国内外红曲 霉研究开发现状及趋向
1884年Van Tieghen首次分离出的红曲菌至今已有百年的历史,近年红曲菌
的许多功效相继被证实后,红曲菌的相关专利陆续出现,自1975年至1997年为止,红曲 菌首次发表的专利有近200篇。在这段时间内有157篇红曲专利是在日本申请,在美国申请的则只有29篇,由此可见红曲菌研究主要领导国是日本,也因此可知红曲 在日本很盛行,我国对红曲霉的研究较晚,1992年开始见有报道,之后逐渐多起来,1996年以后才有数篇专利发表,其中多为北大,中科院等机构的研究成果。
表1:近20年世界红曲相关专利分布情况
年份
1975-1980
1981-1985
1986-1990
1990-1995
1996-1997
专利数
55
41
45
43
7
国别
比利时
捷克
德国
法国
欧洲专利局
专利数
6
1
3
2
3
国别
英国
韩国
美国
瑞典
世界智财组织
专利数
2
3
29
1
3
红曲色素是红曲霉应用的主要方向,近20年有近40%的专利集中在此领域,其中1985年前申请的占64%,1995年以后12年间申请的只占36%,说明研究已渐成熟,在1979年红曲霉被发现可产生胆固醇合成抑制剂后,红曲霉的降血糖,血质及胆固醇功效即成为众人关注的焦点。近20年与此主题相关的专利有24篇,其中20篇出现在1980年到1990年间。另外作为食品添加剂也是红曲应用的主要方向,有关添加红曲成为功能性食品的专利有31篇,且多在日本申请。还有用于生产各种酶的专利15篇,以及在化妆品、处理废水、饲料上的应用。从以上可以看出,对红曲霉素研究从红曲色素转向有关降血压、血糖及胆固醇的生理活性物质方面是一大发展趋势,另外,多种功能性食品的开发和利用仍有很大发展空间。
红曲霉产胆固醇合成抑制剂Monacolin类物质的研究是近几年的焦点之一。有关其在红曲霉内合成的报道多在80年代初,采用了紫外光谱,红外光谱、质谱、核磁共振等方法对其生物合成途径进行推测,但其详细机理至今仍不很清楚。而Monacolin类物质抵制胆固醇合成的机理比较清楚,已有多篇关于红曲 霉生理活性物质药理及其效果的报道,证明其效果,安全性高。Monacolin K在Monacolin类物质中抑制胆固醇合成作用效果最强,曾有一些有机合成的报道,也有成功的例子,但其收率低,纯化难,故现仍以发醇为主。在红曲霉发酵生产Monaclin K的研究中,液态发酵的居多,但其设备一次性投入大,提取过程复杂,成本高。固态发酵具有生产过程简单、投资少、产量高,对环境污染小,后处理简单,食用更安全等优点,因而越来越受到人们的重视,只是固态发酵周期长,不易控制,容易染菌。如何利用先进的微生物及现代发酵技术提高MonacolinK产量也是如今研究的主要方向之一。
红曲系列产品的应用
由于红曲中Monacolin类物质降胆固醇,降血脂功效显著,安全性高,经过十几年的探索和临床研究,洛伐他汀(lovastatin)被美国FDA批准之后,又有辛伐他汀(simvastatin)、普伐他汀(pravastatin)、阿托伐他汀(atovastatin)等多种药品上市。MonacolinK作为药物在日本也已投入市场,由于其见效快,用药4-8周后,可使LDL胆固醇降低43-45%。得到消费者的一致认可。我国的北大维信公司开发了“血脂康”,成都地奥公司开发了“地奥心血康”,“脂必妥”均获得了较大成功,其主要作用成分均为Monacolin K。
我国是红曲的主要生产国,福建省是我国的主要产地,生产的红曲除供应我国及东南亚所需外,均用以生产红曲 色素外销日本及欧美各地,出口量较大,另外,北京、上海、广东、浙江、河北等地也有红曲生产,主要是作红曲色素,有的作为功能性食品的原料。由于人工合成色素逐渐被禁止用于食品,近年天然的红曲色素市场看好,一时涌现出许多家红曲色素厂,最终供大于求,商家竞相降价,有的甚至陪钱来卖或降低质量减少成本,造成红曲市场不景气。在福建、浙江、河北等几处见有功能性红曲粉或红曲 片生产,但此类保健食品在我国影响力小,所知甚微,销量并不很大。
而日本都有多家公司投入大量人力物力进行红曲保健食品的开发,该类产品以其具有多种功效在日本深受欢迎。每年作为保健食品原料的红曲达100吨,仅原料销售额即达3亿日元,产品种类繁多,包括纯红曲及添加红曲提取的胶囊,红曲口服液等。此外,红曲 还应用于制酒、醋、酱油、味精、红豆腐乳、肉制品、食品添加剂及饲料。日本的红曲制品不仅自己销量较大,而且将低价购进的红曲原料制成成品以几倍甚至几十倍的价格出口到亚洲以及北美获得很大的利润。
红曲系列产品的发展前景
心血管疾病是威胁人类生命的第一大杀手,随着世界人口平均老龄化的增加,以及医疗保健措施的不断完善,促进了目前国际降血脂药品,保健品市场的急剧扩张。据统计我国高血脂症患才晨7000万人左右,并有低龄化趋势,因而降血脂产品的市场也会有较大的发展,市场潜力巨大。
洛伐他汀自1987年用于临床以来,至今尚未发现不良反应,故至今畅销不衰,市场越来越大,建一个年产10吨红曲洛伐他汀生产厂,总投资约600万元,建成投产后,可创产值5000万元,利润2400万元,税金500万元,投资回收期1年左右,效益较为可观。
而红曲色素在我国较为成熟,进一步扩大的空间有限,日本的成功经验告诉我们,红曲保健食品在我国有很大发展潜力。
实际上,国际市场更为广阔,据测定,欧美人的血清胆固醇水平平均为100mg/DL,明显高于动脉粥样硬化性心血管疾病发病率低的一些农业国家。据统计,美国人每人每天平均消耗胆固醇1000mg,正常应为300mg左右,所以西方高脂血症,冠心病等疾病发病率较高,也可见其市场极为广阔。美国已有一种名为Cholestin的红曲保健食品上市。但欧美对桔霉素要求严格,影响到红曲的进出口,所以需要对这方面进行深入研究,以便使中国红曲系列产品尽早打入欧美国际市场。
综上所述,红曲霉发酵物以其降胆固醇、降血压、降血脂、营养丰富等多种显著功效,使用安全、副作用小等多种优势,可制成药物或保健食品,具有极为广阔的前景。我国的生产厂家,可在深入细致的市场调研的基础上,适度地开发红曲系列产品,以增加经济效益和社会效益。