植酸的抗营养作用及钝化途径_综述_

安徽技术师范学院学报,2003,17(3):213~216

Jour nal of Anhui T echnical T eachers College

植酸的抗营养作用及钝化途径(综述)

杜永才1,周庆安2,3,何瑞国3

(1.宿州职业技术学院动物科学系,安徽宿州234101;2.杨凌职业技术学院,陕西杨凌712100;

3.华中农业大学,湖北武汉430070)

摘要:本文综述了植酸的化学特性、植酸在常规饲料中的含量、植酸对动物的抗营养机理以

及钝化植酸活性,提高饲料营养价值的途径。

关键词:植酸;抗营养作用;钝化;途径

中图分类号:S816.11文献标识码:A文章编号:1672-3589(2003)03-0213-04

ntinutritional Effect of Phytic Acid and Inactivated Way

DU Yong-Cai1,ZHOU Qing-an2,3,HE Ru-i guo3

(1.Department of Animal Science,Suzhou Vocational and technical College,Suzhou,234101;

2.YangLing Vocational and T echnical College,Yang Ling,721000;

3.H aZhong Ag riculture University,WuHan,430070,China)

Abstract:T his paper reviews the chemical properties of phytic acid,the phytic acid content of con-

ventional feed,antinutritional mechanism on animals and the w ays to inactivating the activity of o-

phytic acid and improving nutritive value offeed

Key Words:Phytic acid;Antinutrition;Inactivation;Way

植酸(phytic acid),六磷酸酯环已六醇(myo-inosito-l hex akis phosphate,IP6)也叫六磷酸肌醇,分子式为(C6H28O24P6),结构式为C6H6[OPO(OH)2]6,具有很强的螯合力,可与多种物质形成螯合物[1,2]。

植酸一般以植酸盐形式广泛存在于植物体内,约占日粮的0.26%~ 1.37%,尤其是在植物籽实中,是植物储磷的主要形式,植酸磷占总磷的60%~80%,其中芝麻饼和米糠中植酸含量最高[3]。植酸的含量取决于植物的品种、成熟期、加工程度、气候、水源、土壤、地理位置、生长年份以及生理状态(如发芽)等。在pH中性条件下,植酸的磷酸基上至少有1~2个负氧离子,它可以通过两个阳离子将两个磷酸基络合起来。

植酸含磷最高达28.2%,是植物组织贮存磷的主要形式。植物为了繁衍,在孕穗或结籽时,将从土壤中吸收无机磷以植酸的形式贮存起来,以供种子发芽或出苗时需要。

据报道,植酸及其前体,从一磷酸环已酯(IP1)到六磷酸环已酯(IP6),广泛存在于植物籽实及组织中,尤其是在谷物及油料作物的籽实中。在植物中主要以植酸钙镁钾盐)))菲丁(phyotin)形式存在。在成熟的植物籽实中,肌醇磷主要以植酸(IP6)形式存在。但在谷物加工中,其它形式的肌醇磷可能存在。Sandberg等[4]报道,在加热过程中,高温可将植酸转化为较低的五或四或三磷酸酯环已酯(IP5或IP4或IP3)。

收稿日期:2003-07-02

作者简介:杜永才(1964-),男,安徽凤阳县人,在读硕士,讲师,主要研究方向为动物营养与饲料科学。

1植酸在常规饲料中的含量

由于植物性饲料中的磷大多数以植酸磷的形式存在,而单胃动物体内缺乏植酸酶或酶的活性不高,长期以来人们往往是按照植物性饲料中磷的有效率为总磷的1/3来设计配方,有的甚至忽略不计,而用无机磷来满足动物对磷的需要,势必会造成磷源的浪费,导致磷的过量排泄。植物性饲料中的磷以植酸磷和非植酸磷两种形式存在,非植酸磷并非100%为动物所利用,植酸磷的含量也不是简单的占植物总磷的2/3,植酸磷/总磷的值变化范围为0%~93%之间[5~7],不同植物性饲料中植酸磷的含量差异很大。表1列出了部分常用植物性饲料中的植酸磷(PP)在总磷(TP)中所占的比例。

表1常用饲料中植酸磷占总磷的比例(%)

T able1T he proportion of PP to T P in the F eed staffs(%)

饲料名称Specice of feedstuff P P/T P T P饲料名称

Specice of eedstuff

PP/T P T P

玉米M aize66(69.6)0.26(0.28)小麦W heat67(71.4)0.30(0.35)

大麦Barley56(63.6)0.34(0.37)麸皮Bran70 1.37

燕麦Oat560.34米糠Rice bran85 1.50豆饼Soybean41(0.59)高梁K aoliang68(55.7)0.31(0.17)

豆粕Soybgan610.61豌豆G ar den pea(38.0)(0.37)芝麻饼Sesame meal81 1.27蚕豆Broad bean(44.4)(0.38)

棉籽饼Cottonseed cake70(59.5) 1.07(1.05)苜蓿粉Alfafa meal)0.30(0.25)

菜籽饼Rapeseed meal(62.8)(0.84)

研究表明,不同饲料或同一饲料不同资料来源的数值不同,Ravindran等[8]分析了29种常用食物及10种饲料中的总磷及植酸磷含量,发现谷物、油菜和豆科籽实中植酸磷较高,达到总磷60%~ 80%,根和块茎中含有中等水平植酸磷,占总磷的21%~25%,绿色叶中植酸磷含量很低。农副产品类饲料中,米糠及饼粕类植酸磷占总磷的56%~77%,其中芝麻饼及米糠中植酸磷含量最高,分别为3. 67%和3.65%。Eeckhout等[5]报道在51种常用饲料中谷物及副产品的PP/T P值高于油料作物籽实,而块根、茎、脱水苜蓿等样品中的PP/T P值几乎为零。

植物成熟时,为以后发芽出苗贮备的磷以植酸磷的形式存在于种籽中。小麦、稻谷、大麦及黑麦等的植酸盐存在于种子表层,而玉米贮存于胚芽中,豆类籽实的植酸盐分布于整个种子的蛋白质络合物中。

植酸含量与其他养分含量之间存在一定关系,但研究报道的文献资料较少。Eeckhout等[5]认为小麦及其副产品中植酸磷与总磷呈显著相关(R2=0.953,RSD=0.06),玉米及副产品中植酸磷与总磷显著相关(R2=0.982,RSD=0.042)外,其它谷物和饼粕中植酸磷与总磷之间相关不显著;研究发现大豆(n=25)植酸与蛋白质、锌、钙含量呈负相关(P=0.05),与粗蛋白+铁含量呈正相关(P=0.05)。

2植酸对动物的抗营养作用

2.1影响磷的消化与吸收

植酸是饲料中不可忽视的抗营养因子,植物性饲料中大约2/3的磷与肌醇结合形成植酸。畜禽要利用植酸磷,首先必须在消化道内使植酸水解成含磷的无机物。植酸磷的利用效率取决于动物种类、年龄、小肠中植酸酶含量等因素。单胃动物(猪、鸡、鱼等)因缺乏内源性植酸酶,饲料中的植酸基本不能被直接利用而随粪便排出体外,造成磷的大量浪费及对土壤和水源的严重污染,此问题在集约化饲养密度较高,而水和土地资源较为贫乏的地区尤为突出。据相关资料,一个万头猪场,每年食入磷为27~44吨(平均40吨),排出磷为20~33吨(平均31吨),排出的磷相当于120吨磷酸钙。植酸磷的低利用率导致了两个问题:¹需要在单胃动物日粮中添加无机磷,增加了饲料成本;º粪便中排出大量的磷,对环境造成污染。反刍动物由于瘤胃微生物产生植酸酶的作用,植酸磷的消化率较高。

2.2影响矿物元素的利用

植酸具有较大的螯合潜力,能与阳离子如Ca2+、M g2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+等形成多种不溶性盐,使这些阳离子难为单胃动物及禽类利用[10]。王康宁等[11]认为1mol/L植酸平均与1~6mol/L金属离子在肠道pH值条件下,形成不溶性的植酸盐。稳定的植酸盐中Ca/P为1,而大多数植物性饲料植酸盐中钙少于磷,故能进一步络合钙。由于钙在饲粮矿物质中含量最多,植酸钙是消化道中最常见的植酸盐。

214安徽技术师范学院学报2003年