微生物雖小，卻在人們的生活中扮演著重要角色，比如公眾熟知的乳酸菌。  

事實(shí)上，還有很多微生物等待著科學(xué)家去探索，并應(yīng)用于實(shí)踐。紅曲菌便是其中一種。

“雖然紅曲菌是我國(guó)特色的微生物資源，但缺乏系統(tǒng)研究。”華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品生物技術(shù)與安全實(shí)驗(yàn)室教授陳福生對(duì)此不無(wú)惋惜。但他也指出，分子生物學(xué)正在為紅曲菌研究帶來(lái)新的契機(jī)。

應(yīng)用歷久彌新

紅曲菌的發(fā)酵產(chǎn)物——紅曲，在我國(guó)的應(yīng)用已逾千年，zui早是把它用作食品著色劑和中藥配伍。

作為活血化瘀、健脾消食的傳統(tǒng)中藥，在《本草綱目》中，紅曲得到了李時(shí)珍這樣的評(píng)價(jià)：“此乃人窺造化之巧者也”，“奇藥也”。

在我國(guó)傳統(tǒng)釀酒工業(yè)中，增香紅曲作為一種特殊的紅曲品種，還能使酒的香味更加醇厚。

早在1979年，來(lái)自日本的遠(yuǎn)藤章曾經(jīng)從紅色紅曲菌發(fā)酵產(chǎn)物中分離得到一種可抑制體內(nèi)膽固醇合成的活性物質(zhì)，命名為Monacolin K（莫哪呵啉 K）。據(jù)陳福生介紹，北京北大維信生物科技有限公司推出的“血脂康”，其主要成分就是含有Monacolin K的紅曲，目前已占據(jù)我國(guó)降血脂藥物市場(chǎng)約半壁江山。

近年來(lái)，紅曲菌的相關(guān)產(chǎn)品在我國(guó)發(fā)展非常迅速。以紅曲色素為例，在《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB2760-2007）的40多種天然食用色素中，僅有的2種來(lái)自微生物的著色劑——紅曲米和紅曲紅，均為紅曲菌的發(fā)酵產(chǎn)物。紅曲色素的銷(xiāo)量還在逐年增加，2010年成為我國(guó)增長(zhǎng)速度zui快的食品著色劑品種，年產(chǎn)量達(dá)1萬(wàn)噸，年產(chǎn)值10多億元人民幣。

諸多問(wèn)題待解  

與紅曲菌歷久彌新的應(yīng)用相比，研究中需要解決的問(wèn)題依然很多。

“在紅曲菌的研究中，分類(lèi)爭(zhēng)議一直存在。” 陳福生對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō)，“zui早是日本人作的分類(lèi)，認(rèn)為有30多個(gè)種，中科院微生物研究所的李鐘慶等中國(guó)科學(xué)家也作了一些分類(lèi)研究，認(rèn)為至少有10多個(gè)種。”

然而，1983年Hawksworth，D.L.和Pitt, J.I.在《澳大利亞植物學(xué)雜志》（Australian Journal of Botany）發(fā)表了紅曲菌新的分類(lèi)，認(rèn)為紅曲菌只有3個(gè)種。從那時(shí)起，上就采用這個(gè)分類(lèi)體系。但是，中國(guó)學(xué)者往往同時(shí)采用兩種分類(lèi)方法，從而給研究造成一定麻煩，因?yàn)橛行┚N在中國(guó)存在而在國(guó)外則可能不認(rèn)可。

除此之外，安全性也成為紅曲菌及其相關(guān)產(chǎn)品的一大問(wèn)題。

1995年，法國(guó)Blanc等證實(shí)從紅曲中分離到的Monascidin A，就是有毒物質(zhì)桔霉素，從而引起了世界各國(guó)對(duì)紅曲安全性的高度重視。

陳福生說(shuō)：“目前，在我國(guó)作為食品添加劑的紅曲米（粉）和紅曲紅都沒(méi)有規(guī)定桔霉素的允許含量。主要是因?yàn)閷?duì)桔霉素的*存在爭(zhēng)議。”

紅曲色素的穩(wěn)定性問(wèn)題亦值得關(guān)注。“紅曲色素在應(yīng)用中有個(gè)很大的問(wèn)題就是穩(wěn)定性，特別是放到太陽(yáng)光底下一照就很容易褪色。”陳福生表示，目前這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決。

此外，功能紅曲還存在有效成分的問(wèn)題。陳福生介紹說(shuō)，降血脂功能紅曲中的Monacolin K存在酸式與內(nèi)酯式結(jié)構(gòu)兩種形式，其中內(nèi)酯式的Monacolin K須在體內(nèi)水解成相應(yīng)的酸式才能發(fā)揮藥效，由于這一過(guò)程需要消耗體內(nèi)的羥基酯酶，所以長(zhǎng)期使用會(huì)增加肝腎負(fù)擔(dān)。因此，如何提供功能性紅曲中Monacolin K酸式結(jié)構(gòu)的含量是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

“目前研究認(rèn)為，紅曲菌還能產(chǎn)生很多其他功能性成分，比如可以產(chǎn)生具有降血壓作用的γ-氨基丁酸。另外，關(guān)于紅曲預(yù)防老年人骨質(zhì)疏松的功能也正在研究之中。”陳福生說(shuō)。

分子生物學(xué)介入

針對(duì)上述問(wèn)題，學(xué)界普遍認(rèn)為紅曲菌分子生物學(xué)研究有望推動(dòng)其解決。

對(duì)于紅曲菌分類(lèi)的困惑，陳福生表示，依據(jù)一些分子標(biāo)簽進(jìn)行的微生物分類(lèi)相對(duì)比較客觀。采用基于DNA特征的紅曲菌分類(lèi)結(jié)果，可以作為紅曲菌形態(tài)分類(lèi)的補(bǔ)充，從而更加客觀、真實(shí)地反映紅曲菌的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。

紅曲菌是具有“東方特色”的一類(lèi)微生物，西方國(guó)家對(duì)其研究很少，而對(duì)其分子生物學(xué)的研究更是幾乎為零。

對(duì)此，從上世紀(jì)末開(kāi)始，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品生物技術(shù)與安全實(shí)驗(yàn)室等國(guó)內(nèi)相關(guān)研究單位，從準(zhǔn)備和積累紅曲菌的遺傳與分子研究材料起步進(jìn)行了相關(guān)研究的探索，并取得了很好的進(jìn)展。

陳福生介紹說(shuō)：“我們實(shí)驗(yàn)室建立的紅色紅曲菌（M.ruber）M-7的T-DNA插入突變體庫(kù)為紅曲菌相關(guān)代謝物基因簇的克隆與功能分析，以及代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控等紅曲菌分子生物學(xué)的研究提供了材料，并大大促進(jìn)了相關(guān)分子機(jī)制研究。”