白腐真菌漆酶的高效生产及其在生物质预处理和废水处理中的工业化应用

本文系统研究了白腐真菌（平菇和变色栓菌）在深层发酵条件下高效生产漆酶（Laccase）的工艺优化，创新性地采用工农业副产品（糖蜜、玉米浆）作为碳氮源，结合诱导剂（2,5-二甲苯胺等）将漆酶产量提升至374 kU/L。研究证实变色栓菌漆酶在45°C下具有更优稳定性，并成功应用于水稻秸秆木质纤维素解聚（扫描电镜显示结构畸变）及工业染料脱色（靛蓝胭脂红和雷马素亮蓝脱色率分别达70%和74%），为生物质能源转化和废水处理提供了经济高效的酶解法方案。

　　

亮点

本研究通过优化培养基成分（如采用糖蜜和玉米浆作为经济碳氮源）及诱导剂组合（2,5-二甲苯胺、木质素磺酸钠和硫酸铜），在非重组白腐真菌（平菇和变色栓菌）深层发酵中实现了漆酶活性高达374,000 U/L的突破性产量。变色栓菌漆酶在45°C展现卓越热稳定性，显著优于平菇漆酶，使其在生物质预处理领域更具应用潜力。

重组漆酶在变色栓菌中的表达

在毕赤酵母中异源表达Lac1、Lac2和Lac3三种漆酶同工型，功能筛选（ABTS琼脂板）虽确认酶活性，但产量极低（Lac3仅2–3 U/g，Lac2为5–7 U/g）。大肠杆菌表达尝试则因蛋白不溶性而受阻，凸显了天然真菌宿主在高效分泌复杂多铜氧化酶方面的优势。

讨论

工业级漆酶生产需兼顾成本与效率，本研究通过天然菌株发酵优化而非依赖重组技术，实现了媲美重组系统的产量。培养基中农业副产品（如糖蜜）和诱导剂的协同作用，显著提升了漆酶在木质素降解和染料脱色中的催化效率，为规模化生物炼制和环境污染治理提供了新策略。