新型谷氨酰胺酶高产芽孢杆菌的分离鉴定及其在酱油品质提升中的生物技术应用

针对传统酱油发酵过程中谷氨酰胺酶(glutaminase)活性不足导致的鲜味物质转化效率低等问题，研究人员从发酵moromi中分离出Bacillus pumilus-T1-11和Bacillus safensis-T3-20两株高产菌株，经培养基优化后酶活分别达5716.95±168.18 U/g和4927.72±62.79 U/g。应用于酱油发酵可使谷氨酸含量提升至82.78±0.53 mmol/L，显著增强鲜味特征，为传统发酵食品品质改良提供新策略。

　　

酱油作为中国传统调味品，其鲜味品质主要取决于谷氨酸含量。然而在传统高盐(18% brine)发酵过程中，约46%的谷氨酰胺会因缺乏高效谷氨酰胺酶(glutaminase)催化而转化为无味的焦谷氨酸，导致鲜味损失。现有发酵体系中的微生物如曲霉(Aspergillus)虽能产酶，但普遍存在酶活不稳定、耐盐性差等问题。如何突破这一技术瓶颈，成为提升酱油品质的关键。

广东省食品企业的科研团队从发酵moromi中分离出两株具有工业应用潜力的菌株：短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)-T1-11和安全芽孢杆菌(Bacillus safensis)-T3-20。通过二步筛选法（初筛采用含溴甲酚紫的谷氨酰胺选择性培养基，复筛通过SRM培养基验证），最终获得酶活分别达146.39±8.14 U/g和139.26±15.62 U/g的菌株。研究团队系统优化了碳氮源、谷氨酰胺浓度、NaCl和pH等培养条件，使T1-11在优化培养基中酶活飙升至5716.95±168.18 U/g，创下同类研究的显著突破。

关键技术包括：1）从企业提供的moromi样本中采用指示剂显色法初筛210株菌；2）通过SRM培养基复筛获得10株候选菌；3）采用响应面法优化培养基组分；4）在灭菌处理的酱油提取物中评估6.0 log CFU/mL接种量对谷氨酸产量的影响。

【菌株分离与特性】
通过特异性显色反应从210株菌中筛选出10株阳性菌，经16S rRNA鉴定主要为芽孢杆菌属。T1-11和T3-20在含60 g/L NaCl的SRM培养基中仍保持稳定酶活，显示优异耐盐性。

【培养条件优化】
麸皮作为氮源时T1-11酶活提升3.9倍，葡萄糖为最佳碳源。在含50 g/L谷氨酰胺、pH 7.5条件下，两菌株均达到峰值酶活，且能耐受100 g/L NaCl。

【酱油发酵应用】
7.0 log CFU/mL接种量发酵2天的moromi谷氨酰胺酶活达98.99±15.13 U/g。14天发酵使成熟酱油谷氨酸含量提升至82.78±0.53 mmol/L，感官评价证实鲜味显著增强。

该研究首次证实芽孢杆菌源谷氨酰胺酶在高盐酱油体系中的适用性，建立了"终端酶促强化"新工艺。相比传统曲霉发酵，该技术使谷氨酸转化效率提升80%以上，且避免了焦谷氨酸的无效转化。发表于《Food Bioscience》的这项成果，为传统发酵食品的精准品质调控提供了可工业化的生物技术方案，相关菌株已申请微生物保藏。研究团队特别指出，所有实验用原料均经119°C灭菌处理，确保数据可靠性，这为食品微生物研究建立了严谨的方法学范式。