《Food Bioscience》：Citrinin-Controlled Quinoa Bioactivation and Phenolic Stabilization via Mixed-
Monascus Fermentation and Whey Protein Encapsulation
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摘要本研究通过整合固态发酵 (SSF) 与大分子包埋，系统研究了藜麦生物活性成分的生物转化和稳定性局限。在筛选的 52 株红曲菌中，LS4（高生物活性，高橘霉素风险）和 H1（高色素产量，橘霉素产量较低）表现出显著的表型互补性。理性设计的混合固态发酵 (H1:LS4=2:1)
摘要
本研究通过整合固态发酵 (SSF) 与大分子包埋，系统研究了藜麦生物活性成分的生物转化和稳定性局限。在筛选的 52 株红曲菌中，LS4（高生物活性，高橘霉素风险）和 H1（高色素产量，橘霉素产量较低）表现出显著的表型互补性。理性设计的混合固态发酵 (H1:LS4=2:1) 有效降低了 64% 的橘霉素积累，并将总酚含量提高了 2.85 倍，总抗氧化能力提高了 97%。发酵提取物通过非共价相互作用被包埋在乳清蛋白浓缩物 (WPC) 基质中。纳米复合物 (1:6 比例，182.8 nm) 表现出稳健的光稳定性 (92.03% 酚类保留)。更重要的是，WPC 空间位阻屏障有效抑制了过早的胃降解 (30.63% 酚类释放)，从而实现了肠道递送 (77.94% 累积释放)。因此，发酵 - 包埋策略同时增强了生物活性，降低了毒性风险，并实现了控释，从而为开发基于藜麦的功能性食品提供了一种有效策略。
引言
藜麦 (Chenopodium quinoa Willd.) 因其优质蛋白质、均衡的必需氨基酸以及丰富的生物活性化合物 (如多酚和类黄酮) 而被广泛认为是"21 世纪的谷物" (Ceyhun Sezgin & Sanlier, 2019; Chu et al., 2024; Vilcacundo & Hernández-Ledesma, 2017)。然而，由于许多功能成分共价结合在大分子细胞壁基质内，其生物利用度和吸收受到限制 (Zhang et al., 2020)。通常，可以通过超微粉碎、高温挤压和热烘焙等传统加工策略来破坏细胞壁并释放生物活性成分；然而，强烈的机械和热应力会引起氧化和热降解，导致大量营养流失 (Nayak et al., 2015; Reddy et al., 2024)。因此，开发创新的加工策略对于挖掘藜麦的健康潜力至关重要。
最近，微生物固态发酵 (SSF) 作为一种降解细胞壁屏障、释放结合态生物活性成分并增强谷物抗氧化性能的有效策略而崭露头角 (Green et al., 2024)。丝状真菌是固态发酵的主要菌株，能分泌多种酶 (如纤维素酶和蛋白酶)，有效分解大分子基质并促进共价交联多酚的广泛释放 (Hur et al., 2014; Martins et al., 2011)。与传统工业真菌 (如Aspergillus和Rhizopus) 相比，Monascus spp. 不仅能增强底物降解，还能改善感官品质并产生产色素和他汀类化合物等功能性代谢物 (Husakova & Patakova, 2025; Yang et al., 2022)。更重要的是，红曲菌发酵促进结合态多酚的结构转化，从而显著增强胃肠道生物可及性，并增加自由基清除能力和总还原力 (Yang et al., 2022)。研究发现，红曲菌发酵能有效增强游离酚类 (增加 2.75 倍，同时 ABTS 和铁还原抗氧化能力 [FRAP] 活性分别增强 3.18 倍和 3.78 倍) (Zhao et al., 2025)。
然而，红曲菌发酵仍受限于菌株依赖性的底物转化和潜在的橘霉素积累。(Chen et al., 2020)。因此，理性设计的共发酵应运而生，以同时促进有益色素的生物合成并抑制橘霉素的积累 (Yu et al., 2025)。更重要的是，混合菌株系统也可用于利用酶互补，从而增强底物降解和生物活性释放。例如，将Saccharomyces cerevisiae和Bacillus subtilis引入红曲菌发酵系统已被发现能有效增加α - 淀粉酶活性 (68.42 U/g)、总酚含量 (31.36 mg/g) 和 DPPH 活性 (19.01 mg/g) (Luo et al., 2021)。因此，构建具有互补表型的红曲菌混合菌株系统是一种同时改善生物活性和加强橘霉素控制的有前景的策略。
在此，我们从传统发酵食品中分离出几种高活性的紫红红曲，然后用于建立一种混合菌株固态发酵系统，在增强藜麦生物活性化合物释放和抗氧化性能的同时减少橘霉素积累。发酵提取物 (RYRQ) 进一步被包埋在乳清蛋白浓缩物 (WPC) 纳米复合物中，以提高稳定性，实现肠道递送，从而为开发安全和以抗氧化为导向的基于藜麦的功能性食品提供了一条可行途径。
章节摘要
红曲菌的分离
为了分离红曲菌，我们从广西武宣县的东乡、三里和二郎镇等地收集了几个传统的Hongzaosuan样品；在无菌盐水中涡旋 (10% v/v)；并如前所述 (Sun et al., 2022) 在无菌盐水中制备了一系列 10 倍稀释液。随后，将 100 μL 稀释液涂布于 PDA 平板 (Solarbio, 北京，中国) 上，并在 30°C 下培养 7 天。表现出典型红曲菌形态的菌落被进一步纯化
筛选具有优良发酵性能的红曲菌
从九个 Hongzaosuan 样品中分离出 52 株推定的红曲菌 (图 S1)，然后使用标准化固态发酵方案 (图 S2) 和四个指标进行系统评估：抗氧化活性、感官品质、基质降解能力和安全性 (图 S3–S10)。LS4 表现出最高的生理活性 (ABTS 自由基清除率为 79.66%，FRAP 为 1.07 mM，总还原力为 0.68 A) 和强烈的基质降解 (总酚含量 7.00 mg GAE/g 干重 [对照组的 292%] 和 13.96
结论
在本研究中，建立了一个优化的红曲菌混合菌株系统 (H1 与 LS4 比例为 2:1)，其中橘霉素的积累减少了 64%，但优化后藜麦的总抗氧化能力增加了 97%。生物活性提取物也被包埋在 WPC 纳米复合物中 (1:6 比例，182.8 nm)，以进一步改善环境稳定性，提供稳健的光保护 (92.03% 酚类保留)，并限制过早的胃降解，从而实现靶向
CRediT 作者贡献声明
Shubo Li: 写作 - 审查与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。Yuan Guo: 项目管理。Ailing Deng: 可视化，软件，方法论，数据整理。Xiaochun Su: 正式分析，数据整理。Lijia Liu: 写作 - 初稿，可视化，方法论，概念化
竞争利益
作者没有与本文内容相关的利益冲突需要声明。
生成式人工智能使用声明
在准备本工作期间，作者使用 ChatGPT (OpenAI) 辅助图形摘要的概念设计。使用此工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。
资助
本工作由 国家自然科学基金 (资助号：32160558)、广西壮族自治区自然科学基金 (资助号：2025GXNSFAA069887) 和 广西科学院改革与发展专项基金 (资助号：2024YGFZ504-105) 资助。
竞争利益声明
? 作者声明，没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
Lijia Liu|Ailing Deng|Xiaochun Su|Shubo Li|Yuan Guo
广西大学轻工与食品工程学院，南宁，530004，中国
