红曲米发酵过程中pH值、色素生成与桔霉素合成的动态关系及其调控机制

本研究针对红曲米(RFR)发酵过程中桔霉素(CIT)污染问题，通过分析pH值、色素与CIT的关联性，发现色素产量上升可降低CIT浓度（MF1降幅26-68%），提出调控pH至5.5可优化色素生产并控制CIT，为食品安全提供新策略。

　　

红曲米（Red fermented rice, RFR）作为亚洲传统药食两用发酵品，在全球年消费量超10亿人次，但其发酵过程中产生的真菌毒素桔霉素（citrinin, CIT）具有肝肾毒性，成为食品安全隐患。尽管各国设定了CIT限量标准（如欧盟5000 μg/kg），但市场监测显示印尼、美国等地商品CIT超标率高达100%，台湾原料超标率达42.4%。目前，关于CIT与红曲色素代谢的关联机制存在争议：Hajjaj等认为二者共享四酮体前体，而Qin等主张独立合成路径。此外，pH对固态发酵代谢的影响尚不明确，现有研究多集中于液态培养体系。

为解决上述问题，新西兰梅西大学的研究团队以产CIT差异显著的Monascus purpureus菌株（MF1和MS1）为对象，通过30天固态发酵实验，结合pH实时监测、分光光度法和超高效液相色谱-荧光检测（UHPLC-FLD），首次揭示了色素积累与CIT降解的负相关性，相关成果发表于《Food Bioscience》。

关键技术包括：1）基于ITS和β-微管蛋白基因序列的菌株鉴定；2）椰子奶油琼脂（CCA）荧光法初筛CIT产量；3）动态监测pH值、色素（黄/橙/红）及CIT浓度；4）体外验证色素-CIT相互作用。

【Identification of fungi】
通过形态学（图1-3）与分子系统树分析（图4-5），确认MF1和MS1为M. purpureus，且携带CIT合成基因。MF1在CCA上4天即产荧光（100%阳性），而MS1需7天（30%阳性），暗示二者CIT合成能力差异。

【Determination of pH】
发酵9天后，MF1批次pH从6.79骤降至5.3（图7），与色素积累起始点同步。这种酸性环境可能激活色素合成酶系，同时抑制CIT途径。

【Pigments and CIT relationship】
关键发现包括：1）CIT峰值出现在第5天（MF1: 68 μg/g，MS1: 45 μg/g），随后下降；2）色素产量在第5天后持续上升，与CIT衰减呈镜像关系；3）体外实验显示混合色素可使CIT降低16-68%，其中红色色素贡献率最高。

【Conclusion】
研究证实：1）pH降至5.5是色素增产与CIT控制的临界点；2）色素可能通过化学结合或酶促降解机制中和CIT；3）菌株MF1因快速产色素特性更具应用潜力。该成果为开发低CIT红曲产品提供了pH调控策略和菌种选育方向，对传统发酵食品安全生产具有里程碑意义。