Elsevier《食品微生物百科全書》生技系潘子明教授紅麴專章 正式出版

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Elsevier是世界上最大的醫學與其他科學文獻出版社之一，總部位於阿姆斯特丹。該公司創始於1880年，出版品包括著名學術期刊The Lancet、Tetrahedron、Cell，以及教科書。每年共有250,000篇論文發表在Elsevier公司出版的期刊中。Elsevier亦提供電子資源資料庫:如 ScienceDirect, Scopus 及 Engineering Village等。

Elsevier 出版社員工共7,000 多人分布於全球24個國家70個辦公處。該出版社共出版2,000 種雜誌、20,000 多本書。2003 年統計數字顯示其出版有關科學、技術與醫學之出版品佔全球25% 的市場。

Elsevier 出版社服務全球三千萬學生、科學家與健康領域從業人員。該出版社在全球擁有7,000 位雜誌編輯委員、70,000 位編輯工作人員、300,000 位雜誌審查委員與600,000 個投稿作者。

此次該出版公司決定出版《食品微生物百科全書 (Encyclopedia of Food Microbiology)》，本校生化科技系潘子明教授，因已發表一百篇紅麴相關研究論文 (包括專利)，乃獲邀請撰寫百科全書中的『紅麴發酵產物之應用』專章 (圖一)。該百科全書已完成編撰、審查，將於近日正式出版。

為使本校師生對中國使用超過千年之紅麴，其在預防醫學上之新穎應用有所瞭解，特請潘教授將生技系研究團隊十年來發表之百篇紅麴相關論文，其被引用於百科全書之部份內容整理如下：

紅麴介紹

紅麴是一種黴菌又名赤麴，在日本稱為 beni koji 或 anka koji，歐洲也以中國紅米 (red Chinese rice) 稱呼。紅麴菌的應用在我國已有千年歷史，紅麴菌屬 (Monascus) 之研究是在1884年由法國學者 van Tieghem 為分離在馬鈴薯培養基上所發現之兩種真菌所建立的。紅麴菌可廣泛存在於穀類、澱粉、新鮮牧草、泥土、魚乾、河川表面沉澱物及松樹根組織中。紅麴菌在培養皿、試管斜面培養與顯微鏡下之型態如下圖二所示。臺灣大學生技系團隊使用之菌株為Monascus purpureus，因係在臺灣大學研發所得，編號為568，乃命名為Monascus purpureus NTU 568 (以下簡稱 NTU 568)。

紅麴之傳統應用

紅麴傳統應用主要當作食品添加劑與應用於釀酒。食品添加劑之應用係利用其代謝產生之紅色色素，使食品賦有美麗而又安全的紅色。而應用於釀酒則是利用紅麴所產生之酵素，進行酒精發酵。

紅麴在調節血脂之保健功效

紅麴應用於保健食品，乃因1979 年日本 Endo 教授發現紅麴代謝產物中含膽固醇合成之抑制劑 monacolin K。臺大研究團隊發現將紅麴發酵原料由米改為山藥，所得紅麴山藥調節血脂之功效更優於傳統之紅麴米。以倉鼠為模式鼠，先餵食高膽固醇飲食，誘導出高膽固醇鼠後，每天餵食相當於成人每日攝食 1 g (約 2 顆膠囊) 之 NTU 568 紅麴山藥八週後，發現血清中之總膽固醇、三酸甘油酯及低密度脂蛋白含量，分別降低 13.78%、38.74% 及 43.11%，更重要的是好的高密度脂蛋白膽固醇會因攝食紅麴山藥而提高，此係一般紅麴菌株生產之紅麴無法達到之功效。此部份之研究成果發表於 J. Agric. Food Chem. (2007) 55, 6493-6502 及 Appl. Microb. & Biotech. (2006) 70: 533-540.。

臺大研究團隊更進一步分離純化紅麴中所含之純物質，共獲得 34 種純化合物，其中 11 種為未被發現過之新的純物質。以純物質再進行動物試驗，確認能提升好的高密度脂蛋白膽固醇乃 NTU 568 所生產紅麴山藥代謝物中黃色色素 monascin 及 ankaflavin 兩成份之功效。此為文獻上首次確認紅麴提升高密度脂蛋白膽固醇成份之學術論文 (J Agri Food Chem. (2010) 58: 9013-9019)。透過本校研發處此成果已技轉給生技公司，並已量產且獲得衛生署健康食品之認證 (衛署健食字第A00231號)。

紅麴改善阿滋海默症

鼠學習記憶能力之功效

阿滋海默症為老人失智症中佔最大比率者，全球平均每天有1232人罹患此病，所以美國總統要簽署特別法案提供專款進行相關研究。

以輸注類澱粉樣蛋白誘導建立阿滋海默症模式鼠 (圖三)，再以被動迴避試驗與水迷宮試驗 (包括參考記憶試驗、空間性探測試驗與工作記憶試驗) 等行為模式與生理與生化指標測試 (包括乙醯膽鹼酶酵素活性、總抗氧化力、超氧歧化酶活性) 測試 NTU 568所生產紅麴對阿滋海默症鼠學習記憶能力之改善效果，結果發現效果非常顯著：攝食低劑量與高劑量紅麴組明顯比輸注類澱粉樣蛋白組在被動迴避試驗中學習記憶能力獲得明顯改善。空間性探測試驗改善效果各達38.2%及48.0%，工作記憶試驗之學習能力改善效果則達57.3% 及 58.9%。低劑量與高劑量紅麴組之乙醯膽鹼酶酵素活性 (數值高表示容易得病) 下降 16.0% 與35.4%；總抗氧化力、超氧歧化酶活性則 (數值高表示可改善學習記憶能力) 各增加24.6%及46.2% 以及27.2% 及52.7%。

老鼠犧牲後，將其海馬迴組織進行免疫染色，可發現在海馬迴組織堆積的類澱粉樣蛋白堆積量由於攝食紅麴明顯降低，此更是最直接的改善證據 (圖四)。

以上結果發表於J Neurosci. Rese. (2007) 85: 3171-3182、Appl. Microb. & Biotech. (2008) 79: 829-841與Appl. Microb. & Biotech. (2011) 91, 461-469。NTU 568所生產紅麴改善阿滋海默症學習記憶能力之成果，已獲得美國、日本、臺灣、新加坡、韓國、加拿大、歐盟及馬來西亞等八個國家、地區的專利。

紅麴改善血壓之功效

以帶有顯著高血壓的遠交系 Wistar 公鼠和帶有輕微高血壓的 Wistar 母鼠交配，所得之自發性高血壓大鼠為高血壓模式鼠，餵飼NTU 568所生產紅麴米與紅麴山藥，結果在單一次餵食試驗得知：紅麴米顯著降低收縮壓 8 mmHg 與舒張壓 9 mmHg，紅麴山藥顯著降低收縮壓 20 mmHg 與舒張壓 17 mmHg，且持續至八小時後仍有效果。餵食八週，紅麴米顯著降低收縮壓 20 mmHg 與舒張壓 18 mmHg，紅麴山藥顯著降低收縮壓 26 mmHg 與舒張壓 22 mmHg。將血管切片染色，觀察血管內壁彈性蛋白 (elastin) 排列情形發現：餵食八周紅麴山藥、紅麴米及 GABA (具有降血壓作用之化合物) 組，較餵食水及餵食未發酵山藥組別要整齊，更能證實攝食紅麴山藥能使血管更具彈性，因而能調節血壓 (圖五)。

此部份之研究結果發表於J Agri Food Chem. (2009) 57: 5035-5041。

紅麴調節血糖之功效

以藥物 (streptozotocin) 誘導之糖尿病模式鼠測試NTU 568所生產紅麴發酵產物是否具改善高血糖所導致之症狀。實驗總共進行 8 周，每天以管餵方式投以糖尿病鼠150 mg/kg 紅麴山藥後進行大鼠禁食後口服試驗，口服後 90 分鐘之血中葡萄糖值和對照組相比，血糖量下降 19.4%，胰島素量增加 60.2%，顯示NTU 568所生產紅麴可透過增加胰島素分泌量達到血糖調節功效。

以胰島素抗體針對胰臟 b 細胞進行免疫染色，深褐色部分為具有產生胰島素能力之 b 細胞。糖尿病老鼠因病情未加以控制，體內氧化壓力及發炎反應大增，導致 b 細胞被破壞，幾乎沒有胰島素分泌功能，餵食紅麴山藥則可改善 b 細胞被破壞情形，維持胰島素分泌功能 (圖六)。

此部份之研究結果發表於J Agri Food Chem. (2010) 58: 7634-7640，J Sci Food & Agri. (2010) 90: 2519-2525，Exper Diab Res (2011) Article ID 710635以及Free Radic Biol. Med. (2012) 52: 109-117。

紅麴不易形成體脂肪之功效

以紅麴之水萃取物及酒精萃取物處理3T3-L1前脂肪細胞，發現對 3T3-L1 前脂肪細胞均有抑制增生及分化之效果，故以染色方式 (油滴被染成紅色) 觀察，可見到以NTU 568所生產紅麴之萃取物處理前脂肪細胞，其內所含油滴明顯減少 (圖七)。而水萃取物對成熟脂肪細胞脂解活性有促進作用，可將脂肪分解生成脂肪酸及甘油。

動物實驗發現：餵食低劑量與高劑量NTU 568所生產紅麴發酵產物組其體重 (下降21.5%及30.5%)、脂肪組織重量 (下降26.7%及38.5%) 皆呈顯著下降。檢視脂肪組織之數目與截面積，確認 NTU 568所生產紅麴之減肥係脂肪細胞變小 (腎臟周圍及副睪周圍脂肪細胞平均截面積顯著下降 28.8% 及22.8%)，而非脂肪數目減少。

以上研究成果發表於國際肥胖雜誌 (Int. J. of Obesity (2008) 32: 1694-1704)。而NTU 568所生產紅麴其代謝物中黃色素 monascin 及 ankaflavin 之減肥機轉也已被確認而發表於J Agri Food Chem. (2010) 58: 12703-12709。NTU 568所生產紅麴之減肥效果已取得大陸專利。