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为解决游离酶在工业应用中稳定性差、难回收等问题，研究人员开展以花生壳（PS）及其衍生生物炭（PSB）为载体固定真菌漆酶（Lac）的研究。结果显示 PS 更适宜，优化条件后 Lac 活性提升，PS/Lac 生物催化剂在水处理方面前景广阔。
在工业生产和环境保护的大舞台上，酶作为生物催化剂，凭借其高效的催化性能和环保特性，占据着重要地位。然而，游离酶却像是一群 “脆弱的舞者”，对环境条件极为敏感，在工业应用的复杂环境中，它们的稳定性差，容易失去活性，而且使用后难以回收，这不仅增加了生产成本，也限制了它们的大规模应用。就好比在水处理领域，漆酶（Laccases，Lacs）虽然能够高效地催化氧化过程，将有害的外源化合物转化为无害物质，但游离的漆酶无法循环利用，这一缺陷使得它们在实际应用中大打折扣。
与此同时，合成的酶固定化载体材料价格昂贵，这就像一道高高的门槛，阻碍了酶在工业领域更广泛的应用。在这样的背景下，寻找一种低成本、高效的酶固定化载体材料，成为了科研人员亟待攻克的难题。
来自国外的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们将目光投向了花生壳（Peanut shell，PS）及其衍生生物炭（PSB），试图探索其作为真菌漆酶（Lac）固定化载体的可能性。研究人员经过一系列实验，惊喜地发现，以 2,6 - 二甲氧基苯酚为底物时，固定在 PS 和 PSB 上的 Lac 酶活性并无显著差异，于是选择 PS 进行深入研究。
研究人员进一步采用筛选设计，考察接触时间、Lac 浓度、PS 浓度和搅拌等固定化参数对酶活性的影响。方差分析表明，搅拌和 Lac 浓度对促进酶活性（U g-1）有显著影响。通过对这两个关键因素的优化，成功将 PS 上的 Lac 活性提高到 0.170 ± 0.042 U g?1，活性产率相对提高了 2.3 倍。虽然固定化效率较高，但随着酶负载量的增加，酶活性有所下降。通过吸附平衡评估和 Lac 分数占有率估计发现，PS 表面的占有率仍较低。这一系列结果表明，PS/Lac 生物催化剂成本低、制备简单且活性可接受，在水处理修复方面具有广阔的应用前景。该研究成果发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》上，为相关领域的发展提供了新的思路和方向。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从培养的短孢平革菌（Phlebia brevispora BAFC 633）液体培养基中获取 Lac，通过过滤得到酶提取物；其次，对 PS 进行清洗、烘干、研磨处理，并制备其衍生生物炭 PSB；然后，开展初步固定化实验测定固定化酶活性；最后，运用响应面法（Response Surface Methodology，RSM）优化固定化条件。
研究结果
- 初步固定化实验：花生壳和其热解产生的生物炭在初始固定化实验后均显示出 Lac 活性，固定化 Lac 酶活性值在 0.042 - 0.103 U g?1之间。除特定时间点外，PS 和 PSB 上固定化 Lac 酶活性均值无显著差异。
- 影响因素分析：通过筛选设计和方差分析，确定搅拌和 Lac 浓度是对促进酶活性有显著影响的因素。
- 优化结果：对搅拌和 Lac 浓度进行优化后，PS 上的 Lac 活性提升至 0.170 ± 0.042 U g?1，活性产率显著提高。
- 固定化效率与表面占有率：固定化效率较高，但酶活性随酶负载量增加而下降。通过吸附平衡和 Lac 分数占有率评估发现，PS 表面占有率较低。
研究结论与讨论
该研究成功探索了花生壳作为真菌漆酶固定化载体的可行性。研究表明，花生壳成本低、制备简单，在优化固定化条件后，能有效提高漆酶活性，虽然存在酶负载量增加时活性下降的问题，但表面仍有较大的利用空间。这一研究成果为酶固定化技术提供了新的低成本载体选择，有望推动其在水处理等环保领域的广泛应用，助力实现循环经济和环境保护的目标。
