XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY THÍCH HỢP CHO KHẢ NĂNG SINH SẮC TỐ VÀ MONACOLIN K TỪ CHỦNG NẤM MỐC Monascus purpureus NBRC 4485

Ngày nhận bài: 24-09-2021

Ngày duyệt đăng: 21-01-2022

DOI:

Lượt xem

0

Download

0

Số: Tập 20 Số 3 (2022)

Chuyên mục:

KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

Cách trích dẫn:

Thạnh, N., Thư, P., Châu, L., Long, B., & Phong, H. (2024). XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY THÍCH HỢP CHO KHẢ NĂNG SINH SẮC TỐ VÀ MONACOLIN K TỪ CHỦNG NẤM MỐC Monascus purpureus NBRC 4485. Tạp Chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 20(3), 350–358. http://testtapchi.vnua.edu.vn/index.php/vjasvn/article/view/961

XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY THÍCH HỢP CHO KHẢ NĂNG SINH SẮC TỐ VÀ MONACOLIN K TỪ CHỦNG NẤM MỐC Monascus purpureus NBRC 4485

Nguyễn Ngọc Thạnh (*) 1 , Phạm Thị Minh Thư 1 , Lưu Minh Châu 1 , Bùi Hoàng Đăng Long 1 , Huỳnh Xuân Phong 1, 2

  • 1 Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ
  • 2 Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ

    • Từ khóa

    Lên men bán rắn, Monacolin K, Monascus purpureus, sắc tố đỏ, sắc tố vàng

    Tóm tắt


    Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định các điều kiện nuôi cấy thích hợp cho khả năng sinh sắc tố và monacolin K từ chủng nấm mốc Monascus purpureus NBRC 4485. Khả năng phát triển cũng như sinh sắc tố và monacolin K của chủng M. purpureusNBRC 4485 được đánh giá trên các loại cơ chất khác nhau bao gồm gạo huyết rồng, gạo tím than, gạo lứt trắng, gạo trắng, gạo trắng Nhật, bắp và đậu nành. Điều kiện sinh sắc tố và monacolin K của chủng M. purpureus NBRC 4485 được đánh giá thông qua việc xác định các nhân tố trong quá trình lên men bán rắn bao gồm độ ẩm môi trường (30, 40, 50, 60, 70% w/v), mật độ giống chủng (104, 105, 106bào tử/g) và thời gian nuôi cấy (8 đến 24 ngày). Kết quả cho thấy gạo lứt trắng là cơ chất thích hợp nhất trong các nguồn cơ chất thử nghiệm với hàm lượng sắc tố vàng, sắc tố đỏ và monacolin K cao nhất đạt được lần lượt là 3.057,8 AU/g, 1.781,0 AU/g và 1.329,3µg/g. Các điều kiện thích hợp để nuôi cấy nấm M. purpureus NBRC 4485 trên môi trường gạo lứt trắng được xác định với độ ẩm môi trường ban đầu là 40% w/w, mật số giống chủng 106bào tử/g cơ chất khô và nuôi cấy trong 22 ngày. Hàm lượng sắc tố vàng, sắc tố đỏ và monacolin K đạt được tương ứng ở mức 6.750,2 AU/g, 4.960,9 AU/g và 2.089,3 µg/g.

    Tài liệu tham khảo

    Ajdari Z., Ebrahimpour A., Abdul M.M., Hamid M., Mohamad R. & Ariff A.B. (2011). Nutritional requirements for the improvement of growth and sporulation of several strains of Monascus purpureusonsolid state cultivation. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011: 487329.

    Babitha S.S., Soccol C.R. & Pandey A. (2007). Solid-state fermentation for the production of Monascuspigments from jackfruit seed. Bioresource Technology. 98(8): 1554-1560.

    Cadena-Herrera D., LaraE.E.J., Ramírez-IbañezD.N., López-MoralesA.C., PérezO.N., Flores-OrtizF.L.& Medina-RiveroE. (2015). Validation of three viable-cell counting methods: Manual, semi-automated, and automated. Biotechnology Reports. 7: 9-16.

    Chattopadhyay P., Chatterjee S. & Sen S.K. (2008). Biotechnological potential of natural food grade biocolorants. African Journal of Biotechnology. 7(17): 2972-2985.

    Chinese Pharmacopoeia (2015). Editorial Committee of Chinese Pharmacopoeia, 2015 (Beijing: China Medical Science and Technology Press). pp. 860-861.

    Clark R.B., Capon J.R., Lacey E., Tennant S. & Gillb H.J. (2006). Citrinin revisited: from monomers to dimers and beyond. Organic and Biomolecular Chemistry. 4(8): 1520-1528.

    Dufosse L., Fouillaud M., Caro Y., Mapari S.A. & Sutthiwong N. (2014). Filamentous fungi are large-scale producers of pigments and colorants for the food industry. Current Opinion in Biotechnology. 26: 56-61.

    Fouler S.G., Trivedi A.B., & Kitabatake N. (1994). Detoxification of citrinin and ochratoxin A by hydrogen peroxide. Journal of AOAC International. 77(3): 631-637.

    Gmoser R., Ferreira J.A., Lennartsson P.R. & Taherzadeh M.J. (2017). Filamentous ascomycetes fungi as a source of natural pigments. Fungal Biology and Biotechnology. 4(1): 1-25.

    Hajjaj H., François J.M., Goma G. & Blanc P.J. (2012). Effect of amino acids on red pigments and citrinin production in Monascus ruber. Journal of Food Science. 77(3): 156-159.

    Higa Y., Kim Y.S., Altaf-Ul-Amin M., HuangM., OnoN. & Kanaya S. (2020). Divergence of metabolites in three phylogenetically close Monascus species(M. pilosus, M. ruber, and M. purpureus)based on secondary metabolite biosynthetic gene clusters. BMC Genomics. 21(1): 679.

    Hirota M., MentaA., Yoneyama K. & Kitabatake N. (2002). A Major decomposition product, citrinin H2, from citrinin on heating with moisture. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 66(1): 206-210.

    Johns M.R. & Stuart D.M. (1991). Production of pigments by Monascus purpureusin solid culture. Journal of Industrial Microbiology. 8(1): 23-28.

    Joshi V.K., Attri D., Bala A. & Bhushan S, (2003). Microbial pigments.Indian Journal of Biotechnology. 2(3): 362-369.

    Julio C.C., Bruno O.O., Adenise L.W., Asho, P., Sumathy B. & Carlos R.S. (2007). Effect of substrates on the production of Monascusbiopigments by solid-state fermentation and pigment extraction using different solvents, Indian Journal of Biotechnology. 6(6): 194-199.

    Khanahmadi M., Roostaazad R., Mitchell D.A., Miranzadeh M., Bozorgmehri R. & Safekordi A. (2006). Bed moisture estimation by monitoring of air stream temperature rise in packed-bed solid-state fermentation. Chemical Engineering Science. 61(17): 5654-566.

    Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng & Lê Thị Lan Chi (2008). Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.

    Lee B.K., Piao H.Y. & Chung W.J. (2002). Production of red pigments by Monascus purpureusin solid-state culture. Biotechnology and Bioprocess Engineering. 7: 21-25.

    Lee D.S. (2012). Development of monacolin K-enriched ganghwayakssuk (Artemisia princepsPamp.) by fermentation with Monascus pilosus. Journal of Microbiology and Biotechnology.22(7): 975-980.

    Lee Y.K. (1995). Natural colors from microbial sources. Proceedings of the National Seminar on Food Technology-Food Ingredients, Kuala Lumpur, Malaysia. pp. 189-197.

    Li P., Su R., Yin R., Lai D., Wang M., Liu Y. & Zhou L. (2020). Detoxification of mycotoxins through biotransformation. Toxins. 12(2): 121.

    Manikprabhu D. & Lingappa K. (2013). Actinorhodin a natural and attorney source for the synthetic dye to detect acid production of fungi. Saudi Journal of Biological Sciences, 20(2): 163-168.

    Mapari S.A., Thrane U. & Meyer A.S. (2010). Fungal polyketide azaphilone pigments as future natural food colorants. Trends in Biotechnology. 28(6): 300-307.

    Padhi B.S. (2012). Pollution due to synthetic dyes toxicity and carcinogenicity studies and remediation. International Journal of Environmental Sciences. 3(3): 940-955.

    Panda B.P., Javed S. & Ali M. (2008). Optimization of fermentation parameters for higher lovastatin production in red mold rice through co-culture of Monascus purpureusand Monascus ruber. Food and Bioprocess Technology. 3(3): 373-378.

    Pandey A., Soccol C.R. & Mitchell D. (2000). New developments in solidstate fermentation: I-Bioprocess and products. Process Biochemistry. 35(10): 1153-1169.

    Srianta I. & Harijono (2015). Monascus- fermented sorghum: pigments and monacolin K produced by Monascus purpureuson whole grain, dehulled grain and bran substrates. International Food Research Journal. 22(1): 377-382.

    Sun J.L., Zou X., Liu A.Y. & Xiao T.F. (2011). Elevated yield of Monacolin K in Monascus purpureusby fungal elicitor and mutagenesis of UV and LiCl. Biological Research. 44(4): 377-382.

    Trivedi A.B., Hirota M., Doi E. & Kitabatake N. (1993). Formation of a new toxic compound, citrinin H1, from citrinin on mild heating in water. Journal of the Chemical Society, Perkin Transaction 1. 18: 2167-2171.

    Vũ Thanh Thảo, Huỳnh Bái Nhi, Cao Thị Hồng Gấm & Trần Cát Đông (2011). Khảo sát điều kiện nuôi cấy vi nấm Monascus purpureusđể thu sinh khối giàu Monacolin. Tạp chí Y học thành phố Hồ Chí Minh. 5(1): 195-202.

    Wang A.S.M.C.P., Wang N., Yang L. & Xiao Z. (2019). Brown rice versus white rice: nutritional quality, potential health benefits, development offood products, and preservation technologies. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety.18: 1070-1096.

    Xiong X., Zhang X., Wu Z., & Wang Z. (2014). Optimal selection of agricultural products to inhibit citrinin production during submerged culture of Monascus anka. Biotechnology and Bioprocess Engineering. 19(6): 1005-1013.

    Xu B.J., Wang Q.J., Jia X.Q. & Sung C.K. (2005). Enhanced lovastatin production by solid state fermentation of Monascus ruber. Biotechnology and Bioprocess Engineering. 10(1): 78-84.

    Yang Y., Liu B., Du X., Li P., Liang B., Cheng X., Du L.C., Huang D., Wang L. & Wang S. (2015). Complete genome sequence and transcriptomics analyses reveal pigment biosynthesis and regulatory mechanisms in an industrial strain, Monascus purpureusYY1. Scientific Reports. 5(1): 8331-8339.

    Yongsmith B., Kitprechavanich V., Chitradon L., Chaisrisook C. & Budda N. (2000). Color mutants of Monascussp. KB9 and their comparative glucoamylases on rice solid culture.Journal of Molecular CatalysisB: Enzymatic.10(1-3): 263-272.

    Zhang B.B., Xing H.B., Jiang B.J., Chen L., Xu G.R., Jiang Y. & Zhang D.Y. (2018). Using millet as substrate for efficient production of monacolin K by solid-state fermentation of Monascus ruber. Journal of Bioscience and Bioengineering. 125(3): 333-338.

    Zhang L., Li Z., Dai B., Zhang W. & Yuan Y. (2013). Effect of submerged and solid-state fermentation on pigment and citrinin production by Monascus purpureus. Acta Biologica Hungarica. 64(3): 385-394.