嗜麦芽窄食单胞菌 3E 几丁质酶：降解几丁质废物、防控植物真菌病害与疟疾传播的新希望

为解决海鲜企业几丁质废物污染及部分真菌病害、疟疾防控问题，研究人员开展嗜麦芽窄食单胞菌 3E（Stenotrophomonas maltophilia 3E）几丁质酶相关研究。结果显示该酶有良好降解及生物防控能力，对可持续农业和废物管理意义重大。

　　在海鲜产业蓬勃发展的当下，海鲜企业为全球提供了丰富的蛋白质来源，对保障粮食安全意义重大。然而，其产生的大量几丁质废物却成了棘手难题。这些废物多被填埋、露天堆放或焚烧，严重破坏生态环境。几丁质是甲壳类动物外骨骼的主要成分，是自然界中储量丰富的生物聚合物。部分微生物能分泌几丁质酶，将几丁质分解利用，促进营养循环。但目前，对于嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）产生的几丁质酶在生物防治植物病原真菌（如Trichoderma viride、Botrytis sp. 等）和控制冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）幼虫方面的作用，人们了解甚少。

为填补这些知识空白，国外研究人员开展了关于嗜麦芽窄食单胞菌 3E 几丁质酶的研究。该研究成果发表在《Bioresource Technology Reports》上，为可持续农业和废物管理带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从不同来源收集样本并提取几丁质胶体；接着，通过样本自然发酵、细菌分离筛选出具有几丁质水解能力的菌株；然后，对筛选出的嗜麦芽窄食单胞菌 3E 进行培养，研究不同因素对其生长和几丁质酶产生的影响；还利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析和扫描电子显微镜（SEM）等技术，研究几丁质的降解情况；最后，通过抑菌实验和幼虫致死实验评估几丁质酶的生物防治潜力。

研究结果

1. 几丁质水解活性筛选：从自发发酵的几丁质底物中筛选出多种细菌，其中嗜麦芽窄食单胞菌 3E 水解圈最宽，产酶量最高。该菌能利用未改性的几丁质生长，且在含虾壳的培养基中生物量和酶产量较高。
2. 几丁质酶产生：温度、pH、碳氮源、搅拌速度和金属离子等因素均影响嗜麦芽窄食单胞菌 3E 的生长和几丁质酶产生。该菌在 30 - 37°C、pH 5.4 - 7.4、添加果糖、葡萄糖、乳糖、NH₄Cl 和 Mg²⁺、Zn²⁺等条件下，生长和产酶效果较好。
3. 几丁质酶特性：嗜麦芽窄食单胞菌 3E 几丁质酶在 pH 5.6 时活性最佳，在酸性至中性及弱碱性范围内稳定；属于中温酶，40°C 时活性最高；5 mM Zn²⁺可增强其活性。经纯化，酶的比活性提高。
4. 粗壳降解：嗜麦芽窄食单胞菌 3E 对虾壳的降解率最高，达 50.96%，表明其能有效利用和降解几丁质废物。
5. FT - IR 光谱分析：FTIR 光谱显示，几丁质在降解过程中，其特征基团的振动发生变化，如 C-H 拉伸、N-H 弯曲等振动消失，出现新的振动峰，证明了几丁质的降解。
6. 生物防治潜力：嗜麦芽窄食单胞菌 3E 几丁质酶对多种植物病原真菌有抑制作用，其中对Botrytis sp. 的抑制效果最明显。同时，该酶对冈比亚按蚊 3 龄幼虫有致死作用，200 μL 酶处理 48 h 可使其全部死亡。

研究结论表明，嗜麦芽窄食单胞菌 3E 能在特定理化条件下高效生长并产生几丁质酶，该酶可有效降解几丁质废物，抑制植物病原真菌生长，杀死冈比亚按蚊幼虫。这不仅为海鲜产业几丁质废物的处理提供了环保的解决方案，还为可持续农业中病虫害的生物防治提供了新途径，有助于减少化学农药的使用，对实现可持续发展目标意义重大。未来研究可进一步优化生产和应用过程，通过基因工程等手段提高菌株和酶在复杂环境中的适应性和性能。