植酸酶在猪生产中的研究及应用

饲料及饲料添加剂　中国畜牧兽医文摘　２０１８年　３４卷第６期　

植酸酶在猪生产中的研究及应用　

李涛屈平平王志远　

（山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊２６１０６１）　

［摘要］本文综述了植酸酶的种类、来源和作用机制以及植酸酶在猪生产中的应用，表明饲料中添加植酸酶可提高猪的生长性　

能、提高蛋白质、氨基酸、微量元素和磷的表观消化率及利用率，减少粪尿中磷的排放及对环境的污染，并简要阐述了添加植酸酶应　

注意的事项。　［关键词］植酸酶猪生产　生产性能表观消化率　消化利用率　

畜禽饲料主要是由植物性饲料组成，常用植物性饲料中　

６０％　７０％的磷是以植酸磷或植酸盐的形式存在。猪等单胃动物　

消化道中缺乏植酸酶，不能有效利用植酸磷，使得饲料中磷的利　

用率仅有３０％或更低，同时增加了粪尿中磷的排放量，对环境造　成严重污染。另外，植酸作为饲料中的抗营养因子，与钙、镁、　

铜等金属离子结合，影响了微量元素的吸收，植酸的阴性磷酸根　

基团和蛋白质阳性基团相结合，降低了机体对蛋自质和氨基酸的　

消化率，植酸还抑制各种消化酶的活性，影响肠道对淀粉、脂　

肪、蛋白质的吸收。研究表明，饲料中添加外源性植酸酶可以解　

决以上问题。　

１植酸酶概述　

植酸酶属磷酸单酯水解酶，能够依次分离植酸分子中的磷，　

将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，释放出被植酸螯合的磷、钙　

等矿物元素及淀粉、蛋白质、氨基酸等营养物质。　

１．１植酸酶的种类和来源　（１）根据植酸酶脱磷位点不同，将植酸酶分为：３一植酸　酶、５一植酸酶和６一植酸酶三种。３一植酸酶存在于植物、霉菌和细　

菌中，性质稳定，耐酸、耐高温，已被广泛应用于饲料工业。６一　

植酸酶只存在于植物中，对温度较敏感，超过６０～６５℃极易被破　

坏。关于５一植酸酶的报道较少，未见其在动物生产中的应用。　

（２）据植酸酶的来源不同，将植酸酶分为：微生物植酸酶、　植物植酸酶和动物植酸酶３类。微生物植酸酶主要来源于真菌、噬　

淀粉乳杆菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等。无花果曲霉菌和黑曲　

霉菌分泌的植酸酶量相对较高，噬淀粉乳杆菌Ｂ４５５２产生的植酸　

酶活性最高。植物植酸酶存在于小麦、大麦、黑麦、豌豆等谷物　

籽粒，其活性在不同种类植物中差异较大。目前，通过生物技术　

手段将植酸酶基因转入到玉米中，培育出转植酸酶基因玉米，使　

该玉米植株自身产生具有高活性的植酸酶。动物植酸酶主要存在　

于鸟类、爬行动物、鱼类等血液中，而哺乳动物的小肠及脊椎动　

物的红血球中的植酸酶，含量很少且活性很低，但是在反刍动物　

瘤胃中的植酸酶有较高的活性。　（３）按酶促反应的ｐＨ有效作用范围不同，将植酸酶分为：　

酸性植酸酶和中性植酸酶。　

１．２植酸酶的作用机理及酶活性影响因素　１．２．１　不同来源的植酸酶作用机理有所不同。微生物植酸酶（主　

要是３一植酸酶）作用于植酸时，首先从植酸的第３碳位点开始水　

解酯键而释放出无机磷，然后再依次释放出其他碳位点的磷，最　

终酯解整个植酸分子，此酶需要Ｍｇ　参与催化过程。微生物植酸　

酶分解植酸的步骤如下：植酸一Ｄ—ｌ，２，４，５，６－五磷酸肌醇　一Ｄ—ｌ，２，５，６一四磷酸肌醇一Ｄ一１，２，５－三磷酸肌醇、Ｄ一１，　２，６－－＜磷酸肌醇一ＤＬ一１，２－二磷酸肌醇一２一磷酸肌醇。而植物　

植酸酶（主要是６一植酸酶）首先从第６碳位点开始释放出磷，分　

解植酸的步骤如下：植酸一Ｌ—ｌ，２，３，４，５一五磷酸肌醇一Ｄ—ｌ，　２，５，６一四磷酸肌醇、Ｌ—ｌ，２，３，４一四磷酸肌醇一Ｄ—ｌ，２，６一ｉ　磷酸肌醇、ｌ，２，３一三磷酸肌醇一ＤＬ—ｌ，２Ｚ．磷酸肌醇一２一磷酸肌　

醇、ＤＬ—ｌ磷酸肌醇。最终单磷酸肌醇分解成肌醇和磷酸。　

１．２．２植酸酶活性受温度、ｐＨ值、矿物质、消化酶的影响。在饲　

料高温调制过程中（温度在８０℃以上），随温度升高，变性植酸　

酶增多，活性也迅速降低。植酸酶在进入动物消化道后，胃肠道　

内ｐＨ也会对其产生影响。试验表明，植酸酶在ｐＨ４．５～６．０时，活　

性超过８０％，在ｐＨ　５．５时活性最高，而ｐＨ高于或低于５－５日寸活性都　

会到影响。另外，随饲料或饮水进入肠道内的矿物质及机体本身　

存在的各种离子都会对植酸酶的活性产生一定的影响。在实际生　

产中，应选择受矿物质抑制作用小的植酸酶产品，或减少饲料中　

矿物质的添加量。另外，植酸酶是具有催化活性的外源酶制剂，　

进入消化道时会受到内源蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶）的作　

用，而影响植酸酶活性的发挥。　

２植酸酶在猪生产性能中的应用　２．１　减少饲料中磷添加和粪尿中磷排放　

朱金清（２０１　８）在每吨饲粮添￣Ｈ２ｏｏ　ｇ植酸酶（植酸酶活性为　

５　０００　ＩＵ／ｇ）并减少５０％磷酸氢钙添加量对肥育猪生长性能没有不　

良影响。由于减少５０％磷酸氢钙的添加量，减少了粪尿中磷的排　

放，从而降低了对环境的污染。吴东（２０１３）在猪低磷日粮中添　

￣［１７５０ＦＴＵ／ｋｇ植酸酶，日增重都有一定程度的提高，料重比降低　４．８１％～１３．１４％，磷排泄量降低１９．０６％～２６．０９％，血清钙、『ｆ『Ｌ清　

磷含量、碱性磷酸酶活性各组问差异不显著。郭文文（２０１５）在　正常磷水平下，添加植酸酶显著提高了干物质、粗灰分、有机物　

和磷的表观消化率，极显著降低了粪中磷的排泄量，铜、锌排泄　

量有降低趋势。低磷水平添加植酸酶极显著提高了干物质、粗灰　

分、有机物、磷、钙、铁、铜、锌的表观消化率，显著降低了粪　

中磷、钙、铁、铜、锌的排泄量。　

２．２提高饲料中矿物质和氨基酸利用率　

植酸酶能解除植酸对蛋白质、淀粉、脂肪酸、脂肪酶和蛋白　

酶的螯合，提高粗蛋白、氨基酸、干物质、粗纤维和脂肪的利用　

率。王晶（２０１７）在低磷饲粮基础上分别添加５００、１０００　Ｕ／ｋｇ的　植酸酶，生长猪日增重升高、耗料增重比降低，灰分、磷、铜、　

铁、锰、镁、钴、苯丙氨酸、半胱氨酸的表观消化率提高，粪便　

中磷、铜、铁、锰和钴的排泄量降低，另外添加植酸酶显著提高　

了第３掌骨的骨骼长度。董国忠等通过在饲粮中添加植酸酶来研　

究其对生长肥育猪矿物元素利用和排泄的影响，表明添加植酸酶　

使生长猪对铜和锌的消化率和吸收量显著提高，添加植酸酶使育　

肥猪对粗灰分、磷、铜和锌的消化率和吸收量显著提高。　

２．３改善肠道生理状态，增强机体免疫能力　

梁陈冲（２０１３）对比了在仔猪饲料中添加转植酸酶基冈玉米　来源植酸酶和微生物来源植酸酶两种来源的植酸酶对猪生长性　

能、营养物质表观消化率及肠道微生物区系的影响，结果显示：　

项目基金：山东省现代衣业产业技术体系生猪创新团队潍坊综合试验站（ＳＤＡＩＴ一０８—１　４）　

作者简介：李涛（１９８　０一），男，讲师，山东莱芜人，研究方向为猪病防治。　通讯作者：王志远（１　９６４一），男，教授，山东莱西人，主要从事猪病研究。　

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　中国畜牧兽医文摘　２０１８年　３４卷第６期　饲料及饲料添加剂　

第３０ｄ，与对照组相比，试验组回肠中总需氧菌、总厌氧菌、大　

肠杆菌、乳酸菌、双歧杆菌数量差异均不显著，且试验组间也没　

有显著差异；从趋势分析来看，试验组回肠中大肠杆菌、乳酸菌　

和双歧杆菌数量呈提高趋势，而总需氧菌和总厌氧菌数量未发现　

明显变化规律。第９０ｄ表现出与第３０ｄ相似变化规律，与对照组相　

比，试验组回肠中大肠杆菌、乳酸菌和双歧杆菌数量呈提高趋　势。徐建雄等报道，在仔猪饲粮中添加适量的植酸酶可降低每克　

干粪样中的大肠杆菌数，可能是因为植酸酶促进了仔猪营养物质　

的吸收，肠道内可被大肠杆菌利用的营养物质及发酵物质减少，　

从而使大肠杆菌生长繁殖速度减慢，仔猪腹泻率下降。　

３添加植酸酶应注意的事项　

３．１添加量　

植酸酶是通过植酸作用达到效果的，不同饲料配方植酸含　

量不同，其影响植酸酶的使用效果。由于影响植酸酶活性的因素　较多，因此确定植酸酶的添加量和磷酸盐的取代量关系比较难　

掌握，用量太低，不能启动相关的生化反应，但过量也不能提高　

生化反应速度和程度，反而造成浪费。合适的添加量能够保证植　

酸酶的作用效果和较好的经济性能。目前研究表明，添加植酸　

酶后饲料磷的最高取代量为０．１％～０．１２％。实际应用植酸酶时以　

部分替代无机磷较为合理和科学。一般认为饲粮中添加植酸酶　

５００～１０００ＩＵ·ｋｇ　都是有效果的。　

３．２温度　高温会破坏植酸酶活性，饲料的热处理如制粒、膨化等工艺　

对植酸酶的活性有直接影响。不仅温度对酶的活性有影响，饲料　

热处理的持续时间也会影响酶的活性。为避免热处理破坏酶的活　

性，实际生产中采用冷压制粒、微囊包被、制粒后喷洒、拌入粉　

料直接饲喂等方法。　

３．３植酸酶剂型　

目前市场上植酸酶的剂型主要有包衣型、粉状、颗粒状及液　

体状。包被型颗粒酶的热稳定性最好，因为其表面有一层坚固而　

易溶的薄膜包农，它使植酸酶颗粒与外界的空气和水分隔离，更　利于植酸酶的稳定。而粉酶由于完全暴露在湿热环境中，所以其　

热稳定性较差。普通微丸酶相当于将植酸酶分子封闭在若干的小　

区内，隔离了分子与外界的接触，提高了植酸酶的热稳定性。这　

是由于对植酸酶进行包被处理，制成微胶囊后，使酶的热稳定性　

提高。避免了在胃液中作为蛋白质被降解而失活，因此能有效地　

水解植酸盐以提高营养物质的利用率。微丸和粉状植酸酶由于受　

环境温度的影响相对较大，酶活性下降，其促生长作用不如包被　

植酸酶，但也达到了猪正常生长的营养需要。　

３．４饲粮钙、磷和维生素Ｄ３水平　当饲粮中植酸磷水平在０．２％左右时添加植酸酶才有意义。如　

果钙磷比例过高，过量的钙在肠道内形成大量的不溶性植酸钙，　

从而植酸酶难以接近植酸分子而发挥作用。而低钙饲粮的钙水平　有利于发挥植酸酶的添加效应。维生素Ｄ３对植酸酶有增效作用。　

维生素Ｄ３可促进小肠中钙的吸收，提高植酸酶的活性。玉米一豆　

粕饲料中缺磷时添加维生素Ｄ３可提高磷存留量，补充适量植酸酶　

使磷存留量进一步提高。研究表明，钙、磷比在１．４～１．６是植酸酶　

和维生素Ｄ３作用的最佳范围。　

参考文献　［１］田冬冬，费前进，刘德军，等．低磷日粮中不同耐高温植酸酶　

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