植酸酶

植酸酶在饲料工业中的应用

大家都知道酶是具有催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。今天向我大家介绍的是饲料生产工业中非常重要的一种酶——植酸酶

植酸酶产品在动物和人类营养方面有非常广泛的应用，他可分解植酸(即肌醇六磷酸)，植酸是植物体内磷酸盐和肌醇的重要储存形式。植酸酶是一种新型的食品添加剂，能降低食物中的植酸而提高磷、锌、钙和铁等的利用率，改善动物对矿物质的吸收。其中磷是维持动物生长发育等生命活动必需的重要矿物质，同时也是饲料中最昂贵的组分之一，植酸酶可催化植酸盐水解，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，降低环境污染。

1．1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)按作用方式可分为3一植酸酶和6一植酸酶，其中3一植酸酶存在于

植物、霉菌和细菌中，需Mg2+参与反应，性质稳定，耐酸和耐高温，在饲料工业中已被广泛使用。而6一植酸酶只存在于植物中，适宜pH 5．0～5．5，对温度较敏感，超过60～65℃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

高温和高湿环境中易失活；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pH 2．5~5．5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。

1．2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pH为4～6，对温度的适应性要求较高，一般适宜温度在46～57℃，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。经制粒镶嵌成型的植酸酶，最高耐温达85℃。

1．3植酸酶的作用机制

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和IP2的中间产物，终产物为肌醇和磷酸。

微生物产生的3一植酸酶作用于植酸时，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，这种酶需Mg2+参与催化过程。来源于植物的6一植酸酶，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 g植酸完全分解可释放出281．6mg的无机磷。植酸酶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，酸性磷酸酶可将单磷酸酯和二磷酸酯分解成肌醇和磷酸。

2．1植酸酶在猪饲料中的应用

2.1.1植酸酶应用商品猪饲料中的可行性

过去许多学者以为，植酸酶的工业化理论可行，但无实际商业化推广价值。随着植酸酶研究的不断深入，通过基因工程的方法对植酸酶的酶学特性进行改良，使其在PH值2-5.5一个区间都保持有一个较高的酶活值，能很好地适合于猪的胃环境而发生作用；发酵与植酸酶表达效率的提高，为生产成本降低提供了可能；目前，植酸酶在猪浓缩料中的应用已得到广泛的认同，主要体现在通过降低配方空间，大量节约饲料成本；改善饲料的外观特性，降低粉尘；提高饲料中氨基酸、矿物盐及和各消化酶等营养素的利用效率；迎合时代要求，减少饲料对环境的污染等方面。

2.2.2植酸酶对猪营养物质消化率和生产性能的影响

在猪饲料中添加植酸酶，可使磷的利用率提高50～70％，粪磷含量降低30～50％，蛋白质和氨基酸的消化率提高2%～5%,排泄量减少5%～10%。释放植酸盐中被螯合的Ca、Zn、Cu、Fe等矿物元素，利用率提高9％～13％。这已是公认的事实。现在大量的试验数据和实际应用结果都肯定和支持了植酸酶的作用效果。

2．2植酸酶在鸡饲料中的应用研究证明，植酸酶作为添加剂饲喂鸡，鸡的生长速度加快，并能有效提高饲料转化率和磷利用率，添加植酸酶不仅提高磷的利用率，而且增强了鸡对高温的耐受力。鸡的日粮中添加植酸酶，缺磷症状消失，当

进一步提高无机磷或植酸酶添加量后，生产性能与其他的与磷营养有关的指标又进一步改善。添加植酸酶使排泄磷大幅度降低，证实了植酸酶将植物性饲料中的植酸水解，释放出鸡可吸收的磷。同时使用植酸酶试验鸡的血液磷的含量低于饲喂正常磷水平日粮的试验鸡，植酸酶代替磷酸氢钙并不影响骨骼生长及骨骼的灰分、钙和磷等的沉积而且蛋白质、钙和磷的利用率也较高。

2．3植酸酶在鱼饲料中的应用鱼类消化系统内缺乏内源性植酸酶，无法利用饲料中的植酸结合态磷。虽然配合饲料中总磷含量通常超过l％，但未被利用的植酸磷随粪便排入水体，刺激藻类生长，加快水体的富营养化，导致淡水水质恶化，正常的水生环境被破坏，鱼类疾病骤增，生长缓慢，这对于淡水水产业极为不利。如果利用植酸酶来改善水产动物对植物饲料中磷的利用，就可有效分解饲料中的植酸，释放无机磷，提高植酸结合态磷的利用率。国外研究证明，植酸酶用于鱼饵料中可著提高饵料中磷的利用率，加快鱼体增质量，促进骨骼中磷的沉积，减少矿物元素添加剂用量，降低饵料系数。

结论：众多的研究表明在畜禽的饲粮中添加植酸酶可以降低畜禽粪便中磷的含量,提高了饲料的利用率和动物的生产性能。他是一种性能优良、环保型饲料添加酶制剂，另外还由于人们对环保的日益关注,生产并使用高质量、功能强、低污染型日粮, 植酸酶产品具有广泛的应用前景和潜在的商业价值。目前,植酸酶已经被应用在多种动物饲料中,以蛋鸡料中的应用最成熟。然而事实上,肉鸡、猪以及水产种还有很大的发展空间，而这类饲料对植酸酶产品的高温稳定性要求比较高。这就要求植酸酶在生产中必须能耐受制粒过程的高温、消化道的pH值和胃蛋白酶的消化作用。因此，利用基因工程技术构建热稳定性好、具有特异性的高产植酸酶菌株显得尤为重要。2008年2月，欧盟发出了磷资源的红色预警，我国专家称中国的磷资源也只能开采20年。伴随着世界能源危机加重，原料价格普遍上涨，环保压力日益昭显,国家法规执行力度的加强，这无疑为植酸酶的发展提供良机，相信在未来植酸酶产品在畜禽养殖业中的应用必将越来越广泛。