红紫篮状菌PH7产红色染料的优化生产及其作为环保纺织染料的应用潜力

为解决纺织工业合成染料的环境污染问题，研究人员开展红紫篮状菌Talaromyces purpureogenus PH7产红色染料的优化研究。通过优化发酵条件（28℃、pH7、葡萄糖碳源），获得高产量染料，该染料对棉织物染色后耐洗晒且不褪色。菌株培养液含IAA、酚类、黄酮等植物有益代谢物，兼具抗氧化活性，为开发环保纺织染料提供了新途径。

　　

在全球纺织工业快速发展的背景下，合成染料的大量使用导致严峻的环境污染问题。这些染料不仅在生产过程中消耗大量水资源，更会向环境中排放含重金属、致癌物和难降解物质的废水，对土壤、水体生态系统和人类健康造成长期危害。据统计，纺织工业每日需消耗1-2百万升水用于染色作业，其中10-35%的合成染料直接进入废水系统，成为突变、癌症和过敏性疾病的重要诱因。面对日益严格的环保法规和健康安全需求，开发天然、可生物降解且高效的替代染料已成为学术界和工业界的共同追求。

微生物源天然染料因其生产周期短、不受季节限制、水溶性好且兼具生物活性等优势受到广泛关注。其中，真菌产生的红色素在食品、化妆品和纺织领域展现巨大应用潜力。然而，现有微生物染料存在产量低、提取工艺复杂和功能验证不足等瓶颈。为此，来自巴基斯坦Abdul Wali Khan University Mardan的研究团队在《BMC Microbiology》发表了关于红紫篮状菌（Talaromyces purpureogenus PH7）产红色染料的研究成果，系统优化了其发酵条件，并评估了染料在纺织染色中的应用性能。

本研究采用实验室保藏的根际真菌菌株T. purpureogenus PH7（保藏号PQ281486），该菌株此前从银胶菊（Parthenium hysterophorus）根际土壤中分离获得，具有磷酸盐溶解和铅胁迫缓解能力。研究通过光谱法分析代谢物组成，优化温度、pH、碳源、盐度和铬胁迫等培养条件，采用沸水浴提取染料并进行棉织物染色实验，通过DPPH和ABTS法测定抗氧化活性。

研究首先通过代谢物分析发现，该菌株在查氏培养基中能产生多种植物有益物质，包括酚类（0.96 μg/g）、吲哚-3-乙酸（IAA）（2.93 μg/g）、黄酮类（32.8 μg/g）、糖类（219 μg/g）、脂质（13.6 μg/g）和蛋白质（198 μg/g），提示其培养液具有综合利用价值。

优化生长条件

通过系统优化发现，菌株在pH7、28℃、葡萄糖为碳源时生物量达到最高（8.5 g/100 mL）。盐胁迫（NaCl）显著抑制菌株生长，在1000 ppm时生物量降至1.3 g；而铬胁迫（Cr）在800 μg/g内反而促进生长（7.5 g），显示其对重金属的耐受特性。

优化染料生产

红色染料产量（520 nm吸光度）在相同优化条件下达到峰值（pH7:0.58; 28℃:0.57; 葡萄糖:2.1 μg/mL）。铬胁迫至800 μg/g时染料产量升至1.57 μg/mL，而盐胁迫则导致产量递减（1000 ppm时降至0.5 μg/mL），表明特定胁迫可刺激次级代谢产物合成。

染色性能评估

以硫酸亚铁（10%）为媒染剂，染料对未精炼棉织物和棉纤维均表现出良好染色效果。棉织物染料吸收率（0.65%）高于棉纤维（0.38%），且染色后织物经冷/热水、洗涤剂和日光暴晒均无明显褪色，证明其染色牢固度符合纺织应用要求。

抗氧化活性

染料提取物在DPPH和ABTS自由基清除实验中均表现出优于抗坏血酸的抗氧化能力（100 μg/mL时抑制率分别为1.7%和2.0%），为其在功能性纺织品开发中的应用提供理论基础。

该研究证实T. purpureogenus PH7是一种极具潜力的红色纺织染料生产菌株，其优化培养条件简单高效，所产染料兼具染色性能和生物活性。特别值得注意的是，菌株发酵液富含植物促生物质，使其在农业土壤修复中具有协同应用价值。该研究为开发环境友好型纺织染料提供了完整的技术路径，同时拓展了微生物染料在跨领域应用中的可能性，对推动绿色制造和可持续发展具有重要意义。