漆酶的特性及其應用

羅小葉

（遵義醫藥高等專科學校,貴州 遵義 563000）

漆酶的特性及其應用

羅小葉

（遵義醫藥高等專科學校,貴州 遵義 563000）

到目前為止，漆酶的應用主要體現在造紙工業中的生物制漿，食品工業中面包的發酵和酒類芳香性和外觀的修飾，紡織工業中染料的脫色以及環境保護中的生物修復等諸多領域。同時，漆酶的來源也非常廣泛，可以從高等植物、細菌及真菌中分離純化得到，這就使得漆酶具有廣闊的應用前景和發展潛力。

漆酶；應用；研究進展

1 漆酶的特性

漆酶是由白腐真菌、植物和細菌表達的一種細胞外糖蛋白。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，芳香類物質和脂肪族胺是漆酶最常見的底物，漆酶可以催化這些物質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素的氧化受到限制，然而，一種新的高效介質的引入可以克服以上問題，這就是所謂的 Laccase-Mediator-System（LMS）。這種介質是一種小分子物質，它首先被漆酶氧化成氧化態的形式（Mediator（ox）），Mediator（ox）再滲透到底物內部進行作用（Sergio Riva 2006）。

2 漆酶的應用

漆酶的主要用途在紡織、染色和印花行業，涉及染料的脫色、木質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中的應用

生物制漿是指能降解木質素的真菌或酶對制漿過程中所需要的木屑等木質纖維原料的前處理。這種預處理通常是在制漿之前完成，并運用于熱機制漿的第一道和第二道熱煉機中（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行預處理，漆酶可以氧化木質素中的酚羥基使其變成苯氧基自由基，這兩種基團之間的轉換會導致木質素的聚合和解聚，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需要對其進行脫墨。傳統的脫墨需要用機械法、化學法和熱力學等的方法對油墨進行剝離，有研究利用漆酶或LMS對木質纖維進行脫墨以實現其循環利用。Selvam等發現用漆酶處理廢棄的復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 漆酶在食品工業中的應用前景

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，用以提高果汁、啤酒和白酒的清亮程度。

對白酒品質的穩定是漆酶在食品工業中的又一重要用途（Minussi，R.C 1999）。白酒是乙醇，有機酸和一些酚類物質的混合物，乙醇和有機酸是形成白酒風味的主要成分，而其色澤跟口感則主要取決于酚類物質（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的作用中有很好的應用前景，分別有90％以上的阿魏酸和34％的酚類物質可以被去除（Minussi，R.C et al 1998）。

在面包制作的過程中要在面團中加入一些添加劑來增加面包的質地、風味并使其膨大。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性能。漆酶由于其具有對生物聚合物的交聯能力而在食品烘焙中的應用也受到廣泛關注。根據Si的研究結果，漆酶加入到面團中可以對其成分進行氧化，從而達到提高面團柔韌性的效果（Si 1994）。

2.3 漆酶在紡織工業中的應用

眾所周知，大部分染料像聯苯胺和一些芳香類物質都是致癌物，但是由于這些染料的化學結構比較復雜，即使將它們暴露在水中，化學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。在發達國家，對工業廢水中染料的脫色要求越來越嚴格，但是許多現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用前景。漆酶在紡織工業中的應用發展迅速，不僅是因為它具有上述優勢，還在于它可以對紡織品進行漂白，甚至在染料的合成中也發揮很大的作用（Setti L 1999）。

2.4 漆酶在納米生物技術中的應用

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而被應用于生物傳感器中用以檢測酚類物質，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（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建多功能傳感器很有效（Martele et al 2010）。Roy等也發現來自于變色栓菌的交聯酶晶體在生物傳感器的應用方面較單獨的可溶性酶有很大的優勢（Roy et al 2005）。

2.5 漆酶在土壤修復中的作用

多聚環類芳香烴和其它有害物質是土壤污染的主要來源，因此，對于這類物質的降解也是環境問題的一個重要環節，漆酶的催化性能正好可以使它應用于對此類物質的降解過程中。漆酶可以介導2,4,6-三硝基苯（TNT）的分解，將其降解為有機土壤基質，從而去除其毒性（Durán and Esposito 2010）。另外，多聚環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生的有毒物質也可以被漆酶降解（Pointing 2011）。

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