Báo cáo " Khảo sát khả năng tạo sắc tố, Lovastatin và độc tố Citrinin của hai chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

122
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Monascus purpureus được sử dụng rộng rãi tại Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản từ hàng trăm năm nay trong sản xuất thực phẩm và trong y học cổ truyền. Gần đây Monascus được phát hiện là có khả năng sinh tổng hợp lovastatin, một dược chất quan trọng trong điều trị các bệnh tim mạch. Nghiên cứu này đề cập tới khả năng ứng dụng công nghệ của 2 chủng nấm Monascus có mặt trong sưu tập giống của Viện Công nghiệp Thực phẩm là M. purpureus MD và M. purpureus 3403. Kết quả đánh giá cho thấy...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Khảo sát khả năng tạo sắc tố, Lovastatin và độc tố Citrinin của hai chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus "

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 Kh o sát kh năng t o s c t , Lovastatin và ñ c t Citrinin c a hai ch ng n m m c ñ Monascus purpureus Lê ð c M nh* Vi n Công nghi p Th c ph m, 301 Nguy n Trãi, Thanh Xuân, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 5 tháng 9 năm 2007 Tóm t t. Monascus purpureus ñư c s d ng r ng rãi t i Trung Qu c, Hàn Qu c và Nh t B n t hàng trăm năm nay trong s n xu t th c ph m và trong y h c c truy n. G n ñây Monascus ñư c phát hi n là có kh năng sinh t ng h p lovastatin, m t dư c ch t quan tr ng trong ñi u tr các b nh tim m ch. Nghiên c u này ñ c p t i kh năng ng d ng công ngh c a 2 ch ng n m Monascus có m t trong sưu t p gi ng c a Vi n Công nghi p Th c ph m là M. purpureus MD và M. purpureus 3403. K t qu ñánh giá cho th y hai ch n g có nh ng khác bi t rõ r t v kh n ăng và d ng s c t t o ra. Trong 2 ch ng kh o sát, M. purpureus 3403 có kh năng sinh t ng h p lovastatin và do v y có ti m năng ng d ng trong s n xu t th c ph m ch c năng. C hai ch ng kh o sát ñ u có kh năng sinh citrinin, m t lo i ñ c t n m. M c dù không s n sinh m c ñ cao, s có m t c a citrinin là ñi u ñáng quan tâm khi ng d ng Monascus trong s n xu t. 1. M ñ u∗ t ng s , tăng HDL, gi m LDL và triglyceride. Ho t ch t chính ñi u khi n q uá trình này là lovastatin (monacolin K, mevinolin). Do có kh thu c ngành Monascus purpureus năng làm gi m lư ng cholesterol trong máu, Ascomycota, l p Ascomycetes, phân l p Monascus có tác d ng phòng ng a b nh tim Eurotiomycetidae và h Monascaceae. m ch và m t s d ng bi n ch ng [2,3]. Hi n Monascus ñư c s d ng r ng rãi trong s n xu t nay các ch p h m t M. purpureus ñư c s n th c ph m t i Trung Qu c, Hàn Qu c và Nh t xu t r ng rãi trên th gi i. Các ch p h m này B n t hàng trăm năm nay [1]. Ngoài ng d ng có th bao g m M. purpureus d ng thô, d ch thông thư ng làm ph m m u th c ph m, chi t M. purpureus, và các ch t tinh ch t Monascus còn là m t lo i dư c li u c truy n chúng. S n ph m n u d ng th c p h m ch c t i các qu c gia này. G o lên men v i năng thư ng ch a hàm lư ng lovastatin t 90 Monascus ñư c g i là "Ang Khak" ho c "Hong mg -10.000 mg/kg. Các ch ph m ñ ư c áp d ng Qu" theo ti ng Trung Qu c, “Ben-Koji” theo d ng viên nén, con nh ng, d ng kem và d ng ti ng Nh t và “Red Rice Yeast” theo ti ng Anh. b sung cho th c ph m. Ch ph m c a M. G n ñây, n m Monascus ñư c phát hi n có purpureus t n t i c d ng th c ph m ch c ch a các ho t ch t có l i cho ho t ñ ng c a tim năng và dư c li u. Solaray (M ), InVite Health m ch. Chúng có kh năng làm gi m cholesterol (M ), Morning Star Health (M ), TerraVita _______ (Balan), AllOk GmbH (ð c), Hangzhou Gosun ∗ ðT: 84-4-8584481. Technologies Co., Ltd. (Trung Qu c), YBS E-mail: manh@firi.ac.vn 238
239 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 (Nh t)...là m t s trong nhi u công ty cung c p d ng axit b ng cách pha trong dung d ch NaOH th c ph m ch c năng và dư c li u t M. 0,1M:acetonitril (6:4 v/v). Lovastatin t n m purpureus. Monascus ñư c tách chi t b ng cách ñông khô sinh kh i cùng giá th c a n m trên môi trư ng M t trong nh ng v n ñ quan ng i khi ng g o h p. H n h p ñ ư c nghi n m n và chuy n d ng Monascus là kh năng sinh ñ c t citrinin. 0,1 g vào ng Eppendorf ch a 0,5 ml H2SO4 Citrinin là ñ c t n m ñi n hình, ñư c phát hi n 0,1M. Các ng ñư c qua ñêm nhi t ñ 55°C ñ u tiên Penicillum, sau ñó là Aspergillus và trong ñi u ki n l c 1000 vòng/phút trên máy Monascus. Nó ñư c coi là ñ c t khá m nh Thermocomfort (Eppendorf). Sau ñó 0,75 ml nhưng không b n nhi t và d b p hân hu trong toluene ñ ư c b sung vào m i ng, l c t c ñ quá trình ch bi n [4]. Citrinin là s n p h m trao 1400 vòng/phút nhi t ñ 55°C trong 10 phút ñôi th c p c a Monascus purpureus nhưng v i và sau ñó ly tâm 13000 vòng/phút trong 5 n ng ñ r t nh có th ch p nh n ñư c trong phút nhi t ñ p hòng. Toàn b p h n d ch n i g o lên men v i Monascus. ñư c chuy n sang ng m i và trung hòa b ng M c tiêu c a nghiên c u này là ñánh giá cách b sung 0,5 ml Na2CO3 5%, l c m nh kh năng t o s c t , sinh t ng h p l ovastatin và trong 1 phút trên máy Vortex. H n h p ñư c ly citrinin c a 2 ch ng n m M. purpureus hi n tâm 13000 vòng/phút trong 1 phút và lo i b ñang lưu gi t i Sưu t p gi ng vi sinh v t, Vi n toàn b l p dư i. D ch chi t ti p t c ñ ư c r a Công nghi p Th c p h m nh m t o ti n ñ cho b ng cách b sung 0,5 ml nư c c t, l c m nh vi c phát tri n các ch p h m th c ph m ch c trong 1 phút và ly tâm 13000 vòng/phút trong năng t Monascus. 1 phút. Dung môi toluene ñư c lo i b b ng cách chuy n 100µl sang ng m i và làm khô 2. Nguyên v t li u và phương pháp b ng dòng khí nitơ. Ph n ñ ng l i ñư c hòa tan trong 200 µl h n h p dung môi acetonitril: Ch ng gi ng, môi trư ng nuôi c y và phân H3PO4 0.1% (60:40, v/v). H n h p sau ñó ñư c tích hàm lư ng ch t m u ly tâm 13000 vòng/phút và s d ng 5µl d ch Các ch ng M. purpureus MD và M. n i ñ phân tích b ng HPLC v i c t h n h p purpureus 3403 ph c v nghiên c u ñư c l y t C2-C18 (5RPC và µRPC, Pharmacia Biotech, Sưu t p gi ng Vi sinh v t, Vi n Công nghi p M ), pha ñ ng acetonitrile: H3 PO4 0.1% Th c ph m. Gi ng ñư c b o qu n trong ng (60:40) (Merck, ð c), t c ñ dòng 0,6 ml/phút. th ch nghiêng v i thành ph n malt 1%, glucose Tín hi u ñư c ghi nh n b ng detector SPD 1%, agar 2%. Kh o sát v kh năng t o s c t , 6AV (Shimadzu, Nh t) bư c sóng 238 nm và lovastatin, citrinin ñư c th c hi n trên môi phân tích b ng intergrator C-R5A (Shimadzu, trư ng g o h p. Ch t m u ñư c trích ly t sinh Nh t). kh i Monascus và giá th b ng c n 70% (v/v). Phân tích citrinin Hàm lư ng s c t ñư c ñánh giá thông qua m t ñ quang bư c sóng 410 nm. Ph m u c a Ch t chu n citrinin c a Molekula (Dorset, các ch ng ñ ư c phân tích b ng s c ký b n Anh) ñ ư c pha trong dung môi acetonitrile. m ng (silica gel 60, Merck) v i dung môi là Citrinin ñư c tách chi t t sinh kh i cùng giá ethylacetate [5]. th n m trên môi trư ng cám g o b ng c n 67% Phân tích lovastatin (v/v). Các m u ñư c pha loãng ñ n n ng ñ c n thi t s d ng c n 67% và sau ñó phân tích b ng ð t o dung d ch ch t chu n, lovastatin c a HPLC v i cùng ñi u ki n như phân tích lovastatin. Molekula (Dorset, Anh) ñ ư c chuy n hóa thành
240 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 M. purpureus MD phát tri n nhanh hơn và t o 3. K t qu và bàn lu n s c t s m hơn ch ng M. purpureus 3403, tuy nhiên cư ng ñ màu c a ch ng M. purpureus ð c ñi m và ñ ng h c c a quá trình sinh 3403 l i cao hơn so v i ch ng M. purpureus s ct MD. ð i v i c 2 ch ng gi ng, hàm lư ng s c Hai ch ng M. purpureus MD và M. t tích t ñ ư c tăng m nh trong 12 ngày ñ u và purpureus 3403 ñư c nuôi c y trên môi trư ng sau ñó n ñ nh cho t i cu i th i gian kh o sát g o h p 30 °C trong th i gian 16 ngày. T c (16 ngày) (Hình 1). ñ phát tri n và t o s c t ñư c ñánh giá trong su t q uá trình nuôi c y. K t qu cho th y ch n g 1000 863 862 900 798 800 700 600 OD (Abs) MD 500 3403 352 400 300 270 267 181 218 200 153 100 15.6 47.2 18 0 5 ngày 7 ngày 10 ngày 12 ngày 14 ngày 16 ngày Th i gian nuôi c y (ngày) Hình 1. ð ng h c c a quá trình sinh s c t c a Monascus trên môi trư ng g o h p. V thành ph n c a s c t , d ch chi t s c t ch ng là r t khác nhau. Phân tích ph màu b ng c a 2 ch ng M. purpureus MD và M. purpureus s c ký b n m ng cho th y ch ng M. purpureus 3403 ñư c phân tích b ng phương pháp s c ký 3403 có kh năng sinh t ng h p c 3 nhóm s c b n m ng v i dung môi tách chi t là ethyl t ch y u c a Monascus purpureus là màu acetat (Hình 2). Ch ng M. purpureus 3403 có màu vàng, màu ñ và màu da cam trong khi ñó xu hư ng sinh s c t vàng nhi u hơn (g o có ch ng Monascus purpureus MD l i ch t ng màu ñ s m), trong khi ch ng M. purpureus h p ch y u m t nhóm s c t ñ tía. Như v y, MD có xu hư ng sinh s c t ñ nhi u hơn (g o tùy thu c vào m c ñính s d ng mà ta có th có màu ñ tươi). Khi trích ly b ng dung môi l a ch n m t trong 2 ch ng Monascus. S c t ethanol, ch ng M. purpureus 3403 cho d ch c a ch ng M. purpureus MD phù h p hơn ñ i chi t có m u ñ s m và ch ng M. purpureus v i các s n p h m rư u, trong khi ñó ch ng M. MD cho d ch chi t m u ñ nh t hơn. D a trên purpureus 3403 s có giá tr ñ i v i các s n quang ph q uét t bư c sóng λ 300 ñ n 800 nm ph m t h t . ta th y kh năng sinh t n g h p s c t c a hai
241 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 bi n hơn. Theo nhi u tài li u nghiên c u lovastatin ñư c t o ra b i Monascus dư i c hai d ng axit và lacton, chúng có kh năng chuy n hóa t d ng này sang d ng khác. Trong t nhiên, t l t o thành gi a hai d ng tùy thu c vào ch ng vi sinh v t gi ng và các ñi u ki n nuôi c y, nhưng lovastatin ch y u t n t i d ng axit. Vi c chuy n hóa gi a hai d ng v i nhau ph thu c p h n l n vào ñi u ki n môi trư ng nuôi c y. M u ch t chu n l ovastatin hòa tan trong acetonitrile có ch a c d ng lactone và d ng axit. Trong ñi u ki n phân tích c a chúng tôi, trên s c ký ñ lovastatin d ng axit xu t hi n phút 12,8 và d ng lactone p hút 22,1 (Hình 3). S có m t c a c hai d ng gây Hình 2. S c ký b n m ng s c t c a ch ng M. khó khăn cho vi c ñánh giá ñ nh lư ng và do purpureus MD và M. purpureus 3403. v y chúng tôi quy t ñ nh chuy n hóa chúng thành d ng duy nh t là axit. Sau khi x lý b ng ðánh giá kh năng sinh Lovastatin dung d ch NaOH 0,1M:acetonitril t l 6:4, toàn Lovastatin là m t dư c ph m thu c nhóm b lovastatin d ng lactone ñ ư c chuy n hóa statin và còn ñư c g i là mevinolin. Tuy nhiên thành d ng axit. Lúc này trên s c ký ñ ch tên g i ñ u (lovastatin) v n ñư c s d ng ph xu t hi n m t p eak duy nh t phút 12,8. Hình 3. K t qu phân tích HPLC chuy n hóa c a Lovastatin. Ch t chu n Lovastatin 0,01% qua x lý b ng NaOH 0,1M: ACN (6:4). a) Ch t chu n Lovastatin d ng lacton và axit trư c khi ñư c x lý b ng NaOH; b) Ch t chu n Lovastatin d ng axit sau khi ñư c x lý b ng NaOH.
242 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 Vi c phân tích lovastatin ñư c ti n hành hàm l ư ng v t và không th ñ nh lư ng chính xác ñ ư c. K t q u phân tích HPLC ñ i v i trên hai ch ng Monascus purpureu MD và ch ng Monascus purpureu 3403. M i ch ng ch ng M. purpureus 3403, lovastatin t o ra ñư c nuôi c y v i ñi u ki n khác nhau nh m cũng d ng axit và hàm lư ng lovastatin trong kh o sát nh hư ng c a môi trư ng nuôi c y m u s n p h m ñông khô cùng giá th ñ t m c 60 µg/g (Hình 4). So v i các ch p h m lên kh năng sinh t ng h p lovastatin. K t qu tách chi t và phân tích lovastatin ñ i v i 2 Monascus trên th trư ng v i n ng ñ lovastatin trong kho ng 90-10000 µg/g thì ñây là n ng ñ ch ng Monascus cho th y không có ch ng nào t o lovastatin d ng lactone trong ñi u ki n nuôi không cao và do v y ñ t o các ch p h m t ương c y trên môi trư ng g o h p. Ch ng M. t , vi c chi t tách và làm giàu lovastatin là c n thi t. purpureus MD ch t o lovastatin d ng axit và Hình 4. K t qu phân tích HPLC phát hi n lovastatin m u tách chi t t ch ng M. purpureus 3403. ðánh giá kh năng sinh citrinin thương m i, s có m t c a citrinin là ñi u ñáng quan tâm và vi c ñưa ra các gi i pháp nh m Vi c phân tích citrinin ñ ư c ti n hành cho c 2 ch ng kh o sát và qu phân tích b ng kh ng ch sinh t ng h p citrinin là ñi u c n HPLC cho th y c hai ch ng Monascus c a thi t. ði u ñ c bi t là trong kh o c u c a Vi n Công nghi p Th c p h m ñ u sinh citrinin chúng tôi, citrinin không phát hi n ñ ư c khi các trên môi trư ng g o h p (Hình 5). N ng ñ ch ng ñ ư c nuôi c y trên môi trư ng malt- citrinin cao nh t là 105 µg/g. M c dù m c ñ glucose agar. ði u này cho th y vi c t i ưu hóa t ng h p citrinin này không ph i q uá cao so v i ñi u ki n nh m gi m thi u citrinin là kh thi. h àm l ư ng ñ ã công b ñ i v i các s n p h m
243 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 Hình 5. K t qu phân tích HPLC phát hi n citrinin. a) M u tách chi t t ch ng M. purpureus MD; b) M u tách chi t t ch ng M. purpureus 3403. (Vi n Công nghi p Th c ph m) vì nh ng ñóng 4. K t lu n góp trong quá trình th c hi n. Hai ch ng n m M. purpureus MD và M. purpureus 3403 có nh ng khác bi t khá rõ r t v d ng và cư ng ñ s c t t o ra. Ch ng M. Tài li u tham kh o purpureus 3403 có kh năng sinh t ng h p lovastatin, m t dư c ch t q uan tr ng trong ñi u tr b nh tim m ch. M c dù không s n sinh [1] J. Wang, Z. Lu, J. Chi, Multicenter clinical trial m c ñ cao, s có m t c a citrinin c hai of the serum lipid-lowering effects of a Monascus purpureus (Red Yeast) rice ch ng gi ng cũng là ñi u ñáng quan tâm khi preparation from traditional Chinese medicine. ng d ng chúng trong s n xu t ph m m u ho c Current Therapeutic Research 58 (1997) 964. th c ph m ch c năng. [2] D. Heber, I. Yip, J.M. Ashley, D.A. Elashoff, L i c m ơn: Nghiên c u này nh n ñư c s R.M. Elashoff, V.L. Go, Cholesterol-lowering tài tr c a B Khoa h c và Công ngh , B effects of a proprietary Chinese red yeast rice Công nghi p thông qua ñ tài “B o t n và khai dietary supplement, Am. J. Clin. Nutr. 69 (1999) 231. thác ngu n gen vi sinh v t công nghi p th c [3] C. Li, Y. Zhu, Y. Wang, Monascus purpureus- ph m”. Tác gi xin cám ơn ThS. ðinh M fermented rice (red yeast rice): a natural food H ng, ThS. Lê Thùy Mai, CN. ðào Anh H i
244 L.Đ. Mạnh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 23 (2007) 238-244 product that lowers blood cholesterol in animal condition of Monascus purpureus NTU 601, J. models of hypercholesterolemia, Nutr. Res. 18 Ind. Microbiol. Biotechnol. 30 (2003) 669. (1998) 71. [5] H.C. Wong, P.E. Koehler, Production and [4] J. Wang, C. Lee, T. Pan, Improvement of isolation of an antibiotic from Monascus monacolin K, aminobutyric acid and citrinin purpureus and its relationship to pigment production ratio as a function of environment production, J Food Sci. 46 (1981) 589. Production of pigments, Lovastatin and mycotoxin Citrinin by two Monascus purpureus strains Le Duc Manh Food Industries Research Institute, 301 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam Monascus purpureus has been used in China, Korea, and Japan as food colorant and traditional medicine for centuries. Recently it was discovered that Monascus produced lovastatin, an important drug for preventing cardiovascular diseases. This study was focused on technological characterization of two Monascus strains at the Culture Collection of Food Industries Research Institute. It was shown that the two strains differed significantly in pigment production and pigment composition. It was confirmed that M. purpureus 3403 capable of producing lovastatin, a chloresterol lowering agent. It was noted that although citrinin presented at low concentrations, measures should be taken before commercial realization of the strains.