酶制剂——植酸酶

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植酸酶

植酸酶

五 植酸酶的生产及工艺调控
1 植酸酶的生产
1.1 植酸酶的生产菌种
植酸酶广泛存在于自然界中,在植物、微生物中均有发现。早在 1907 年 Suzuki 等就在谷糠中发现了具有植酸酶活性的磷酸酶,据
报道,小麦、水稻、豆类、玉米及大麦等多种植物都能产生植酸酶,
但植物中植酸酶含量极低。为提高植酸酶的应用价值,人们将研究重 点转向了酶含量较高的微生物来源的植酸酶。
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植酸酶
植酸酶的理化性质
三 植酸酶的理化性质
植酸酶是一种单体蛋白, 其分子量因来源不同差异很大,一个大分子和一个小肽片断。研究发现无花果
曲霉植酸酶有594 个氨基酸残基, 其中包括 37% 的非极性氨基酸、 42% 的极性中性氨基酸、11. 5% 的酸性氨基酸和9. 5% 的碱性氨基
工业中的应用通过降解植酸盐, 提高饲料中磷利用率, 无机磷的用量
可以大幅度降低, 甚至可以完全被替代; 植酸酶有促生长作用
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植酸酶的应用及市场前景
, 可提高饲料中矿物元素,如钙、锌、铜、镁和铁的生物学利用率以
及饲料中蛋白质、氨基酸、淀粉和脂质等营养物质的利用率; 有利于 提高动物的生产性能。表 1列出了几种商品化植酸酶及其用于添加的
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植酸酶的生产及工艺调控
确定最适基质为椰子油饼,酶活达 30.1U/gds,其次是芝麻油饼,酶 活为 28.9 U/gds。在椰子油饼和芝麻油饼以1: 1的比例混合的基质 中,酶活可达 35 U/gds。在混合基质中补加 1%的葡萄糖可使酶活提 高至52 U/gds,进一步补加 0.5%的硝酸铵可使酶活提高到64 U/gds 。Singh 等研究了耐热霉菌 Sporotrichumthermophile Apinis 以芝 麻油饼为基质固态发酵生产植酸酶的工艺。利用 Plackett-Burman 试验确定影响发酵的主要因子为葡萄糖、硫酸铵和培养时间,然后以 响应面确定了最优发酵条件:葡萄糖 3%、硫酸铵0.5%、培养时间 120 h,优化后的发酵酶活较优化前提高了 2.6 倍,达 348.76 U/g DMR。

植酸酶主要生产方法

植酸酶主要生产方法

2.2 植酸酶主要生产方法植酸酶的生产根据来源不同可以分成两种:一种是直接从植物组织中提取;另一种是通过微生物的发酵进行生产。

由于植物组织中含量太少,且所得植酸酶不适合单胃动物的消化道环境,故第一种方法没有什么商业意义。

目前商品植酸酶制剂一般都是通过微生物发酵所制得的。

微生物植酸酶具有产量高、在动物消化道中酶活性高等优点,成为目前生产商品植酸酶的主要来源。

目前用于工业生产植酸酶的微生物主要是曲霉,如米曲霉、土曲霉、黑曲霉和无花果曲霉等。

随着现代生物技术的发展,利用基因工程技术,对微生物进行改良和改造,培养高产量、高活性的植酸酶菌株,是植酸酶在实际生产当中得到广泛应用的关键。

90年代,国外几家大公司利用基因工程技术,开发成功商品化产品。

如:丹麦NOVO 公司,用米曲霉为植酸酶基因工程菌,生产最适pH为5.5的植酸酶;此外德国BASF公司也开发成功基因工程菌生产植酸酶;荷兰AIKO公司与美国PANLABS公司合作,于91年开发成功一株产植酸酶的基因工程菌,产最适pH为2.5的植酸酶。

国内在这方面也做了大量的工作,可分为二条技术线路2.2.1 传统诱变选育:是对野生菌株采用传统诱变选育,目前固体发酵酶活达45U/克干曲;例:生产植酸酶的微生物以黑曲霉菌为主要菌种,使用土豆、葡萄糖为培养所需的原料,以稻壳、麸皮、无机氮和无机盐等作培养基而制备。

其工艺流程为:试管斜面菌三角瓶种子试盘种子主原料混料高温灭菌冷却接种通风培养水、无机氮、无机盐等酶粉干燥浓缩提取母液粗酶制品制粒粉碎干燥质量指标:棕黄色外观的细小颗粒,分散性好,有发酵物的天然风味,无霉变味,无异味。

酶活力单位约65U/g,重金属含量符合国家饲料添加剂要求。

注:酶活测定方法为,在植酸酶的作用下,用Taussley-Schoor试剂按Har Land 方法比色测定植酸(或盐)释放的无机磷量。

植酸酶的活力单位定义为:在测定条件下,释放1μmol/min无机磷的酶量。

饲料酶制剂

饲料酶制剂

植酸酶最适条件(使用范围)植酸酶产品最适PH值在4.5左右,在PH3.5-5.5范围内,相对酶活保持60%以上,有较宽的PH适用范围,可适应不同消化道环境而发挥作用;最适温度在60℃左右,在30-55℃范围内,相对酶活保持80%以上,制粒温度最好不超过75℃;耐酸性良好,在PH3-7的范围内,相对酶活保持90%以上。

目标,水解底物:饼粕类饲料、单胃动物,幼龄动物。

饼粕类饲料中植酸磷含量较高,应用植酸酶可充分发挥其作用。

家禽日粮中缺乏维生素D和钙时植酸酶的利用率降低,添加维生素D和钙可提高植酸酶的利用率。

反刍动物瘤胃微生物能产生植酸酶,可以有效地水解植酸盐,因此反刍动物不用考虑植酸酶的添加问题。

单胃动物肠道黏膜中的内源性植酸酶及肠道微生物产生的植酸酶活性很差,一般认为成年单胃动物肠道中植酸酶活性高于幼龄动物,猪高于鸡。

功能:1.消除饲料中植酸的抗营养作用,提高磷的作用率。

2.释放植酸结合的矿物质、蛋白质等,提高其生物利用率。

3.提高动物采食量和日增重,改善动物生产性能。

4.可替代饲料中部分无机磷,节约饲料成本。

5.降低动物粪便中磷的排泄,减轻对环境的污染。

使用量:建议配合饲料中单位添加量为猪:600-750U/KG;育雏育成蛋禽、肉禽:1000 U/KG;产蛋鸡:300 U/KG;产蛋鸭:400 U/KG。

耐热植酸酶最适PH在4.0左右,通过耐酸性评价,结果酶活存留率保持在90%以上,优选耐热菌种,酶自身耐热性好,可满足高温制粒工艺。

耐热植酸酶经85℃制粒相对酶活仍保持在85%以上,且变异系数小,表明其在实际颗粒饲料制作中,工艺耐高温性能稳定。

使用量:建议配合饲料中单位添加量为猪:600-750U/KG;育雏育成蛋禽、肉禽:1000 U/KG;产蛋鸡:300 U/KG;产蛋鸭:400 U/KG。

1.注意补充因磷酸氢钙减少而减少的钙量。

2.按比例添加到预混料、浓缩料时要预留3%-5%安全系数。

木聚糖酶最适条件(使用范围):有效温度范围30-65℃,最适温度范围在45-60℃;有效pH值范围3.0-7.0,最适pH值范围4.8-5.5;在30℃-70℃范围内,本木聚糖酶产品相对酶活保持在60%以上;经pH 3.5-7处理,相对酶活保持在80%以上。

植酸酶的饲用及提取方法

植酸酶的饲用及提取方法

植酸酶的饲用及提取方法张 群1,杨国鸿2(11湖南省园艺研究所,湖南长沙 410125;21长沙九芝堂集团,湖南长沙 410008)摘 要:简述了植酸酶的来源、作用、提取方法及使用植酸酶时应注意的问题。

关键词:植酸酶;酶制剂;饲用;提取方法中图分类号:S188.34 文献标识码:B 文章编号:1006-060X (2000)06-0043-011 作 用111 作用机理植酸酶是一种能促进植酸或植酸盐水解成肌醇和磷酸的一类酶的总称。

畜禽日粮主要是植物性饲料。

在植物性饲料中磷大部分以植酸或植酸盐形式存在,约占50%~75%,而可使植酸分解的植酸酶含量较低,酶活性有限。

植物性饲料中存在的植酸酶活性常因饲料加工(高温)、贮存等因素的影响而遭到破坏,饲料中磷利用率只有33%甚至更低。

同时饲料中的植酸往往与二价矿物离子如Ca2+、Mg2+、Cu 2+、Zn 2+、Mn 2+等形成稳定的络合物,这就影响了饲料中矿物质元素的吸收。

植酸酶一方面能将植酸磷转化为无机磷,促进磷的吸收;另一方面也解除了植酸盐对Ca 2+、Fe 2+等矿物质元素吸收的抑制。

因此,饲料中添加植酸酶是必要的。

112 植酸酶是一种酶制剂植酸酶最适温度为40~50℃。

植酸酶水解植酸或植酸盐释放亚PO 43-的速度随温度升高而增快。

但植酸酶是一种蛋白质,高温会使其变性,正常畜禽消化道温度为40℃左右,植酸酶被家禽摄入后能发挥较佳的效果。

其最佳p H 值为2.5~5.5,正常牲猪和家禽胃的p H 值1.5~3.5,小肠p H 值5~7,大肠中性。

可见,植酸酶被摄入后较适合畜禽体内的p H 值环境。

2 植酸酶的提取方法目前有两条途径可提取植酸酶:一是利用生物工程技术,通过微生物的繁殖、筛选来提取;二是从植物组织和麦麸中提取。

考虑到粮食副产品的综合利用,下面以小麦麸皮为原料,介绍植酸酶的提取工艺(图1)。

3 应用植酸酶应注意的问题311 添加量及添加方式添加量涉及到需要量和安全量,植酸酶催化植酸水解同其他催化反应一样,酶量太低不能有效进行,过量则不能提高速度。

植酸酶活力的测定方法及应注意问题(精)

植酸酶活力的测定方法及应注意问题(精)

科技信息植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸的一类酶的总称 [1]。

植酸酶是一种胞外酶 [2], 广泛存在于自然界中, 植物、动物、微生物均可产生植酸酶。

植酸酶的活性因来源不同而有差异。

植酸酶能将肌醇六磷酸 (植酸分解成为肌醇和磷酸。

植酸酶可以专一性地水解植酸中的磷酯键, 使磷酸游离出来, 植酸酶将植酸分子上的磷酸基团逐个切下, 形成中间产物肌醇五磷酸、肌醇四磷酸、肌醇三磷酸、肌醇二磷酸、肌醇一磷酸、终产物为肌醇和磷酸 [3]。

植酸酶的作用机理见图 1。

图 1植酸酶的作用机理1. 植酸酶酶活力测定的意义酶活力也称酶活性, 是指酶催化一定化学反应的能力, 用在一定条件下, 酶所催化某一反应的速率表示。

酶活性是研究酶的特性, 分离纯化以及酶制剂生产和应用时的一项不可缺少的指标。

酶活力单位是以酶活力为根据而定义的。

国际生化协会酶委员会规定, 1min 内将1μmol 的底物转化为产物的酶量定为 1个单位,称为标准单位, 同时规定了酶作用的条件。

因标准单位在实际应用时不够方便, 故在生产上往往根据不同的酶, 制定各自不同的酶活力单位。

在测定酶活力时, 对反应温度、 pH 、底物浓度、作用时间都有统一规定, 以便同类产品互相比较。

但是酶活力单位并不能直接反映酶的绝对数量, 只不过是一种相对比较的依据 [4]。

植酸酶活性的定义为:在最适宜条件下, 每分钟从一定浓度的植酸钠溶液中释放1μmol 的无机磷所需要的酶量为一个酶活力单位。

确定植酸酶的酶活, 可以提高实验的标准性和效率。

2. 植酸酶活力测定的原理及方法酶活力测定的原理都是利用酶水解植酸钠形成无机磷,然后测定无机磷的释放量。

植酸酶活性的测定方法较多 , 但至今尚没有被世界普遍公认的植酸酶的定量分析方法。

方法包括:钒 -钼酸铵法、硫酸亚铁 -钼蓝法、 Vc-钼蓝法、丙酮 -磷钼酸铵法、微板法和微量比色法等 [5]。

可根据实验需要选择不同的方法。

2.1钒 -钼酸铵法该方法是利用植酸酶可以水解植酸磷释放出无机磷的原理。

植酸酶

植酸酶

植酸酶的作用及应用郑扬云•植酸(肌醇六磷酸)具有强大的络合力,通常与钙、镁、锌、钾等矿物质元素结合,形成不溶性盐类。

植酸(盐)广泛存在于农作物及农副产品中,很多谷物、油料作物中的植酸含量高达1%一3%,其中钙、镁、锌、钾等元素以植酸盐的形式存在。

因此植酸是一种抗营养因子.大大降低了微量矿物质的营养有效性。

植酸的这种性质会导致人和动物钙、镁、锌、钾等元素的不平衡性。

因此必须在动物的饲料中掭加钙钾等以补充矿物质,这大大提高了饲料成本。

同时饲料中天然磷的含量约为40%一70%,且以植酸磷的形式存在,而猪、禽的饲料中大量的植酸磷因不能被利用而从粪便中排出,造成环境枵染(磷富集化污染)。

•植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇和磷酸的一类酶的总称。

将植酸酶添加到动物性饲料中释放植酸中的磷分。

不但能提高食物及饲料对磷的吸收利用率,还可降解植酸蛋白质络合物,减少植酸盐对傲量元素的螯合,提高动物对植物蛋白的利用率及其植物饲料的营养价值。

同时也减少动物排泄物中有机磷的含量,减少对大自然的污染。

一、植酸酶的作用机理•植酸酶能将肌醇六磷酸(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,形成中间产物IP5,IP4,IP3,IP,.终产物为肌醇和磷酸。

不同来源植酸酶作用机理有所不同。

微生物产生的3一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他碳位点的磷,最终酯解整个植酸分子,此酶需要2价镁离子(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。

1g植酸完全分解理论上可释放出无机磷281.6mg。

植酸酶只能将植酸分解为肌醇磷酸酯,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、二磷酸酯彻底分解成肌醇和磷酸。

大多数微生物来源的植酸酶的作用机理如下。

•植酸→1,2,4,5-,6-五磷酸肌醇+D-1,2,3,4,5-五磷酸肌醇→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。

关于植酸酶的几个问题

关于植酸酶的几个问题

关于植酸酶的几个问题什么是植酸酶?有哪些品种?答:植酸酶(或称肌醇六磷酸酶,phytase)属于磷酸单酯水解酶类,是一类特殊的酸性磷酸酯酶,它能水解植酸或植酸盐而释放出无机磷。

水解植酸中的磷酸肌醇酯键,释放磷酸,提高植物饲料原料中植酸磷利用率。

破坏植酸盐的螯合结构,释放被螯合的矿物质、微量元素和蛋白质,提高饲料矿物质、微量元素和蛋白质利用率。

根据植酸酶首先作用于植酸上的位点可分为:3-植酸酶(EC3.1.3.8),从植酸或植酸盐3-位开始将六磷酸肌醇依次降解为五、四、三、二、一-磷酸肌醇及正磷酸。

6-植酸酶(EC3.1.3.26),从6-位开始将植酸降解,最终产物都是单磷酸肌醇(2-磷酸肌醇)和正磷酸。

植酸酶的活力单位是如何定义的?目前市场上植酸酶的活力单位定义有没有什么差异?答:目前市场上见得最多的就是5000 U/g的植酸酶,但是U的定义有两种:(1)在温度37℃、pH值5.50条件下,每分钟从浓度为5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol 无机磷,即为一个植酸酶活性单位,以U表示。

(2)在温度37℃、pH值5.0条件下,每分钟从浓度为5.0 mmol/L植酸钠溶液中释放1 μmol 无机磷,即为一个植酸酶活性单位,以U表示。

pH 5.0条件下定义的酶活力多数是植酸酶生产厂家的企业标准,而pH 5.5条件下定义的酶活力单位与国际上植酸酶的检测方法是一样的,目前我国所颁布的国家标准也是采用pH 5.5的条件。

目前从国内和国际上的植酸酶来看,在pH 5.0条件下测定出来的酶活力单位数,比在pH 5.5条件下测定的内活力单位会有所下降,约为30%。

因此在pH 5.0条件下测出来的5000 U/g的植酸酶,在pH 5.5条件下测定将变成3500 U/g;在pH 5.5条件下的 5000 U/g的植酸酶,在pH 5.0条件下测定约为7150 U/g。

关于植酸酶的活力单位U、IU和FTU有什么差异?答:U就是英文Unit(单位)的缩写,无论如何定义都可以用U来表示;IU(International Unit)一般是指国际单位,就植酸酶来讲通常是指pH 5.5条件下测定的酶活力单位数;FTU,为Fytase Unit 的简写,Fytase是荷兰文,定义为,在温度37℃、pH5.5条件下1分钟内从0.0051mol/L的植酸钠溶液中释放出1 μmol无机磷所需的植酸酶量为1个植酸酶活力单位(FTU),这个单位定义和上面我们第二个定义是相似的。

植酸酶

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。

植酸酶的运用与作用

植酸酶的运用与作用

植酸酶的运用与作用
自然界的植酸酶来源有3种:动物肠道细胞、植物的种子和组织、微生物,其中微生物是植酸酶的主要来源。

目前分离出的植酸酶主要有两种3-植酸酶和6-植酸酶前者最先水解的是肌醇3号碳原子位置的磷酸根,主要存在于动物和微生物中;后者最先水解的是6号碳原子的磷酸根,主要存在于植物组织。

1、植物来源
大多数的植物中都含有植酸酶,但植物种子中的植酸酶在干燥状态下没有活性,只有在种子吸水萌芽的过程中才被激活,水解植酸磷供植物生长。

另外,植物来源植酸酶易被过多的底物和产物抵制。

2、动物来源
动物来源的植酸酶存在于各种脊椎动物的红细胞和血浆中,也存在于哺乳动物小肠中。

反刍动物瘤胃微生物可产生大量的植酸酶,因而它能很好地利用植酸磷,而猪和家禽等单胃动物由于其肠道中植酸酶活性极其微弱,对植酸磷的利用率很低,需额外添加无机磷。

3、微生物来源
微生物来源的植酸酶为肌醇六磷酸3-磷酸水解酶,简称3-植酸酶,主要有霉菌、酵母菌和细菌产生,只所以微生物作为产酶基因库日益受到重视。

不同来源的植酸酶均能促进动物的生长和提高磷的消化利用率。

在玉米-豆粕型饲粮中添加微生物植酸酶可促进钙,磷消化利用,促进了骨骼生长,降低粪磷的排出量。

植酸酶作为单一酶制剂在饲料工业中的应用已经获得了良好的效果。

添加饲料中的植酸酶能有效的分解植酸,提高钙、磷的利用率,降低环境污染并消除植酸的抗营养作用,同时又改善了对蛋白质和矿物质等营养物质的利用率,给养殖业带来较大的经济效益。

酶制剂——植酸酶

酶制剂——植酸酶

酶制剂——植酸酶早在1915年,Anderson提出天然植酸磷利用率不同于化学分离纯化产品的一个可能原因是饲料成分中存在水解植酸磷为无机磷的酶——植酸酶,并对植酸酶的来源、理化特性及作用机理进行了研究,从而引起了许多学者的广泛关注。

近年来,随着发酵工程和生物技术的迅速发展以及人们环境保护意识的提高,采用DNA重组技术使微生物产生植酸酶活性大幅度提高,大大降低了植酸酶生产成本,从而使之得到广泛应用。

植酸酶现已成为饲料酶制剂研究的一个热点,尤其在一些畜禽饲养密度大、环境污染严重的国家如美国、加拿大、芬兰、荷兰、法国、瑞士等。

许多科学家对这一课题的研究很感兴趣,欧洲、北美和其它地区对此的兴趣也与日俱增。

1994年欧共体、美国、芬兰、丹麦、德国等国的生产企业均前后推出各种植酸酶制剂,并利用DNA重组技术获得生产植酸酶的工程菌,为广泛应用植酸酶提供了可能。

一、植酸酶结构及性质植酸酶,又称为肌醇六磷酸水解酶,是一种可使植酸磷复合物中的磷变成可利用磷的酸性磷酸酯酶。

植酸酶广泛存在于动植物组织中,也存在于微生物(细菌、真菌和酵母)。

目前分离出的植酸酶主要有两种:3-植酸酶(EC 3.1.3.8)和6-植酸酶(EC 3.1.3.26),前者最先水解的是肌醇3号碳原子位置的磷酸根,主要存在于动物和微生物;后者最先水解的是6号碳原子的磷酸根,主要存在于植物组织。

因此,动物胃肠道可能有三种来源的植酸酶,但主要来源于饲料本身以及来源于微生物合成。

大量高浓度的植酸酶主要存在于无花果曲霉和黑曲霉与小麦麸的培养物中。

因此饲料植酸酶的生产目前主要使用微生物曲霉菌株。

霉菌植酸酶分子量一般在60 ~ 100KDal之间,曲霉植酸酶分子量较大。

如土曲霉为214Kdal,无花果曲霉为85 ~ 100KDal,黑曲霉为200KDal。

细菌植酸酶分子量一般较小,如大肠杆菌为42Kdal,枯草杆菌为38KDal。

霉菌植酸酶通常有一个最适pH,在4.2 ~ 5.5范围内。

植酸酶活性测定应注意的几个问题

植酸酶活性测定应注意的几个问题

植酸酶活性测定的影响因素北京昕大洋科技发展有限公司周良娟现在,使用植酸酶的厂家越来越多,但一些使用厂家在测定含量时,容易出现测定偏差大,平行样间变异大的情况,这与植酸酶测定步骤繁多,测定条件严格有紧密的关系。

现在对影响其测定的关键过程做一探讨。

1 温度植酸酶作为一种酶制剂,对温度非常敏感,温度低会降低它的生物活性;温度高也会降低其生物活性,甚至完全失活。

因此,在检测过程中对温度的控制则显得非常重要,国标要求植酸酶活性测定时的温度为(37±0.1)℃。

在33℃时植酸酶不能很好地发挥其活性,酶活与其真实值相比约低10%;在40℃时,部分植酸酶会失活,酶活与其真实值相比约低8%。

另外,水浴加热时,水浴液面要超过试管内反应液液面,使其在规定时间内充分反应。

2 溶解度植酸酶测定中要保证植酸酶被完全溶解。

在样品处理中使用乙酸缓冲液,一般都会加入一些表面活性剂保证其溶解,并降低在所用容量瓶、试管中的黏附挂壁现象。

目前大肠杆菌来源的植酸酶分子量较小,约为40KD,比黑曲霉来源的分子量(约为8OKD)小,所以更容易出现黏附挂壁现象。

表面活性剂的类型较多,包括Tween ,Triton 等产品,尤其是Triton ×-100能够明显减少黏附挂壁现象,是植酸酶测定中比较理想的活性剂。

植酸酶在测定过程中被溶解之后,非常容易受测定过程中搅拌、离心等过程影响,牛血清白蛋白(BSA)是酶制剂良好的稳定剂,保证测定的准确性。

3 样品处理中的搅拌过程样品处理中的搅拌过程是为了保证植酸酶的充分溶出,搅拌过程一般使用磁力搅拌器来进行,如简单使用玻璃棒人工搅拌,溶出不完全,偏差甚至达到50%。

同时,搅拌时,尽量保证较高的搅拌速度。

4 pHpH值在酶活测定时影响很大,除了准确调整缓冲液中的PH外,特别要注意在配置底物溶液时也要进行调整。

根据本实验室的测定,如果底物配制过程没有调酸度4,pH一般为6.1-6.4,距离规定的pH条件较远,而植酸酶测定中pH影响较大,将无法保证测定的准确性。

植酸酶在饲料中的应用及其研究进展

植酸酶在饲料中的应用及其研究进展

植酸酶在饲料中的应用及其研究进展植酸酶是一种新型的、可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂。

它对提高饲料中磷利用率,提高动物的生产性能,以及减轻高磷粪便对环境水域的磷污染有重要意义。

本文综述了植酸酶在饲料中的应用现状及工业化生产方法,讨论了其进一步的研究发展方向。

植酸酶是一种水解酶,它能将植酸磷(六磷酸肌醇)降解为肌醇和无机磷酸。

此酶分两类:3-植酸酶和6-植酸酶。

植酸酶广泛存在于植物和微生物中。

磷在植物中的主要存在形式为植酸磷,由于植酸磷不能被单胃动物直接利用,从而造成磷源浪费和形成高磷粪便污染环境。

另外,植酸磷还是一种抗营养因子,它在动物胃肠道的消化吸收过程中会与多种金属离子如Zn2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+等以及蛋白质螯合成不溶性复合物,降低了动物对这些营养物质的利用。

因此,开展饲用植酸酶的研究,对提高畜禽业生产效益及降低磷对环境的污染有重要意义。

1 植酸酶的来源及酶学性质早在1907年Suzuki等就在谷粮中发现了具有植酸酶活性的磷酸酶。

第一个纯化的植酸来源于麸皮,研究发现它虽具有植酸酶活性,但植酸并不是它特异性底物。

来源于植物的植酸酶均属于6-植酸酶,最适pH 范围在5.0~7.5,在单胃动物酸性的胃环境中不起作用。

60年代末植酸酶的研究转向最适pH为酸性、酶含量较高的微生物来源的植酸酶。

许多微生物都能产生植酸酶,尤其在曲霉属中。

1968年Shien等从68个土样中对2000个菌株进行考察发现,在所用的22株黑霉菌中有21株能产生植酸酶。

第一个被分离纯化的植酸酶来源于Aspergillus terreus NO.9A-1,它的最适pH为4.5,最适反应温度为70℃,此酶在pH1.2~9.0均能稳定维持活性。

从此以后,陆续从十几种微生物中分离得到植酸酶,其中来源于A.ficcum NR-RL3135(A.niger var.awamori)的植酸酶phyA具有较好的耐热性,在酸性的条件下有较高酶活性,被认为是目前最具应用前景的饲用植酸梅,其酶学性质的研究也较为深入。

植酸酶

植酸酶
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植酸酶
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1.植酸酶的定义 植酸酶的定义 2.植酸酶酶活的定义 植酸酶酶活的定义 3.植酸酶的作用 3.植酸酶的作用 4.植酸酶酶活的测定方法 植酸酶酶活的测定方法 5.植酸酶的应用 植酸酶的应用 6.植酸酶的未来发展 植酸酶的未来发展
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植酸酶的定义、 植酸酶的定义、酶活的定义和作用
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1.植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸(盐) 植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸( 植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸 的一类酶的总称,属磷酸单酯水解酶。 的一类酶的总称,属磷酸单酯水解酶。 2.在37.0℃、pH5.50条件下,每分钟从 条件下, 在 ℃ 条件下 每分钟从0.005mol/L 的植酸钠溶液中释放出1微摩尔的无机磷所需要的酶 的植酸钠溶液中释放出 微摩尔的无机磷所需要的酶 即为1个酶活单位 个酶活单位, 表示。 量,即为 个酶活单位,以FTU/g表示。 表示 3.植酸酶具有特殊的空间结构,能够依次分离植酸分 植酸酶具有特殊的空间结构, 植酸酶具有特殊的空间结构 子中的磷,将植酸( 降解为肌醇和无机磷, 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( 结合的其它营养物质。 释放出与植酸(盐)结合的其它营养物质。
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植酸酶的应用
1.食品领域 食品领域 2.饲料领域 饲料领域
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食品领域
近年来,国内植酸的开发利用、 近年来,国内植酸的开发利用、特别是 作为食品保鲜剂已引起重视。 用途: 作为食品保鲜剂已引起重视。 用途: 1.饮料中添加 植酸, .饮料中添加0.01-0.05%植酸,可除去过 植酸 多的金属离子。( 。(特别是对人体有害的重 多的金属离子。(特别是对人体有害的重 金属)对人体有良好的保护作用。 金属)对人体有良好的保护作用。 2.将植酸加入含有单孢丝菌属介质中,可 .将植酸加入含有单孢丝菌属介质中, 促进微生物的合成及抗氧化性, 促进微生物的合成及抗氧化性,在乳酸菌 的培养基里加入植酸,可促进乳菌的生长。 的培养基里加入植酸,可促进乳菌的生长。

植酸酶

植酸酶

植酸酶的研究一:植酸酶的概念植酸酶又称肌醇六磷酸水解酶,是一种能降解植酸及其盐类的酯酶,属于蛋白质,是磷酸单脂水解酶。

其具有特殊空间结构,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。

二:植酸酶的发现植酸酶广泛存在于动物、植物和微生物中,而植物、动物中的植酸酶含量低,所以人们对植酸酶的研究重点转向了酶含量较高的微生物。

目前市场所售植酸酶制剂绝大多数属于微生物植酸酶。

自然界中许多微生物(丝状真菌、酵母和细菌等)都能产生植酸酶,尤其是米曲霉和黑曲霉都能分泌具有高活力的植酸酶。

三:菌种选育以黑曲霉霉菌为例从中得到植酸酶:1.) 采样:可以从植株、果实中采样。

2). 产植酸酶菌株的分离筛选分离培养基(%):植酸钙0.1,葡萄糖3.0,硝酸铵0.5,硫酸镁0.05,硫酸锰0.005,硫酸亚铁0.005,氯化钾0.05分离样品稀释后涂平板,一定温度培养2—5天,产植酸梅的菌株水解植酸钙形成透明圈,以透明圈与菌落直径之比为粗筛的依据。

粗筛菌株发酵,测定发酵产物植酸酶的活性,保留活性高的菌株进一步研究。

3). 产酶菌株的诱变采用紫外线照射对分离菌株进行诱变,将诱变后的菌体做适当稀释后涂布于平板上,培养2—3d后,挑取单菌落接种到活化斜面上,用摇瓶进行初筛和复筛。

细胞破碎提取粗酶液,适当稀释后测酶活(植酸酶活性单位定义:37摄氏度,pH5.5的条件下,1分钟从底物释放1mol无机磷所需要的植酸酶量)。

4). 产酶条件优化(1)原料配比对产酶的影响麸皮和米糠为畜禽常用的饲料,具有来源广泛价廉等特点,同时还富含植酸盐,对植酸酶的产生有一定的诱导作用。

用不同比例麸皮和米糠混合物配制发酵培养基,接种后培养96h,测其酶活。

(2)起始pH值对产酶的影响选用不同起始pH值(4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0)发酵培养基,接种后培养96h,测其酶活。

植酸酶在猪饲料中的应用

植酸酶在猪饲料中的应用

植酸酶在猪饲料中的应用陈晓珍2009082507【摘要】植酸酶是一种新型的可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂。

对提高饲料中磷的利用率,提高动物的生产性能有重要的意义。

它是一种水解酶,能降解饲料中的抗营养因子植酸并释放出无机磷及与植酸结合的蛋白质、微量元素等,特别是提高了饲料中植酸磷的利用率,减少磷的排放量,降低环境中磷的污染,并能消除植酸的抗营养作用,提高饲料各种营养组分的消化利用率。

本文综述了植酸酶在猪饲料中的有关应用。

【关键词】植酸酶猪饲料应用植酸是植物性饲料中普遍存在的一种抗营养因子,植酸磷大部分难以被猪和禽所利用而随粪便排出体外,污染环境。

约10%左右的植酸磷可被猪利用。

由于单胃动物的消化道内缺乏植酸酶,不能很好地利用植物中的植酸磷,只能以添加无机磷的形式来满足单胃动物的磷需要量。

植酸酶可使植酸磷降解成肌醇和磷酸,从而减少饲料中磷酸氢钙等无机磷的添加量,另外,研究结果还发现了植酸酶的潜在营养价值:能够提高饲料中蛋白质和能量的消化率。

植酸酶的应用在一定的程度上能缓解我国磷资源的匮乏、减少磷资源的浪费、降低磷排放所带来的污染。

植酸酶是近年来出现的一种新型酶制剂,可水解植酸释放出可利用磷,从而减少单胃动物饲料中无机磷的使用量,以减少动物粪便中的磷对环境的污染。

在饲料中添加一定量的植酸酶,能促进仔猪生长,提高日增重和饲料转化率,而且能显著提高饲料中粗蛋白、灰分、钙和磷的消化率。

以植酸酶在猪饲料中的应用为例,本文就植酸酶的来源、抗营养特性以及各种在猪饲料中的作用做简要的介绍。

1植酸酶的来源1.1植酸酶的分类自然界的植酸酶来源有3种:动物肠道细胞、植物的种子和组织、微生物,其中微生物是植酸酶的主要来源。

目前分离出的植酸酶主要有两种:3一植酸酶和6一植酸酶前者最先水解的是肌3号碳原子位置的磷酸根。

主要存在于动物和微生物中:后者最先水解的是6号碳原子的磷酸根。

主要存在于植物组织。

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。

植酸酶是什么

植酸酶是什么

植酸酶是什么植酸酶是采用国际先进的液体深层发酵工艺生产,精制而成,它能将植酸酶降解成肌醇或磷酸肌醇和磷酸,可消除单胃动物因不能分解植酸而引起的抗营养作用,提高机体对营养物质的利用率,同时减少磷对环境的污染。

作用机理1. 水解植酸磷中的磷酸肌醇酯键,将植酸和植酸盐分解成肌醇和磷酸,提高饲料原料中植酸磷的利用率;2. 破坏植酸盐的螯合结构,释放被螯合的矿物元素和蛋白质、淀粉等营养物质,提高其利用率;3. 水解植酸,减少其对消化道中生理活性物质的抑制,以提高动物的生产性能。

理化特性外观:浅黄色或白色剂型:固体酶活力:1000~5000u/g (在37℃、pH5.5条件下,每分钟从浓度为5.0mmol/L的植酸钠中释放出1μmol无机磷所需要的酶量定义为一个酶活力单位u)作用温度范围:20~70℃,最适作用温度50℃作用pH范围:pH2.0~6.5,最适作用pH5.5(pH2.5时也能表现出较高酶活)适用行业植酸酶主要用作饲料行业中。

使用方法及用量酶活(U/g)添加量使用方法≥1,000 0.5kg/吨配合饲料用夏盛植酸酶可替代饲料中50%-70%的磷酸氢钙用量(可根据动物品种、生产阶段和饲料原料构成作适当调整),同时用石粉补足替换的磷酸氢钙中的含钙量,剩余空间可用于调整配方。

≥2,500 0.2kg/吨配合饲料≥5,000 0.1kg/吨配合饲料包装及规格本品采用编织袋包装(20kg/袋或10kg/袋),也可按顾客要求进行特殊包装。

贮存及保质期阴凉、干燥处贮存;25℃以下可保存18个月。

注意事项.本品为生物发酵制品,无毒无害。

在运输时应避免日晒雨淋并禁止与有毒及腐蚀性物品混装混运。

湖北 0康 2宝 7泰 8精 7细 7化 3工 8有 6限 5公 3司小陈。

植酸酶在猪、鸡饲料中的详细使用方案

植酸酶在猪、鸡饲料中的详细使用方案

植酸酶在猪、鸡饲料中的详细使⽤⽅案植酸酶在猪、鸡饲料中的详细使⽤⽅案植酸酶是所有酶制剂中效果最稳定、性能最确实的产品,可以直接替代部分磷酸氢钙使⽤。

其对成本的降低和对畜禽⽣产性能的提⾼表现在如下⽅⾯:(1)直接替代磷酸氢钙带来的成本降低。

(2)增加了配⽅空间使配⽅成本下降(浓缩料中表现更明显)。

(3)植酸酶提⾼蛋⽩质、能量、矿物质的利⽤率,使畜禽⽣产性能得到提⾼。

下⾯分不同畜种介绍植酸酶的使⽤⽅案:磷酸氢钙含钙量以23%计⽯粉含钙量以38%计⼀、产蛋鸡(⼀)全价配合饲料中(1) 每吨饲料添加5000单位植酸酶60克(2) 每吨饲料中减少8.7kg的磷酸氢钙添加量(3) 每吨饲料增加的⽯粉量(补充磷酸氢钙减少导致的钙含量不⾜):8.7kg×23%/38%=5.26kg.(4) 多出的配⽅空间:8.7kg(磷酸氢钙)-5.26kg(⽯粉)-0.06(植酸酶)=3.4kg(5) 添加3.4kg的⽟⽶或麸⽪补充配⽅空间(⽤沸⽯粉等低价原料补充亦可)。

(⼆)产蛋鸡40%浓缩料1、简单⽤法每吨浓缩饲料中:(1) 添加0.15kg5000单位植酸酶(2) 减少22kg磷酸氢钙添加量(3) 添加⽯粉13.3kg(4) 补加沸⽯或⽟⽶或麸⽪8.6kg2、产蛋鸡40%浓缩料中充分利⽤配⽅空间的计算⽤法浓缩料配⽅中添加5000单位的植酸酶0.015%,把配⽅的可利⽤磷标准降低0.35%、总钙标准降低0.2%(考虑了植酸酶对钙的潜在营养价值),借助配⽅软件重新设计配⽅,例:原料名称未加植酸酶添加植酸酶⾖粕30.731.2棉粕1010菜粕1010花⽣粕88⽟⽶蛋⽩粉(50CP)6 5.8啤酒酵母66⽟⽶胚芽粕 1.73进⼝鱼粉1⽯粉21.622.5磷酸氢钙 3.2 1.2盐0.810.845防霉剂0.10.1抗氧化剂0.050.05蛋氨酸0.040.05产蛋鸡1%预混料 2.5 2.55000单位植酸酶0.015合计(%)100%100%配⽅营养⽔平(计算值)粗蛋⽩%32.032.0钙%8.508.30总磷% 1.070.70可利⽤磷1%0.700.35盐%0.900.90赖氨酸% 1.50 1.50蛋氨酸%0.780.78蛋+胱氨酸% 1.25 1.25禽代谢能kcal/kg170017131配⽅表中“可利⽤磷”没有包括植酸酶释放的磷在此例40%产蛋鸡浓缩料配⽅中,添加5000单位植酸酶重新设计配⽅,配⽅性能没有下降,反⽽因植酸酶的添加使饲料蛋⽩、能量利⽤率提⾼,使养殖效果提⾼,配⽅成本有较⼤幅度降低(可根据⾃⼰的原料价格计算)。

2024年植酸酶市场规模分析

2024年植酸酶市场规模分析

2024年植酸酶市场规模分析植酸酶是一种能够降解植物籽粒中的植酸的酶,广泛应用于畜牧业和农业领域。

植酸酶市场规模的分析对于了解行业发展趋势、市场竞争格局以及投资方向具有重要意义。

本文将对植酸酶市场规模进行详细分析。

1. 市场概述植酸酶是一种用于降解植物籽粒中的植酸的酶,可以将植酸转化为可溶性磷酸盐。

植酸是植物种子中主要的磷贮存形式,但对于非反刍动物来说,植酸并不容易被消化吸收。

因此,植酸酶在畜牧业和农业领域具有广泛的应用前景。

2. 市场驱动因素2.1 农业需求增长随着全球人口的增加和粮食需求的增长,农业生产面临着巨大的挑战。

植酸酶可以提高饲料的磷利用率,减少磷的浪费,促进畜禽的生长发育,因此在农业中得到广泛应用。

农业需求的增长将推动植酸酶市场的扩大。

2.2 畜牧业发展畜牧业是植酸酶的主要应用领域之一。

随着人们对动物产品的需求不断增加,畜禽养殖规模扩大,对高效的饲料添加剂的需求也越来越高。

植酸酶作为提高饲料效果的一种酶制剂,在畜牧业发展中起到了重要的促进作用。

2.3 技术进步与创新随着科技的进步和创新的出现,植酸酶的生产工艺和效果得到了显著改善。

新的植酸酶产品更加高效、稳定,能够满足不同需求。

技术的进步将进一步推动植酸酶市场的增长。

3. 市场规模分析据市场研究机构的数据显示,植酸酶市场规模呈现稳步增长的趋势。

预计到2025年,全球植酸酶市场的规模将达到XX亿美元。

区域分析来看,亚太地区是全球植酸酶市场的主要消费地区。

亚太地区的农业和畜牧业发展迅速,对植酸酶的需求量大,同时该地区的大型畜禽养殖企业与植酸酶生产企业进行密切合作,形成了完整的产业链,推动了市场规模的增长。

另外,北美地区的植酸酶市场也具有较大的潜力。

该地区畜牧业发达,消费者对动物产品的需求量大,因此对于改善饲料效果的需求也相应增加。

4. 市场竞争格局目前,全球植酸酶市场存在着多家主要厂商,包括诺丰生物科技、DSM、倍特期生物科技等。

这些厂商通过不断的技术创新、产品研发以及市场拓展,竞争力较强。

植酸酶

植酸酶
只分泌很少量的降解植酸的酶――植酸酶,故不能消化利用 植酸磷。)
在体内植酸能与体内某些蛋白质、阳离子形成络合 物,降低食品营养价值。
植酸的破坏作用
植酸是饲料中主要的抗营养因子之一,它除 了限制磷、钙、锌、镁等矿物元素的利用外, 还能与蛋白质、淀粉和脂肪结合,降低内源 淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性,使整个日粮 的养分消化受到影响。 尤其是刚断奶的仔猪,本身消化液就分泌不 足,植酸的存在使消化障碍变得更为严重, 成为仔猪生长的主要有害因子。饲料中植酸 磷含量越高,畜禽生产性能越差。
水产中的应用
饲料中添加植酸酶可以改善水产养殖动物对 植物性饲料中磷的利用,减少无机磷源的添 加量,利于植物蛋白源部分替代鱼粉,同时 减少了对水体中磷的排放,减少水体污染。
植酸酶在畜禽饲料中的应用
不仅可以促进植酸磷的消化吸收,还可改善蛋白质、氨 基酸和能量的利用效果,提高日增重。利用潜在营养价值优 化配方更是充分发挥植酸酶的综合效益和降低饲料成本的有 效工具。植酸酶和有机酸并用还能显著降低仔猪腹泻,减少 仔猪死亡。 例如: 1、植酸酶是特异性水解植酸的酶。在饲料中添加微生物植酸 酶,可使磷的利用率提高50%-70%,粪磷含量降低 30%~50%。 2、在仔猪和生长猪饲料中添加植酸酶,可显著提高日增重和 饲料转化率。 3、植酸酶可以提高饲料多种营养成分的消化率,因此植酸酶 具有独特的潜在营养价值,而且已经定量化。植酸酶的潜在 营养价值可以简单地理解为相当于多少可消化养分 。对不同 的动物具有不同的潜在营养价值。
植酸酶的发展研究历史
早在1907年,Suzuki和其他学者就报道磷能从有机含磷底物中被释放出来, 植酸酶就引起了人们的注意,但那时生产成本太高无法应用。 直到90年代,国外几家大公司利用基因工程技术,成功开发出商品化产品。 1996年巴斯夫的植酸酶产品最先开始在中国推广。由于植酸酶在饲料行业 的应用,既具有安全、环保、高效、经济的特点,又具有很好的社会生态环 境效益,因此,在欧洲大部分国家均已强制使用植酸酶;东南亚的韩国、日 本、台湾也在推进植酸酶的使用;我国全面实施《畜禽养殖业污染物排放标 准》后,推动了中国植酸酶在饲料行业的更广泛应用。 到1999年,“让饲料企业添加植酸酶以后能降低饲料成本、产生经济效益 是推动植酸酶在中国使用的真正动力。”以创始人蔡辉益博士领导的挑战集 团决心应对这个富有。 2004年下半年,由于磷矿石资源有限、相关原辅材料涨价及环保要求的提 高,磷酸氢钙生产成本大大提高,售价居高不下,这些原因使国内许多企业 开始大量使用植酸酶。 在2004年,由于使用植酸酶,一年中我国的养殖业已经少向环境排放了近 4.2万吨磷,折合25万吨磷酸氢钙时代意义的“挑战”!
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酶制剂——植酸酶
早在1915年,Anderson提出天然植酸磷利用率不同于化学分离纯化产品的一个可能原因是饲料成分中存在水解植酸磷为无机磷的酶——植酸酶,并对植酸酶的来源、理化特性及作用机理进行了研究,从而引起了许多学者的广泛关注。

近年来,随着发酵工程和生物技术的迅速发展以及人们环境保护意识的提高,采用DNA重组技术使微生物产生植酸酶活性大幅度提高,大大降低了植酸酶生产成本,从而使之得到广泛应用。

植酸酶现已成为饲料酶制剂研究的一个热点,尤其在一些畜禽饲养密度大、环境污染严重的国家如美国、加拿大、芬兰、荷兰、法国、瑞士等。

许多科学家对这一课题的研究很感兴趣,欧洲、北美和其它地区对此的兴趣也与日俱增。

1994年欧共体、美国、芬兰、丹麦、德国等国的生产企业均前后推出各种植酸酶制剂,并利用DNA重组技术获得生产植酸酶的工程菌,为广泛应用植酸酶提供了可能。

一、植酸酶结构及性质
植酸酶,又称为肌醇六磷酸水解酶,是一种可使植酸磷复合物中的磷变成可利用磷的酸性磷酸酯酶。

植酸酶广泛存在于动植物组织中,也存在于微生物(细菌、真菌和酵母)。

目前分离出的植酸酶主要有两种:3-植酸酶(EC 3.1.3.8)和6-植酸酶(EC 3.1.3.26),前者最先水解的是肌醇3号碳原子位置的磷酸根,主要存在于动物和微生物;后者最先水解的是6号碳原子的磷酸根,主要存在于植物组织。

因此,动物胃肠道可能有三种来源的植酸酶,但主要来源于饲料本身以及来源于微生物合成。

大量高浓度的植酸酶主要存在于无花果曲霉和黑曲霉与小麦麸的培养物中。

因此饲料植酸酶的生产目前主要使用微生物曲霉菌株。

霉菌植酸酶分子量一般在60 ~ 100KDal之间,曲霉植酸酶分子量较大。

如土曲霉为214Kdal,无花果曲霉为85 ~ 100KDal,黑曲霉为200KDal。

细菌植酸酶分子量一般较小,如大肠杆菌为42Kdal,枯草杆菌为38KDal。

霉菌植酸酶通常有一个最适pH,在4.2 ~ 5.5范围内。

细菌植酸酶最适pH稍高一些。

据报道,某些霉菌植酸酶,特别是曲霉植酸酶具有多个最适pH值。

酶的最适温度因酶来源不同而有差异。

霉菌植酸酶适宜温度通常在45 ~ 57℃范围内,黑曲霉为53℃,无花果曲霉为55℃。

二、作用机制
植酸酶的作用机理如下: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。

黄连锡等研究发现植酸被植酸酶降解后形成的主要产物是分子量为351的肌醇磷酸醋,并且发现植酸酶降解后会形成象AMP一样的肌醇多磷酸醋的复杂形式。

植酸酶从广义上讲,是指与植酸分解有关的酶类,它实际上包括植酸酶和磷酸酶,植酸酶只能将植酸分解为肌醇磷酸酷系列,不能彻底地将肌醇磷酸酩分解为肌醇和磷酸。

植酸酶能逐步水解形成肌醇磷酸的中间产物和无机磷酸,但不同来源的植酸酶的作用方式有所不同。

来自于微生物的首先水解肌醇C1和C3位上的磷酸基,而高等植物种子的植酸酶首先水解C6位上的磷酸基,但这2类植酸酶最终都产生2-磷酸肌醇,并由磷酸酶降解为肌醇和磷酸。

三、植酸酶在饲料中应用
近年来植酸酶的应用更加广泛,主要由于以下原因,其一是降低动物排泄物的磷污染的需要;其二是由于遗传工程技术的发展使产酶微生物能以适宜的成本生产足够浓度的酸性植酸酶。

另外,添加无机磷的高成本也使更多的企业选择使用植酸酶。

在猪日粮中添加微生物来源的植酸酶能使植酸磷中的磷释放出来成为无机磷,从而改善磷的利用,微生物来源的植酸酶还能使其它养分从与植酸的结合状态中释放出来,因此植酸酶还能改善氮的沉积和消化、某些氨基酸和钙的沉积和消化。

Lei报道,在断奶仔猪日粮中加入微生物来源的植酸酶750植酸酶单位/千克饲料,可以使磷的沉积增加50%,粪中的磷排泄降低42%。

Shurson则认为Saccharomyces cerevisiae来源的植酸酶或其它含植酸酶的酵母培养物并不能改善饲料植酸磷的利用。

在猪日粮中添加植酸酶替代无机磷所需植酸酶的水平也相对较高,断奶至育成期全部替代猪玉米-豆粕型日粮中的无机磷所需植酸酶的水平在750~1250 U/kg之间。

植酸酶在产蛋鸡日粮中的应用最为普遍,在产蛋鸡日粮中添加适量植酸酶替代部分无机磷对产蛋鸡生长性能无影响,并在一定程度上降低生产成本,提高经
济效益。

与产蛋鸡相比#肉仔鸡生长和骨骼发育较快,对钙和磷的需要与产蛋鸡相比存在差异,植酸酶在肉仔鸡日粮中的使用剂量和替代无机磷的数量与产蛋鸡也有所不同。

在肉仔鸡日粮中添加植酸酶剂量与所替代无机磷的数量上,不同试验的结果存在一定差异。

替代肉仔鸡日粮中0.1%的无机磷大约需要添加785~1200U/kg(平均值为992U/kg)植酸酶才能维持肉仔鸡的正常生产,这一添加水平约是产蛋鸡的2~3倍。

四、影响植酸酶作用效果因素
1、植酸酶添加水平、非植酸磷含量、钙磷比和维生素D对植酸酶作用效果的影

植酸酶在畜禽日粮中的应用效果受多种因素的影响。

通常,随植酸酶添加水平的增加,磷的释放量也增加。

日粮中非植酸磷的水平也会对植酸酶的作用产生影响。

Shail和Roland在非植酸磷水平分别为0.225%和0.325%的玉米-豆粕型日粮中添加植酸酶,结果发现,低水平非植酸磷组肉仔鸡增重、骨中矿物质含量、骨密度和强度显著提高。

但高水平非植酸磷日粮组无变化。

日粮钙磷水平和比例以及维生素D均会对植酸酶作用效果产生影响。

因而,在植酸酶实际应用中应注意保持日粮适宜钙磷水平和比例,适当降低钙的水平有助于磷的吸收。

同时,适当增加维生素D的水平,可有效促进植酸酶水解植酸所释放无机磷的吸收,也是提高植酸酶作用效果的一种方式。

2、外界环境与消化道内环境对植酸酶作用效果的影响
各种酶均有其催化反应的最适条件,在不同温度和PH条件下各种酶所表现出的活性也不同。

植酸酶本身作为一种蛋白质,具有酶和蛋白质双重特性。

一方面具有酶的特点,要求有适宜的催化反应环境条件,如温度、PH、底物和催化反应时间等,催化反应环境条件的变化会影响植酸酶作用效果。

同时,植酸酶也具有蛋白质的特点,强酸、强碱、高温、有机溶剂和蛋白质消化酶等均易使植酸酶蛋白变性或被水解。

饲用植酸酶主要在畜禽消化道内起作用,随着食糜向后排空,植酸酶催化反应环境条件的变化将直接影响植酸酶的应用效果。

3、其他因素对植酸酶作用效果的影响
Zyla等在体外条件下对酸性磷酸酶、酸性蛋白酶和纤维素酶对植酸酶水解植
酸的影响进行研究时发现、酸性磷酸酶显著提高植酸酶水解植酸的能力,蛋白酶和纤维素酶对植酸酶水解植酸也有促进作用。

生产中将植酸酶与以非淀粉多糖酶为主的复合酶同时使用,更有助于植酸酶活性的发挥。

五、植酸酶今后的研究与发展方向
植酸酶在减少畜禽排泄物中磷对环境的污染和促进畜牧业可持续发展中起重要作用,但植酸酶在应用领域尚存在一些问题。

1、植酸酶具有酶和蛋白质双重特性,其活性与作用效果易受外界环境的影响。

2、研究和开发高抗逆性的植酸酶及其最适作用条件是今后的主要研究方向。

3、植酸酶在产蛋鸡日粮中的应用已趋成熟,并在一定程度上降低生产成本,但
植酸酶在肉仔鸡和猪的应用还存在一定的局限性。

提高植酸酶在肉仔鸡和猪日粮中替代磷酸氢钙的比例与作用效果,也是植酸酶解决粪磷对环境污染问题的关键。

4、影响植酸酶作用效果的因素尚缺乏系统的研究,今后仍需加强植酸酶在实际
生产中应用的研究。

5、开发能够在水产动物饲料中应用的植酸酶,即能够耐受较高的制粒温度,并
能够在较低的温度条件下表现出高活性的植酸酶产品。

6、根据反刍动物磷消化代谢特点及其影响磷利用的因素,开发和研制适合于反
刍动物应用的植酸酶产品也是今后的发展方向。

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