[科普中國]-漆酶

定義

漆酶是一種含四個(gè)銅離子的多酚氧化酶（ρ- 二元酚氧化酶，EC1.10.3.2），屬于銅藍(lán)氧化酶，以單體糖蛋白的形式存在。1

理化性質(zhì)漆酶是一種銅蛋白質(zhì)，藍(lán)色，分子量約12萬，含4原子銅，可被CN-抑制。漆酶可以氧化多酚物質(zhì)，促進(jìn)苯酚和二元胺的甲氧基取代，氧化幾乎所有具有ρ-多酚相似結(jié)構(gòu)的底物。另外，一些真菌漆酶還能氧化一元酚如甲酚及抗壞血酸等。1

起源漆酶最早發(fā)現(xiàn)于漆樹的分泌物中，并存在于多種高等植物的細(xì)胞壁中，如茶葉的嫩芽。高等植物來源的漆酶相對(duì)于真菌漆酶報(bào)道較少。實(shí)際應(yīng)用于生產(chǎn)的漆酶主要來源于細(xì)菌、真菌，大多數(shù)真菌分泌漆酶。國內(nèi)外的主要生產(chǎn)菌種為白腐真菌（white-rot fungi）。國內(nèi)對(duì)漆酶的應(yīng)用研究主要集中在分解木質(zhì)素、紙漿漂白、染料廢水脫色、降解環(huán)境中有毒物質(zhì)等方面。2

反應(yīng)機(jī)制苯酚經(jīng)過一個(gè)電子的氧化作用形成一個(gè)自由基，這種活性的氧基團(tuán)進(jìn)一步被氧化生成苯醌，苯醌再進(jìn)行聚合成為自由基的氧化產(chǎn)物。

應(yīng)用食品工業(yè)廢水處理生物修復(fù)過程是對(duì)被污染的環(huán)境用生物轉(zhuǎn)化方法進(jìn)行處理的一個(gè)過程。苯酚和芳香胺類是構(gòu)成環(huán)境污染的主要物質(zhì)，而漆酶有很強(qiáng)的降解酚類化合物的能力，將其固定在有機(jī)凝膠載體上，能夠從懸浮液中除去水體本身具有的和外界混入的芳香族化合物。當(dāng)起始酚類濃度為40mgl的時(shí)候，用朱紅栓菌（Trametes villosa）所產(chǎn)漆酶能去除水體40%的酚類物質(zhì)，在偶氮對(duì)苯乙基噻唑啉（ABTS）存在的情況下能去除70%的酚類物質(zhì)。漆酶的作用底物經(jīng)過氧化耦合作用產(chǎn)生的沉淀在 工業(yè)廢水中是不溶的，這有利于酚類物質(zhì)的徹底去除。

葡萄酒澄清葡萄汁和葡萄酒中的酚類化合物是影響葡萄酒色澤和味道的主要因素，如苯乙烯酸和兒茶酚，而玫瑰紅葡萄酒和紅葡萄酒則含較多的花色素。香豆酸衍生物、黃烷和花色素等多酚物質(zhì)容易被氧化而引起產(chǎn)品質(zhì)量問題。防止葡萄酒色澤和香味變化的傳統(tǒng)方法是用聚乙烯吡咯烷酮除去苯酚類物質(zhì)，或添加二氧化硫，而酶處理則是一種較新穎的方法，酶作為吸附劑選擇性地催化氧化某些多酚物質(zhì)，并使其發(fā)生聚合，然后通過澄清工序去除，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是不引起葡萄酒其他感官性狀的不良改變。用丹寧酸酶、酚酶、漆酶和花色苷酶處理美國加州葡萄酒，結(jié)果顯示漆酶去除多酚物質(zhì)最為有效。漆酶在酸性介質(zhì)中性質(zhì)穩(wěn)定，處理葡萄酒的最佳pH值范圍為2.5-4.0，同時(shí)可被亞硫酸鹽可逆抑制。用貝葉多孔菌變種（Polyporus versicolor）所產(chǎn)漆酶處理模型溶液，可以去除70%以上的兒茶酚、90%的阿魏酸和90% 以上的花色素，黑葡萄汁的總多酚去除率達(dá)到50% 以上。漆酶作為一種澄清劑，按漆酶+硅土溶液或漆酶+聚乙烯吡咯烷酮（添加二氧化硫）的順序?qū)ζ咸丫七M(jìn)行處理，比采取常規(guī)澄清方法（酪蛋白酸 +活性炭+斑脫土）更為有效，感官分析還證實(shí)了酶處理后的葡萄酒具有更好的感官性狀。

近年來，研究人員證實(shí)紅葡萄酒中存在的多酚物質(zhì)具有抗氧化作用，用朱紅栓菌（Trametes versicolor）所產(chǎn)漆酶對(duì)紅葡萄汁進(jìn)行處理，會(huì)減少葡萄汁中具有抗氧化特性的酚類物質(zhì)，而用相同的漆酶對(duì)白葡萄汁進(jìn)行處理后，總酚類物質(zhì)的減少對(duì)品質(zhì)的有利影響將高于潛在的抗氧化特性對(duì)品質(zhì)的有利影響，因此，對(duì)白葡萄汁進(jìn)行漆酶處理還是可行的。另一種方法是選擇一種漆酶同工酶，把漆酶對(duì)紅葡萄酒中具有抗氧 性的酚類物質(zhì)的影響降低到最低限度，而那些不表現(xiàn)抗氧化性的酚類物質(zhì)則被漆酶快速降解。2

食用菌生產(chǎn)食用菌制種生產(chǎn)過程中，添加漆酶制劑能加速木質(zhì)素等芳香族高分子化合物的分解，為菌絲提供養(yǎng)料，同時(shí)作為氧化酶參與呼吸過程的電子傳遞，提供更多能量并促使菌絲體內(nèi)物質(zhì)合成、運(yùn)轉(zhuǎn)和積累，從而加速菌絲生長，縮短制種時(shí)間。而在袋料栽培過程中，還能促使菌絲扭結(jié)，形成更多的子實(shí)體原基，提高菇類產(chǎn)量。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，漆酶制劑能將酚氧化成醌，作為抵抗雜菌的毒素，抑制雜菌污染。3

保持啤酒穩(wěn)定性啤酒在長期儲(chǔ)存時(shí)會(huì)產(chǎn)生渾濁，主要原因是少量的天然花色苷前體（即多酚化合物）與蛋白質(zhì)由氫鍵結(jié)合或與脯氨酸殘基間的疏水性作用而形成沉淀，在冷藏后期，蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)對(duì)苯環(huán)進(jìn)行親 核取代則可導(dǎo)致永久性混濁。生產(chǎn)中多酚物質(zhì)一般 是通過聚乙烯吡咯烷酮（PVCC）處理來去除，而PVCC 對(duì)工人身體健康不利，且其生物降解性較差，從而成為廢水處理中一個(gè)問題，因此添加多酚氧化酶（如漆酶）就是一個(gè)較好的選擇。在啤酒生產(chǎn)的最后工序添加漆酶，除去多余的氧氣，從而延長啤酒的貨架壽命，由漆酶造成的多酚物質(zhì)聚合體可以通過過濾去除。

灰葡萄孢感染的指標(biāo)劑由灰葡萄孢（Botrytis cinerea）所產(chǎn)生的漆酶能引起葡萄各種形式的腐爛，當(dāng)葡萄汁或葡萄酒中能檢測(cè)到漆酶活性時(shí)，則表明用于生產(chǎn)的原料葡萄受灰葡萄孢真菌感染。但是，通過測(cè)定相應(yīng)的葡萄汁中的酶活力的大小來測(cè)定污染的確切比例是不可靠的，因?yàn)槊富盍Φ脑黾雍褪芪廴镜钠咸褦?shù)量的增加是不成比例的。2