微生物培養過程中,在普通培養基中添加適量非離子表面活性劑Triton X-100建立濁點系統可實現微生物萃取發酵。紅曲霉菌濁點系統發酵是一個邊萃取邊發酵的過程。紅曲霉生長發酵生產紅曲色素的同時,胞內產物紅曲色素被萃取到胞外膠束溶液中,紅曲色素由胞內產物分泌為“胞外產物”。盡管關于濁點系統研究越來越多,但對非離子表面活性劑對微生物滲透萃取發酵機理知之甚少。 本研究通過在添加Triton X-100的表面活性劑膠束溶液中進行紅曲霉菌萃取發酵,研究紅曲霉菌萃取發酵過程中紅曲色素的滲透萃取機理。結果表明:表面活性劑對紅曲色素的增溶能力與紅曲色素分泌密切相關。隨著表面活性劑膠束增溶能力的增強,滲透到胞外的紅曲色素濃度也越高。非離子表面活性劑萃取能力越強,紅曲色素產量越高,最大胞外紅曲色素濃度也就越高。胞外色素濃度是由發酵液中非離子表面活性劑的萃取能力和紅曲色素產量決定的。非離子表面活性劑Triton X-100具有良好生物相容性和紅曲色素萃取力,是紅曲霉萃取發酵優良的萃取劑。 在不同初始pH、氮源和非離子表面活性劑條件下,研究紅曲霉發酵時紅曲色素的分配、組成和桔霉素生物合成情況。結果表明:紅曲霉發酵過程中發酵液最終pH是影響紅曲色素在胞內外分配、色素組成以及桔霉素合成的關鍵因素。發酵液最終pH越大,胞外色素濃度就越大,紅色素組分多;發酵液最終pH較低(3.0以下)時,胞外色素濃度低,紅色素組分少,橙色素組分多。發酵液最終pH較低(3.0以下)時,抑制桔霉素的生物合成,胞內外都沒有檢測出桔霉素;發酵液最終pH大于3.0時的色素溶液中都存在桔霉素。發酵液最終pH與培養基初始pH和氮源有關。培養基初始pH和氮源都通過影響發酵液的pH從而影響紅曲色素分配、組成以及桔霉素合成。非離子表面活性劑Triton X-100對紅曲色素決定性的分配作用與pH無關;Triton X-100在一定程度上能促進橙色素轉化為黃色素,改變紅曲色素組成。本研究發現,在低pH發酵液條件下常規發酵可獲得高濃度的不含桔霉素的橙色素,在低pH發酵液條件下滲透萃取發酵獲得高濃度的不含桔霉素的黃色素。