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。