宁波大学食品与药学学院的庄荣玉*、王如晨、邱晓挺*等人重点介绍胶红酵母在生产生物活性物质方面的研究进展，旨在为促进胶红酵母的工业化应用的研究者提供参考。
1、胶红酵母在生产抗氧化活性物质方面的应用研究
胶红酵母合成类胡萝卜素的途径
首先，通过缩合反应，3 个乙酰CoA分子生成了甲羟戊酸（MVA），MVA随后经过磷酸酶和脱羧酶的催化，生成异戊烯焦磷酸（IPP），即类胡萝卜素的前体物质。经过一系列合成酶的催化作用，IPP形成了八氢番茄红素，后者通过两种去饱和酶以及胡萝卜素异构酶形成番茄红素。番茄红素又经过一系列环化酶的催化作用，形成了α-胡萝卜素、叶黄素和β-胡萝卜素。β-胡萝卜素通过β-胡萝卜素酮醇酶（BKT）的催化作用生成海胆酮和角黄素，最后形成虾青素。
胶红酵母生产番茄红素方面的研究进展
番茄红素作为后续类胡萝卜素产物的前体物质，是类胡萝卜素多种产物合成途径的关键分支点。提高其产量对后续多种产物如β-胡萝卜素、虾青素等的产量的提高有一定的促进作用，对其产量的代谢调控主要有以下3 种有效途径：
1）增加合成过程中关键酶的表达量。
2）控制番茄红素转化途径。
3）优化发酵培养基成分和发酵工艺参数及产物提取条件。
以上研究者的工作为探究胶红酵母生产番茄红素及其分析测定与发酵工艺提供了非常有价值的参考。
胶红酵母在生产β-胡萝卜素方面的研究进展
1）β-胡萝卜素的生物合成途径
番茄红素在环化酶的作用下可将其末端环化形成γ、β或ε环，由细胞中的CrtYB基因编码的环化酶催化，经过环化反应生成β-胡萝卜素。
2）胶红酵母高产β-胡萝卜素菌株筛选
诱变育种是一种普遍采取的提高产量的方法。有研究者发现一株胶红酵母，可利用螺旋霉素重液发酵废水中的营养物质，在不添加其他营养源的情况下发酵生产类胡萝卜素，产量为0.80 μg/mL。对菌株进行常压室温等离子体诱变，诱变菌株AR62类胡萝卜素的产量可达到2.14 μg/mL，比诱变前的产量提高了167%，同时为类胡萝卜素使用廉价培养基的生产和制药废水的治理提供了一种新方法。
3）胶红酵母产β-胡萝卜素发酵工艺优化
优化培养基的组成和发酵参数是一种简单有效地提高β-胡萝卜素产量的可行方案。有研究者对胶红酵母HP生产β-胡萝卜素的培养基进行了优化：当培养基中酵母提取物、麦芽浸出物、蛋白胨和葡萄糖质量分数分别为2.17%、2.11%、5.79%和12.46%时，β-胡萝卜素产量为2.87 mg/L。
4）胶红酵母产β-胡萝卜素基因工程菌株构建
目前，工业化生产β-胡萝卜素和番茄红素的唯一微生物菌株为三孢布拉氏霉菌。但三孢布拉氏霉菌是异宗的接合菌，需要将正、负菌株按照1∶1～1∶10的比例混合培养发酵生产，工艺复杂、发酵周期长，需120 h以上，耗氧量高，培养基价格昂贵，发酵成本高。红酵母对类胡萝卜素发酵水平虽然不如霉菌高，但红酵母具有营养要求简单粗放、生长周期短、可以高密度培养，且菌体无毒、营养丰富、可以作为副产物综合利用等优点。
2、胶红酵母在功能性食用油脂方面的研究
胶红酵母高产油脂菌株的育种方法
野生型酵母产油量一般不高，一般会采取诱变处理来提高油脂产量。诱变育种方法主要有化学诱变、紫外线诱变、γ射线诱变、常压室温等离子诱变（ARTP）和原生质体融合。
胶红酵母高产油脂基因工程菌株的构建
在产油酵母的研究中，通过脂质积累或脂质降解相关基因的过表达、缺失或失活可以构建高产的微生物菌株。具体来说，一个或多个编码脂源酶的基因，如乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、乙酰辅酶A合成酶（ACS）、ACL、ME、FAS和二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）基因，会导致高脂质积累。当这些修饰与抑制参与脂质代谢的基因相结合时，脂质积累就会最大化。
胶红酵母发酵油脂工艺的优化
影响胶红酵母的产油因素较多。研究表明，当培养过程中缺少氮源时，由于腺苷酸脱氨酶活性的提高，腺苷酸转化为大量的氨和肌苷酸，抑制线粒体中的腺苷酸依赖性脱氢酶，大量柠檬酸被堆积并被转运至胞浆最终形成脂肪酸甘油脂。因此可以通过控制C/N比调节油脂产量。
3、胶红酵母在生物制酶、催化方面的应用
胶红酵母生产酶制剂
漆酶是一种含铜多酚氧化酶，在食品、造纸、生物漂白、新兴的生物修复领域有广泛应用。漆酶的合成产量一般较低，尚不能满足工业需求，且目前已发现的有效诱导剂一般价格昂贵或具有毒性。近年来的研究发现，微生物共培养可以提高漆酶产量。有研究发现，从酵母菌中提取出的β-胡萝卜素可促进漆酶产生，因此，可以选择高产β-胡萝卜素的胶红酵母菌株来提高真菌漆酶的产量或利用β-胡萝卜素的粗提物来大规模地诱导漆酶的产生。
胶红酵母作为生物催化剂的应用
1）在酿酒工业方面的应用
有研究者分离提取媚丽葡萄新酒中的香气糖苷，添加优选野生胶红酵母的糖苷酶液，进行催化水解实验，结果表明，胶红酵母的糖苷酶对媚丽葡萄酒的制造具有良好的增香酿造应用潜力。
2）在全细胞生物转化制备新型药物方面的应用
桦木醇可以降低铬诱导的细胞毒性，并且极易转化成具有抗HIV和抗肿瘤细胞毒性的桦木酮醇，桦木酮醇生物活性远高于桦木醇，抗细胞毒性活性更高，新近发现的桦木醇衍生物显示出与以往药物不同的作用机制，使其成为在癌症和艾滋病治疗中有巨大应用潜力的新型药物。
结 语
总之，随着微生物研究技术的不断发展，酵母菌独特的生物合成能力将被更深度地发现利用，尤其是胶红酵母这一带有迷人橙红色彩的微生物资源，更值得食品科学工作者去挖掘，胶红酵母在食品、医药、酶工业、农业用生防酵母、饲料、环境保护等领域将会有更广阔的开发和应用前景。
