基于壳聚糖固定化真菌酪氨酸酶的酚类去除与染料脱色技术研究

针对工业废水中难降解酚类化合物和有毒染料污染问题，研究人员通过从Aspergillus nidulans中纯化酪氨酸酶(Tyrosinase, EC 1.14.18.1)，将其固定于壳聚糖、海藻酸钙和硅胶载体，系统评估了固定化酶的动力学特性及环境应用潜力。结果显示壳聚糖固定化效率达89.6%，在50°C/pH 8.0条件下对酚类及结晶紫(CV)、刚果红(CR)等染料的去除效果显著，为生物修复技术提供了新型酶制剂解决方案。

　　

随着工业废水排放量激增，酚类化合物和合成染料对水生态系统的威胁日益严峻。传统物理化学处理方法存在成本高、二次污染等问题，而游离酶的不稳定性限制了生物技术的应用。针对这一挑战，来自King Saud University等机构的研究团队在《Enzyme and Microbial Technology》发表研究，创新性地利用丝状真菌Aspergillus nidulans (AUMC No. 7147)生产酪氨酸酶(Tyrosinase)，通过载体固定化技术提升其环境适应性，为废水处理提供了高效生物催化剂。

研究采用硫酸铵沉淀、DEAE-纤维素层析和Sephadex G-200凝胶过滤三步纯化工艺获得比活性230.76 units mg^-1的酪氨酸酶，通过共价结合法将其固定于壳聚糖、海藻酸钙和硅胶载体，系统比较了不同固定化方法的性能差异。

实验菌株与酶制备
从埃及Assiut大学菌种保藏中心获取的A. nidulans经深层发酵后，通过离心、超声破碎等步骤提取粗酶液，经纯化获得分子量40 kDa的单体酶。

固定化效率与稳定性
壳聚糖固定化效率最高(89.6%)，重复使用10次后仍保留41%活性。硅胶固定化酶在25°C储存30天后活性仅存14%，而壳聚糖组保持52%，显示天然载体的稳定优势。

酶动力学特性
固定化使酪氨酸酶最适温度从40°C提升至50°C，活化能降低至48.86 KJ mol^-1。Km值分析表明，壳聚糖固定化酶(0.23 mM)对底物亲和力优于游离酶(0.37 mM)。

污染物去除应用
在pH 8.0/50°C条件下，壳聚糖固定化酶2小时内对酚类去除率最高，对结晶紫(CV)、孔雀石绿(MG)等染料的脱色效率显著。但随循环次数增加，酚类去除率出现下降趋势。

该研究首次系统比较了三种载体固定化真菌酪氨酸酶的环境应用性能，证实壳聚糖作为天然高分子载体的综合优势。固定化技术不仅提高了酶的热稳定性和操作稳定性，还通过最适pH偏移(pH 7.0→8.0)使其更适应碱性废水处理环境。研究为开发低成本、可重复使用的生物修复制剂提供了实验依据，尤其对纺织、印染等行业废水治理具有重要实践价值。未来研究可进一步优化固定化工艺，探索复合载体系统以提升酶的循环使用效率。