综述：用于偶氮染料生物降解的微生物系统：酶促机制、微生物联合体及新兴的生物技术策略

《Microbial Cell Factories》：Microbial systems for azo dye biodegradation: enzymatic mechanisms, microbial consortia, and emerging biotechnological strategies

　　

摘要

偶氮染料是纺织及相关行业中使用最广泛的合成色素；然而，由于它们的外源性结构、毒性和难以降解的特性，这些染料排放到自然生态系统中会引发严重的环境和人类健康问题。传统的物理化学修复方法通常成本较高，且可能导致降解不完全和二次污染。微生物系统通过高效的酶促还原作用及随后的偶氮染料及其降解产物的矿化作用，提供了一种生态友好且经济可行的解决方案。本文综述了微生物生物修复领域的最新进展，重点探讨了参与偶氮染料降解的酶促机制和代谢过程，包括偶氮还原酶、漆酶和过氧化物酶等关键酶的作用。同时，还讨论了微生物联合体的协同作用、环境和营养参数的优化以及生物电化学系统的整合。文章评估了包括基因工程、先进固定化生物催化剂、纳米生物技术、高性能生物反应器和人工智能驱动的过程优化在内的最新创新技术，以探讨它们在提高生物降解效率和运行稳定性方面的潜力。最后，指出了开发能够有效解毒和矿化工业废水中偶氮染料的强大微生物系统所面临的主要挑战及未来发展方向。总体而言，本文强调了微生物系统及新兴生物技术策略在偶氮染料修复和环保废水管理方面的潜在价值。