植酸酶的研究进展与应用

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1、植酸酶的研究进展与应用摘要：植酸酶是一种环保型的饲料添加剂，可以使单胃动物更冇效利川饲料中的磷，减低饲料中磷的排放，减少对环境的污染,促进养殖业的健康发展。文章综述了植酸酶的來源及分类、生物学作用、影响其活性的因素、在畜牧生产中的应用及其发展前景。磷作为动物体必需的常量元索，摄取不足就会导致生产性能的下降，酸碱失衡，严重者会患骨质疏松症或是佝偻病。动物体的磷主要來自于饲料中，饲料中的磷又分为无机磷和冇机磷，具中冇机磷是以植酸磷的形式存在，其利用率因动物的种类不同。反刍动物瘤胃中的微生物能产生植酸酶，可以冇效地水解植酸,因此反刍动物对植酸磷

2、利用率高，一般为60%,成年反刍动物可高达90%。单胃动物(如猪及家禽)的消化道中缺乏植酸酶，因此植酸磷的利用率低。猪对植酸磷的利用率约为20%〜50%,家禽对植酸磷的利用能力略低于猪，而且植酸还与其他一些矿物元索、蛋白质、氨基酸等络合，影响机体的吸收。1植酸酶的来源及分类植酸酶广泛存在于动植物组织和微生物细胞中，在植物中主要存在于籽实中，而在动物中主要存在于脊椎动物的红细胞和血浆以及哺乳动物的小肠内。微生物是植酸酶最便利和最经济的來源。产植酸酶的微生物主要包括细菌、真菌以及酵母菌。其中霉菌分泌的植酸酶量相对较高，特别是曲霉属冇较强的产植

3、酸酶的能力，一被认为是微生物植酸酶的主要生产菌。根据对底物的作用方式，植酸酶可分为3■酸酶和6■植酸酶。Mullaney等根据植酸酶的结构差异和水解方式的不同，将植酸酶分为3类：组氨酸酸性磷酸酶(HAPs)、B—螺旋植酸酶(BPP)和紫色酸性磷酸酶(PAP)o根据产品形态又分为固体和液态，固体包括粉状、微粒状、包被颗粒等。2植酸酶的作用2.1提高饲料中磷的利用率植酸酶即肌醇六磷酸水解酶，它可以通过催化水解反应将磷酸盐从植酸中彻底释放出來，终产物为肌醇和磷酸，达到动物对饲料中磷的应用。2.2解除饲料中抗营养因子，提高饲料中营养物质的利用率植

4、酸盐町通过螯合作用，降低动物对锌、镒、铁、钙、钾等微量元索的利用率，通过植酸酶对植酸盐的分解作用，可提高动物对其它微量元索的作用。2.3降低动物粪便中磷的含量，减少对周围环境的污染由于饲料中植酸磷被吸收，动物粪便中磷的排除量可减少40%〜60%,减少了粪便中磷对环境的污染，更极大的降低了土壤的富营养化。2.4其它作用植酸酶町提高饲料于物质的表观消化率和存留率，植酸酶还可以提高氨基酸和氮的表观消化率。3影响植酸酶活性的因素植酸酶在发挥其酶解植酸磷的效用时，还应考虑到其能否达到工业制作时相对稳定性的要求。影响植酸酶作用的因索通常冇以下几种:3

5、.1温度植物来源的植酸酶其最适宜的温度约为40〜60°C,微生物来源的植酸酶其最适宜的温度为45〜57°Co在制粒过程中，由于饲料制粒机中蒸汽的加入和通过压模机处理时的摩擦，提高了饲料温度，使其短暂的高温可达75〜93°C,经此,植酸酶活性会损失一半以上，包被植酸酶经85°C处理，活性可保留85%。3.2pH植物来源的植酸酶最适宜的pH值为4.0-7.5(大多pH值在5.0〜6.0),不适宜单胃动物。微生物來源的植酸酶适宜的pH值为2.5〜7・0.适宜于单胃动物。3.3钙水平高钙使得钙和磷形成不溶性盐，尤其当口粮中磷水平低于需要量时，从而

6、降低了磷的吸收；高钙和植酸形成的螯合物不利丁•植酸酶的作用，从而降低植酸酶活性和效率；高钙可直接降低植酸酶的活性和效率。3.4其它矿物离子Dvorakova等(1997)研究发现，cu2+、Zn2+、Hg2+、Sn2+和Cd2+对植酸酶起抑制作用。4在替代无机磷方面的研究冇研究显示，玉米一豆粕型口粮中添加植酸酶替代部分磷酸氢钙，能改善生长猪生产性能，提高肉鸡生长性能，但不能完全替代磷酸氢钙。Johnston等的研究表明，在猪的饮食中降低钙和磷的比例，增加植酸酶可以增加营养物质的吸收和血液中葡萄糖、胰岛索、乐索和a—氨基酸的浓度。Veum和

7、Ellersieck的研究发现，在猪的R粮中添加450U/kg的植酸酶替代0.9g/kg的无机磷可冇效增强猪的骨质强度，而300U/kg或是150U/kg的FI粮添加量则只能维持猪的生长。黄兴国等试验的结果表明，在肉鸡R粮中添加500U/kg植酸酶替代0.12%的无机磷，改善了肉鸡的料重比，显著提高了肉鸡的存活率，氮的排泄量比对照组可减少7・06%〜17・81%,磷的排泄量可减少29.29%—29.43%。但也冇研究表明，在玉米一•糠隸一•棉粕型口粮中添加植酸酶完全替代无机磷对肉鸡生长性能没冇影响。Emiola等的研究再次表明，在完全清除

8、无机磷而用植酸酶改善和补充，对猪的生长性能没冇负面影响，减少了磷和氮的排泄量。对于植酸酶能否完全替代无机磷众说纷纭，没有明确，这仍然是在谈论的话题，冇待于人们进一步去研究。5植酸酶在畜禽及水产