玻璃微球固定化Chenopodium murale植酸酶的功能食品应用优化研究

本研究针对植物性食品中植酸(IP6)螯合矿物质导致的营养吸收障碍问题，通过比较AlgNa/PVA微珠、玻璃微spheres和纤维素微珠三种载体固定化Chenopodium murale植酸酶的性能。研究发现玻璃微spheres固定化酶在pH5.5、50°C条件下表现最优，其K值为0.024min-1，τ50仅36.1分钟，且能有效抵抗金属离子干扰，为功能性食品开发提供新方案。

　　

在植物性饮食日益普及的今天，植酸(myo-inositol hexakisphosphate, IP6)这个"营养双刃剑"引发广泛关注。作为种子中磷的主要储存形式，植酸却会螯合钙(Ca²⁺)、铁(Fe²⁺)、锌(Zn²⁺)等必需矿物质，形成难溶性复合物，不仅降低营养吸收率，未被消化的植酸排泄后还会造成水体富营养化。虽然微生物发酵、浸泡等传统方法能部分降解植酸，但效率低、成本高。酶解法虽高效，但游离植酸酶存在稳定性差、难以重复利用等瓶颈。

针对这一难题，Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University(IMSIU)的研究团队创新性地从药用植物Chenopodium murale种子中提取植酸酶，并系统比较了三种固定化载体的性能。相关成果发表在《Journal of Food Engineering》上。研究人员采用硫酸铵沉淀、DEAE-cellulose离子交换和Sephadex G-100凝胶过滤三步纯化法获得29kDa植酸酶，随后通过共价结合法将其固定在AlgNa/PVA微珠、玻璃微spheres(9-13μm)和纤维素微珠上，以p-nitrophenyl phosphate为显色底物评估酶活。

Phytase purification
纯化流程显示，80%饱和硫酸铵沉淀使酶纯度提高2.1倍，经DEAE-cellulose和Sephadex G-100层析后最终获得7.1倍纯化、比活20U/mg的植酸酶，总回收率达46.6%。

Conclusion
玻璃微spheres固定化酶展现出显著优势：在pH5.5、50°C条件下，反应速率常数K达0.024min^-1，完全水解植酸仅需110分钟。特别值得注意的是，游离酶受Cu²⁺、Hg²⁺等所有测试金属离子抑制，而固定化酶仅对Mg²⁺敏感。该体系在鹰嘴豆、花生等13种食物基质中均保持高效降解能力。

这项研究突破性地证明：玻璃微spheres固定化不仅能保护酶活性位点免受金属离子干扰，还大幅提升操作稳定性。相比传统方法，该技术使植酸酶在复杂食品体系中保持高催化效率，为解决植物性食品矿物质生物利用度低、环境磷污染等难题提供了工业化应用可能。未来通过多变量优化反应条件，有望进一步推动功能性食品产业升级。