综述：真菌生物絮凝剂在安全可持续环境修复中的系统研究

这篇综述系统探讨了真菌源生物絮凝剂（Fungal Bioflocculants）作为合成絮凝剂的绿色替代方案，重点解析了其生产策略（如固态/液态发酵）、作用机制（电荷中和、聚合物桥接）及在废水处理（COD、Cr6+去除）、微藻采收（效率>90%）等领域的应用潜力，同时指出规模化生产与经济性平衡的挑战。

　　

引言

环境污染物尤其是水体污染已成为全球性挑战，传统合成絮凝剂（如聚丙烯酰胺PAM、聚合氯化铝PAC）虽高效但存在生物不可降解性、毒性残留等问题。真菌生物絮凝剂因其天然来源和可降解特性成为研究热点，本文综述其最新进展与应用潜力。

真菌生物絮凝剂的特性与生产

优势菌株：曲霉属（Aspergillus niger）、青霉属（Penicillium chrysogenum）和根霉属（Rhizopus oryzae）等通过分泌胞外多糖和蛋白质展现高效絮凝活性（表1）。

生产方法：

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  固态发酵（SSF）：利用农业废弃物（如稻壳）为底物，成本低但产量受限（如Lentinus squarrosulus产率2.8 g/L）。

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  液态发酵（SMF）：可控条件下实现高产（如Pichia kudriavzevii产率3.6 g/L）。

  成分分析：主要活性成分为多糖（如半乳糖醛酸占38.14%）、蛋白质（如Aspergillus oryzae含62.7%）和糖蛋白，其功能基团（-COOH、-NH₂）是吸附污染物的关键。

絮凝机制

电荷中和：带正电的蛋白质与负电污染物结合（如Aspergillus flavus处理高岭土悬浮液）。

聚合物桥接：长链多糖通过物理吸附连接颗粒（如Phanerochaete chrysosporium对市政污水COD去除率77%）。

金属吸附：功能基团与重金属（如Cd²⁺、Cr⁶⁺）通过静电作用形成复合物（图3）。

应用场景

纺织废水：Fusarium oxysporum对活性染料（如活性黑5）脱色率达89.86%。

制革废水：Aspergillus niger对Cr⁶⁺去除率96.6%（pH 5.3）。

市政污水：Stropharia sp.联合处理实现COD去除率90.92%。

微藻采收：Aspergillus fumigatus与Chlorella vulgaris共培养24小时收获率100%。

挑战与展望

生产瓶颈：纯化成本高（如干燥、过滤步骤）、规模化稳定性不足。

未来方向：

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  基因编辑（如CRISPR/Cas9）提升菌株产絮能力；

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  纳米复合材料增强吸附效率；

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  低底物发酵（如酸处理秸秆）降低成本。

环境友好性

真菌絮凝剂降解产物无生态累积风险，但需进一步评估其对非目标微生物的影响。

结论

真菌生物絮凝剂凭借高效、低毒和可持续性，有望成为绿色水处理技术的核心组件，其跨领域应用（如土壤修复、食品工业）仍需系统性研究支撑。