基于机械研磨丝素蛋白纳米纤维固定化漆酶的偶氮染料连续降解系统开发及其工业应用研究

本文创新性地将漆酶（laccase）共价固定在机械研磨法制备的丝素蛋白纳米纤维（SFNF）上，构建了可连续处理工业废水的膜反应系统。研究表明SFNF-laccase在氧化还原介质ABTS存在下能高效裂解Direct Red 23等偶氮染料的-N=N-键，较游离漆酶具有更广的pH/温度适应范围，9天储存后仍保留70%活性，8天连续运行保持42%活性，为纺织废水处理提供了绿色可持续的解决方案。

　　

Highlight

本研究开发了基于丝素蛋白纳米纤维固定化漆酶（SFNF-laccase）的膜反应系统，通过共价固定技术显著提升了漆酶在连续处理偶氮染料废水中的操作稳定性。

材料与方法

采用机械研磨法制备直径100-300 nm的丝素蛋白纳米纤维（SFNF），通过NHS/EDC活化纤维表面羧基实现漆酶共价固定。以Direct Red 23等三种典型偶氮染料为底物，ABTS为氧化还原介质，系统评估了固定化酶的催化性能。

结果

1. 1.

   降解效能：SFNF-laccase成功裂解了三种染料的偶氮键，在ABTS介导下使Direct Red 23（507 nm）、Acid Blue 92（570 nm）和Trypan Blue（590 nm）特征吸收峰显著降低

2. 2.

   稳定性优势：较游离漆酶，固定化酶在pH 3-7和30-60℃范围保持更高活性，9天储存后活性保留率达70%（游离酶仅26%）

3. 3.

   连续操作：在膜流通反应器中连续运行8天后仍保持42%活性，展现工业应用潜力

4. 4.

   冻存耐受：冻干处理后仍保持部分活性，为工业化储运提供可能

Conclusion

SFNF-laccase膜系统通过共价固定技术实现了漆酶的高效稳定化，其优异的操作稳定性和环境友好特性，为纺织工业废水处理提供了可持续的生物催化解决方案。该技术不仅拓展了废弃丝素蛋白的高值化利用途径，更为酶法处理难降解污染物提供了新思路。