植酸酶在畜牧业上的研究与应用

植酸酶对肉鸡生产性能及饲料养分利用率的影响李桂明陈旭东唐茂妍马鑫马秋刚计成（中国农业大学动物科技学院, 北京100094）摘要：试验选取1日龄AA肉鸡600只，随机分为6个处理，每个处理5个重复。

试验基础日粮为玉米-豆粕型，1～3周龄和4～6周龄正、负对照组调整有效磷水平分别为0.43%、0.23%和0.34%、0.14%，试验组（3、4、5、6组）分别在负对照组日粮中添加250 U/kg、500 U/kg、750 U/kg、1000 U/kg植酸酶。

42天试验结果表明，250 U/kg、500 U/kg、750 U/kg加酶组较负对照组显著改善饲料转化率（P<0.05），500 U/kg加酶组比正对照组改善1.81%；500 U/kg、750 U/kg加酶组比负对照组显著提高肉鸡胫骨钙含量（P<0.05），并能相应提高胫骨强度（差异不显著）。

进行三天代谢试验，与负对照组相比，500 U/kg、750 U/kg、1000 U/kg加酶组显著降低粪钙含量（P<0.05），四个加酶组均显著降低粪磷含量（P<0.05）；其中500 U/kg、750 U/kg加酶组粪磷含量较正对照组也降低显著（P<0.05）；所有处理组钙、磷及粗蛋白消化率差异均不显著。

综合经济与环保指标，本试验日粮基础上植酸酶添加水平为500 U/kg最为科学合理。

关键词：植酸酶；肉鸡；生产性能；胫骨强度;养分利用率磷是畜禽必需的常量元素之一，缺磷会导致生长缓慢、生产力下降以及饲料利用率降低，严重时会出现骨骼软化症、佝偻病等。

植物性饲料原料中含有丰富的磷，但多数与植酸结合以植酸磷的形式存在，单胃动物（尤其是鸡）很难降解，所以植酸磷的吸收利用率很低。

为了满足动物对磷的需要，不得不大量添加无机磷，这不仅提高了饲养成本，也使磷的排出量大大增加，使土壤、水体富营养化，严重污染了环境。

1968年，美国的Nelson首次提出在猪鸡日粮中添加微生物植酸酶，解决饲料中因植酸酶的存在引起的一系列问题［1］。

植酸酶的发酵生产及应用植酸酶是一种能够水解植酸的酶类，在发酵生产和应用领域具有广泛的应用前景。

本文将从植酸酶的发酵生产和应用两个方面进行详细的探讨。

首先，植酸酶的发酵生产。

目前植酸酶的发酵生产主要采用真菌发酵的方法。

常用的真菌有产酸曲霉、黄曲霉、木霉等。

发酵过程主要包括菌种培养、培养基制备、发酵过程控制等几个步骤。

首先，菌种培养是植酸酶发酵生产的首要步骤。

优良的菌株是植酸酶产生的关键，需要通过筛选获得。

一般通过在选择性培养基中进行培养，利用染色剂或基因工程方法筛选得到高产酶菌株。

其次，培养基的制备对植酸酶的产量和质量也有直接影响。

植酸酶的合成需要碳源、氮源、矿质盐和适宜的pH等，因此，优化培养基的配方十分重要。

常用的碳源有蔗糖、葡萄糖等，氮源有蛋白酵解物、酵母粉等。

此外，培养基pH的调节也是关键之一，一般在酸性环境下植酸酶的产量较高。

最后，发酵过程的控制也是影响植酸酶产量的重要因素。

温度、pH、氧气供应等都会影响菌体的生长和酶的合成。

一般发酵温度在25-30摄氏度之间，发酵时间约为48-72小时。

其次，植酸酶的应用领域广泛。

由于植酸酶能够降解植物组织中的植酸，因此在农业、饲料、食品加工等领域都有广泛的应用。

植酸酶在农业领域的应用主要是改善土壤中的磷素利用率。

土壤中的磷素主要以植酸形式存在，但植酸对植物来说是不可利用的。

通过添加植酸酶可以将土壤中的植酸降解为可利用的无机磷，提高植物对磷素的吸收利用率，从而提高农作物的产量和质量。

在饲料领域，植酸酶的应用主要是改善畜禽对植物饲料的饲用价值。

植物饲料中植酸的含量较高，会对畜禽的消化系统造成不利影响。

通过添加植酸酶，可以降解植酸，提高植物饲料的能量价值和营养利用率。

在食品加工领域，植酸酶的应用主要是改善食品品质和可溶性磷含量。

植酸对人体来说是不可消化的，容易形成不可溶性盐类。

在食品制作过程中，通过添加植酸酶，可以将食品中的植酸降解为可溶性磷，提高食品的可溶性磷含量，同时改善食品的品质。

植酸酶的作用及应用郑扬云•植酸(肌醇六磷酸)具有强大的络合力，通常与钙、镁、锌、钾等矿物质元素结合，形成不溶性盐类。

植酸(盐)广泛存在于农作物及农副产品中，很多谷物、油料作物中的植酸含量高达1％一3％，其中钙、镁、锌、钾等元素以植酸盐的形式存在。

因此植酸是一种抗营养因子．大大降低了微量矿物质的营养有效性。

植酸的这种性质会导致人和动物钙、镁、锌、钾等元素的不平衡性。

因此必须在动物的饲料中掭加钙钾等以补充矿物质，这大大提高了饲料成本。

同时饲料中天然磷的含量约为40％一70％，且以植酸磷的形式存在，而猪、禽的饲料中大量的植酸磷因不能被利用而从粪便中排出，造成环境枵染(磷富集化污染)。

•植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇和磷酸的一类酶的总称。

将植酸酶添加到动物性饲料中释放植酸中的磷分。

不但能提高食物及饲料对磷的吸收利用率，还可降解植酸蛋白质络合物，减少植酸盐对傲量元素的螯合，提高动物对植物蛋白的利用率及其植物饲料的营养价值。

同时也减少动物排泄物中有机磷的含量，减少对大自然的污染。

一、植酸酶的作用机理•植酸酶能将肌醇六磷酸(植酸)分解成为肌醇和磷酸。

植酸酶将植酸分子上的磷酸基团逐个切下，形成中间产物IP5，IP4，IP3，IP,.终产物为肌醇和磷酸。

不同来源植酸酶作用机理有所不同。

微生物产生的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2价镁离子(Mg2+)参与催化过程。

来源于植物的6-植酸酶，它首先在植酸的第6碳位点开始催化而释放出无机磷。

1g植酸完全分解理论上可释放出无机磷281．6mg。

植酸酶只能将植酸分解为肌醇磷酸酯，不能彻底分解成肌醇和磷酸，要彻底分解肌醇磷酸酯，需酸性磷酸酶的帮助，酸性磷酸酶可以将单磷酸酯、二磷酸酯彻底分解成肌醇和磷酸。

大多数微生物来源的植酸酶的作用机理如下。

•植酸→1,2,4,5-,6-五磷酸肌醇+D-1,2,3,4,5-五磷酸肌醇→1,,2,5,6-四磷酸肌醇→1,2,5-三磷酸肌醇或1,2,6-三磷酸肌醇→1,2-二磷酸肌醇→2-磷酸肌醇。

植酸酶是什么植酸酶是采用国际先进的液体深层发酵工艺生产，精制而成，它能将植酸酶降解成肌醇或磷酸肌醇和磷酸，可消除单胃动物因不能分解植酸而引起的抗营养作用，提高机体对营养物质的利用率，同时减少磷对环境的污染。

作用机理1. 水解植酸磷中的磷酸肌醇酯键，将植酸和植酸盐分解成肌醇和磷酸，提高饲料原料中植酸磷的利用率；2. 破坏植酸盐的螯合结构，释放被螯合的矿物元素和蛋白质、淀粉等营养物质，提高其利用率；3. 水解植酸，减少其对消化道中生理活性物质的抑制，以提高动物的生产性能。

理化特性外观：浅黄色或白色剂型：固体酶活力：1000~5000u/g (在37℃、pH5.5条件下，每分钟从浓度为5.0mmol/L的植酸钠中释放出1μmol无机磷所需要的酶量定义为一个酶活力单位u)作用温度范围：20～70℃，最适作用温度50℃作用pH范围：pH2.0～6.5，最适作用pH5.5（pH2.5时也能表现出较高酶活）适用行业植酸酶主要用作饲料行业中。

使用方法及用量酶活（U/g）添加量使用方法≥1，000 0.5kg/吨配合饲料用夏盛植酸酶可替代饲料中50%-70%的磷酸氢钙用量（可根据动物品种、生产阶段和饲料原料构成作适当调整），同时用石粉补足替换的磷酸氢钙中的含钙量，剩余空间可用于调整配方。

≥2，500 0.2kg/吨配合饲料≥5，000 0.1kg/吨配合饲料包装及规格本品采用编织袋包装（20kg/袋或10kg/袋），也可按顾客要求进行特殊包装。

贮存及保质期阴凉、干燥处贮存；25℃以下可保存18个月。

注意事项.本品为生物发酵制品，无毒无害。

在运输时应避免日晒雨淋并禁止与有毒及腐蚀性物品混装混运。

湖北 0康 2宝 7泰 8精 7细 7化 3工 8有 6限 5公 3司小陈。

广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY2009年5月第5期（总第126期）食品与生物1前言自进入21世纪以来，饲料行业取得了巨大的进步。

其中各种饲用酶在饲料中的应用，极大的提高了动物对饲料的利用率。

在各种饲用酶中研究并在实践中应用较多的是植酸酶。

植酸酶是催化植酸以及植酸盐水解成肌醇与磷酸（或盐）的一类酶的总称，按照国际生物化学和生物分子联合委员会的命名，植酸酶可以分为两种：一种是肌醇六磷酸－3－磷酸酯酶（EC3.1.3.8），另一种是肌醇六磷酸－6－磷酸酯酶（EC3.1.3.26）。

它是一种新型的饲料添加剂，将植酸酶添加到植物性饲料中，释放植酸中的磷分，不但能提高食物以及饲料对植物磷的吸收利用率，而且可以降解植酸盐蛋白质络和物，减少植酸盐对微量元素的螯合，提高动物对植物蛋白的利用率以及植物饲料的营养价值，减少动物排泄物中有机磷的含量，同时减少对大自然的污染。

植酸酶自1907年由Suzuki et al.发现到1993年由Gist-Brocades 在欧洲推行植酸酶商业化，已经跨越了87年。

在这段时间内对于植酸酶的研究已经相当广泛，包括植酸酶的特性、分子大小以及作用的活性中心，都有详尽的资料。

其中Wodzinski 、Satyanarayana 等对植酸酶的生产、特性、以及其应用进行了详尽的探讨。

Yiet al.1994年研究确立通过在猪饲料中添加植酸酶，可降低排泄物中肌醇六磷酸的量，同时无机磷的添加量也减少到1－2g/kg 。

Simons et al.1990年研究表明添加植酸酶可明显提高动物对钙、磷消化率，从而降低了磷的排泄量。

但是在饲料中添加大量的植酸酶，会提高动物饲养的成本，因此，怎样降低植酸酶的商业价格，也是酶行业亟待解决的一个问题。

据研究，豆类、谷类、油料、花粉中植酸的含量约占可食性物质总量的1％~2％，植酸是一种有机酸。

1872年左右Preffer 首先发现了植酸，随后在1903年由Postermak 第一个深入探讨了植酸。

Muye Lu ntan牧业论坛山西农业畜牧兽医植酸酶在养殖业中的应用及经济效益分析□刘天明武晋孝（山西省饲料监察所030024）摘要：关键词：植酸酶是一种新型的单胃畜禽饲料添加剂。

为了在养殖业中应用推广植酸酶饲料添加剂，我们选用山西汇福科技发展有限公司和山西正大有限公司生产的品牌饲料—猪用“安全优质饲料”进行了试验，结果表明植酸酶具有明显的社会效益、经济效益和生态效益，不仅使农民增收，而且改善了生态环境，促进了养殖业的健康发展。

植酸酶；添加剂；应用；推广随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，人类对环境保护、自身建设的认识不断加深，生产安全、无公害的畜产品愈来愈受到世界各国的普遍重视，我国加入WT O 后，面临国际大市场，我国已启动饲料安全工程，我省推广应用“安全优质饲料”已迫在眉睫。

因此，我省饲料监察所在太原市清徐县应用推广添加植酸酶的“安全优质饲料”。

共计：7个乡镇，246000头猪，应用推广一年后，获经济效益1081.0272万元，并获得了可观的社会效益和生态效益。

该应用推广项目获山西省农村技术承包二等奖。

酶制剂的生产始于20世纪60年代初，当时产品的价格极高，仅用于生物化学和医学实验。

进入20世纪90年代，有少量酶制剂（如淀粉酶、糖化酶和植酸酶）已经能廉价地应用于饲料工业中。

在德国、丹麦和瑞典等欧洲国家出现了专业生产饲料用酶制剂的大公司。

在我国饲料行业做植酸酶市场的国外公司主要有德国巴斯夫公1酶制剂—植酸酶（美多灵）情况简介1.1酶制剂的生产司，商品名“酶他富”；瑞士罗氏公司代理丹麦诺维信公司生产的植酸梅产品，商品名“乐多仙”。

国外公司的植酸梅进入我国市场，国内最早生产植酸梅的广东溢多利生物科技股份有限公司和广东肇庆市华芬饲料酶有限公司（中芬合作），近两年生产植酸梅的厂家有江西民星集团，北京挑战集团，福建百特生物技术有限公司和云南康和生物有限公司等四家。

随着近代酶技术及生物技术的高速发展，商品生物活性物质—酶制剂已经能够大规模地工业化生产，并且目前已被广泛地应用于饲料行业当中。

2020年第11期我国畜牧业的发展开始于20世纪70年代,1977年我国开始着手制订了第一部家畜标准即动物对营养物质的需要标准,2004年颁布实施了各种动物饲养标准的修订,现已进行了修改,使得配合饲料中各种营养指标越来越符合动物的营养需要,从而使动物的生产性能得到不断的提高,对畜牧业的发展起着重要作用.动物的生长发育繁殖等生命活动都需要营养来维持和保证,动物的营养是指动物摄取消化吸收利用饲料中营养物质的全过程,是一系列物理化学及生理变化过程.动物采食是最基本的生命活动,是动物摄入营养物质的途径.饲料中含有的营养物质只有被动物采食后才能被消化吸收和利用.合理的饲养是整个养殖过程必需的一个重要环节,研究动物对必需营养素的消化吸收代谢过程和规律及调节机制,提高动物对饲料的利用率,推进养殖业快速发展,并对畜牧业持续健康高效发展发挥更大的作用。

饲料是动物的食物,作为生态系统中物质循环的一个重要环节,动物通过食物链从饲料中摄取营养物质,在体内经过复杂的消化吸收和代谢过程,用于维持生命活动并转变为机体的成分和动物产品,其中饲料中有些成分未被动物机体吸收随粪便排出体外,易造成环境污染,为加强饲料添加剂的管理,保证养殖产品质量安全,促进饲料工业持续健康发展,农业部发布了《饲料添加剂品种目录(2013)》,凡生产、经营和使用的营养性饲料添加剂及一般饲料添加剂均应符合《目录》中规定的品种,在《饲料添加剂品种目录》之外的其它任何添加物,未经农业部审核批准,不得作为饲料添加剂在饲料生产中使用。

在目录中的酶制剂的植酸酶可作为动物饲料添加剂。

1植酸酶的特性和功能植酸酶是一种具有催化植酸水解功能的生物催化剂;水解产物是肌醇、无机磷及其他可能与植酸结合的物质。

植酸酶的潜在营养价值是消化酶和水解酶通过体内生物化学反应从底物释放出相应的营养素的量。

2植酸酶在饲料中利用及其作用饲料中磷的存在形式是影响机体对磷吸收的重要因素,植物中磷的利用率较低,约为30%,要满足畜禽对磷的需要,需要在饲料中添加含磷的矿物质,这就造成了饲养成本的增加,而使饲料中原有的一部分植物磷不能利用被排出体外,造成环境污染,在植物性原料中磷以植酸形式储存量占总磷量的50%~80%,植酸化学名称为肌醇六磷酸,植酸磷必须在消化管内水解,磷可在动物小肠各段被吸收,也存在主动和被动吸收两种机制,钙磷的主动吸收受V D 的调节,pH 较低时有利于吸收,磷以植酸磷形式存在时不易被吸收,植酸对单胃畜禽(猪、鸡等)不利,与矿物质元素、蛋白质淀、粉形成复合物,抑制消化酶的活性,单胃畜禽体内基本上不分泌植酸酶,需要在日粮中添加植酸酶,可提高植酸鳞的利用率;植酸具有抗营养作用,能阻碍多种营养成分的利用,植酸与一些阳性离子如钙离子、镁离子、锌离子、铜离子、二价铁离子、锰离子等螯合形成不溶性盐,在饲料中添加的植酸酶可释放部分结合的营养成分,提高其利用率;同时可减少矿物质(如磷酸氢钙、磷酸二氢钙等)的用量及磷酸氢钙和骨粉品质不稳定造成的负面影响;饲料中添加植酸酶可提高植酸鳞的利用率,减少粪便中磷的排出量,降低粪便中磷对环境造成的污染,提高动物的饲料利用率,提高动物生长性能,对建设生态畜牧业具有重要的意义。

植酸酶的特性及其在动物生产中的应用吴华东，吴志青（江西农业大学动物科学技术学院，江西南昌330045）文章编号：1004-2342（2011）05-0005-04中图分类号：S818.9文献标识码：A磷是动物体必须的矿物元素，动物的80%磷存在于骨骼和牙齿中，其余存在于软组织和体液中[1]。

磷参与体内很多重要的生理生化反应，动物如果没有摄食到足够的磷将会出现很多磷的缺乏症，例如佝偻病和骨松症。

目前动物饲料主要由植物性饲料组成，植物性饲料中60%~80%的磷以植酸磷的形式存在。

畜禽等单胃动物消化道内缺乏分解植酸的酶，仅能利用这些植物性饲料中小部分的磷，这不足以满足动物对磷的需要。

因此，必须在饲料中添加无机磷才能满足动物的需要。

这不仅增加饲料的成本，还由于大部分的植酸磷不能被单胃动物利用，排泄到环境中造成危害。

此外，由于植酸的分子结构特点，不仅可以螯合Ca 、Fe 、Mn 等矿物元素，降低矿物元素的利用率，还可以与蛋白质结合成复合物，使单胃动物难以利用，降低饲料中蛋白质的利用率。

通过在饲料中添加植酸酶，可以缓解这些问题。

目前，随着基因工程技术的发展，植酸酶的已经有较大规模的应用。

1植酸和植酸磷1.1植酸植酸的化学名称为环己六醇六磷酸酯，是一种黄褐色粘稠状液体，易溶于水、乙醇、甘油等。

植酸分子本身毒性很小，但由于带负电荷，有很强的络合能力，可以与一些带正电荷的矿物质元素和蛋白质形成化学性质稳定的不溶性化合物，很难被单胃动物利用。

因此植酸具有抗营养作用。

马玺的研究表明，当给动物饲喂含植酸含量较高的日粮时，动物会出现钙、磷、镁、锌等的缺乏症[2]。

李路胜等报道，当pH 值低于蛋白质的等电点时，植酸易与蛋白质形成不溶性复合物；在pH 高于等电点时，植酸可以通过金属离子的作用与蛋白质形成复合物，这些复合物会改变蛋白质的结构，降低其溶解度，从而难以被单胃动物利用[3]。

1.2植酸磷单胃动物饲料中的磷有3个来源：动物性饲料、植物性饲料和添加的无机磷，其中植物性饲料中的磷以植酸磷形式存在为主，约占2/3。

饲用植酸酶使用指南
第一条饲用植酸酶作为一种新型饲料添加剂，既可有效提高饲料谷物原料中磷的利用效率，减少外源磷的添加量，又可降低畜禽粪便中磷的排放，保护生态环境。

为科学合理使用饲用植酸酶，特制订本使用指南。

第二条每吨配合饲料中替代6千克磷酸氢钙用量(P≥16.5%)的植酸酶推荐添加量如下：
第三条当实际使用的植酸酶活性发生变化时，添加量应按比例相应调整。

第四条植酸酶对温度和湿度变化较为敏感，应在阴凉、干燥条件下储存，并在产品保质期内使用。

第五条在饲料加工中使用制粒、膨化等高温高压工艺处理时，应选择耐高温高压的植酸酶产品。

第六条当选用液体植酸酶时，应使用后喷涂设备。

第七条使用固体植酸酶时，应进行预混处理，以保证其在饲料中的混和均匀度。

第八条使用植酸酶后，应添加适量的石粉，以维持饲料中钙的原有水平。

第九条当配合饲料的储存温度超过30℃或相对湿度超过60％时，应增加10%～20%的添加量。