Talaromyces islandicus AUMC 11391产淀粉酶条件优化及其工业应用潜力研究

为解决高温高盐环境下淀粉酶需求增长的问题，研究人员通过优化Talaromyces islandicus AUMC 11391的发酵条件（pH 6.0，30°C，NaNO3为氮源），实现淀粉酶产量达232±36 U/mL，酶活性在pH 5.0和55°C时达992.14±80 U/mg。该酶对Cu2+、Co2+等金属离子敏感，Km为132.1 mM，可高效水解多种天然淀粉，为工业酶制剂开发提供新选择。

　　

随着全球气候变化和水资源短缺加剧，工业领域对耐高温、耐高盐淀粉酶的需求日益迫切。淀粉酶作为降解淀粉的核心催化剂，占全球酶市场的25-33%，广泛应用于食品、纺织、生物燃料等领域。然而，现有微生物源淀粉酶在活性和环境适应性上存在局限，亟需发掘性能更优的菌株。

针对这一挑战，来自埃及的研究团队以从水稻中分离的Talaromyces islandicus AUMC 11391为研究对象，通过单因素优化法（OFAT）系统探究了发酵条件对淀粉酶产量的影响。研究采用蔗糖缺失的Czapek培养基进行液态发酵（SmF），结合70%硫酸铵沉淀和透析技术纯化酶蛋白，并利用DNS法测定酶活性和动力学参数。

在优化培养条件方面，研究显示pH 6.0和30°C是最佳产酶环境，以硝酸钠为氮源时，8天发酵周期可获得232±36 U/mL的产量。酶学特性分析发现，该淀粉酶在pH 5.0和55°C时活性峰值达992.14±80 U/mg，显著高于多数已报道真菌源淀粉酶。金属离子实验表明，Cu²⁺（134.57%）、Co²⁺（123.1%）等能显著激活酶活性，而SDS则强烈抑制（仅存13.84%活性）。动力学研究测得Km值为132.1 mM，表明其对底物具有中等亲和力。

底物特异性测试揭示了该酶对燕麦（73.6%）和高粱（63.3%）淀粉的高效水解能力，但对玉米淀粉（12.3%）作用较弱。通过ITS序列分析和形态学鉴定，研究者确认该菌株与T. islandicus NRRL 1036具有99%的遗传相似性，系统发育树支持率达95%。

讨论部分指出，该研究首次报道了T. islandicus产淀粉酶的特性，其产量较Penicillium chrysogenum（155 U/mL）等传统菌株提高49.7%。酶学稳定性测试显示，该酶在pH 5.0-8.0范围内保持60%以上活性，符合工业过程对pH耐受性的要求。研究者特别强调，Cu²⁺的激活效应可能与酶活性中心的巯基结合有关，而EDTA的抑制作用（86.12%残留活性）提示该酶可能属于金属酶类。

这项发表于《Electronic Journal of Biotechnology》的研究，不仅为工业淀粉酶生产提供了高性能菌种资源，其揭示的离子调控机制也为酶分子改造提供了新思路。未来研究可进一步探索该酶在极端环境下的稳定性，以及利用基因工程技术提升其对玉米淀粉的水解效率。