嗜盐中芽孢杆菌LC4的基因组特征及其在酱油糟高值化中的应用：新型蛋白酶生产菌的发现与功能解析

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Genomic and functional characterization of halophilic Mesobacillus sp. LC4: A novel protease producer for valorization of soy sauce cake waste

本研究针对酱油糟(SSC)这一高盐蛋白副产物资源化利用难题，由研究人员开展了嗜盐菌蛋白酶开发主题研究。通过基因组挖掘发现新型Mesobacillus sp. LC4菌株含25种胞外蛋白酶基因，其粗蛋白酶在40-60°C、pH 8、4-8% NaCl条件下活性最佳，能有效水解SSC产生生物活性肽(72h达0.63±0.03 mg/g)，为高盐食品废弃物增值化提供了新型生物催化剂。

　　

酱油糟(soy sauce cake, SSC)作为酱油生产过程中富含蛋白质的副产物，虽然具有转化为生物活性肽的潜力，但目前仍未得到充分利用。嗜盐菌(halophilic bacteria)以其强韧的酶系统著称，为高盐条件下SSC的生物降解提供了可持续解决方案。本研究聚焦从红树林沉积物中分离得到的一株产蛋白酶嗜盐菌——中芽孢杆菌(Mesobacillus sp.)LC4菌株。

通过系统发育分析和全基因组(whole genome)解析，确认LC4是一株新型中芽孢杆菌物种，其平均核苷酸一致性(ANIb)和数字DNA-DNA杂交(dDDH)值均低于物种界定阈值。基因组挖掘(genome mining)鉴定出25个编码胞外蛋白酶的基因，主要包括丝氨酸蛋白酶(serine proteases)和金属蛋白酶(metalloproteases)，这些酶的理化性质表明其具有耐热性(thermotolerance)和嗜盐特性(halophilicity)。

粗蛋白酶活性测定显示，该酶在温度27-70°C、pH 6-11、盐度0-15% (w/v) NaCl范围内均保持广泛活性，最适作用条件为40-60°C、pH 8、盐度4-8% NaCl。在Ca²⁺和Al³⁺离子存在下，酶活性保持稳定。采用LC4菌株对SSC进行液态发酵(submerged fermentation)，24小时即实现显著蛋白质水解(5.16±0.18 mg/g干样品)，72小时产生生物活性肽(0.63±0.03 mg/g干样品)。这些发现凸显了LC4菌株在升级循环(upcycling)高盐蛋白类食品废弃物方面的潜力，为可持续食品废弃物增值化和生物活性肽生产提供了新思路。