微生物色素研究进展

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)。

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。

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。

微生物色素的研究进展摘要：天然色素天然色素与人工合成色素相比有无毒、安全性高、色泽自然鲜艳、并有很高的营养价值和药理功能等优越性, 日益受到重视和青睐。

而利用微生物资源生产天然色素, 克服以动植物为原料生产天然色素的诸多缺点, 并且易于工业化。

因此, 采用微生物生产天然色素将逐渐成为天然色素来源的主流。

本文介绍了几种微生物色素以及他们的提取和应用。

关键词：微生物色素;色素种类，应用19 世纪中期以前, 人们应用比较粗制的天然色素作为主要的色素。

1856 年, Perkins 等首次合成了苯胺紫, 随着科技的进步和工业的发展, 合成色素迅速取代了天然色素在食品中的地位。

但随着毒理学的发展, 人们意识到合成色素不仅无任何营养价值, 而且污染大, 毒副作用严重。

因此, 开发更为安全高效的色素生产技术成为亟待解决的难点之一。

微生物能产生种类繁多的天然色素, 通过微生物发酵生产色素不受资源、环境和空间的限制, 是一种有效的天然色素生产途径。

国内外对微生物天然色素的生产进行了大量研究, 但主要集中于高产菌株的选育、培养条件的优化和产物的提取等方面。

由于传统的微生物发酵法制备色素存在所得色素价格较低、提纯工艺复杂及成本高等不足, 因此, 从分子水平阐释色素生物合成途径, 分离色素合成关键酶基因, 通过基因工程技术来改变微生物色素的组成和含量, 构建色素高产工程菌将是未来微生物色素生产和发展的主要方向。

本文概述了微生物色素的生物合成和遗传工程的研究进展, 为微生物色素的大规模生产提供参考。

微生物色素是一种次生代谢产物，一般是在菌体生长后期开始合成，其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质，菌体的生长过程受到限制时被启动的。

一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体失去合成这种物质的能力后照常生长。

1 天然色素的提取方法天然色素的主要提取方法有有机溶剂提取法，碱提取法，超临界CO萃取法，2微波萃取法等。

以下是几种常见提取方法的简单介绍。