植酸酶的作用及其應(yīng)用

1、.植酸酶的作用及其應(yīng)用摘要：磷是畜禽營養(yǎng)物質(zhì)中功能最多的營養(yǎng)素之一。 家畜必須從飼料中得到充足的磷才能維持正常生命和生產(chǎn)活動。 本文簡要的介紹了植酸酶的來源、 作用，并闡明了植酸酶在不同動物不同生長階段添加植酸酶對其生產(chǎn)性能、 飼料利用率的影響，以及植酸磷影響植酸磷作用的因素關(guān)鍵詞： 植酸酶生產(chǎn)性能飼料利用率磷是畜禽營養(yǎng)物質(zhì)中功能最多的營養(yǎng)素之一。畜禽必須從飼料中得到充足的磷才能維持正常生命和生產(chǎn)活動,單胃動物 (豬、雞)飼料中植物性飼料所占比例很大 ,雖然飼料中總磷含量較高 ,但可被單胃動物利用的有效磷卻不足。谷物飼料中磷的主要以植酸和植酸鹽的形式存在 ,絕大多數(shù)單胃動物不能充分消化、利用植

2、酸和植酸鹽中的磷 , 這不僅增加了飼養(yǎng)成本而且 ,未被動物消化吸收的磷還會對環(huán)境造成污染。此外 ,植酸鹽能絡(luò)合某些營養(yǎng)物質(zhì) ,降低其在動物體內(nèi)的消化吸收率 , 是一種抗營養(yǎng)因子。因此，因此就需要在畜禽的飼料中需要添加一種易于被腸道消化的磷飼料。通常添加無機態(tài)的磷酸氫鈣。 但是磷酸氫鈣是不可再生的礦物資源， 并且在市場上的價格很昂貴，最近的研究表明 ,日糧中添加植酸酶可取代磷酸氫鈣，他可分解植酸和植酸鹽， 促進飼料中植酸和植酸鹽的分解， 使與磷及磷酸根結(jié)合的內(nèi)源性酶和其他營養(yǎng)素得以釋放和利用， 減少糞磷對環(huán)境的污染， 節(jié)省無機磷酸鹽的添加。提高植物性飼料中磷的利用率。 11 植酸酶1.1 植酸酶

3、的來源在自然界中 ,植酸酶廣泛存在于動植物組織和微生物中。 相對于植物和動物來源的植酸酶說，來源于微生物的植酸酶作用范圍廣和穩(wěn)定性較好， 易規(guī)模化生產(chǎn)，畜禽日糧中植酸酶的來源主要有兩個途徑：1)有些植物及其加工副產(chǎn)品本身含有較高活性的植酸酶，如小麥和小麥麩本身.含有的植酸酶活高達1 193 IU/kg 和 2 957 IU/kg ，且通過發(fā)芽或發(fā)酵還可進一步提高其活性；2) 在飼料里添加微生物來源的植酸酶。 而在畜禽消化道作用的植酸酶有 4 個可能來源： 小腸內(nèi)分泌； 腸道微生物產(chǎn)生； 飼料中的內(nèi)源性植酸酶； 外源微生物產(chǎn)生的植酸酶。其中 ,外源植酸酶是植酸水解的主要催化劑。 31.2 植酸酶

4、的功能節(jié)磷 我國磷資源并不豐富，磷礦資源具有不可替代性和不可再生性，植酸酶的使用可有效節(jié)約無機磷的消耗。 據(jù)試驗，在蛋雞配合飼料中， 每噸添加 1008 500(單位乍的植酸酶， 可降低 0.12%的有效磷使用， 相當于每噸飼料中減少 7.5 kglttJ 磷酸氫鈣，節(jié)磷潛力巨大。提高植酸磷的利用率 .植物性飼料都含有 1% 5%的植酸鹽，這些鹽的含磷量占飼料總含磷量的 60%80%。由于單胃動物消化道內(nèi)不含植酸酶， 導致其無法或不能很好的利用植物性飼料中的磷，而磷在動物體內(nèi)的作用是不可代替的。研究表明，植酸酶能有效地提高植酸的利用率， 其可使植物性飼料中磷的利用率提高 60%，糞便中磷的排出

5、量減少 40%7 。消除植酸對礦物元素和蛋白質(zhì)的抗營養(yǎng)作用植酸具有很強的絡(luò)合能力， 可與許多礦物元素和蛋白質(zhì)絡(luò)合形成穩(wěn)定的復合物，從而降低了這些營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。植酸被植酸酶水解后， 絡(luò)合的營養(yǎng)物質(zhì)即被釋放出來，提高了畜禽對礦物質(zhì)的利用率及蛋白質(zhì)、氨基酸的消化率。對Zn2+、Cu2+Fe2+、Mg2+ 尤其明顯，并維持了動物礦物營養(yǎng)的平衡，進而改善了動物組織健康?；謴拖傅幕钚灾菜峥梢越j(luò)合蛋白質(zhì)， 因此會抑制體內(nèi)多種水解酶的活性。日糧中添加植酸酶可以分解被植酸絡(luò)合的蛋白質(zhì)和氨基酸，并終止植酸對其他消化酶的抑制作用，從而促進機體的消化和吸收。Lei 等對豬的試驗表明，植酸酶可以提高蛋白質(zhì)消化率

6、另有研究表明，在玉米豆粕型日糧中添加植酸酶，可提高火雞對氨基酸的消化率， 而且日糧蛋白質(zhì)水平越低， 提高程度越大。 這說明植酸和蛋白質(zhì)絡(luò)合鍵被植酸酶打開， 并降低了植酸的水平， 從而減輕了植酸對.胃蛋白酶和胰蛋白酶等消化酶的影響。.2減少磷的排泄， 降低環(huán)境污染植物性飼料中， 三分之二的磷以植酸磷的形式存在，而單胃動物由于體內(nèi)無相應(yīng)的分解酶很難利用，飼料中的植酉鱗大部分通過糞便排出，對土壤、江河湖泊、池塘造成嚴重污染;植酸酶可提高植酸磷利用率 30%一 40%，即意味著降低了30%一 40%的植酸磷的排出量，具有巨大的生態(tài)效益。2 植酸酶在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用由于反芻動物瘤胃內(nèi)微生物能合成包括植酸

7、酶在內(nèi)的多種消化酶，所以植酸酶多數(shù)情況下在非反芻動物飼料中使用。52.1 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用由于單胃動物自身不能分泌分解植酸鹽的植酸酶，故其不能利用植酸鹽中的磷，在飼糧中添加植酸酶可以有效地分解飼料中的植酸， 釋放無機磷， 提高飼料中植酸磷的利用率。 在加成年公雞日糧中添加植酸酶， 結(jié)果顯示，與對照組相比，磷真消化率分別提高 3.03%、0.12%、16.90%、37.71%和 28.14%（ P<0.05），蛋白質(zhì)表觀消化率提高 0.24%4.00%；賴氨酸表觀消化率提高 1.01%4.82%，且磷真消化率、表觀代謝能、蛋白質(zhì)和賴氨酸表觀消化率分別與日糧的植酸含量呈負線性關(guān)系。在 30

8、 周齡海蘭白蛋雞日糧中添加不同水平的植酸酶及磷酸氫鈣，結(jié)果表明，同時添加植酸酶和磷酸氫鈣的試驗組比對照組產(chǎn)蛋率、 蛋重、蛋殼強度及飼料轉(zhuǎn)化率均有提高，且試驗組產(chǎn)蛋率與對照組相比差異顯著（ P<0.05）。在肉鴨基礎(chǔ)日糧（玉米 -豆粕型）中添加植酸酶 400 U?kg-1，結(jié)果表明，添加植酸酶可改善鴨生長性能，提高脛骨中灰分、鈣磷的沉積，提高鈣、總磷和植酸磷的利用率， 并減少糞磷的排出， 同時使血鈣、 血磷濃度和堿性磷酸酶的活性維持在正常水平。 6在低有效磷日糧中添加不同水平的植酸酶對肉鴨脛骨、血清、肝臟、排泄物中礦物元素的沉積和利用的影響， 指出低有效磷日糧中添加植酸酶可以提高肉鴨對植酸

9、磷、總磷、鈣的利用率，減少排泄物中植酸磷、 總磷和鈣的含量（ P<0.05），提高肉鴨脛骨中灰分、灰分中鈣、磷及血清中無機磷的含量（P<0.05），提高了.肉鴨對錳、鋅的利用率，降低銅、鐵的利用率（P<0.05），且植酸酶促進了肉鴨肝臟中錳、鋅的沉積，降低了銅、鐵在肝臟中的沉積（P<0.05）。42.2 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用許多研究證明，豬只能利用玉米中磷的10%20%，豆餅中磷的25%35%，表明在豬生長和肥育過程中只有少量的磷被利用，而在飼料中添加植酸酶則可以顯著改善這一狀況。 9在生長育肥豬日糧中添加植酸酶替代0.5%的磷酸氫鈣，可以改善生長育肥豬的生長性能及營養(yǎng)物質(zhì)

10、的表觀消化率，并顯著降低了糞中氮、磷的排泄。在仔豬飼糧中添加植酸酶500 U?kg-1 能夠明顯提高仔豬生產(chǎn)性能，改善磷和蛋白質(zhì)的利用率， 且植酸酶的作用效果受飼糧磷和賴氨酸水平的影響，低磷飼糧加酶的改善程度高于高磷飼糧。在斷奶仔豬日糧中添加植酸酶，研究其對生長和營養(yǎng)物質(zhì)回腸表觀消化率的影響，結(jié)果表明，玉米豆粕型日糧中添加植酸酶降低了斷奶仔豬的采食量，提高了日糧中干物質(zhì)、能量、蛋白質(zhì)的消化率，改善了回腸營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率。降低了血清中的葡萄糖、血清尿素氮和血清堿性磷酸酶水平，提高了血清T3、T4 和胰島素水平。 11還有學者研究了不同日糧條件下植酸酶對磷利用率的影響，結(jié)果表明，添加植酸酶試驗

11、組豬的骨骼折斷 強度均好 于不加酶組，但未 表現(xiàn)出顯著差異（ P>0.05），添加植酸酶組能顯提高飼料磷表觀消化率（P<0.05）。2.3 植酸酶在水產(chǎn)中的應(yīng)用大量研究表明， 在飼料中添加植酸酶， 可以改善水產(chǎn)養(yǎng)殖動物對植物性飼料中磷的利用， 減少無機磷源添加量， 利于以植物蛋白源部分替代魚粉，同時減少了水體中磷的排放，有利于減輕對水體的污染。王愛民等（2007）報道，在異育銀鯽飼料中添加不同濃度的植酸酶，提高了異育銀鯽對蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)元素的利用率，促進魚體生長，提高飼料利用率，減少磷排泄，并以日糧中添加1 000FTU/kg 的植酸酶效果顯著。2.4 在其他動物方面的應(yīng)用在獺兔、

12、櫻桃谷鴨、鵪鶉的飼糧中添加不同水平的植酸磷均可以不同程度的增加其對飼料的利用率，生產(chǎn)性能都有明顯的提高。.3 使用植酸酶的注意事項3. 1 飼料種類及飼糧的組成成分植酸酶只作用于植酸 ,飼料中有足量的植酸 ,添加植酸酶才有實際價值。 研究表明 ,飼料中植酸磷含量在 0. 2%以上時使用植酸酶才有效。 餅粕類飼料中植酸磷含量較高 ,應(yīng)用植酸酶可充分發(fā)揮其作用。玉米 -豆粕型日糧中植酸磷含量雖不高 ,但因玉米、豆粕自身植酸酶活性很低,添加植酸酶也有一定作用。家禽日糧中缺乏維生素 D 和鈣時植酸酶的利用率降低,添加維生素 D 和鈣可提高植酸酶的利用率2。3. 2 動物種類及年齡反芻動物瘤胃微生物能產(chǎn)

13、生植酸酶,可以有效地水解植酸鹽,因此反芻動物不用考慮植酸酶的添加問題。 單胃動物腸道黏膜中的內(nèi)源性植酸酶及腸道微生物產(chǎn)生的植酸酶活性很差 ,一般認為成年單胃動物腸道中植酸酶活性高于幼齡動物 ,豬高于雞。因為豬的消化道比禽類長 ,豬進食后需要 1824 h才開始排出糞便 ,約 12 h 才能排完。相比之下 ,禽類則要快得多 ,如雞進食后需要 24 h 開始排出糞便 ,禽消化道比較短 ,飼料利用率低 ,故酶的添加比例或酶活性要求高一些。3. 3 酶的來源、含量、活性和穩(wěn)定性酶具有高度的專一性和特異性。不同動物品種和不同生長階段要求植酸酶的種類和數(shù)量不同。一般消化道前段的酸性環(huán)境適合來自于真菌的植酸

14、酶,消化道中段的偏酸性環(huán)境到中性環(huán)境適合來自于細菌的植酸酶。植酸酶生產(chǎn)所用的菌種及生產(chǎn)工藝對酶活性及穩(wěn)定性有很大影響,因此在選擇使用產(chǎn)品時應(yīng)對廠家的生產(chǎn)條件有所了解。在一定范圍內(nèi),植酸酶含量升高酶催化反應(yīng)的速度也隨之加快,但當其超過臨界濃度時 ,植酸酶的活性可被抑制。3. 4 飼料加工工藝在植酸酶應(yīng)用過程中 ,一些飼料添加劑成分對植酸酶的活性也有一定影響。 特別是在飼料加工儲存過程中 ,液體膽堿和含水的金屬硫酸鹽都能導致植酸酶部分失活 ,這可能是水分與植酸酶相互作用的結(jié)果。因此 ,在飼料加工過程中應(yīng)盡量避免植酸酶與高水分含量的飼料添加劑長時間混合。植酸酶對熱、光較敏感,在飼料生產(chǎn)過程中 ,由于

15、粉碎、預(yù)混、制粒及其他添加劑的影響都可能使酶的活性受.損甚至變性。使用酶制劑應(yīng)盡可能減少生產(chǎn)工藝對酶活性的影響,特別是制粒溫度最好不超過75,以保證酶制劑有較好的作用效果。在顆粒飼料中應(yīng)用植酸酶最好選用包膜型等耐高溫的植酸酶品種或用液體植酸酶在制粒后噴涂。3. 5 溫度、水分和 pH 值不同來源植酸酶的最適 pH 值不同 ,植物性植酸酶的最適 pH 值在 4. 86. 0 之間 ,微生物植酸酶所耐受的 pH 值范圍比大多數(shù)植物性植酸酶要寬 ,一般 pH 值在2. 56. 0 之間 ,植物性植酸酶的最適溫度為 4762。另外添加植酸酶的飼料應(yīng)保持適宜的水分。3. 6 鈣和總磷的比例植酸酶提高磷利用率的作用與日糧中鈣水平有關(guān) ,高鈣可降低植酸酶的活性和效率。4 結(jié)語眾多的研究表明在畜禽的飼糧中添加植酸酶可以降低畜禽糞便中磷的含量,提高了飼料的利用率和動物的生產(chǎn)性能。他作為一種性能優(yōu)良、 環(huán)保型飼料添加酶制劑，另外還由于人們對環(huán)保的日益關(guān)注,生產(chǎn)并使用高質(zhì)量、功能強、低污染型日糧 , 植酸酶產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用前景和潛在的商業(yè)價值。目前 ,植酸酶已經(jīng)被應(yīng)用在多種動物飼料中,以蛋雞料中的應(yīng)用最成熟。然而事實上,肉雞、豬以及水產(chǎn)種還有很大