靈菌紅素類色素是一類以三吡咯環為基本結構的天然微生物基色素。根據烷基側鏈不同,靈菌紅素類色素分為靈菌紅素(PG)、環烷基靈菌紅素、鏈玉紅菌素B、十一烷基靈菌紅素(UP)、間環丙菌素等類別,其中靈菌紅素是代表性靈菌紅素類色素。
靈菌紅素外觀為暗紅色粉末,幾乎不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、丙酮等極性有機溶劑。靈菌紅素制備途徑分為化學合成法、微生物發酵法,其中化學合成法存在反應步驟多、產率低、工業化生產難度大等問題,相比之下,微生物發酵法具有反應條件溫和、環境友好、易于工業化等優點,已成為國內外研究熱點。
靈菌紅素主要來源于微生物生產的次級代謝產物。在自然界中,生產靈菌紅素的微生物種類主要有沙雷氏菌屬、假單胞菌屬、弧菌屬、河氏菌屬等,其中粘質沙雷氏菌(靈桿菌)是研究最廣泛的產靈菌紅素微生物。微生物細胞內靈菌紅素的合成主要由pig基因簇控制,兩個前體物質MAP、MBC經一步縮合反應生成靈菌紅素。
近年來,隨著合成生物學技術、基因編輯技術的發展,微生物發酵色素類型日益豐富、產業規模逐年擴大,靈菌紅素、靛藍色素、紫羅蘭素等微生物發酵色素市場化速度正在不斷加快。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年靈菌紅素(PG)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,我國靈菌紅素相關研發單位有芝諾(蘇州)生物科技有限公司、道生生物(深圳)有限公司、中國農業科學院煙草研究所、中國水產科學研究院長江水產研究所等,其中道生生物已完成靈菌紅素中試生產環節,預計將于2025年實現小規模量產。
靈菌紅素已被證實具有抗菌、抗霉、抗原生動物、抗瘧疾、免疫抑制、抗癌等多種生物活性,在紡織印染、醫藥開發、食品、化妝品、水體污染治理、科研、煙草抗病毒劑等領域具有巨大應用潛力。如在紡織印染領域,靈菌紅素作為天然紅色素,具有色牢度良好、上染率高等特點,有望推動傳統紡織印染工業技術變革。
新思界
行業分析人士表示,靈菌紅素作為微生物發酵色素,具有天然、環保、安全、可持續等特點,可替代化學合成色素。近年來,靈菌紅素應用潛力正不斷釋放,工業化生產是實現靈菌紅素大規模應用的前提,目前靈菌紅素合成研究主要集中在微生物發酵法上,隨著研究深入,未來幾年我國微生物發酵靈菌紅素將實現規模生產。