纳米材料固定化植酸酶的制备及其催化效率与影响因素综述

作者：杨晓莉; 毛佳璇; 马露冉; 徐其静; 刘雪^*

来源：生态环境学报, 2023, 32(10): 1889-1900.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.10.017

• 纳米材料
• 植酸酶
• 固定化
• 影响因素
• 应用效率

植酸是土壤磷的重要组分部分，但难以被植物吸收利用，需在专一性酶——植酸酶作用下，经脱磷酸化过程矿化水解释放磷酸（盐）。然而，植酸酶活性极易受环境因素影响，导致酶活性降低甚至失活。如何保持或提高土壤中植酸酶的活性，进而提高土壤内源植酸磷的利用率已引起广泛关注。植酸酶经纳米材料固定化可提高其环境稳定性和活性。总结了不同纳米载体的制备技术、产品特征及优缺点，深入分析了不同纳米载体固定化植酸酶的制备及表征方法、负载酶的酶活性及作用机理。分析发现：1）功能载体固定化植酸酶的环境稳定性（高温、强酸、强碱和金属离子等）和催化水解效率显著优于游离植酸酶，是提高土壤内源植酸磷利用效率的有效途径；2）纳米材料固定化植酸酶的稳定性受载体种类、植酸酶来源与特性及制备方法的影响，应根据植酸酶来源与特性选择适宜的载体种类和固定化方法。针对固定化植酸酶实际应用中的局限性，今后应关注如下几方面：1）稳定性好、活性高的植酸酶生产菌；2）稳定性好、高负载率载体，制备纳米级材料；3）负载率高、成本低的固定化方法，在生产、运输、使用和储存过程中保持酶活；4）不同种类固定化植酸酶在不同种类土壤中的适用性。该综述可为理解纳米材料固定化植酸酶制备技术特征和实际应用影响因素提供理论依据，为开发高负载率、高稳定性固定化植酸酶制剂，进而提高土壤内源植酸磷的生物利用率提供科学依据，对降低外源磷肥施用、降低磷流失污染风险和保障农业生产具有一定的现实意义。

• 单位
  西南林业大学