漆酶的特性及其應(yīng)用

羅小葉

（遵義醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校,貴州 遵義 563000）

漆酶的特性及其應(yīng)用

羅小葉

（遵義醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校,貴州 遵義 563000）

到目前為止，漆酶的應(yīng)用主要體現(xiàn)在造紙工業(yè)中的生物制漿，食品工業(yè)中面包的發(fā)酵和酒類芳香性和外觀的修飾，紡織工業(yè)中染料的脫色以及環(huán)境保護(hù)中的生物修復(fù)等諸多領(lǐng)域。同時，漆酶的來源也非常廣泛，可以從高等植物、細(xì)菌及真菌中分離純化得到，這就使得漆酶具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

漆酶；應(yīng)用；研究進(jìn)展

1 漆酶的特性

漆酶是由白腐真菌、植物和細(xì)菌表達(dá)的一種細(xì)胞外糖蛋白。它是一種多銅類氧化酶，它一般以二聚體或四聚體的形式存在。酚類物質(zhì)，芳香類物質(zhì)和脂肪族胺是漆酶最常見的底物，漆酶可以催化這些物質(zhì)中酚羥基氧化生成苯氧基自由基，同時氧被還原成水（Yaropolov AI 2004；Leonowicz A 2011）。

分子量較大的漆酶難以跟底物充分接觸，同時，低的氧化還原電位也使漆酶對酚醛木質(zhì)素的氧化受到限制，然而，一種新的高效介質(zhì)的引入可以克服以上問題，這就是所謂的 Laccase-Mediator-System（LMS）。這種介質(zhì)是一種小分子物質(zhì)，它首先被漆酶氧化成氧化態(tài)的形式（Mediator（ox）），Mediator（ox）再滲透到底物內(nèi)部進(jìn)行作用（Sergio Riva 2006）。

2 漆酶的應(yīng)用

漆酶的主要用途在紡織、染色和印花行業(yè)，涉及染料的脫色、木質(zhì)纖維的降解以及漂白等過程（Claus et al 2012；Bajpai 1999；Leonowicz et al 2011）。

2.1 漆酶在紙漿和造紙工業(yè)中的應(yīng)用

生物制漿是指能降解木質(zhì)素的真菌或酶對制漿過程中所需要的木屑等木質(zhì)纖維原料的前處理。這種預(yù)處理通常是在制漿之前完成，并運用于熱機(jī)制漿的第一道和第二道熱煉機(jī)中（Burton SW 2011）。

生物漂白是指用真菌等微生物或者它們所分泌的酶對紙漿進(jìn)行預(yù)處理，漆酶可以氧化木質(zhì)素中的酚羥基使其變成苯氧基自由基，這兩種基團(tuán)之間的轉(zhuǎn)換會導(dǎo)致木質(zhì)素的聚合和解聚，從而加速其生物漂白（Leonowicz A et al 2011）。

印刷過的紙等二次纖維的恢復(fù)需要對其進(jìn)行脫墨。傳統(tǒng)的脫墨需要用機(jī)械法、化學(xué)法和熱力學(xué)等的方法對油墨進(jìn)行剝離，有研究利用漆酶或LMS對木質(zhì)纖維進(jìn)行脫墨以實現(xiàn)其循環(huán)利用。Selvam等發(fā)現(xiàn)用漆酶處理廢棄的復(fù)印紙可以降低其卡伯值，同時還能增加其光澤度（Selvam et al 2005）。

2.2 漆酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用前景

漆酶可以用于食品工藝的某些工序中提高或改變食品和飲料的外觀。比如，漆酶可以降解引起食品褐變和霉變的酚類物質(zhì)，用以提高果汁、啤酒和白酒的清亮程度。

對白酒品質(zhì)的穩(wěn)定是漆酶在食品工業(yè)中的又一重要用途（Minussi，R.C 1999）。白酒是乙醇，有機(jī)酸和一些酚類物質(zhì)的混合物，乙醇和有機(jī)酸是形成白酒風(fēng)味的主要成分，而其色澤跟口感則主要取決于酚類物質(zhì)（Brenna，O and Bianchi，E 1994）。有研究表明，來自于變色栓菌的漆酶在去除白酒中酚類物質(zhì)的作用中有很好的應(yīng)用前景，分別有90％以上的阿魏酸和34％的酚類物質(zhì)可以被去除（Minussi，R.C et al 1998）。

在面包制作的過程中要在面團(tuán)中加入一些添加劑來增加面包的質(zhì)地、風(fēng)味并使其膨大。淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶和聚戊糖酶等多種酶類被用于此種添加劑以提高面團(tuán)性能。漆酶由于其具有對生物聚合物的交聯(lián)能力而在食品烘焙中的應(yīng)用也受到廣泛關(guān)注。根據(jù)Si的研究結(jié)果，漆酶加入到面團(tuán)中可以對其成分進(jìn)行氧化，從而達(dá)到提高面團(tuán)柔韌性的效果（Si 1994）。

2.3 漆酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

眾所周知，大部分染料像聯(lián)苯胺和一些芳香類物質(zhì)都是致癌物，但是由于這些染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，即使將它們暴露在水中，化學(xué)藥品中或者光下也沒有辦法使其褪色，因此，染料的脫色問題也變得非常棘手。在發(fā)達(dá)國家，對工業(yè)廢水中染料的脫色要求越來越嚴(yán)格，但是許多現(xiàn)行的染料脫色方法不但效果不佳，還具有很高的成本，這就使得漆酶在這方面具有很好的應(yīng)用前景。漆酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，不僅是因為它具有上述優(yōu)勢，還在于它可以對紡織品進(jìn)行漂白，甚至在染料的合成中也發(fā)揮很大的作用（Setti L 1999）。

2.4 漆酶在納米生物技術(shù)中的應(yīng)用

漆酶由于其不需要加入其它因子就可以催化電子傳遞反應(yīng)而被應(yīng)用于生物傳感器中用以檢測酚類物質(zhì)，氧及疊氮化物。另外，漆酶亦可以用于檢測嗎啡、可待因（Bauer et al 1999）、兒茶酚胺（Ferry and Leech 2009）和植物黃酮類物質(zhì)（Jarosz-Wilko?azka et al 2004）。對于漆酶而言，固定化對傳感器的靈敏度有很大的影響，Martele 等的研究表明縮微成像對于在固體表面固定漆酶用以構(gòu)建多功能傳感器很有效（Martele et al 2010）。Roy等也發(fā)現(xiàn)來自于變色栓菌的交聯(lián)酶晶體在生物傳感器的應(yīng)用方面較單獨的可溶性酶有很大的優(yōu)勢（Roy et al 2005）。

2.5 漆酶在土壤修復(fù)中的作用

多聚環(huán)類芳香烴和其它有害物質(zhì)是土壤污染的主要來源，因此，對于這類物質(zhì)的降解也是環(huán)境問題的一個重要環(huán)節(jié)，漆酶的催化性能正好可以使它應(yīng)用于對此類物質(zhì)的降解過程中。漆酶可以介導(dǎo)2,4,6-三硝基苯（TNT）的分解，將其降解為有機(jī)土壤基質(zhì)，從而去除其毒性（Durán and Esposito 2010）。另外，多聚環(huán)類芳香烴這種由于自然界中油類的沉積和化石燃料的利用而產(chǎn)生的有毒物質(zhì)也可以被漆酶降解（Pointing 2011）。

[1]司靜,李偉,崔寶凱,戴玉成.真菌漆酶性質(zhì)、分子生物學(xué)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通報,2011（02）：48-55.

[2]賴超鳳,李爽,彭麗麗,王菊芳.漆酶及其在有機(jī)合成中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2010（07）：1300-1308.

[3]王石磊,張建波,張建英,董朝紅.漆酶及其在紡織工業(yè)中的應(yīng)用[J].印染,2010（12）：52-55.