中高温耐受性产碳酸酐酶菌株的CO2封存机制比较研究：地质碳封存的新策略

为应对CO2地质封存中碳酸酐酶(CA)热稳定性差、纯化成本高的问题，研究人员从中高温地质盐水层筛选出产CA菌株B. licheniformis S5，发现其50℃下CO2封存能力达127 mM，较对照菌株提升26.8%，揭示了其通过胶囊结构增强酶活性的机制，为高温环境CCS技术提供理论支撑。

　　

随着全球CO₂浓度突破400 ppm，地质碳封存技术因储量大、安全性高成为研究热点。然而，自然条件下CO₂矿化需百年以上，而传统碳酸酐酶(CA)在高温环境中易失活且纯化成本高昂。针对这一难题，中国某研究团队从835米深的盐碱含水层中筛选出中高温耐受菌株Bacillus licheniformis S5，通过与B. mucilaginosus的对比研究，揭示了其在高温环境下的CO₂封存优势机制，相关成果发表于《Biochemical Engineering Journal》。

研究采用酯酶法筛选高CA活性菌株，通过生长曲线、细菌计数评估生物学特性，结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析矿化产物，并测定溶液pH和单位活菌酶活性。样本来自中国恩平油田52.6℃地层水样。

主要结果

1. 菌株筛选与鉴定：B. licheniformis S5在50℃下形成保护性胶囊结构，CA活性达127 mM，显著高于对照菌株。
2. CO₂封存能力：50℃时S5的溶解封存量较B. mucilaginosus提高24.9%，矿化产物以方解石为主。
3. 机制解析：S5单位活菌酶活性更高，促进CO₂转化为HCO₃^-，其胶囊结构可维持酶在高温下的稳定性。

该研究首次证实地质源中高温菌株在CO₂封存中的应用潜力，为深层盐水层等高温场景的碳捕集提供了微生物技术路径，推动CCS技术向低成本、高效率方向发展。