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植酸酶的作用及其应用摘要：磷是畜禽营养物质中功能最多的营养素之一;家畜必须从饲料中得到充足的磷才能维持正常生命和生产活动;本文简要的介绍了植酸酶的来源、作用,并阐明了植酸酶在不同动物不同生长阶段添加植酸酶对其生产性能、饲料利用率的影响,以及植酸磷影响植酸磷作用的因素关键词：植酸酶生产性能饲料利用率磷是畜禽营养物质中功能最多的营养素之一;畜禽必须从饲料中得到充足的磷才能维持正常生命和生产活动,单胃动物猪、鸡饲料中植物性饲料所占比例很大,虽然饲料中总磷含量较高,但可被单胃动物利用的有效磷却不足;谷物饲料中磷的主要以植酸和植酸盐的形式存在,绝大多数单胃动物不能充分消化、利用植酸和植酸盐中的磷, 这不仅增加了饲养成本而且,未被动物消化吸收的磷还会对环境造成污染;此外,植酸盐能络合某些营养物质,降低其在动物体内的消化吸收率, 是一种抗营养因子;因此,因此就需要在畜禽的饲料中需要添加一种易于被肠道消化的磷饲料;通常添加无机态的磷酸氢钙;但是磷酸氢钙是不可再生的矿物资源,并且在市场上的价格很昂贵,最近的研究表明,日粮中添加植酸酶可取代磷酸氢钙,他可分解植酸和植酸盐,促进饲料中植酸和植酸盐的分解,使与磷及磷酸根结合的内源性酶和其他营养素得以释放和利用,减少粪磷对环境的污染,节省无机磷酸盐的添加;提高植物性饲料中磷的利用率;11植酸酶植酸酶的来源在自然界中,植酸酶广泛存在于动植物组织和微生物中;相对于植物和动物来源的植酸酶说,来源于微生物的植酸酶作用范围广和稳定性较好,易规模化生产,畜禽日粮中植酸酶的来源主要有两个途径：1 有些植物及其加工副产品本身含有较高活性的植酸酶,如小麦和小麦麸本身含有的植酸酶活高达1 193 IU/kg和2 957 IU/kg,且通过发芽或发酵还可进一步提高其活性；2 在饲料里添加微生物来源的植酸酶;而在畜禽消化道作用的植酸酶有4个可能来源：①小肠内分泌；②肠道微生物产生；③饲料中的内源性植酸酶；④外源微生物产生的植酸酶;其中,外源植酸酶是植酸水解的主要催化剂;3植酸酶的功能节磷我国磷资源并不丰富,磷矿资源具有不可替代性和不可再生性,植酸酶的使用可有效节约无机磷的消耗;据试验,在蛋鸡配合饲料中,每吨添加1008 500〕单位乍的植酸酶,可降低%的有效磷使用,相当于每吨饲料中减少kglttJ磷酸氢钙,节磷潜力巨大;提高植酸磷的利用率.植物性饲料都含有1%～5%的植酸盐,这些盐的含磷量占饲料总含磷量的60%～80%;由于单胃动物消化道内不含植酸酶,导致其无法或不能很好的利用植物性饲料中的磷,而磷在动物体内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,其可使植物性饲料中磷的利用率提高60%,粪便中磷的排出量减少40%7;消除植酸对矿物元素和蛋白质的抗营养作用植酸具有很强的络合能力,可与许多矿物元素和蛋白质络合形成稳定的复合物,从而降低了这些营养物质的利用率;植酸被植酸酶水解后,络合的营养物质即被释放出来,提高了畜禽对矿物质的利用率及蛋白质、氨基酸的消化率;对Zn2+、Cu2+Fe2+、Mg2+尤其明显,并维持了动物矿物营养的平衡,进而改善了动物组织健康;恢复消化酶的活性植酸可以络合蛋白质,因此会抑制体内多种水解酶的活性;日粮中添加植酸酶可以分解被植酸络合的蛋白质和氨基酸,并终止植酸对其他消化酶的抑制作用,从而促进机体的消化和吸收;Lei等对猪的试验表明,植酸酶可以提高蛋白质消化率另有研究表明,在玉米－豆粕型日粮中添加植酸酶,可提高火鸡对氨基酸的消化率,而且日粮蛋白质水平越低,提高程度越大;这说明植酸和蛋白质络合键被植酸酶打开,并降低了植酸的水平,从而减轻了植酸对胃蛋白酶和胰蛋白酶等消化酶的影响; 2减少磷的排泄,降低环境污染植物性饲料中,三分之二的磷以植酸磷的形式存在,而单胃动物由于体内无相应的分解酶很难利用,饲料中的植酉鳞大部分通过粪便排出,对土壤、江河湖泊、池塘造成严重污染;植酸酶可提高植酸磷利用率30%一40%,即意味着降低了30%一40%的植酸磷的排出量,具有巨大的生态效益;2植酸酶在动物生产中的应用由于反刍动物瘤胃内微生物能合成包括植酸酶在内的多种消化酶,所以植酸酶多数情况下在非反刍动物饲料中使用;5在家禽生产中的应用由于单胃动物自身不能分泌分解植酸盐的植酸酶,故其不能利用植酸盐中的磷,在饲粮中添加植酸酶可以有效地分解饲料中的植酸,释放无机磷,提高饲料中植酸磷的利用率;在加成年公鸡日粮中添加植酸酶,结果显示,与对照组相比,磷真消化率分别提高%、%、%、%和%P<,蛋白质表观消化率提高%~%；赖氨酸表观消化率提高%~%,且磷真消化率、表观代谢能、蛋白质和赖氨酸表观消化率分别与日粮的植酸含量呈负线性关系;在30周龄海兰白蛋鸡日粮中添加不同水平的植酸酶及磷酸氢钙,结果表明,同时添加植酸酶和磷酸氢钙的试验组比对照组产蛋率、蛋重、蛋壳强度及饲料转化率均有提高,且试验组产蛋率与对照组相比差异显著P<;在肉鸭基础日粮玉米-豆粕型中添加植酸酶400 U•kg-1,结果表明,添加植酸酶可改善鸭生长性能,提高胫骨中灰分、钙磷的沉积,提高钙、总磷和植酸磷的利用率,并减少粪磷的排出,同时使血钙、血磷浓度和碱性磷酸酶的活性维持在正常水平;6在低有效磷日粮中添加不同水平的植酸酶对肉鸭胫骨、血清、肝脏、排泄物中矿物元素的沉积和利用的影响,指出低有效磷日粮中添加植酸酶可以提高肉鸭对植酸磷、总磷、钙的利用率,减少排泄物中植酸磷、总磷和钙的含量P<,提高肉鸭胫骨中灰分、灰分中钙、磷及血清中无机磷的含量P<,提高了肉鸭对锰、锌的利用率,降低铜、铁的利用率P<,且植酸酶促进了肉鸭肝脏中锰、锌的沉积,降低了铜、铁在肝脏中的沉积P<;4在猪生产中的应用许多研究证明,猪只能利用玉米中磷的10%~20%,豆饼中磷的25%~35%,表明在猪生长和肥育过程中只有少量的磷被利用,而在饲料中添加植酸酶则可以显著改善这一状况;9在生长育肥猪日粮中添加植酸酶替代%的磷酸氢钙,可以改善生长育肥猪的生长性能及营养物质的表观消化率,并显著降低了粪中氮、磷的排泄;在仔猪饲粮中添加植酸酶500 U•kg-1能够明显提高仔猪生产性能,改善磷和蛋白质的利用率,且植酸酶的作用效果受饲粮磷和赖氨酸水平的影响,低磷饲粮加酶的改善程度高于高磷饲粮;在断奶仔猪日粮中添加植酸酶,研究其对生长和营养物质回肠表观消化率的影响,结果表明,玉米豆粕型日粮中添加植酸酶降低了断奶仔猪的采食量,提高了日粮中干物质、能量、蛋白质的消化率,改善了回肠营养物质的表观消化率;降低了血清中的葡萄糖、血清尿素氮和血清碱性磷酸酶水平,提高了血清T3、T4和胰岛素水平;11还有学者研究了不同日粮条件下植酸酶对磷利用率的影响,结果表明,添加植酸酶试验组猪的骨骼折断强度均好于不加酶组,但未表现出显著差异P>,添加植酸酶组能显提高饲料磷表观消化率P<;植酸酶在水产中的应用大量研究表明,在饲料中添加植酸酶,可以改善水产养殖动物对植物性饲料中磷的利用,减少无机磷源添加量,利于以植物蛋白源部分替代鱼粉,同时减少了水体中磷的排放,有利于减轻对水体的污染;王爱民等2007报道,在异育银鲫饲料中添加不同浓度的植酸酶,提高了异育银鲫对蛋白质和矿物质元素的利用率,促进鱼体生长,提高饲料利用率,减少磷排泄,并以日粮中添加1 000 FTU/kg的植酸酶效果显著;在其他动物方面的应用在獭兔、樱桃谷鸭、鹌鹑的饲粮中添加不同水平的植酸磷均可以不同程度的增加其对饲料的利用率,生产性能都有明显的提高;3使用植酸酶的注意事项3. 1饲料种类及饲粮的组成成分植酸酶只作用于植酸,饲料中有足量的植酸,添加植酸酶才有实际价值;研究表明,饲料中植酸磷含量在0. 2%以上时使用植酸酶才有效;饼粕类饲料中植酸磷含量较高,应用植酸酶可充分发挥其作用;玉米-豆粕型日粮中植酸磷含量虽不高,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;家禽日粮中缺乏维生素D和钙时植酸酶的利用率降低,添加维生素D和钙可提高植酸酶的利用率2;3. 2动物种类及年龄反刍动物瘤胃微生物能产生植酸酶,可以有效地水解植酸盐,因此反刍动物不用考虑植酸酶的添加问题;单胃动物肠道黏膜中的内源性植酸酶及肠道微生物产生的植酸酶活性很差,一般认为成年单胃动物肠道中植酸酶活性高于幼龄动物,猪高于鸡;因为猪的消化道比禽类长,猪进食后需要18~24 h才开始排出粪便,约12 h 才能排完;相比之下,禽类则要快得多,如鸡进食后需要2~4 h开始排出粪便,禽消化道比较短,饲料利用率低,故酶的添加比例或酶活性要求高一些;3. 3酶的来源、含量、活性和稳定性酶具有高度的专一性和特异性;不同动物品种和不同生长阶段要求植酸酶的种类和数量不同;一般消化道前段的酸性环境适合来自于真菌的植酸酶,消化道中段的偏酸性环境到中性环境适合来自于细菌的植酸酶;植酸酶生产所用的菌种及生产工艺对酶活性及稳定性有很大影响,因此在选择使用产品时应对厂家的生产条件有所了解;在一定范围内,植酸酶含量升高酶催化反应的速度也随之加快,但当其超过临界浓度时,植酸酶的活性可被抑制;3. 4饲料加工工艺在植酸酶应用过程中,一些饲料添加剂成分对植酸酶的活性也有一定影响;特别是在饲料加工储存过程中,液体胆碱和含水的金属硫酸盐都能导致植酸酶部分失活,这可能是水分与植酸酶相互作用的结果;因此,在饲料加工过程中应尽量避免植酸酶与高水分含量的饲料添加剂长时间混合;植酸酶对热、光较敏感,在饲料生产过程中,由于粉碎、预混、制粒及其他添加剂的影响都可能使酶的活性受损甚至变性;使用酶制剂应尽可能减少生产工艺对酶活性的影响,特别是制粒温度最好不超过75℃,以保证酶制剂有较好的作用效果;在颗粒饲料中应用植酸酶最好选用包膜型等耐高温的植酸酶品种或用液体植酸酶在制粒后喷涂;3. 5温度、水分和pH值不同来源植酸酶的最适pH值不同,植物性植酸酶的最适pH值在4. 8~6. 0之间,微生物植酸酶所耐受的pH值范围比大多数植物性植酸酶要宽,一般pH值在2. 5~6. 0之间,植物性植酸酶的最适温度为47~62℃;另外添加植酸酶的饲料应保持适宜的水分;3. 6钙和总磷的比例植酸酶提高磷利用率的作用与日粮中钙水平有关,高钙可降低植酸酶的活性和效率;4结语众多的研究表明在畜禽的饲粮中添加植酸酶可以降低畜禽粪便中磷的含量,提高了饲料的利用率和动物的生产性能;他作为一种性能优良、环保型饲料添加酶制剂,另外还由于人们对环保的日益关注,生产并使用高质量、功能强、低污染型日粮, 植酸酶产品具有广泛的应用前景和潜在的商业价值;目前,植酸酶已经被应用在多种动物饲料中,以蛋鸡料中的应用最成熟;然而事实上,肉鸡、猪以及水产种还有很大的发展空间,而这类饲料对植酸酶产品的高温稳定性要求比较高;这就要求植酸酶在生产中必须能耐受制粒过程的高温、消化道的pH值和胃蛋白酶的消化作用;因此,利用基因工程技术构建热稳定性好、具有特异性的高产植酸酶菌株显得尤为重要;2008年2月,欧盟发出了磷资源的红色预警,我国专家称中国的磷资源也只能开采20年;伴随着世界能源危机加重,原料价格普遍上涨,环保压力日益昭显,国家法规执行力度的加强,这无疑为植酸酶的发展提供良机,相信在未来植酸酶产品在畜禽养殖业中的应用必将越来越广泛;。
植酸酶在猪饲料中的应用研究王振华【摘要】植酸酶作为一种新型的酶制剂,可以作为动物饲料添加剂使用.添加到猪饲料中后,植酸酶能提高猪对植酸磷的利用率,还能降低粪便中磷的排放,减少磷污染.不仅如此,饲料中添加植酸酶,可显著提高钙、镁、锌、锰等矿物元素的生物利用率,且促进了动物矿物质营养的平衡,进而保持动物组织结构的完整性,促进了软骨和骨细胞的有序化.植酸酶还能够促使与植酸相结合的氨基酸和蛋白质释放出来,增加消化酶量和底物蛋白质浓度,从而提高蛋白质和氨基酸的利用率.植酸酶用作猪饲料添加剂能够显著提高猪的饲料利用率和采食量,从而提高日增重、提高生产性能.【期刊名称】《畜牧兽医杂志》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】2页(P59-60)【关键词】植酸酶;猪饲料;应用【作者】王振华【作者单位】定西市安定区畜牧兽医局鲁家沟畜牧兽医站,甘肃定西743000【正文语种】中文【中图分类】S816.7植酸酶作为一种新型、可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂，其饲喂效果已在世界范围内得到广泛的认可。
通过在日粮中添加植酸酶不仅可提高单胃动物对植酸磷的利用率，还能降低粪便中磷的排出量，这使得植酸酶作为饲料添加剂具有广泛的应用前景。
大量研究证明，通过在单胃动物饲粮中添加植酸酶，能够显著地提高植酸磷的生物学利用率，从而显著地提高其体增重、采食量和饲料转化效率等。
张克英等在饲粮中添加微生物植酸酶，研究其对仔猪生长性能和蛋白质氨基酸利用率的影响。
结果表明，添加植酸酶后，仔猪的日增重、采食量和饲料利用率分别提高10.8%、6.5%和3.5%，且低磷饲粮加酶的改善程度高于高磷饲粮。
John研究发现，在猪饲粮中添加植酸酶后，生长猪的平均日增重可提高21.62%～68.30%，饲料报酬提高10.11%～58.60%。
植酸酶的主要作用是水解植酸释放出磷，从而提高植物性饲料中的磷利用率。
与磷代谢有关的指标，如血清中磷的含量、胫骨磷的含量、灰份中磷的含量均明显升高，且胫骨抗剪切力强度及应激能力都有明显提高。
植酸酶在饲料中的应用及其研究进展植酸酶是一种新型的、可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂。
它对提高饲料中磷利用率，提高动物的生产性能，以及减轻高磷粪便对环境水域的磷污染有重要意义。
本文综述了植酸酶在饲料中的应用现状及工业化生产方法，讨论了其进一步的研究发展方向。
植酸酶是一种水解酶，它能将植酸磷（六磷酸肌醇）降解为肌醇和无机磷酸。
此酶分两类：3-植酸酶和6-植酸酶。
植酸酶广泛存在于植物和微生物中。
磷在植物中的主要存在形式为植酸磷，由于植酸磷不能被单胃动物直接利用，从而造成磷源浪费和形成高磷粪便污染环境。
另外，植酸磷还是一种抗营养因子，它在动物胃肠道的消化吸收过程中会与多种金属离子如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+等以及蛋白质螯合成不溶性复合物，降低了动物对这些营养物质的利用。
因此，开展饲用植酸酶的研究，对提高畜禽业生产效益及降低磷对环境的污染有重要意义。
１ 植酸酶的来源及酶学性质早在1907年Suzuki等就在谷粮中发现了具有植酸酶活性的磷酸酶。
第一个纯化的植酸来源于麸皮，研究发现它虽具有植酸酶活性，但植酸并不是它特异性底物。
来源于植物的植酸酶均属于６－植酸酶，最适pH 范围在5.0~7.5，在单胃动物酸性的胃环境中不起作用。
60年代末植酸酶的研究转向最适pH为酸性、酶含量较高的微生物来源的植酸酶。
许多微生物都能产生植酸酶，尤其在曲霉属中。
1968年Shien等从68个土样中对2000个菌株进行考察发现，在所用的22株黑霉菌中有21株能产生植酸酶。
第一个被分离纯化的植酸酶来源于Aspergillus terreus NO.9A-1,它的最适pH为４.5，最适反应温度为70℃,此酶在pH1.2~9.0均能稳定维持活性。
从此以后，陆续从十几种微生物中分离得到植酸酶，其中来源于Ａ.ficcum NR-RL3135(A.niger var.awamori)的植酸酶phyA具有较好的耐热性，在酸性的条件下有较高酶活性，被认为是目前最具应用前景的饲用植酸梅，其酶学性质的研究也较为深入。
前言早在100多年前即已确认磷在动物营养中的必需性，磷不仅同钙一起参与骨骼、牙齿等结构物质的组成，作为高能磷酸键和磷酸肌酸的组分，磷还参与机体的能量代谢，并以磷脂的方式参与脂类物质、脂溶性维生素的吸收和细胞膜的构成，并以遗传物质DNA、RNA 和一些酶的构成分，参与机体的许多重要生命过程。
磷严重不足和钙不足一样，表现为生产性能低下，幼年动物患佝偻病，成年动物患软化症或称骨质疏松症。
作为动物必需的养分，磷在配合饲料中，居举足轻重的地位，在通常情况下，1g 磷酸氢钙磷的价格比同等重量的鱼粉蛋白还贵，当以磷酸氢钙作为猪、肉仔鸡和产蛋鸡的磷源时，它在每吨配合饲料中的添加量大约是11kg，其总价值（1.4元/kg×11=15.4）与添加在每吨饲料中的复合多维的总价值相当(75元/kg×0.2kg=150元)。
尽人皆知，不同的饲料磷对动物而言，它们的营养价值是不同的，正因为如此，作为评定饲料磷营养价值、表达动物对磷需要的指标—总磷在许多情况下是没有意义的，看似足够的磷却能引发磷不足症，为此，人们改用“非植酸磷”，总磷由植酸磷和非植酸磷构成，其真正的寓言是：植酸磷是单胃动物不可利用的磷，非植酸磷是动物可能利用的磷，亦有将非植酸磷（Non-phytate P）称作可利用磷或有效磷（Available phosphorus）的，其实译作“可能利用的磷”或“可能有效的磷”更为合适，NRC（家禽营养需要）的第九版干脆把具同等含义的Available phosphorus改成“Non-phytate P”，这是不无道理的，其实非植酸磷是一组化学存在形式不同的混合物，它包括了在动物消化液中溶解度不同的无机磷以及存在于天然饲料中的不溶或难溶的非植酸形态的有机磷，并非都可消化、都可以利用的磷。
看来给总磷、非植酸磷赋予生物学含义是势所必然。
磷在动物营养中，作为一个常量元素，由于其独具的消化—吸收—代谢过程以及它在动物营养中的不可取代性及其在配合饲料中的重要经济地位，驱使人们在100多年来对它的研究从未间断过，至今磷还是人们关注的重要论题。
