植酸酶的高密度发酵、制备及其应用研究
毕赤酵母高密度发酵产植酸酶的研究
毕赤酵母高密度发酵产植酸酶的研究
李茹;陈鹏;梁运祥
【期刊名称】《南方农业学报》
【年(卷),期】2004(035)006
【摘要】以基因工程菌Pichia pastoris为实验菌株,采用液态发酵方式生产植酸酶,对高效产酶的生产条件做了初步研究.结果表明:最有利于产酶的条件是:甘油4%、硫酸铵1%、接种量1%、KH2PO4含量0.8%,初始pH对产酶有显著影响.
【总页数】3页(P500-502)
【作者】李茹;陈鹏;梁运祥
【作者单位】黄冈师范学院生物系,湖北黄冈,438000;黄冈师范学院生物系,湖北黄冈,438000;华中农业大学生科院
【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
【相关文献】
1.毕赤酵母基因工程菌高密度发酵产纳豆激酶条件研究 [J], 闫达中;许芳;杨艳燕
2.毕赤酵母高密度发酵产脂肪酶条件的研究 [J], 徐明;付会兵;刘鹏;钱建阳;求赵明;王浩均;柳志强;郑裕国
3.产鸡α干扰素的毕赤酵母菌高密度发酵工艺研究 [J], 曹丁; 李学优; 肖宏艳; 昝继清
4.重组毕赤酵母产β-甘露聚糖酶的高密度发酵研究 [J], 杜少平;胡海艳;甘祥武;黄秀敏;叶俊豪
5.重组毕赤酵母产β-甘露聚糖酶的高密度发酵研究 [J], 杜少平;胡海艳;甘祥武;黄秀敏;叶俊豪
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植酸酶的发酵生产及应用
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。
植酸酶的发酵生产及其应用的开题报告
植酸酶的发酵生产及其应用的开题报告开题报告一、研究背景和意义植酸是作为固定磷的主要有机形态在自然界中广泛存在的化合物，它约占土壤和水中的容易淬性磷的 30% ~ 90%。
然而，植物和动物的消化系统中都缺乏具有植酸水解能力的酶，因此植酸会影响饲料中的营养价值和生物有效性。
因此，降解植酸成为了饲料行业、生物技术行业及环保等领域研究的重要方向。
植酸酶是一种能够降解植酸的酶，它可以将植酸水解成为磷酸和其他有机物。
这种酶在饲料中添加后，能提高其营养价值和生物有效性。
此外，植酸酶还可以应用于纺织、印染、造纸、制糖、酿酒等工业领域，以提高产品质量和生产效率。
为了快速高效地生产植酸酶，发酵产业成为了植酸酶生产的重要方法之一。
在发酵过程中，要优化操作条件和培养基配方以提高产酶效率。
因此，对于植酸酶发酵生产及其应用的研究至关重要。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过对植酸酶发酵生产的深入研究和实验，探究最优化的操作条件和培养基配方以提高产酶效率，并研究植酸酶在饲料中的应用效果。
具体内容包括：1.筛选和鉴定高产植酸酶微生物菌株。
2.优化植酸酶的发酵条件，包括菌种预处理、发酵时间、温度、pH值、接种量等因素。
3.优化植酸酶的培养基配方，包括碳源、氮源等培养基成分的组合。
4.研究植酸酶在饲料中的应用效果，包括其对饲料生物学价值和生长性能的影响。
三、研究方法1.微生物筛选和鉴定：采用传统的分离培养、形态学鉴定及生化检验等方法，选择出合适的高产植酸酶微生物菌株。
2.优化发酵条件：在摇瓶和发酵罐中，通过对不同发酵条件下植酸酶的产量进行对比，确定最优的发酵条件。
3.优化培养基配方：通过设计不同的培养基配方，比较不同配方下植酸酶的产量和生物学活性，选出最优的培养基配方。
4.饲料应用实验：根据动物营养需要设计饲料活性酶添加量，比较添加植酸酶前后饲料的生物学价值、生长性能等指标。
四、研究展望目前，植酸酶的发酵生产已经成为了一项重要的产业，越来越多的企业开始投入到其中。
植酸酶的研究进展及其在饲料中的应用
植酸酶的研究进展及其在饲料中的应用作者：申芳丽来源：《农家致富顾问·下半月》2018年第02期摘要综述了产植酸酶的菌种来源，植酸酶的适宜催化条件，以及植酸酶在饲料中的添加对动物消化代谢的影响，并阐明了影响植酸酶发挥作用的影响因素及未来植酸酶的发展方向。
关键词植酸酶；植酸；酶活；饲料植物中的磷大部分以植酸磷的形式存在，人和单胃动物消化道中无植酸酶，饲料中大量的植酸磷不能被利用而随粪便排入环境，既浪费了资源，又对环境造成了磷污染，而且，植酸还是一种广谱性的抗营养因子。
植酸酶能分解植酸及植酸盐释放出磷，提高植酸磷的利用率，减少单胃动物粪便中有机磷的排出量，减少对环境的污染。
因而，植酸酶的研究与开发具有重要的理论与实践意义。
1 植酸1.1 植酸的性质植酸的化学结构是由一分子肌醇与六分子磷酸结合而成，其化学名称是环己六醇六磷酸酯，分子式为C6H18O24P6，结构式为C6H6[OPO（OH）2]6，它是一种淡黄色或黄褐色的粘稠液体，易溶于水、乙醇、丙酮，几乎不溶于苯、氯仿、醚和己烷，比重1.56，分子量660.08。
植酸分子带负电荷，本身毒性很小，但却有很强的螯合能力，与EDTA近似，因此具有抗营养特性。
1.2 植酸磷在植物中的分布植酸广泛存在于各种植物中，在植物性饲料中的磷主要以植酸及其盐形式存在，因此，有机磷酸化合物被称之为植酸磷。
1932年，1944年Turk等检测了玉米各器官中植酸含量后指出，在玉米的叶、茎、雄穗、穗轴均不存在植酸，未受精的果穗也不存在植酸，只有在胚珠受精两周后才开始形成，直至成熟为止。
以后在大豆、芝麻、豌豆、小麦、水稻方面也有类似报道，在小麦、水稻、大麦、黑麦中多数植酸磷存在于胚和种皮表皮附近，而玉米中的植酸磷存在于胚芽中，豆类作物种子中植酸磷含量高于种皮。
2 植酸酶的来源植酸酶存在于细菌、部分真菌如啤酒酵母、无花果曲霉、黑曲霉以及少数根霉等。
植物中，特别是谷物、麦类作物种子中存在植酸酶。
植酸酶生产技术研究进展
植酸酶生产技术研究进展摘要：植酸是一种抗营养因子，在动物体内易与矿物质形成不溶性盐类，络合蛋白质等，从而抑制胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶的活性。
降低了蛋白质、淀粉、脂肪等营养因子的吸收利用。
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称。
植酸酶可作为饲料添加在畜禽日粮中，可改善磷酸盐的利用度。
降低粪便中的磷含量，减轻对环境的污染，改善营养成分的吸收利用。
因而近年来对植酸酶的研究日益增多。
本文综述了植酸酶的生产现状，基因工程研究进展，以及植酸酶的应用，并对其发展做了展望。
关键词：植酸酶，基因工程，应用植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸(myoinositol hexakisphosphate)，一种抗营养因子，具有极强的螯合能力，可以与钙、镁、钾、钠、锌、铁、铜、锰等矿物质形成不溶性的盐类，是影响多种矿物质吸收的最重要的因素。
植酸在低pH值时可与蛋白质分子的碱性基团结合，络合蛋白质，抑制消化酶如胃蛋白酶、淀粉酶和胰蛋白酶的活性。
所以植酸的存在使多种常量和微量元素的利用率下降，降低了蛋白质、淀粉、脂类物质等营养因子的消化吸收利用。
植酸酶(phytase)，是催化植酸和植酸盐水解成肌醇和磷酸(或盐)的一类酶的总称，系统名称为肌醇六磷酸酶，属于磷酸单脂水解酶，是一类特殊的酸性磷酸酶，能水解植酸最终释放出无机磷。
在植物来源的动物饲料中，大部分磷酸盐是以植酸的形式存在的。
而单胃动物例如猪和家禽缺少分解植酸的酶。
在动物饲料中添加异种植酸酶可以改良磷酸盐的生物利用度，消除植酸的抗营养作用；减少磷在环境中的排泄，由此降低了农业生态的负担，并减缓了水生环境的富营养化；同时也减少了动物饲料中无机磷的添加，后者是一种不可再生的资源。
1 植酸酶的生产植酸酶在自然界分布很广泛，存在于动物、植物和微生物中。
但就商业化生产植酸酶而言，微生物是最有前景的。
1.1 微生物生产植酸酶由于来源于微生物的植酸酶作用范围和稳定性较好，易规模化生产，近几年的研究大都集中在微生物生产植酸酶。
植酸酶的研究进展及应用前景
ｌ ｕ ｉ ｓｓ 株 ， 对 其 基 因 进 行 克 隆 、 化 ， 得 转 化 子 产 ａ ｇｎ ｕ 菌 ｎ ｏ 也 转 测 物 中 的植 酸 酶 酶 活 高 于 对 照 菌 株 １０倍 ， 稳 定 性 也 有 所 提 ５ 热
高 。该 方 法存 在 的 问题 是 从 嗜 热 微 生 物 中 分 离 的植 酸 酶 虽 然 在 ７ ～８ ℃ 有 较 好 的稳 定 性 ， 在 ３ ℃ 往 往 酶 活 较 低 。 Ｏ ０ 但 ７
５２ ０ ） １０ ５
筛 选 出 高 活力 植 酸 酶 产 生 菌 。
２ 植 酸 酶 的 研 究 现 状
由 于 其 天 然 菌 株 产 植 酸 酶 酶 量 低 ， 造 成 植酸 酶 难 以大 这 量生产及生产成 本过 高。另一 方 面， 然 植酸酶 的抗逆性 ， 天 尤 其 是 热 稳 定 性 不 能 完 全 满 足 饲 料 及 饲 料 加 工 的 要 求 。 因 此 ， 目前 为 止 植 酸 酶 并 没 有 在 饲 料 中 得 到 广 泛 的 推 广 应 到 用 。基 因 工 程 技 术 的 发 展 ， 这 些 问 题 的解 决 提 供 了一 条新 为 的有 效 途 径 ， 成 为 全 世 界 对 植 酸 酶 研 究 的 主要 路 线 。 已
低 成本 等 特 点 ， 已成 为 世 界 新 型 饲 料 添 加 剂 研 究 和 应 用 的 热
点 。植 酸 酶 是 催 化植 酸 （ 醇 六 磷 酸 ） 植 酸 盐 水 解 成 肌 醇 肌 及 与磷 酸 （ 磷 酸 盐 ） 或 的一 类 酶 的 总称 ， 使 植 物 性 饲 料 中 磷 的 它 利用 率 提 高 ６ ％ ， 便 中磷 的 排 出 量 减 少 ４ ％ ， 而 减 少 饲 ０ 粪 ０ 从
植酸酶的生产技术及应用
植酸酶的生产技术及应用作者：尹学敏王兴国罗忠华等来源：《江西饲料》 2014年第2期尹学敏1王兴国2罗忠华2陈琛1*（1．陕西理工学院生物科学与工程学院汉中 723000；2．汉中市沣钰农业发展有限公司）摘要：植酸酶能水解植酸（盐），释放无机磷，提高矿质元素的利用率，促进蛋白质、氨基酸等营养物质的吸收。
本文简单综述了植酸酶的来源和性质，以及近年来的生产技术研究进展，并简单介绍了植酸酶的应用和发展前景。
关键词：植酸酶；生产；添加剂；应用中图分类号：S816.7文献标识码：A文章编号：1008-6137（2014）02-0010-050引言磷是人和动物体必须的矿质元素，参与体内很多重要的生理生化反应，人和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（吴华东和吴志清[1]，2011）。
磷大部分以植酸（盐）的形似存在，植酸（盐）不仅可以螯合Ca、Fe、Mn等矿质元素，形成不溶性的复合物，降低矿质元素的利用率，还可以与蛋白质结合成复合物，导致人和动物难以利用磷，继而引起人体和动物相应的矿质元素营养缺乏症；而未被利用的磷排入环境，污染周围的土壤和水源。
因此，通过在饲料和食品中添加植酸酶不仅可以提高磷的利用率和营养物质的吸收，而且还可以减少环境中的磷污染（Bohn 等[2]，2008）。
1植酸酶植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（盐）的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。
植酸酶具有特殊的空间结构，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，同时释放出与植酸（盐）结合的其他营养物质。
即：植酸→D-1，2，4，5，6-五磷酸肌醇和D-1，2，4，5-五磷酸肌醇→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1.1植酸酶的来源植酸酶是一种胞外酶，广泛的存在动物、植物和微生物中。
1.1.1 植物来源的植酸酶植酸酶最早是在植物中发现的，如谷物、豆类，特别是萌发的种子和花粉中都发现的植酸酶，大量的研究发现，植物产植酸酶的酶活力较低，因加工、贮存的等因素又极易被破坏，提取难度大等一系列问题导致植物植酸酶的应用价值不大。
植酸酶的生产技术及应用
组 等技 术 使植 酸酶 的 活性 得 到 大 幅度 的提 高 ， 为
植 酸 酶 的应用 开发 奠定 了一个 坚实 的基 础 。
１ ． ２ 植 酸 酶 的 性 质
不 同来 源 的植 酸 酶 ， 具 有不 同 的性 质 。植 酸 酶 的分 子 量一 般 在 ６ ０ ～ １ ０ ０ Ｋ Ｄ。但 是 微 生物 植 酸
因此 ， 通 过在 饲 料和食 品 中添加 植 酸酶 不仅 可 以
提高 磷 的利 用率 和 营养 物质 的 吸收 ， 而 且还 可 以 减少 环境 中的磷 污染 （ Ｂ ｏ ｈ ｎ等圆， ２ ０ ０ ８ ） 。
１ 植酸酶
植 酸酶 是 催 化 植 酸 及 其 盐 类 水 解 为 肌 醇 与 磷酸（ 盐） 的 一类 酶 的 总称 ， 属 于 磷 酸 单 酯 水 解 酶 。植 酸酶 具有 特殊 的空 间结构 ， 能够依 次 分 离
酸酶 的应 用和发展 前景 。
关键 词 ： 植 酸酶 ； 生产 ； 添加 剂 ； 应用
中 图分类号 ： ￥ ８ １ ６ ． ７
文献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８ — ６ １ ３ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ １ ０ — ０ ５
０ 引 言
磷， 同时 释 放 出与 植 酸 （ 盐） 结 合 的其 他 营 养 物
１ ． １ ． １植 物来 源 的植 酸酶 植 酸 酶最 早 是 在植 物
中发 现 的 ， 如谷 物 、 豆类 ， 特 别 是萌 发 的种 子 和花 粉 中都 发 现 的植 酸 酶 ， 大 量 的研 究 发 现 ， 植 物 产 植 酸 酶 的酶 活 力 较 低 ， 因加 工 、 贮 存 的 等 因素 又 极 易被 破坏 ， 提 取难 度 大等 一 系列 问题 导 致植 物 植 酸酶 的应用价 值不 大 。 １ ． １ ． ２ 动 物来 源 的植 酸 酶 Ｐ ａ ｔ ｗ ａ ｒ ｄ ｈ ａ ｎ Ｅ ３ １ （ １ ９ ３ ７ ） 首
植酸酶及其生产应用
植酸酶及其生产应用植酸即肌醇六磷酸，作为磷酸的储存库，广泛存在于植物中。
植物组织中的磷主要是以肌醇六磷酸钠的形式存在，难以被单胃动物吸收。
而且，肌醇六磷酸分子可以螯合金属离子，其作用相当于抗营养因子，抑制了营养的吸收。
没有被充分的利用磷，通过动物排泄进入水体最终导致水体富营养化。
植酸酶是水解植酸及其盐类生成肌醇和磷酸的一类酶的总称，破坏了植酸对矿物元素强烈的亲和力。
因而，在动物饲料中添加微生物植酸酶正在逐渐被推广和应用，可以解决磷的利用问题。
一、植酸酶及其分类植酸酶是对可水解植酸磷释放磷酸基团形成肌醇衍生物的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。
广义植酸酶包括三种类型：肌醇六磷酸-3-磷酸水解酶（3-植酸酶），肌醇六磷酸-6-磷酸水解酶（6-植酸酶）及非特异性的正磷酸酯磷酸水解酶（酸性磷酸酶），该类酶可将肌醇磷酸脂彻底分解成肌醇和磷酸。
根据植酸酶结构上的差异将植酸酶分为组氨酸酸性磷酸酶、β-螺旋植酸酶和紫色酸性磷酸酶。
同时植酸酶还可根据酶的最适pH可分为酸性植酸酶、中性植酸酶、碱性植酸酶。
二、植酸酶来源植酸酶是一种胞外酶，广泛存在于自然界中，在动物、植物、微生物中均有发现。
在植物组织如谷物、豆类、蔬菜,特别是萌发的种子和花粉中都发现了植酸酶。
此外，自然界中产植酸酶的微生物种类繁多,如细菌、霉菌、真菌等。
1．植物源植酸酶1907年，Suzuki等在米糠内首次发现具有植酸酶活性的磷酸酶。
到目前为止，已经从小麦、大豆、玉米、水稻分离纯化得到植酸酶。
研究表明，当温度在47~62℃时植物源植酸酶酶活较稳定，但当温度达到70℃以上，酶活几乎完全丧失。
而在饲料的加工过程中制粒温度高（80~90℃），显然植物源植酸酶不适合应用到饲料添加剂中。
2．动物源植酸酶动物源植酸酶主要存在于哺乳动物的小肠和脊椎动物的红细胞中，其活性一般较低。
研究表明，鼠、牛、鸡、人肠道黏膜中的植酸酶最适pH分别为7.0、8.2~8.4、7.5~7.8、7.4，且体内或体外条件对动物源植酸酶活性影响较大，可能和碱性磷酸酶是属于同种酶，但对该酶亚基结构了解甚少。
植酸酶毕赤酵母基因工程菌高密度发酵
第２ １卷 第 ３期
２ ００ ２பைடு நூலகம் ９ 月
大 连 轻 工 业 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＤａｉ ｎ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｇ ｔＩ ｄ ｓｒ ｏ ｒ ａ ｌ ｎ ｔ ｔ ｆＬｉｈ ｎ ｕ ｔｙ ｏ ａ ｔ
Ｖ０ ． １ １２ ．Ｎｏ ３ ．
中图 分 类号 ： ７６ Ｑ ８
文献标 识 码 ： Ａ
Ｈｉ ｈ ｄ ｎ ｉｙ ｆ ｒ ｅ ｔ ｔｏ ｆｒ ｃ ｍ ｂｉ ｎｔｐｒ ｄ ｃ ｎ ｇ ｅ ｓｔ ｅ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｏ ｎａ ｏ ｕ ｉ ｇ ｐ ｔ ｓ ｃ ａ ｐ ｓ ｏ ｉ ｈｙ ａ ｅ Ｐｉ ｈｉ ａ ｔ ｒ ｓ
ｖ ｇ ｕ ｃ ｉｖ ｄ ４． ｉ ｏ ｒ ａ ｈ ｅ ｅ １× １ Ｕ ／ ０ ｍＬ．
植 酸 酶 能将 植 酸 降解成 肌 醇 或磷 酸肌 醇 和 磷 酸 ， 一种 优 良的食 品 和饲 料 添加 剂 ， 消除 单 胃 是 可 动物 因 不 能分 解 植 酸 而 引起 的 抗 营养 作 用 ， 高 提 机体 对 蛋 白质 及 多种 微 量 元 素 的 利 用 率 ， 有 良 具 好 的饲 喂效 果 ， 同时 ， 低 了磷 对环 境 的污 染 。 国 降 外对 植 酸酶 的研究 已有 ３ ０多 年 的历 史 ｕ Ｊ但 由 ，
艺稳 定 ， 酵周 期 可缩 短 一 半 以上 ， 菌体 产 量和 发 而 产物 表 达量 是 非 高密度 发酵 的 ｌ ～５ ０ ０倍 ， 白活 蛋 性 提高 ２ ～３倍 ， 可见 高 密度 发 酵具 有 无法 比拟 的
优点 ［ Ｊ 加 。本 文 作 者 利 用 Ｖｉ ｉ ｒ ｓ白控 发 酵 罐 ， 本 ｔ 对 实 验室 构建 的 一株 巴斯 德 毕 赤酵 母 的 植酸 酶工 程 菌 Ｇ １５ ｐ ｙ ｓ １ ／ ｈ Ａ １ 行 补 料 分 批 （ ｅｄＢ ｔ ） Ｉ进 Ｆ ｅ ａｃ 培 ｈ 养 ， 得 了较 高的 菌体 密度 ， 高 了该 系统 的表 达 获 提
植酸酶的研究进展及应用前景
养殖业造成的江、河水域等的环境污
染，对发展养殖业和环境保护有重要意
义。
摘自《上海畜牧兽医通讯》.-2009,
(2).-18～19
中国台湾兽医部门向世界动物健康组
织提交一份有关猪口蹄疫病例。2009 年
5 月25 日，中国台湾兽医部分向世界动
物健康组织递交一份有关猪口蹄疫病例。
中国台湾出现口蹄疫
该病例属于亚临床口蹄疫，在中国台湾
平东县Yanou 乡西南部发生，该猪场有
13176 头猪，5 月18 日进行抗原反应监
测，其中280 头呈阳性。在该地区3 公
里内的57 个猪场进行密切监测，目前未
发现新的病例。台湾省上一次最新发生
猪口蹄疫是在2009 年4 月份。
究蛋白质热稳定性的主要手段。通过蛋
白质工程技术对植酸酶基因进行改造，
多数能达到期望的目的。目前在蛋白质
工程中主要方法有以下几种。
2.2.1 定点突变
为了提高植酸酶在酵母中的表达率，
65
技疫术病防总治监
中国养猪第一网（）
可通过定点突变将部分在毕赤酵母中低偏
作用范围和稳定性较好，易规模化生
产，近几年的研究大都集中在微生物来
源植酸酶。产植酸酶的微生物有丝状真
菌、酵母和细菌等。丝状真菌是植酸酶
存在的主要领域，Shiel 等对200 种微生
物进行了筛选，发现大量的曲霉菌能产
生胞外植酸酶，并由土壤中分离到的无
花果曲霉NRRL3135能产生最大的酶活性。
近年来，改善酶性质的一种新的策
略是DNA 重组技术，即DNAshuffling 技
植酸酶及其应用研究
关键 词 植 酸酶 ； 因工程 ； 白质 工程 基 蛋 中 图分类 号 Ｑ ５ ￣ 文 献标识 码 Ａ ５ ５． ７ 文 章编 号 ０ １ － １（０ ７０ － ３ ６ ０ ５ ７６ ２０ ）２０ ６— ２ ６ｌ ０
１ 来 源
题 的有效 方法 。
３ 提高植酸酶的热稳定性以及植酸酶的表达量的方法 研究者们通过对植酸酶的研究 ， 以植酸酶的基 因序列 、
蛋白质序列为基础 ， 从基 因工程 、 蛋白质工程 ２ 个不同方面
着手改善植酸酶的性能 、 提高产量。以基因工程 为手段 ， 筛 选热稳定性较好或酶活性高的基 因，选择更为合适的表达
系统 ； 以蛋 白质工程 为手段 ， 已存在酶的 Ｄ Ａ或氨基酸 对 Ｎ
到 目前为止 ， 己经从动物 、 植物和微生物等 中分离出多 种植酸酶基因。来源于微生物的植酸酶作用范 围和稳定性 较好 ， 易规模化生产 ， 近几年的研究大都集中来源于微生物 的植酸酶。产植酸酶的微生物有丝状真菌 、 酵母和细菌等。 真菌产生的酸性植酸酶 ， 其最适温度 在 ５ ～Ｏ℃， ３７ 最适 ｐ Ｈ 值为 ２ ～ ．２适用于胃 ｐ ． ６ｔ ０ ０１ ， Ｈ值呈酸性 的单 胃动物。芽孢杆 菌产植酸酶具有近乎 中性的最适 Ｄ Ｈ值 ， 酶活性高 ， 热稳定 性好 ， 可广泛应用于鱼类饲料中 。 大肠杆菌植酸酶良好 的
中，高密度发酵后获得 １ Ｌ培养液 ｌ． ｇ ３ 植酸酶的高表达 ５
量， 占该 酵母 菌分 泌 的胞 外蛋 白的 ９ ％ ７ ｆ 。
３２ 蛋 白质 工 程 ．
热稳定性和蛋 白酶抗性也深受人们关注。
序列进行修饰以改造获得高活性 的突变菌株 。 ３１ 基 因工程 从 大量 自然存在 的微生物 中筛选能够产 ． 生期望性质的酶 ， 通过构建基 因工程菌 ， 不仅可以提高真菌
植酸酶的应用研究进展
①根据植酸酶脱磷位点不同， 将植酸酶分为
３ 一 植酸酶 、 ６ 一 植酸酶和 ５ 一 植 酸酶 。３ 一 植 酸 酶存 在于植 物 、 霉菌和细菌 中， 需 Ｍｇ ２ 参 与， 性 质 稳
目 前发现的植酸酶有三种来源。
１ ． ２ ． １ 植 物植 酸酶 植 物植 酸酶 存在 于小 麦 、 大麦 、 黑麦 、 豌 豆等 谷 物籽 粒 及其 加 工 副 产 物 中 。多种 植 物 的种 子 和花 粉 中也 大 量 存 在植 酸 酶 ， 种 子 发 芽时 ， 植 酸 酶将 植物 水解 为肌 醇 和磷酸 盐 ， 为种子 萌芽 和幼 苗生 长提 供 必要 的营养 。 １ ． ２ ． ２ 微 生 物植 酸酶
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 。Ｌ ｅ ｉ 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 ， 在玉米一 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
的Ｍ ｊ ａ ｌ ａ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｉ ｉ 细菌 ， 这 是 第 一 个 从 动 物 中鉴 定 的植 酸酶 ， 随后 许 多研究 者试 图从 高 等动物 的血 液 中鉴 定植 酸 酶 未 能取 得 成 功 ， 仅 仅 在 鸟类 、 爬 行动物、 鱼类 等 血液 中存 在 。
２ 植 酸酶 的作 用效 果
源不 同可分 为植 物性 植酸 酶 、 动物性 植 酸酶 和微
真菌分泌的植酸酶量相对较高 ， 特别是曲霉
属 有较 强 的产植 酸酶 的能 力 ， 微 生物 植 酸酶 主要
植酸酶的开发与应用
植酸酶全名为肌醇六磷 酸 ６ 磷 酸水解酶 ， 一 植酸酶是属于磷酸单酯水解酶 ， 是一种特殊的酸 性磷酸酶 ， 能够水解植酸释放 出无机磷。植酸酶 是一种结合蛋白， 含蛋 白质约 ２ ．％的寡糖 ， ７３ 其 糖链 由半 乳糖 和甘露糖 构成 ， 通过天 冬酰胺 以 Ｎ 糖 苷键 与 肽 链 相 连 接 。植 酸 酶具 有 Ｐｙ 和 ｈＡ
起始部位为植酸的第 ５ 位键。在 一１ ３ 键上 ， 水解 产物只有三磷 酸肌 醇。植物植 酸酶适宜 ｐ Ｈ值 在 ４ ８ ６０ ． — ． 之间 ， ｐ Ｈ值为 ３Ｏ时酶活性显著下 ． 降， 甚至失活 ， 因而在高酸性的动物 胃中， 以发 难 挥催化 活性。植物植 酸酶热稳定 性差 ， 只有在 ４ ６ ℃的范围内酶活性稳定 ；０ ８ ｃ 的情况 ７— ２ ７ — ０【 ＝ 下， 小麦 、 大麦等 的植 酸酶极易失去活性。未发 芽种子有活性很低的内源植酸酶 ， 种子萌发后植
植酸酶存在于多种植物的种子和花粉中 ， 但 植 酸酶 的活性 因植物 的种类 不 同而有很大 差别 。 在黑麦、 小麦、 大麦、 小麦麸中的植酸酶具有很高 的活性 ， 而燕麦、 玉米、 大豆饼 、 菜籽饼 、 棉籽饼 中
的植 酸酶 的 活性 很 低 。植 物 种 子 中含 足 量 的植 酸酶， 这为植酸酶 的开发利用提供了重要途径。
农副产物高附加值的绿色转化技术 ， 对于促进农 业 绿 色产 业 化 ， 展 我 国 的生态 业 ， 色化 学具 发 绿 有十分重要的作用。
ｌ 理化 性能
与未分解植酸分子上的磷酸连结 ， 形成肌醇多磷 酸脂的复杂形式。植酸酶也可以将植酸彻底分 解为肌醇和磷酸 ， 但产量很低。植酸酶作用机理
一
２ 一 ６
中国饲料添加剂
x植酸酶的研究与应用
植酸酶的应用进展王增锋（环境与生命科学系生物技术052 510303231）摘要：植酸酶是可将植酸分解成无机磷和肌醇的一类酶,广泛用于饲料工业、食品工业和医药工业。
植酸酶是一种新型饲料添加剂,能提高单胃动物对植酸磷的利用, 降低粪便中磷的排泄量,降低植酸磷对环境的污染, 保护生态环境。
以植酸酶的应用有着非常重要的意义。
本文对植酸酶的理化性质与植酸酶的种类、来源、生物学特性及其在畜禽生产中的最新应用及食品中相关应用作了简要介绍，以及应用植酸酶制剂对饲料营养价值与畜禽生产性能的影响，并对其应用进行了展望。
关键词：植酸酶来源分类应用问题前景展望植酸酶(Phytase) ,系统名称为肌醇六磷酸酶, 属于磷酸单脂水解酶, 是一类特殊的酸性磷酸酶，是催化植酸和植酸盐水解成肌醇和磷酸（或磷酸盐）的一类酶的总称，能水解植酸最终释放出无机磷。
植酸酶是一种新型的微生物饲料添加剂,具有生物活性通过催化和水解将饲料中丰富的植酸及其络合物分解为能被畜禽利用的无机磷和肌醇,取代或减少在配合饲料中需要添加的无机磷。
植物中的磷大部分(60%-70%)以植酸磷的形式存在，人和单胃动物消化道中无植酸酶，饲料中大量的植酸磷不能被利用而随粪便排入环境，既浪费了资源，又对环境造成了磷污染，而且，植酸还是一种广谱性的抗营养因子。
近年来，植酸酶被广泛用于促进单胃动物的生长发育和提高饲料中磷的利用率，其研究对提高畜牧生产效益及降低环境污染有重要意义。
因而也成为近来看好的一种饲料添加剂,受到人们的普遍关注。
所有单胃动物生产都是以植物性日粮为基础,而植物性日粮中都含有大量的植酸将植酸酶添加到玉米、豆粕、谷物类食物中,可降低植酸、植酸盐的抗营养作用,又通过分解植酸,解除了对磷、钙、蛋白质、能量、微量元素、氨基酸和维生素等营养物质的络合作用,提高了饲料潜在的营养价值,相对降低了饲料成本, 减少单胃动物粪便中有机磷的排出量，减少对环境的污染。
使植酸酶在畜禽生产中得到了广泛应用。
植酸酶及其应用前景(综述)(续2)
植酸酶及其应用前景(综述)(续2)作者：张相鑫\译唐彩琰\校来源：《国外畜牧学·猪与禽》2020年第10期摘要：植物和微生物产生的植酸酶可水解难溶性植酸并释放磷酸盐，从而使动物更容易获得机体所需的磷。
本文介绍了新型植酸酶的获得方法，及其工业应用，为植酸酶在家禽生产中的应用提供思路。
关键词：植酸;植酸酶;肌醇磷酸盐中图分类号：S816 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2020）10-0073-044 获得高科技的新型植酸酶开发新型高效植酸酶制剂的主要要求与它们的活性有关，包括较宽的有效pH范围、热稳定和耐蛋白酶水解等。
因此，有人认为应从能在极端条件下生存的生物中寻找新的植酸酶生产者，或基因修饰先前研究过的能够生产植酸酶的生物，以便改善植酸酶的特性。
在研究了生长在火山、温泉和沙漠地区的微生物所生产的植酸酶后，研究人员发现了新的热稳定性植酸酶。
芽孢杆菌ZJ0702株和医学环状杆菌分泌的植酸酶热稳定性最高，这些酶可在90 ℃～100 ℃的环境中保持活性。
从喜马拉雅地区土壤中分离到的草酸青霉菌（Penicillium oxalicum）EUFR-3株生产的植酸酶具有较高的活性，可在较宽的pH（pH3～8）范围下保持稳定，并在pH为7.0和温度为40 ℃时表现出最大的活性。
这些特性使草酸青霉菌EUFR-3株生产的植酸酶在食品工业中有广泛的应用前景。
利用宏基因组测序技术分析从不同生态系统中分离到的植酸酶的序列以及它们在大肠杆菌中的表达情况，使获得具有不同最适pH范围的热稳定性植酸酶成为可能。
这些植酸酶有望在动物生产中得到应用。
黑曲霉菌和烟曲霉菌生产的PhyA植酸酶最早得到广泛研究，是可用于动物生产的植酸酶之一。
通过位点特异性诱变替代某些氨基酸，研究人员改善了植酸酶的热稳定性和最佳pH。
这些研究还揭示了会影响植酸酶特性的最重要位点。
P257氨基酸残基位于连接芽孢杆菌合成蛋白的两个β-层的环上，其会影响这种生理活动的可塑性和该植酸酶的热稳定性。
植酸酶的研制与应用
植酸酶的研制与应用
矫庆华
【期刊名称】《精细与专用化学品》
【年(卷),期】2002(010)023
【摘要】植酸酶能将饲料中不被动物吸收的植酸(肌醇六磷酸)水解,释放出可被畜禽利用的肌醇和游离磷.由于植酸螯合饲料中的铁、钙、锌等离子,并抑制淀粉酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶的活性,降低了动物体对矿物质和蛋白质的吸收.添加植酸酶可降低饲料成本,解除植酸的抗营养作用,提高磷、蛋白质和矿物元素的利用率,减少环境污染.该项目由黑曲霉经原生质体诱变获得了高产植酸酶菌株A-828,并建立了完整的发酵工艺和后处理工艺.
【总页数】2页(P20-21)
【作者】矫庆华
【作者单位】中国科学院微生物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ2
【相关文献】
1.植酸酶的特性及其在家禽饲粮中应用的研究1.微生物植酸酶、植物植酸酶特性的测定与影响因素的研究 [J], 单安山;王安;徐奇友;石宝明;杜鹃;宋金彩;马玺;王丽娟
2.植酸酶的研制与应用 [J],
3.非反刍动物营养中的植酸酶:胃肠道植酸酶活性及其影响因素 [J], 孟霞(摘译);唐彩琰(校);罗静如(制图);Yuming Dersjant-Li
4.非反刍动物营养中的植酸酶:
胃肠道植酸酶活性及其影响因素(续1) [J], 孟霞(摘译);唐彩琰(校);何闪(制图表);Yuming Dersjant-Li
5.非反刍动物营养中的植酸酶:
胃肠道植酸酶活性及其影响因素(续2) [J], Yuming Dersjant-Li;孟霞(译);林子怡(校);张涛(制图表)
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植 酸 酶是催 化 植 酸及 其盐 类水 解 成 肌醇 和磷 酸 的发 酵工 艺条件 进行 优化研究 ， 确定产 酶 的最 佳发酵 的一类 酶 的总称 。磷 是动物 体 内一种必需 的矿 物质 ， 是骨 骼 的重要 成分 。畜禽必 须 从 饲料 中摄 取 足够 的 致畜 禽生 长发 育迟 缓 ， 骨骼 和牙 齿发 育 不 良 ， 动物 生 条件 ， 初步研 究酶学特性 ，并且 投入小 规模 的实际应
间 ８ 、 导温度 ２ ４ｈ 诱 ６℃ ， 活 力 可 达 到 ４ ４Ｕ ｍ ， 未优 化 前 提 高接 近 ３倍 。 发 酵 液 经 过 超 滤 浓 缩 添 酶 ５ ／ ｌ比
加 复合稳 定 剂制成饲料 后投入 到 小规模 草鱼 养殖应 用 中， 果表 明 ， 结 在植 酸酶 添加 量为 ００ ％可以替 ． ８
１ 实验方法 ． ３
龙跃 ， 南理 工大 学生物科 学与工程 学院 ， １０ ６ 广 东 华 ５０ ０ ， 广 州大学城 华南理工大 学 Ｂ — ３ ６ ３３
作者。
１ ． 摇 瓶发酵 ．１ ３
将 菌种 接 于 Ｙ Ｄ平 板 ，０℃培 养 ２ｄ ４ｃ保 藏 ； Ｐ ３ ， Ｃ ｌ ２ ～ ０ｏ ２ ０ ３ ０ｒ ｉ ８ ３ ５ ～ ０ ｍ ｎ摇至 菌体浓 度 ０ ６＝ ～ 对 Ｃ、 ／ Ｄｏ ２ ６ ｆ ｏ
蛋 白质 很 少且 易 于高 密度 发 酵 ， 因此 ， 在表 达 和 分离 ０５ｇ Ｏ １ ６ ２ ０ ２ｇ 硼酸 、 ｍ／ 浓硫 酸 （ ． ／Ｃ Ｃ２ Ｈ ０、． ／ ｌ ＂ ０ ｌ ５ ｌ １ 上述 纯化异 源蛋 白质 等方面具 有很强 的优 势 。 本研究 主要 培 养 基 均 按 “ｎ ｉｏｅ ｉ ｉ Ｆ ｒ ｅ ｔ ｉ ｒｃＳ Ｉｖ ｒｇ ｎＰｃ ａ ｅｍ ｎａ ｏ ＰｏｅＳ ｔ ｈ ｔｎ 是对 本 实验室 保存 的毕 赤 酵母 产植 酸 酶 基 因工程 菌 Ｇ ｉｅ ｎ ｓ推荐方法 配制 ） ｕｄｌ ｅ” ｉ 。
基础探 讨其在 ３ ０Ｌ发 酵罐上 产植 酸 酶的条 件 ， 而为 大规 模 的生产提供 理论依 据 。对发 酵过程 中的 从
诱 导 时间 ， 导期 间的 甲醇 与甘 油 的流加 速度 和比例 以及 诱导 ｐ 诱 Ｈ值 进行 了分析 。得 到 最佳 产酶 条件
为生长 时间 ２ 、 ０ｈ 甲醇流加 速度 ５ｍ ／ ・） 诱 导期甘 油流 速速度 １ ／ ・１ 诱导 ｐ ｌＬ ｈ 、 （ （ ｈ、 ｍｌＬ Ｈ值为 ４ 诱 导时 、
产性 能降低 等不 良后 果 。在 饲料 中添 加植酸 酶 ， 以 南 理工 大学 生 物科 学 工程 学 院生 物化 ＿ 验 事保 可 Ｔ实
提高饲料 的利用 率， 降低饲料 系数 和饲料 成本 ， 许 存 。 改善
多水产 动物的生 长性能 ， 促进 其生 长， 以植 酸酶 的应 所
１ 培养基 ． ２
１ ｌ 微量元 素 ； 导表达培 养基 ：０ ％甲醇 、２ｍｌ ２ｍ／ １ 诱 １０ １ ／ ｌ
Ｍ ｎ Ｏ４‘ Ｏ 、 ０ ／ Ｓ Ｓ Ｈ２ ２ ｇｌ Ｚｎ Ｏ４‘ Ｈ２ 、 ５ ／ ｅ Ｏ４・ Ｈ２ 、 ７ Ｏ ６ ｇｌ Ｆ Ｓ ７ Ｏ
不很 高等缺 陷 ， 还具 有与 真核生 物极其相 似 的分 泌途 微量元素 ； 微量元素 ： ｕ Ｏ ＂Ｈ Ｏ、． Ｎ Ｉ３ ６ ４Ｃ Ｓ ４ ０ ８ ｇ ５ ０ ａ、 径 和很强 的真核 蛋 白质修 饰功 能， 并且 其 自身分 泌 的
用潜力很大 。 饲料 中添 加植酸酶 可 以减少 磷酸二氢 钙
种 子培养 基 ：Ｐ Ｙ Ｄ液体 培养基 ； 同体平板 培养 基 ：ห้องสมุดไป่ตู้
的添加量 ， 而减少 了磷源 的浪 费， 从 同时降低 了磷 的排 液 体 Ｙ Ｄ 培 养 基 加 ２ Ｐ ％琼 脂 ；摇 瓶 生 长 培 养 基 ：
泄量， 而减少 了磷 对水体 环境 的污 染 。 进 Ｂ Ｙ； 瓶 甲醇诱 导 表达 培 养 基 ： ＭＭＹ； 酵生 长 ＭＧ 摇 Ｂ 发 巴斯 德毕赤 酵母 （ｉ ｉ ｐ ｓ ｒ ） Ｐｃ ａ ａｔ ｉ 表达 系统是 日前 培养基 ：６ ｌ ８ ％磷 酸 、． ｑ ａ０ ￣Ｈ ０、８ ｈ ｏｓ ２ ． ｍ／ ５ ７ ｌ ０ ３ｇ Ｓ ４２ ２ １ ＿ ９ ，Ｃ ２ 最优 秀 、 应用 最广 泛的外 源基 因表达 系统之 一 。它不 Ｋ２ ０４ ２ ０ 、 ４９ ｇ ｇ Ｏ４ ７ Ｏ 、 １ ＫＯＨ 、 ０ Ｓ ‘ Ｈ２ １ ． ａ Ｍ Ｓ 。 Ｈ２ ７．３ ４ 但 克服 了 大肠杆 菌 表达 系统 不 能表 达结 构 复杂 的 蛋 甘油 、． ｌ 微 量元 素 ； ４３ ｍ ／ ５ ｌ 补料生 长培养基 ：０ ５ ％甘 油 、 白质 ， 表达 的蛋 白多形成包 涵体 ， 背景蛋 白多 ， 表达量
１ 材料与方 法
在参 与体 内正 常的新陈 代谢 中起 着重要 的作 用 。 磷还 用 ， 为今后大 规模工业 化生产 植酸酶提供参 考 。 磷， 才能维持 正常 的生命 活动 。 如果饲料 中缺磷 ， 导 １１ 菌种 会 ．
巴斯 德毕 赤酵母 基 因工程 菌 ， 甲醇 营养 型 ， 由华
代磷 酸二 氢钙 ， 明该菌株具 有大规模 工业化 生产的前景 。 证 关键 词 ： 赤 酵母 ； 酸酶 ； 酵条件优 化 ； 毕 植 发 实际应用
中 图 分 类 号 ：９ ３７ ￥ ６ ．３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ ９ １ ２ １ ）０ ０ ２ — ５ １０ — ９ Ｘ（０ ０ ２ — ０ ９ ０
《料 业 ・ １年 １ 第２期 饲 工 》０ 第３卷 Ｏ ２０
酶 制
植酸 酶构 病密 酵 、 皴 泼 制
龙 跃 杨 博 王永 华 吴晓英
葵 盛 用新 究
齐振雄
摘 要 ： 甲醇添加量 、 导 温度 、 从 诱 生长 时间等方 面对重 组酵母摇 瓶发 酵条件进 行研 究 ， 以此为 并