植酸酶在畜禽饲料中的应用

植酸酶在畜禽饲料中的应用
发表时间：2009-7-22 16:38:26访问次数：216
植酸盐的化学名称是肌醇六磷酸盐，广泛存在于谷物、豆类和油料作物中。

植酸盐中的磷称为植酸磷，在谷物、豆类和油料作物中含量约为1%~2%，约占总磷的60%~80%。

植酸盐非常稳定，由于单胃动物本身不能分泌分解植酸盐的植酸酶，故植酸磷基本无法被单胃动物利用，造成饲料中磷相对不足，需另外添加无机磷，同时，饲料中大量没有被利用的磷随粪便排出体外，造成环境污染。

植酸酶属于磷酸单酯水解酶，可催化植酸盐的水解，使植酸盐中的磷以磷酸根的形式分离出来从而被动物吸收，提高磷的利用率，降低环境磷污染。

2 植酸酶的种类、特性、作用机理、酶活单位和当量值
2.1 植酸酶的种类
①.按来源不同可分为微生物植酸酶、植物性植酸酶和动物性植酸酶。

②.按作用方式不同可分为3－植酸酶和6-植酸酶。

3-植酸酶，存在于植物、霉菌和细菌中，需Mg2+参与反应，性质稳定，耐酸、耐高温，在饲料工业中已被广泛使用； 6－植酸酶只存在于植物中，适宜pH范围5.0~5.5，对温度较敏感，在60℃~65℃以上极易被破坏。

③.按加工工艺不同可分为粉状、颗粒状和液体状植酸酶。

粉状植酸酶在高温、高湿环境中易失活；脂肪包被颗粒型植酸酶在高温下脂肪膜易被融化，使植酸酶被释放出来而失活；因植酸酶在饲料中添加量极小，对喷涂精度要求高，故液体状植酸酶在饲料工业中较少使用；经特殊镶嵌成型的颗粒状植酸酶，热稳定性高，储存期长，在动物体内释放速度快，流动性好。

④.按酶促反应的PH有效作用范围可分为酸性植酸酶和中性植酸酶。

适用于畜禽的pH2.5-5.5有效作用范围为酸性植酸酶，适用于鲤科鱼类的pH7.0~7.5有效作用范围为中性植酸酶。

2.2 植酸酶的特性
植酸酶属于磷酸单酯水解酶，是一种特殊的酸性磷酸酶，适合的pH值在4~6之间，对温度的适应性
要求较高，一般适宜的温度在46℃~57℃之间，当超过60℃时，植酸酶的活性有部分损失，温度达70℃时，则酶活性大部分丧失。

经过制粒镶嵌成型的植酸酶，最高耐温达85℃。

2.3 植酸酶的作用机理
植酸酶能将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IP5、IP4、IP3、IP的中间产物，终产物为肌醇和磷酸。

微生物产生的3－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它碳位点的磷，最终酯解整个植酸分子，此酶需要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。

从理论上讲1
克植酸完全分解可释放出281.6毫克的无机磷。

植酸酶只能将植酸分解为肌醇和磷酸酯，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、二磷酸酯分解成肌醇和磷酸。

2.4 植酸酶活性的定义
植酸酶的1个酶活单位是指在pH5.5、温度37℃条件下，每分钟从0.0051mol/L植酸钠溶液中释放出1毫摩尔无机磷所需酶的数量。

2.5 植酸酶的当量值
使植酸酶水解植酸，释放1克的磷，每千克日粮需添加植酸酶的单位数称为植酸酶的当量值。

不同动物，其当量值不同，产蛋鸡为250U/kg日粮，肉仔鸡为900U/kg日粮，猪为600U/kg日粮。

3 植酸酶的潜在营养价值
由于植酸酶的潜在营养价值，饲料中添加植酸酶能释放出被植酸络合的磷、钙等矿物元素、蛋白质、氨基酸、淀粉和脂类等营养物质，消除植酸的抗营养作用，提高饲料的利用率和畜禽的生产性能。

当每吨蛋鸡饲料中添加100克（含5000U/kg）植酸酶时，可分别提高代谢能10kcal/kg、蛋白质0.3%、赖氨酸0.013%、含硫氨基酸0.012%、苏氨酸0.01%、异亮氨酸0.0125%；每吨肉鸡饲料中添加150克（含5000U/kg）植酸酶时，可分别提高代谢能15kcal/kg、蛋白质0.375%、赖氨酸0.018%、含硫氨基酸0.015%、苏氨酸0.015%、异亮氨酸0.021%；每吨猪饲料中添加150克（含5000U/kg）植酸酶时，可分别提高消化能20kcal/kg、蛋白质0.36%、赖氨酸0.021%、蛋氨酸0.01%、苏氨酸0.0175%、缬氨酸0.015%、异亮氨酸0.0115%。

4 植酸酶的优点
4.1 植酸酶的应用，可使无机磷的用量大幅度降低，甚至可以完全被替代，在节约饲料成本的同时，还能提高畜禽的生产性能。

张若寒等（1997，中国畜牧杂志）在蛋鸡试验中每吨饲料用60克植酸酶（含5000U/kg）代替0.6%磷酸氢钙，使蛋鸡产蛋率提高0.66%，破蛋率下降9.3%。

王文杰等（1999，中国饲料）在猪试验中，
每吨饲料用100克植酸酶（含5000U/kg）代替0.63%磷酸氢钙，使猪日增重增加0.02kg~0.04kg。

龚利敏等（2000，中国畜牧杂志）在绍兴麻鸭试验中，每吨饲料用100克植酸酶（含5000U/kg）代替1.3%磷酸氢钙，可使每吨饲料成本降低23.72元，产蛋率提高13.9%，料蛋比降低9.5%。

杨群辉等（2002，饲料博览）在樱桃谷鸭试验中，在0~3周龄每吨饲料中用100克植酸酶（含5000U/kg）代替0.58%磷酸氢钙，使鸭日增重提高6.4%，在4~6周龄每吨饲料中用140克植酸酶（含5000U/kg）代替0.58%磷酸氢钙，使鸭日增重提高17.5%，料重比下降15%。

4.2 由于植酸酶的潜在营养价值，可提高饲料中钙、锌、铜、镁、铁等矿物元素的生物学利用率，增加饲料中蛋白质、氨基酸、淀粉和脂类等营养物质的利用率。

冯玉兰等（2000，动物营养学报）在肉仔鸡试验中，添加500U/kg植酸酶组分别与低磷组和无机磷组相比，10~40日龄肉仔鸡血清中Ca、P、Zn含量分提高0.19%、33.8%、11.43%和7.92%、14.25%、0.00%；胫骨灰中Ca、P、Zn含量分别比低磷组和无机磷组提高7.57%、3.72%、2.56%和0.52%、0.62%、8.11%。

Mron等（1994）研究发现，植酸酶能提高猪回肠氮消化率和氮存留，800U/kg 黑曲霉植酸酶可使氮沉积增加，日氮排出量减少
5.5g，日粮干物质、有机物、粗蛋白质的回肠表观消化率，分别提高1.2%~1.9%、1.1%~1.9%、1.6%~2.5%，赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸、异亮氨酸、苏氨酸等氨基酸的回肠表观消化率，提高幅度分别为0.9%~2.4%、1.1%~3.9%、0.4%~3.6%、1.2%~4.4%、0.3%~2.1%、1.8%~2.9%。

4.3 植酸酶的应用，能使畜禽充分利用饲料原料中的植酸磷，使畜禽粪尿中磷的排泄量减少40%~60%，大大降低了磷对环境的污染。

4.4 植酸酶代替部分磷酸氢钙，可减少因磷酸氢钙中氟和重金属超标给畜禽带来的危害。

4.5 使用植酸酶，可降低无机钙盐和磷盐的添加量，从而降低饲料原料的系酸力，对于提高幼龄畜禽对饲料的消化率、降低腹泻、水肿病的发生，具有一定作用。

5 畜禽饲料中应用植酸酶的基本原则
5.1 准确计算基础日粮中植酸磷的水平，以确定植酸酶的添加量。

添加植酸酶时，基础日粮中植酸磷应占0.2%左右，以提供必要数量的植酸酶水解底物。

5.2 掌握各种畜禽的植酸酶当量值，用经济学手段衡量应用植酸酶或磷酸氢钙解决磷源的利弊。

产蛋鸡与肉鸡、猪相比，其植酸酶的当量值（250U/kg日粮）最低，故在产蛋鸡饲料中添加植酸酶是最有利的。

5.3 基础日粮中维生素D3要充足，VD3与植酸酶有协同作用，有利于发挥植酸酶的添加效应。

5.4 基础日粮中钙水平不可过高，否则影响植酸酶活性。

钙磷比例要适当，当植酸酶释放饲料中0.1%有效磷时，同时可提供0.1%的可吸收钙，则日粮中钙水平应相应降低0.1%。

考虑到植酸酶的潜在营养价值，配制日粮时其蛋白质、氨基酸水平可略为降低。

5.5 避免高温制粒，因高温制粒会使部分植酸酶失活，添加时应考虑其安全裕量。

最好在粉状饲料中添加植酸酶或采用制粒后的后喷涂方式添加植酸酶。

6 结语
畜禽饲料中添加植酸酶替代部分或全部磷酸氢钙，不仅可以提高畜禽对植酸磷的利用率，降低饲料成本，腾出配方空间，以提高日粮的能量等营养物质的浓度。

此外，还可利用植酸酶的潜在营养价值，提高畜禽对蛋白质、氨基酸、淀粉、脂类和矿物元素等营养物质的利用率，增加畜禽采食量，提高畜禽的生产性能，降低畜禽粪尿中磷和氮的排出给环境带来的污染。