提高米曲霉产淀粉酶的研究进展

提高米曲霉产淀粉酶的研究进展

姚怡彤，刘雅楠

（江西科技师范大学材料与机电学院）

摘要: 本文主要对提高米曲霉产淀粉酶的技术和成果进行综述，包括产酶条件的优化，诱变育种，基因组学研究，旨在为今后提高米曲霉淀粉酶活性的研究发展提供有意义的借鉴。

关键词: 米曲霉; 淀粉酶; 条件优化; 诱变; 基因组学

一、前言

米曲霉作为食品安全级的发酵生产菌株，能生产纤维素酶、蛋白酶以及淀粉酶[1]等。淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的总称，工业应用中绝大多数来自细菌和真菌，是工业生产中应用最广的酶制剂之一，在发酵、食品、医药等工业中发挥重要的作用[2,3]。淀粉酶活性的增加可以使发酵过程中微生物获得更多的碳源，促进碳代谢。为了适应不同行业对淀粉酶的巨大需求，提高淀粉酶的产量和酶活性成为研究重点。本文分别从产酶条件的优化，诱变育种，基因组学三方面总结了当前提高米曲霉产淀粉酶的方法。

二、产酶条件的优化

研究者通过调控米曲霉产酶的条件来提升淀粉酶产量。卢福芝等[4]以米曲霉A-1为出发菌株，对培养基成分及培养条件进行探究，并采用正交试验方法对固态发酵产淀粉酶条件进行优化和验证，得到了最佳的发酵条件。贾璇等[5]基于米曲霉BNCC142787和CGMCC3.4427，研究出了米曲霉产淀粉酶的最佳培养方式和培养温度。刘晓蓉等[6]以米曲霉1228固体发酵所产α-淀粉酶的培养特性及部分性质进行了研究，得到1228生产高活性α-淀粉酶的最佳条件。可见，这种方法能有效的提升淀粉酶的活性。

三、诱变育种研究

一般野生型菌株的性能及耐受性较差，通常采用不同手段进行菌种选育来提高淀粉酶活性。葛菁萍等[7]以分离自豆酱中的米曲霉HDF-C14为出发菌株，采用He-Ne激光和亚硝基胍复合诱变的方法获得高产淀粉酶的突变株HDF-C14-HN5。李园园等[8]在米曲霉3.042的基础上经氮离子注入技术诱变，酸性培养下筛选出米曲霉A100-8，采用半定量RT-PCR方法对米曲霉菌株淀粉酶的基因表达水平进行研究，表面较原始菌株3.042具有更高的淀粉酶活力。朱文优等[9]以米曲霉y18为出发菌株，通过紫外和硫酸二乙酯两次诱变，获得产生淀粉酶活力酶较高的菌株y18-U-36-D-40，酶活比出发菌株提高153.35%。总之，突变菌株有着高产酶活的能力，不仅可以提高酶活性，还可以增强酶的稳定性。

四、基因组学研究

随着基因重组技术的发展，研究人员开始尝试基因工程手段。贺磊[10]以野生型米曲霉RIB40出发，经过筛选和敲除得到尿嘧啶营养缺陷型IigD缺失的菌株作为表达宿主，将新型淀粉酶AMyA1的cDNA在构建好的米曲霉表达系统实现异缘表达，提高了淀粉酶的表达量。张志国[11]以米曲霉FS528为出发菌株，利用基因改组技术进行选育，得到的米曲霉α-淀粉酶高产菌株相比出发菌株产酶水平提高52.34%。由此可见，利用基因工程技术在米曲霉生产淀粉酶具有发展前景。

五、结语

综上，通过优化产酶条件提升淀粉酶产量、利用物理方式（如紫外、激光、超声波等）和化学方式（如各种碱基类似物、烷化剂等）进行诱变育种淀粉酶活性突变菌株，以及淀粉酶基因的表达是目前影响淀粉酶活性的主要原因。希望能为今后的研究提供有意义的借鉴。

参考文献:

[1]张帅, 屈强胜, 程昊. 米曲霉固态发酵餐厨垃圾生产淀粉酶[J]. 中国食品添加剂, 2018(05): 141-146.

[2]程洋洋, 惠靖茹, 郝竞霄, 等. 响应面优化香菇柄发酵酱糕的制曲工艺[J]. 中国酿造, 2021, 40(02): 150-153.

[3]欧俊波, 张一松. 淀粉酶在临床疾病中的研究进展[J]. 国际检验医学杂志, 2019, 40(09): 1118-1120+1142.

[4]卢福芝, 钱丰, 韦江露, 等. 米曲霉固态发酵产淀粉酶条件优化的研究[J]. 河池学院学报, 2013, 33(05): 14-18.

[5]贾璇, 郭萌, 冶荣霞, 等. 米曲霉发酵厨余垃圾制备富酶产物的研究[J]. 环境科学研究, 2021: 1-12.

[6]刘晓蓉, 连晓蔚, 朱美娟. 米曲霉1228产α-淀粉酶特性的研究[J]. 中国调味品, 2009, 34(04): 36-38+75.

[7]葛菁萍, 陈方博, 王海曼, 等. He-Ne激光和亚硝基胍复合诱变米曲霉提高其蛋白酶和淀粉酶酶活力[J]. 食品科学, 2011, 32(11): 243-247.

[8]李园园. 米曲霉产淀粉酶和纤维素酶的初步研究[D].天津科技大学,2012.

[9]朱文优, 周守叙. 米曲霉高产生淀粉酶菌株的诱变选育[J]. 中国酿造, 2010(06): 57-59.

[10]贺磊. 南极低温菌α-淀粉酶在米曲霉中的表达及其固定化[D]. 华东理工大学, 2016.

[11]张志国. 基因组改组选育米曲霉α-淀粉酶高产菌株[D]. 福建师范大学, 2009.

姚怡彤（1998-），女，汉，陕西西安，在读硕士研究生，江西科技师范大学，无，研究方向：新型功能纳米材料，330013