国内外漆酶技术研究进展
1．漆酶概况
漆酶（Laccase）是一种含铜多酚氧化酶，在白腐菌中普遍存在，能催化酚类物质的氧化还原反应，在木质素的生物降解中发挥着重要的作用。漆酶的氧化底物极为广泛，包括酚类及其衍生物、芳胺及其衍生物、芳香羧酸及其衍生物等。漆酶不仅活性好，而且应用潜力巨大，其应用涉及生物、化学、物理、医学、环境等多个学科领域。
2．漆酶应用
在木材加工领域，采用漆酶处理木材，使木材表面通过自身组分在酶的作用下活化，产生胶合作用，从而在木材加工行业中替代化学胶合剂或其它化学品，即用无污染低耗能的酶学方法替代污染严重的化学方法，不但提高产品质量，而且能减少对人体健康的损害和对环境的污染，这类产品在日益注重家庭环保的今天有着广泛的市场前景。
在造纸工业中，漆酶的应用有了较大突破，并已深入到造纸工业的各个环节。用于纸张的生物漂白，可减少制浆造纸厂漂白废水的污染，有助于造纸业最终实现清洁生产，目前漆酶用于纸浆漂白的研究最热门，进展最显著，被认为是最具有应用前景的木质素降解酶。用于辅助制浆，漆酶具有反应时间短、反应条件温和等优点，在化学制浆以前，进行木质素酶预处理，可以在化学药品用量不变的情况下，降低纸浆的硬度；或在相同的硬度下，降低化学药品的用量和能源的消耗。用于处理机械浆漆酶能够激活纸浆中的木质素，有助于提高纤维的结合强度和中等定量纸板纤维的结合性能。漆酶处理的机械浆抄造纸页经超级压光后能保持优良的抗张强度，并获得较好的平滑度。用于生物预漂白技术引入制浆造纸工业中，对纸浆进行预漂白，漆酶可以减少随后的化学漂白用氯量30%-40%，废液中有机氯化物与毒性物含量显著减少。纸浆经漆酶处理后在180~200 ℃下压榨，可使纸板或纤维板内的纤维发生粘合。漆酶处理造纸废液中有机氯化物具有催化效能高、反应条件温和、对反应条件和设备要求不苛刻等优点。
在食品加工领域，漆酶可用于除去果汁中酚类化合物引起的混浊，从而提高果汁的质量。
在纺织业中，漆酶可用于牛仔布靛兰染色时的脱色处理，用于靛蓝漂白，独具特色的处理效果（与氯漂效果不同）。还可用于去除布坯上的木质素。
在环保与生物修复领域，氯酚类有机化合物是重要的工业原料，用于生产染料、防腐剂、除草剂、杀虫剂等化工产品，使用后会污染环境；许多工业废水含有氯化芳香化合物，这类物质具有一定毒性，而漆酶则可氧化氯酚及其衍生物，降低其毒性，减少对环境的污染。
3．市场概况
漆酶世界市场的份额可达2亿美元的，主要集中在纺织、纸浆和造纸业等行业并且增长速度很快。随着漆酶产能的提高与应用领域的拓展及应用深度的增加，漆酶的市场前景广阔。
目前，漆酶的主要生产商为瑞典的诺维信等公司，诺维信公司的漆酶制品主要用在靛蓝漂白、木素改性与废水处理等方面。
4．技术进展
4.1 国外进展
目前，国际上漆酶已经发展菌种定向优化，基因筛选克隆，表达宿主的筛选，生产工艺优化，漆酶的固定化，漆酶结构、催化机理与理化性质的研究。诺维信公司是通过基因工程改性的黑曲酶经深层发酵来生产漆酶，产品酶活力1200IU/ml，另外欧洲某公司从食用菌中开发出一株高产菌株，发酵水平是550IU/mL（1ml＝1g）。通过简单的操作，例如离心浓缩的方法，获得的产品为酶活力为4000IU/ml。与诺维信同类产品进行比较试验表明，应用相同的漆酶，相同的浓度与诺维信专利试验方法进行可观的试验，该公司的酶只用时10分钟就完成了，而诺维信的酶要用20分钟才能完成。工艺特点是：培养时间短，培养成份简单，在同一个工艺中可以生产多个酶产品，酶产品pH 稳定好，发酵可以采用固态或液态方式进行。
根据国际专利报道，与漆酶有关的专利有308个，大部分是有关漆酶生物基础、生化机理与应用的报道，只有少部分有关菌种选育与基因克隆及转基因的研究。
4.2 国内进展
漆酶就国内目前而言，还未见产业化的报道。研究主要集中在菌种选育，工艺条件的优化，处于实验室阶段，漆酶基因的克隆表达等分子生物学研究已经开展。现在深圳市构思生物技术有限公司研制成功的漆酶GTBio L01与传统漆酶相比，具有产量大、酶活高和生产周期短等特点，目前已获得国家专利。
中科院微生物所从血红密孔菌Pycnoporus sanguineus双核菌株中分离到的
一株漆酶高产的单核菌株P.sanguineus MK528，且已经获得国家专利。在同样培养条件下此单核菌株比双核菌株产生的漆酶产量高，分离到的该漆酶高产单核菌株与其他已报道的生产漆酶的真菌菌株相比有以下优势：第一，其摇瓶发酵漆酶单位体积产酶能力为63U/mL，达国内领先水平；第二，发酵液中不含有同工酶，这利于提取分离纯化漆酶，减少纯化步骤，降低纯化成本。他们通过超滤、硫酸铵沉淀、离子交换柱、凝胶过滤柱和冷冻干燥对发酵液进行漆酶蛋白分离纯化，得到了电泳级纯度的漆酶干粉，其分子量约为64.65KD，等电点为3.7，在高温下稳定。
5．展望未来
漆酶与其它酶品种相比，是一个很有前途的酶品种。目前纤维素酶、糖化酶、蛋白酶、淀粉酶与植酸酶市场竞争已经十分残酷，利润很低，再介入这些品种完全没有必要。漆酶是值得我们深入研究与市场开拓的品种。要做好漆酶的技术，需要在如下几方面需要协同发展：
u 高产菌株的选育，培养条件的优化
u 漆酶结构、催化机理与理化性质
u 漆酶的固定化，延长酶的使用寿命
u 替代辅因子，提高漆酶酶活
u 开展基因工程育种，提高漆酶的表达水平
u 拓展漆酶的应用领域
English
