可以用于染色实验中。

此外，在食品工业中，细菌色素也可以用于食品的着色，为食品增添美观和吸引力。

此外，细菌色素还可以作为生物传感器的标记物，用于检测环境中的污染物质等。

结论：通过本次实验，我们成功地观察到了细菌色素的产生和变化，并对其应用潜力进行了初步的探讨。

细菌色素的产生与细菌的代谢过程密切相关，通过观察细菌的色素变化，我们可以进一步了解其生物学特性和多样性。

微生物色素的合成与应用研究微生物色素之所以被广泛关注和研究，是因为它们能够对人类生产生活和医学领域做出巨大的贡献。

在这篇文章中，我们将介绍微生物色素的合成与应用研究，为你揭开微生物色素背后的神秘面纱。

一、微生物色素的概述微生物色素是生物合成的，其在微生物中扮演着重要的生理和生态角色。

微生物色素的种类繁多，常见的微生物色素包括类胡萝卜素、葫芦巴黄素、葡萄糖胞外多糖、蝇虎素、吗啉红素、金黄色素等。

这些微生物色素种类不同，在化学结构、发色性质及生物活性等方面均存在巨大的差异，而它们的合成路径也是各自不同的。

二、微生物色素的合成微生物色素的生物合成途径十分复杂，包括途经多个关键酶催化的反应步骤，其中包括多种化学反应，例如羟基化反应、羧化反应、烷基化反应等。

通过这些反应，微生物色素的原料化合物被合成为色素。

目前，人们研究了多种微生物色素的合成途径，其中最为典型的就是类胡萝卜素的生物合成途径。

类胡萝卜素是一种广泛存在于植物和微生物中的胡萝卜素，它具有很好的抗氧化和保健作用。

类胡萝卜素的生物合成途径包括三个主要的反应阶段：脂肪酸合成阶段、异戊二烯合成阶段和类胡萝卜素合成阶段。

在类胡萝卜素合成阶段，类胡萝卜素结构由8个异戊二烯单元（IPP）和3个二异戊烯单元（DMAPP）合成而成，具体的反应路线如下图所示：通过实践证明，微生物色素生物合成途径的探索不仅有助于解释微生物色素的化学结构和生物活性，也可以为合成新的类胡萝卜素类天然产物的生产提供参考。

三、微生物色素的应用由于微生物色素在生物体内具有重要的生理生态功能以及与健康密切相关的保健功能，因此这些生物素已经成为人们广泛关注的研究热点，而这也为微生物色素在生产和应用层面上的发挥提供了良好的支撑。

目前，微生物色素在光伏材料、荧光染料、生物传感、医疗诊断和治疗等领域中都有着广泛的应用。

例如，金黄色葡萄球菌产生的金色素就广泛应用于化妆品、纺织品染色等领域；氨基芘则被广泛应用于环境光污染监测、荧光染料、高效传感器等方面。

生物资源2020,42(6 ):652〜659Biotic Resources综述DOI ： 10. 14188/j. ajsh. 2020. 06. 006黑色素形成机理、生物学功能和应用开发的研究进展陈海雁，陈向东，俞黎挪(武汉大学生命科学学院学院，湖北武汉430000)摘要：黑色素（melanin)是一类化学结构极其复杂、非均质的酚类或吲哚类物质聚合体，是自然界中M为丰富的天然色素，广泛存在于各种动物、植物和微生物中根据合成途径和中间代谢产物的不同，黑色素主要可分为为真黑索（eumelanin)、棕黑 素（pheomelanin)、异黑色素（allomelanin)三大类。

其中异黑色素又包括脓黑素（pyomelanin)、1, 8 _二轻基萘(dihydroxyna丨Aalene,DHM)黑色素等基于黑色素的生化功能，它们在1:业、医药、农业中都有广泛用途，是重要的生物资源.木文主要介绍天然黑色素在动植物和微生物中的合成途径、生物学功能以及有潜力的获取方法和应用前景关键词：黑色素；合成途径；酪氨酸酶；提取；应用中图分类号：Q939.97 文献标识码：A 文章编号：2096-3491(2020)06-0652-08B iosynthesis, function and applications of m elaninCHEN Haiyan , CHEN Xiangdong" , YU Lishan(College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430000, Hubei, China)Abstract ：M elanin is a kind of phenol or indole polymers which is heterogeneous with extremely complex chemical structure . It is the most abundant natural pigment and widely exists in various anim als, plants and microorganisms. The main types of melanin are eum elanin, pheom elanin and allomelanin. A m ong them, allomelanin includes pyomelanin and 1,8-dihydroxynaphthalene (D H N) melanin. Based on the biochemical function, melanin is widely used in industry, medi cine and agriculture as im portant biological resources. This paper focuses on the biosynthesivS and biological function of ncitural melanin in anim als, plants and m icroorganism s as well as the potential acquisition m ethods and applications.Key w ord s：m elanin；biosynthesis；tyrosinase；extraction；application〇引言黑色素（m elanin)是一类化学结构极其复杂、非 均质的酚类或吲哚类物质聚合体，是自然界中最为丰富的天然色素，广泛存在于各种动物、植物和微生物中。