漆酶的固定化及其在废水处理中的应用

漆酶在食品工业中的应用

善啤酒的储存性、改善茶叶食品色泽等方法已获得专
利。漆酶＿物传感器也己被用于茶中儿茶酚的检测Ｉ。牛Ｊ …
不过，漆酶可破坏水果的颜色、香气和香味，催化破坏果蔬食物中存在的Ｖ …Ｊｃ，尤其当组织受到破坏又ｌ气接触或加热时（ｊ如榨取过程），酶的活性更高。
收稿日期：２０ — ２００６０－５
物。在有氧条件下，还原态漆酶被氧化，氧被还原为
水。漆酶催化底物氧化和对０的还原是通过四个铜离２
子协同地传递电子和价态变化实现的，过程见文。漆酶是单电子氧化还原酶，在小分子的介体物质
作者简介：励建荣，校长助理兼食品生物与环境工程学院院长，士、博教授、
因此，加上时应缩短反应Ｎｌ￣ｑ，降低温度等。还有研
究指出，漆酶处理过的样品在储存中更易变色。２２食、药用菌生产中的作用．
漆酶是参木质素降解的主要酶之一，对多种食用菌生长过程中的胞外酶活性研究表明，漆酶转录水平和活性住菌丝生长阶段是最高的，因此在食药用菌制种过程中加入漆酶制剂能加速木质素的分解，为菌丝提供更丰富的养料，缩短培养时间。同时漆酶作为
质生成醌类化合物、羰基化合物和水，属于铜蓝氧化
核铜簇，其中２Ｉ型Ｃ通过羟基相连，三核铜簇是双个ＩＩｕ
氧还原的位点。１漆酶的理化性质．２
漆酶一般以单蛋白体的形式存在。不同来源的漆酶其分子被不同程度地糖基化，碳水化合物含量占１４（０５质量分数）￣，含有糖基的蛋白不易结引。

固定化反胶团漆酶及其在修复土壤DDT污染中的应用

的制备
将多孔菌接种到以甘薯粉作碳源的好气纤维分解菌同体培养基上活化，等菌种布满培养 ¨表面ＴＬ时用１ｎ的打孔器接种到马铃薯液体培养基中，０Ｉｌｎ每５ｎ０１Ｌ培养液接人一片，放人２ ℃转速为１０８３ｒｎｍｉ。的恒温摇床培养９ｄ后离心，取上清液即得
关键词：反胶冈漆酶；Ｉ定化；稳定性；ＤＤ古１Ｔ
中图分类号：Ｑ３９
文献标识码：Ａ
文章编号：ｌ７．ｌ５（０８）２００．５６２２２００．６６０７
漆酶（Ｃ１１．２）是一种含铜的氧化酶，ＦＥ．０３．｝１于漆酶能催化氧化多种环境污染物，因此，在环境保护方面得到厂’ 的应用。有机氯农药ＤＤ作为泛Ｔ种高效的杀虫剂曾被广泛使用。ＤＤＴ具有高毒、高残留、持久性和生物蓄积性等特征，对生态环境
Ｏ，＇Ｔ、 ’＇Ｐ－ＤＤＰＰ－ＤＤＤ和Ｐ＇ＤＴ的标准物质购于＇－ＰＤ美同Ｓｐｌｏ司。ｕｅｃ公
１２方法．
引起降解效率下降等问题，限制了它的应用。为了有效保持漆酶的活性和稳定性，很多学者研究了漆酶固定化技术，主要的技术有吸附法【Ｊ４、交曲联吸附法【、价键结合法［ｄ］７共】１２Ｏ和包埋法同定化酶【Ｊｌ。在吸附法中通常是将漆酶直接吸附在无

漆酶

漆酶性质及应用漆酶(1accase)是一种含铜的多酚氧化酶，通常由500个氨基酸单一多肽组成,其中含有19种氨基酸，漆酶有一定的含糖量[1]。

真菌漆酶是一种糖蛋白，由肽链、糖配基和Cu2+三个部分组成，分子量在60-390kDa之间[2]。

肽链一般由500-550个氨基酸组成[3]，糖配基有氨基己糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、岩藻糖和阿拉伯糖，占整个分子重量的10%-80%。

糖配基组成及含量的不同是漆酶分子量存在较大差异的主要原因。

漆酶一般含有4个铜离子(P. radiate漆酶除外,仅含2个铜离子,无3号铜离子)。

根据其光谱特征,可划分为3种类型的铜: 1号铜(只有一个铜离子,顺磁性)具有典型的蓝铜谱带:紫外可见光谱上600nm [ε: 5000 (mol·L-1cm)-1]处出现峰值,在EPR (电子顺磁共振)谱上有一个小的平行超精细耦合结构[A11:(4070) * 10-4cm-1],它参与分子内的电子传递,把电子从底物传递到其他铜原子上; 2号铜(只有一个铜离子,顺磁性)只具一般的EPR谱带(A11>140×10-4m-1); 3号铜由2个3号铜原子通过一个OH桥配位连接起来,组成双核铜区,具有抗磁性,因而在EPR上无谱带,紫外可见光谱上330nm处的肩峰是3号Cu2+的特征峰。

漆酶空间结构更详细的资料来自其晶体衍射的研究。

含四个铜原子的酶分子是常见的形式,而某些酶蛋白的辅基有例外的情况。

Karhunen E[4]等的研究指出,phlebia radiata产生的漆酶中只含有2个铜原子，另外还有一分子的有机小分子辅基吡咯喹琳醌(pyrroloquinolin-equi-none, PQQ),该辅基在分子中扮演类似Ⅲ型铜原子的功能。

漆酶能够催化酚类、芳胺类、羧酸类、甾体类激素、生物色素、金属有机化合物和非酚类物质生成醌类化合物、羰基化合物和水，属于铜蓝氧化酶(或称为铜蓝蛋白酶)中的一小族，广泛存在于真菌、植物和昆虫中，有报道细菌也能产生漆酶I21。

酶催化技术在印染废水处理中的应用

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科黑江技信息 — 龙— — —
酶催化技术在印染废水处理中的应用
孙祥章齐爱玖宋守清
（州晨翔环保工程有限公司，建福州３００）福福５０２
摘要：针对目前印染废水处理工艺的问题，出应用生物酶催化技术处理印染废水的工艺，提可以高效迅速降解污染物浓度，高废水的可生提化性，少处理投资及费用，减改善环境污染状况。 ’
关键词：印染废水；物酶催化；益生效
ＡｂｔａｔＴｅｔｉｗｆｔｕｒｎｗａｔｗａｅｒａｍｅｔｐｏｅｓｆｐｉｔｎｎｙｉｇｐｏｌｍ，ｔｅｐｌｃｔｏｏｎｙ — ａａｙｅｙ — ｓｒｃ：ｈｅｔｘｖｅｏｈｅｃｒｅｔｓｅｔｒｔｅｔｎｒｃｓｏｆｎｉｇａｄｄｅｎｒｂｅｈａｐｉａｉｎｆｅｚｍｅｃｔｌｚｄｄｅｉｇｗａｔｗａｅｔｅｔｎｒｃｓｃｎｅｉｈｙｆｉｉｎｒｐｄｅｒｄｔｎｏｌｔｎｃｎｅｔａｉｎａｄｍｐｖｂｏｅａａｌｙｏｈｗａｔｗａｅｎｓｅｔｒｒａｍｅｔｐｏｅｓａｂｈｇｌｅｃｅｔａｉｄｇａａｉｐｌｕａｔｏｃｎｒｔｓｎｉｒｅｉｄｇｄｂｉｔｆｔｅｏｏｏｒｉｓｅｔｒｎｅｕｅｈｏｔｏｉｖｓｍｅｔａｄｉｒｖｎｉｏａｄｒｄｃｔｅｃｓｎｅｔｎｎｍｐｏｅｅｖｒｎｍｅｔｌｏｄｔｎ．ｆｎａｃｎｉｏｓｉＫｅｗｏｄｓＤｙｉｇｙｒ：ｅｎｗａｔｗａｅ；ｏｃｔｙｅＥｆｅｔｅｅｓｓｅｔｒＢｉ — ａａｚｄ；ｉｃｉｎｓｌｖ

漆酶固定化的研究动态及应用前景

物理方法主要包括物理吸附法、离子吸附法和包埋法等；化学方法一般包括共价结合法和交联法等【。有关漆酶固定化方法的报道较多，里不再赘述，文仅这本对各种方法进行了较为系统的比较（１。表）
表１各种固定化方法特点的比较
联，使酶蛋白能以有序方式附着在载体的表面，并尽可
究．教育科学，９５：７－１２（）８９
［］守志（）９９［国家研究理事会．１戢译．１９．美］国家科学教育标准．
・
１・Ｏ
生物学教学２１年（７第６０２第３卷）期
联聚集体（ｏｂ —ＣＥｓ，ｅｍｉＬＡ）该交联聚集体集多种酶的
生物学教学２１年（７第６０２第３卷）期
・
９・
漆酶固定化的研究动态及应用前景
杜东霞（泽生科菏学院命学系山２０）东７１４５
摘要本文概述了漆酶固定化的基本方法，着重介绍了漆酶固定化的创新和发展，并对其应用前景进行了展望。漆酶固定化应用前景关键词
２新型固定化漆酶技术的创新和发展
沉淀和化学交联两步组成，首先向处于溶解状态的酶溶液中加入适宜的蛋白质沉淀剂制备酶沉淀聚集体，随后加入交联剂（常为戊二醛）通进行交联，交联剂戊二醛的醛基和酶沉淀聚集体的氨基发生Ｓｈｆ碱反ｃｉ应，而制备出颗粒大小为ｌＯ￣的不溶于水的从～ｌ０ｍ
２１交联酶聚集体技术交联酶聚集体（ｃｓ．ｒｓ— ｏｌｋｄｅｚｍｇｒａｓＣＥｓ是由荷兰德尔福特理ｉｅｎｙｅａｇｅｔ，ＬＡ）ｎｇｅ工大学的Ｃｏ［于２０ａ等８］００年率先提出的一种新型的酶固定化技术。其原理见图１９，］该技术通常由物理Ｅ

微生物固定化技术的应用

微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术是一种利用特定载体将微生物固定在其中，从而形
成固定化生物反应器的技术。

这种技术被广泛应用于生物处理、食品工业、制药工业、环境工程等领域，以下是一些应用方面的具体例子：
1.生物废水处理：利用固定化微生物反应器对污水进行处理，可降解
污水中的有机物和氮化物，减少污染物的排放。

2.食品工业：利用固定化酶和微生物进行制酸、发酵等过程，提高产
品质量和生产效率。

3.制药工业：利用固定化细胞或酶制备药物，提高出药率和产量，减
少废水和废气的排放。

4.处理重金属污染：固定化微生物对重金属污染进行处理，从废水中
去除重金属离子，减少对环境的污染。

5.土壤修复：利用固定化微生物对污染土壤进行修复，可以去除土壤
中的有害物质，恢复土壤质量。

6.生产生物能源：利用固定化微生物进行生物燃料和生物气体的生产，提高能源利用率和环保性。

总之，微生物固定化技术可以为许多领域带来更加有效和环保的解决
方案，是一种十分有用的生物技术。

漆酶

一、简介
漆酶(Laccases)是一种结合多个铜离子的蛋白质，属于铜蓝氧化酶，存在菇、菌及植物中。漆酶可存活于空气中，发生反应后唯一的产物就是水，因此本质上是一种环保型酵素。由于这几年环保意识逐渐被人所重视，因此近年来漆酶也成为众多学者的研究对象。
漆酶(Laccase，EC 1．10．3．2)是一种多酚氧化酶，属于蓝色氧化酶家族，是重要的木质纤维(1igno—cellulose)降解酶之一，最初发现于漆树漆液中，随后发现某些高等真菌也能分泌该酶⋯。漆酶能催化降解多种芳香族化合物特别是酚类，是一种天然环保型酵素"-。利用漆酶对木质纤维及一些高分子化合物的降解作用，进行合理的开发利用，可减少化学药品的使用量，降低生产成本和保护环境。
• 近年来木质素已广泛运用于石油钻井泥浆中，该泥浆中含有大量高分子化合物，对地层土壤污染较严重。另外，石油的形成与木质素有密切关系，从化学组成上看石油中许多结构单元与木质素组成相类似，木质素生物降解过程与石油利用以及污染物的清除有必然的联系。
• DDT作为上世纪普遍使用的一种高效杀虫剂，化学性质稳定，常温下不能分解，但土壤中残留的DDT 对人畜的生命安全存在着极大的隐患。
二、漆酶的应用
1、制浆漂白
制浆过程是将植物纤维素从木质素的中分离出来，这就必须去除纸浆中的木质素。生物制浆主要是依靠微生物发酵产生的各种酶去除木质素从而达到降低化学药剂使用、环保、降低生产成本等目的
漆酶可以选择性地降解木质素，并消除机械制浆工艺的弊端，使生产在常温、常压的温和条件下进行，并能节约设备和能耗，缩短纸浆生产周期，降低生产成本。
6、生物传感器
目前依据漆酶的催化特性已经开发出漆酶电极，它具有众多优点，如测量范围宽、准确度高、稳定性好等。漆酶和葡萄糖脱氢酶构建的双酶电极能够检测到纳摩尔级和皮摩尔级的肾上腺素。

酶的固定化名词解释

酶的固定化名词解释为了更好地理解酶的固定化，我们需要先了解一些基本的概念和名词。

酶是一种生物催化剂，它能够将化学反应的速率加快数百倍，甚至几千倍。

酶能够在体内进行催化作用，但是在工业中，酶的使用通常需要将其提取出来并进行固定化处理。

酶的固定化是对酶进行处理，使其能够在固定的材料上稳定存在并进行催化作用。

将酶固定在固体支持材料（例如聚四氟乙烯、聚丙烯等）上，然后将其包装成固定化酶催化剂，可以大大提高酶的稳定性和重复使用率，从而减少了生产成本和废弃物的产生。

下面，我们来具体了解一些与酶的固定化相关的名词和概念。

一、酶的特性1、酶的亲和力酶的亲和力指的是酶与反应物之间结合的强度。

酶与反应物之间的亲和力越大，酶的催化效率就越高。

2、酶的催化效率酶的催化效率指的是在特定条件下，酶催化反应的速率。

酶的催化效率越高，酶能够催化反应的速度越快。

3、酶的稳定性酶的稳定性指的是酶在特定条件下的稳定性。

稳定的酶能够长时间地保持其催化活性，从而减少了酶失活的可能性。

二、酶的固定化方式1、吸附法吸附法是将酶分子直接吸附到固体材料表面上，例如有机树脂、硅胶、纤维素等。

吸附法具有操作简单、易于控制等优点，但其中的酶易于脱落，稳定性较差。

2、包埋法包埋法是将酶固定在聚丙烯、聚乙烯等材料中。

在制备过程中，在酶与材料之间添加辅料，或利用聚合反应构筑复合材料结构。

包埋法的优点是稳定性强，但是酶催化效率较低。

3、共价固定化共价固定化是将固体支持材料和酶分子通过化学键或其他共价键结合在一起，从而形成一种新的化合物。

共价固定化的优点是稳定性强，催化效率高，但需要复杂的制备过程和化学反应条件的严格掌控。

三、固定化酶的应用1、废水处理将固定化酶催化剂添加到废水中，可以有效地去除废水中的有害物质和污染物，从而达到净化废水的目的。

2、食品加工固定化酶催化剂可以在食品加工中发挥重要作用，例如在面包、奶酪和啤酒等食品的制备过程中，利用固定化酶催化剂进行酵素催化反应。

酶的固定化及其应用

缺点：酶吸附不牢固，易脱落；防止吸附酶的蛋白质与载体发生变性反应
吸附法固定化酶举例
载体活性炭
多孔玻璃
氧化铝碳酸钙凝胶纤维素麸素硅胶
固定化酶
α －淀粉酶、β －淀粉酶蔗糖转化酶、葡萄糖淀粉酶核糖核酸酶、木瓜蛋白酶脂肪酶、葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶亮氨酸氨肽酶胰蛋白酶、核糖核酸酶
共价键结合法
（4）优缺点
优点：酶与载体结合较牢固，不易脱落，有利于长
时间使用。
缺点：制备条件复杂；酶蛋白活性中心易破坏
离子键结合法
酶与具有离子交换基团的不溶性载体结合形成固定化酶
（1）所用载体
纤维素的衍生物，离子交换树脂
（2）固定化酶的制备机理
酶蛋白的带电基团和含有离子交换基团的固相载体之间由于静电相吸而形成络合物，使酶吸附到离子交换剂上。
（4）酶与载体必须结合牢固，从而使固定化酶能回收贮藏，利于重复使用。
（5）固定化酶应有最大的稳定性，所选载体不与废物、产物或反应液发生化学反应。
（6）固定化酶成本要低，以利于工业使用。
四、酶的固定化方法
酶的固定化方法很多，但对任何酶都适用的方法是没有的。酶的固定化方法通常按照用于结合的化学反应的类型进行分类，大体可概括为四种类型：
3.交联法
借助双功能试剂使酶分子间发生交联作用,制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。
常用的双功能试剂有：戊二醛、己二胺等、顺丁烯二酸酐、双偶氮苯等。其中应用最广泛的是戊二醛。
戊二醛有两个醛基，这两个醛基都可与酶或蛋白质的游离氨基反应，形成席夫（Schiff）碱，而使酶或菌体蛋白交联，制成固定化酶或固定化菌体。
常用载体：硅胶、离子交换树脂。

漆酶的特性及其在工业中的应用

典型的漆酶应该由多肽链、铜原子和多糖分子 3个部分组成, 铜原子位于漆酶的活性中心, 在漆酶的催化过程中起决定性作用, 是漆酶研究的重点和难点之一 [16]。漆酶的催化中心一般含 4个铜原子, 根据其光谱特征可以将它们划分为 3种类型, 每种类型的铜在氧化反应中执行着不同的功能: 类型 (蓝铜 )催化分子内的电子传递, 能将电子从底物传递到邻近铜原子上, 在 614 nm 处有特征吸收带; 类型参与分子氧的激活, 没有特征吸收峰; 类型是 2 个铜原子组成的二聚体, 负责分子氧的摄取, 在 330 nm 处有宽的吸收峰 [ 26] 。但并不是所有漆酶的催化中心都含有 4个铜原子, Palm ieri等在研究糙皮侧耳 ( P leurotus ostrea tu s) 时发现, 该菌分泌的漆酶仅含有一个铜原子, 但同时含有 2个锌原子和 1 个铁原子 [ 27]。K arhunen等在研究射脉菌 ( Ph lebia rad ia ta ) 分泌的漆酶中, 仅含有类型 I铜和类型 II铜, 没有发现类型 III铜, 但含有一个小分子辅基吡咯喹啉, 该辅基具有类型 III 铜的功能 [ 28]。
氨基酸序列也存在一定的差异, 但和 4个铜原子连接的 1个半胱氨酸和 10 个组氨酸及其周围相关的氨基酸非常保守。 [ 1, 16, 26] 3 漆酶的作用机理
不同来源的漆酶在底物专一性方面也存在较大的差异, 但底物范围相当广泛, 据初步统计, 能够被漆酶氧化的底物已达 250种, 而且还在不断增加。按照底物的化学结构可以
39卷 4期
杜东霞漆酶的特性及其在工业中的应用
1905
将它们划分为 7类: 酚类及其衍生物。酚类及其衍生物是漆酶的主要底物, 约占漆酶底物总量的一半, 主要是一些多元酚 (如邻 - 苯二酚和对 - 苯二酚等 ) 及其衍生物, 取代基的位置主要在酚羟基的邻对位。芳香胺及其衍生物。其结构和酚类类似, 主要是一些多氨基苯及其衍生物。芳香羧酸及其衍生物。主要包括在芳环羧基的邻或对位连有羟基、氨基或烷氧基的芳香羧酸以及碳链上连有酚基或芳胺基团的非芳香酸。偶氮类色素。如活性黑 5和活性紫 5等。