土曲霉 AUMC 15762 产碱性脂肪酶用于洗衣的研究：优化、纯化及特性分析

《AMB Express》：Production of alkaline lipase by Aspergillus terreus AUMC 15762 for laundry application

在微生物脂肪酶市场不断增长的背景下，为筛选和优化土曲霉 AUMC 15762 产脂肪酶，研究人员开展相关研究。他们通过实验筛选出高产菌株，优化发酵条件，纯化并表征脂肪酶。该研究为工业洗衣应用提供了有潜力的脂肪酶。

　　在生物技术领域，脂肪酶（Lipases，EC: 3.1.1.3）作为一类极为重要的酶，在众多行业中发挥着关键作用，比如洗涤剂、生物柴油、食品加工等领域。随着全球微生物脂肪酶市场规模的不断扩大，从 2019 年的 3.498 亿美元预计增长到 2025 年的 7.977 亿美元，对高效脂肪酶的需求也日益增加。丝状真菌因能产生胞外脂肪酶，且提取、纯化和加工相对简便，成为了研究的热点。然而，不同来源的脂肪酶性质差异较大，这使得筛选和优化高效脂肪酶的工作变得尤为重要。

为了满足工业和家庭对脂肪酶的需求，埃及相关研究机构的研究人员开展了一项关于土曲霉（Aspergillus terreus）AUMC 15762 产碱性脂肪酶用于洗衣应用的研究。该研究成果发表在《AMB Express》上，为脂肪酶的生产和应用提供了新的思路和方法。

研究人员在这项研究中用到了多种关键技术方法。首先，通过筛选实验，对 141 株真菌进行脂肪酶活性检测，筛选出具有产脂肪酶能力的菌株。接着，利用形态学和分子生物学方法对高产菌株进行鉴定。之后，运用 Plackett–Burman 设计（PBD）和响应面法（RSM）优化脂肪酶的发酵条件。最后，采用硫酸铵沉淀、离子交换色谱和凝胶过滤色谱等方法对脂肪酶进行纯化和表征。

下面介绍具体的研究结果：

1. 脂肪酶产生菌株的筛选：研究人员对 141 株真菌进行了初步筛选，发现约 50% 的菌株具有脂肪酶活性，其中 74 株表现出明显的活性。进一步筛选出 40 株高产菌株，其中土曲霉在高产菌株中占比较大。
2. 高产菌株的鉴定：通过形态学观察和 ITS 测序分析，确定高产菌株为土曲霉 AUMC 15762，并将其 ITS 序列上传至 GenBank。
3. 发酵条件的优化：运用 PBD 筛选出影响脂肪酶合成的关键因素，包括温度、pH、Tween 80、蛋白胨、酵母提取物、硝酸钠、氯化铵、尿素和硫酸铵等。在此基础上，利用 RSM 对 pH、NH4?Cl和(NH4?)2?SO4?进行优化，最终确定在 pH 4.0、3g/L的(NH4?)2?SO4?条件下，脂肪酶产量最高可达 103.3 U/mL。
4. 脂肪酶的纯化：采用硫酸铵沉淀、Trilite MA 12 阴离子交换色谱和 Sephadex G-100 凝胶过滤色谱对脂肪酶进行纯化，最终纯化倍数达到 17.79 倍，分子量为 64.714 kDa。
5. 脂肪酶的特性分析：该脂肪酶的最适 pH 为 8.0，最适温度为 40 °C，在该条件下，其比活性可达 3867.85 ± 214.28 U/mg。Tween 80 是该脂肪酶的最佳底物。K+和Zn2+能显著提高脂肪酶的比活性，而Na+、Ni2+等则会抑制其活性。此外，该脂肪酶的Km?为 19.0 mg/mL，Vmax?为 1000 μmol/min。
6. 脂肪酶在洗衣中的应用：实验表明，20 U/mL 的纯化脂肪酶在 pH 8.0 和 40 °C 下，能有效去除玉米和橄榄油污渍，使白色棉布上的油渍在 60 min 后完全脱离。

研究结论和讨论部分表明，该研究成功筛选出了土曲霉 AUMC 15762 作为高产脂肪酶菌株，并对其发酵条件进行了优化，提高了脂肪酶的产量。纯化后的脂肪酶在碱性条件下具有较高的活性和稳定性，且对多种金属离子有不同的响应。在洗衣应用中，该脂肪酶表现出良好的去污能力，为工业洗衣提供了一种潜在的高效生物催化剂。这一研究成果不仅有助于推动微生物脂肪酶在工业领域的应用，还为进一步研究脂肪酶的特性和优化生产工艺提供了重要参考，对促进相关产业的发展具有重要意义。